基于物联网的农作物病虫害图像信息自动监测系统技术方案

本发明专利技术提供了一种基于物联网的农作物病虫害图像信息自动监测系统，包括无线图像传感器网络、无线移动通信网络终端、农作物病虫害图像自动监测中心，所述无线图像传感器网络通过无线移动通信网络与无线移动通信网络终端连接，无线移动通信网络终端通过互联网与农作物病虫害图像自动监测中心连接。本发明专利技术的设计与实现是“村村通”互联网覆盖的延伸，是“农村信息直通车工程”在农作物病虫害自动监测信息方面的应用，值得推广使用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于物联网应用领域，特别是涉及基于物联网的农作物病虫害图像信息自 动监测系统。
技术介绍
物联网是一种新型的网络架构，其核心技术可以归结为无线传感器网络技术。无 线传感器网络具有低成本、低功耗、方便扩展等优点，它网络结构灵活多变，传感检测范围 广，无需接线即可随时增加监测点。因此，无线传感器网络在军事、工业、农业、医学、家居生 活及娱乐方面有广阔的应用前景。随着智能化技术的发展，人工智能将是世纪农业工程发展的重点。专家系统的研 究是从20世纪60年代伴随着人工智能发展起来的。农业专家系统的研究始于20世纪70 年代末期，利用专家系统辅助防治植物的病虫害是专家系统应用较早的领域。目前，在植保领域应用的专家系统种类基本上以模型专家系统和数据库专家系统 为主，它们主要以互联网作为服务平台，为用户提供有关植物病虫草害的诊断、预测预报、 综合治理及植物检疫、农药管理等方面的服务。目前各省市政府广泛建立的“农业技术推广网站”，利用互联网技术推广农业技术 信息。但这种农业信息化方式不能满足农业高速发展的要求(1)问题查询的速度慢。农民不能在耕种现场进行即时查询；另外，网站普遍缺乏 专业技术人员，令网站不能及时回应农民的查询问题。(2)使用门槛高。农户必须拥有已接入互联网的计算机，必须掌握基本的计算机及 互联网使用知识。(3)最新的农业技术传播和应用周期长、速度慢。农户必须主动登录网站检索是否 有最新的信息，妨碍了新技术的传播应用。农作物病虫害农业专家系统为用户提供一个病虫害咨询平台，用户能自行在线查 询病虫害的相关信息，解决了上述第一个问题。但在农作物病虫害识别方面，目前的农业专 家系统仍然停留在人工的阶段，利用图像识别可很好解决该问题。然而图像识别是图像处理中最为复杂的技术，利用图像识别技术能自动判断图像 所包含的物体的身份，获取对象信息，在指纹识别、头像识别、车辆识别等方面有十分广泛 的用途。由于农作物病虫害形态多变，不同的病害、虫害可能具有相似的图像特征，识别难 度大。目前国内还没有一套完全自动化工作的“农作物病虫害图像监测系统”，农业专家系 统在病虫害判别上仍然处于人工状态，农作物病虫害图像自动识别监测仍然没有实现。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种有效使用图像识别技术的基于 物联网的农作物病虫害图像信息自动监测系统。为了实现上述专利技术目的，采用的技术方案如下一种基于物联网的农作物病虫害图像信息自动监测系统，包括无线图像传感器网 络、无线移动通信网络终端、农作物病虫害图像自动监测中心，所述无线图像传感器网络通 过无线移动通信网络与无线移动通信网络终端连接，无线移动通信网络终端通过互联网与 农作物病虫害图像自动监测中心连接。上述技术方案中，所述无线图像传感器网络包括主节点模块和多个监测节点模 块，所述主节点模块用于实现无线图像传感器网络与无线移动通信网络的连接，所述监测 节点模块由图像传感器、嵌入式系统和无线通信模块组成，实现发送图像传感器的监测图 像数据以及转发其它监测节点模块的监测图像数据，所述主节点模块再集中把监测图像数 据传送给无线移动通信网络终端。所述多个监测节点模块广泛分布于农作物种植现场各处，各监测节点模块只与相 邻的其它监测节点模块进行无线通信。所述无线移动通信网络终端位于农村信息站内，与互联网连接，实现把接收到的 图像监测数据通过互联网传输给农作物病虫害图像自动监测中心。所述无线移动通信网络采用GPRS/⑶MA。所述农作物病虫害图像自动监测中心与互联网连接，设有农作物病虫害专家信息 库，根据所接收的图像监测数据自动识别病虫害种类，并通过互联网发出病虫害防治对策 及病虫害警报给无线移动通信网络终端。所述无线移动通信网络终端还能够连接用户手机。所述农作物病虫害图像自动监测中心通过互联网、无线移动通信网络终端和无线 移动通信网络将病虫害防治对策及病虫害警报以短信息的形式发送到用户手机上。所述用户手机包括摄像设备，农户能够通过该手机把病虫害发生的现象进行拍 摄，并通过无线移动通信网络、无线移动通信网络终端和互联网传送到农作物病虫害图像 自动监测中心。所述农作物病虫害图像自动监测中心设置有主分量分析(PCA)和线性鉴别分析 (LDA)相结合的方式进行农作物的病虫害鉴别。本专利技术针对国内农村种植的特点，利用物联网架构，把先进的无线传感器网络技 术、无线移动通信网络技术和“村村通”网络结合起来，实现农村农业种植现场的完全覆盖； 本专利技术更通过农作物病虫害自动图像识别，令农业专家系统的在线监测判别过程完全实现 自动化；而且，本专利技术是通过手机短信息把农作物病虫害警报(病虫害种类、发生位置)及 其防治方法通知给农户，整个农作物病虫害的监测过程无需农民参与。因此，本专利技术的设计 与实现是“村村通”互联网覆盖的延伸，是“农村信息直通车工程”在农作物病虫害自动监 测信息方面的应用，值得推广使用。附图说明图1为本专利技术的系统架构示意图；图2为无线图像传感器网络的监测节点模块硬件结构示意图；图3为无线图像传感器网络的监测节点模块软件结构示意图；图4为无线图像传感器网络的主节点模块硬件结构示意图；图5为无线移动通信网络终端结构示意图6为农作物病虫害图像自动监测中心的逻辑模型图；图7为农作物病虫害图像自动监测中心的知识表示模型图。具体实施例方式下面结合附图对本专利技术做进一步的说明。本专利技术的系统结构包括无线图像传感器网络、无线移动通信网络终端、农作物病 虫害图像自动监测中心三大部分，其组成框图如附图1所示，具体说明如下(1)基于无线图像传感器的物联网，其监测节点模块由图像传感器、嵌入式系统 和无线通信模块组成，负责发送传感器的监测图像数据以及转发其它监测点的监测图像数 据。多个监测节点模块广泛分布于农作物种植现场各处，各监测节点模块只与相邻的其它 监测节点模块进行无线通信，构成无线传感器网络。(2)无线图像传感器物联网的主节点模 块，用于实现无线传感器网络与无线通信网络的连接。无线传感器网络的图像数据最终被 传送到该物联网的主节点模块上，通过该物联网的主节点集中把图像数据传送给农村信息 站里的无线移动通信网络终端处。(3)GPRS/CDMA网络，即无线移动通信网络。(4)无线移 动通信网络终端，位于农村信息站内，与“村村通”互联网连接，负责把接收到的图像数据通 过互联网最终传输给农作物病虫害图像自动监测中心。(5)互联网。(6)农作物病虫害图 像自动监测中心，与互联网连接，拥有农作物病虫害专家信息库，负责接收图像数据并自动 识别病虫害种类。农作物病虫害图像自动监测中心发出的防治对策及病虫害警报将通过互 联网传递给信息站点无线移动通信网络终端，最后以短信息的形式发送到农户登记的手机 上。(7)用户手机，农户可以使用具有拍照功能的手机把病虫害发生的现象拍下来，通过无 线网络传到农作物病虫害图像自动监测中心进行病虫害信息的分析与报告反馈。无线图像传感器网络的监测节点模块为一个DSP嵌入式系统，它以DSP为主控制 器，扩展适当的接口电路，可完成图像采集及压缩处理、数据加解密、无线路由、通信传输功 能。节点系统设计组成包括图像采集电路、DSP存储、控制与显示电路、802. 11无线收发单 元、电源。其硬件本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于物联网的农作物病虫害图像信息自动监测系统，其特征在于包括无线图像传感器网络、无线移动通信网络终端、农作物病虫害图像自动监测中心，所述无线图像传感器网络通过无线移动通信网络与无线移动通信网络终端连接，无线移动通信网络终端通过互联网与农作物病虫害图像自动监测中心连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：肖明明，刘毅，
申请(专利权)人：仲恺农业工程学院，
类型：发明
国别省市：81[中国|广州]