項目名稱

基于嵌入式的農作物圖像采集系統

項目類型

創新訓練項目

申請經費

5000元

起止時間

?????? 2012 年? 5月???? 至? 2014 年? 5月

申?? 請? 團? 隊

姓名

學號

年級

所屬學院及專業

聯系電話

E-mail

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? 1009054131

10

信息電子技術學院電子信息工程一班

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1009054129

10

信息電子技術學院電子信息工程一班

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0909054119

09

信息電子技術學院電子信息工程一班

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0909064108

09

信息電子技術學院通信工程一班

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指? 導? 教? 師

姓名

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職務/職稱

副院長/副教授

電話

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E-mail

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工作

單位

大學信息電子技術學院

企 業 指 導 教 師

姓名

?

職務/職稱

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電話

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E-mail

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工作

單位

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一、立項依據（研究目的、意義,國內外研究現狀及發展動態）

研究目的、意義：

??? 在我國，限制我國農業發展的瓶頸之一就是智能科技在農業的應用還不廣泛，農業勞動生產效率低,特別是在東北、新疆等耕作面積比較大的地區，在觀察了解農作物生長狀態時主要是依賴于人工巡察方式,不僅費時費力，還增加生產開支。因此，充分利用信息采集技術輔助農業生產的思想應用前景尤為可觀。基于這一點我們研究搭載于小型無人飛機的農田作物生長狀況的圖像采集系統，來對大范圍種植的農作物生長進行跟蹤觀察。

???? 該信息采集系統應用到大田種植上將大大減輕人工巡察作物生長狀況帶來的不便。例如：巡查時對大田中間部分作物生長狀況了解有限制；人工巡查是比較費時費力；為及時的了解情況，頻繁地去巡查，將加大生產投入……利用先進的技術來觀察植物的生長狀態，與人工巡查相比，最大的好處就是能夠降低人力物力的投入，并且能提高生產效率。對生長環境狀態要求比較高的植物來說，更能避免因為人為因素而造成生產損失，智能化的系統對于檔次較高的經濟作物有更重要的意義。

國內外研究現狀及發展動態：

??? 目前，國外已經出現了一批商品化的農情信息采集軟硬件產品，軟件設計功能強大，尤其是在圖形處理、可視化分析方面技術比較成熟，硬件設計上考慮到系統應用的實際環境，可滿足機載或徒步采集的不同要求。國內基于GPS和GIS的農情信息定位采集系統的研究較國外起步晚，多數還處于人工采集階段。

??? 一些科研院所正積極著手開發適于中國國情的農情信息采集系統，主要有：

?? 1)以單片機為核心進行開發，結合GPS技術實現對某幾個農情信息要素(如土壤水分、養分、電導率等)的定位測量，然后將采集的信息在GIS平臺上進行事后管理和分析，這類設備功能簡單、實用、開發成本較低，但功能過于單一。

?? 2)在便攜式計算機上進行開發，可實現大量農情信息現場快速采集及可視化分析處理。目前已開發了能夠實現農情信息采集的通用型軟件.但便攜式計算機存在體積和質量較大、強光下操作不便等問題。

?? 3)基于嵌入式農情信息采集系統的開發。該系統體積小、功耗低、功能強、可靠性高。隨著嵌入式系統的快速發展，其相關的技術也在不斷成熟，開發基于嵌入式的農情信息采集系統必將成為今后的主要發展方向。

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二、項目研究內容、研究目標,以及擬解決的關鍵技術問題

研究內容、研究目標：

本項目研究內容是圍繞著“如何采集作物生長狀況？”、“如何遠距離傳輸回采集的信息？”、“如何對采集的信息進行處理？”等問題，開發出功能適當、界面友好、符合用戶使用習慣的農田作物圖像采集系統。

基于以上幾點我們的研究目標是制作出搭載于小型無人飛機上的農作物圖像采集系統。該系統通過GPS獲取田間位置信息，照相機采集作物生長狀況圖像，遠距離無線傳輸傳回現場信息，并對接收的圖像進行相關的處理，將處理結果反饋給用戶，為用戶實施科學種田的決策提供依據。

擬解決的關鍵技術問題：

1、利用遠距離無線傳輸技術，確保傳輸距離和傳輸質量；

2、基于嵌入式的模塊驅動、用戶界面開發；

3、利用多種圖像處理方法，對不同作物的多種狀態分析處理。

三、研究方案、技術路線

研究方案：

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（1）主控制器

系統的核心控制及相關信息處理。選用ARM11為主控制器，該處理器性能卓越，實現的硬核則是為了滿足那些極高性能和速度要求的應用。它包含了多媒體處理指令來加速視頻和音頻處理，而且它的新型存儲器系統進一步提高了操作系統的性能，同時也節省實現的成本和時間。

（2）照相機

本系統的核心傳感器，對指定的農田區域進行圖像采集。

（3）GPS模塊

飛行器的位置坐標進行監測。由ARM進行接收反饋的地理坐標，將地理位置與圖像相關聯，然后經過無線數據傳輸模塊傳回操作終端。

（4）數據傳輸模塊

通過大功率Wifi對數據進行無線傳輸，也是用戶與整個系統的通信通道。

?（5）人機交互

???? 采用基于嵌入式的圖形界面編程，完成信息顯示，方便用戶查看。

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技術路線：

四、項目特色與創新之處

1、遠距離Wifi網絡的無線傳輸技術在農業上的應用；

2、多種圖像方法處理不同作物的多種生長狀態信息。

五、年度計劃

1、2012年6月~~2012年9月：查找相關資料，咨詢專業人士，實地調研；

2、2012年10月~~2012年12月：根據收集的資料，分析問題，指定方案，

??? 3、2013年1月~~2013年10月：根據指定的方案，進行功能模塊軟件開發；

4、2013年11月~~2013年12月：制作硬件電路并調試；

5、2014年1月~~2014年4月：軟硬件整體組合、調試、優化；

6、2014年5月：結題。

六 、預期成果（專利、論文、產品或裝置）

1、制作樣機

2、撰寫論文

3、申請專利

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七、項目責任人承諾

在獲得立項后，本人將與項目組成員團結一致，努力做好該項目的研究工作，實現制定的目標。如果因主觀原因導致項目執行不力，未達到預期目標，本人與項目組成員愿意承擔相應損失。

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負責人簽名：????????????????

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經費預算

支出項目

金額（元）

計算依據

會議費/差旅費

200.00

采購元器件、定做殼體等

論文版面費

400.00

電子制作等相關電子雜志版面費為400元左右

專利申請費

2000.00

實用新型專利申請費2000元

實驗材料費

2000.00

ARM11開發平臺、小型無人飛機、照相機、Wifi無線模塊、電阻包 、電容包 、三極管包 、電池 、電路板等

其他

400.00

參考書、萬用表、烙鐵、焊錫、稿紙等

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總計（元）：???????????????????????????????????????????????????????? 5000元

導師意見：

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簽名：??????????? 年?? 月??? 日

學院意見：

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簽名：????? 蓋章????? 年?? 月??? 日

學校專家評審意見：

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??????????????????????????????? 負責人簽名：????? 蓋章???? 年?? 月?? 日

學校意見：

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