便攜式無線農(nóng)業(yè)氣象遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2025-07-26 21:14 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 度傳感器埋深為10 cm、20 em、50 cm和100 em，以形成梯度觀測(cè)。所有傳感器和視頻圖像設(shè)備通過信號(hào)線與數(shù)據(jù)采集裝置相連，太陽能供電設(shè)備通過電源線向數(shù)據(jù)采集裝置傳輸轉(zhuǎn)換形成的電能，所有設(shè)備的信號(hào)線、電源線以及避雷線都捆綁在一起，并包在設(shè)備支架的防雨空心管內(nèi)。2 系統(tǒng)功能設(shè)計(jì) 2．1 自動(dòng)采集系統(tǒng)所有采集站點(diǎn)的編號(hào)均按縣+鄉(xiāng)(鎮(zhèn))+村+農(nóng)戶編碼方式組成，共14位編碼。其中，縣代碼參照《中華人民共和國行政區(qū)劃代碼》(GB／T22602007)，鄉(xiāng)和村代碼參照《縣級(jí)以下行政區(qū)劃代碼編制規(guī)則》(GB／T 10114—2003)進(jìn)行編碼，農(nóng)戶代碼按01～99順序進(jìn)行編碼。每個(gè)站點(diǎn)所采集的農(nóng)田小氣候要素包括降水量、氣溫、空氣濕度、風(fēng)速、風(fēng)向、光合有效輻射、土壤溫度和土壤濕度等，用戶可通過遠(yuǎn)程客戶端軟件實(shí)時(shí)顯示所選站點(diǎn)當(dāng)日各要素的動(dòng)態(tài)變化過程。農(nóng)田小氣候要素默認(rèn)采集時(shí)間間隔為1 min。點(diǎn)擊軟件界面上的“農(nóng)作物生長發(fā)育”圖標(biāo)，進(jìn)入視頻顯示畫面?？砂炊喈嬅嫱瑫r(shí)顯示所有站點(diǎn)視頻，也可單一畫面突出顯示某站點(diǎn)視頻。根據(jù)界面上的旋轉(zhuǎn)、變倍、對(duì)焦以及調(diào)節(jié)光圈等操作功能，可調(diào)整圖像拍攝的角度和距離。在默認(rèn)狀態(tài)下，系統(tǒng)每日自動(dòng)采集兩幀視頻圖像，采集時(shí)刻分別為10：00和14：00。根據(jù)用戶觀測(cè)需求，還可對(duì)系統(tǒng)默認(rèn)狀態(tài)進(jìn)行改動(dòng)。2．2實(shí)時(shí)監(jiān)控主要包括數(shù)據(jù)監(jiān)控和視頻調(diào)控兩部分。數(shù)據(jù)監(jiān)控是指對(duì)農(nóng)田小氣候要素?cái)?shù)據(jù)的完整性、連續(xù)性與合法性等進(jìn)行的實(shí)時(shí)檢查。視頻調(diào)控是根據(jù)用戶對(duì)農(nóng)作物的實(shí)際拍攝需求，在遠(yuǎn)程客戶端通過旋轉(zhuǎn)云臺(tái)、變倍、對(duì)焦、調(diào)節(jié)光圈等方式使網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)以最佳姿態(tài)對(duì)農(nóng)作物進(jìn)行拍照，從而獲得最理想的圖像。當(dāng)多個(gè)用戶同時(shí)對(duì)一臺(tái)網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)程調(diào)控時(shí)，系統(tǒng)將根據(jù)用戶訪問站點(diǎn)的權(quán)限大小進(jìn)行管理。對(duì)于權(quán)限級(jí)別不同的用戶，權(quán)限高的用戶優(yōu)先進(jìn)行調(diào)控；對(duì)于同一權(quán)限級(jí)別的用戶，按照訪問的先后順序進(jìn)行調(diào)控?？紤]到在農(nóng)田惡劣環(huán)境中的網(wǎng)絡(luò)傳輸可能出現(xiàn)中斷，故利用數(shù)據(jù)采集裝置的存儲(chǔ)功能同時(shí)對(duì)上傳數(shù)據(jù)進(jìn)行備份存儲(chǔ)。如果系統(tǒng)檢測(cè)到數(shù)據(jù)傳輸出現(xiàn)中斷、缺漏或異常值，將通過遠(yuǎn)程客戶端軟件實(shí)時(shí)顯示界面提示用戶，并及時(shí)調(diào)用數(shù)據(jù)采集裝置中對(duì)應(yīng)的備份數(shù)據(jù)。通常情況下，備份數(shù)據(jù)保存1個(gè)月。2．3 短期預(yù)警基于實(shí)時(shí)采集的農(nóng)田小氣候要素?cái)?shù)據(jù)，系統(tǒng)可對(duì)當(dāng)日內(nèi)的降雨量、氣溫和風(fēng)速等氣象條件進(jìn)行預(yù)警。具體方式是：當(dāng)某項(xiàng)農(nóng)田小氣候要素觀測(cè)值高于所設(shè)定的報(bào)警警戒值時(shí)，通過遠(yuǎn)程客戶端軟件界面發(fā)出報(bào)警提示。根據(jù)警戒值大小設(shè)定報(bào)警級(jí)別，如日累計(jì)雨量報(bào)警級(jí)別、1 h雨量報(bào)警級(jí)別、3 h雨量報(bào)警級(jí)別、低溫報(bào)警級(jí)別、高溫報(bào)警級(jí)別、大風(fēng)報(bào)警級(jí)別等。3 系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)．1 農(nóng)田小氣候和視頻圖像信息集成農(nóng)田小氣候和視頻圖像信息的集成主要通過研發(fā)數(shù)據(jù)采集裝置實(shí)現(xiàn)。數(shù)據(jù)采集裝置通過接收和下傳來自遠(yuǎn)程客戶端的控制命令、接收和上傳來自信息采集前端的各類參數(shù)數(shù)據(jù)，從而實(shí)現(xiàn)農(nóng)田小氣候和視頻圖像信息在硬件上的集成采集、處理、交換和傳輸。具體操作方式為：由遠(yuǎn)程客戶端通過交換端口向數(shù)據(jù)采集模塊發(fā)送多路農(nóng)田小氣候要素控制命令和視頻控制命令，數(shù)據(jù)采集模塊接收命令后分別通過農(nóng)田小氣候信息參數(shù)接口和視頻接口相應(yīng)地下傳到農(nóng)田小氣候信息采集前端和視頻圖像信息采集前端，農(nóng)田小氣候信息采集前端和視頻圖像信息采集前端分別根據(jù)遠(yuǎn)程控制命令進(jìn)行信息采集；數(shù)據(jù)采集模塊通過相應(yīng)參數(shù)接口分別接收來自信息采前端的多路農(nóng)田小氣候參數(shù)信號(hào)和視頻圖像信號(hào)，經(jīng)采集一處理單元進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)處理后，分別還原成多路農(nóng)田小氣
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