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温度、湿度等一系列指标是农业大棚蔬菜培养的重要参数,并且这些参数之间是相互关联的。温湿度,光照等控制着植物作物生长的过程,如果能够按照相关作物的环境通过自动化系统模拟作物的生长条件,就可以培养出质量优良的蔬菜产品。相反,如果相关参数控制不好,则必然引起病虫害泛滥,植物生长紊乱等问题,如果由此产生连锁反应,就会造成难以挽回的经济损失。因此,温度、湿度测控技术在大棚作物培养过程中的应用是十分重要的。
随着嵌入式计算机技术的不断发展,农业大棚测控系统逐渐向智能化发展并且不断得到完善,传统的上位机和下位机之间通过有线式总线连接,存在着控制规模和自由度受限,不能实现远程控制的缺陷。本文主要设计了基于Codex-M3处理器、3G网络传输技术的农业大棚无线测控系统,在完成对大棚温湿/度检测和控制的基础上实现了基于H.264/AVC编码格式的实时视频监控。此系统摆脱了以往受到传输距离和地域限制的有线测控模式,实现了大棚控制的网络化和可视化。
本文选用了相对于传统单片机技术更为成熟的Codex-M3为微处理器,在棚内使用数字式温度传感器DSl8820进行了多点温度采集,使用HS1101进行湿度采集并通过CD4501实现了多路检测;采集的数据与上位机发送的预设值进行比较后得到控制输出,从而实现了棚内环境的有效控制。
视频技术经历了模拟、数字视频监控系统后,现在正在以基于第三代网络传输技术(3G)的无线视频控制方式为主,并在各行业中与嵌入式计算机结合起来,成为各种视频采集传输场合的主流。在不必增加过多成本的前提下,同时需要获得与有线传输基本相同的清晰度,需要引入合适的编码标准。H.264/AVC是ITU的VCEG(视频编码专家组)和150dEC的MPEG(活动图像编码专家组)的联合视频组(JVT)开发的一个新的数字视频编码标准,其主要目的是增强图像的压缩效率和改善图像数据在网络中的传输。由于本文选用的视频编码芯片MB86H51具有集成度高、精度高,实时处理能力强大等特点,所以能够与H.264/AVC视频编码标准的算法形成良好的配合。