当前位置：文档之家 › 基于嵌入式组件技术的精准农业农田信息采集系统的设计与实现孟志军

基于嵌入式组件技术的精准农业农田信息采集系统的设计与实现孟志军

  • 格式：doc
  • 大小：59.50 KB
  • 文档页数：25

基于嵌入式组件技术的精准农业农田信息采集系统的设计与实现孟志军
基于嵌入式组件技术的精准农业农田信息采集系统的设计与实现孟志军1, 2,王秀1,赵春江1,薛绪掌1
(1.国家农业信息化工程技术研究中心,北京100089; 2.中国农业
大学精细农业研究中心,北京100083)
该模块负责GPS通讯和数据处理任务。

系统经过
RS-232标准串口连接手持型GPS、差分GPS或直接在
掌上电脑上插接CF卡式GPS与GPS设备进行通讯,
解析通讯端口传来的NMEA-0183协议格式数据,提取
经纬度位置信息、高程、卫星分布、信号、速度等方面信
息。

2)基于嵌入式操作系统W inCE的GIS基本功能
模块
该模块的主要功能有:地图操作功能,包括地图显
示、放大、缩小、漫游、自由放缩、点选、全图等;地图管理
功能包括对地图的旋转角度、容限进行设置、图层控制
功能等;查询功能包括图形和属性双向互查功能、支持
SQL查询;分析计算功能主要有距离、面积量算、最短/
最佳路径分析等功能。

3)农田信息采集功能模块
根据田间信息采集作业的不同,要求系统能进行田
间地物分布、杂草分布、病虫害发生情况等多种基于精确空间位置的实时信息。

系统要求支持基于GPS位置的农田地物分布空间和属性信息的采集记录;支持基于GPS位置的作物长情长势、病虫草害分布空间及属性
信息的采集记录。

嵌入式农田信息采集系统软件结构框图如图1所
示。

图1系统功能模块结构框图
Fig. 1Structure of system functionmodules
1.2系统开发环境
在基于掌上电脑的农田信息采集系统中,使用的硬
件系统主要有GPS设备和掌上电脑。

根据所采集信息对空间位置精度的要求不同,可选用非差分的便携式GPS设备或差分GPS(DGPS)设备,当前常见的便携式GPS的水平定位精度可达到10m左右。

如果信息采集精度较高,则需要采用DGPS设备。

系统在开发过程中选用的DGPS设备是TrimbleAgGPS132,其中一台为
基准站,一台作为田间工作的流动站,在差分状态工作
时水平定位精度为亚米级。

便携式GPS采用NAVMAN for Compaq iPAQ,这是一个专门为
Compaq iPAQ系列掌上电脑设计的背夹式GPS接收机,水平定位精度为5m左右。

考虑到农田信息采集系
统的野外工作环境,选择了Compaq iPAQ 3870型PocketPC,该型号掌上电脑电源工作时间长,显示屏抗
强光性能较好。

掌上电脑的操作系统为中文M icrosoftPocketPC
,系统软件开发过程中,选择M icrosoft eMbedded
V isualC++ 3. 0作为应用软件开发工具。

为了实现基
于掌上电脑的GIS功能,选择eSuperM ap 1. 0作为系
统开发中间件。

eSuperM ap是北京超图公司开发的嵌入式地理信息系统开发工具,以类库的方式进行分发。

该开发工具针对嵌入式设备资源紧缺的特点,设计了紧凑的数据结构,对资源的消耗较低,功能比较完善。

嵌入式农田信息采集系统的结构框架如图2所示。

图2嵌入式农田信息采集系统结构图
Fig. 2Structure of embedded field
information collection system
2嵌入农田信息采集系统软件开发
2.1GPS设备通讯与数据处理模块
GPS和田间信息获取设备为系统提供信息源,其
中GPS设备提供空间位置信息。

根据地物特征和信息采集作业类型,系统能够将GPS设备采集的散点数据
形成为点、线或面状的矢量数据。

田间信息获取设备负责为这些矢量提供匹配的实时动态属性数据,系统经过
将动态实时的属性数据与矢量的匹配,从而达到田间信
息采集的目的。

eSuperM ap提供了GPS相关的类进行GPS通讯和数据处理,经过调用这些类的相应函数接
口很容易实现与GPS设备的通讯和位置数据的提取。

如经过传入一个能够描述GPS硬件设备接口信息的结
构GPSDEVICEINFO的对象实例,调用CSeGPS类的
成员函数Open()就能实现经过串口与GPS设备连接,
如果连接成功再调用该类的成员函数GetData()能够
返回一个GPSDATA类型的结构体对象,该结构体中
包括有以经纬度表示的位置、高程、可见卫星数等信息。

实际应用系统开发中,仅使用eSuperM ap1. 0提供
的类库进行GPS数据分析处理往往不够,因为其处理
解析的NMEA语句有限,提供的信息有时不能满足一
92农业工程学报
经纬坐标和转换为平面坐标,进而形成相应的数据
文件。

2. 2. 3地图数据的显示操作
地图显示操作子模块能够将以PMF格式表示的
地理空间数据打开显示并进行放缩、平移、漫游等操作。

eSuperM ap中对PMF文件的管理是经过类CSePMF
实现的,该类提供Open方法用以打开指定路径和名称
的PMF文件,GetM aps方法用以获取PMF文件中的
地图,GetDataSource方法能够获取指定名称的数据
源,Close()方法用于关闭PMF文件。

PMF文件的显示
由CSeM apWnd类实现,CSeM apWnd类是eSuperM ap 负责地图显示和操作的核心类之一,它是eSuperM ap
类库的外在体现,大多数与地图显示相关的操作基本上都要经过它来实现。

地理空间数据在地图窗口中显示出来以后,就能够
进行放缩、平移和全图等地图操作动作。

这些地图操作的实现是经过调用CseM apWnd类的成员函数SetAction()实现,不同的操作动作能够经过设置该函
数的参数加以区别。

CSeM apWnd类提供了添加图层函数AddLayer(),能够添加由指定数据源中的某一数据
集或者一个定义好的图层对象,它提供的RemoveLayerA t()函数和ReMoveLayer()函数分别可
以用来删除当前地图集中指定索引顺序的图层和指定名称的图层。

同时,经过调用相应方法可将指定索引顺序位置的图层在当前地图集中进行上下移动和以移至图层集最上端和最下端。

另外,嵌入式农田信息采集系统根据应用需要,还实现了地图旋转功能。

该功能的实现是经过CSeDrawParameters绘图参数类,该类用以
保存绘图过程所需要的参数。

图4所示为嵌入式农田信息采集系统对PMF格式地图数据的管理,地图数据为。

合集下载

基于嵌入式开发的智慧农业系统

基于嵌入式开发的智慧农业系统

基于嵌入式开发的智慧农业系统1. 引言1.1 智慧农业系统概述智慧农业系统是一种利用先进的信息技术、网络通信技术和传感技术来提高农业生产效率和质量的新型农业生产方式。

通过将传感器、监测装置、控制系统等设备集成到一个统一的系统中，实现对农作物生长环境、土壤状况、气象条件等数据的实时监测和控制。

智慧农业系统不仅可以提高农作物的产量和质量，还能有效减少对环境的影响，节约资源，降低成本。

通过监测土壤湿度、温度、光照等信息，智慧农业系统可以实现精准灌溉、精准施肥，避免浪费和过度施用化肥农药，减少环境污染，提高农产品品质。

智慧农业系统还可以提供实时监测和预警功能，及时发现病虫害、干旱等灾害，帮助农民采取相应措施，防止损失。

通过数据分析和决策支持系统，智慧农业系统可以为农民提供科学的种植管理建议，提高农业生产效率和农产品质量。

智慧农业系统的出现为农业生产带来了新的发展机遇，提高了农业生产的自动化水平，为农民提供了更多的种植管理工具和技术支持，推动了农业产业的升级和转型。

随着科技的不断发展和进步，智慧农业系统在未来的发展前景将更加广阔，为农业发展注入了新的活力。

1.2 嵌入式开发在农业领域的应用嵌入式开发是指将计算机系统嵌入到其他设备或系统中的过程。

在农业领域，嵌入式开发被广泛应用于智慧农业系统中，通过将各种传感器、控制器等设备嵌入到农业设施中，实现对农业生产过程的监测、控制和管理。

1. 实时监测：通过嵌入式传感器监测土壤湿度、温度、光照等参数，实现对农作物生长环境的实时监测，帮助农民及时调整种植管理措施。

2. 智能控制：借助嵌入式控制器，实现智能灌溉系统对灌溉水量、频率的精确控制，有效节约水资源，提高农作物产量。

3. 数据采集与传输：嵌入式开发还可以用于数据采集与传输，将土壤、气象等数据实时传输到云端，为农业生产提供科学依据。

4. 精准农业：通过嵌入式开发技术，实现针对性的施肥、喷药，提高农业生产效率，减少对环境的影响。

基于Mapx组件的凹多边形快速分解算法的实现

基于Mapx组件的凹多边形快速分解算法的实现

基于Mapx组件的凹多边形快速分解算法的实现程琳;孟志军;梁明;杨晓艳【摘要】在精准农业作业过程中,需要对农田地块多边形进行复杂的空间分析,如路径优化.空间分析一般是基于凸多边形,所以需要将凹多边形分解成凸多边形来处理,数目尽量最少,效率尽量高.为此,提出了一种凹多边形的分解算法,通过各凹点连接其他顶点连线的交点等信息进行判断,采用递归算法,利用Visual C++语言和Mapx 组件实现该算法的实现与显示.该算法简明实用,效率高,生成凸多边形数量少.【期刊名称】《农机化研究》【年(卷),期】2010(032)007【总页数】4页(P26-29)【关键词】凹凸判断;凹多边形;分解算法;矢量叉积;Mapx【作者】程琳;孟志军;梁明;杨晓艳【作者单位】西安科技大学测绘科学与技术学院,西安,710054;国家农业信息化工程技术研究中心,精准农业部,北京,100097;西安科技大学测绘科学与技术学院,西安,710054;西安科技大学电气与控制工程学院,西安,710054【正文语种】中文【中图分类】TP301.60 引言随着以信息化技术为核心的农业兴起,针对地块的路径优化研究也随之兴起，路径优化在交通运输、精准农机作业等方面都已得到了较好的应用。

而多数的路径优化算法是针对凸多边形地块的算法，而实际农田作业中地块的形状比较复杂，因此就需要将地块多边形进行分解，分解为最少数目的凸多边形再执行凸多边形算法，即凹多边形的最佳剖分。

如何剖分任意多边形是计算几何、图形、图像处理等领域的一个经典问题。

多边形剖分，从目前提出的算法来看，主要有两大类：一是将多边形剖分为三角形，主要应用于计算机图形处理、有限元网格的自动生成等；二是将凹多边形剖分为特殊形状的子多边形。

为此，本文提出了一种示基于凹多边形的凹顶点与其他顶点相交，得出交点数与剖分凹点数来判断并进行剖分凹多边形的方法，通过基于Mapx组件的实现与显示，直观的得到分解结果，实现了凹多边形的最佳剖分[1]。

各地·动态

各地·动态

要闻综述OVERVIEW2019.07农 机 科 技 推 广AGRICULTURE MACHINERYTECHNOLOGY EXTENSION天津：召开农业废弃物高温无害化制有机肥技术现场演示会7月9日，天津市农业发展服务中心组织召开“农业废弃物高温无害化制有机肥技术现场演示会”。

技术人员在西青区辛口镇第六埠村天津宜德鸿蔬菜种植专业合作社观介绍了技术特点、优势和应用情况。

与会人员现场看了秸秆及农业废弃物肥料化利用技术一体化完成粉碎、杀菌、发酵和出料的现场演示。

此次会议对于推进天津农业废弃物生态循环利用，创建生态宜居的农村居住环境，提高农产品品质和产量，促进农民增产增收具有积极作用。

河北：“全程无人驾驶智能作业”首试成功近日，河北省农机部门联合国家农业智能装备工程技术研究中心和省农科院共同开发的全程无人驾驶智能化作业系统成功完成首试。

国家农业智能装备工程技术研究中心研究员孟志军介绍了系统研发情况。

据了解，该中心研发的自动导航系统辅助驾驶AMG-1201（2），已在河北省几十个全程机械化示范县进行了试验示范。

第一代自动导航系统辅助驾驶可以高精度地自动直线行驶。

第二代全程无人驾驶系统，更具智能化。

这个系统由车载导航控制终端、高精度北斗卫星接收机、工作状态控制集成装置等部分组成，通过精准测量车辆的位置、航向和姿态，使农机具有在规定区域自动规划路线及导航、地头自动换向和远程启停控制等功能，实现了无人高精度播种作业。

吉林：举办保护性耕作技术高级研修班近日，吉林省保护性耕作高级研修班在长春市正式开班。

来自吉林省42个县、市、区的保护性耕作科技专家参加了本次研修班。

培训中，各位专家围绕保护性耕作展开授课，东北黑土现状及保护性耕作对黑土保护的作用、保护性耕作理论与实践、玉米种植保护性耕作技术的推广与应用、绿色农业发展、农机与农艺融合、草地贪夜蛾等农作物病虫害防控策略和技术、实施保护性耕作注意事项等课程获得学员的高度认可。

基于嵌入式组件技术的精准农业农田信息采集系统的设计与实现

基于嵌入式组件技术的精准农业农田信息采集系统的设计与实现

基于嵌入式组件技术的精准农业农田信息采集系统的设计与实现孟志军;王秀;赵春江;薛绪掌【期刊名称】《农业工程学报》【年(卷),期】2005(21)4【摘要】基于精确地理位置的农田信息采集是实施精准农业的基础工作.介绍了一种基于掌上电脑和DGPS/背夹式GPS设备的农田信息采集系统的开发过程.该系统在Microsoft eMbedded Visual C++3.0集成开发环境下,采用嵌入式GIS开发组件,实现了掌上电脑环境下GPS、GIS功能的集成.系统由GPS实时通讯和数据处理模块、基于WinCE的基本GIS功能模块和农田信息采集功能模块等组成模块,能够实现与DGPs设备或背夹式GPS设备的实时通讯和定位数据的解析,实现了矢量农田地理信息的显示、操作、查询等基本GIS功能,同时,系统能够采集农田地物分布和多种影响作物生长的环境差异性信息.该文还介绍了使用Microsoft数据库访问组件对象ADOCE对Pocket Access数据库的操作方法,实现了对嵌入式农田信息采集系统中农田信息的有效管理.【总页数】6页(P91-96)【作者】孟志军;王秀;赵春江;薛绪掌【作者单位】国家农业信息化工程技术研究中心,北京,100089;中国农业大学精细农业研究中心,北京,100083;国家农业信息化工程技术研究中心,北京,100089;国家农业信息化工程技术研究中心,北京,100089;国家农业信息化工程技术研究中心,北京,100089【正文语种】中文【中图分类】TP2【相关文献】1.基于嵌入式Web Server的农田信息采集传输系统研究 [J], 王沛沛;史智兴;尹华菊;常淑惠2.基于XScale和Linux的精准农业农田信息采集系统设计 [J], 颜莉莉3.基于组件技术嵌入式电力监控系统的设计与实现 [J], 方海;吴健;张蕴4.基于嵌入式农业信息采集系统关键技术的研究 [J], 魏凯斌;汪志农5.基于嵌入式电子信息的农田信息采集系统开发 [J], 谭会君;潘霞因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。