[發(fā)明專利]一種智能灌溉系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011431372.1
• 申請(qǐng)日: 2020-12-09
• 公開（公告）號(hào): CN112514779A
• 公開（公告）日: 2021-03-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 藍(lán)宇;黃中舟;朱彥博;陳品;王健;曹璐婷
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣州大學(xué)華軟軟件學(xué)院
• 主分類號(hào): A01G25/16
• 分類號(hào): A01G25/16
• 代理公司: 廣州三環(huán)專利商標(biāo)代理有限公司 44202
• 代理人: 陳旭紅;呂金金

1.一種智能灌溉系統(tǒng)，其特征在于，包括：數(shù)據(jù)采集模塊、智能分析模塊、智能灌溉模塊、App功能模塊；

所述數(shù)據(jù)采集模塊包括濕度傳感器和圖像采集器；所述智能分析模塊包括樹莓派；所述智能灌溉模塊包括單片機(jī)、水泵和無(wú)線通信模塊；

所述濕度傳感器將采集到的土壤干濕度信號(hào)傳送至所述單片機(jī)，所述單片機(jī)根據(jù)所述土壤干濕度信號(hào)控制所述水泵的開關(guān)；

所述智能灌溉模塊與所述App功能模塊通過(guò)所述無(wú)線通信模塊建立連接；

所述圖像采集器將采集到的圖像傳輸至所述樹莓派，所述樹莓派利用OpenCV進(jìn)行圖像識(shí)別，將識(shí)別到的植物特征數(shù)據(jù)傳送至所述單片機(jī)和所述App功能模塊，所述單片機(jī)根據(jù)所述植物特征數(shù)據(jù)控制所述水泵的開關(guān)，所述App功能模塊根據(jù)所述植物特征數(shù)據(jù)控制所述水泵的開關(guān)，所述App功能模塊還根據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)現(xiàn)有的植物數(shù)據(jù)進(jìn)行介入操作，設(shè)定對(duì)應(yīng)的灌溉策略。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能灌溉系統(tǒng)，其特征在于，所述樹莓派，用于：

接收所述圖像采集器傳輸?shù)闹参飯D像；

對(duì)所述植物圖像進(jìn)行預(yù)處理，所述預(yù)處理包括圖像灰度化、圖像降噪、圖像分割、形態(tài)學(xué)處理以及位置歸一化；

根據(jù)多尺度曲率空間法、Gabor分塊局域二值模式和顏色空間模型分別提取所述植物圖像和植物模板圖像數(shù)據(jù)庫(kù)中圖像的區(qū)域特征，所述區(qū)域特征包括植物的形狀特征、紋理特征和顏色特征；

利用區(qū)域特征決策匹配法或卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分類器對(duì)所述植物圖像中的植物分類識(shí)別；

獲得所述植物圖像中的植物特征數(shù)據(jù)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的智能灌溉系統(tǒng)，其特征在于，所述樹莓派利用區(qū)域特征決策匹配法對(duì)植物分類識(shí)別，具體為：

根據(jù)所述植物圖像和所述植物模板圖像數(shù)據(jù)庫(kù)中圖像的區(qū)域特征，計(jì)算二者圖像中所述區(qū)域特征差異性；

根據(jù)所述區(qū)域特征差異性計(jì)算所述植物圖像和所述植物模板圖像數(shù)據(jù)庫(kù)中的圖像的刪除度，以實(shí)現(xiàn)圖像匹配。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的智能灌溉系統(tǒng)，其特征在于，所述卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分類器的構(gòu)建步驟，具體為：

收集并標(biāo)記植物圖像；

建立并訓(xùn)練深度卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)；

收斂后結(jié)束訓(xùn)練，形成卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分類器。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能灌溉系統(tǒng)，其特征在于，所述圖像采集器包括C270攝像頭。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能灌溉系統(tǒng)，其特征在于，所述濕度傳感器包括LM393芯片。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能灌溉系統(tǒng)，其特征在于，所述智能灌溉模塊還包括顯示屏，所述顯示屏包括LED1602液晶顯示屏，所述顯示屏用于顯示當(dāng)前土壤的干濕度值、預(yù)設(shè)的土壤干度閾值和濕度閾值。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能灌溉系統(tǒng)，其特征在于，所述單片機(jī)包括STM32F101R6單片機(jī)。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能灌溉系統(tǒng)，其特征在于，所述水泵包括DC5V水泵。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能灌溉系統(tǒng)，其特征在于，所述單片機(jī)包括ADC0832模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片。