基于5G的农产品环境监测数据与图像的现地集成设备的制作方法

基于5g的农产品环境监测数据与图像的现地集成设备
技术领域
1.本实用新型属于农产品监测技术领域，尤其是一种基于5g的农产品环境监测数据与图像的现地集成设备。


背景技术：

2.随着物联网应用的逐渐深入，各行各业对采集数据的处理要求越来越高。在农业生产领域中，农产品环境监测数据可用于日常农产品生产管理和农产品溯源领域。农产品溯源是食品安全的基本保证，因此，如何进行农产品溯源的相关数据采集并应用于食品安全农产品溯源领域是目前迫切需要解决的问题。
3.由于农业种植或生产方式的特性，因此，针对农产品生长环节，在数据采集及处理过程中，不仅需要环境监测数据，而且需要监测农产品生产过程的图像数据等，并将上述数据有效地集成在一起，才能实现农产品溯源数据的功能。但是，现有农产品环境监测数据采集经常是分别经由各种类型的物联网设备进行单独的采集，各类数据不具有直接的关联性，难以形成系统性的综合性的农产品溯源数据。鉴于网络传输的稳定性和成本考虑，将采集的各类新鲜数据，通过现地集成处理的方式实现综合性系统性的生长溯源数据，最为经济可靠。
4.经检索，尚未发现农产品生长环境监测数据和图像现地集成设备。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于克服现有数据采集和处理技术的不足，提供一种设计合理、性能稳定且成本低廉的基于5g的农产品环境监测数据与图像的现地集成设备。
6.本实用新型解决现有的技术问题是采取以下技术方案实现的：
7.一种基于5g的农产品环境监测数据与图像的现地集成设备，包括箱体及其内部的控制电路，在箱体上设置有电源插口、传感器接口和视频信号接口；所述控制电路包括arm芯片和与其相连接的存储器、环境数据采集接入模块、环境图像采集接入模块、显示驱动模块及电源模块；所述环境数据采集接入模块、环境图像采集接入模块、显示驱动模块分别与传感器接口、视频信号接口、显示屏相连接；所述电源模块与电源插口相连接，将外部电源转换为控制电路的工作电源；所述环境数据采集接入模块通过环境传感器采集环境数据并传输至arm芯片；所述环境图像采集接入模块通过摄像头采集环境图像数据并传输至arm芯片；所述arm芯片控制并接收环境数据采集接入模块、环境图像采集接入模块采集的环境数据和环境图像数据，并将环境数据与环境图像数据集成在一起得到现地环境数据图像，通过存储器进行储存，通过显示屏进行显示。
8.进一步，所述控制电路还包括5g通信模块，该5g通信模块与arm芯片及箱体上的5g天线相连接，用于将现地环境数据图像上传至云端或指定服务器。
9.进一步，所述控制电路还包括com通信模块，该com通信模块与arm芯片及箱体上的com通信接口相连接，该com通信接口连接配置移动终端用于配置设备运行参数。
10.进一步，所述控制电路还包括网络模块，该网络模块与arm芯片及箱体上的网络接口相连接。
11.进一步，在箱体的前面板上还设有机械设备锁，用于锁闭箱体并防止蚊虫或灰尘进入箱体。
12.进一步，所述环境传感器包括：环境温湿度二合一传感器、土壤温湿度二合一传感器、土壤ec值传感器、二氧化碳浓度传感器、位置传感器和有效光合辐射传感器。
13.进一步，所述传感器接口采用的rs485接口，传感器接口通过rs485总线连接环境传感器。
14.本实用新型的优点和积极效果是：
15.1、本实用新型设计合理，其通过环境传感器和摄像装置能够实时监测农产品环境监测数据与图像并传输到arm芯片中，由arm芯片将多种环境监测数据和农产品图像数据集成在一起得到现地环境数据图像，从而实现农产品生长环境监测数据的现地集成、存储及显示功能，监测人员可以实时观测包括环境数据和农产品图像数据的现地环境数据图像，提高了监测效率，满足了农产品生长环节溯源数据关联性的需要。本发明具有采集的实时性、有线连接的稳定性、数据关联的准确性等特点。
16.2、本实用新型可以通过5g通信方式将现地环境数据图像上传至云端服务器，提高了网络传输的稳定性并降低了建设及维护成本。
附图说明
17.图1为本实用新型的箱体结构图；
18.图2为本实用新型的控制电路方框图；
19.图3为本实用新型的控制电路产品结构图；
20.图4为本实用新型得到的现地环境数据图像显示示意图；
21.图中，1
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传感器接口、2
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视频信号接口、3
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电源插口、4
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com通信接口、5
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网络接口、6
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机械设备锁、7
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天线、8
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显示屏、9
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箱体。
具体实施方式
22.以下结合附图对本实用新型实施例做进一步详述。
23.一种基于5g的农产品环境监测数据与图像的现地集成设备，如图1所示，包括箱体9及箱体内部的控制电路，其中控制电路的核心部件为包括arm芯片、存储芯片等元器件的开发板。在箱体的前面板上安装有显示屏8和机械设备锁6，显示屏与内部控制电路相连接实现现地集成数据以及相关数据显示功能，设备锁为机械锁用于锁闭箱体，防止蚊虫或灰尘进入箱体。在箱体的上端安装有5g天线并与箱体的控制电路相连接实现5g通信功能。在箱体的右侧端安装有电源插口3、com通信接口4和网络接口5并与控制电路相连接，外接电源通过电源插口为内部电路供电，com通信接口可连接配置移动终端用于配置设备运行参数，网络接口与网络设备相连接，实现在有线环境下的网络通讯功能。在箱体的下侧端设置有传感器接口1和视频信号接口2并与控制电路相连接，传感器接口用于连接环境传感器实现环境数据监测功能，所述视频信号接口用于连接摄像头，实现农产品图像采集功能。
24.在本实施例中，传感器接口采用的rs485接口，通过rs485总线可以连接各个传感
器。
25.如图2所示，箱体内部的控制电路包括：arm芯片及与其连接的环境数据采集接入模块、环境图像采集接入模块、com通信模块、显示驱动模块、5g通信模块、网络模块及电源模块；所述环境数据采集接入模块、环境图像采集接入模块、com通信模块、显示驱动模块、5g通信模块、网络模块分别与箱体上的传感器接口、视频信号接口、com通信接口、显示屏、5g天线、网络接口相连接。所述电源模块与电源插口相连接，将外部电源转换为控制电路的工作电源并为整个设备供电。所述环境数据采集接入模块在arm芯片的控制下，通过环境传感器采集环境数据并接入至arm芯片。所述环境图像采集接入模块在arm芯片控制下，通过摄像头采集环境图像数据并接入至arm芯片。所述arm芯片通过com通信模块（rs232接口）接收配置移动终端（比如笔记本电脑）的设备运行参数，并按照设备运行参数，控制环境数据采集接入模块、环境图像采集接入模块分别采集环境数据和环境图像数据，arm芯片接收环境数据采集接入模块、环境图像采集接入模块传来的环境数据和环境图像数据，并将环境数据与环境图像数据集成在一起得到现地环境数据图像，该现地环境数据图像包括农产品图像及环境参数内容。arm芯片将现地环境数据图像通过存储器进行现地储存，通过显示屏进行显示。处理后的现地环境数据图像如图4所示。arm芯片采用5g通信方式，通过5g通信模块将现地处理好的环境数据图像上传至云端或指定服务器。所述网络设备为通过rj
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45接口接入的有线网络设备，例如有线路由器，其可以作为与云端或指定服务器进行数据传输的备用网络设备。
26.在本实施例中，环境传感器包括以下传感器：ghhb
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001
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485
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peo环境温湿度二合一传感器、smet
‑2‑
4852土壤温湿度二合一传感器、nh148土壤ec值传感器、rs
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co2
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n01
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2二氧化碳浓度传感器、hs6601
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485位置传感器和nhgh09有效光合辐射传感器。
27.在本实施例中，环境数据采集接入模块采用的是usr
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tcp232
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410s模块，环境图像采集接入模块采用的是ds
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7816nb
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k1/c模块，com通信模块采用的是rs
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232
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rs
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485模块，显示驱动模块采用的是tpc7062kt(td)模块，5g通信模块采用的是b310as
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852模块，电源模块采用的是jyt12
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12010004模块。
28.在本实施例中，控制电路采用的是arm
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cortexa9处理器为交叉编译处理器的开发板，如图3所示。该开发板集成arm
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cortexa9芯片及环境数据采集接入模块、环境图像采集接入模块、com通信模块、显示驱动模块、5g通信模块及电源模块，并且具有丰富的接口资源，如：rs485接口、usb接口、rs232接口、网络接口、sd卡接口、rj45接口、摄像头接口、电源接口以及i/o接口等等，将其安装在机箱内并与外部的各个环境传感器、摄像头、5g模组、外部电源等连接在一起。
29.在本实施例中，本实用新型将一台笔记本电脑作为配置移动终端连接到设备的com通信接口上，对本设备进行运行参数配置，实现设备接入数据的自主配置功能。运行参数配置包括：（1）配置环境采集参数：采集种类、采集的时间、采集的间隔、接入的端口地址号、储存在存储器的位置。环境采集传感器采集参数的种类包括但不限于以下内容：天气情况、有效光合辐射、二氧化碳浓度、环境温湿度、土壤温湿度、土壤电导度、位置信息；（2）配置视频采集参数：根据视频系统的安装情况，从现地录像机读取每个摄像头的图像数据，为每个摄像头设置采样间隔和采集时间点，获取的图像储存在存储器的固定位置。
30.本实用新型的工作过程为：
31.使用配置移动终端自主配置接入数据，为环境参数采集接入模块、环境图像采集接入模块配置参数、分配端口地址等。arm芯片控制环境数据采集接入模块、环境图像采集接入模块通过环境传感器和摄像头分别采集环境数据和图像数据，按照配置的地址将接收到的数据进行校验后存储到存储器的指定位置。arm芯片读取存储器中的采集数据，定义环境数据、图像数据在时间、位置和追溯对象的对应关系，进行数据存储整合、数据显示集成、数据动态组合处理，生成现地环境数据图像；该现地环境数据图像通过本地显示屏进行显示，通过本地显示屏可以清楚地看到包括农产品图像及环境参数内容现地环境数据图像，提高了监测效率。另外，还可以工作实际需要，将本设备得到的现地环境数据图像通过5g通讯模块，上传到云服务器，供追溯或其他农产品管理领域使用。
32.需要说明的是：本实用新型的arm芯片对环境数据和环境图像数据进行集成并生成现地环境数据图像，是采用现有图像处理软件实现的，例如：可以直接将环境数据中的文字信息直接叠加到环境图像数据中，便可形成现地环境数据图像。因此，arm芯片中所涉及的软件非本专利申请保护的内容，因此不再详述此部分内容。
33.本实用新型未述及之处均适用于现有技术。
34.需要强调的是，本实用新型所述的实施例是说明性的，而不是限定性的，因此本实用新型包括并不限于具体实施方式中所述的实施例，凡是由本领域技术人员根据本实用新型的技术方案得出的其他实施方式，同样属于本实用新型保护的范围。