基于ARM的温室作物长势远程视频监测系统研究

摘要

本文在充分了解并分析温室监控技术及其配套设施发展现状的基础上，结合目前对温室作物长势诊断技术研究的需求，试图将嵌入式远程视频采集技术应用到温室监测中，综合利用现代电子技术、视频监测技术、网络技术，获取温室作物的生长状况、肥水需求情况以及病虫草害动态等信息的反应载体作物的生长图像，为作物生产管理者或管理决策者提供及时准确的图像数据信息，便于采取各种管理措施。本文的主要研究内容如下： 远程视频监测硬件系统的设计和测试。本系统的主控制器选用以Samsung公司的基于ARM920T内核的微控制器S3C2410A为主控芯片的核心板，它已经完成了最小系统的设计，并扩展了存储器，引出了相应的接口；视频获取设备选用基于中星微zc301p处理器的北大青鸟MPC-30B USB接口摄像头；在最小系统上扩展了USB通信接口、SD卡存储器接口、网络通信接口、液晶显示屏接口、以及JTAG仿真调试接口等；最后完成整个系统的焊接和测试。 嵌入式Windows CE．net操作系统的移植。针对本系统的特点对Windows CE．net操作系统进行裁剪，在Microsoft Platform Builder5.0集成开发环境下，定制一个适合本系统需要的操作系统；针对本硬件系统的特殊性编写相应的系统启动引导程序Bootloader；最后实现WindowsCE．net操作系统的移植和调试。 远程视频监测软件系统的设计和调试。首先给系统的各个外设和接口设计驱动程序，以保证它们能够正常工作，主要是视频采集摄像头驱动程序的设计和调试；在Embedded VisualC++开发环境下，设计视频采集、编码压缩、存储、本地显示和网络传输程序，并完成整个软件系统的调试。在Visual C++6.0开发环境下设计远程监测中心PC机的应用程序，通过网络接收远程传来的图像信息，并加以处理，实现图像信息的网络远程接收、显示、存储等处理工作。 整个软硬件系统联合调试运行结果表明，系统应用于温室作物长势视频图像远程监测是可行的，具有小巧便携、成本低廉、能耗较低等特点；系统采集到的图像信息基本上能够满足温室作物长势诊断研究的要求，具有一定的实用价值。

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第1章文献综述

1.1 ARM嵌入式系统的研究与应用现状

1.2视频监测技术的发展与应用

1.3温室监控研究现状

1.4温室作物长势视频监测的研究进展

第2章绪论

2.1研究目的与意义

2.2研究内容与方法

第3章温室作物长势远程视频监测系统硬件设计

3.1硬件系统总体构成

3.2 ARM处理器的选择

3.3系统电源设计

3.4复位及电源监控电路

3.5视频采集摄像头的选择及处理器的接口设计

3.6 SD卡接口电路

3.7网络通信接口设计

3.8人机接口设计

3.9 JTAG仿真和串口通信接口设计

第4章嵌入式、Windows CE.net操作系统的移植

4.1嵌入式实时操作系统

4.2 Windows CE嵌入式实时操作系统

4.3系统开发环境

4.4嵌入式操作系统的定制和移植

第5章温室作物长势远程视频监测系统软件设计

5.1基于Windows CE.net的设备驱动程序

5.2视频获取设备的驱动程序开发

5.3视频的采集与远程传输

5.4监测中心视频图像的接收与处理

第6章结果与讨论

6.1结果

6.2讨论

参考文献

致 谢

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