基于视频监控的蔬菜病虫害远程诊断系统开发与应用

摘要

随着计算机网络通信技术和多媒体技术的发展，视频监控技术也随之兴起并快速发展。由于其能够在各种环境中实时、持续、真实地观测和记录对象信息，并且具有可远程、可扩展，易集成等一系列优点，被广泛应用于社会生产中的各行业。目前，国家正在全面加快推进农业信息化建设进程，将新兴发展的视频监控技术引入到农业信息化建设中，必然会对农业信息化建设有积极促进作用。
　　 本文阐述了在农业信息化进程中，蔬菜病虫害的现状及危害，并着重分析了我国传统农作物病虫害诊断系统存在的问题和不足。为了弥补传统农作物病虫害诊断系统的缺陷与不足，作者尝试性地将新兴发展的视频监控技术与传统的农业信息系统进行集成，构建了基于视频监控的蔬菜远程病虫害诊断系统。该系统相对传统农作物病虫害诊断系统准确性更高、实用性更强。同时系统具有高扩展性，能够在图像内容识别、便携式诊断系统、多媒体教学等方面进行功能扩展。
　　 系统以武汉市汉南区现代蔬菜产业示范园为实践区域和服务对象，根据产业园示范信息化建设需求，构建蔬菜病虫害诊断系统。本文先对整个系统进行分析和设计，确定了两步走的工作步骤。即先构建了一个产业园视频监控系统作为远程诊断的硬件设施，之后在视频监控系统的硬件基础上进行客户端病虫害诊断系统设计开发工作。
　　 视频监控系统建设以网络工程思想为指导思想。通过逻辑网络设计、物理网络设计、系统安装与调试、系统的验收及维护等步骤，构建了可远程交互的视频监控系统，为整个系统的建设打下了硬件基础;客户端病虫害诊断系统以软件工程思想为指导思想。通过系统设计、数据获取与分析、系统编码等工作步骤，构建了一个具有目录查询、模糊查询，智能推理病、诊断决策等功能的蔬菜病虫害诊断系统;两个子系统并不是孤立的，二者相互依存。视频监控系统是远程专家和产业园种植人员沟通的桥梁，也是远程诊断的关键。远程专家可通过客户端诊断系统观看到视频监控系统的画面，并可对视频摄像机进行远程控制。
　　 本系统已在蔬菜产业示范园投入使用，通过生产实践证明，基于视频监控的远程疾病诊断系统的方案切实可行，该系统对武汉地区建设蔬菜病虫害远程诊断系统、促进农户合理用药、提高蔬菜质量和安全性等方面具有重要作用，也为今后将视频监控结技术引入农业信息化建设的研究工作做出了良好的示范。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 引言

1．2 农业信息系统

1．2．1 农业信息系统概况

1．2．2 农业信息系统在农作物诊断方面的应用

1．2．3 目前农作物诊断系统存在的问题

1．3 视频监控技术

1．3．1 视频监控技术发展

1．3．2 视频监控技术的应用现状

1．3．3 视频监控技术的优点

1．4 基于视频监控的蔬菜诊断系统研究

1．4．1 研究意义

1．4．2 国内外研究现状

2 系统分析与设计

2．1 系统分析

2．1．1 系统背景

2．1．2 需求分析

2．2 系统设计原则

2．3 系统设计

2．3．1 总体设计

2．3．2 视频监控子系统

2．3．3 客户端病虫害诊断子系统

2．4 系统实现指导思想

2．4．1 基于网络工程的思想

2．4．2 基于软件工程的思想

3 视频监控子系统的设计与实现

3．1 逻辑网络设计

3．1．1 网络方案设计

3．1．2 拓扑结构设计

3．1．3 网络技术选择

3．1．4 协议选择和IP地址分配

3．2 物理网络设计

3．2．1 视频监控设备选择

3．2．2 网络通信设备选择

3．2．3 接入网

3．3 系统安装与调试

3．3．1 结构化布线

3．3．2 服务器配置

3．4 系统的验收和维护

3．4．1 系统的验收

3．4．2 系统的日常维护

3．5 小结

4 客户端病虫害诊断子系统的设计与实现

4．1 系统总体设计

4．1．1 系统结构设计

4．1．2 数据库的选择与设计

4．2 系统数据获取与分析

4．2．1 系统数据获取

4．2．2 系统数据分析

4．3 系统开发流程

4．4 系统开发环境

4．4．1 DVR SDK

4．4．2 Visual Studio2010

4．5 具体功能介绍

4．5．1 系统界面

4．5．2 目录树查询功能

4．5．3 多条件智能推理

4．5．4 模糊查询

4．5．5 远程监控控制

4．6 小结

5 系统的拓展应用

5．1 基于图像识别的农作物预警系统

5．1．1 引言

5．1．2 数字图像处理技术

5．1．3 特征提取与匹配

5．1．4 小结

5．2 基于无线网络的便携式诊断系统

5．2．1 引言

5．2．2 无线网技术

5．2．3 系统架构与设计

5．2．4 小结

5．3 基于视频点播的农业教学系统

5．3．1 引言

5．3．2 网络视频点播

5．3．3 小结

6 结论

6．1 主要研究结论

6．2 进一步研究的建议

参考文献

附录

致谢