农业信息终端设计及作物叶片参数测量技术的研究与实现

摘要

信息化是现代农业的一个重要特征，信息技术对农业经济的发展越来越重要。高效利用农业资源需要充分了解农作物的生长情况，研究作物生长通常要获取叶片面积等参数。本文基于数字图像处理技术设计并实现集图像采集、处理于一体的农作物叶片参数测量系统，并基于已有的硬件模块构建一个低成本的便携式终端。在通信方面，利用AYG-59C GSM模块，通过标准的AT指令实现基于GSM网络的信息传输功能，可以将测量数据发送到控制中心，使终端具有无线通讯功能。在环境温湿度测量方面，利用SLMT2-2温湿度数据采集模块，上位机根据模块的通讯协议发送数据查询指令，可以及时获取环境温湿度的数据。在图像处理方面，首先运用OpenCV的视频模块Highgui提供的相关视频读写有关函数，完成叶片图像采集，然后运用图像处理算法对该叶片图像进行灰度化、去噪、分割、二值形态学处理、连通域提取，结合轮廓跟踪、种子填充等方法完成叶片的提取，相关参数的计算。分析有关图像处理算法在实际测量环境中计算叶面积的局限性，并提出改进方法，提高了实际测量中的准确度。在测量系统性能分析上，通过对大量样本进行测量并与传统测量方法进行比较，分析测量误差产生的原因并提出改进。最后利用标准件验证，证明本测量系统具有良好的实时性，误差小，精度高。