基于AI視覺的莊稼保護系統(tǒng)

保定理工學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計 第1章緒論1.1研究目的及意義隨著全球AI技術(shù)的不斷突破，AI的應(yīng)用范圍越來越大，也可以成為農(nóng)業(yè)上的好幫手。中國因為地理位置、人口原因以及我國的基本國情，造就了我國農(nóng)業(yè)大國的地位，不僅坐擁18億畝基本農(nóng)田，還是世界上最大的農(nóng)機大國之一REF_Ref10166\r\h[12]。在我國，農(nóng)業(yè)植保作業(yè)的負(fù)擔(dān)因為農(nóng)村土地流轉(zhuǎn)政策與集約化管理程度的加快，變得日益繁重，而隨著城市建設(shè)的日益完善，農(nóng)村勞動力開始逐步地向城市進行轉(zhuǎn)移，因此農(nóng)村勞動力正逐漸減少。在國家號召和基本國情的雙重作用下，莊稼的保護已經(jīng)成為中國農(nóng)業(yè)發(fā)展的首要任務(wù)。采用AI視覺的莊稼保護系統(tǒng)，要比傳統(tǒng)植保作業(yè)效率更高，該系統(tǒng)可以在無人管理的情況下，保護莊稼不被鳥類、蟲類侵蝕。此外，基于AI視覺的莊稼保護系統(tǒng)在解放勞動力的同時，極大地增加了作業(yè)效率，為農(nóng)戶節(jié)省了大量看守莊稼的時間和人力。隨著全球人口的不斷增長和城市化進程的加快，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重要性變得日益突出。然而，莊稼的生長和發(fā)展過程中面臨著許多挑戰(zhàn)，如害蟲、病害、草害、營養(yǎng)不良等。這些問題嚴(yán)重影響了農(nóng)作物的產(chǎn)量和質(zhì)量，從而對全球糧食安全產(chǎn)生了威脅。為了解決這些問題，研究人員開始利用人工智能（AI）和計算機視覺技術(shù)開發(fā)基于AI視覺的莊稼保護系統(tǒng)。全球糧食安全挑戰(zhàn)：全球糧食需求不斷增長，而農(nóng)田面積卻有限，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)面臨著巨大的壓力。莊稼保護是確保農(nóng)作物產(chǎn)量和質(zhì)量的關(guān)鍵因素。傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)方法的局限性：傳統(tǒng)的莊稼保護方法主要依賴于人工巡視和經(jīng)驗判斷，效率低下且易受主觀因素影響，無法滿足大規(guī)模農(nóng)田的需求。AI和計算機視覺的發(fā)展：近年來，AI和計算機視覺技術(shù)取得了巨大進展，包括圖像識別、目標(biāo)檢測、圖像分割等領(lǐng)域。這為基于AI視覺的莊稼保護系統(tǒng)的研發(fā)提供了機會。提高農(nóng)作物產(chǎn)量和質(zhì)量：基于AI視覺的莊稼保護系統(tǒng)可以通過自動檢測和識別害蟲、病害、草害等問題，及時采取措施進行防治，從而減少莊稼受損的程度，提高農(nóng)作物的產(chǎn)量和質(zhì)量。減少農(nóng)藥使用量：傳統(tǒng)的莊稼保護方法通常依賴于農(nóng)藥的大量使用，這不僅增加了生產(chǎn)成本，還對環(huán)境和人類健康造成了潛在威脅?；贏I視覺的莊稼保護系統(tǒng)可以精確檢測莊稼的健康狀況，避免不必要的農(nóng)藥使用，從而減少對環(huán)境的污染。降低勞動力成本：基于AI視覺的莊稼保護系統(tǒng)可以實現(xiàn)自動化的監(jiān)測和防治，減少對人工巡視的需求，降低勞動力成本。農(nóng)民可以更好地利用時間和資源，提高農(nóng)田的管理效率。推動農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化：基于AI視覺的莊稼保護系統(tǒng)的研究與應(yīng)用，不僅可以提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的效益，還有助于推動農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化進程。這將有助于改善農(nóng)民的生活質(zhì)量，促進農(nóng)村地區(qū)的可持續(xù)發(fā)展?；贏I視覺的莊稼保護系統(tǒng)的研究背景和意義是在全球糧食安全挑戰(zhàn)、傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)方法的局限性和AI技術(shù)的發(fā)展基礎(chǔ)上進行的。該系統(tǒng)具有提高農(nóng)作物產(chǎn)量和質(zhì)量、減少農(nóng)藥使用量、降低勞動力成本和推動農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化等重要意義。綜上可知，利用基于AI視覺的莊稼保護系統(tǒng)進行定點拍攝作物葉面圖像，是解決大面積農(nóng)作物病害抽檢的有效方法，然而因為攝像機監(jiān)控終會受到天氣、季節(jié)等復(fù)雜環(huán)境條件影響，從而對后續(xù)的圖像處理、分割及特征提取等帶來極大的困難。現(xiàn)階段對這樣的冬像進行識別分類的方法大概可以分為兩種:一種是冬像處理的方法，獲取圖像中的特征進行分割識別；另一種是利用深度學(xué)習(xí)的方法，對冬像進行智能識別與分類。1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀基于AI視覺的莊稼保護系統(tǒng)是應(yīng)用人工智能和計算機視覺技術(shù)來檢測和識別農(nóng)作物生長過程中的害蟲、病害、草害等問題，并及時采取相應(yīng)措施進行防治。該領(lǐng)域的研究在國內(nèi)外得到了廣泛關(guān)注，以下將介紹國內(nèi)外在該領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀。美國：美國的農(nóng)業(yè)科研機構(gòu)和公司積極開展基于AI視覺的莊稼保護系統(tǒng)的研究。例如，一些公司利用高分辨率的無人機圖像結(jié)合深度學(xué)習(xí)算法，實現(xiàn)了對農(nóng)田中害蟲的自動檢測和定位，為農(nóng)民提供精確的防治建議REF_Ref9753\r\h[8]。歐洲：歐洲的研究機構(gòu)和農(nóng)業(yè)企業(yè)也在該領(lǐng)域進行了一系列的研究。例如，一些研究團隊利用計算機視覺和機器學(xué)習(xí)技術(shù)，開發(fā)了可穿戴設(shè)備和機器人，實現(xiàn)了對莊稼的自動檢測、分類和防治。中國：在中國，農(nóng)業(yè)科研機構(gòu)和高校也積極投入到基于AI視覺的莊稼保護系統(tǒng)的研究中REF_Ref9864\r\h[17]。例如，一些研究團隊開展了農(nóng)田圖像數(shù)據(jù)的采集和處理工作，利用深度學(xué)習(xí)和圖像識別算法實現(xiàn)了對農(nóng)作物病蟲害的自動識別和預(yù)警。農(nóng)藥噴灑和疾病治療等服務(wù)。數(shù)據(jù)收集和標(biāo)注：莊稼保護系統(tǒng)需要大量的農(nóng)田圖像數(shù)據(jù)用于訓(xùn)練和驗證算法，但數(shù)據(jù)收集和標(biāo)注工作面臨困難，需要耗費大量的人力和時間。多樣性和復(fù)雜性：不同地區(qū)的農(nóng)作物類型和生長環(huán)境各不相同，莊稼保護系統(tǒng)需要具備對多樣性和復(fù)雜性的適應(yīng)能力。實時性和準(zhǔn)確性：莊稼保護系統(tǒng)需要實時監(jiān)測和識別農(nóng)作物問題，并提供及時的防治建議，對系統(tǒng)的實時性和準(zhǔn)確性提出了要求。國內(nèi)外在基于AI視覺的莊稼保護系統(tǒng)的研究中取得了一系列的成果，包括無人機圖像檢測、可穿戴設(shè)備、機器人等應(yīng)用REF_Ref9936\r\h[19]。然而，該領(lǐng)域仍面臨數(shù)據(jù)收集和標(biāo)注、多樣性和復(fù)雜性、實時性和準(zhǔn)確性等挑戰(zhàn)REF_Ref20462\r\h[10]。未來，需要進一步加強國際合作，加大對數(shù)據(jù)資源的投入，深化算法研究和系統(tǒng)應(yīng)用，以推動基于AI視覺的莊稼保護系統(tǒng)的發(fā)展，為全球農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供更加智能、高效和可持續(xù)的解決方案國際上對基于AI視覺的莊稼保護系統(tǒng)已經(jīng)頗有成效。2018年，HinrichNeumann在《Farmtec/Monosem:AutomatischeLenkungschutztKulturpflanzen》中提到，增量調(diào)節(jié)使土壤膠囊均致分散，雨水可以更好地滲透到地面上并用于植物的培育。在相同的操作中，Dunner可以應(yīng)用于提供最佳時間的營養(yǎng)植物REF_Ref22223\r\h[22]。此外，植物的生長需要強大的根系。然而，使用不同的培養(yǎng)液需要儀器提供很高的動效比，因此，驅(qū)動速度通常非常低，這樣才可以避免植物的損傷。2017年，YarouBoniBarthelemy;SilviePierre;KomlanFrancoiseAssogba;MensahArmel;AlabiTaofic;VerheggenFrancois;FrancisFrederic在《PesticidalplantsandvegetablecropprotectioninWestAfrica.Areview》中，蔬菜作物在人類營養(yǎng)中發(fā)揮著主導(dǎo)作用，并對西非的家庭收入大大作出貢獻。然而，他們的生產(chǎn)受到害蟲的阻礙，這限制了它們的生產(chǎn)力。目前，我國在基于AI視覺的莊稼保護系統(tǒng)的研究已經(jīng)處于世界領(lǐng)先地位。2018年，王克鑫在《基于機器視覺的智能植物養(yǎng)護系統(tǒng)》中，提出的基于機器視覺的智能植物養(yǎng)護系統(tǒng)，與傳統(tǒng)的植物培養(yǎng)箱、智能花盆、植物檢測器等技術(shù)相比，具有更高的智能性和實用性，整個工作流程無需人工參與，能夠同時對多盆植物進行養(yǎng)護REF_Ref10244\r\h[1]。與此同時，系統(tǒng)通過機器視覺的手段實現(xiàn)植物的位置定位、植物生長信息傳輸?shù)裙δ埽梢源蠓忍岣咧参镳B(yǎng)護的工作精度與適用廣度。此外，由于本文利用CMOS攝像頭作為視頻采集工具，對日后的進一步開發(fā)提供了便利，可以將智能植物養(yǎng)護系統(tǒng)與智能安防監(jiān)控系統(tǒng)進行整合，使其能夠融入智能家居綜合系統(tǒng)中去REF_Ref10244\r\h[1]。2021年，董錚，張華，孫彥招，鄭毅在《一種災(zāi)害情況下莊稼保護裝置》中，解決蝗蟲災(zāi)害下莊稼破壞的問題，公開了一種災(zāi)害情況下農(nóng)業(yè)莊稼保護裝置，通過第一物料泵和第二物料泵的設(shè)置，對農(nóng)作物枝葉的表面覆蓋泥漿物料，通過使用泥漿覆蓋的方式，用來避免農(nóng)作物的枝葉被蝗蟲破壞，從而方便對莊稼進行保護。2020年，劉思佳在《基于視覺的農(nóng)作物病蟲害自主識別系統(tǒng)研究》中，深度學(xué)習(xí)雖然可以完成圖像識別的任務(wù)，但是這種過程屬于線下識別REF_Ref21698\r\h[3]。將來可以依靠FPGA等搭載訓(xùn)練模型數(shù)據(jù)，配合DSP實現(xiàn)線上識別REF_Ref21698\r\h[3]。1.3主要研究內(nèi)容本課題研究的內(nèi)容是開發(fā)出一套基于AI視覺的莊稼保護系統(tǒng)，該套系統(tǒng)可以實時顯示攝像頭檢測到的畫面，設(shè)備還可以學(xué)習(xí)并識別鳥類和蟲類生物外觀。如果識別到鳥類侵?jǐn)_莊稼，設(shè)備就會自動播放驅(qū)趕音樂；如果識別到蟲類侵?jǐn)_莊稼，設(shè)備就會自動噴灑農(nóng)藥；設(shè)備還可以識別莊稼的成熟度，當(dāng)識別到莊稼成熟時，設(shè)備就會自動發(fā)送短信提醒管理員收割莊稼，從而保護莊稼避免收到鳥類蟲類的侵蝕。實現(xiàn)的功能如下:1.純下位機，K210核心板；2.設(shè)備實時顯示攝像頭監(jiān)測到的畫面；3.設(shè)備可學(xué)習(xí)并識別鳥類和蟲類生物外觀；4.識別到鳥類侵?jǐn)_莊稼，自動播放驅(qū)趕音樂；5.識別到蟲類侵?jǐn)_莊稼，自動噴灑農(nóng)藥；6.設(shè)備可學(xué)習(xí)并識別莊稼的成熟度；7.識別到莊稼成熟，發(fā)送短信提醒管理員收莊稼。

第2章系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)2.1設(shè)計方案文獻研究法。通過查閱文獻來獲得研究基于AI視覺的莊稼保護系統(tǒng)的資料，對系統(tǒng)設(shè)計中所涉及到的相關(guān)內(nèi)容有個完整的了解，初步構(gòu)想系統(tǒng)要實現(xiàn)的功能及其運用的技術(shù)并搜集相關(guān)資料，作為系統(tǒng)設(shè)計的素材。功能分析法。功能分析法是社會科學(xué)用來分析社會現(xiàn)象的一種方法，是社會調(diào)查常用的分析方法之一。本系統(tǒng)通過功能分析法，對軟件的各項功能進行具體分析，從而明確開發(fā)目標(biāo)。定性分析法。通過對文獻的研究，運用歸納和演繹、分析與綜合以及抽象與概括等方法，深入了解軟件和硬件開發(fā)的相關(guān)技術(shù)，從而熟悉系統(tǒng)中各個功能模塊之間的關(guān)系，掌握系統(tǒng)的工作原理及其本質(zhì)，確定開發(fā)流程。經(jīng)驗總結(jié)法。希望通過已有的每一塊功能的結(jié)合進行總結(jié)，設(shè)計出一套優(yōu)良的系統(tǒng)，并規(guī)范的編寫程序。2.2功能需求分析2.2.1技術(shù)路線（1）硬件部分需要使用單片機K210、顯示器、攝像頭、音樂播放器；（2）軟件平臺程序用keil5；（3）編程語言用C語言。2.2.2預(yù)期結(jié)果作品展示，完成一個整體的基于AI視覺的莊稼保護系統(tǒng)設(shè)計，并且該設(shè)計能實現(xiàn)的功能如下：1.設(shè)備實時顯示攝像頭監(jiān)測到的畫面；2.設(shè)備可學(xué)習(xí)并識別鳥類和蟲類生物外觀；3.識別到鳥類侵?jǐn)_莊稼，自動播放驅(qū)趕音樂；4.識別到蟲類侵?jǐn)_莊稼，自動噴灑農(nóng)藥；5.設(shè)備可學(xué)習(xí)并識別莊稼的成熟度；6.識別到莊稼成熟，發(fā)送短信提醒管理員收莊稼。2.3總體方案設(shè)計第一：理論知識準(zhǔn)備階段，理解設(shè)計課題，認(rèn)真研究課題所涉及到的內(nèi)容，能夠較好的掌握有關(guān)題目的知識；第二：確定系統(tǒng)各個模塊，理清各個模塊之間的關(guān)系，收集相關(guān)得到軟硬件資料；第三：規(guī)劃課題，確定系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)，勾畫出大體系統(tǒng)框架并在結(jié)構(gòu)框架的基礎(chǔ)上提出原理框圖；第四：利用軟件完成硬件電路部分設(shè)計并畫出各部分電路圖，將系統(tǒng)部件通過接口電路集合在一起，并畫出電路圖；第五：根據(jù)系統(tǒng)控制過程完成軟件設(shè)計部分，繪制出主流程圖；第六：進行實物測試，檢查系統(tǒng)是否能夠按照要求實現(xiàn)控制功能，整理論文。2.4單片機型號選擇方案一：系統(tǒng)微處理器選擇STM32F103C8T6單片機。STM32F103C8T6單片機采用了先進的Cortex－M3內(nèi)核結(jié)構(gòu)，主頻高達72MHz，具有128KB的閃存和20KB的RAM，具有豐富的片上外設(shè):包括16通道的12位A/D轉(zhuǎn)換器、7通道的DMA控制器、16位定時器、USART接口、CAN接口(2.0B)和USB2.0全速接口(12Mbps)等。STM32F103C8T6處理器擁有80個快速的多功能雙向5V兼容的I/O口，芯片內(nèi)所有的I/O口都可以映射到16個中斷上，芯片的每個I/O都是由C語言代碼控制輸出(推拉或開路)、輸入(帶或不帶、上拉或下拉)，多數(shù)I/O管腳都與數(shù)字或模擬的外設(shè)共用，所有的I/O管腳都有大電流通過能力。和STC89C52單片機不一樣的是，STM32F103C8T6的GPIO有8種模式，其中包含上拉、下拉輸入模式，所以外接按鈕時可不設(shè)計上下拉電阻。根據(jù)他的原理圖顯示：按鍵KEY0一端接到3.3V的VCC，一端接到PA0引腳。發(fā)光二極管LED0一端也同樣經(jīng)1KΩ電阻接到3.3V的VCC，另一端則接到PC13上。因此，想要讓二極管發(fā)光的話需要讓PC13輸出低電平。STM32最大工作電壓3.6V，使用了LDO（低壓差線性穩(wěn)壓器）將輸入電壓VIN降到3.3v給微控制器供電。3.3V和GND之間的4個0.1uf的旁路電容（去除高頻交流信號）接到了芯片的4個VDD和4個VSS上。方案二：主控制芯片選擇STC89C52單片機，STC89C52是STC公司生產(chǎn)的一種低功耗、高性能8位微控制器。這種單片機其內(nèi)部有8KB的FlashROM和512B的RAM，并且可以通過串口進行ISP程序下載，不需要反復(fù)插拔芯片，非常適合用于實驗。采用此片作為硬件核心,搭配FlashROM，能以3V的超低電壓工作。且具有在線編程可擦除技術(shù)，當(dāng)在對電路進行調(diào)試時，由于程序的錯誤修改或?qū)Τ绦虻男略龉δ苄枰獰氤绦驎r，不需要對芯片多次拔插，所以不會對芯片造成損壞。圖2.1單片機最小系統(tǒng)原理圖2.5顯示模塊選擇方案一：LED顯示屏是一種利用有機電自發(fā)光原理制成的顯示屏，具有高對比度、薄型化、廣視角、快速響應(yīng)、可彎曲等多項優(yōu)異的特性。有機電致發(fā)光技術(shù)是指將一種極薄的有機物質(zhì)覆蓋在玻璃表面，使其在帶電粒子經(jīng)過時發(fā)生自發(fā)發(fā)光。因為發(fā)光二極管之發(fā)光色彩與其所用之發(fā)光層材質(zhì)有關(guān)，故廠商可藉由調(diào)整發(fā)光層材質(zhì)而得到所需要之色彩。同時，有機發(fā)光技術(shù)的制造過程相對簡單，成本較低，因此LED顯示屏的市場價格相對較為優(yōu)惠。在LED顯示屏中，有源陣列是一種常用的顯示技術(shù)，它可以為每個像素分配一個獨立的電路控制器，從而使得顯示屏更加精細(xì)。有源陣列在高端的LED顯示屏中比較常見，它能夠提高像素密度，增加圖像的清晰度和細(xì)膩程度。LED顯示屏的優(yōu)點不僅在于它的顯示效果，還在于它的設(shè)計方便性。由于LED顯示屏的構(gòu)造非常簡單，因此它可以用于各種形狀和曲度的面板設(shè)計，例如在汽車、公共場所、戶外廣告牌等場合。同時，由于LED顯示屏自帶光源，因此它的使用溫度范圍非常廣，可以在惡劣環(huán)境下工作?？傊琇ED顯示屏在視覺效果和設(shè)計方便性上都具有很大的優(yōu)勢。它不僅可以提供高品質(zhì)的視頻顯示效果，而且在各種應(yīng)用場合都能夠展現(xiàn)出它的優(yōu)越性，因此在未來的市場中將具有廣闊的應(yīng)用前景。方案二：LCD1602是一種以液晶顯示技術(shù)為基礎(chǔ)的顯示裝置，它由16列、2行、共32個字符構(gòu)成。LCD1602主要應(yīng)用于數(shù)字顯示、字符顯示、狀態(tài)指示等場合。LCD1602是一種以液晶為基體的顯示器件，利用外加電壓的作用，使液晶分子在液晶中的排列方式發(fā)生變化，達到文字、圖象的顯示效果。在LCD1602中，具有對顯示內(nèi)容進行控制的液晶顯示驅(qū)動芯片，同時也有一個控制芯片來接收外部的控制信號，實現(xiàn)對LCD1602的控制和驅(qū)動。LCD1602一般需要配合外部的驅(qū)動電路使用，這個驅(qū)動電路通常是由微控制器或其他數(shù)字電路實現(xiàn)的。通過向LCD1602發(fā)送特定的控制命令和數(shù)據(jù)，可以在LCD1602上顯示不同的字符和圖像，同時也可以實現(xiàn)控制光標(biāo)的移動和閃爍等特效。綜上所述，LCD顯示器比LED顯示器具有能夠顯示更多的信息、顯示效果更清晰、能夠?qū)崿F(xiàn)背光顯示、功耗更低等優(yōu)勢。所以選擇方案二

第3章系統(tǒng)的硬件部分設(shè)計3.1系統(tǒng)總體設(shè)計文獻研究法。通過查閱文獻來獲得研究基于AI視覺的莊稼保護系統(tǒng)的資料，對系統(tǒng)設(shè)計中所涉及到的相關(guān)內(nèi)容有個完整的了解，初步構(gòu)想系統(tǒng)要實現(xiàn)的功能及其運用的技術(shù)并搜集相關(guān)資料，作為系統(tǒng)設(shè)計的素材。功能分析法。功能分析法是社會科學(xué)用來分析社會現(xiàn)象的一種方法，是社會調(diào)查常用的分析方法之一。本系統(tǒng)通過功能分析法，對軟件的各項功能進行具體分析，從而明確開發(fā)目標(biāo)。定性分析法。通過對文獻的研究，運用歸納和演繹、分析與綜合以及抽象與概括等方法，深入了解軟件和硬件開發(fā)的相關(guān)技術(shù)，從而熟悉系統(tǒng)中各個功能模塊之間的關(guān)系，掌握系統(tǒng)的工作原理及其本質(zhì)，確定開發(fā)流程。經(jīng)驗總結(jié)法。希望通過已有的每一塊功能的結(jié)合進行總結(jié)，設(shè)計出一套優(yōu)良的系統(tǒng)，并規(guī)范的編寫程序?？傮w原理圖如下所示：圖3.1總體原理圖3.2系統(tǒng)的主要功能模塊設(shè)計3.2.1攝像頭模塊設(shè)計GC0328是一款圖像傳感器，它通常被用作嵌入式系統(tǒng)中的攝像頭組件。以下是對GC0328攝像頭的一般介紹：像素和分辨率：GC0328采用了1/4英寸的CMOS圖像傳感器，具有300萬像素（3Megapixels）的分辨率。這意味著它可以捕捉到相對較高的圖像細(xì)節(jié)。光敏性：GC0328具有良好的光敏性，能夠在光線較暗的環(huán)境下工作。這使得它在低光條件下仍能提供相對清晰的圖像。圖像質(zhì)量：GC0328具有出色的圖像質(zhì)量表現(xiàn)，能夠捕捉鮮艷、逼真的顏色。它還具有自動曝光和自動白平衡功能，以確保圖像在不同場景下的準(zhǔn)確還原。視頻和圖像捕捉：GC0328可以以實時視頻流或靜態(tài)圖像的形式捕捉圖像。它支持不同的視頻和圖像格式，包括JPEG、YUV和RGB等。接口和集成：GC0328攝像頭可以通過標(biāo)準(zhǔn)接口（如I2C）與嵌入式系統(tǒng)進行通信。它通常與處理器、DSP（數(shù)字信號處理器）或圖像處理單元（IPU）等組件集成在一起。應(yīng)用領(lǐng)域：GC0328廣泛應(yīng)用于各種嵌入式系統(tǒng)和消費電子產(chǎn)品中，包括智能手機、平板電腦、筆記本電腦、安防攝像機、車載攝像頭和無人機等。需要注意的是，GC0328攝像頭是一個具體的產(chǎn)品型號，可能會有不同的變種和定制選項。上述介紹主要是對一般性能和特點的描述，具體的規(guī)格和功能可能因具體產(chǎn)品而異。如果您需要更詳細(xì)的信息，建議查閱GC0328攝像頭的產(chǎn)品文檔或聯(lián)系供應(yīng)商獲取更準(zhǔn)確的規(guī)格說明。圖3.2攝像頭模塊原理圖3.2.2農(nóng)藥噴灑模塊設(shè)計本設(shè)計使用繼電器來控制農(nóng)藥的噴灑作業(yè)，繼電器的輸入信號x從零連續(xù)增加達到銜鐵開始吸合時的動作值xx，繼電器的輸出信號立刻從y=0跳躍y=ym，即常開觸點從斷到通。一旦觸點閉合，輸入量x繼續(xù)增大，輸出信號y將不再起變化。當(dāng)輸入量x從某一大于xx值下降到xf，繼電器開始釋放，常開觸點斷開。我們把繼電器的這種特性叫做繼電特性，也叫繼電器的輸入-輸出特性。電磁式繼電器一般由鐵芯、線圈、銜鐵、觸點簧片等組成的。只要在線圈兩端加上一定的電壓，線圈中就會流過一定的電流，從而產(chǎn)生電磁效應(yīng)，銜鐵就會在電磁力吸引的作用下克服返回彈簧的拉力吸向鐵芯，從而帶動銜鐵的動觸點與靜觸點（常開觸點）吸合。當(dāng)線圈斷電后，電磁的吸力也隨之消失，銜鐵就會在彈簧的反作用力返回原來的位置，使動觸點與原來的靜觸點（常閉觸點）釋放。這樣吸合、釋放，從而達到了在電路中的導(dǎo)通、切斷的目的。對于繼電器的“常開、常閉”觸點，可以這樣來區(qū)分：繼電器線圈未通電時處于斷開狀態(tài)的靜觸點，稱為“常開觸點”；處于接通狀態(tài)的靜觸點稱為“常閉觸點”。圖3.3繼電器模塊原理圖3.2.3短信收發(fā)模塊設(shè)計SIM800是一款成熟的GSM/GPRS模塊，專門設(shè)計用于無線通信和數(shù)據(jù)傳輸。以下是對SIM800短信模塊的介紹：GSM/GPRS功能：SIM800支持GSM（GlobalSystemforMobileCommunications）和GPRS（GeneralPacketRadioService）網(wǎng)絡(luò)。它可以在2G網(wǎng)絡(luò)下進行語音通話、短信發(fā)送和接收，以及數(shù)據(jù)傳輸。短信功能：SIM800短信模塊提供了強大的短信功能。它可以發(fā)送和接收文本短信，并支持長短信的拆分和重新組合。此外，它還支持短信的存儲和管理，包括收件箱、發(fā)件箱和草稿箱等。數(shù)據(jù)傳輸：除了短信功能，SIM800還具備數(shù)據(jù)傳輸能力。它支持GPRS數(shù)據(jù)傳輸，可以通過TCP/IP協(xié)議與遠程服務(wù)器進行通信，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的上傳和下載。接口和集成：SIM800模塊提供了多種接口，包括UART串口、SIM卡插槽、模擬音頻接口等。它可以與嵌入式系統(tǒng)或單片機進行通信，實現(xiàn)與其他設(shè)備的集成。電源要求：SIM800模塊需要5V直流電源供應(yīng)，并具有低功耗設(shè)計，可以在待機模式下降低功耗。支持的頻段：SIM800覆蓋了多個頻段，以適應(yīng)不同地區(qū)和運營商的要求。它支持GSM850/900/1800/1900MHz和GPRSClass10數(shù)據(jù)傳輸。應(yīng)用領(lǐng)域：SIM800短信模塊被廣泛應(yīng)用于物聯(lián)網(wǎng)、智能家居、車載系統(tǒng)、安防系統(tǒng)等領(lǐng)域。它可以實現(xiàn)設(shè)備之間的遠程控制和監(jiān)控，以及數(shù)據(jù)的傳輸和通信。需要注意的是，SIM800是一個具體的產(chǎn)品型號，可能會有不同的變種和定制選項。上述介紹主要是對一般功能和特點的描述，具體的規(guī)格和功能可能因具體產(chǎn)品而異。如果您需要更詳細(xì)的信息，建議查閱SIM800的產(chǎn)品文檔或聯(lián)系供應(yīng)商獲取準(zhǔn)確的規(guī)格說明。圖3.4短信模塊原理圖3.2.4XC6206穩(wěn)壓模塊設(shè)計XC6206是一種低壓差線性穩(wěn)壓器，它被廣泛應(yīng)用于電子設(shè)備和嵌入式系統(tǒng)中。以下是對XC6206穩(wěn)壓模塊的一般介紹：低壓差穩(wěn)壓器：XC6206是一種低壓差穩(wěn)壓器，也被稱為LDO（LowDropout）穩(wěn)壓器。它能夠在輸入電壓與輸出電壓之間保持較小的差值，這意味著它可以在輸入電壓下降到接近輸出電壓的水平時仍然正常工作。輸入電壓范圍：XC6206通常適用于較低的輸入電壓范圍，一般在2V到6V之間。這使得它可以與各種電源供應(yīng)或電池相連，為系統(tǒng)提供穩(wěn)定的電源。輸出電壓范圍：XC6206提供了多種輸出電壓的選擇，常見的有3.3V、2.5V、1.8V等?？梢愿鶕?jù)具體需求選擇適當(dāng)?shù)妮敵鲭妷?。輸出電流能力：XC6206具有一定的輸出電流能力，通常在幾十毫安（mA）到數(shù)百毫安（mA）之間。這使得它能夠為多種電子設(shè)備提供所需的電流。低功耗和熱保護：XC6206具有較低的靜態(tài)工作電流，有助于減少系統(tǒng)的功耗。此外，它還具備熱保護功能，當(dāng)溫度過高時會自動斷開輸出以保護芯片和系統(tǒng)。封裝和引腳配置：XC6206穩(wěn)壓模塊提供多種封裝選項，例如SOT-23、SOT-89等。不同封裝具有不同的引腳配置，以適應(yīng)不同的應(yīng)用需求。應(yīng)用領(lǐng)域：XC6206穩(wěn)壓模塊廣泛應(yīng)用于電子設(shè)備中，包括手機、數(shù)碼相機、無線通信模塊、電子玩具、嵌入式系統(tǒng)等。它可以提供穩(wěn)定的電源供應(yīng)，確保設(shè)備的正常工作。需要注意的是，以上是對XC6206穩(wěn)壓模塊的一般描述，具體的規(guī)格和特性可能因具體型號和制造商而有所不同。如果您需要更詳細(xì)的信息，建議查閱XC6206的產(chǎn)品文檔或聯(lián)系供應(yīng)商獲取準(zhǔn)確的規(guī)格說明。圖3.5穩(wěn)壓模塊原理圖3.2.5顯示模塊設(shè)計液晶顯示屏（LiquidCrystalDisplay，簡稱LCD）是一種利用液晶材料作為光學(xué)傳感器的電子顯示器件，它可以將電子信號轉(zhuǎn)換為可見的圖像。LCD顯示屏通常由液晶層、玻璃基板、背光源、驅(qū)動電路和外殼等組成。其中，液晶層是最關(guān)鍵的組成部分，液晶層是由液晶分子組成的，這些分子可以通過加電或去電改變排列狀態(tài)，從而改變光的透過性和偏振性，使得光通過液晶層時會出現(xiàn)不同的色彩和亮度。在LCD顯示屏中，背光源通常采用LED燈或者冷陰極熒光燈等，用來提供背景光源，從而讓圖像變得更加清晰、明亮。驅(qū)動電路則是控制LCD顯示屏的液晶分子狀態(tài)，將電子信號轉(zhuǎn)換為可見圖像的關(guān)鍵部分。LCD顯示屏具有低功耗、輕薄、高分辨率、低輻射、色彩鮮艷等特點，因此在電子產(chǎn)品領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，如手機、電視、電腦顯示器、相機等設(shè)備都采用了LCD顯示屏。液晶結(jié)構(gòu)：液晶顯示模塊由液晶層、玻璃基板、電極和濾光片等組成。液晶層通常是由兩塊玻璃基板夾持，中間填充著液晶材料。玻璃基板上分布有透明導(dǎo)電電極，用于控制液晶分子的排列狀態(tài)。電場控制：液晶分子的排列方式受電場的控制。當(dāng)電場施加到液晶層時，液晶分子會發(fā)生扭曲或重新排列，從而改變光的透過程度。這是因為液晶分子具有雙折射性質(zhì)，電場的作用可以調(diào)整液晶分子的折射率，進而改變光的傳播方向。像素結(jié)構(gòu)：液晶顯示模塊中的每個像素由液晶層上的一個小區(qū)域組成。每個像素都有一對電極（通常為透明導(dǎo)電材料）控制液晶分子的排列狀態(tài)。色彩和亮度控制：為了顯示彩色圖像，液晶顯示模塊通常采用彩色濾光片。這些濾光片位于每個像素的上方，用于控制光的透過顏色。通過調(diào)整液晶分子的排列狀態(tài)和電場的強度，可以控制像素的亮度和顏色。后光源：液晶顯示模塊通常需要背光源來提供背光，以便觀察圖像。背光源通常是冷陰極管（CCFL）或LED背光。背光源位于液晶層背后，光通過液晶層的透明電極和液晶分子進行調(diào)節(jié)，最終通過前面的玻璃基板和濾光片顯示圖像。圖3.6顯示模塊原理圖第4章系統(tǒng)的軟件設(shè)計4.1主程序流程圖主程序流程圖如下：圖4.1主程序流程圖4.2攝像頭模塊設(shè)計本裝置最重要的組成部分就是攝像頭，當(dāng)裝置開始運行后，攝像頭對現(xiàn)場畫面進行實時捕捉并及時進行數(shù)據(jù)存儲，在存儲數(shù)據(jù)之后，系統(tǒng)就可以自動將捕捉到的數(shù)據(jù)與事先存儲的數(shù)據(jù)進行對比，從而實現(xiàn)驅(qū)鳥、噴灑農(nóng)藥等功能。圖4.2攝像頭模塊流程圖4.3農(nóng)藥噴灑模塊設(shè)計系統(tǒng)由下位機構(gòu)成，把該裝置放置在農(nóng)田當(dāng)中，裝置開始運行時，攝像頭開始工作并實時捕捉現(xiàn)場畫面，當(dāng)捕捉的圖像與到我們之前儲存的蟲類數(shù)據(jù)相匹配時，系統(tǒng)判定出現(xiàn)蟲類，這時系統(tǒng)則控制用以噴灑農(nóng)藥的繼電器，進而噴灑農(nóng)藥以達到驅(qū)蟲的效果。圖4.3農(nóng)藥噴灑模塊流程圖4.4短信模塊設(shè)計當(dāng)檢測到農(nóng)作物成熟的信息時候，下位機通過短信模塊對上位機發(fā)送作物成熟的消息。開始：流程的起始點。輸入短信內(nèi)容：用戶輸入要發(fā)送的短信內(nèi)容。輸入接收方號碼：用戶輸入接收方的電話號碼。驗證號碼：驗證接收方號碼的有效性，確保格式正確并且是有效的電話號碼。檢查余額：檢查發(fā)送方賬戶的余額是否足夠支付短信費用。發(fā)送短信：將短信內(nèi)容和接收方號碼發(fā)送到短信服務(wù)提供商的服務(wù)器。等待響應(yīng)：等待短信服務(wù)提供商的響應(yīng)，確認(rèn)短信是否成功發(fā)送。接收響應(yīng)：接收短信服務(wù)提供商的響應(yīng)，判斷短信是否成功發(fā)送。檢查狀態(tài)：檢查短信發(fā)送的狀態(tài)，確定是否成功發(fā)送。 圖4.4短信發(fā)送模塊時序圖4.5音樂播放模塊設(shè)計系統(tǒng)由下位機構(gòu)成，把該裝置放置在農(nóng)田當(dāng)中，裝置開始運行時，攝像頭開始工作并實時捕捉現(xiàn)場畫面，當(dāng)捕捉的圖像與到我們之前儲存的鳥類數(shù)據(jù)相匹配時，系統(tǒng)判定出現(xiàn)鳥類，這時系統(tǒng)則開始播放驅(qū)鳥音樂進行鳥類驅(qū)逐。圖4.5音樂播放模塊時序圖4.6顯示模塊設(shè)計顯示模塊流程圖用于描述一個系統(tǒng)或程序中的顯示功能的操作流程。開始：流程的起始點。準(zhǔn)備數(shù)據(jù)：準(zhǔn)備需要顯示的數(shù)據(jù)。選擇顯示方式：根據(jù)需要選擇合適的顯示方式，如文本、圖像、表格等。數(shù)據(jù)處理：對準(zhǔn)備好的數(shù)據(jù)進行必要的處理，以便在顯示中呈現(xiàn)。設(shè)置顯示參數(shù)：根據(jù)需求設(shè)置顯示的參數(shù)，如字體大小、顏色、布局等。顯示數(shù)據(jù)：使用所選擇的顯示方式將處理后的數(shù)據(jù)顯示在屏幕、顯示器或其他顯示設(shè)備上。結(jié)束：流程的結(jié)束點。總初始化流程圖如下：圖4.6顯示模塊流程圖第5章系統(tǒng)測試5.1系統(tǒng)實物圖圖5.1系統(tǒng)完整實物圖5.2測試原理 測試用例要包括欲測試的功能、應(yīng)輸入的數(shù)據(jù)和預(yù)期的輸出結(jié)果。測試數(shù)據(jù)應(yīng)該選用少量、高效的測試數(shù)據(jù)進行盡可能完備的測試，基本目標(biāo)是：設(shè)計一組發(fā)現(xiàn)某個錯誤或某類錯誤的測試數(shù)據(jù)；測試用例應(yīng)覆蓋方面：輸入用戶實際數(shù)據(jù)以驗證系統(tǒng)是滿足需求規(guī)格說明書的要求；測試用例中的測試點應(yīng)首先保證要至少覆蓋需求規(guī)格說明書中的各項功能，并且正常。5.3插卡功能測試本設(shè)計因需要向上位機發(fā)送提醒短信，所以需要提前進行通訊功能測試。首先我們需要把移動手機卡插入到通訊卡槽內(nèi)，指示燈閃爍時，則表示表示插卡成功，如若指示燈無反應(yīng)則可能是手機卡插反或手機卡損壞，這時則需要及時更換正常手機卡。圖5.2插卡模塊實物圖5.4攝像頭功能測試將鳥類、蟲類等相關(guān)測試信息通過攝像頭拍攝，多選擇幾個角度，進行數(shù)據(jù)保存，數(shù)據(jù)保存之后，當(dāng)檢測到鳥類的時候，將播放驅(qū)鳥音樂對鳥類進行驅(qū)趕，當(dāng)檢測到蟲類的時候，農(nóng)藥噴灑繼電器打開，進行滅蟲措施。圖5.3攝像頭模塊實物圖圖5.4攝像頭模塊實物圖5.5滅蟲功能測試將攝像頭對準(zhǔn)測試圖像，系統(tǒng)自動將攝像頭采集到的實時圖像與存儲單元中存儲的歷史數(shù)據(jù)進行比對，通過AI算法自動進行判定，當(dāng)AI判定輸入數(shù)據(jù)為蟲類時，繼電器模塊的紅色燈亮起，代表正在進行農(nóng)藥噴灑作業(yè)。圖5.5繼電器模塊實物圖5.6短信功能測試當(dāng)測試圖像為農(nóng)作物時，系統(tǒng)自動將攝像頭采集到的圖像畫面與存儲單元中的成熟農(nóng)作物的圖像特征進行比對，當(dāng)系統(tǒng)判定農(nóng)作物與成熟農(nóng)作物的特征相吻合時，系統(tǒng)將自動向上位機進行短信發(fā)送，提醒客戶農(nóng)作物已成熟。圖5.6接收短信模塊實物圖

第6章總結(jié)與展望6.1總結(jié)在焊接電路的過程中由于技術(shù)的不熟練，經(jīng)常不經(jīng)意間就造成了焊接的短路，兩個點焊接到了一起導(dǎo)致最后結(jié)果無法顯示。系統(tǒng)軟件的調(diào)試過程并不是一帆風(fēng)順，在調(diào)試過程中出現(xiàn)了一些錯誤。但在老師的輔導(dǎo)下，我總算發(fā)現(xiàn)了問題，并糾正了設(shè)計中的錯誤和不科學(xué)的地方。設(shè)計方案中的問題和解決方法主要包含下面一些層面。(1)在測試工程中，不小心按到復(fù)位按鍵，會將所有數(shù)據(jù)進行清除，需要重新對我們已經(jīng)存儲的數(shù)據(jù)再進行拍照保存。(2)應(yīng)用仿真軟件，發(fā)現(xiàn)錯誤代碼。然后調(diào)整，發(fā)現(xiàn)在啟用程序流程時，單片機沒有正常復(fù)位，在程序流程中添加復(fù)位程序流程后才獲得準(zhǔn)確的結(jié)果。6.2展望隨著全球AI技術(shù)的不斷突破，AI的應(yīng)用范圍越來越大，也會成為農(nóng)業(yè)上的好幫手。中國因為地理位置和人口原因以及我國的基本國情，造就了我國農(nóng)業(yè)大國的地位，不僅坐擁18億畝基本農(nóng)田，還是世界上最大的農(nóng)機大國之一REF_Ref10166\r\h[12]。所以，在我國農(nóng)業(yè)發(fā)展始終是第一位的，如何大力發(fā)展農(nóng)業(yè)以及如何更好地保護莊稼，應(yīng)當(dāng)是未來我國科技發(fā)展的重點方向。我覺得在未來，必定可以實現(xiàn)農(nóng)作物播撒-養(yǎng)護-收割完整的智能操作體系，從真正意義上實現(xiàn)人工的解放。

參考文獻王克鑫.基于機器視覺的智能植物養(yǎng)護系統(tǒng)[D].黑龍江大學(xué),2018.

楊倩.基于機器視覺的甘肅大麥病害分類識別研究[D].甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué),2013.劉思佳.基于視覺的農(nóng)作物病蟲害自主識別系統(tǒng)研究[D].華北理工大學(xué),2020.DOI:10.27108/ki.ghelu.2020.000354.邱帥,周思宇,馮俊青.機器視覺技術(shù)在植保無人機中的應(yīng)用[J].科技風(fēng),2017(13):17-18.孫奧,吳冬燕,吳陽江.深度學(xué)習(xí)在農(nóng)作物病蟲害識別中應(yīng)用初探[J].電子測試,2019(06):68-70.吳迪,曹芳,張浩.基于可見一近紅外光譜技術(shù)的水稻穗頸瘟染病程度分級方法研究[J]光譜學(xué)與光譜分析,2009:29(12):3295-3299.毛罕平,徐貴力,李萍萍.番茄缺素葉片的圖像特征提取和優(yōu)化選擇研究[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報,2003,19(2):133-136.張紅濤,毛罕平,邱道尹.儲糧害中圖像識別中的特征提取[J]農(nóng)業(yè)工程學(xué)報?2009.25(2):126-130.張紅濤,胡玉霞,張恒源,等.儲糧害蟲圖像識別中的特征壓縮研究[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué),2008,36(27):12053-12054.黎清萬,鐘嘉寶.AI視覺識別——人工智能項目式學(xué)習(xí)實踐(PBL)設(shè)計[J].中國信息技術(shù)教育,2022(04):16-20.郭熹,李斌,馬文輝,賀鳴,陳亞峰.基于5G的工業(yè)AI視覺檢測系統(tǒng)應(yīng)用[J].郵電設(shè)計技術(shù),2021(04):73-78.包建陽.淺析AI視覺技術(shù)如何助力“智慧教育”新發(fā)展[J].中國安防,2022(04):65-70.喬旭,趙偉,張煒,趙建.面向交通行業(yè)的AI視覺應(yīng)用研究[J].江蘇科技信息,2021,38(32):46-48.孫昕怡.AI視覺檢測項目范圍管理的研究[D].北京郵電大學(xué),2020.DOI:10.26969/ki.gbydu.2020.000593.王嘉,張碩,劉世鵬,張華龍,張薈萱,楊鎧睿,曾文獻.工業(yè)智能坡口加工AI視覺識別系統(tǒng)研究[J].信息記錄材料,2022,23(07):99-102.DOI:10.16009/13-1295/tq.2022.07.042.王瑩.AI視覺領(lǐng)域潛力大,愛芯元智用自研IP打造芯片平臺[J].電子產(chǎn)品世界,2021,28(11):86-87.陳躍.基于AI視覺的安防物聯(lián)平臺探索與研究[J].中國金融電腦,2021(05):89-90.

A1-KaffA.MartinDGarciaFet

al.

Survey

of

Computer

Vision

Algorithms

and

Applications

forUnmanned

Aerial

Vehicles[J].Expert

Systems

with

Applications

2017,(92):477-463.

SunQ,YuWKochurovN,et

al.

A

Multi-Agent-Based

Intelligent

Sensor

and

Actuator

Network

Design

for

Smart

House

and

Home

Automation[J].

Journal

of

Sensor

&Actuator

Networks,20132(3):557-588.ZhangSJLei-Zhang,Gao

R.

Research

on

visual

image

processing

of

mobile

robot

based

on

OpenCVJI,2017.28(5):255-275.Underexplored

microbial

metabolisms

for

enhanced

nutrient

recycling

in

agricultural

soils

[O]

.

Arnab

Bhowmik,MaraCloutier,

Emily

Ball,2017Farmtec/Monosem:

Automatische

Lenkung

schutzt

Kulturpflanzen

[J]

.

Hinrich

Neumann

Eilbote:

Das

Magazin

fur

das

Landmaschinenwesen

.

2018,035.

附錄附錄A電路圖圖A.1電路圖附錄B源代碼importKPUaskpuimportsensorimportlcdfromMaiximportGPIOfromfpioa_managerimportfmimporttimeimportgcfrommicropythonimportconst#導(dǎo)入constfromboardimportboard_infofrommachineimportUARTfrommachineimportTimerimportSIM_800C_Drive_No_Print#短信importRELAY_Drive#噴藥importMP3_MODULE_Drive#MP3'''邏輯提要：RUN:識別環(huán)境：--識別鳥類：音樂識別蟲類：噴藥識別成熟：短信END:識別環(huán)境：--識別鳥類：--識別蟲類：--識別成熟：--'''############################My-config#######################SYS_Status='END'#系統(tǒng)狀態(tài)：狀態(tài)Operation_State=0#識別結(jié)果：0-環(huán)境、1-鳥類、2-蟲類、3-成熟Last_Operation_State=0Equipment=[0,0]#設(shè)備狀態(tài)：MP3,RELAY#############config#################################################class_num=4#類數(shù)量sample_num=20#樣本數(shù)量THRESHOLD=11#閾值class_names=['Surroundings','Bird','Insect','Harvesting']#類名稱：環(huán)境、鳥類、蟲類、成熟Identify_Results={'Identify_Situation':"",'Identify_Index':''}#識別結(jié)果cap_num=0#抓取訓(xùn)練數(shù)量train_status=0#訓(xùn)練狀態(tài)last_cap_time=0#上次訓(xùn)練抓取時間last_btn_status=1#上次按鍵狀態(tài)###############################GSM#################################Send_Message_To_Phone_Number=#短信接受方號碼（移動）Send_Message_Text_1="Thecropsareripe."#短信內(nèi)容1#Send_Message_Text_2="MessageDrive2"#短信內(nèi)容2#映射串口引腳fm.register(board_info.PIN_GSM_RXD_MCU_TX,fm.fpioa.UART2_TX,force=True)#注冊MCU-TXfm.register(board_info.PIN_GSM_TXD_MCU_RX,fm.fpioa.UART2_RX,force=True)#注冊MCU-RXuart=UART(UART.UART2,9600,read_buf_len=4096)#構(gòu)建串口對象Message_01=SIM_800C_Drive_No_Print.SIM_800C(uart)#構(gòu)建短信對象SIM_800C_State=Message_01.SIM_800C_Init()#初始化短信模塊并獲取狀態(tài)time.sleep(5)#用法#SIM_800C_State=Message_01.Send_Message(Send_Message_To_Phone_Number,Send_Message_Text_1)#發(fā)送短信并獲取狀態(tài)####################RELAY（噴藥）############################噴藥--常開接線（繼電器不工作狀態(tài)是開路）fm.register(board_info.PIN_Relay_01,fm.fpioa.GPIO0)#注冊IO-Ctr_RELAY_01Ctr_RELAY_01=GPIO(GPIO.GPIO0,GPIO.OUT)Relay_01=RELAY_Drive.RELAY(Ctr_RELAY_01,1)#構(gòu)建對象:Relay_01，高電平控制Relay_01.Init()#初始化:Relay_01#Relay_01.ON()#繼電器打開#Relay_01.OFF()#繼電器打開############MP3_MODULE##########################################fm.register(board_info.PIN_MP3_01,fm.fpioa.GPIO1)#注冊IO-Ctr_RELAY_01Ctr_MP3_01=GPIO(GPIO.GPIO1,GPIO.OUT)MP3_01=MP3_MODULE_Drive.MP3_MODULE(Ctr_MP3_01,0)#構(gòu)建對象:MP3_01MP3_01.Init()#初始化:MP3_01#MP3_01.ON()#打開：音樂1#MP3_01.OFF()#關(guān)閉：音樂1##########################KEY####################################KEY_BOOTfm.register(board_info.PIN_KEY_BOOT,fm.fpioa.GPIOHS0)KEY_BOOT=GPIO(GPIO.GPIOHS0,GPIO.PULL_UP)#KEY_SYSfm.register(board_info.PIN_KEY_SYS,fm.fpioa.GPIOHS1)#注冊IO-KEY_SYSKEY_SYS=GPIO(GPIO.GPIOHS1,GPIO.IN,GPIO.PULL_UP)#構(gòu)建KEY_SYS對象defexit_KEY_SYS_fun(KEY_SYS):#KEY_SYS中斷回調(diào)函數(shù)globalSYS_Status,train_statusglobalOperation_StateglobalLast_Operation_Stateiftrain_status!=0:#若：訓(xùn)練完成time.sleep_ms(10)#消除抖動ifKEY_SYS.value()==0:#確認(rèn)按鍵被按下Operation_State=0Last_Operation_State=0ifSYS_Status=='END':SYS_Status='RUN'else:SYS_Status='END'KEY_SYS.irq(exit_KEY_SYS_fun,GPIO.IRQ_FALLING)#開啟中斷，下降沿觸發(fā)#KEY1--#KEY2--#KEY3--#############文字顯示#########################################defdraw_string(img,x,y,text,color,scale,bg=None):ifbg:img.draw_rectangle(x-2,y-2,len(text)*8*scale+4,16*scale,fill=True,color=bg)img=img.draw_string(x,y,text,color=color,scale=scale)returnimg#####異常/正常################################################Operation(SYS_Status,Operation_State,Send_Message_To_Phone_Number,Send_Message_Text_1)defOperation(sys_status,operation_state,phone_number,message_text):globalLast_Operation_StateglobalMP3_01#音樂globalRelay_01#噴藥globalMessage_01#短信globalSIM_800C_State#短信模塊，狀態(tài)equipment=[0,0]mp3_01_flag=0#flag:mp3，初始默認(rèn)，不播放relay_01_flag=0#flag:噴藥，初始默認(rèn)，不噴藥message_flag=0#flag:短信，初始默認(rèn)，不發(fā)送短信ifsys_status=="RUN":#RUNifoperation_state==1:#鳥類mp3_01_flag=1#flag:音樂，置位elifoperation_state==2:#蟲類relay_01_flag=1#flag:噴藥，置位elifoperation_state==3:#成熟ifLast_Operation_State!=operation_state:message_flag=1#flag:短信，置位else:#其他passelse:#ENDpassLast_Operation_State=operation_state#執(zhí)行#MP3ifmp3_01_flag==1:MP3_01.ON()#音樂：開啟else:MP3_01.OFF()#音樂：關(guān)閉#噴藥ifrelay_01_flag==1:Relay_01.ON()#噴藥：開啟else:Relay_01.OFF()#噴藥：關(guān)閉#短信ifmessage_flag==1:SIM_800C_State=Message_01.Send_Message(phone_number,message_text)#發(fā)送短信并獲取狀態(tài)else:passequipment[0]=mp3_01_flagequipment[1]=relay_01_flagreturnequipment#####################################################################設(shè)置攝像頭sensor.reset()sensor.set_pixformat(sensor.RGB565)sensor.set_framesize(sensor.QVGA)sensor.set_windowing((224,224))#初始化LCDlcd.init()#設(shè)置攝像頭水平與垂直鏡像sensor.set_vflip(True)sensor.set_hmirror(True)#再次運行刪除模型try:delmodelexceptException:passtry:delclassifierexceptException:passgc.collect()model=kpu.load("/sd/sipeed_learn_model.smodel")#加載模型#model=kpu.load(0x300000)classifier=kpu.classifier(model,class_num,sample_num)#模型初始化while1:img=sensor.snapshot()#采集圖片#captureimgiftrain_status==0:#如果訓(xùn)練狀態(tài)：0（未訓(xùn)練）ifKEY_BOOT.value()==0:#如果按鍵值為：0（按下）time.sleep_ms(30)#延時30msifKEY_BOOT.value()==0and(last_btn_status==1)and(time.ticks_ms()-last_cap_time>500):#如果按鍵按下&&上次按鍵狀態(tài)==1&&時差大于500last_btn_status=0#上次按鍵狀態(tài)=1last_cap_time=time.ticks_ms()#更新上次抓取時間ifcap_num<class_num:#如果抓取數(shù)量<類數(shù)量index=classifier.add_class_img(img)#添加類圖片，并獲取當(dāng)前添加圖片的indexcap_num+=1#cap_num自增1print("addclassimg:",index)#打印當(dāng)前添加的類elifcap_num<class_num+sample_num:#如果：類數(shù)量<抓取數(shù)量<類數(shù)量+樣例數(shù)量index=classifier.add_sample_img(img)#添加樣例并獲取當(dāng)前添加樣例的indexcap_num+=1#cap_num自增1print("addsampleimg:",index)#打印當(dāng)前添加的樣例else:#如果：按鍵彈起img=draw_string(img,2,200,"releasebootkeyplease",color=lcd.RED,scale=1,bg=lcd.WHITE)#請松開按鍵else:#如果未按下按鍵time.sleep_ms(30)#延時30msifKEY_BOOT.value()==1and(last_btn_status==0):#如果按鍵按下&&上次按鍵狀態(tài)==0last_btn_status=1#上次按鍵狀態(tài)=1ifcap_num<class_num:#如果抓取數(shù)量<類數(shù)量img=draw_string(img,0,200,"pressbootkeytocap"+class_names[cap_num],color=lcd.RED,scale=1,bg=lcd.WHITE)#顯示請按鍵抓取類xelifcap_num<class_num+sample_num:#如果類數(shù)量<抓取數(shù)量<類數(shù)量+樣例數(shù)量img=draw_string(img,0,200,"bootkeytocapsample{}".format(cap_num-class_num),color=lcd.RED,scale=1,bg=lcd.WHITE)#顯示請按鍵抓取樣例x#trainandpredictiftrain_status==0:#如果訓(xùn)練狀態(tài)：0（未訓(xùn)練）ifcap_num>=class_num+sample_num:#如果類數(shù)量+樣例數(shù)量<抓取數(shù)量print("starttrain")#print開始訓(xùn)練img=draw_string(img,30,100,"training...",color=lcd.RED,scale=2,bg=lcd.WHITE)#顯示training...lcd.display(img)#顯示classifier.train()#訓(xùn)練print("trainend")tra