基于嵌入式系统的棉花长势在线监控关键技术研究

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1、分类号UDCS24621．8密级公云密号!Q2窆窆曼!!Q21Q3江．薄大擎硕士学位论文基于嵌入式系统的棉花长势在线监控关键技术研究ResearchontheKey7rechnologyofCottonGrowingOn—HneMonitoringBasedonEmbeddedSystems指导教师堂苤拯麴撞作者姓名廑文进申请学位级别亟±学科专业盔些电氢丝生自动丝论文提交日期2Q!垒生5旦论文答辩日期2Q!垒生鱼旦学位授予单位和日期江苤太堂答辩委员会主席评阅人学位论文版权使用授权书江苏大学、中国科学技术信息研究所、国

2、家图书馆、中国学术期刊(光盘版)电子杂志社有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致，允许论文被查阅和借阅，同时授权中国科学技术信息研究所将本论文编入《中国学位论文全文数据库》并向社会提供查询，授权中国学术期刊(光盘版)电子杂志社将本论文编入《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》并向社会提供查询。论文的公布(包括刊登)授权江苏大学研究生处办理。本学位论文属于不保密∥。学位论文作者签名：急互皿阳，垆年占月，‘日指导教师签名：缪泓≯，够年

3、‘月，‘日独创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容以外，本论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：”，阵‘月以日江苏大学硕士学位论文摘要农作物生长信息监测对于促进作物增产，提高种植科技含量非常重要。国内外学者利用机器视觉和图像处理技术，对棉花生长状态监测开展了相关研究，传统方法是在田间获取棉花群体图像，

4、离线分析群体特征，采集装置价格贵、功耗高，且图像处理复杂、农业推广难度大。因此，设计一种低功耗、低成本、易推广的棉花长势在线监控系统具有重要意义。论文在分析农作物长势监控研究现状和存在问题基础上，采用低成本BF3703摄像模组和低功耗EFM32GG380微控制器，构建低功耗嵌入式图像处理实验平台，实现棉花植株长势在线监测。论文从软硬件方面进行低功耗设计，包括硬件整体框架设计，芯片选型，图像采集和处理模块设计，软件低功耗控制流程，图像处理算法优化等。嵌入式图像处理受内存和处理器性能限制存在一定研发难度，论文优化实现算法

5、，提取植株生长核心特征。通过研究叶片侧枝角度提取算法和叶片叶绿素含量均值提取算法，计算出叶片侧枝倾斜角度和叶绿素含量，识别叶片生长状态；通过分析棉花植株整体特征和局部特征、棉花植株生长状态，实现棉花长势在线监测和棉花健康状况诊断。现场节点采集的数据通过无线传感网络传送到远程控制中心，达到对棉花长势远程监控的目的。实验结果表明：棉花植株高度检测精度高(误差小于5％)，叶片识别率较高(大于80％)，叶片与对应侧枝匹配正确率较好(达到70％)，叶片侧枝角度稳定有效，棉花叶片叶绿素含量变化范围小，叶片形态特征误差小，验证了设

6、计的图像处理算法可行性和正确性。通过实际测量，系统待机功耗小，功耗达到设计要求。关键词：机器视觉，EFM32，图像处理，棉花长势，低功耗基于嵌入式系统的棉花长势在线监控关键技术研究II江苏大学硕士学位论文ABSTRACTCropgrowtllinfonnationmonitomgisVe巧importantforpromotiIIgcrop)，ieldandinlpr0ⅥngcultiVatiOntedmologycont烈1t．ResearchesrelevanttocottOn孕．ow也conditionmoll

7、itoringwascarriedoutbymanydomestic锄dforeignsch01arsusiIIgmachiIle讥sionaIldimageprocessteclm0109y．Traditionalcottonplantsinlageacquisitionmetllodisobtaillingcottonpl锄临目loupimagef而m山e6elds，off：lineanalyzing也echamcteristicofmeplants粤．oup．HoweVer，tlleacquisitionequ

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