肖克輝,馮健昭,肖德琴

(華南農(nóng)業(yè)大學(xué)數(shù)學(xué)與信息學(xué)院,廣州 510642)

一種嵌入式多業(yè)務(wù)農(nóng)情信息無線獲取節(jié)點(diǎn)開發(fā)*

肖克輝*,馮健昭,肖德琴

(華南農(nóng)業(yè)大學(xué)數(shù)學(xué)與信息學(xué)院,廣州 510642)

精細(xì)農(nóng)業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域中的農(nóng)情信息獲取設(shè)備種類繁多,輸入輸出接口多樣,但是功能相對(duì)單一,可擴(kuò)展性有待提高。為此,設(shè)計(jì)一種基于Android操作系統(tǒng)的多業(yè)務(wù)農(nóng)情信息獲取節(jié)點(diǎn),以展訊SC7731G為主控芯片,結(jié)合ADC接口、麥克風(fēng)、圖像傳感器以及WiFi和3G無線通信模塊等,實(shí)現(xiàn)基于文本、音頻、圖像/視頻等多業(yè)務(wù)農(nóng)情信息的一體化快速采集和無線傳輸。為了驗(yàn)證節(jié)點(diǎn)的農(nóng)情信息采集功能和無線傳輸性能,在室內(nèi)外環(huán)境中進(jìn)行了基于土壤濕度、音頻、圖像及視頻的數(shù)據(jù)采集試驗(yàn),通過3G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)傳輸音頻數(shù)據(jù),平均速率達(dá)到21 kbyte/s;通過WiFi局域網(wǎng)傳輸圖像和視頻數(shù)據(jù),平均速率可達(dá)到2.63 Mbyte/s。試驗(yàn)結(jié)果表明,節(jié)點(diǎn)能夠通過ADC接口外接文本數(shù)據(jù)傳感器,具備良好的音頻、圖像及視頻采集功能,能夠滿足精細(xì)農(nóng)業(yè)對(duì)多業(yè)務(wù)農(nóng)情信息的快速獲取和無線傳輸需要。

農(nóng)情信息獲取;無線傳感器;模數(shù)轉(zhuǎn)換器;音頻信號(hào);圖像傳感器

農(nóng)情信息有多種數(shù)據(jù)表現(xiàn)形式,如溫濕度等文本類數(shù)值數(shù)據(jù)、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境聲音等音頻數(shù)據(jù)、農(nóng)作物及環(huán)境等圖像數(shù)據(jù)以及農(nóng)業(yè)環(huán)境監(jiān)控等視頻數(shù)據(jù)。如何實(shí)現(xiàn)多業(yè)務(wù)農(nóng)情信息的快速采集與無線傳輸,是精細(xì)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要前提和關(guān)鍵[1-2]。

精細(xì)農(nóng)業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域中的農(nóng)情信息獲取設(shè)備種類繁多,輸入輸出接口多樣,但是數(shù)據(jù)獲取功能單一,數(shù)據(jù)傳輸效率較低,應(yīng)用擴(kuò)展性有待提高[3-5]。文本類農(nóng)情信息獲取設(shè)備如溫濕度傳感器、光照傳感器、氣體濃度傳感器等,按照信號(hào)輸出格式可分為模擬信號(hào)類和數(shù)字信號(hào)類兩種;模擬信號(hào)類傳感器將采集到的模擬信號(hào)如電壓、電流等通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC(Analog Digital Converter)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換,然后得到數(shù)字化輸出,但這類傳感器一般都需要根據(jù)應(yīng)用環(huán)境進(jìn)行標(biāo)定,以滿足數(shù)據(jù)精度需要;而數(shù)字信號(hào)類傳感器可以直接通過SPI、UART或I2C等串行接口進(jìn)行數(shù)字化輸出[6-7],如肖德琴等人[8]設(shè)計(jì)的田間水分水位傳感器。音頻類數(shù)據(jù)獲取設(shè)備一般使用麥克風(fēng)模塊采集模擬音頻信號(hào),經(jīng)過采樣和量化等過程后進(jìn)行數(shù)字化輸出[9],如徐志生等人[10]設(shè)計(jì)的用于采集候鳥音頻信息的多媒體傳感器;音頻錄制的質(zhì)量主要取決于麥克風(fēng)模塊的種類及其技術(shù)指標(biāo)。圖像/視頻數(shù)據(jù)獲取設(shè)備一般通過單片機(jī)或嵌入式系統(tǒng)搭載CCD或CMOS圖像傳感器采集圖像和視頻信號(hào),再進(jìn)行數(shù)字化輸出[11],如殷建軍等人[12]設(shè)計(jì)的多光譜圖像采集節(jié)點(diǎn);但受限于存儲(chǔ)容量、網(wǎng)絡(luò)帶寬及能耗要求,圖像傳感器的分辨率及圖像效果與真實(shí)應(yīng)用環(huán)境還存在較大差距。從操作系統(tǒng)上看,農(nóng)情信息獲取設(shè)備一般使用TinyOS[13]或基于ARM/Cortex的Linux、WinCE等嵌入式系統(tǒng)如Jaime Lloret等人設(shè)計(jì)用于葡萄園監(jiān)控的圖像傳感器[14]以及肖德琴等人設(shè)計(jì)的農(nóng)業(yè)圖像采集節(jié)點(diǎn)[15],通過構(gòu)建基于數(shù)據(jù)庫的應(yīng)用系統(tǒng)對(duì)多業(yè)務(wù)農(nóng)情信息進(jìn)行存儲(chǔ)、分析和展示[16],但這些設(shè)備在圖形界面操作及應(yīng)用程序擴(kuò)展等方面有待加強(qiáng)。

為滿足精細(xì)農(nóng)業(yè)領(lǐng)域農(nóng)情信息獲取的多業(yè)務(wù)需求,本文設(shè)計(jì)一種具有低成本和便攜式特點(diǎn)的多功能農(nóng)情信息獲取節(jié)點(diǎn),以展訊SC7731G為控制器芯片,采用Android嵌入式操作系統(tǒng),結(jié)合ADC接口、麥克風(fēng)、CMOS圖像傳感器以及無線通信模塊等部件,實(shí)現(xiàn)基于文本數(shù)據(jù)、音頻、圖像/視頻等多業(yè)務(wù)農(nóng)情信息的一體化快速采集和無線傳輸,從而為精細(xì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的周期性/實(shí)時(shí)性決策提供多業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)支持和技術(shù)保障。

1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開發(fā)

多業(yè)務(wù)農(nóng)情信息獲取節(jié)點(diǎn)是支持精細(xì)農(nóng)業(yè)發(fā)展的重要基礎(chǔ)設(shè)施,但受限于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的投入成本和環(huán)境狀況,必須慎重權(quán)衡節(jié)點(diǎn)軟硬件成本與服務(wù)質(zhì)量。農(nóng)情信息獲取節(jié)點(diǎn)既要能滿足文本、音頻、圖像及視頻等多業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)采集需要,還要滿足無線傳輸性能、能量消耗、周期性/實(shí)時(shí)性等應(yīng)用服務(wù)質(zhì)量要求。

1.1 硬件系統(tǒng)開發(fā)

節(jié)點(diǎn)硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及元器件選取時(shí),通過以下方式滿足多業(yè)務(wù)農(nóng)情信息獲取需要:①提供ADC、UART等接口以實(shí)時(shí)性/周期性采集模擬/數(shù)字信號(hào)的文本類環(huán)境參數(shù)。②提供麥克風(fēng)接口用于獲取音頻數(shù)據(jù)。③提供攝像頭接口用于拍攝圖像和錄制視頻。④實(shí)現(xiàn)基于短距離/遠(yuǎn)距離無線通訊方式的數(shù)據(jù)傳輸。

多業(yè)務(wù)農(nóng)情信息無線獲取節(jié)點(diǎn)的硬件結(jié)構(gòu)如圖1所示,主要由系統(tǒng)控制模塊、無線通信模塊、農(nóng)情信息獲取模塊及電源模塊等組成。

圖1 節(jié)點(diǎn)硬件結(jié)構(gòu)

節(jié)點(diǎn)以展訊SC7731G作為系統(tǒng)控制模塊。SC7731G集成了嵌入式WCDMA/GSM調(diào)制解調(diào)器,支持ZigBee、Bluetooth、WiFi等短距離無線通信方式;提供MIPI DSI的LCD顯示屏接口,支持YUV/RGB圖像顯示;提供MIPI CSI接口,支持JPEG/YUV/RAW RGB圖像傳感器,可實(shí)現(xiàn)1080P的MP4/H.264視頻錄制;支持MP3、ACC和WMA等格式的音頻解碼及回放;其存儲(chǔ)模塊EMCP包含1 GB 的DDR3 RAM和8GB的NAND Flash。

節(jié)點(diǎn)提供外部存儲(chǔ)器接口,通過SD卡可以實(shí)現(xiàn)大容量數(shù)據(jù)的本地化存儲(chǔ)。通過提供ADC接口、串行接口、USB以及麥克風(fēng)等外部接口,節(jié)點(diǎn)能夠?qū)崿F(xiàn)多業(yè)務(wù)農(nóng)情信息獲取功能。節(jié)點(diǎn)外部供電為12 V直流電壓,可通過蓄電池或交流電為節(jié)點(diǎn)提供外部電源。SC7731G的供電電壓為3.6 V,集成了多個(gè)直流-直流轉(zhuǎn)換器,可以同時(shí)為內(nèi)部芯片和外部設(shè)備供電。

①文本參數(shù)采集模塊

文本類參數(shù)采集電路主要實(shí)現(xiàn)傳感器采集信號(hào)的獲取與解析。如果傳感器輸出模擬信號(hào),則通過SC7731G的ADC進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換,以輸出數(shù)字信號(hào);如果傳感器輸出數(shù)字信號(hào),則直接經(jīng)過IO口接收數(shù)據(jù),然后送至UART串口輸出。節(jié)點(diǎn)可以外接常見的文本參數(shù)采集傳感器,如土壤濕度傳感、土壤溫度傳感器等,外接傳感器一般由板載直流電源供電(電源線和地線)。

節(jié)點(diǎn)外接的文本參數(shù)采集傳感器以武漢富源飛科FY-H2-5V-V系列土壤濕度傳感器產(chǎn)品為例,該傳感器的供電電壓為5 V直流,輸出0～2.5 V直流電壓信號(hào),經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換后得到土壤濕度數(shù)據(jù)。該傳感器有三條線纜與節(jié)點(diǎn)相連,其中紅色為電源正極,黑色為電源負(fù)極,黃色為信號(hào)線,接線如圖2所示。

圖2 ADC接口

②音頻采集模塊

多業(yè)務(wù)農(nóng)情信息獲取節(jié)點(diǎn)采用駐極體電容麥克風(fēng)接口(咪頭直徑2.5 mm)進(jìn)行音頻錄制,音頻采集電路如圖3所示。

圖3 音頻采集電路

圖3中,右端連接麥克風(fēng)正負(fù)極,左端連接SC7731G對(duì)應(yīng)的兩個(gè)針腳。該電路硬件接口簡單高效,支持MP3格式的音頻錄制及回放,能夠滿足農(nóng)業(yè)環(huán)境音頻監(jiān)控應(yīng)用的基本需要。程序?qū)崿F(xiàn)上,音頻數(shù)據(jù)通過Android系統(tǒng)提供的MediaRecorder類進(jìn)行錄制和處理,最后寫入SD卡中。

③圖像/視頻采集模塊

節(jié)點(diǎn)圖像/視頻采集使用OmniVision公司的OV2710系列MIPI接口CMOS圖像傳感器,分辨率可達(dá)1080P(1920×1080),最高視頻幀率為30 frame/s,工作電壓為3.6 V直流電壓,工作狀態(tài)功率為350 mW,休眠狀態(tài)電流為70 μA,靈敏度為3 700 mV/lux-sec。該圖像傳感器的分辨率和幀率可以滿足農(nóng)業(yè)環(huán)境視頻監(jiān)控的基本需要。

在Android系統(tǒng)中,通過調(diào)用MediaRecorder類實(shí)現(xiàn)圖像/視頻數(shù)據(jù)的錄制、顯示及存儲(chǔ)等過程,節(jié)點(diǎn)外接的LCD顯示屏可以用于圖像/視頻預(yù)覽,圖像/視頻數(shù)據(jù)可以本地存儲(chǔ)于SD卡中。

1.2 軟件系統(tǒng)開發(fā)

圖4 節(jié)點(diǎn)軟件結(jié)構(gòu)

節(jié)點(diǎn)軟件系統(tǒng)基于Android 4.4.2內(nèi)核(如圖4所示),主要用于實(shí)現(xiàn)多業(yè)務(wù)農(nóng)情信息的快速采集、本地存儲(chǔ)和無線傳輸。Android是一種開源的嵌入式操作系統(tǒng),具有友好的圖形操作界面以及良好的應(yīng)用程序擴(kuò)展性,這使得節(jié)點(diǎn)易于操作和控制。農(nóng)情信息采集以文本參數(shù)、音頻、圖像及視頻數(shù)據(jù)為主,通過分級(jí)存儲(chǔ)策略及存儲(chǔ)覆蓋技術(shù)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的本地化存儲(chǔ),然后根據(jù)實(shí)際應(yīng)用需要,通過無線通信模塊將農(nóng)情信息實(shí)時(shí)性/周期性地傳輸至遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)中心服務(wù)器。

(1)文本參數(shù)采集

文本參數(shù)采集以土壤濕度傳感器采集土壤容積含水量數(shù)據(jù)為例。土壤濕度傳感器采用武漢富源飛科FY-H2-5V-V型號(hào)產(chǎn)品,該傳感器采用電磁脈沖原理測(cè)量土壤的表觀介電常數(shù),從而得到土壤容積含水量,其相對(duì)濕度的測(cè)量范圍為0～100%,測(cè)量準(zhǔn)確度為±3%,供電電壓為5 V直流,輸出為0～2.5 V直流電壓信號(hào)。

土壤濕度傳感器采集土壤濕度數(shù)據(jù)的工作流程如下:①從寄存器ADC_DR中讀出12位二進(jìn)制的ADC值,轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制數(shù)Ad。②按照下述公式計(jì)算電壓值A(chǔ)v:

Av=Ad×(3.3/4 096)

③根據(jù)Av值,通過查表得到土壤容積含水量。④將土壤容積含水量數(shù)據(jù)輸出至串口。

上述②中的Av值是將采樣參考電壓0～3.3 V按照12位(十進(jìn)制數(shù)4 096)ADC分辨率進(jìn)行等分計(jì)算的,即每位采樣值為3.3/4 096。

(2)音頻采集

音頻數(shù)據(jù)采集通過使用Android系統(tǒng)提供的MediaRecorder 類來實(shí)現(xiàn),具體流程為:①創(chuàng)建保存錄音的音頻文件;②創(chuàng)建音頻錄制對(duì)象;③設(shè)置聲音來源,指定錄制來自麥克風(fēng)的聲音;④設(shè)置音頻文件輸出格式;⑤設(shè)置音頻的編碼格式、編碼位率、采樣率等;⑥設(shè)置音頻文件的保存位置;⑦準(zhǔn)備錄制音頻;⑧開始錄制音頻;⑨錄制完成,停止錄制,釋放資源。

其中,上述步驟④和⑤不能顛倒順序,否則程序?qū)?huì)拋出異常;而且,設(shè)置的音頻編碼格式要與音頻輸出格式相對(duì)應(yīng),否則錄制的音頻文件將不符合播放標(biāo)準(zhǔn)。

(3)圖像/視頻采集

與音頻數(shù)據(jù)采集相似,視頻數(shù)據(jù)也使用Android系統(tǒng)的MediaRecorder類進(jìn)行錄制。錄制視頻與錄制音頻的流程基本相同,只是錄制視頻時(shí)不僅需要采集聲音,還需要采集圖像。為了讓MediaRecorder錄制時(shí)采集圖像,需要在設(shè)置聲音來源后再設(shè)置圖像來源。除此之外,還需在設(shè)置輸出文件格式之后進(jìn)行如下步驟:①設(shè)置所錄制視頻的編碼格式、編碼位率、每秒多少幀等。這些參數(shù)將可以控制所錄制的視頻的品質(zhì)、文件的大小。一般來說,視頻品質(zhì)越好,視頻文件越大。②設(shè)置視頻預(yù)覽。

視頻錄制流程如圖5所示,其中虛線方框內(nèi)的操作用于設(shè)置所錄制音頻和視頻的相關(guān)參數(shù)以及屬性等。

圖5 視頻錄制流程

實(shí)際應(yīng)用中,視頻錄制會(huì)長時(shí)間占用攝像頭,所以節(jié)點(diǎn)采集的圖像一般是通過提取攝像頭獲取的視頻幀而得到的。在程序?qū)崿F(xiàn)中,利用Android系統(tǒng)提供的MediaMetadataRetriever類,按照時(shí)間順序或以一定的周期截取所需的視頻幀,然后以JPEG格式寫入SD卡或通過3G網(wǎng)絡(luò)上傳至遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)服務(wù)器。

2 試驗(yàn)與分析

為了檢驗(yàn)節(jié)點(diǎn)的多業(yè)務(wù)農(nóng)情信息獲取功能,使用外置蓄電池為節(jié)點(diǎn)提供12 V電壓的直流供電,在室內(nèi)外環(huán)境中進(jìn)行了基于土壤濕度、音頻、圖像及視頻的數(shù)據(jù)采集試驗(yàn),并通過3G移動(dòng)通訊網(wǎng)絡(luò)以及WiFi局域網(wǎng)對(duì)節(jié)點(diǎn)的無線數(shù)據(jù)傳輸性能進(jìn)行測(cè)試。

2.1 土壤濕度試驗(yàn)

土壤容積含水量是單位土壤總?cè)莘e中水分所占的容積分?jǐn)?shù),計(jì)算方法為:

θv=Vw/Vs×100%

式中:θv為土壤容積含水量,Vw為土壤水容積,Vs為土壤總?cè)莘e。

土壤濕度試驗(yàn)在華南農(nóng)業(yè)大學(xué)岑村農(nóng)場(chǎng)稻田取土(E113.375679,N23.171029),采用烘干法測(cè)量土壤密度為1.23 g/cm3。試驗(yàn)取烘干土壤800 cm3,按照理論土壤容積含水量θ加水,取土壤容積含水量10%、20%、30%、40%、50%和60%進(jìn)行分時(shí)測(cè)量。試驗(yàn)結(jié)果取相應(yīng)參數(shù)的10次平均值計(jì)算,如圖6所示。對(duì)比理論含水量θ和試驗(yàn)含水量θv可以看出,試驗(yàn)采用的濕度傳感器在土壤容積含水量低于30%的情況下誤差偏大,30%以上誤差較小,這從側(cè)面也驗(yàn)證了節(jié)點(diǎn)的文本信息采集功能的可用性。

圖6 土壤濕度試驗(yàn)曲線

2.2 音頻采集

節(jié)點(diǎn)采集的音頻為m4a格式,比特率為128 kbyte/s。為測(cè)試節(jié)點(diǎn)無線傳輸性能,使用3G網(wǎng)絡(luò)傳輸音頻文件至公網(wǎng)服務(wù)器[10],計(jì)算傳輸時(shí)間如表1所示。經(jīng)多次測(cè)試,3G網(wǎng)絡(luò)傳輸音頻數(shù)據(jù)的總體平均速率約為21 kbyte/s。

表1 音頻采集試驗(yàn)

2.3 圖像/視頻采集

因?yàn)閿?shù)據(jù)量較大,節(jié)點(diǎn)采集的圖像/視頻可以通過WiFi局域網(wǎng)上傳至服務(wù)器。測(cè)試時(shí),節(jié)點(diǎn)通過無線路由器將數(shù)據(jù)發(fā)送至帶有無線網(wǎng)卡的臺(tái)式機(jī)服務(wù)器。無線路由器型號(hào)為TP-LINK的TL-WR941N,其最高數(shù)據(jù)傳輸速率為450 Mbyte/s;臺(tái)式機(jī)服務(wù)器使用帶有USB接口的Tenda W311M無線網(wǎng)卡,最高數(shù)據(jù)傳輸速率為150 Mbyte/s。

①圖像

節(jié)點(diǎn)采集的圖像分辨率為1 920×1 080,以JPEG格式存儲(chǔ)?；贘PEG壓縮算法的變換和編碼方式,相同分辨率和相同尺寸的JPEG格式圖片,文件大小會(huì)有少許差異。試驗(yàn)中采用WiFi局域網(wǎng)進(jìn)行無線傳輸測(cè)試,測(cè)試結(jié)果如表2所示,表中各序號(hào)對(duì)應(yīng)圖像的傳輸時(shí)間為20次平均值,總體平均傳輸速率約為0.89 Mbyte/s。

②視頻

節(jié)點(diǎn)采集的視頻分辨率為1 920×1 088(即1080P),文件保存格式為MP4,幀速率為29 frame/s。試驗(yàn)中,通過WiFi局域網(wǎng)進(jìn)行無線數(shù)據(jù)傳輸測(cè)試,測(cè)試結(jié)果如表3所示。表中各序號(hào)對(duì)應(yīng)視頻的傳輸時(shí)間為20次平均值,總體平均傳輸速率約為2.63 Mbyte/s,試驗(yàn)中還發(fā)現(xiàn),文件越大,平均傳輸速率越高,但相差幅度較小。

表2 圖像采集試驗(yàn)

表3 視頻采集試驗(yàn)

上述圖像和視頻兩組測(cè)試得到的平均數(shù)據(jù)傳輸速率略有差異,這與WiFi傳輸方式以及真實(shí)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境有關(guān)。通過大容量的視頻數(shù)據(jù)傳輸測(cè)試,更能反映真實(shí)的網(wǎng)絡(luò)狀況,從而得到較為穩(wěn)定的數(shù)據(jù)傳輸速率。

3 結(jié)論

①基于展訊SC7731芯片和Android操作系統(tǒng)設(shè)計(jì)了多功能一體化的多業(yè)務(wù)農(nóng)情信息獲取節(jié)點(diǎn),通過ADC接口、麥克風(fēng)、圖像傳感器等實(shí)現(xiàn)文本、音頻、圖像及視頻數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性/周期性并發(fā)采集,可以使用WiFi局域網(wǎng)和移動(dòng)通訊網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行無線數(shù)據(jù)傳輸。室內(nèi)外實(shí)驗(yàn)表明,節(jié)點(diǎn)能夠滿足精細(xì)農(nóng)業(yè)對(duì)多業(yè)務(wù)農(nóng)情信息的快速獲取和無線傳輸需求。

②與現(xiàn)有的功能性傳感器相比,節(jié)點(diǎn)具有多功能一體化、圖形界面交互性強(qiáng)、體積小和成本低等特點(diǎn),在精細(xì)農(nóng)業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)獲取功能性完備,但在無線傳輸性能和節(jié)點(diǎn)組網(wǎng)應(yīng)用方面有待進(jìn)一步優(yōu)化和完善。

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AnEmbeddedWirelessSensorforMulti-ServiceAgriculturalInformationAcquisition*

XIAOKehui*,FENGJianzhao,XIAODeqin

(College of Mathematics and Informatics,South China Agricultural University,Guangzhou 510640,China)

Agricultural information devices have different varieties and various input/output interfaces,however,these devices are lack of extensibility. To meet the demand of multi-service agricultural information acquisition for precision agriculture,a multi-service agricultural information acquisition node with multi-function integration is developed based on Android embedded operating system. SC7731 chip is used as microcontroller chip of the node. Combined with ADC interface,microphone,image sensor,WiFi and 3G mobile communication module,the node is designed for rapid acquisition and wireless transmission of multi-service agricultural information in form of text,audio,image and video. To verify the performance of agricultural information acquisition and wireless data transmission of the node,experiments are done to acquire data of soil moisture content,audio,image and video. Audio data are transmitted by 3G mobile communication networks;the average transmission rate is about to 21 kbyte/s. Take large data volume into account,image and video data are transmitted by WiFi local area networks,the average rate is about to 2.63 Mbyte/s. The results show that the node can be connected with some sensors for text information acquisition by ADC interface,and works well on data acquisition of audio,image and video. The results also indicate that the node is feasible for rapid acquisition and wireless transmission of multi-service agricultural information in precision agriculture.

agricultural information acquisition;wireless sensor;analog and digital converter;audio signal;image sensor

10.3969/j.issn.1004-1699.2017.12.022

項(xiàng)目來源:廣東省自然科學(xué)基金項(xiàng)目(2016A030313389);廣東省科技計(jì)劃項(xiàng)目(2014B020205004,2015A020209129,2016B010110005,2017A030222001);國家星火計(jì)劃項(xiàng)目(2015GA780038)

2017-01-19修改日期2017-09-07

TP212;S126

A

1004-1699(2017)12-1912-06

肖克輝(1981-),男,工學(xué)博士,高級(jí)實(shí)驗(yàn)師,華南農(nóng)業(yè)大學(xué)數(shù)學(xué)與信息學(xué)院,主要從事農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及應(yīng)用研究,humorxiao@163.com。