專利名稱：便攜式農(nóng)業(yè)信息智能化終端的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于應(yīng)用于農(nóng)業(yè)的信息智能化設(shè)備，特別是一種便攜式農(nóng)業(yè)信息智能 化終端。
背景技術(shù)：
信息化是農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的重要內(nèi)容，更是新農(nóng)村建設(shè)的重要突破口。隨著農(nóng)業(yè)信息 化進(jìn)程的加快，我國已建立一系列農(nóng)業(yè)資源管理決策和農(nóng)村管理信息系統(tǒng)。通過整合 各地區(qū)的種植、養(yǎng)殖、林業(yè)、水利、農(nóng)機(jī)、氣象、土壤及經(jīng)管等各類農(nóng)業(yè)資源信息， 建成了融數(shù)據(jù)采集、錄入編輯、圖形展示、査詢定位、統(tǒng)計(jì)分析及決策支持為一體的 農(nóng)業(yè)資源管理體系。在數(shù)據(jù)采集上，通過野外調(diào)査、遙感影像采集、傳統(tǒng)數(shù)據(jù)上報(bào)等 方式，形成農(nóng)業(yè)資源綜合數(shù)據(jù)庫。在決策支持上，系統(tǒng)支持生產(chǎn)管理決策、應(yīng)急預(yù)警 決策、宏觀規(guī)劃決策等。隨著這些系統(tǒng)的應(yīng)用迫切地需要一種結(jié)合作物模型決策系統(tǒng)和數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)感知處理 功能并能夠應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的低成本智能終端。然而，目前國內(nèi)外市場上尚無這類成熟 產(chǎn)品。目前應(yīng)用于農(nóng)業(yè)信息化的智能終端有1、預(yù)裝了專家系統(tǒng)的PDA; 2、上網(wǎng)功能的PDA和基于電信或移動網(wǎng)絡(luò)的電話服務(wù)終端。在這兩種系統(tǒng)中，前者沒有網(wǎng)絡(luò)通信的能力，后者沒有分析決策的能力，同時(shí)兩者都不具備實(shí)時(shí)感知能力。 實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種互聯(lián)網(wǎng)、移動通信網(wǎng)與傳感器系統(tǒng)等多種技術(shù)相 結(jié)合的，有實(shí)時(shí)信息感知功能，可以處理實(shí)時(shí)采集信息，并可以通過網(wǎng)絡(luò)與服務(wù)器通 信的便攜式農(nóng)業(yè)信息智能化終端。本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案為 一種便攜式農(nóng)業(yè)信息智能化終端是ARM嵌入式芯 片作為核心芯片，并在所述的核心芯片上設(shè)置包括以太網(wǎng)和GSM與GPRS網(wǎng)絡(luò)的通訊 網(wǎng)絡(luò)接口、微小型圖像采集和溫濕度傳感器模塊。本實(shí)用新型的便攜式農(nóng)業(yè)信息智能化終端,采用ARM9 RISC CPU三星S3C2440A 作為核心芯片，該三星S3C2440ACPU具有400MHz的主頻，該核心芯片的存儲器是 由2MB的Nor Flash和64MB的Nand Flash,以及64MB的RAM作為平臺的主存，在 所述的S3C2440A CPU上的引腳直接連接輸入ITU-R BT.601/656 YCbCr 8位標(biāo)準(zhǔn)的微 型攝像頭作為圖像傳感器；通過在主板上集成DM9000網(wǎng)絡(luò)芯片實(shí)現(xiàn)從RJ45以太網(wǎng)接 口自適應(yīng)地以10/lOOMb的速度接入以太網(wǎng)，并通過RS232接口添加GSM與GPRS模 塊，RS232串口包括DCD1、 DSR1、 TXD1、 RTS1、 RXD1、 CTS1、 DTR1、 RT1，是 一個(gè)完整的Modem接口以完成操作GSM與GPRS模塊的任務(wù)；通過VCC 口從主板 上取得電源，SIM卡接口擴(kuò)展GSM/GPRS卡的接口，提供的CCVCC、 CCIN、 CCID、 CCCLK、 CCRST、 CCGND分別是SIM卡所需要的信號。本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，其顯著優(yōu)點(diǎn)可以及時(shí)獲取環(huán)境的溫度濕度信息， 對于圖像傳感器捕獲的農(nóng)作物葉片能及時(shí)計(jì)算葉面積大小。同時(shí)相比于以前的智能終 端，本終端可以將這些數(shù)據(jù)直接存儲在該設(shè)備預(yù)裝的智能專家決策系統(tǒng)里，利用終端 或服務(wù)器端都安裝有的智能專家決策系統(tǒng)進(jìn)行及時(shí)的分析決策，以輔助指導(dǎo)種植農(nóng)產(chǎn) 品實(shí)現(xiàn)預(yù)期目標(biāo)。
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)描述。


圖1是本實(shí)用新型便攜式農(nóng)業(yè)信息智能化終端的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖2是本實(shí)用新型GSM與GPRS模塊結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施方式
結(jié)合圖1，本實(shí)用新型的便攜式農(nóng)業(yè)信息智能化終端是在計(jì)算機(jī)軟硬件和農(nóng)業(yè)決策 系統(tǒng)等研究基礎(chǔ)上，充分考慮了方便、實(shí)用、低價(jià)位等特點(diǎn)，使田間信息(例如葉面積、 溫濕度)快速獲取、分析、決策相結(jié)合，使信息獲取與INTERNET、移動網(wǎng)絡(luò)互連，體 現(xiàn)了農(nóng)業(yè)科研、生產(chǎn)管理決策對信息的需求，最終實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)信息技術(shù)產(chǎn)品化，具有先 進(jìn)性和可行性。即該終端是ARM嵌入式芯片作為核心芯片，該核心芯片內(nèi)嵌入Windows CE、作物模型和智能專家決策系統(tǒng)以及數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，并在所述的核心芯片 上設(shè)置包括以太網(wǎng)和GSM與GPRS網(wǎng)絡(luò)的通訊網(wǎng)絡(luò)接口、微小型圖像采集和溫濕度傳 感器、水分、PH值、導(dǎo)電率和光照等模塊。擴(kuò)展SD卡或者M(jìn)MC卡作為擴(kuò)展存儲連 接在核心芯片上。在核心芯片上還設(shè)置一個(gè)Host USB和一個(gè)Slave USB，或者通過USB 來擴(kuò)展其存儲能力。1、 平臺總體架構(gòu)實(shí)現(xiàn)硬件方面考慮到便攜式終端對功耗、性能和尺寸大小的要求，終端采用ARM9 RISC CPU三星S3C2440A作為核心芯片。三星S3C2440ACPU具有400MHz的主頻。 存儲器是由2MB的Nor Flash和64MB的Nand Flash,以及64MB的RAM作為平臺的 主存。另外可以擴(kuò)展SD卡或者M(jìn)MC卡作為擴(kuò)展存儲。板上還有一個(gè)Host USB和一 個(gè)SkveUSB，也可以通過USB來擴(kuò)展其存儲能力，或者是做出其它擴(kuò)展。另外， S3C2440還具有LAN、串口、多媒體音頻接口和攝像頭接口。主要的輸出輸出設(shè)備是 Sharp公司的一塊分辨率為240X320的帶有觸摸功能的屏幕。軟件方面采用嵌入式Windows CE作為系統(tǒng)的基本平臺，支持嵌入式.NET、 MFC、 SQL2、 傳感器模塊實(shí)現(xiàn)圖像傳感器利用S3C2440ACPU上的引腳，直接連接可以輸入ITU-R BT.601/656 YCbCr8位標(biāo)準(zhǔn)的微型攝像頭，本實(shí)用新型選擇了OV7660感光芯片的攝像頭。其中 在圖像傳感器獲取目標(biāo)并計(jì)算面積的時(shí)候，需要在實(shí)物上面放上一個(gè)1CM見方的參照 物，并在操作系統(tǒng)里加入與農(nóng)業(yè)相關(guān)的圖像處理過程，即可以將圖像數(shù)據(jù)為農(nóng)業(yè)智能 化系統(tǒng)所用。溫濕度傳感器模塊使用便攜式小型溫濕度一體化傳感器，從主板上供以3.3V的直 流電，采樣后的數(shù)據(jù)經(jīng)過ADC轉(zhuǎn)換，最終數(shù)據(jù)可為農(nóng)業(yè)智能化系統(tǒng)所用。3、 網(wǎng)絡(luò)模塊實(shí)現(xiàn)主要的網(wǎng)絡(luò)模塊有兩種以太網(wǎng)和GSM與GPRS網(wǎng)絡(luò) 以太網(wǎng)通過在板上集成DM卯00網(wǎng)絡(luò)芯片實(shí)現(xiàn)從RJ45以太網(wǎng)接口自適應(yīng)地以10/100Mb的速度接入以太網(wǎng)。GSM與GPRS網(wǎng)絡(luò)通過RS232接口添加GSM與GPRS模塊。RS232串口包括 DCD1、 DSR1、 TXD1、 RTS1、 RXD1、 CTS1、 DTR1、 RT1，是一個(gè)完整的Modem接 口，可以完成操作GSM與GPRS模塊的任務(wù)。以太網(wǎng)與GSM與GPRS的通訊接口是為整個(gè)平臺提供信息交互能力的支持。4、 終端軟件實(shí)現(xiàn)智能決策專家系統(tǒng)可以存儲氣象、土壤成份、作物生長情況、收成、作物資料、 病蟲害等信息，最主要的還是它可以綜合以上提到的各種信息在機(jī)器智能學(xué)習(xí)的基礎(chǔ) 上根據(jù)預(yù)制的算法作出模擬決策。模擬決策在跟實(shí)際情況對比之后，系統(tǒng)又會進(jìn)一步 的學(xué)習(xí)，循序漸進(jìn)地達(dá)到一個(gè)理想的精度。而在終端，由于運(yùn)算速度、存儲能力較之服務(wù)器有很大差距，所以在終端的軟件 功能設(shè)計(jì)為一個(gè)完整的智能決策專家系統(tǒng)的子集。5、 移動數(shù)據(jù)庫同步實(shí)現(xiàn)作為移動數(shù)據(jù)庫，終端采用復(fù)制或緩沖并成批提交事務(wù)的移動信息存取模型，并 采用三級復(fù)制體系結(jié)構(gòu)與服務(wù)器及各終端進(jìn)行數(shù)據(jù)同步。 在本實(shí)用新型中解決的關(guān)鍵技術(shù)有在終端上實(shí)現(xiàn)了根據(jù)用戶需要與當(dāng)時(shí)的資源的多網(wǎng)絡(luò)的自適應(yīng)接入，目前可接入 的網(wǎng)絡(luò)有以太網(wǎng)和GSM與GPRS網(wǎng)絡(luò)；通過在終端配置各種傳感器實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集，相關(guān)的控制軟件則實(shí)現(xiàn)了傳感 器數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)分析和預(yù)處理；在嵌入式系統(tǒng)中通過改進(jìn)數(shù)據(jù)存取結(jié)構(gòu)、減少內(nèi)循環(huán)次數(shù)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)運(yùn)算速度與精 度的提高；通過移動數(shù)據(jù)庫的引入和各種傳感器的使用實(shí)現(xiàn)了本實(shí)用新型與智能專家決策系 統(tǒng)的相互支持；技術(shù)指標(biāo)溫度誤差由具體的傳感器決定，圖像面積計(jì)算誤差10cm2。
權(quán)利要求1. 一種便攜式農(nóng)業(yè)信息智能化終端，其特征在于該終端是ARM嵌入式芯片作為核心芯片，并在所述的核心芯片上設(shè)置包括以太網(wǎng)和GSM與GPRS網(wǎng)絡(luò)的通訊網(wǎng)絡(luò)接口、微小型圖像采集和溫濕度傳感器模塊。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的便攜式農(nóng)業(yè)信息智能化終端，其特征在于采用ARM9 RISC CPU三星S3C2440A作為核心芯片，該三星S3C2440A CPU具有400MHz的主 頻，該核心芯片的存儲器是由2MB的Nor Flash和64MB的Nand Flash,以及64MB 的RAM作為平臺的主存，在所述的S3C2440ACPU上的引腳直接連接輸入ITU-R BT.601/656 YCbCr 8位標(biāo)準(zhǔn)的微型攝像頭作為圖像傳感器；通過在主板上集成DM9000 網(wǎng)絡(luò)芯片實(shí)現(xiàn)從RJ45以太網(wǎng)接口自適應(yīng)地以10/lOOMb的速度接入以太網(wǎng)，并通過 RS232接口添加GSM與GPRS模塊，RS232串口包括DCD1 、 DSR1、 TXD1、 RTSl、 RXDl 、 CTSl 、 DTRl 、 RTl,是一個(gè)完整的Modem接口以完成操作GSM與GPRS模 塊的任務(wù)；通過VCC 口從主板上取得電源，SIM卡接口擴(kuò)展GSM/GPRS卡的接口， 提供的CCVCC、 CCIN、 CCID、 CCCLK、 CCRST、 CCGND分另'J是SIM卡所需要的 信號。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的便攜式農(nóng)業(yè)信息智能化終端，其特征在于S3C2440A 還設(shè)置有LAN、串口、多媒體音頻接口和攝像頭接口。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的便攜式農(nóng)業(yè)信息智能化終端，其特征在于擴(kuò)展SD 卡或者M(jìn)MC卡作為擴(kuò)展存儲連接在核心芯片上。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的便攜式農(nóng)業(yè)信息智能化終端，其特征在于在核心 芯片上還設(shè)置一個(gè)Host USB和一個(gè)Slave USB，或者通過USB來擴(kuò)展其存儲能力。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種便攜式農(nóng)業(yè)信息智能化終端。該終端在是ARM嵌入式芯片作為核心芯片，該核心芯片內(nèi)嵌入Windows CE、作物模型和智能專家決策系統(tǒng)以及數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，并在所述的核心芯片上設(shè)置包括以太網(wǎng)和GSM與GPRS網(wǎng)絡(luò)的通訊網(wǎng)絡(luò)接口、微小型圖像采集和溫濕度傳感器模塊，最終形成一個(gè)結(jié)合作物模型決策系統(tǒng)和數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)感知處理功能并能應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的低成本便攜式智能終端。本實(shí)用新型可以及時(shí)獲取環(huán)境的溫度濕度信息，對于圖像傳感器捕獲的農(nóng)作物葉片能及時(shí)計(jì)算葉面積大小；可以將這些數(shù)據(jù)直接存儲在該設(shè)備預(yù)裝的智能專家決策系統(tǒng)里，利用終端或服務(wù)器端都安裝有的智能專家決策系統(tǒng)進(jìn)行及時(shí)的分析決策，以輔助指導(dǎo)種植農(nóng)產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)預(yù)期目標(biāo)。
文檔編號H04B1/38GK201118562SQ20072003686
公開日2008年9月17日 申請日期2007年5月8日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月8日
發(fā)明者力 古, 曹洪鑫, 楊余旺, 呈 洪, 葛道闊, 金之慶, 春 陳 申請人:江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院;南京理工大學(xué)