数字媒体在农业生产中网络智能监测领域的应用

苗 羽，王 枫，明 嵬

（1.辽宁省农业科学院，辽宁沈阳110161；2.中共辽宁省委党校，辽宁沈阳110004；3.彰武县彰武镇农科农机站，辽宁彰武123200）

近年来，我国农业发展迅速，大面积的区域种植已成为农业生产的主要方式。农业早已从传统的粗放型、劳动密集型生产转为集约型生产，这不仅节约劳动力，而且也让农业生产变得更加规范化、可控化，极大提高了生产效率。现代化农业生产，离不开数字信息技术的支持，数字媒体的出现，在生产的智能监测中起到很好的预警作用。我国幅员辽阔，近年来各种地质灾害暴发频繁，滑坡、泥石流、洪涝灾害、森林火灾等，不仅危及人民的生命安全，也给农业发展造成严重损失。利用数字媒体的网络传感技术，可以对上述请况进行智能监控，采用综合多源异质传感器系统，对大多数地质灾害进行目标识别、数据采集、智能融合等手段，来分析判断可能发生的地震、滑坡、泥石流、塌方、降雨等险情，准确识别人员和车辆等目标，完成实时场景的及时图像传送，降低因灾害而造成的损失。数字媒体在智能网络监控中，与传统的传感器相比，具有组织自发性、配置自发性、抗毁坏等优势，同时具有更加快速、准确、全面的信息采集和监测能力。

1 数字媒体的主要特点

1.1 在目标识别上的特点

目标识别，包括静止目标和运动目标两大类，而能对运动目标进行有效识别是数字媒体网络传感检测技术的一大优势，也是其一大主要用途。数字媒体网络传感检测器能够对运动目标的序列图像进行采集和数据分析，将目标准确地从大环境中锁定并分离出来，通过帧间差分法、光流法和背景差分法将目标提取出来。这套系统，可监测到≥45℃的热源温度并及时报警，在有GPS 定位时无延时即刻报警；在无GPS 定位时，10 s 左右延时之后也启动报警，足以满足区域农作物生产时，对高温及火灾的智能监控。

1.2 在监测跟踪上的特点

监测跟踪目标，主要目的就是通过分析一系列图像信息，对有意义的目标的位置、速度、运动方向等物理因素进行锁定、评估和预警。目前常用监测跟踪的方法主要分为4 类：运动特征跟踪、运动区域特征跟踪、设定模型跟踪、运动轮廓跟踪。由于农作物生长的周边环境比较复杂，在利用数字媒体智能网络监控时会受到一些因素影响，如光强、刮风下雨、雷电、物体与其阴影的重叠以及目标的轨迹变化等，都会影响对监控目标的数据采集。通过多次测试发现，基于ZigBee 和无线网络（WiFi）传输时，ZigBee 有时会造成数据出错或丢失，也容易被其他信号干扰；但是利用无线网络传输时，监测系统稳定、数据传输畅通、数据保真且不容易被其他信号干扰，完全可以用于运动目标的检测跟踪。

1.3 在智能信息处理上的特点

数字媒体的智能网络传输，不仅要对采集到的图像进行压缩和解码，而且还要负责对采集到的图像进行特征编码，最终通过数字媒体传输到终端的就是压缩图像和特征编码。数字媒体网络智能监控系统，会优先将前方采集的视频、音频信息存储在本地存储系统中，然后通过EMMC（嵌入式多媒体卡）将视频、音频存储到高速存储器中，监控系统将这些编码传输到智能控制中心。智能中心将传输到的信息数据进行融合，融合之前需要进行两方面信息的核对：一是该数据网络节点的路由信息和位置信息；二是该数据网络节点的时间信息。数字媒体能够将视频、音频、振动、红外等特征进行融合，而且可以增加这些数据的空间维度，比单一传感器采集到更多数据信息。数字媒体的信息融合流程为：图像采集——音频采集——红外采集——振动采集，最后提取数据特征进行时空对准，进行特征关联和信息融合。

2 数字媒体的智能监控设计方案

2.1 无线网络的设计方案

在区域农作物生产场地，建立数字媒体智能监控网络。数字媒体融合中心通过无线路由，与多个媒体传感节点相连，这些传感节点又与音频监测器、视频监测器、红外监测器、超声监测器、振动监测器等连接在一起；数字媒体融合中心通过网络/云服务，与Web 服务器、笔记本电脑、PC 客户端、智能手机端、PAD 终端相连。通过这一系统在大面积的农作物种植区域进行智能监控。对一些气象灾害和地质灾害的视频、音频等进行数据采集和传输，数据融合中心可及时将信息在第一时间通过终端告知相关人员，让相关人员及时进行处理，避免或减少损失。

2.2 组网的设计方案

组网由ZigBee 传感器、ZigBee 协调器、数字多媒体节点、数字多媒体融合中心及移动终端组成。ZigBee 传感器接到异常请求或命令通信时，将这些传递给ZigBee 协调器，通过处理请求、扫描传感器、设置请求、报警等再传递给数字多媒体节点，节点通过异常请求、数据传输、数据请求、数据确认、信息定位等传递到数字多媒体融合中心，最终通过移动终端进行报警或触发命令。

3 展望

该文综述了数字媒体无线传感网络应用在大面积无人看守的农作物种植区域，并有效将多媒体节点与无线传感网络和多媒体网络进行连接，实现突发地质灾害时可及时预警和控制，实时将视频、音频、振动、红外传输到服务器和移动终端，方便第一时间通知相关人员，将灾害带来的损失降低到最小，为农作物种植区域的智能监控向精准化、实时化方向发展提供一定的参考依据。