使用人工智能和物聯(lián)網(wǎng)幫助在偏遠(yuǎn)的溫室種植糧食

• 燈絲：PETG
• 0.20 毫米速度
• 填充物：20%
• 支持：無

打印外殼大約需要 2 小時(shí)，打印夾子需要 30 分鐘。

將 Spresense 壓入外殼底座，電池位于底部

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將攝像頭模塊壓入外殼蓋

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將外殼蓋壓入外殼底座

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使用 1 英寸（25 毫米）M5 螺栓和螺母將夾具連接到外殼

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設(shè)置網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器

當(dāng)前固件使用 HTTP POST 請(qǐng)求將分類結(jié)果作為 JSON 發(fā)送，格式如下：

{
    "date": "2022/07/15",
    "time": "16:16:19",
    "observation: "tomato-healthy_",
    "battery": 4030
}

我編寫了一個(gè)小的 RESTful API（主要基于Rob Kendal的教程）獲取 JSON 對(duì)象并將其存儲(chǔ)為 JSON 文件，這樣您就可以在基本的 Web 服務(wù)器上運(yùn)行它而無需數(shù)據(jù)庫。

我使用 DigitalOcean 來托管我的服務(wù)器，但您可以將它放在任何支持 Node.js 的地方。按照 DigitalOcean 上的步驟在 Ubuntu VPS 上設(shè)置 Node.js 生產(chǎn)環(huán)境，并在您的服務(wù)器上克隆https://github.com/gniezen/greenhouse-ai存儲(chǔ)庫。運(yùn)行npm install以安裝所有依賴項(xiàng)，并npm start檢查它是否有效。如果它在工作，請(qǐng)按Ctrl-C停止服務(wù)器，然后使用 PM2 啟動(dòng)它，而不是運(yùn)行pm2 start server.js.

真實(shí)世界的用例

我在Summit Good安裝了這個(gè)裝置，這是一個(gè)當(dāng)?shù)氐?CSA 計(jì)劃，在城市的郊區(qū)有一個(gè)遠(yuǎn)程溫室/塑料隧道。

多隧道中成排的番茄植株顯示了該單元的位置

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該裝置通過金屬橫桿上的夾子安裝

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該裝置具有以下啟動(dòng)順序：

• 初始化相機(jī)
• 安裝SD卡（保存觀察照片）
• 啟動(dòng) GPS 模塊（以獲取準(zhǔn)確的觀測時(shí)間戳）
• 連接LTE/NB-IoT網(wǎng)絡(luò)（發(fā)送觀測結(jié)果）
• 啟動(dòng)相機(jī)

顯示程序進(jìn)程的單元串行輸出

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當(dāng) ML 算法檢測到植物時(shí)，當(dāng)檢測到植物時(shí)，它會(huì)在設(shè)備上分類為以下之一：

• 健康植物
• 細(xì)菌斑
• 早疫病
• 晚疫病
• 葉霉菌
• 葉斑病
• 花葉病毒
• 葉螨
• 目標(biāo)點(diǎn)
• 黃曲葉病毒

結(jié)果與本地日期和時(shí)間以及電池電量一起被轉(zhuǎn)換為 JSON 格式。然后將觀察結(jié)果發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器，并以表格形式顯示如下：

網(wǎng)站上的觀察結(jié)果

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只有當(dāng)設(shè)備通過 GPS 獲得準(zhǔn)確的時(shí)間戳?xí)r，結(jié)果才會(huì)被保存，并且當(dāng)蜂窩網(wǎng)絡(luò)不可用時(shí)，它仍會(huì)將結(jié)果保存到 SD 卡中。發(fā)送結(jié)果后，設(shè)備將關(guān)閉蜂窩和 GPS 模塊并進(jìn)入深度睡眠狀態(tài) 3 小時(shí)以節(jié)省電池電量。

結(jié)論

在這個(gè)項(xiàng)目中，我們實(shí)施了一個(gè)電池供電的解決方案，用于在沒有接入有線互聯(lián)網(wǎng)的情況下遙感溫室中的番茄植物病害。ML 分類發(fā)生在設(shè)備上，只有觀察結(jié)果通過 LPWAN 網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到 Web 服務(wù)器。

這個(gè)項(xiàng)目可以很容易地修改以識(shí)別其他類型的植物病害，或者可以使用多個(gè)單元來覆蓋更大的區(qū)域。該裝置還可以安裝在育苗盤上方，使用Edge Impulse 上的新 FOMO 算法來嘗試檢測發(fā)芽的幼苗數(shù)量。另一個(gè)想法是嘗試檢測育苗盤是濕的還是干的并需要澆水。

我期待看到您如何修改和構(gòu)建此設(shè)計(jì)！