Аппаратно-программная архитектура системы контроля орошения аэропонной установки с применением технического зрения
Hardware and software architecture of an aeroponic irrigation monitoring system using computer vision
Abstract
A hardware and software architecture for an aeroponic irrigation monitoring system using computer vision is proposed. The architecture comprises microcontroller, computing, and supervisory levels. The microcontroller level provides data acquisition from measurement channels and control of actuating devices; the computing level, based on a Raspberry Pi 4 Model B and a Sony IMX219 camera, provides video acquisition and processing; and the supervisory level provides storage and presentation of diagnostic information to the operator. The hardware configuration, data exchange between system levels, and their interaction within the irrigation cycle are described. A research prototype incorporating flow, pressure, temperature, and relative humidity measurement channels, as well as pump and lighting control, was developed. A protective algorithm at the microcontroller level is provided to maintain execution of the irrigation cycle if the computing module does not respond.
Original abstract
Предложена аппаратно-программная архитектура системы контроля орошения аэропонной установки с применением технического зрения. Архитектура включает микроконтроллерный, вычислительный и диспетчерский уровни. Микроконтроллерный уровень обеспечивает сбор данных измерительных каналов и управление исполнительными устройствами, вычислительный уровень на базе Raspberry Pi 4 Model B и камеры Sony IMX219 — получение и обработку видеопотока, а диспетчерский уровень — хранение и представление диагностической информации оператору. Описаны состав аппаратных средств, организация обмена данными между уровнями и порядок их взаимодействия в рамках технологического цикла орошения. На основе предложенной архитектуры собран исследовательский прототип с каналами измерения расхода, давления, температуры и относительной влажности, а также средствами управления насосом и освещением. Для обеспечения выполнения технологического цикла при отсутствии ответа вычислительного модуля предусмотрен защитный алгоритм на микроконтроллерном уровне.
Keywords
English keywords
aeroponics · aeroponic system · irrigation monitoring · computer vision · hardware and software architecture · automated monitoring · Raspberry Pi · microcontroller
Original keywords
аэропоника · аэропонная установка · контроль орошения · техническое зрение · аппаратно-программная архитектура · автоматизированный контроль · Raspberry Pi · микроконтроллер