Vorschau wird generiert...
HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM KHOA CƠ - ĐIỆN ------------ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU PHÁT TRIỂN PHẦN MỀM VÀ PHÂN LOẠI MỘT SỐ BỆNH TRÊN VẬT NUÔI Giáo viên hướng dẫn : TS. NGUYỄN THÁI HỌC Sinh viên thực hiện : VŨ THỊ HỒNG MSV : 603004 Lớp : K60-TĐHB Chuyên ngành : TỰ ĐỘNG HÓA Hà Nội – 2021
LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu độc lập của cá nhân Tôi với sự hướng dẫn của TS. Nguyễn Thái Học …, các kết quả nghiên cứu được trình bày trong đồ án là trung thực, khách quan. Tôi xin cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện đồ án đã được cảm ơn, tất cả các nguồn tài liệu đã được công bố đầy đủ. Hà Nội, ngày tháng năm 2021 Tác giả đồ án Vũ Thị Hồng i
LỜI CẢM ƠN Sau năm năm học tập và rèn luyện trong trường, khóa luận tốt nghiệp đại học là bài tập cuối cùng của em trước khi hoàn thành chương trình học tập. Khóa luận là một phần thể hiện được những kiến thức của em đã được học tập, đúc kết trong suốt năm năm rèn luyện trong giảng đường đại học. Chính vì vậy, em đã cố gắng hoàn thiện khóa luận này một cách tốt nhất. Để có thể hoàn thiện được bài khóa luận này, em đã nhận được sự giúp đỡ tận tình, tạo điều kiện hết sức của các thầy cô giáo trong Khoa Cơ Điện,Học viện nông nghiệp Việt Nam, đặc biệt là TS. Nguyễn Thái Học người trực tiếp hướng dẫn em thực hiện khóa luận. Em xin được gửi lời cảm ơn tới các quý Thầy, Cô trong khoa Cơ Điện , Học Viện Nông Nghiệp Việt Nam đã t ận tình truyền đạt kiến thức trong suốt năm năm học qua, trang bị cho em những kiến thức cơ bản trong học tập, cũng như trong cuộc sống làm hành trang vững chắc trong tương lai. Em xin được tỏ lòng kính trọng và biết ơn sâu s ắc đến TS. Nguyễn Thái Học người trực tiếp hướng dẫn em thực hiện bài khóa luận này, đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ, tạo điều kiện và động viên em rất nhiều trong suốt thời gian thực hiện làm khóa luận tốt nghiệp. Em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến gia đình, bạn bè đã luôn bên cạnh, khích lệ, động viên em trong suốt thời gian qua để có thể hoàn thành khóa luận tốt nghiệp một cách tốt nhất. Cuối cùng em xin kính chúc quý Thầy, Cô giáo trong khoa Cơ Điện, các thầy cô trong Học viện Nông nghiệp Việt Nam cùng toàn thể bạn bè, người thân sức khỏe, hạnh phúc và thành đạt. Em xin chân thành cảm ơn! Hà nội, ngày….tháng….năm 2021 Sinh viên Vũ Thị Hồng ii
MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN....................................................................................................i LỜI CẢM ƠN ........................................................................................................ii MỤC LỤC.............................................................................................................iii DANH MỤC BẢNG..............................................................................................v DANH MỤC HÌNH ..............................................................................................vi LỜI MỞ ĐẦU.......................................................................................................1 CHƯƠNG I. TỔNG QUAN TÀI LIỆU .............................................................4 1.1. Tổng quan về camera ảnh nhiệt ......................................................................4 1.2. Một số ứng dụng của camera ảnh nhiệt ..........................................................6 1.2.1. Cơ chế sinh nhiệt trên cơ thể vật nuôi........................................................14 1.3. Quy trình thay đổi nhiệt độ trên cơ thể lợn khi mắc bệnh ............................22 1.3.1. Cơ chế biến đổi thân nhiệt trên cơ thể lợn khi mắc một số bệnh thông thường [15],[17],[18],[19],[21] ............................................................................22 1.3.2. Ý nghĩa của việc đo thân nhiệt...................................................................22 1.3.3. Phương pháp đo thân nhiệt.........................................................................23 1.3.4. Khái quát về xử lý ảnh ...............................................................................26 1.3.5. Một số vấn đề trong xử lý ảnh ...................................................................29 1.3.6. Các loại tệp cơ bản trong xử lý ảnh ...........................................................31 CHƯƠNG II : NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU...............37 2.1. Sơ đồ công nghệ............................................................................................37 2.2. Lựa chọn cấu trúc phần cứng và phần mềm điều khiển hệ thống phần mềm và phân loại một số bệnh trên vật nuôi ................................................................38 2.2.1. Giới thiệu về camera Flir TG267 ...............................................................39 2.2.2. Giới thiệu về Arduino uno R3....................................................................40 2.2.3. Giới thiệu về module sim 900A .................................................................41 2.2.4. Sơ đồ nguyên lí mạch cảnh báo .................................................................43 iii
2.3. Tìm hiểu về ngôn ngữ lập trình Python và phần mềm OpenCV. .................43 2.3.1. Ngôn ngữ lập trình Python. ........................................................................43 2.3.2. Thư viện Open CV. ....................................................................................44 2.4. Cơ sở và lưu đồ thuật toán. ...........................................................................45 2.4.1. Cơ sở thuật toán..........................................................................................45 2.4.2. Lưu đồ thuật toán .......................................................................................52 CHƯƠNG III: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN.................................................57 3.1. Các bước xây dựng mô hình hệ thống phần mềm và phân loại một số bệnh trên vật nuôi..........................................................................................................57 3.2. Khảo nghiệm mô hình...................................................................................58 3.2.1. Ảnh nhiệt có chứa vùng bất thường và không chứa vùng bất thường .......58 3.3. Thành lập bảng kết quả chạy thử chương trình.............................................61 3.3.1. Bảng kết quả khi dùng chương trình để phân tích ảnh ..............................61 3.3.2. So sánh giá trị kinh tế.................................................................................64 3.4. Đánh giá và thảo luận...................................................................................67 3.4.1. Đánh giá .....................................................................................................67 3.4.2. Thảo luận....................................................................................................68 3.5. Những mặt còn hạn chế và hướng phát triển ...............................................68 3.5.1. Những mặt còn hạn chế..............................................................................68 3.5.2. Hướng phát triển đề tài...............................................................................68 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ...........................................................................69 1. Kết luận ............................................................................................................69 2. Kiến nghị..........................................................................................................69 TÀI LIỆU THAM KHẢO .................................................................................70 PHỤ LỤC............................................................................................................73 iv
DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1: Nhiệt dưới da (° C) trước khi bị nhiễm bệnh[18] ............................18 Bảng 1.2: Bảng cơ chế biển đổi thân nhiệt trên cơ thể lợn ..............................22 Bảng 3.1: Bảng kết quả phân tích với đầu vào là ảnh lợn bị dịch tả lợn cổ điển tại các thời điểm trong ngày ...........................................................62 Bảng 3.2: Bảng kết quả phân tích với đầu vào là ảnh lợn bị stress tại các thời điểm trong ngày ...............................................................................63 Bảng 3.3: Bảng kết quả phân tích với đầu vào là ảnh lợn bị cảm sốt ở lợn con mới sinh tại các thời điểm trong ngày .............................................64 Bảng 3.4: Bảng so sánh giá trị kinh tế .............................................................65 v
DANH MỤC HÌNH Hình 1.1: Hình ảnh bước sóng [2] .....................................................................4 Hình 1.2: Hình ảnh vật thể khi được tái tạo bằng hình ảnh nhiệt sẽ có dạng như sau [2] .........................................................................................5 Hình 1.3: Ứng dụng camera nhiệt trong theo dõi an ninh[23] ..........................7 Hình 1.4: Ứng dụng camera nhiệt trong theo dõi để kiểm soát hỏa hoạn[4] ....7 Hình 1.5: Đo thân nhiệt người tại sân bay bằng camera ảnh nhiệt[5] ...............8 Hình 1.6: Ứng dụng camera nhiệt trong sửa chữa máy móc[6] ........................9 Hình 1.7: Camera nhiệt dùng để kiểm tra, sửa chữa linh kiện điện tử............10 Hình 1.8: Ứng dụng trong thực thi pháp luật[8]..............................................10 Hình 1.9: Ảnh nhiệt chụp lại các vị trí ở cơ thể người[10] .............................11 Hình 1.10: Phát hiện nước thấm bằng camera nhiệt[11] ...................................12 Hình 1.11: Camera nhiệt kiểm tra thiết bị điện có dấu hiệu bất thường về nhiệt[13]...........................................................................................13 Hình 1.12: Hình ảnh nhiệt của đầu lợn tăng khi bị stress[15] ...........................15 Hình 1.13: 1 = cơ s ở của tai trái (BEAR_L); 2 = cơ s ở của bên phải tai (BEAR_R) ;3 = chóp tai trái (TEAR_L); 4 = chóp tai phải (TEAR_R); 5 = mắt trái hoặc mắt phải (EYE_O);6=nhiệt độ trung bình từ đầu đến mông (AVCRL)[17]. .............................................16 Hình 1.14: Biểu đồ biểu thị sự thay đổi nhiệt độ tại các vị trí T1,T2,T3,T4 [18]19 Hình 1.15: Hình ảnh nhiệt trên cơ thể lợn khi mắc bệnh dịch tả lợn cổ điển....19 Hình 1.16: Ảnh lợn con bị cảm sốt ....................................................................21 Hình 1.17: Tác giả sử dụng nhiệt kế NURSE ANGIE đo bằng phương pháp tiếp xúc.............................................................................................23 Hình 1.18: Lợn được gắn cảm biến ở tai[22] ....................................................24 Hình 1.19: Tác giả đo thân nhiệt lợn bằng camera flir TG267..........................25 Hình 1.20: Quá trình xử lý ảnh[24] ...................................................................26 vi
Hình 1.21: Các bước cơ bản trong một hệ thống xử lý ảnh...............................27 Hình 1.22: Cấu trúc tệp ảnh dạng PCX .............................................................33 Hình 2.1: Sơ đồ công nghệ phần mềm và phân loại một số bệnh trên lợn......37 Hình 2.2: Camera ảnh nhiệt cầm tay FLIR TG267 .........................................39 Hình 2.3: Arduino uno .....................................................................................40 Hình 2.4: Module sim 900A ............................................................................41 Hình 2.5: Sơ đồ chân module sim 900A..........................................................42 Hình 2.6: Sơ đồ nguyên lí mạch cảnh báo.......................................................43 Hình 2.7: Trackbars sau khi được tạo..............................................................45 Hình 2.8: Kết quả sau khi điều chỉnh các giá trị..............................................45 Hình 2.9: Ảnh không gian màu HSV[31]........................................................46 Hình 2.10: Ảnh sau khi được lọc màu ...............................................................47 Hình 2.11: Ảnh sau khi xám hóa và nhị phân....................................................47 Hình 2.12: Chuyển đổi hệ thống màu RGB sang Grayscale[20].......................48 Hình 2.13: Ví dụ minh họa với ngưỡng bằng 127[35] ......................................51 Hình 2.14: Lưu đồ thuật toán chương trình chính.............................................52 Hình 2.15: Lưu đồ thuật toán xác định nhiệt độ lớn nhất..................................53 Hình 2.16: Lưu đồ thuật toán gửi tin nhắn cảnh báo .........................................54 Hình 3.1: Kết nối camera nhiệt với máy tính để lấy dữ liệu ...........................57 Hình 3.2: Kết nối mô hình hệ thống phân tích ................................................57 Hình 3.3: a: Ảnh nhiệt cơ thể lợn có chứa vùng bất thường, b: Ảnh nhiệt cơ thể lợn không chứa vùng bất thường[35] .......................................58 Hình 3.4: Ảnh sau khi được lọc màu ...............................................................58 Hình 3.5: Ảnh sau khi được xám hóa ..............................................................59 Hình 3.6: Ảnh sau khi được nhị phân hóa .......................................................59 Hình 3.7: Kết quả cuối cùng phần mềm đưa ra...............................................60 Hình 3.8: Tin nhắn cảnh báo được gửi qua tin nhắn sms ................................60 vii
LỜI MỞ ĐẦU 1. Đặt vấn đề Ngày nay có rất nhiều cách để chuẩn đoán, xác định các bệnh phổ biến trên lợn như: quan sát - nhìn, sờ nắn, gõ, nghe, ... Các phương pháp chuẩn đoán đó cần tiếp xúc trực tiếp với cơ thể lợn, điều này phần nào ảnh hưởng tới kết quả chuẩn đoán và tình trạng của lợn do khi tiếp xúc trực tiếp như vậy sẽ gây hoảng loạn và tạo stress cho lợn hơn nữa có thể làm cho bệnh nghiêm trọng hơn hoặc có thể gây lây nhiễm bệnh từ lợn qua người. Do đó, việc ứng dụng camera ảnh nhiệt và công nghệ xử lý ảnh sẽ đem lại hiệu quả ưu việt hơn các phương pháp chuẩn đoán truyền thống bằng cách tiếp xúc vật lí. Khi sử dụng camera ảnh nhiệt để chuẩn đoán giúp ta có thể thu thập dữ liệu một cách hiệu quả, chính xác và nhanh chóng mà không cần tiếp xúc trực tiếp. Hiện nay trên thế giới và Việt Nam đã và đang ứng dụng rất hiệu quả công nghệ camera ảnh nhiệt và công nghệ xử lý ảnh trong việc chuẩn đoán một số bệnh thông thường trên vật lợn. Việc ứng dụng công nghệ đó mang lại nhiều ưu điểm trong việc chuẩn đoán bệnh trên cơ thể lợn như: Đưa ra kết quả nhanh chóng và chính xác. Giúp thu thập các thông tin quan trọng mà không cần tiếp xúc vật lí. Cung cấp cho ta những thông tin sơ bộ về bệnh, mức độ nghiêm trọng của bệnh khi mà các biện pháp kiểm tra vật lí không thể phát hiện được. Mặc dù có nhiều ưu điểm trong việc chuẩn đoán bệnh như vậy nhưng việc sử dụng camera ảnh nhiệt để thu thập dữ liệu tồn tại một số nhược điểm như sau: Chỉ có thể áp dụng được với bệnh liên quan đến việc thay đổi nhiệt độ ở cơ thể vật nuôi. Nguồn pin có thời lượng sử dụng nhất định, cần kiểm tra và bổ sung kịp thời để đảm bảo khả năng vận hành và không bị gián đoạn trong quá trình sử dụng. 1
Die ersten 9 Seiten werden angezeigt. Laden Sie das Dokument herunter, um alles zu sehen.
Noch keine Kommentare. Seien Sie der Erste!
Kommentare (0)
Noch keine Kommentare. Seien Sie der Erste!