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基于压缩传感技术的温室监控 　　摘 要： 通过将压缩传感技术运用于温室智能监控中，对现代温室的相应环境监测系统进行分析。研究了基于压缩传感理论的温室环境信息获取与传输方法，采用压缩传感技术对采集的数据进行压缩与重构，利用正交匹配追踪算法和基追踪法对实验进行仿真和重构。通过对在信号处理中的峰值信噪比进行比较，可以得出压缩传感技术的图像重构信号失真较少。 　　关键词： 温室监控； 小波变换； 压缩传感； 信号重构 　　中图分类号： TN911.73?34 文献标识码： A 文章编号： 1004?373X（2016）19?0047?02 　　Abstract： The compressed sensing technology is used in the greenhouse intelligent monitoring to analyze the corresponding environmental monitoring system of modern greenhouse. The greenhouse environment information acquisition and transmission methods based on compressed sensing theory are studied. The compressed sensing technology is used to compress and reconstruct the acquired data. The orthogonal matching pursuit algorithm and basis tracking algorithm are used to simulate and reconstruct the experiment. The image reconstruction signal of the proposed compressed sensing technology has low distortion by comparing with the peak signal?to?noise ratio in the signal processing. 　　Keywords： greenhouse monitoring； wavelet transform； compressed sensing； signal reconstruction 　　0 引 言 　　智能温室监控系统是基于压缩传感技术将监控图像进行压缩、传输和重构，实现智能化、无人化的对温室进行监控。 　　目前，我国温室智能管理技术的研究仍处于初级阶段，并没有可以真正用于指导农业生产的应用智能控制系统。因此，需要对温室智能管理技术进行深入研究，开发适合我国具体国情的高效、稳定、低价的温室环境智能监控系统。其中，国外斯坦福大学的教授Emmanuel Candes对压缩传感技术做了大量研究及应用[1?4]。采用压缩传感技术对采集数据进行信号压缩与信号重构，将压缩的数据进行传输，并以Matlab为平台进行仿真[5?6]。 　　1 算 法 　　压缩传感[7]是一个新的数据采集理论，利用稀疏或压缩获得信号，利用非适应采样技术以远低于奈奎斯特频率进行采样，将可压缩信号中的信息压缩成少量的数据。压缩传感理论大致包含三个方面：信号的稀疏表现，编码测量，重构算法。在压缩传感理论中，信号重构是压缩传感理论的核心，指由[M]次观测向量[y]重构长度为[NM?N]的稀疏信号[x]的过程，可以通过求解最小[l0]范数[8]问题来解决。 　　2 正交匹配追踪算法 　　在压缩传感理论中，用经典基追踪算法可以有效地加快算法的运算速度，也可以由此进一步扩展压缩传感理论的应用范围。 　　3 仿真结果与分析 　　目前，大多数温室控制系统均采用工控系统，该系统虽然能实现上述功能，但价格昂贵，难以满足设施农业对低成本的要求，加之采用集中式管理，其可靠性和稳定性不能得到很好的保证[11]。另一种方案是采用温室环境控制系统，该系统利用计算机技术和网络通信技术，避免了工作人员需亲临现场操作的麻烦，但同样在一定程度上增加了系统的成本，其实时性和可靠性也难以得到保证[12?13]。 　　3.1 利用小波进行图像压缩 　　本实验选择智能温室监控设备标准的二维彩色图像进行实验，图像尺寸为256×256，即[N=256，]仿真实验时，首先对彩色图像实施灰度处理见图1，之后实施正交匹配追踪算法下的小波压缩，再将灰度图像恢复成彩色图像，利用小波变换对彩色图像进行压缩处理，见图2。 　　由仿真结果可知，运用OMP算法的小波图像压缩的特征是压缩差异小，压缩程度深，