Для просмотра этого контента требуется подписка на JoVE. Войдите или начните свой бесплатный пробный период.
Методическая статья
Мы описываем протокол для классификации качества воды в реальном времени с использованием подводного получения изображений, сети контроллеров на базе Raspberry Pi и искусственной нейронной сети (ANN). Метод подробно описывает настройку системы, сбор данных, предварительную обработку, обучение модели и развертывание. Эта система оценки качества воды особенно подходит для заводчиков карпов, помогая обеспечить оптимальные условия для здоровых рыб.
Поддержание оптимального качества воды крайне важно в аквакультуре, особенно для декоративных видов, таких как коис, где яркость цвета и баланс окружающей среды напрямую связаны со здоровьем и эстетикой. В этой статье представлен полный протокол проектирования, развертывания и эксплуатации системы мониторинга качества воды в реальном времени на основе классификации подводных изображений с использованием встроенного глубокого обучения. Предлагаемая система интегрирует недорогую подводную камеру с сетью контроллеров на базе Raspberry Pi в автономном роботе на поверхности воды, что позволяет захватывать, передавать и классифицировать водные изображения с помощью лёгкой нейронной сети. Пять категорий водных условий — от прозрачных до мутных — визуально различаются, при этом точность классификации превышает 99% на индивидуальном наборе данных. Система настроена на автономную работу, обеспечивая непрерывную оценку и визуальные оповещения о ухудшении состояния. Этот визуальный протокол охватывает сборку устройств, калибровку системы, развертывание моделей и демонстрации мониторинга в реальном времени. Метод поддерживает устойчивые практики аквакультуры, позволяя проводить неинвазивную, непрерывную оценку водных сред с использованием доступных и масштабируемых технологий. Этот подход можно адаптировать к другим аквакультурным или экологическим мониторингам с минимальными изменениями.
Кои (Cyprinus carpio var. koi) — декоративные разновидности обычного карпа, ценящиеся за яркие цвета, характерные узоры, элегантную форму тела и изящное плавание. Их красота и плавные движения делают их любимым выбором для садовых прудов и декоративных водных объектов по всему миру.
Поддержание хорошего качества воды в прудах не только поддерживает водную жизнь, но и способствует снижению выбросов углерода, тем самым принося пользу окружающейсреде 1,2. Поддержание качества воды путем соблюдения установленных стандартов по таким параметрам, ....
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
ПРИМЕЧАНИЕ: Исходные коды, использованные в этом исследовании, доступны в следующем репозитории GitHub: https://github.com/prawit-chu/Real-Time-Pond-Water-Assessment-via-Embedded-Deep-Learning-and-Visual-Data-Acquisition
1. Настройка оборудования
2. Настройка экшн-камеры
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Набор данных был разделён на независимые подмножества для обучения, валидации и тестирования. Производительность модели отслеживалась на валидационном наборе во время обучения, а итоговая оценка проводилась с использованием оставшегося тестового набора данных, содержащего ранее не появлявшиеся изображения. Согласованная производительность между валидационными и тестовыми наборами указывает на стабильное обобщение.
Для классификации качества воды в реальном вре.......
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Критическим шагом в этом протоколе является настройка сети контроллера на базе Raspberry Pi. Неправильные настройки приводят к отказу в коммуникации между сервером и экшн-камерой. Перед тестированием предоставленных программ необходимо проверить связь между сервером и экшн-камерой с помощью команды PING. Хотя предлагаемая модель работает в реальном времени на встроенном оборудовании, количественные измерения времени вывода и энергопотребления не были оценены и выходят за рамки данного ис.......
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Авторам нечего раскрывать.
Авторы выражают благодарность Университету Касетсарт в Таиланде, Университету Вишвакарма в Индии и Университету Риджента (США) за их полезные комментарии, обсуждения и идеи, которые значительно улучшили наши исследования. Мы с благодарностью выражаем благодарность за поддержку, оказанную факультетом инженерии Срирача, Университета Касетсарта, через Фонд исследовательского подразделения (Грант No KUSRCRU69-2001) на 2026 финансовый год.
....Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
| Имя | Компания | Каталожный номер | Комментарии |
|---|---|---|---|
| GoPro Hero 11 Black | GoPro | Для съёмки фотографий и записи видео | |
| GoPro Hero 12 Black | GoPro | Для съёмки фотографий и записи видео | |
| GoPro Hero 13 Black | GoPro | Для съёмки фотографий и записи видео | |
| Raspbery PI | Raspberry PI | Zero 2W | Контроллер |
| Беспроводной роутер | ZTE | HG8045x5-12 | |
| Ethernet-адаптеры | Tp-link | UE300 | |
| Сервер | Dell | T30 | |
| Аккумуляторный блок 12 В постоянного тока | - | - | Источник питания |
| Насос постоянного тока | Тайская вода | AW500S | Движение роботов |
| Снижение 5V | - | - | Снижение с 12 В до 5В |
| 8-канальный ретранслятор | - | - | Управление насосами |
| Быстрое приложение GoPro | GoPro | GoPro | для тестирования Wi-Fi соединения GoPro |
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Эта статья была опубликована
Видео скоро будет доступно