基于STM32芯片的YOLO行人检测技术

基于STM32芯片的YOLO行人检测技术

王丽娜,路敏,张卉

山东协和学院 商学院 山东济南 250109

摘要：为了识别养殖场里是否有牲畜和人，通过摄像头将图像信息传给STM32芯片，芯片通过算法分析图像来检测是否有人和牲畜，在没有人和牲畜的情况下自动开启消杀。YOLO是一种现有较为成熟的目标检测算法，具有检测精度高、速度快的特点，且使用端对端的训练方式和预测手段，具备较高的灵活性。STM32芯片控制的系统当前被越来越多的应用于各个领域，它能够在使用过程中更加方便快捷。

关键词：畜牧养殖、YOLO、STM32芯片、摄像头、智能消杀

近年来，我国的畜牧业实现了迅速发展，畜牧业的养殖规模也在不断扩大，由于小散养殖户较多，导致畜牧养殖环节中的安全隐患问题越来越突出。比如，养殖户在畜牧业的养殖过程中过量使用化学药物，在喂养过程中对饲料的质量问题不够重视等，导致养殖过程中出现安全问题，给消费者的健康带来威胁。基于此，应加强对畜牧养殖环节食品安全隐患问题的重视，对现有的安全隐患问题进行分析，并提出相关的应对策略，使养殖户可以不断提升动物食品的安全性。

中国在短短的三十年中从以往小农经济，发展到现在以小规模以及散户为主体的养殖模式，部分养殖企业实现了规模化、标准化、智能化养殖，不过现有中国畜牧养殖仍以个体养殖户养殖为主。现在的散养户普遍属于劣势群体，整个产业链中制约整个产业的发展造成养殖市场忽高忽低的波动，饲料厂对于饲料的销售竞争激烈，屠宰厂原料竞争激烈，中国养殖户辛苦，到最后却挣不到钱，绝大多数的利益被中间渠道赚取。

由于中国现有养殖以农村散户为主，养殖技术陈旧，并且对新管理技术的接受能力有限，养殖大小布局均不合理，特别是在区域卫生防疫方面基本处于一个空白状态。养殖户跟风现象尤为严重，一家兴起，几家效仿。养殖密度大、区域养殖距离近，粪便、病死禽喂狗或者销售，造成中国现在大的疫情基本1--2年就可以席卷全国，严重影响到广大养殖户的养殖效益。

一、概述

（一）STM32芯片简介

STM32芯片（Microcontrollers）是一种集成电路芯片，是运用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器（CPU）、随机存储器（RAM）、只读存储器（ROM）、多种I/O口和中断系统、定时器/计数器等功能。

STM32系列基于专门要求高性能，低成本，低功耗的嵌入式应用专门设计的ARMCortex-M0，Cortex-M1，Cortex-M3，Cortex-M4，Cortex-M7等。其中Cortex-M0主打的是低功耗和混合信号的处理，M3主要用来替代ARM7，重点侧重能耗和性能的均衡，而M7则重点放在高性能控制运算领域。

（二）YOLO简单分析

YOLO是将物体的检测作为回归问题求解的一种算法，实际的应用中，使用这种算法，能够实现基于一个end-to-end的网络，完成从原始图像输入到物体位置和类别输出。在网络设计上，YOLO的训练与检测都是在一个单独网络中进行，同时，将检测物作为一个回归问题进行求解。

（三）畜牧养殖安全隐患

1.养殖场卫生相关知识对环境消杀知识的了解程度是畜牧业发展的影响因素之一。若忽视畜牧场卫生情况或对畜牧场卫生知识不够，在养殖，喂食等过程中极易产生细菌。近年来，时而会有发现沙门氏菌和大肠杆菌引发动物患病等问题的情况，威胁动物安全以及养殖户安全，不仅危害人体健康，还可对畜牧业的发展造成不同程度程度的影响。

2.兽药的使用对食品安全隐患的成因，包括使用时不看药品的规格和成分、不清楚配伍禁忌并且其他药物混用等。此外，抗生素尽管在疾病治疗、促进生长等方面具有较好的疗效，但也可能造成病原耐药、残留于动物体内等问题，影响食品安全和人体健康。目前，随着国家相关政策的实施，环境消杀管控更加严格，人们对于肉类质量提出了更好的需求。

二、YOLO行人检测技术安全性

（一）养殖安全需求

养殖业的快速发展，对养殖场的养殖安全提出了更高的要求，而养殖场中为预防牲畜疾病的环境消杀，从以往的生石灰、填埋等方法转换到喷洒苯扎溴铵溶液等消毒剂，消毒机喷洒消毒液，而更安全的则是通过紫外线灯和深紫外线灯进行消杀。

（二）高检测率的安全性

STM32芯片控制深紫外线灯的开关装置，云端设备控制摄像头采集区域，摄像头获取图像信息传递给系统，通过YOLO检测算法，有人或牲畜的时候，消杀灯进入休眠状态，进入循环缓冲时间，没有人和牲畜存在，使消杀灯开启进入循环消杀，记录消杀相关数据，组成消杀信息数据库，图像数据库传递给云端设备。

三、YOLO行人检测技术智能性

（一）病菌产生速度

病菌滋生速度的公式：y=Qe^(rx)（x为单位时间，Q为原细菌数，r为繁殖倍率，e为常数(约为2。718)，为单位时间后的细菌数）。料槽的病菌数为14*10的4次方每平方厘米，细菌每20-30min分裂一次，半小时后的细菌数为1。6*10的31次方，将近4亿倍。

（二）随时消杀的智能性

YOLO行人检测技术使用卷积神经网络对摄像头导出的人和牲畜进行检测和跟踪。视频帧输入之后首先进入YOLOv3目标检测的网络，经过Darknet-53提取特征；其次，进行上采样和特征融合，再进行回归分析；再次，把得出的预测框信息输入SORT算法进行目标特征建模，匹配和跟踪；最后，输出结果。

四、结语

畜牧业的发展脱离不开对自然资源的依赖，我国现代的经济发展已经提出了“绿色、健康、可持续发展”的观念，这一观念是为了人类社会的长久繁衍，并且我国已经开始在各行各业尝试着去改善对自然造成污染的各种条件。

在畜牧养殖方面，一般需要使用化学制品，有效的化学制品使用可以改善养殖环境，治疗生物疾病以及刺激生产，减少了养殖各方面的不良因素，但是化学制品的使用不利于经济效益，同时也会对自然环境带来一定的危害，这种危害同样作用到牲畜本身的健康上，所以新型养殖技术的推广，着重于保持生产效率和生产质量的同时，以满足社会供给需求作为前提，将减轻自然危害与获取更多的经济效益作为目标，既能保证自然环境的安全性，也能保证养殖技术的高效应用。将养殖场（户）购置自动饲喂、环境控制、疫病防控、废弃物处理等农机装备提高标准，共同打造安全、智能消杀环境。

参考文献：

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