CN102541030B - 作物病虫害智能监测防治系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种作物病虫害智能监测防治系统，其特征在于：包括监控计算机和设于作物栽培场所的农药喷洒装置，所述监控计算机驱动与其连接的农药喷洒装置。所述监控计算机内设有时间控制器和喷药选择驱动模块，所述时间控制器经喷药选择驱动模块控制启动农药喷洒装置相应的喷头。本发明的有益效果一是智能化，自动化程度高，控制方式多样，控制及时，使用效果好。二是利用太阳能作为监控设备电源，节能效果好。三是监控设备不仅可对栽培作物进行供水或喷药的自动化控制，而且还具有对在同一场地不同区域上的作物进行病虫害防治的多方位管控能力。四是通过监控探头对作物健康状况进行实时监测，实现对作物病虫害及时预警和对症下药，从而不仅有利于保证作物生长及农业，林业，茶叶的生产丰收，而且可以大大减少药剂浪费和农药污染。
Description
技术领域
本发明涉及作物病虫害防制技术领域，特别是一种作物病虫害智能监测防治系统，可广泛应用于作物生产。本发明的作物包括农业、林业、果树、茶叶、花卉等因人类需要而栽培的植物。
背景技术
作物病虫害是我国的主要农业灾害之一，由于防治不力，作物病虫害每年都给我国的农业生产带来巨大的经济损失。由于绝大多数农民对病虫害的发生发展规律不了解，不仅难以适时预测病虫害的发生，而且盲目施药，还会影响作物生长，造成药剂浪费和环境污染。
此外，农业，林业，花卉，果树等作物病虫害的施药操作，也十分复杂，频繁。如，同一种作物在不同生长时期发生的病虫害状况不同，用药也不同；同一田地上，不同区域种植的农作物不同，其病虫害发生所施用的药也不同。因此，对作物病虫害进行早期预警，并有针对性地全方位地进行现场自动防治，是控制作物病虫害、保护作物产量、减少农药污染的重要举措。
发明内容
本发明的首要目的在于提供一种作物病虫害智能监测防治系统，该系统不仅有利于对作物病虫害的防治而且智能化自动化程度高。
本发明采用的技术方案是：一种作物病虫害智能监测防治系统，其特征在于：包括监控计算机和设于作物栽培场所的农药喷洒装置，所述监控计算机驱动与其连接的农药喷洒装置。
进一步地，为了根据预警方案进行自动化控制，所述监控计算机内设有时间控制器和喷药选择驱动模块，所述时间控制器经喷药选择驱动模块控制启动农药喷洒装置相应的喷头。所述农药喷洒装置的喷头经由计算机控制的控制阀分别与农药供药支管和供水支管连接。为了实现对在同一场地不同区域上的作物进行病虫害防治的多方位管控，上述农药喷洒装置具有多个喷头。
所述监控计算机内设有用以存储农药喷洒时段、农药类型和用量的农药喷洒信息的数据存储器，所述数据存储器的输入端与时间控制器或外部数据输入设备连接，所述数据存储器的输出端与喷药选择驱动模块连接，用户指令经时间控制器或外部数据输入设备来选择指定数据存储器中的农药喷洒信息，喷药选择驱动模块获取该指定农药喷洒信息后驱动农药喷洒装置相应的喷头。
进一步地，为了利用太阳能，该系统还设有太阳能电池板和用于存储所述太阳能电池板转化电能的蓄电池，所述监控计算机由所述蓄电池供电。
进一步地，为了有利于用户适时掌握作物病虫害发生状况，该系统还设有安装在作物栽培场所的监控探头，所述监控探头的数据线接至监控计算机的输入端。用户通过监控探头获悉作物病虫害情况后，可及时通过监控计算机驱动农药喷洒装置相应的喷头实现病虫害防治，也可采取其它应对措施。
本发明的有益效果一是智能化，自动化程度高，控制方式多样，控制及时，使用效果好。二是利用太阳能作为监控设备电源，节能效果好。三是监控设备不仅可对栽培作物进行供水或喷药的自动化控制而且还具有对在同一场地不同区域上的作物进行病虫害防治的多方位管控能力。四是通过监控探头对作物健康状况进行实时监测，实现对作物病虫害及时预警和对症下药，从而不仅有利于保证作物的健康生长，而且可以大大减少药剂浪费和农药污染。该系统具有广阔的市场应用前景。
附图说明
图1是本发明实施例的示意图。
图2是本发明实施例的系统架构框图;
图3是本发明中多个药罐与农药供药支管的连接示意图。
其中，图1中各标号代表：1-监控计算机；2-远程计算机；3-蓄电池；4-太阳能电池板；5-监控探头；6-外部数据输入设备；7-控制阀（三通电磁阀）；8-农药供药支管；9-供水支管；10-喷头；11-农药喷洒装置；12-选择控制阀；13-药罐；14-供药管路；15-流量计。
具体实施方式
由于农业开发区种植的作物品种繁多，故所遇到的病虫害类型也随之多样化，并且即使同种作物，其在不同阶段所遇到的病虫害类型也会不同。此外，种植在同一场地不同区域上的作物还需要病虫害监测防治系统的设施具有多方位的管控能力，因此，本发明的作物病虫害智能监测防治系统，必须为满足上述需求而设计。
参照图1，图2，本发明实施例包括监控计算机和设于作物栽培场所的农药喷洒装置，所述监控计算机驱动与其连接的农药喷洒装置。
为了尽量提升智能化操控，可根据作物在特定时间段内发生特定病害类型的先验知识，在所述监控计算机内设置时间控制器和喷药选择驱动模块，所述时间控制器经喷药选择驱动模块控制启动农药喷洒装置相应的喷头，完成该作物的喷药作业，从而减少人为控制过程，提升了自动化程度。
为了尽量节省农药供药管路的铺设成本，可将本来用以向作物供水的供水喷头利用起来，即在所述喷头前设置控制阀，如三通电磁阀，将该控制阀分别与农药供药支管和供水支管连接，从而实现喷头使用的多功能化，节约设施开支。
为了能够在人为得到某种病虫害预警消息后，直接控制农药喷洒装置对作物进行对症下药的喷洒作业，特在所述监控计算机内设置用以存储农药喷洒时段、农药类型和用量的农药喷洒信息的数据存储器，所述数据存储器的输入端与时间控制器或外部数据输入设备连接，所述数据存储器的输出端与喷药选择驱动模块连接，用户指令经时间控制器或外部数据输入设备来选择指定数据存储器中的农药喷洒信息，喷药选择驱动模块获取该指定农药喷洒信息后驱动农药喷洒装置相应的喷头。
为了提升系统能在多种场合下使用，可设置太阳能供电装置，减少电缆铺设，节约成本。因此，该系统还设有安装在作物栽培场所的太阳能电池板和用于存储所述太阳能电池板转化电能的蓄电池，所述监控计算机由所述蓄电池供电。
为了能够实时监控作物的状况，该系统还设有安装在作物栽培场所的监控探头，所述监控探头的数据线接至监控计算机的输入端；并且如果监控对象为城区的绿化植物，监控探头可直接采用市区已布设的探头及通信线路，从而节省探头布设成本。
为了能够对监控进行智能化管理，所述监控计算机上存储有界定病虫害类型、严重程度的病虫害状况参比数据信息和针对不同作物病虫害状况应施放的农药类型及用量的数据信息；所述监控计算机上设有病虫害识别判断模块，所述病虫害识别判断模块从监测图像中提取作物病虫害数据，将提取的病虫害数据与数据库中的病虫害状况参比数据信息进行比对分析，以判断出作物的病虫害状况，监控计算机根据分析得到的作物病虫害状况确定相应的农药类型和用量，并经喷药选择驱动模块发出工作命令驱动控制农药喷洒装置相应的喷头。
为了使现场监控计算机能将作物数据信息传送给远程控制中心，以便多部门实时了解情况或对该数据信息进行管理，因此该系统还设有与监控计算机进行有线或无线形式的远程通讯连接的远程计算机。
上述病虫害识别判断模块包括作物虫洞形状分析模块，本技术方案中所涉及的作物被监控部位包括叶片、果实表面、树干表层等，所述病虫害状况参比数据信息包括虫洞形状与病虫害类型对应关系信息，所述作物虫洞形状分析模块从监测图像中提取作物上虫洞边缘形状的图像信息，并与所述虫洞形状与病虫害类型对应关系信息进行比对，以判断作物的病虫害类型；所述病虫害识别判断模块包括作物虫洞分析模块，所述病虫害状况参比数据信息包括虫洞与病虫害程度分级对应关系信息，所述作物虫洞分析模块从监测图像中提取作物及其上虫洞的图像信息，计算出作物相应部位的虫洞累计面积在作物相应部位总面积上的占比，监控计算机根据占比经所述虫洞与病虫害程度分级对应关系信息进行比对，以分级判断出作物病虫害严重程度。
上述病虫害识别判断模块包括作物虫洞形状分析模块，所述病虫害状况参比数据信息包括虫洞形状与病虫害类型对应关系信息，所述作物虫洞形状分析模块从监测图像中提取作物上虫洞边缘形状的图像信息，并与所述虫洞形状与病虫害类型对应关系信息进行比对，以判断作物的病虫害类型；所述病虫害识别判断模块还包括作物虫斑分析模块，所述病虫害状况参比数据信息还包括虫斑与病虫害程度分级对应关系信息，所述作物虫斑分析模块从监测图像中提取作物虫斑的图像信息，计算出作物相应部位虫斑累计面积与作物相应部位总面积的比值，监控计算机根据比值经所述虫斑与病虫害程度分级对应关系信息进行比对，以分级判断出作物的病虫害严重程度。
具体实施过程：本技术方案可在作物栽培场所直接进行作物喷洒控制操作，只需通过外部数据输入设备例如键盘等设备将所需喷洒药物的类型和用量直接通过监控计算机传送给农药喷洒装置，从而实现直接控制过程；也可通过时间控制器间接控制，通过时间控制器对时间的跟踪定时，在病虫害易发时段进行有选择的喷洒作业，其通过时间控制器获取数据存储器中相应作物喷洒信息，将该信息通过喷药选择驱动模块来选择性驱动农药喷洒装置喷洒不同类型的药物和用量。
上述虫洞形状与病虫害类型对应关系信息通过训练模式获取，即将某一特定害虫放置在标准大小下的作物下，然后观察作物上虫洞边缘形状，通过监控探头采集该边缘形状的作物图像，并将该边缘形状数据信息对应记录为该特定害虫的病害特征。
上述虫洞与病虫害程度分级对应关系信息也用训练模式获取，即在同一规定时间（如一小时）内分别将大，中，小不同的同类害虫放置在三个同一规格的标准作物上，然后通过监控探头分别采集大，中，小同类害虫的啃食作物后的作物表面图像，分别计算各标准作物虫洞面积在作物表面上的占比，并将该占比分别按等级存于监控计算机中。为了获取更加有效的数据信息，可分别按等级进行多次作物图像采集，获取每次下的占比信息，取平均值再存于监控计算机中。
上述的虫斑与病虫害程度分级对应关系信息中的作物虫斑信息，可通过分别采集实际病虫害作物虫斑的轻、中、重三种程度样本图像作为对照用虫害数据信息，并将上述信息存于监控计算机中。
在病虫害状况参比数据信息存于监控计算机后，通过监控计算机实时监控采集作物上的图像信息，然后计算获取虫洞边缘形状，判断出虫害类型；再根据虫洞占比或作物虫斑判断出病害严重程度。
在获取具体病害情况后，监控计算机根据已存的针对不同作物病虫害状况应施放的农药类型及用量的数据信息，来确定针对监测出来的病虫害情况将采取何类药液类型和多少的药液用量，并经喷药选择驱动模块发出工作命令驱动控制农药喷洒装置相应的喷头。
上述农药喷洒装置具有多个喷头，分别用于管理不同方位的作物。
所述农药供药支管8与多个不同药罐13的供药管路14经选择控制阀12选择连接，该选择控制阀12也由计算机控制。
本发明不局限上述实施方式，任何人在本发明的启示下都可以得出其他各种形式的作物病虫害智能监测防治系统。凡依本发明申请专利范围所做的等同变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。
Claims (1)
1.一种作物病虫害监测防治系统，其特征在于：包括监控计算机和设于作物栽培场所的农药喷洒装置，所述监控计算机驱动与其连接的农药喷洒装置；所述监控计算机内设有时间控制器和喷药选择驱动模块，所述时间控制器经喷药选择驱动模块控制启动农药喷洒装置相应的喷头；所述农药喷洒装置的喷头经由计算机控制的控制阀分别与农药供药支管和供水支管连接；所述农药喷洒装置的喷头经控制阀分别与农药供药支管和供水支管连接；所述监控计算机内设有用以存储农药喷洒时段、农药类型和用量的农药喷洒信息的数据存储器，所述数据存储器的输入端与时间控制器或外部数据输入设备连接，所述数据存储器的输出端与喷药选择驱动模块连接，用户指令经时间控制器或外部数据输入设备来选择指定数据存储器中的农药喷洒信息，喷药选择驱动模块获取该指定农药喷洒信息后驱动农药喷洒装置相应的喷头；该系统还设有太阳能电池板和用于存储所述太阳能电池板转化电能的蓄电池，所述监控计算机由所述蓄电池供电；该系统还设有太阳能电池板和用于存储所述太阳能电池板转化电能的蓄电池，所述监控计算机由所述蓄电池供电；该系统还设有安装在作物栽培场所的监控探头，所述监控探头的数据线接至监控计算机的输入端；该系统还设有安装在作物栽培场所的监控探头，所述监控探头的数据线接至监控计算机的输入端；所述监控计算机上存储有界定病虫害类型、严重程度的病虫害状况参比数据信息和针对不同作物病虫害状况应施放的农药类型及用量的数据信息；所述监控计算机上设有病虫害识别判断模块，所述病虫害识别判断模块从监测图像中提取作物病虫害数据，将提取的病虫害数据与数据库中的病虫害状况参比数据信息进行比对分析，以判断出作物的病虫害状况，监控计算机根据分析得到的作物病虫害状况确定相应的农药类型和用量，并经喷药选择驱动模块发出工作命令驱动控制农药喷洒装置相应的喷头；所述监控计算机上存储有界定病虫害类型、严重程度的病虫害状况参比数据信息和针对不同作物病虫害状况应施放的农药类型及用量的数据信息；所述监控计算机上设有病虫害识别判断模块，所述病虫害识别判断模块从监测图像中提取作物病虫害数据，将提取的病虫害数据与数据库中的病虫害状况参比数据信息进行比对分析，以判断出作物的病虫害状况，监控计算机根据分析得到的作物病虫害状况确定相应的农药类型和用量，并经喷药选择驱动模块发出工作命令驱动控制农药喷洒装置相应的喷头；该系统还设有与监控计算机远程通讯连接的远程计算机；该系统还设有与监控计算机远程通讯连接的远程计算机；所述病虫害识别判断模块包括作物虫洞形状分析模块，所述病虫害状况参比数据信息包括虫洞形状与病虫害类型对应关系信息，所述作物虫洞形状分析模块从监测图像中提取作物上虫洞边缘形状的图像信息，并与所述虫洞形状与病虫害类型对应关系信息进行比对，以判断作物的病虫害类型；所述病虫害识别判断模块包括作物虫洞分析模块，所述病虫害状况参比数据信息包括虫洞与病虫害程度分级对应关系信息，所述作物虫洞分析模块从监测图像中提取作物及其上虫洞的图像信息，计算出作物相应部位的虫洞累计面积在作物相应部位总面积上的占比，监控计算机根据占比经所述虫洞与病虫害程度分级对应关系信息进行比对，以分级判断出作物病虫害严重程度；所述病虫害识别判断模块包括作物虫洞形状分析模块，所述病虫害状况参比数据信息包括虫洞形状与病虫害类型对应关系信息，所述作物虫洞形状分析模块从监测图像中提取作物上虫洞边缘形状的图像信息，并与所述虫洞形状与病虫害类型对应关系信息进行比对，以判断作物的病虫害类型；所述病虫害识别判断模块包括作物虫洞分析模块，所述病虫害状况参比数据信息包括虫洞与病虫害程度分级对应关系信息，所述作物虫洞分析模块从监测图像中提取作物及其上虫洞的图像信息，计算出作物相应部位的虫洞累计面积在作物相应部位总面积上的占比，监控计算机根据占比经所述虫洞与病虫害程度分级对应关系信息进行比对，以分级判断出作物病虫害严重程度；所述病虫害识别判断模块包括作物虫洞形状分析模块，所述病虫害状况参比数据信息包括虫洞形状与病虫害类型对应关系信息，所述作物虫洞形状分析模块从监测图像中提取作物上虫洞边缘形状的图像信息，并与所述虫洞形状与病虫害类型对应关系信息进行比对，以判断作物的病虫害类型；所述病虫害识别判断模块还包括作物虫斑分析模块，所述病虫害状况参比数据信息还包括虫斑与病虫害程度分级对应关系信息，所述作物虫斑分析模块从监测图像中提取作物虫斑的图像信息，计算出作物相应部位虫斑累计面积与作物相应部位总面积的比值，监控计算机根据比值经所述虫斑与病虫害程度分级对应关系信息进行比对，以分级判断出作物的病虫害严重程度；所述病虫害识别判断模块包括作物虫洞形状分析模块，所述病虫害状况参比数据信息包括虫洞形状与病虫害类型对应关系信息，所述作物虫洞形状分析模块从监测图像中提取作物上虫洞边缘形状的图像信息，并与所述虫洞形状与病虫害类型对应关系信息进行比对，以判断作物的病虫害类型；所述病虫害识别判断模块还包括作物虫斑分析模块，所述病虫害状况参比数据信息还包括虫斑与病虫害程度分级对应关系信息，所述作物虫斑分析模块从监测图像中提取作物虫斑的图像信息，计算出作物相应部位虫斑累计面积与作物相应部位总面积的比值，监控计算机根据比值经所述虫斑与病虫害程度分级对应关系信息进行比对，以分级判断出作物的病虫害严重程度。
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