作物病蟲害智能監測管理系統的製作方法
2023-09-16 07:59:55 1
專利名稱：作物病蟲害智能監測管理系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及作物病蟲害防制技術領域，特別是一種作物病蟲害智能監測管理系統，可廣泛應用於作物生產。本發明的作物包括農業、林業、果樹、茶葉、花卉等因人類需要而栽培的植物。
背景技術：
作物病蟲害是我國的主要農業災害之一，由於防治不力，作物病蟲害每年都給我國的農業生產帶來巨大的經濟損失。由於絕大多數農民對病蟲害的發生發展規律不了解， 不僅難以適時預測病蟲害的發生，而且盲目施藥，還會影響作物生長，造成藥劑浪費和環境汙染。此外，農業，林業，花卉，果樹等作物病蟲害的施藥操作，也十分複雜，頻繁。如，同一種作物在不同生長時期發生的病蟲害狀況不同，用藥也不同；同一田地上，不同區域種植的農作物不同，其病蟲害發生所施用的藥也不同。因此，對作物病蟲害進行早期預警，並有針對性地全方位地進行現場自動防治，是控制作物病蟲害、保護作物產量、減少農藥汙染的
重要舉措。
發明內容
本發明的首要目的在於提供一種作物病蟲害智能監測管理系統，該系統不僅有利於對作物病蟲害的防治而且智能化自動化程度高。本發明採用的技術方案是一種作物病蟲害智能監測管理系統，其特徵在於包括監控計算機和設於作物栽培場所的農藥噴灑裝置，所述監控計算機驅動與其連接的農藥噴灑裝置。進一步地，為了根據預警方案進行自動化控制，所述監控計算機內設有時間控制器和噴藥選擇驅動模塊，所述時間控制器經噴藥選擇驅動模塊控制啟動農藥噴灑裝置相應的噴頭。所述農藥噴灑裝置的噴頭經由計算機控制的控制閥分別與農藥供藥支管和供水支管連接。為了實現對在同一場地不同區域上的作物進行病蟲害防治的多方位管控，上述農藥噴灑裝置具有多個噴頭。所述監控計算機內設有用以存儲農藥噴灑時段、農藥類型和用量的農藥噴灑信息的數據存儲器，所述數據存儲器的輸入端與時間控制器或外部數據輸入設備連接，所述數據存儲器的輸出端與噴藥選擇驅動模塊連接，用戶指令經時間控制器或外部數據輸入設備來選擇指定數據存儲器中的農藥噴灑信息，噴藥選擇驅動模塊獲取該指定農藥噴灑信息後驅動農藥噴灑裝置相應的噴頭。進一步地，為了利用太陽能，該系統還設有太陽能電池板和用於存儲所述太陽能電池板轉化電能的蓄電池，所述監控計算機由所述蓄電池供電。進一步地，為了有利於用戶適時掌握作物病蟲害發生狀況，該系統還設有安裝在作物栽培場所的監控探頭，所述監控探頭的數據線接至監控計算機的輸入端。用戶通過監控探頭獲悉作物病蟲害情況後，可及時通過監控計算機驅動農藥噴灑裝置相應的噴頭實現病蟲害防治，也可採取其它應對措施。本發明的有益效果一是智能化，自動化程度高，控制方式多樣，控制及時，使用效果好。二是利用太陽能作為監控設備電源，節能效果好。三是監控設備不僅可對栽培作物進行供水或噴藥的自動化控制而且還具有對在同一場地不同區域上的作物進行病蟲害防治的多方位管控能力。四是通過監控探頭對作物健康狀況進行實時監測，實現對作物病蟲害及時預警和對症下藥，從而不僅有利於保證作物的健康生長，而且可以大大減少藥劑浪費和農藥汙染。該系統具有廣闊的市場應用前景。
圖I是本發明實施例的示意圖。圖2是本發明實施例的系統架構框圖。圖3是本發明中多個藥罐與農藥供藥支管的連接示意圖。其中，圖I中各標號代表1_監控計算機；2_遠程計算機；3_蓄電池；4_太陽能電池板；5_監控探頭；6_外部數據輸入設備；7_控制閥(三通電磁閥);8_農藥供藥支管；9-供水支管；10_噴頭；11-農藥噴灑裝置；12_選擇控制閥；13_藥罐；14-供藥管路；15_流量計。
具體實施例方式由於農業開發區種植的作物品種繁多，故所遇到的病蟲害類型也隨之多樣化，並且即使同種作物，其在不同階段所遇到的病蟲害類型也會不同。此外，種植在同一場地不同區域上的作物還需要病蟲害監測防治系統的設施具有多方位的管控能力，因此，本發明的作物病蟲害智能監測管理系統，必須為滿足上述需求而設計。參照圖1，圖2，本發明實施例包括監控計算機和設於作物栽培場所的農藥噴灑裝置，所述監控計算機驅動與其連接的農藥噴灑裝置。為了儘量提升智能化操控，可根據作物在特定時間段內發生特定病害類型的先驗知識，在所述監控計算機內設置時間控制器和噴藥選擇驅動模塊，所述時間控制器經噴藥選擇驅動模塊控制啟動農藥噴灑裝置相應的噴頭，完成該作物的噴藥作業，從而減少人為控制過程，提升了自動化程度。
為了儘量節省農藥供藥管路的鋪設成本，可將本來用以向作物供水的供水噴頭利用起來，即在所述噴頭前設置控制閥，如三通電磁閥，將該控制閥分別與農藥供藥支管和供水支管連接，從而實現噴頭使用的多功能化，節約設施開支。為了能夠在人為得到某種病蟲害預警消息後，直接控制農藥噴灑裝置對作物進行對症下藥的噴灑作業，特在所述監控計算機內設置用以存儲農藥噴灑時段、農藥類型和用量的農藥噴灑信息的數據存儲器，所述數據存儲器的輸入端與時間控制器或外部數據輸入設備連接，所述數據存儲器的輸出端與噴藥選擇驅動模塊連接，用戶指令經時間控制器或外部數據輸入設備來選擇指定數據存儲器中的農藥噴灑信息，噴藥選擇驅動模塊獲取該指定農藥噴灑信息後驅動農藥噴灑裝置相應的噴頭。為了提升系統能在多種場合下使用，可設置太陽能供電裝置，減少電纜鋪設，節約成本。因此，該系統還設有安裝在作物栽培場所的太陽能電池板和用於存儲所述太陽能電池板轉化電能的蓄電池，所述監控計算機由所述蓄電池供電。為了能夠實時監控作物的狀況，該系統還設有安裝在作物栽培場所的監控探頭， 所述監控探頭的數據線接至監控計算機的輸入端；並且如果監控對象為城區的綠化植物， 監控探頭可直接採用市區已布設的探頭及通信線路，從而節省探頭布設成本。為了能夠對監控進行智能化管理，所述監控計算機上存儲有界定病蟲害類型、嚴重程度的病蟲害狀況參比數據信息和針對不同作物病蟲害狀況應施放的農藥類型及用量的數據信息；所述監控計算機上設有病蟲害識別判斷模塊，所述病蟲害識別判斷模塊從監測圖像中提取作物病蟲害數據，將提取的病蟲害數據與資料庫中的病蟲害狀況參比數據信息進行比對分析，以判斷出作物的病蟲害狀況，監控計算機根據分析得到的作物病蟲害狀況確定相應的農藥類型和用量，並經噴藥選擇驅動模塊發出工作命令驅動控制農藥噴灑裝置相應的噴頭。為了使現場監控計算機能將作物數據信息傳送給遠程控制中心，以便多部門實時了解情況或對該數據信息進行管理，因此該系統還設有與監控計算機進行有線或無線形式的遠程通訊連接的遠程計算機。上述病蟲害識別判斷模塊包括作物蟲洞形狀分析模塊，本技術方案中所涉及的作物被監控部位包括葉片、果實表面、樹幹表層等，所述病蟲害狀況參比數據信息包括蟲洞形狀與病蟲害類型對應關係信息，所述作物蟲洞形狀分析模塊從監測圖像中提取作物上蟲洞邊緣形狀的圖像信息，並與所述蟲洞形狀與病蟲害類型對應關係信息進行比對，以判斷作物的病蟲害類型；所述病蟲害識別判斷模塊包括作物蟲洞分析模塊，所述病蟲害狀況參比數據信息包括蟲洞與病蟲害程度分級對應關係信息，所述作物蟲洞分析模塊從監測圖像中提取作物及其上蟲洞的圖像信息，計算出作物相應部位的蟲洞累計面積在作物相應部位總面積上的佔比，監控計算機根據佔比經所述蟲洞與病蟲害程度分級對應關係信息進行比對，以分級判斷出作物病蟲害嚴重程度。上述病蟲害識別判斷模塊包括作物蟲洞形狀分析模塊，所述病蟲害狀況參比數據信息包括蟲洞形狀與病蟲害類型對應關係信息，所述作物蟲洞形狀分析模塊從監測圖像中提取作物上蟲洞邊緣形狀的圖像信息，並與所述蟲洞形狀與病蟲害類型對應關係信息進行比對，以判斷作物的病蟲害類型；所述病蟲害識別判斷模塊還包括作物蟲斑分析模塊，所述病蟲害狀況參比數據信息還包括蟲斑與病蟲害程度分級對應關係信息，所述作物蟲斑分析模塊從監測圖像中提取作物蟲斑的圖像信息，計算出作物相應部位蟲斑累計面積與作物相應部位總面積的比值，監控計算機根據比值經所述蟲斑與病蟲害程度分級對應關係信息進行比對，以分級判斷出作物的病蟲害嚴重程度。具體實施過程本技術方案可在作物栽培場所直接進行作物噴灑控制操作，只需通過外部數據輸入設備例如鍵盤等設備將所需噴灑藥物的類型和用量直接通過監控計算機傳送給農藥噴灑裝置，從而實現直接控制過程；也可通過時間控制器間接控制，通過時間控制器對時間的跟蹤定時，在病蟲害易發時段進行有選擇的噴灑作業，其通過時間控制器獲取數據存儲器中相應作物噴灑信息，將該信息通過噴藥選擇驅動模塊來選擇性驅動農藥噴灑裝置噴灑不同類型的藥物和用量。上述蟲洞形狀與病蟲害類型對應關係信息通過訓練模式獲取，即將某一特定害蟲放置在標準大小下的作物下，然後觀察作物上蟲洞邊緣形狀，通過監控探頭採集該邊緣形狀的作物圖像，並將該邊緣形狀數據信息對應記錄為該特定害蟲的病害特徵。上述蟲洞與病蟲害程度分級對應關係信息也用訓練模式獲取，即在同一規定時間 (如一小時)內分別將大，中，小不同的同類害蟲放置在三個同一規格的標準作物上，然後通過監控探頭分別採集大，中，小同類害蟲的啃食作物後的作物表面圖像，分別計算各標準作物蟲洞面積在作物表面上的佔比，並將該佔比分別按等級存於監控計算機中。為了獲取更加有效的數據信息，可分別按等級進行多次作物圖像採集，獲取每次下的佔比信息，取平均值再存於監控計算機中。上述的蟲斑與病蟲害程度分級對應關係信息中的作物蟲斑信息，可通過分別採集實際病蟲害作物蟲斑的輕、中、重三種程度樣本圖像作為對照用蟲害數據信息，並將上述信息存於監控計算機中。在病蟲害狀況參比數據信息存於監控計算機後，通過監控計算機實時監控採集作物上的圖像信息，然後計算獲取蟲洞邊緣形狀，判斷出蟲害類型；再根據蟲洞佔比或作物蟲斑判斷出病害嚴重程度。在獲取具體病害情況後，監控計算機根據已存的針對不同作物病蟲害狀況應施放的農藥類型及用量的數據信息，來確定針對監測出來的病蟲害情況將採取何類藥液類型和多少的藥液用量，並經噴藥選擇驅動模塊發出工作命令驅動控制農藥噴灑裝置相應的噴頭。上述農藥噴灑裝置具有多個噴頭，分別用於管理不同方位的作物。所述農藥供藥支管8與多個不同藥罐13的供藥管路14經選擇控制閥12選擇連接，該選擇控制閥12也由計算機控制。為了有利於實現對作物的施肥管控，該系統還包括設於農作物栽培場所的液態肥料噴灑裝置，所述液態肥料噴灑裝置的控制開關與所述監控計算機相連接。上述農藥噴灑裝置的噴頭可經由計算機控制的控制閥分別與農藥供藥支管，供水支管或液態肥料噴灑裝置的輸出管選擇連接。所述監控計算機資料庫存儲有對應不同作物的液態肥料類型和用量的數據信息； 所述監控計算機可根據時間控制器的指令或外部輸入設備輸入的指令選擇作物所需液態料肥類型和用量，並發出工作命令驅動液態肥料噴灑裝置相應的噴槍噴灑液態肥料或者經控制閥使噴頭與液態肥料噴灑裝置的輸出管連接。所述監控計算機可由監控探頭獲取得監測圖像中提取作物生長信息，並從資料庫中查找出相應液態肥料類型和用量，然後發出工作命令驅動液態肥料噴灑裝置相應的噴槍。本發明不局限上述實施方式，任何人在本發明的啟示下都可以得出其他各種形式的作物病蟲害智能監測管理系統。凡依本發明申請專利範圍所做的等同變化與修飾，皆應屬本發明的涵蓋範圍。
權利要求
1.一種作物病蟲害智能監測管理系統，其特徵在於包括監控計算機和設於作物栽培場所的農藥噴灑裝置，所述監控計算機驅動與其連接的農藥噴灑裝置。
2.根據權利要求I所述的作物病蟲害智能監測管理系統，其特徵在於所述監控計算機內設有時間控制器和噴藥選擇驅動模塊，所述時間控制器經噴藥選擇驅動模塊控制啟動農藥噴灑裝置相應的噴頭。
3.根據權利要求I所述的作物病蟲害智能監測管理系統，其特徵在於所述農藥噴灑裝置的噴頭經由計算機控制的控制閥分別與農藥供藥支管和供水支管連接。
4.根據權利要求2所述的作物病蟲害智能監測管理系統，其特徵在於所述農藥噴灑裝置的噴頭經控制閥分別與農藥供藥支管和供水支管連接。
5.根據權利要求1、2、3或4所述的作物病蟲害智能監測管理系統，其特徵在於所述監控計算機內設有用以存儲農藥噴灑時段、農藥類型和用量的農藥噴灑信息的數據存儲器，所述數據存儲器的輸入端與時間控制器或外部數據輸入設備連接，所述數據存儲器的輸出端與噴藥選擇驅動模塊連接，用戶指令經時間控制器或外部數據輸入設備來選擇指定數據存儲器中的農藥噴灑信息，噴藥選擇驅動模塊獲取該指定農藥噴灑信息後驅動農藥噴灑裝置相應的噴頭。
6.根據權利要求1、2、3或4所述的作物病蟲害智能監測管理系統，其特徵在於該系統還設有太陽能電池板和用於存儲所述太陽能電池板轉化電能的蓄電池，所述監控計算機由所述蓄電池供電。
7.根據權利要求5所述的作物病蟲害智能監測管理系統，其特徵在於該系統還設有太陽能電池板和用於存儲所述太陽能電池板轉化電能的蓄電池，所述監控計算機由所述蓄電池供電。
8.根據權利要求1、2、3或4所述的作物病蟲害智能監測管理系統，其特徵在於該系統還設有安裝在作物栽培場所的監控探頭，所述監控探頭的數據線接至監控計算機的輸入端。
9.根據權利要求I或2所述的作物病蟲害智能監測管理系統，其特徵在於該系統還包括設於農作物栽培場所的液態肥料噴灑裝置，所述液態肥料噴灑裝置的控制開關與所述監控計算機相連接。
10.根據權利要求I所述的作物病蟲害智能監測管理系統，其特徵在於所述農藥噴灑裝置的噴頭經由計算機控制的控制閥分別與農藥供藥支管，供水支管或液態肥料噴灑裝置的輸出管選擇連接。
11.根據權利要求I所述的作物病蟲害智能監測管理系統，其特徵在於所述監控計算機資料庫存儲有對應不同作物的液態肥料類型和用量的數據信息；所述監控計算機可根據時間控制器的指令或外部輸入設備輸入的指令選擇作物所需液態料肥類型和用量，並發出工作命令驅動液態肥料噴灑裝置相應的噴槍噴灑液態肥料。
12.根據權利要求8所述的作物病蟲害智能監測管理系統，其特徵在於所述監控計算機可由監控探頭獲取得監測圖像中提取作物生長信息，並從資料庫中查找出相應液態肥料類型和用量，然後發出工作命令驅動液態肥料噴灑裝置相應的噴槍。
全文摘要
本發明涉及一種作物病蟲害智能監測管理系統，其特徵在於包括監控計算機和設於作物栽培場所的農藥噴灑裝置，所述監控計算機驅動與其連接的農藥噴灑裝置。所述監控計算機內設有時間控制器和噴藥選擇驅動模塊，所述時間控制器經噴藥選擇驅動模塊控制啟動農藥噴灑裝置相應的噴頭。本發明的有益效果一是智能化，自動化程度高，控制方式多樣，控制及時，使用效果好。二是利用太陽能作為監控設備電源，節能效果好。三是監控設備不僅可對栽培作物進行供水或噴藥的自動化控制，而且還具有對在同一場地不同區域上的作物進行病蟲害防治的多方位管控能力。四是通過監控探頭對作物健康狀況進行實時監測，實現對作物病蟲害及時預警和對症下藥，從而不僅有利於保證作物生長及農業，林業，茶葉的生產豐收，而且可以大大減少藥劑浪費和農藥汙染。該系統具有廣闊的市場應用前景。
文檔編號G05B19/418GK102591290SQ20121004534
公開日2012年7月18日 申請日期2012年2月27日 優先權日2012年2月27日
發明者蔡學俊, 蔡詩偉 申請人:蔡詩偉