本發(fā)明涉及農(nóng)業(yè)測(cè)量?jī)x器和植保機(jī)械技術(shù)領(lǐng)域，具體地說(shuō)，涉及一種基于人工氣候箱的多功能植物保護(hù)裝置及其使用方法。

背景技術(shù)：

人工氣候箱是一種能夠模擬和創(chuàng)造自然環(huán)境的科學(xué)儀器，它可以根據(jù)試驗(yàn)需要設(shè)定相應(yīng)的光照強(qiáng)度、光照周期、溫度、濕度等環(huán)境參數(shù)，根據(jù)靶標(biāo)植物需要配置光譜植物生長(zhǎng)燈，將這些因素進(jìn)行有機(jī)的組合，便可模擬出自然界可能出現(xiàn)的各種氣象類(lèi)型來(lái)研究氣象因素與靶標(biāo)植物特性之間的關(guān)系，最后得到規(guī)律性結(jié)果來(lái)指導(dǎo)生產(chǎn)與精密儀器的研究開(kāi)發(fā)?，F(xiàn)有人工氣候箱僅能提供植物生長(zhǎng)所需要的環(huán)境，不能對(duì)培養(yǎng)的靶標(biāo)植物進(jìn)行病蟲(chóng)害監(jiān)測(cè)及進(jìn)行相應(yīng)的管理措施。

隨著務(wù)農(nóng)人員的減少以及人力成本的增加，傳統(tǒng)的主要依靠人力的農(nóng)業(yè)模式越來(lái)越難以為繼，減少人力在種植過(guò)程中的工作量，增加農(nóng)業(yè)自動(dòng)化程度，提高生產(chǎn)效率，已經(jīng)是當(dāng)前農(nóng)業(yè)繼續(xù)發(fā)展的迫切需求?，F(xiàn)在的溫室大棚能夠有效地調(diào)節(jié)農(nóng)林作物生長(zhǎng)的環(huán)境參數(shù)(溫度、濕度、光照度、二氧化碳濃度等)，提高了溫室大棚的自動(dòng)化程度。但溫室大棚的智能化、自動(dòng)化、以及網(wǎng)絡(luò)化水平較低。傳統(tǒng)的農(nóng)林病蟲(chóng)害監(jiān)控預(yù)測(cè)主要是靠人工記數(shù)或目測(cè)觀察的方法獲取，速度慢、主觀性強(qiáng)、誤判率高、實(shí)時(shí)性差、勞動(dòng)強(qiáng)度大，而且某些特征難以定量描述，嚴(yán)重制約了信息管理技術(shù)的發(fā)展。我國(guó)植保機(jī)械發(fā)展落后、傳統(tǒng)施藥方式和灌溉方式不科學(xué)造成農(nóng)藥利用率低、農(nóng)產(chǎn)品農(nóng)藥殘留超標(biāo)、環(huán)境污染、水資源嚴(yán)重浪費(fèi)等問(wèn)題。同時(shí)傳統(tǒng)的通過(guò)農(nóng)林業(yè)生產(chǎn)者根據(jù)主觀經(jīng)驗(yàn)確定用水量的灌溉方式，造成嚴(yán)重的水資源浪費(fèi)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

1、要解決的問(wèn)題

針對(duì)現(xiàn)有溫室大棚技術(shù)智能化水平低、環(huán)境污染嚴(yán)重、作物養(yǎng)護(hù)效率低的問(wèn)題；本發(fā)明提供一種基于人工氣候箱的多功能植物保護(hù)裝置及其使用方法，通過(guò)對(duì)監(jiān)控系統(tǒng)的二次開(kāi)發(fā)，實(shí)現(xiàn)了基于圖像處理技術(shù)的在線實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，針對(duì)在人工氣候箱中規(guī)?；囵B(yǎng)的靶標(biāo)植物的生長(zhǎng)狀況和病蟲(chóng)害發(fā)生情況，利用圖像處理技術(shù)可對(duì)靶標(biāo)植物進(jìn)行無(wú)損、快速、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，不僅可以檢測(cè)靶標(biāo)植物的葉片面積、葉片周長(zhǎng)、莖稈直徑、葉柄夾角等形態(tài)結(jié)構(gòu)參數(shù)，獲取不同生長(zhǎng)階段靶標(biāo)植物形態(tài)結(jié)構(gòu)特征，促進(jìn)研制適宜其各生長(zhǎng)階段施藥的智能植保機(jī)械；還可以根據(jù)葉片空洞及葉片邊緣的殘缺，來(lái)測(cè)定靶標(biāo)植物蟲(chóng)害的受害程度，以及通過(guò)葉片的顏色(枯黃、失綠等)、形狀(枯萎、卷曲等)和葉片紋理的變化來(lái)監(jiān)測(cè)靶標(biāo)植物病害的發(fā)生情況，為建立靶標(biāo)植物病蟲(chóng)害診斷的專(zhuān)家系統(tǒng)提供理論數(shù)據(jù)，利用土壤濕度傳感器監(jiān)測(cè)培養(yǎng)土水分信息，分析靶標(biāo)植物在不同生長(zhǎng)階段的需水量，為實(shí)際種植生產(chǎn)灌溉提供理論依據(jù)，并通過(guò)精準(zhǔn)噴霧系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)定點(diǎn)定量精確噴施農(nóng)藥和適時(shí)適量的科學(xué)灌溉供水，提高農(nóng)藥和灌溉用水的利用效率，減小農(nóng)藥在靶標(biāo)植物上的過(guò)量殘留，并顯著地節(jié)約灌溉用水量。

2、技術(shù)方案

為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案。

一種基于人工氣候箱的多功能植物保護(hù)裝置，包括人工氣候箱，還包括機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)、土壤濕度傳感系統(tǒng)、噴霧系統(tǒng)和滾珠直線導(dǎo)軌組件；

所述的人工氣候箱包括樣品實(shí)驗(yàn)室和托板支撐架，所述的托板支撐架安裝固定于所述的樣品實(shí)驗(yàn)室側(cè)壁上；所述的托板支撐架設(shè)置有種植靶標(biāo)植物的花盆；

所述的機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)包括攝像機(jī)和監(jiān)控計(jì)算機(jī)；所述的攝像機(jī)設(shè)置在所述的樣品實(shí)驗(yàn)室的內(nèi)壁頂部及側(cè)部；所述的攝像機(jī)通過(guò)無(wú)線wifi與所述的監(jiān)控計(jì)算機(jī)連接；

所述的土壤濕度傳感系統(tǒng)包括傳感器模塊、處理器模塊、無(wú)線通信模塊和能量供應(yīng)模塊；所述的傳感器模塊設(shè)置于所述的花盆的土壤中；所述的處理器模塊一端與所述的傳感器模塊連接，單向接收來(lái)自傳感器模塊的信息，另一端與所述的無(wú)線通信模塊雙向連接；所述的無(wú)線通信模塊通過(guò)無(wú)線wifi與所述的監(jiān)控計(jì)算機(jī)連接；所述的能量供應(yīng)模塊分別與所述的傳感器模塊、處理器模塊以及無(wú)線通信模塊連接，為三者提供能量；

所述的噴霧系統(tǒng)包括噴頭；所述的噴頭設(shè)置在所述的滾珠直線導(dǎo)軌組件上；

所述的滾珠直線導(dǎo)軌組件固定在所述的樣品實(shí)驗(yàn)室內(nèi)、所述的托板支撐架的上方。

優(yōu)選地，所述的噴霧系統(tǒng)還包括噴霧臺(tái)架、水管、軟管、集水槽、供液箱和泵；

所述的噴霧臺(tái)架固定在所述的人工氣候箱底部；所述的供液箱固定在所述的噴霧臺(tái)架上；所述的集水槽上設(shè)置有濾網(wǎng)，集水槽固定在所述的托板支撐架的下方、所述的噴霧臺(tái)架的上方；所述的集水槽底部通過(guò)所述的軟管與所述的供液箱連接；所述的泵設(shè)置在所述的噴霧臺(tái)架上、所述的供液箱一側(cè)，與所述的供液箱相連；所述的噴頭通過(guò)所述的水管與所述的泵連接；

所述的供液箱包括水箱和藥箱；所述的泵通過(guò)兩根管道分別與水箱和藥箱相連；兩根所述的管道匯合處設(shè)置有換向閥；

所述的水管上還設(shè)置有壓力變送器、壓力表、電動(dòng)調(diào)節(jié)閥以及傳感器；所述的電動(dòng)調(diào)節(jié)閥、換向閥和傳感器均通過(guò)plc與監(jiān)控計(jì)算機(jī)連接。

優(yōu)選地，所述的滾珠直線導(dǎo)軌組件包括橫向?qū)к壓涂v向?qū)к?；所述的縱向?qū)к壈ㄆ叫械膬筛粌筛龅目v向?qū)к壣暇O(shè)置有縱向滑塊；所述的橫向?qū)к墐啥朔謩e固定在所述的縱向滑塊上；所述的橫向?qū)к壣显O(shè)置有橫向滑塊；所述的噴頭固定在所述的橫向滑塊上。

優(yōu)選地，所述的監(jiān)控計(jì)算機(jī)與設(shè)定的郵箱網(wǎng)絡(luò)連接，所述的設(shè)定的郵箱與手機(jī)app連接，當(dāng)所述的設(shè)定的郵箱收到來(lái)自所述的監(jiān)控計(jì)算機(jī)發(fā)來(lái)的報(bào)警圖片和信息時(shí)，能推送至手機(jī)app。

優(yōu)選地，所述的橫向滑塊上固定設(shè)置有噴頭底座；所述的噴頭固定在所述的噴頭底座上。

優(yōu)選地，所述的橫向滑塊和所述的縱向滑塊均通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)。

優(yōu)選地，所述的滾珠直線導(dǎo)軌組件還包括運(yùn)動(dòng)控制卡，所述的運(yùn)動(dòng)控制卡與驅(qū)動(dòng)所述的橫向滑塊和所述的縱向滑塊的電機(jī)連接，并通過(guò)wifi控制接口、路由器與監(jiān)控計(jì)算機(jī)連接。

優(yōu)選地，所述的橫向?qū)к壓涂v向?qū)к壣暇O(shè)置有螺栓蓋；所述的橫向滑塊和縱向滑塊兩端均設(shè)置有端蓋，端蓋上設(shè)有刮油片和油嘴。

優(yōu)選地，所述的橫向?qū)к壓涂v向?qū)к壣暇O(shè)置有滑槽，所述的滑槽內(nèi)設(shè)置有鋼珠，所述的橫向滑塊和所述的縱向滑塊的兩側(cè)套在所述的鋼珠上；所述的鋼珠上下側(cè)設(shè)置有鋼珠保持器。

上述一種基于人工氣候箱的多功能植物保護(hù)裝置的使用方法，包括如下步驟：

步驟1，將靶標(biāo)植物置于托板支撐架上的花盆中，設(shè)定靶標(biāo)植物生長(zhǎng)所需的溫度、濕度、光照強(qiáng)度、光照周期等生長(zhǎng)環(huán)境參數(shù)；

步驟2，通過(guò)攝像機(jī)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)靶標(biāo)植物的長(zhǎng)勢(shì)，并將獲取的圖像信息發(fā)送至監(jiān)控計(jì)算機(jī)；通過(guò)傳感器模塊實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)所述的花盆中不同培養(yǎng)土深度的水分信息，將該信息發(fā)送至監(jiān)控計(jì)算機(jī)；

步驟3，步驟2中所述的監(jiān)控計(jì)算機(jī)對(duì)接收的圖像信息通過(guò)圖像處理技術(shù)提取靶標(biāo)植物的形態(tài)結(jié)構(gòu)參數(shù)及病蟲(chóng)害發(fā)生信息、對(duì)接收的不同培養(yǎng)土深度的水分信息進(jìn)行分析；

步驟4，上述步驟3中監(jiān)控計(jì)算機(jī)所接收信息若表明靶標(biāo)植物發(fā)生了病蟲(chóng)害，監(jiān)控計(jì)算機(jī)將病蟲(chóng)害發(fā)生信息反饋至plc和運(yùn)動(dòng)控制卡，所述的運(yùn)動(dòng)控制卡觸發(fā)電機(jī)驅(qū)動(dòng)橫向滑塊和縱向滑塊，所述的縱向滑塊帶動(dòng)橫向?qū)к壙v向移動(dòng)，所述的橫向滑塊帶動(dòng)噴頭移送至靶標(biāo)植物發(fā)生病蟲(chóng)害區(qū)域上方，所述的plc控制換向閥打開(kāi)與藥箱連接的管道、控制電動(dòng)調(diào)節(jié)閥開(kāi)啟水管、控制泵啟動(dòng)，實(shí)現(xiàn)噴霧系統(tǒng)對(duì)病蟲(chóng)害區(qū)域進(jìn)行定點(diǎn)定量噴施農(nóng)藥，所述的傳感器用于反饋農(nóng)藥流量，促使plc對(duì)噴施量進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)；

步驟5，通過(guò)集水槽收集步驟4中滴落的藥液，并將收集的藥液過(guò)濾后通過(guò)軟管導(dǎo)入到供液箱中，對(duì)藥液進(jìn)行重復(fù)利用，實(shí)現(xiàn)綠色節(jié)約型試驗(yàn)；

步驟6，上述步驟3中監(jiān)控計(jì)算機(jī)所接收信息若表明培養(yǎng)土水分含量低于靶標(biāo)植物生長(zhǎng)所需要的含水量，監(jiān)控計(jì)算機(jī)將上述信息反饋至plc和運(yùn)動(dòng)控制卡，所述的運(yùn)動(dòng)控制卡觸發(fā)電機(jī)驅(qū)動(dòng)橫向滑塊和縱向滑塊，所述的縱向滑塊帶動(dòng)橫向?qū)к壙v向移動(dòng)，所述的橫向滑塊帶動(dòng)噴頭移送至干枯缺水區(qū)域上方，所述的plc控制控制換向閥打開(kāi)與水箱連接的管道、控制電動(dòng)調(diào)節(jié)閥開(kāi)啟水管、控制泵啟動(dòng)，實(shí)現(xiàn)噴霧系統(tǒng)對(duì)干枯缺水區(qū)域進(jìn)行噴霧灌溉。

3、有益效果

相比于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的有益效果為：

(1)本發(fā)明在現(xiàn)有人工氣候箱的基礎(chǔ)上，集成機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)和精準(zhǔn)噴霧控制裝置，實(shí)現(xiàn)全程定期跟蹤測(cè)量靶標(biāo)植物各器官的全生命生長(zhǎng)周期，利用機(jī)器識(shí)別技術(shù)可對(duì)靶標(biāo)植物進(jìn)行無(wú)損、快速、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，獲取靶標(biāo)植物形態(tài)結(jié)構(gòu)特征，可促進(jìn)研制適宜其各生長(zhǎng)階段施藥的智能植保機(jī)械；對(duì)靶標(biāo)植物生長(zhǎng)過(guò)程中的病蟲(chóng)害發(fā)生情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)并進(jìn)行相應(yīng)的管理；并在培養(yǎng)土中布控土壤濕度傳感器，對(duì)培養(yǎng)土中的水分信息進(jìn)行長(zhǎng)期連續(xù)測(cè)量，分析靶標(biāo)植物不同生長(zhǎng)發(fā)育階段的需水規(guī)律和不同生長(zhǎng)階段的灌溉水量；

(2)由于人工氣候箱是一個(gè)密閉的環(huán)境，不易發(fā)生病蟲(chóng)害，因而可以在靶標(biāo)植物生長(zhǎng)過(guò)程中，有針對(duì)性地對(duì)其進(jìn)行有關(guān)病蟲(chóng)害的侵染，提取有關(guān)病蟲(chóng)害發(fā)生時(shí)靶標(biāo)植物的葉片空洞及葉片邊緣的殘缺，相關(guān)器官的顏色(枯黃、失綠等)、形狀(枯萎、卷曲等)和葉片紋理圖像等數(shù)據(jù)，為構(gòu)建靶標(biāo)植物病蟲(chóng)害專(zhuān)家診斷系統(tǒng)提供理論數(shù)據(jù)，更好地為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐服務(wù)；本發(fā)明在現(xiàn)有人工氣候箱的基礎(chǔ)上集成機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)和精準(zhǔn)噴霧系統(tǒng)，主要完成靶標(biāo)植物長(zhǎng)勢(shì)和病蟲(chóng)害的實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)以及靶標(biāo)植物病蟲(chóng)害的精準(zhǔn)施藥，可為在密閉空間實(shí)現(xiàn)農(nóng)林植物生長(zhǎng)環(huán)境的調(diào)節(jié)、生長(zhǎng)過(guò)程中病蟲(chóng)害發(fā)生情況的實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)以及進(jìn)行相應(yīng)的精準(zhǔn)病蟲(chóng)害防治提供理論依據(jù)，并逐步將該技術(shù)推廣應(yīng)用于現(xiàn)有的溫室大棚，使溫室大棚不僅具有調(diào)節(jié)農(nóng)林植物生長(zhǎng)環(huán)境的功能，還能夠監(jiān)測(cè)農(nóng)林植物的病蟲(chóng)害發(fā)生情況，并進(jìn)行病蟲(chóng)害的精準(zhǔn)防治，構(gòu)建智能化、自動(dòng)化的溫室大棚，推動(dòng)我國(guó)溫室大棚技術(shù)的發(fā)展；

(3)本發(fā)明裝置中螺栓蓋、刮油片均屬于滾珠直線導(dǎo)軌防塵系統(tǒng)部分；端蓋可以避免粉塵或異物積聚在導(dǎo)軌上，從而可以防止由于異物出現(xiàn)金屬磨損；油嘴屬于滾珠直線導(dǎo)軌潤(rùn)滑系統(tǒng)部分，油嘴上安裝有連接供油裝置的油管接頭；

(4)本發(fā)明裝置中壓力變送器、壓力表均通過(guò)三通接頭連接于水管上；換向閥通過(guò)自身的螺紋孔和管道進(jìn)行連接；電動(dòng)調(diào)節(jié)閥通過(guò)接收plc的信號(hào)來(lái)驅(qū)動(dòng)閥門(mén)改變閥芯和閥座之間的截面積大小控制管道介質(zhì)的流量、溫度、壓力等工藝參數(shù)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化調(diào)節(jié)功能；

(5)本發(fā)明傳感器模塊負(fù)責(zé)培養(yǎng)土水分信息的采集和轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)，在采集培養(yǎng)土水分信息時(shí)，將傳感器模塊放置在培養(yǎng)土中，根據(jù)放置位置的不同，即可采集不同位置處的水分信息如將傳感器放置在培養(yǎng)土不同深度，可采集不同深度處的水分信息；

(6)本發(fā)明的方法中利用集水槽收集滴落的藥液，并將收集的藥液過(guò)濾后通過(guò)軟管導(dǎo)入到供液箱中，對(duì)藥液進(jìn)行重復(fù)利用，實(shí)現(xiàn)綠色節(jié)約型試驗(yàn)；

(7)農(nóng)林植物病蟲(chóng)害機(jī)器識(shí)別是信息農(nóng)林業(yè)的重要組成部分，利用機(jī)器識(shí)別技術(shù)可對(duì)植物進(jìn)行無(wú)損、快速、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，不僅可以檢測(cè)植物的葉片面積、葉片周長(zhǎng)、莖稈直徑、葉柄夾角等外部生長(zhǎng)參數(shù)，還可以根據(jù)葉片空洞及葉片邊緣的殘缺，來(lái)測(cè)定植物蟲(chóng)害的受害程度，以及通過(guò)葉片的顏色(枯黃、失綠等)、形狀(枯萎、卷曲等)和葉片紋理的變化來(lái)監(jiān)測(cè)靶標(biāo)植物病害的發(fā)生情況；本發(fā)明對(duì)已有的人工氣候箱進(jìn)行改進(jìn)，將機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)和精準(zhǔn)噴霧控制裝置以及精準(zhǔn)灌溉系統(tǒng)集成于人工氣候箱，通過(guò)設(shè)定運(yùn)行參數(shù)即可進(jìn)行試驗(yàn)，同時(shí)用圖像處理技術(shù)對(duì)靶標(biāo)植物進(jìn)行在線實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)分析，如果靶標(biāo)植物發(fā)生病蟲(chóng)害，則可快速作出響應(yīng)，對(duì)發(fā)生病蟲(chóng)害的靶標(biāo)植物進(jìn)行施藥管理，同時(shí)根據(jù)土壤濕度傳感器對(duì)每一培養(yǎng)器皿中培養(yǎng)土的水分含量進(jìn)行長(zhǎng)期連續(xù)定時(shí)監(jiān)測(cè)，獲取數(shù)據(jù)信息來(lái)指導(dǎo)作業(yè)者進(jìn)行適時(shí)適量的科學(xué)灌溉。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的基于人工氣候箱的多功能植物保護(hù)裝置整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為土壤濕度傳感系統(tǒng)連接圖；

圖3為本發(fā)明裝置中噴霧系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖；

圖4為本發(fā)明裝置中噴霧系統(tǒng)的噴霧臺(tái)架結(jié)構(gòu)圖；

圖5為圖4的俯視圖；

圖6為本發(fā)明裝置中滾珠直線導(dǎo)軌組件的結(jié)構(gòu)圖；

圖7為本發(fā)明裝置中噴霧系統(tǒng)的集水槽的俯視結(jié)構(gòu)圖。

圖中：1、人工氣候箱；101、樣品實(shí)驗(yàn)室；102、托板支撐架；

201、攝像機(jī)；202、監(jiān)控計(jì)算機(jī)；

301、傳感器模塊；302、處理器模塊；303、無(wú)線通信模塊；304、能量供應(yīng)模塊；

4、噴霧系統(tǒng)；401、噴頭；402、噴霧臺(tái)架；403、水管；404、軟管；405、集水槽；406、供液箱；407、泵；408、壓力變送器；409、壓力表；410、電動(dòng)調(diào)節(jié)閥；411、傳感器；

5、滾珠直線導(dǎo)軌組件；501、橫向?qū)к墸?02、縱向?qū)к墸?03、縱向滑塊；504、橫向滑塊；505、螺栓蓋；506、刮油片；507、端蓋；508、油嘴。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步進(jìn)行描述。

實(shí)施例1

如圖1所示，一種基于人工氣候箱的多功能植物保護(hù)裝置，包括人工氣候箱1、機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)、土壤濕度傳感系統(tǒng)、噴霧系統(tǒng)4和滾珠直線導(dǎo)軌組件5；

所述的人工氣候箱1包括樣品實(shí)驗(yàn)室101和托板支撐架102，所述的托板支撐架102安裝固定于所述的樣品實(shí)驗(yàn)室101側(cè)壁上；所述的托板支撐架102設(shè)置有種植靶標(biāo)植物的花盆；

所述的機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)包括攝像機(jī)201、攝像機(jī)支架和監(jiān)控計(jì)算機(jī)202；所述的攝像機(jī)支架通過(guò)螺栓固定在所述的樣品實(shí)驗(yàn)室101的內(nèi)壁頂部及側(cè)部；所述的攝像機(jī)201設(shè)置在所述的攝像機(jī)支架上；所述的攝像機(jī)201通過(guò)無(wú)線wifi與所述的監(jiān)控計(jì)算機(jī)202連接；

本實(shí)施例中所述的監(jiān)控計(jì)算機(jī)202與設(shè)定的郵箱網(wǎng)絡(luò)連接，所述的設(shè)定的郵箱與手機(jī)app連接，當(dāng)所述的設(shè)定的郵箱收到來(lái)自所述的監(jiān)控計(jì)算機(jī)202發(fā)來(lái)的報(bào)警圖片和信息時(shí)，能推送至手機(jī)app；

本實(shí)施例中機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)用于在線實(shí)時(shí)監(jiān)控植物長(zhǎng)勢(shì)及病蟲(chóng)害發(fā)生情況，可對(duì)靶標(biāo)植物進(jìn)行手機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)控，實(shí)時(shí)觀察靶標(biāo)植物生長(zhǎng)狀況，同時(shí)通過(guò)機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)基于圖像處理技術(shù)的植物形態(tài)結(jié)構(gòu)特征參數(shù)提取和基于圖像處理技術(shù)的植物病蟲(chóng)害識(shí)別，并將實(shí)時(shí)獲取的靶標(biāo)植物生長(zhǎng)參數(shù)和病蟲(chóng)害發(fā)生情況反饋到客戶(hù)端，實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)人員實(shí)時(shí)了解靶標(biāo)植物具體情況；當(dāng)攝像機(jī)監(jiān)測(cè)到發(fā)生病蟲(chóng)害的靶標(biāo)植物時(shí)系統(tǒng)自動(dòng)拍照上傳至設(shè)定的郵箱，郵箱及時(shí)收到報(bào)警圖片和信息，實(shí)時(shí)將報(bào)警消息推送至手機(jī)app提醒用戶(hù)；

如圖2所示，所述的土壤濕度傳感系統(tǒng)包括傳感器模塊301、處理器模塊302、無(wú)線通信模塊303和能量供應(yīng)模塊304；所述的傳感器模塊301設(shè)置于所述的花盆的土壤中；所述的處理器模塊302一端與所述的傳感器模塊301連接，單向接收來(lái)自傳感器模塊301的信息，另一端與所述的無(wú)線通信模塊303雙向連接；所述的無(wú)線通信模塊303通過(guò)無(wú)線wifi與所述的監(jiān)控計(jì)算機(jī)202連接；所述的能量供應(yīng)模塊304分別與所述的傳感器模塊301、處理器模塊302以及無(wú)線通信模塊303連接，為三者提供能量；

本實(shí)施例中傳感器模塊負(fù)責(zé)監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)信息的采集和轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)，控制整個(gè)傳感系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)的操作，存儲(chǔ)本身采集的數(shù)據(jù)以及其它節(jié)點(diǎn)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)；所述無(wú)線通信模塊主要完成與其它系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)的無(wú)線通信任務(wù)；所述能量供應(yīng)模塊負(fù)責(zé)系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)運(yùn)行時(shí)供應(yīng)能量；所述傳感器模塊對(duì)每一培養(yǎng)器皿中的培養(yǎng)土的水分含量進(jìn)行長(zhǎng)期連續(xù)定時(shí)監(jiān)測(cè)，并將這些數(shù)據(jù)信息通過(guò)無(wú)線通信模塊傳遞給用戶(hù)的手機(jī)客戶(hù)端，由其做出灌溉決策；

上述數(shù)據(jù)信息通過(guò)無(wú)線通信模塊傳遞給用戶(hù)的手機(jī)客戶(hù)端的具體流程是：所述的監(jiān)控計(jì)算機(jī)與設(shè)定的郵箱網(wǎng)絡(luò)連接，所述的設(shè)定的郵箱與手機(jī)app連接，當(dāng)所述的設(shè)定的郵箱收到來(lái)自所述的監(jiān)控計(jì)算機(jī)發(fā)來(lái)的報(bào)警圖片和信息時(shí)，能推送至手機(jī)app；

如圖3所示，所述的噴霧系統(tǒng)4包括噴頭401、噴霧臺(tái)架402、水管403、軟管404、集水槽405、供液箱406和泵407；

所述的噴霧臺(tái)架402固定在所述的人工氣候箱1底部；所述的供液箱406固定在所述的噴霧臺(tái)架402上；所述的集水槽405上設(shè)置有濾網(wǎng)，集水槽405固定在所述的托板支撐架102的下方、所述的噴霧臺(tái)架402的上方，集水槽405的俯視結(jié)構(gòu)如圖7所示；所述的集水槽405底部通過(guò)所述的軟管404與所述的供液箱406連接；所述的泵407設(shè)置在所述的噴霧臺(tái)架402上、所述的供液箱406一側(cè)，與所述的供液箱406相連；所述的噴頭401通過(guò)所述的水管403與所述的泵407連接；

所述的供液箱406包括水箱和藥箱；所述的泵407通過(guò)兩根管道分別與水箱和藥箱相連；兩根所述的管道匯合處設(shè)置有換向閥；

如圖4和圖5所示，所述的水管403上還設(shè)置有壓力變送器408、壓力表409、電動(dòng)調(diào)節(jié)閥410以及傳感器411；所述的電動(dòng)調(diào)節(jié)閥410、換向閥和傳感器411均通過(guò)plc與監(jiān)控計(jì)算機(jī)202連接；

如圖6所示，所述的滾珠直線導(dǎo)軌組件5包括橫向?qū)к?01和縱向?qū)к?02；所述的縱向?qū)к?02包括平行的兩根；兩根所述的縱向?qū)к?02上均設(shè)置有縱向滑塊503；所述的橫向?qū)к?01兩端分別固定在所述的縱向滑塊503上；所述的橫向?qū)к?01上設(shè)置有橫向滑塊504；所述的橫向滑塊504和所述的縱向滑塊503均通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)；在電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下實(shí)現(xiàn)橫向滑塊504和縱向滑塊503分別沿橫向?qū)к?01和縱向?qū)к?02方向移動(dòng)，帶動(dòng)噴頭沿橫向?qū)к?01和縱向?qū)к?02方向移動(dòng)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)噴頭的平面移動(dòng)；

兩根所述的縱向?qū)к?02固定在所述的樣品實(shí)驗(yàn)室101內(nèi)、所述的托板支撐架102的上方；

如圖3所示，所述的橫向滑塊504上固定設(shè)置有噴頭底座；所述的噴頭401固定在所述的噴頭底座上；

所述的滾珠直線導(dǎo)軌組件5還包括運(yùn)動(dòng)控制卡，所述的運(yùn)動(dòng)控制卡與驅(qū)動(dòng)所述的橫向滑塊504和所述的縱向滑塊503的電機(jī)連接，并通過(guò)wifi控制接口、路由器與監(jiān)控計(jì)算機(jī)202連接；

本實(shí)施例中噴霧系統(tǒng)通過(guò)plc獲取監(jiān)控計(jì)算機(jī)反饋的信息，即接收來(lái)自機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)反饋的靶標(biāo)植物病蟲(chóng)害信息及位置信息，監(jiān)控計(jì)算機(jī)對(duì)接收到的靶標(biāo)植物病蟲(chóng)害進(jìn)行分析，判斷是否需要噴施農(nóng)藥以及需要施藥靶標(biāo)植物的坐標(biāo)位置參數(shù)等信息，通過(guò)運(yùn)動(dòng)控制卡控制滾珠直線導(dǎo)軌進(jìn)行平面移動(dòng)，帶動(dòng)噴頭移動(dòng)到需要施藥靶標(biāo)植物的上方，同時(shí)根據(jù)病蟲(chóng)害的發(fā)生情況確定施藥量，利用plc控制系統(tǒng)對(duì)相關(guān)各閥門(mén)發(fā)出開(kāi)/關(guān)指令，控制精準(zhǔn)噴霧系統(tǒng)工作以實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)生病蟲(chóng)害的靶標(biāo)植物進(jìn)行定點(diǎn)定量噴施農(nóng)藥，減少了農(nóng)藥使用量和在靶標(biāo)植物上的殘留量；所述集水槽通過(guò)螺栓安裝固定于人工氣候箱的樣品試驗(yàn)室側(cè)壁，用于收集噴霧過(guò)程中滴落的藥液以及飛濺到人工氣候箱室內(nèi)側(cè)壁上滑落的藥液，集水槽底部開(kāi)一出口，通過(guò)軟管和供液箱連通，將收集的藥液引流到藥箱中循環(huán)重復(fù)利用，節(jié)約農(nóng)藥，實(shí)現(xiàn)綠色環(huán)保節(jié)約型試驗(yàn)；

上述運(yùn)動(dòng)控制卡是一種基于pc機(jī)及工業(yè)pc機(jī)、用于各種運(yùn)動(dòng)控制場(chǎng)合包括位移、速度、加速度等的上位控制單元，通過(guò)改變脈沖的頻率來(lái)控制電機(jī)的速度，改變發(fā)出脈沖的數(shù)量來(lái)控制電機(jī)的位置；運(yùn)動(dòng)控制卡接收監(jiān)控系統(tǒng)反饋的病蟲(chóng)害情況、干枯缺水情況和位置信息，控制滑塊在橫向和縱向移動(dòng)的距離，快速移動(dòng)到發(fā)生病蟲(chóng)害、干枯缺水植物的上方，對(duì)發(fā)生病蟲(chóng)害/干枯缺水的靶標(biāo)植物進(jìn)行定點(diǎn)定量噴施農(nóng)藥/供水；

本實(shí)施例中，如圖6所示，所述的橫向?qū)к?01和縱向滑塊502上均設(shè)置有螺栓蓋505；所述的橫向滑塊504和縱向滑塊503兩端均設(shè)置有端蓋507，端蓋507上設(shè)有刮油片506和油嘴508；螺栓蓋、刮油片均屬于滾珠直線導(dǎo)軌防塵系統(tǒng)部分；端蓋可以避免粉塵或異物積聚在導(dǎo)軌上，從而可以防止由于異物出現(xiàn)金屬磨損；油嘴屬于滾珠直線導(dǎo)軌潤(rùn)滑系統(tǒng)部分，油嘴上安裝有連接供油裝置的油管接頭；

所述的橫向?qū)к?01和縱向?qū)к?02上均設(shè)置有滑槽，所述的滑槽內(nèi)設(shè)置有鋼珠，所述的橫向滑塊504和所述的縱向滑塊503的兩側(cè)套在所述的鋼珠上；所述的鋼珠上下側(cè)設(shè)置有鋼珠保持器，能使?jié)L珠直線導(dǎo)軌組件5運(yùn)行更加穩(wěn)定。

一種上述基于人工氣候箱的多功能植物保護(hù)裝置的使用方法，包括如下步驟：

步驟1，將靶標(biāo)植物置于托板支撐架102上的花盆中，設(shè)定靶標(biāo)植物生長(zhǎng)所需的溫度、濕度、光照強(qiáng)度、光照周期等生長(zhǎng)環(huán)境參數(shù)；

步驟2，通過(guò)攝像機(jī)201實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)靶標(biāo)植物的長(zhǎng)勢(shì)，并將獲取的圖像信息發(fā)送至監(jiān)控計(jì)算機(jī)202；通過(guò)傳感器模塊301實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)所述的花盆中不同培養(yǎng)土深度的水分信息，將該信息發(fā)送至監(jiān)控計(jì)算機(jī)202；

步驟3，步驟2中所述的監(jiān)控計(jì)算機(jī)202對(duì)接收的圖像信息通過(guò)圖像處理技術(shù)提取靶標(biāo)植物的形態(tài)結(jié)構(gòu)參數(shù)及病蟲(chóng)害發(fā)生信息、對(duì)接收的不同培養(yǎng)土深度的水分信息進(jìn)行分析；

步驟4，上述步驟3中監(jiān)控計(jì)算機(jī)202所接收信息若表明靶標(biāo)植物發(fā)生了病蟲(chóng)害，監(jiān)控計(jì)算機(jī)202將病蟲(chóng)害發(fā)生信息反饋至plc和運(yùn)動(dòng)控制卡，所述的運(yùn)動(dòng)控制卡觸發(fā)電機(jī)驅(qū)動(dòng)橫向滑塊504和縱向滑塊503，所述的縱向滑塊503帶動(dòng)橫向?qū)к?01縱向移動(dòng)，所述的橫向滑塊504帶動(dòng)噴頭401移送至靶標(biāo)植物發(fā)生病蟲(chóng)害區(qū)域上方，所述的plc控制換向閥打開(kāi)與藥箱連接的管道、控制電動(dòng)調(diào)節(jié)閥410開(kāi)啟水管403、控制泵407啟動(dòng)，實(shí)現(xiàn)噴霧系統(tǒng)4對(duì)病蟲(chóng)害區(qū)域進(jìn)行定點(diǎn)定量噴施農(nóng)藥，所述的傳感器411用于反饋農(nóng)藥流量，促使plc對(duì)噴施量進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)；

步驟5，通過(guò)集水槽405收集步驟4中滴落的藥液，并將收集的藥液通過(guò)軟管404導(dǎo)入到供液箱406中；

步驟6，上述步驟3中監(jiān)控計(jì)算機(jī)202所接收信息若表明培養(yǎng)土水分含量低于靶標(biāo)植物生長(zhǎng)所需要的含水量，監(jiān)控計(jì)算機(jī)202將上述信息反饋至plc和運(yùn)動(dòng)控制卡，所述的運(yùn)動(dòng)控制卡觸發(fā)電機(jī)驅(qū)動(dòng)橫向滑塊504和縱向滑塊503，所述的縱向滑塊503帶動(dòng)橫向?qū)к?01縱向移動(dòng)，所述的橫向滑塊504帶動(dòng)噴頭401移送至干枯缺水區(qū)域上方，所述的plc控制換向閥打開(kāi)與水箱連接的管道、控制電動(dòng)調(diào)節(jié)閥410開(kāi)啟水管403、控制泵407啟動(dòng)，實(shí)現(xiàn)噴霧系統(tǒng)4對(duì)干枯缺水區(qū)域進(jìn)行噴霧灌溉。