專利名稱：基于dsp的糧蟲智能檢測(cè)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于電子檢測(cè)技術(shù)，同時(shí)涉及傳感器檢測(cè)技術(shù)以及自動(dòng)控制領(lǐng)域，具體為一種基于DSP的糧蟲智能檢測(cè)裝置。
背景技術(shù)：
據(jù)資料顯示，全世界每年儲(chǔ)藏期間的糧食至少有10%為儲(chǔ)糧害蟲(以下簡(jiǎn)稱糧蟲)所蛀食。而我國(guó)作為世界上最大的糧食生產(chǎn)、儲(chǔ)藏及消費(fèi)大國(guó)，每年國(guó)庫儲(chǔ)糧損失率為大約為0.2 %，損失高達(dá)10多億元。因此，為了確保糧食的安全儲(chǔ)藏，每年國(guó)家用于糧食儲(chǔ)備方面的補(bǔ)貼費(fèi)用就達(dá)數(shù)百億元。造成這種狀況的一個(gè)主要原因是糧蟲防治決策缺乏科學(xué)性。考慮到基于圖像識(shí)別和基于聲信號(hào)的儲(chǔ)糧害蟲檢測(cè)方法存在著各自的優(yōu)缺點(diǎn)，因此希望能綜合利用兩種方法，采用信息融合技術(shù)將兩種方法結(jié)合，提高檢測(cè)的識(shí)別率是今后的主要研究方向之一。

實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型所解決的技術(shù)問題在于提供一種基于DSP的糧蟲智能檢測(cè)裝置，以解決上述背景技術(shù)中的缺點(diǎn)。本實(shí)用新型所解決的技術(shù)問題采用以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn):基于DSP的糧蟲智能檢測(cè)裝置，包括控制器以及連接在控制器輸入端的兩組帶通濾波器，其中，這兩組帶通濾波器的前端均設(shè)置有多路開關(guān)，并在此多路開關(guān)前端通過多插口接頭連接成組排列的信號(hào)輸入設(shè)備，且所述信號(hào)輸入設(shè)備包括聲波傳感器、CCD攝像機(jī)中的一種或者是這兩種的組合；同時(shí)，在連接聲波傳感器的一側(cè)帶通濾波器與控制器之間還并聯(lián)有頻譜分析儀以及A/D轉(zhuǎn)換器。在本實(shí)用新型中，所述帶通濾波器與多路開關(guān)之間設(shè)置有放大整形電路。在本實(shí)用新型中，所述成組排列的信號(hào)輸入設(shè)備中的每個(gè)組單元中包括至少三個(gè)同類型的聲波傳感器或者是CCD攝像機(jī)。在本實(shí)用新型中，所述控制器側(cè)旁還連接有一個(gè)溫度傳感器。在本實(shí)用新型中，所述控制器中內(nèi)置計(jì)數(shù)模塊。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)與效果:I)、人性化設(shè)計(jì)、檢測(cè)輕便、方法簡(jiǎn)單、快速、而且靈敏度高。2)、高采樣的靈敏度、降低誤報(bào)率，并盡可能多地保持了原始信號(hào)信息，有利于實(shí)時(shí)處理。3)、處理信息量大，將各種信息送入專家系統(tǒng)，由專家系統(tǒng)進(jìn)行判斷分析，最終做出決策，提高診斷的準(zhǔn)確性。4)、實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，成本低:采用高速且運(yùn)算處理能力強(qiáng)的DSP作為控制器實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的整體控制，為成熟的技術(shù)，易于實(shí)施，投入不高，有利于推廣實(shí)施。5)、便于擴(kuò)展:采用分布式現(xiàn)場(chǎng)總線通信，布線簡(jiǎn)單，有利于系統(tǒng)的擴(kuò)展。
圖1為本實(shí)用新型較佳實(shí)施例的示意圖。
具體實(shí)施方式
為了使本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體圖示，進(jìn)一步闡述本實(shí)用新型。參見圖1的基于DSP的糧蟲智能檢測(cè)裝置的較佳實(shí)施例，在本實(shí)施例中，如圖1所示，整個(gè)系統(tǒng)包括一個(gè)控制器6、成組安裝的聲音傳感器(101、102...10N)以及CXD攝像頭(201、202…20N)、自帶轉(zhuǎn)換電路的溫度傳感器7、多路開關(guān)3、放大整形電路4、帶通濾波器
5、頻譜分析儀8、A/D轉(zhuǎn)換器9、健盤12、打印機(jī)10和顯示系統(tǒng)11。在本實(shí)施例中，控制器6米用TMS320C6xxx系列,所述的聲音傳感器(為壓電式傳感器)為檢測(cè)基波頻率范圍為1000 1200Hz之間的傳感器，它經(jīng)放大整形電路4、帶通濾波器5及轉(zhuǎn)換電路與控制器6相連；所述的溫度傳感器7、健盤12、打印機(jī)10和顯示系統(tǒng)11與控制器6直接相連，以實(shí)現(xiàn)良好的人機(jī)對(duì)話。本實(shí)施例的系統(tǒng)的工作過程如下:在一定容積的糧食中(如二間糧庫)均勻的放置若干聲音傳感器(如32個(gè)，分別為101、102...1032)以及若干CCD圖像采集傳感器(如16個(gè)，分別為201、202...2016)和溫度傳感器7分別用來采集糧庫中的害蟲聲信號(hào)、圖像和溫度信息。先由控制器6發(fā)出控制信號(hào)，確定接收哪些傳感器(實(shí)行24小時(shí)監(jiān)測(cè)，一般是三種傳感器同時(shí)部分使用)采集來的聲信號(hào)或圖像信息，并將其送入放大整形電路4進(jìn)行整形放大和增強(qiáng)處理，之后通過帶通濾波器5濾除噪聲處理。
`[0022]為利于目標(biāo)特征提取，系統(tǒng)需將對(duì)聲信號(hào)或圖像信息同時(shí)分別進(jìn)行處理，一方面系統(tǒng)對(duì)圖像進(jìn)行二值化，變成目標(biāo)與背景的黑白圖，以將目標(biāo)與背景很好地區(qū)分開。接下來，提取能夠反應(yīng)害蟲的各種屬性的特征(如目標(biāo)的面積、目標(biāo)的周長(zhǎng)、目標(biāo)的復(fù)雜度。目標(biāo)的面積對(duì)數(shù)字圖像而言即目標(biāo)區(qū)域所包含的象素個(gè)數(shù)；目標(biāo)的周長(zhǎng)簡(jiǎn)單定義為該目標(biāo)區(qū)域邊界象素的個(gè)數(shù)。具體計(jì)算是將預(yù)處理得到的二值圖像的內(nèi)部點(diǎn)掏空后，計(jì)算所剩下的象素個(gè)數(shù)作為目標(biāo)的周長(zhǎng)；目標(biāo)的復(fù)雜度定義為目標(biāo)周長(zhǎng)的平方除以目標(biāo)的面積)。從所提取的特征中篩選出被認(rèn)為對(duì)害蟲分類有效的圖像特征(如玉米象定為Wl類，wl=(1359.8 00,22.019);谷蠹定為 w2 類，w2= (881.904.16.279).以玉米象為基準(zhǔn)進(jìn)行數(shù)據(jù)歸一化，結(jié)果為:wl =(1, I)，w2 =(0.65,0.74 ))等。與此同時(shí)，聲音傳感器7采集來的聲信號(hào)送入低噪聲整形放大器進(jìn)行整形放大，之后通過一個(gè)帶通濾波器5濾除噪聲，得到?jīng)]有噪聲的糧庫害蟲聲信號(hào)，該聲信號(hào)一方面送入頻譜分析儀8，對(duì)這一信號(hào)進(jìn)行頻譜分析以確定該聲信號(hào)的基波頻率(儲(chǔ)糧害蟲中不同種群在糧食中吃食和爬行聲的基波頻率范圍大致在1000 1200Hz之間，不同種群的儲(chǔ)糧害蟲信號(hào)有不同的基波頻率，可以根據(jù)基波頻率的大小確定庫房害蟲的種類，根據(jù)基波頻率的數(shù)值確定是成蟲和還是幼蟲)。經(jīng)過頻譜分析后的聲信號(hào)，在設(shè)定的時(shí)間內(nèi)(如Is或2s)由控制器6中的定時(shí)器進(jìn)行計(jì)數(shù)，獲取基波頻率；另一方面，將基波信號(hào)的幅度經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換后由控制器6進(jìn)行分析，可以確定聲信號(hào)的強(qiáng)度。之后，控制器6將采集和計(jì)算的基波頻率、聲信號(hào)強(qiáng)度、聲信號(hào)強(qiáng)度增長(zhǎng)率等聲信息和圖像信息融合，并結(jié)合環(huán)境溫度一起建立起害蟲生長(zhǎng)周期與環(huán)境溫度的依賴關(guān)系，實(shí)時(shí)準(zhǔn)確地檢測(cè)和判斷出害蟲種類與數(shù)量并顯示打印。以上顯示和描述了本實(shí)用新型的基本原理、主要特征和本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本實(shí)用新型不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說明書中描述的只是說明本實(shí)用新型的原理，在不脫離本實(shí)用新型精神和范圍的前提下，本實(shí)用新型還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本實(shí)用新型范圍內(nèi)。本實(shí)用新型要求保護(hù)范圍由 所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。
權(quán)利要求1.基于DSP的糧蟲智能檢測(cè)裝置，其特征在于，包括控制器以及連接在控制器輸入端的兩組帶通濾波器，這兩組帶通濾波器的前端均設(shè)置有多路開關(guān)，并在此多路開關(guān)前端通過多插口接頭連接成組排列的信號(hào)輸入設(shè)備，且所述信號(hào)輸入設(shè)備包括聲波傳感器、CCD攝像機(jī)中的一種或者是這兩種的組合；同時(shí)，在連接聲波傳感器的一側(cè)帶通濾波器與控制器之間還并聯(lián)有頻譜分析儀以及A/D轉(zhuǎn)換器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于DSP的糧蟲智能檢測(cè)裝置，其特征在于，在帶通濾波器與多路開關(guān)之間設(shè)置有放大整形電路。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于DSP的糧蟲智能檢測(cè)裝置，其特征在于，所述成組排列的信號(hào)輸入設(shè)備中的每個(gè)組單元中包括至少三個(gè)同類型的聲波傳感器或者是C⑶攝像機(jī)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于DSP的糧蟲智能檢測(cè)裝置，其特征在于，在所述控制器側(cè)旁還連接有一個(gè)溫度傳感器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于DSP的糧蟲智能檢測(cè)裝置，其特征在于，所述控制器中內(nèi)置 計(jì)數(shù)模塊。
專利摘要基于DSP的糧蟲智能檢測(cè)裝置，包括控制器以及連接在控制器輸入端的兩組帶通濾波器，這兩組帶通濾波器的前端均設(shè)置有多路開關(guān)，并在此多路開關(guān)前端通過多插口接頭連接成組排列的信號(hào)輸入設(shè)備，且所述信號(hào)輸入設(shè)備包括聲波傳感器、CCD攝像機(jī)中的一種或者是這兩種的組合；同時(shí)，在連接聲波傳感器的一側(cè)帶通濾波器與控制器之間還并聯(lián)有頻譜分析儀以及A/D轉(zhuǎn)換器。本實(shí)用新型利用聲學(xué)以及圖像處理技術(shù)進(jìn)行糧庫的糧蟲檢測(cè)，可有效減少人力，同時(shí)提高檢測(cè)精確度。
文檔編號(hào)G01N35/00GK203101409SQ20132008062
公開日2013年7月31日 申請(qǐng)日期2013年2月22日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月22日
發(fā)明者桂玲 申請(qǐng)人:中南林業(yè)科技大學(xué)