專利名稱：作物病蟲害智能監(jiān)測管理系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及作物病蟲害防制技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種作物病蟲害智能監(jiān)測管理系統(tǒng)，可廣泛應(yīng)用于作物生產(chǎn)。本發(fā)明的作物包括農(nóng)業(yè)、林業(yè)、果樹、茶葉、花卉等因人類需要而栽培的植物。
背景技術(shù)：
作物病蟲害是我國的主要農(nóng)業(yè)災(zāi)害之一，由于防治不力，作物病蟲害每年都給我國的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來巨大的經(jīng)濟損失。由于絕大多數(shù)農(nóng)民對病蟲害的發(fā)生發(fā)展規(guī)律不了解， 不僅難以適時預測病蟲害的發(fā)生，而且盲目施藥，還會影響作物生長，造成藥劑浪費和環(huán)境污染。此外，農(nóng)業(yè)，林業(yè)，花卉，果樹等作物病蟲害的施藥操作，也十分復雜，頻繁。如，同一種作物在不同生長時期發(fā)生的病蟲害狀況不同，用藥也不同；同一田地上，不同區(qū)域種植的農(nóng)作物不同，其病蟲害發(fā)生所施用的藥也不同。因此，對作物病蟲害進行早期預警，并有針對性地全方位地進行現(xiàn)場自動防治，是控制作物病蟲害、保護作物產(chǎn)量、減少農(nóng)藥污染的
重要舉措。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的首要目的在于提供一種作物病蟲害智能監(jiān)測管理系統(tǒng)，該系統(tǒng)不僅有利于對作物病蟲害的防治而且智能化自動化程度高。本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一種作物病蟲害智能監(jiān)測管理系統(tǒng)，其特征在于包括監(jiān)控計算機和設(shè)于作物栽培場所的農(nóng)藥噴灑裝置，所述監(jiān)控計算機驅(qū)動與其連接的農(nóng)藥噴灑裝置。進一步地，為了根據(jù)預警方案進行自動化控制，所述監(jiān)控計算機內(nèi)設(shè)有時間控制器和噴藥選擇驅(qū)動模塊，所述時間控制器經(jīng)噴藥選擇驅(qū)動模塊控制啟動農(nóng)藥噴灑裝置相應(yīng)的噴頭。所述農(nóng)藥噴灑裝置的噴頭經(jīng)由計算機控制的控制閥分別與農(nóng)藥供藥支管和供水支管連接。為了實現(xiàn)對在同一場地不同區(qū)域上的作物進行病蟲害防治的多方位管控，上述農(nóng)藥噴灑裝置具有多個噴頭。所述監(jiān)控計算機內(nèi)設(shè)有用以存儲農(nóng)藥噴灑時段、農(nóng)藥類型和用量的農(nóng)藥噴灑信息的數(shù)據(jù)存儲器，所述數(shù)據(jù)存儲器的輸入端與時間控制器或外部數(shù)據(jù)輸入設(shè)備連接，所述數(shù)據(jù)存儲器的輸出端與噴藥選擇驅(qū)動模塊連接，用戶指令經(jīng)時間控制器或外部數(shù)據(jù)輸入設(shè)備來選擇指定數(shù)據(jù)存儲器中的農(nóng)藥噴灑信息，噴藥選擇驅(qū)動模塊獲取該指定農(nóng)藥噴灑信息后驅(qū)動農(nóng)藥噴灑裝置相應(yīng)的噴頭。進一步地，為了利用太陽能，該系統(tǒng)還設(shè)有太陽能電池板和用于存儲所述太陽能電池板轉(zhuǎn)化電能的蓄電池，所述監(jiān)控計算機由所述蓄電池供電。進一步地，為了有利于用戶適時掌握作物病蟲害發(fā)生狀況，該系統(tǒng)還設(shè)有安裝在作物栽培場所的監(jiān)控探頭，所述監(jiān)控探頭的數(shù)據(jù)線接至監(jiān)控計算機的輸入端。用戶通過監(jiān)控探頭獲悉作物病蟲害情況后，可及時通過監(jiān)控計算機驅(qū)動農(nóng)藥噴灑裝置相應(yīng)的噴頭實現(xiàn)病蟲害防治，也可采取其它應(yīng)對措施。本發(fā)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(jiān)控設(shè)備電源，節(jié)能效果好。三是監(jiān)控設(shè)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(qū)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(jiān)控探頭對作物健康狀況進行實時監(jiān)測，實現(xiàn)對作物病蟲害及時預警和對癥下藥，從而不僅有利于保證作物的健康生長，而且可以大大減少藥劑浪費和農(nóng)藥污染。該系統(tǒng)具有廣闊的市場應(yīng)用前景。


圖I是本發(fā)明實施例的示意圖。圖2是本發(fā)明實施例的系統(tǒng)架構(gòu)框圖。圖3是本發(fā)明中多個藥罐與農(nóng)藥供藥支管的連接示意圖。其中，圖I中各標號代表1_監(jiān)控計算機；2_遠程計算機；3_蓄電池；4_太陽能電池板；5_監(jiān)控探頭；6_外部數(shù)據(jù)輸入設(shè)備；7_控制閥(三通電磁閥);8_農(nóng)藥供藥支管；9-供水支管；10_噴頭；11-農(nóng)藥噴灑裝置；12_選擇控制閥；13_藥罐；14-供藥管路；15_流量計。
具體實施例方式由于農(nóng)業(yè)開發(fā)區(qū)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，并且即使同種作物，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(qū)域上的作物還需要病蟲害監(jiān)測防治系統(tǒng)的設(shè)施具有多方位的管控能力，因此，本發(fā)明的作物病蟲害智能監(jiān)測管理系統(tǒng)，必須為滿足上述需求而設(shè)計。參照圖1，圖2，本發(fā)明實施例包括監(jiān)控計算機和設(shè)于作物栽培場所的農(nóng)藥噴灑裝置，所述監(jiān)控計算機驅(qū)動與其連接的農(nóng)藥噴灑裝置。為了盡量提升智能化操控，可根據(jù)作物在特定時間段內(nèi)發(fā)生特定病害類型的先驗知識，在所述監(jiān)控計算機內(nèi)設(shè)置時間控制器和噴藥選擇驅(qū)動模塊，所述時間控制器經(jīng)噴藥選擇驅(qū)動模塊控制啟動農(nóng)藥噴灑裝置相應(yīng)的噴頭，完成該作物的噴藥作業(yè)，從而減少人為控制過程，提升了自動化程度。
為了盡量節(jié)省農(nóng)藥供藥管路的鋪設(shè)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(shè)置控制閥，如三通電磁閥，將該控制閥分別與農(nóng)藥供藥支管和供水支管連接，從而實現(xiàn)噴頭使用的多功能化，節(jié)約設(shè)施開支。為了能夠在人為得到某種病蟲害預警消息后，直接控制農(nóng)藥噴灑裝置對作物進行對癥下藥的噴灑作業(yè)，特在所述監(jiān)控計算機內(nèi)設(shè)置用以存儲農(nóng)藥噴灑時段、農(nóng)藥類型和用量的農(nóng)藥噴灑信息的數(shù)據(jù)存儲器，所述數(shù)據(jù)存儲器的輸入端與時間控制器或外部數(shù)據(jù)輸入設(shè)備連接，所述數(shù)據(jù)存儲器的輸出端與噴藥選擇驅(qū)動模塊連接，用戶指令經(jīng)時間控制器或外部數(shù)據(jù)輸入設(shè)備來選擇指定數(shù)據(jù)存儲器中的農(nóng)藥噴灑信息，噴藥選擇驅(qū)動模塊獲取該指定農(nóng)藥噴灑信息后驅(qū)動農(nóng)藥噴灑裝置相應(yīng)的噴頭。為了提升系統(tǒng)能在多種場合下使用，可設(shè)置太陽能供電裝置，減少電纜鋪設(shè)，節(jié)約成本。因此，該系統(tǒng)還設(shè)有安裝在作物栽培場所的太陽能電池板和用于存儲所述太陽能電池板轉(zhuǎn)化電能的蓄電池，所述監(jiān)控計算機由所述蓄電池供電。為了能夠?qū)崟r監(jiān)控作物的狀況，該系統(tǒng)還設(shè)有安裝在作物栽培場所的監(jiān)控探頭， 所述監(jiān)控探頭的數(shù)據(jù)線接至監(jiān)控計算機的輸入端；并且如果監(jiān)控對象為城區(qū)的綠化植物， 監(jiān)控探頭可直接采用市區(qū)已布設(shè)的探頭及通信線路，從而節(jié)省探頭布設(shè)成本。為了能夠?qū)ΡO(jiān)控進行智能化管理，所述監(jiān)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(shù)據(jù)信息和針對不同作物病蟲害狀況應(yīng)施放的農(nóng)藥類型及用量的數(shù)據(jù)信息；所述監(jiān)控計算機上設(shè)有病蟲害識別判斷模塊，所述病蟲害識別判斷模塊從監(jiān)測圖像中提取作物病蟲害數(shù)據(jù)，將提取的病蟲害數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)庫中的病蟲害狀況參比數(shù)據(jù)信息進行比對分析，以判斷出作物的病蟲害狀況，監(jiān)控計算機根據(jù)分析得到的作物病蟲害狀況確定相應(yīng)的農(nóng)藥類型和用量，并經(jīng)噴藥選擇驅(qū)動模塊發(fā)出工作命令驅(qū)動控制農(nóng)藥噴灑裝置相應(yīng)的噴頭。為了使現(xiàn)場監(jiān)控計算機能將作物數(shù)據(jù)信息傳送給遠程控制中心，以便多部門實時了解情況或?qū)υ摂?shù)據(jù)信息進行管理，因此該系統(tǒng)還設(shè)有與監(jiān)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(shù)方案中所涉及的作物被監(jiān)控部位包括葉片、果實表面、樹干表層等，所述病蟲害狀況參比數(shù)據(jù)信息包括蟲洞形狀與病蟲害類型對應(yīng)關(guān)系信息，所述作物蟲洞形狀分析模塊從監(jiān)測圖像中提取作物上蟲洞邊緣形狀的圖像信息，并與所述蟲洞形狀與病蟲害類型對應(yīng)關(guān)系信息進行比對，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(shù)據(jù)信息包括蟲洞與病蟲害程度分級對應(yīng)關(guān)系信息，所述作物蟲洞分析模塊從監(jiān)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(yīng)部位的蟲洞累計面積在作物相應(yīng)部位總面積上的占比，監(jiān)控計算機根據(jù)占比經(jīng)所述蟲洞與病蟲害程度分級對應(yīng)關(guān)系信息進行比對，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(shù)據(jù)信息包括蟲洞形狀與病蟲害類型對應(yīng)關(guān)系信息，所述作物蟲洞形狀分析模塊從監(jiān)測圖像中提取作物上蟲洞邊緣形狀的圖像信息，并與所述蟲洞形狀與病蟲害類型對應(yīng)關(guān)系信息進行比對，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(shù)據(jù)信息還包括蟲斑與病蟲害程度分級對應(yīng)關(guān)系信息，所述作物蟲斑分析模塊從監(jiān)測圖像中提取作物蟲斑的圖像信息，計算出作物相應(yīng)部位蟲斑累計面積與作物相應(yīng)部位總面積的比值，監(jiān)控計算機根據(jù)比值經(jīng)所述蟲斑與病蟲害程度分級對應(yīng)關(guān)系信息進行比對，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(shù)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(shù)據(jù)輸入設(shè)備例如鍵盤等設(shè)備將所需噴灑藥物的類型和用量直接通過監(jiān)控計算機傳送給農(nóng)藥噴灑裝置，從而實現(xiàn)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(fā)時段進行有選擇的噴灑作業(yè)，其通過時間控制器獲取數(shù)據(jù)存儲器中相應(yīng)作物噴灑信息，將該信息通過噴藥選擇驅(qū)動模塊來選擇性驅(qū)動農(nóng)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(yīng)關(guān)系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，然后觀察作物上蟲洞邊緣形狀，通過監(jiān)控探頭采集該邊緣形狀的作物圖像，并將該邊緣形狀數(shù)據(jù)信息對應(yīng)記錄為該特定害蟲的病害特征。上述蟲洞與病蟲害程度分級對應(yīng)關(guān)系信息也用訓練模式獲取，即在同一規(guī)定時間 (如一小時)內(nèi)分別將大，中，小不同的同類害蟲放置在三個同一規(guī)格的標準作物上，然后通過監(jiān)控探頭分別采集大，中，小同類害蟲的啃食作物后的作物表面圖像，分別計算各標準作物蟲洞面積在作物表面上的占比，并將該占比分別按等級存于監(jiān)控計算機中。為了獲取更加有效的數(shù)據(jù)信息，可分別按等級進行多次作物圖像采集，獲取每次下的占比信息，取平均值再存于監(jiān)控計算機中。上述的蟲斑與病蟲害程度分級對應(yīng)關(guān)系信息中的作物蟲斑信息，可通過分別采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(shù)據(jù)信息，并將上述信息存于監(jiān)控計算機中。在病蟲害狀況參比數(shù)據(jù)信息存于監(jiān)控計算機后，通過監(jiān)控計算機實時監(jiān)控采集作物上的圖像信息，然后計算獲取蟲洞邊緣形狀，判斷出蟲害類型；再根據(jù)蟲洞占比或作物蟲斑判斷出病害嚴重程度。在獲取具體病害情況后，監(jiān)控計算機根據(jù)已存的針對不同作物病蟲害狀況應(yīng)施放的農(nóng)藥類型及用量的數(shù)據(jù)信息，來確定針對監(jiān)測出來的病蟲害情況將采取何類藥液類型和多少的藥液用量，并經(jīng)噴藥選擇驅(qū)動模塊發(fā)出工作命令驅(qū)動控制農(nóng)藥噴灑裝置相應(yīng)的噴頭。上述農(nóng)藥噴灑裝置具有多個噴頭，分別用于管理不同方位的作物。所述農(nóng)藥供藥支管8與多個不同藥罐13的供藥管路14經(jīng)選擇控制閥12選擇連接，該選擇控制閥12也由計算機控制。為了有利于實現(xiàn)對作物的施肥管控，該系統(tǒng)還包括設(shè)于農(nóng)作物栽培場所的液態(tài)肥料噴灑裝置，所述液態(tài)肥料噴灑裝置的控制開關(guān)與所述監(jiān)控計算機相連接。上述農(nóng)藥噴灑裝置的噴頭可經(jīng)由計算機控制的控制閥分別與農(nóng)藥供藥支管，供水支管或液態(tài)肥料噴灑裝置的輸出管選擇連接。所述監(jiān)控計算機數(shù)據(jù)庫存儲有對應(yīng)不同作物的液態(tài)肥料類型和用量的數(shù)據(jù)信息； 所述監(jiān)控計算機可根據(jù)時間控制器的指令或外部輸入設(shè)備輸入的指令選擇作物所需液態(tài)料肥類型和用量，并發(fā)出工作命令驅(qū)動液態(tài)肥料噴灑裝置相應(yīng)的噴槍噴灑液態(tài)肥料或者經(jīng)控制閥使噴頭與液態(tài)肥料噴灑裝置的輸出管連接。所述監(jiān)控計算機可由監(jiān)控探頭獲取得監(jiān)測圖像中提取作物生長信息，并從數(shù)據(jù)庫中查找出相應(yīng)液態(tài)肥料類型和用量，然后發(fā)出工作命令驅(qū)動液態(tài)肥料噴灑裝置相應(yīng)的噴槍。本發(fā)明不局限上述實施方式，任何人在本發(fā)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(jiān)測管理系統(tǒng)。凡依本發(fā)明申請專利范圍所做的等同變化與修飾，皆應(yīng)屬本發(fā)明的涵蓋范圍。
權(quán)利要求
1.一種作物病蟲害智能監(jiān)測管理系統(tǒng)，其特征在于包括監(jiān)控計算機和設(shè)于作物栽培場所的農(nóng)藥噴灑裝置，所述監(jiān)控計算機驅(qū)動與其連接的農(nóng)藥噴灑裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的作物病蟲害智能監(jiān)測管理系統(tǒng)，其特征在于所述監(jiān)控計算機內(nèi)設(shè)有時間控制器和噴藥選擇驅(qū)動模塊，所述時間控制器經(jīng)噴藥選擇驅(qū)動模塊控制啟動農(nóng)藥噴灑裝置相應(yīng)的噴頭。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的作物病蟲害智能監(jiān)測管理系統(tǒng)，其特征在于所述農(nóng)藥噴灑裝置的噴頭經(jīng)由計算機控制的控制閥分別與農(nóng)藥供藥支管和供水支管連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的作物病蟲害智能監(jiān)測管理系統(tǒng)，其特征在于所述農(nóng)藥噴灑裝置的噴頭經(jīng)控制閥分別與農(nóng)藥供藥支管和供水支管連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3或4所述的作物病蟲害智能監(jiān)測管理系統(tǒng)，其特征在于所述監(jiān)控計算機內(nèi)設(shè)有用以存儲農(nóng)藥噴灑時段、農(nóng)藥類型和用量的農(nóng)藥噴灑信息的數(shù)據(jù)存儲器，所述數(shù)據(jù)存儲器的輸入端與時間控制器或外部數(shù)據(jù)輸入設(shè)備連接，所述數(shù)據(jù)存儲器的輸出端與噴藥選擇驅(qū)動模塊連接，用戶指令經(jīng)時間控制器或外部數(shù)據(jù)輸入設(shè)備來選擇指定數(shù)據(jù)存儲器中的農(nóng)藥噴灑信息，噴藥選擇驅(qū)動模塊獲取該指定農(nóng)藥噴灑信息后驅(qū)動農(nóng)藥噴灑裝置相應(yīng)的噴頭。
6.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3或4所述的作物病蟲害智能監(jiān)測管理系統(tǒng)，其特征在于該系統(tǒng)還設(shè)有太陽能電池板和用于存儲所述太陽能電池板轉(zhuǎn)化電能的蓄電池，所述監(jiān)控計算機由所述蓄電池供電。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的作物病蟲害智能監(jiān)測管理系統(tǒng)，其特征在于該系統(tǒng)還設(shè)有太陽能電池板和用于存儲所述太陽能電池板轉(zhuǎn)化電能的蓄電池，所述監(jiān)控計算機由所述蓄電池供電。
8.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3或4所述的作物病蟲害智能監(jiān)測管理系統(tǒng)，其特征在于該系統(tǒng)還設(shè)有安裝在作物栽培場所的監(jiān)控探頭，所述監(jiān)控探頭的數(shù)據(jù)線接至監(jiān)控計算機的輸入端。
9.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的作物病蟲害智能監(jiān)測管理系統(tǒng)，其特征在于該系統(tǒng)還包括設(shè)于農(nóng)作物栽培場所的液態(tài)肥料噴灑裝置，所述液態(tài)肥料噴灑裝置的控制開關(guān)與所述監(jiān)控計算機相連接。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的作物病蟲害智能監(jiān)測管理系統(tǒng)，其特征在于所述農(nóng)藥噴灑裝置的噴頭經(jīng)由計算機控制的控制閥分別與農(nóng)藥供藥支管，供水支管或液態(tài)肥料噴灑裝置的輸出管選擇連接。
11.根據(jù)權(quán)利要求I所述的作物病蟲害智能監(jiān)測管理系統(tǒng)，其特征在于所述監(jiān)控計算機數(shù)據(jù)庫存儲有對應(yīng)不同作物的液態(tài)肥料類型和用量的數(shù)據(jù)信息；所述監(jiān)控計算機可根據(jù)時間控制器的指令或外部輸入設(shè)備輸入的指令選擇作物所需液態(tài)料肥類型和用量，并發(fā)出工作命令驅(qū)動液態(tài)肥料噴灑裝置相應(yīng)的噴槍噴灑液態(tài)肥料。
12.根據(jù)權(quán)利要求8所述的作物病蟲害智能監(jiān)測管理系統(tǒng)，其特征在于所述監(jiān)控計算機可由監(jiān)控探頭獲取得監(jiān)測圖像中提取作物生長信息，并從數(shù)據(jù)庫中查找出相應(yīng)液態(tài)肥料類型和用量，然后發(fā)出工作命令驅(qū)動液態(tài)肥料噴灑裝置相應(yīng)的噴槍。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種作物病蟲害智能監(jiān)測管理系統(tǒng)，其特征在于包括監(jiān)控計算機和設(shè)于作物栽培場所的農(nóng)藥噴灑裝置，所述監(jiān)控計算機驅(qū)動與其連接的農(nóng)藥噴灑裝置。所述監(jiān)控計算機內(nèi)設(shè)有時間控制器和噴藥選擇驅(qū)動模塊，所述時間控制器經(jīng)噴藥選擇驅(qū)動模塊控制啟動農(nóng)藥噴灑裝置相應(yīng)的噴頭。本發(fā)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(jiān)控設(shè)備電源，節(jié)能效果好。三是監(jiān)控設(shè)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(qū)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(jiān)控探頭對作物健康狀況進行實時監(jiān)測，實現(xiàn)對作物病蟲害及時預警和對癥下藥，從而不僅有利于保證作物生長及農(nóng)業(yè)，林業(yè)，茶葉的生產(chǎn)豐收，而且可以大大減少藥劑浪費和農(nóng)藥污染。該系統(tǒng)具有廣闊的市場應(yīng)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(yōu)先權(quán)日2012年2月27日
發(fā)明者蔡學俊, 蔡詩偉 申請人:蔡詩偉