CN111624160A - 一种在线检测谷物生长状况的方法及其装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种在线检测谷物生长状况的方法及其装置，包括S1、作物图像信息采集，S2、环境信息采集，S3、作物光谱采集和S4、信息处理。本发明通过设置摄像机和高清照相机，可以连续对谷物进行观测并提供高清的谷物照片，方便使用者通过肉眼对作物的生长状况进行观察。通过设置光谱检测仪和多光谱相机，可以对作物的光谱信息和多光谱图像进行分析，从而对作物的氮素以及水分信息进行评测，以此了解作物详细的生长情况。通过对环境信息进行采集，可以了解作物生长环境信息和土壤水分信息。

Description

一种在线检测谷物生长状况的方法及其装置
技术领域
本发明属于农作物监测领域，更具体地说，尤其涉及一种在线检测谷物生长状况的方法。同时，本发明还涉及一种在线检测谷物生长状况的方法的装置。
背景技术
农业是我国主要的经济产业，而农作物的生长状况直接决定农作物的产量，因此用现代科技技术提高农作物的产量势在必行。现有的谷物生长在线检测装置功能均较为单一，不能帮助人们很好的了解谷物生长状况。为此，我们提供一种检测效果更好的谷物在线检测生长状况的方法来解决上述问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种在线检测谷物生长状况的方法及其装置，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种在线检测谷物生长状况的方法，包括如下步骤：
S1、作物图像信息采集，作物图像采集由高清照相机、摄像机和多光谱相机来完成，高清照相机和多光谱相机采用间隔采样的方式，每隔一段时间就对作物进行图形信息采集，高清照相机可以采集清晰度较高的作物图形，多光谱相机可以采集作物的多光谱图像，摄像机可以不间断的对作物进行图像采集，高清照相机、摄像机和多光谱相机采集完信息后均上传给信息处理模块；
S2、环境信息采集，环境信息采集由温湿度传感器、土壤墒情传感器、红外测温仪来完成，通过温湿度传感器来对田间的温度和湿度信息进行采集，通过土壤墒情传感器来对土壤的含水量信息进行采集，通过红外测温仪来对作物的冠层温度进行采集，温湿度传感器、土壤墒情传感器和红外测温仪采集的环境信息均上传到信息处理模块中进行保存；
S3、作物光谱采集，通过光谱检测仪来对作物的光谱进行采集和分析，光谱探头安装在田间，可以上下和水平活动，在采样时由人工来进行控制，通过光谱探头来对指定区域的作物进行光谱采集，采集来的信息通过光纤传输至光谱检测仪处，光谱检测仪对信号进行解析，并通过无线网络传输至信息处理模块处；
S4、信息处理，作物图像信息、环境信息和作物光谱信息均通过无线网络传输至信息处理模块处，通过对光谱信息和多光谱图像进行分析，可以对作物的氮素以及水分信息进行评测，通过摄像机可以对作物进行实时监测，通过高清照相机可以采集高清的作物图片，便于肉眼观察，通过环境信息采集，可以了解作物生长环境信息和土壤水分信息。
优选的，所述步骤S4中，作物图像信息、环境信息和作物光谱信息是通过GPRS通信模块传输给信息处理模块处的。
优选的，所述信息处理模块为计算机。
一种在线检测谷物生长状况的方法的装置，包括埋在土壤中的土壤墒情传感器、外壳和探头支架，所述外壳内部设有GPRS通信模块和光谱检测仪，且外壳的上端设有支杆，所述支杆之间设有多光谱相机和高清照相机，所述外壳的一侧设有若干个固定杆，且固定杆上设有摄像机、红外测温仪和温湿度传感器，所述探头支架位于外壳的一侧，且探头支架的上端设有第一电动推杆、第二电动推杆和光谱探头，所述第一电动推杆垂直的设置在探头支架上，所述第二电动推杆水平的设置在第一电动推杆的上端，且第二电动推杆通过螺丝固定在第一电动推杆的推杆顶部，所述光谱探头固定在第二电动推杆的推杆上。
优选的，所述外壳的底部设有支脚，且支脚通过地脚螺栓与地面固定连接。
优选的，所述外壳的顶部设有防雨棚，且防雨棚通过螺丝与支杆固定连接。
优选的，所述外壳的一侧设有检修板，且检修板通过螺丝与外壳固定连接。
优选的，所述探头支架呈T形状，且探头支架的下端设有固定孔。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明通过设置摄像机和高清照相机，可以连续的对谷物进行观测和提供高清的谷物照片，方便使用者通过肉眼来对作物进行观察；通过设置光谱检测仪和多光谱相机，可以对作物的光谱信息和多光谱图像进行分析，从而对作物的氮素以及水分信息进行评测，以了解详细的作物的生长情况；通过对环境信息进行采集，可以了解作物生长环境信息和土壤水分信息。与传统的谷物在线检测生长状况的方法及其装置相比，本发明可以帮助使用者详细的了解谷物的生长情况以及其生长的环境信息。
附图说明
图1为本发明的外壳结构示意图；
图2为本发明的外壳内部结构示意图；
图3为本发明的探头支架结构示意图；
图4为本发明的探头支架俯视图。
图中：1、土壤墒情传感器；2、外壳；3、探头支架；4、GPRS通信模块；5、光谱检测仪；6、支杆；7、多光谱相机；8、高清照相机；9、固定杆；10、摄像机；11、红外测温仪；12、温湿度传感器；13、第一电动推杆；14、第二电动推杆；15、光谱探头；16、防雨棚；17、检修板；18、固定孔。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
一种在线检测谷物生长状况的方法，包括如下步骤：
S1、作物图像信息采集，作物图像采集由高清照相机8、摄像机10和多光谱相机7来完成，高清照相机8和多光谱相机7采用间隔采样的方式，每隔一段时间就对作物进行图形信息采集，高清照相机8可以采集清晰度较高的作物图形，多光谱相机7可以采集作物的多光谱图像，摄像机10可以不间断的对作物进行图像采集，高清照相机8、摄像机10和多光谱相机7采集完信息后均上传给信息处理模块；
S2、环境信息采集，环境信息采集由温湿度传感器12、土壤墒情传感器1、红外测温仪11来完成，通过温湿度传感器12来对田间的温度和湿度信息进行采集，通过土壤墒情传感器1来对土壤的含水量信息进行采集，通过红外测温仪11来对作物的冠层温度进行采集，温湿度传感器12、土壤墒情传感器1和红外测温仪11采集的环境信息均上传到信息处理模块中进行保存；
S3、作物光谱采集，通过光谱检测仪5来对作物的光谱进行采集和分析，光谱探头15安装在田间，可以上下和水平活动，在采样时由人工来进行控制，通过光谱探头15来对指定区域的作物进行光谱采集，采集来的信息通过光纤传输至光谱检测仪5处，光谱检测仪5对信号进行解析，并通过无线网络传输至信息处理模块处；
S4、信息处理，作物图像信息、环境信息和作物光谱信息均通过无线网络传输至信息处理模块处，通过对光谱信息和多光谱图像进行分析，可以对作物的氮素以及水分信息进行评测，通过摄像机10可以对作物进行实时监测，通过高清照相机8可以采集高清的作物图片，便于肉眼观察，通过环境信息采集，可以了解作物生长环境信息和土壤水分信息。
所述步骤S4中，作物图像信息、环境信息和作物光谱信息是通过GPRS通信模块4传输给信息处理模块处的。
所述信息处理模块为计算机。
请参阅图1-4，本发明还提供了一种在线检测谷物生长状况的方法的装置，包括埋在土壤中的土壤墒情传感器1、外壳2和探头支架3，所述外壳2内部设有GPRS通信模块4和光谱检测仪5，且外壳2的上端设有支杆6，所述支杆6之间设有多光谱相机7和高清照相机8，所述外壳2的一侧设有若干个固定杆9，且固定杆9上设有摄像机10、红外测温仪11和温湿度传感器12，所述探头支架3位于外壳2的一侧，且探头支架3的上端设有第一电动推杆13、第二电动推杆14和光谱探头15，所述第一电动推杆13垂直的设置在探头支架3上，所述第二电动推杆14水平的设置在第一电动推杆13的上端，且第二电动推杆14通过螺丝固定在第一电动推杆13的推杆顶部，所述光谱探头15固定在第二电动推杆14的推杆上。
所述外壳2的底部设有支脚，且支脚通过地脚螺栓与地面固定连接。所述外壳2的顶部设有防雨棚16，且防雨棚16通过螺丝与支杆6固定连接。所述外壳2的一侧设有检修板17，且检修板17通过螺丝与外壳2固定连接。所述探头支架3呈T形状，且探头支架3的下端设有固定孔18，可以通过地桩将探头支架3固定在田间。
本发明通过设置摄像机10和高清照相机8，可以连续的对谷物进行观测和提供高清的谷物照片，方便使用者通过肉眼来对作物进行观察，通过设置光谱检测仪5和多光谱相机7，可以对作物的光谱信息和多光谱图像进行分析，从而对作物的氮素以及水分信息进行评测，以了解详细的作物的生长情况，通过对环境信息进行采集，可以了解作物生长环境信息和土壤水分信息。与传统的谷物在线检测生长状况的方法及其装置相比，本发明可以帮助使用者详细的了解谷物的生长情况以及其生长的环境信息。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种在线检测谷物生长状况的方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、作物图像信息采集，作物图像采集由高清照相机(8)、摄像机(10)和多光谱相机(7)来完成，高清照相机(8)和多光谱相机(7)采用间隔采样的方式，每隔一段时间就对作物进行图形信息采集，高清照相机(8)可以采集清晰度较高的作物图形，多光谱相机(7)可以采集作物的多光谱图像，摄像机(10)可以不间断的对作物进行图像采集，高清照相机(8)、摄像机(10)和多光谱相机(7)采集完信息后均上传给信息处理模块；
S2、环境信息采集，环境信息采集由温湿度传感器(12)、土壤墒情传感器(1)、红外测温仪(11)来完成，通过温湿度传感器(12)来对田间的温度和湿度信息进行采集，通过土壤墒情传感器(1)来对土壤的含水量信息进行采集，通过红外测温仪(11)来对作物的冠层温度进行采集，温湿度传感器(12)、土壤墒情传感器(1)和红外测温仪(11)采集的环境信息均上传到信息处理模块中进行保存；
S3、作物光谱采集，通过光谱检测仪(5)来对作物的光谱进行采集和分析，光谱探头(15)安装在田间，可以上下和水平活动，在采样时由人工来进行控制，通过光谱探头(15)来对指定区域的作物进行光谱采集，采集来的信息通过光纤传输至光谱检测仪(5)处，光谱检测仪(5)对信号进行解析，并通过无线网络传输至信息处理模块处；
S4、信息处理，作物图像信息、环境信息和作物光谱信息均通过无线网络传输至信息处理模块处，通过对光谱信息和多光谱图像进行分析，可以对作物的氮素以及水分信息进行评测，通过摄像机(10)可以对作物进行实时监测，通过高清照相机(8)可以采集高清的作物图片，便于肉眼观察，通过环境信息采集，可以了解作物生长环境信息和土壤水分信息。
2.根据权利要求1所述的一种在线检测谷物生长状况的方法，其特征在于：所述步骤S4中，作物图像信息、环境信息和作物光谱信息是通过GPRS通信模块(4)传输给信息处理模块处的。
3.根据权利要求1所述的一种在线检测谷物生长状况的方法，其特征在于：所述信息处理模块为计算机。
4.一种应用权利要求1-3任意一项所述在线检测谷物生长状况的方法的装置，包括埋在土壤中的土壤墒情传感器(1)、外壳(2)和探头支架(3)，其特征在于：所述外壳(2)内部设有GPRS通信模块(4)和光谱检测仪(5)，且外壳(2)的上端设有支杆(6)，所述支杆(6)之间设有多光谱相机(7)和高清照相机(8)，所述外壳(2)的一侧设有若干个固定杆(9)，且固定杆(9)上设有摄像机(10)、红外测温仪(11)和温湿度传感器(12)，所述探头支架(3)位于外壳(2)的一侧，且探头支架(3)的上端设有第一电动推杆(13)、第二电动推杆(14)和光谱探头(15)，所述第一电动推杆(13)垂直的设置在探头支架(3)上，所述第二电动推杆(14)水平的设置在第一电动推杆(13)的上端，且第二电动推杆(14)通过螺丝固定在第一电动推杆(13)的推杆顶部，所述光谱探头(15)固定在第二电动推杆(14)的推杆上。
5.根据权利要求4所述的一种在线检测谷物生长状况的方法的装置，其特征在于：所述外壳(2)的底部设有支脚，且支脚通过地脚螺栓与地面固定连接。
6.根据权利要求4所述的一种在线检测谷物生长状况的方法的装置，其特征在于：所述外壳(2)的顶部设有防雨棚(16)，且防雨棚(16)通过螺丝与支杆(6)固定连接。
7.根据权利要求4所述的一种在线检测谷物生长状况的方法的装置，其特征在于：所述外壳(2)的一侧设有检修板(17)，且检修板(17)通过螺丝与外壳(2)固定连接。
8.根据权利要求4所述的一种在线检测谷物生长状况的方法的装置，其特征在于：所述探头支架(3)呈T形状，且探头支架(3)的下端设有固定孔(18)。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112179414A (zh) * 2020-10-08 2021-01-05 广东后海控股股份有限公司 一种作物生长物联网监测系统

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006250827A (ja) * 2005-03-11 2006-09-21 Pasuko:Kk 作物の生育状況分析方法
CN102384767A (zh) * 2011-11-17 2012-03-21 江苏大学 一种设施作物生长信息无损检测装置和方法
US20170161627A1 (en) * 2015-12-02 2017-06-08 The Climate Corporation Forecasting field level crop yield during a growing season
CN109142240A (zh) * 2018-09-02 2019-01-04 西北农林科技大学 一种基于无人机遥感的大田作物水分胁迫监测方法
CN109269475A (zh) * 2018-09-29 2019-01-25 成都信息工程大学 一种空地一体植物自动检测系统及方法
CN208991448U (zh) * 2018-11-05 2019-06-18 忻州师范学院 一种生态农田土壤修复装置

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006250827A (ja) * 2005-03-11 2006-09-21 Pasuko:Kk 作物の生育状況分析方法
CN102384767A (zh) * 2011-11-17 2012-03-21 江苏大学 一种设施作物生长信息无损检测装置和方法
US20170161627A1 (en) * 2015-12-02 2017-06-08 The Climate Corporation Forecasting field level crop yield during a growing season
CN109142240A (zh) * 2018-09-02 2019-01-04 西北农林科技大学 一种基于无人机遥感的大田作物水分胁迫监测方法
CN109269475A (zh) * 2018-09-29 2019-01-25 成都信息工程大学 一种空地一体植物自动检测系统及方法
CN208991448U (zh) * 2018-11-05 2019-06-18 忻州师范学院 一种生态农田土壤修复装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112179414A (zh) * 2020-10-08 2021-01-05 广东后海控股股份有限公司 一种作物生长物联网监测系统

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