CN111836010A - 一种催芽膜下状态采集装置及其催芽智能管理系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种催芽膜下状态采集装置，该装置包括主体、摄像头、LED灯、图像采集控制器、电源、传感器、无线传输模块、配准片，通过摄像头实时采集芽的图像信息，通过图像采集控制器识别芽的萌发状态，通过传感器获取芽的生长信息。本发明还提供了一种基于该装置的催芽智能管理系统，该系统包括上述装置，以及与装置相连的物联网网关，装置将芽的萌发状态和芽的生长信息通过物联网网关汇集到工业路由，再上传至云处理中心，云处理中心根据信息对芽的萌发状态进行监视并判断是否符合揭膜条件，向终端发送信息，并提供相应处置的作业流程。本发明可以对芽的生长状态进行实时监测与作业提示，降低了催芽作业难度，实现了生产的精细化智能管理。

Description

一种催芽膜下状态采集装置及其催芽智能管理系统
技术领域
本发明涉及一种催芽用状态监测系统，尤其涉及一种催芽膜下状态采集装置及其催芽智能管理系统。
背景技术
水稻催芽是机插水稻育秧过程中的重要生产阶段，出芽率不高会导致秧苗的间隔不均衡，会一定程度影响到苗的机插效率，进一步影响到机插水稻的产量与补栽人工。床上水稻催芽是一种节约人工、便于育秧管理的水稻催芽方式，尤其在有机水稻育秧过程中应用较为广泛。催芽育秧已经成为水稻种植农事作业中关键的种植技术，经验的缺乏和技术细节的疏漏，会导致育秧环节的毁灭性灾难，从而有可能对整个水稻种植农事作业带来无法弥补的损失。集中育秧带来的水稻机插秧苗的商品化，必然导致水稻育秧过程的规范化管控和精细化管理，达到水稻秧苗的成苗规格标准化，有利于提高机插秧苗的成功率，稳定农田产量。当前床上催芽大多采用人工经验进行催芽管理，一方面费工费力，另一方面人工经验需要从业者具有催芽育秧方面的专业知识。
发明内容
发明目的：本发明提出一种实时监测催芽状态的育秧膜下状态采集装置。本发明还提出了一种基于该装置实现高效、精细化催芽智能管理的系统。
技术方案：本发明所述的催芽膜下状态采集装置，该装置包括：主体，所述主体设置于育秧盘上方，其上表面搭载有电源，其下表面设置有摄像头、LED灯，所述摄像头与图像采集控制器相连接；所述主体的一端连接竖直向下设置的配准片，所述配准片的长度大于等于主体到育秧盘表面的距离；所述电源分别与所述LED灯、无线传输模块、图像采集控制器相连接，所述无线传输模块分别与图像采集控制器、传感器相连接；其中，
所述摄像头，面向所述配准片，用于对育秧盘中的芽的状态进行监测；
所述图像采集控制器，用于控制摄像头进行图像采集，并对摄像头回传的图像进行处理，识别芽的萌发状态；
所述配准片，用于作为所述图像采集控制器的图像配准的基准；
所述传感器，用于采集芽的生长信息；
所述无线传输模块，用于将芽的萌发状态及芽的生长信息发送至终端。
进一步的，所述主体呈板凳状，包含支撑面板，所述支撑面板位于育秧盘正上方，所述支撑面板的两端对称设有支撑柱，育秧盘位于两个支撑柱之间。
优选的，所述支撑柱靠近育秧盘的一侧为表面积中最大的一面，所述配准片设置在该面上，所述摄像头面向配准片。即相当于摄像头是对着支撑柱的内侧进行图像拍摄的。支撑部在支持支撑面板的同时，对配准片进行了固定。
优选的，所述配准片为黑色，采用亚光磨砂材质，所述配准片上对称设置有2个配准点。由于黑色具有较强的漫反射能力，因此可以获得较为清晰的图像。
优选的，所述配准点为红色圆片，2个配准点之间的距离已知，作为芽长测量的参考信息。红色的颜色特征显著，方便图像采集控制器对配准点进行边缘分割，以求取质心，从而实现图像配准。
优选的，所述LED灯包括第一LED灯、第二LED灯，为大小相同的半弧形结构，分别设置在所述摄像头的两侧，且设置的高度高于摄像头机位，通过反向抵消的方式消除摄像头在所采集的图像中的阴影。
进一步的，所述图像采集控制器包括：
存储单元，用于获取、存储所述摄像头采集的图像；
预处理单元，用于对所述摄像头采集的图像进行裁剪；将图像从RGB格式转换为HIS格式，其中，所述背景图像为所述摄像头在设置育秧膜前对准所述配准片拍摄的图像；
配准单元，用于将摄像头采集的图像中的配准点与背景图像中的配准点进行匹配，对不完全匹配的图像进行旋转和拉升变换；
计算单元，用于获取所述配准单元配准后的图像，计算芽长、芽增长量。
本发明所述的催芽智能管理系统，包括上述的催芽膜下状态采集装置，以及物联网网关、工业路由、云处理中心、终端，所述催芽膜下状态采集装置中的无线传输模块与所述物联网网关、工业路由、云处理中心、终端依次相连；其中，所述云处理中心用于接收并存储各监测点通过物联网传输的图像、芽的萌发状态、芽的生长信息，判断是否符合揭膜作业条件，向终端推送作业信息。
进一步的，所述芽的萌发状态包括芽长、芽增长量；所述芽的生长信息包括湿度、温度、光照；所述作业信息包括揭膜作业、膜内降温作业、补光预备作业、补光作业、催芽完成确认作业、故障提示作业。
进一步的，所述无线传输模块还包括提示单元，所述提示单元用于在终端响应作业信息后，发出声光报警，提示用户待作业的所述催芽膜下状态采集装置的安装位置。
有益效果：本发明可以识别芽的生长状况，并结合天气预报、传感器监测等手段，通过云处理技术，实时监视水稻催芽过程以及膜下采集装置的故障状态，根据综合信息及时进行催芽智能管理、智能作业推送，有利于降低用户的劳动强度，提高水稻催芽农事作业的标准化与可靠性，降低农户对催芽技术的依赖性。
附图说明
图1是本发明所述催芽膜下状态采集装置、系统结构示意图；
图2是本发明实施例催芽智能管理流程图；
图3是本发明实施例催芽温湿度曲线；
图4是本发明所述催芽智能管理系统的使用流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明的技术方案作进一步的说明。
如图1所示，本发明所述的催芽膜下状态采集装置包括：板凳式主体1，所述主体包含一个支撑面板，以及支撑面板两端的用于平稳站立的两个支撑柱，所述支撑面板的上表面搭载有电源2以及与电源相连的无线传输模块3、图像采集控制器5，支撑面板的下表面设置有摄像头8、第一LED灯7、第二LED灯9，LED灯7和9分别与电源2连接，摄像头8与支撑面板的下表面呈120°夹角。所述无线传输模块3分别与图像采集控制器5、传感器6相连接；所述摄像头8与图像采集控制器5相连接。所述支撑面板的正下方面对育秧盘，所述育秧盘与两个支撑柱的柱底处于同一水平面上，且育秧盘位于两个支撑柱之间。每个支撑柱的高度为5cm。其中一个支撑柱靠近育秧盘的内侧设置有配准片10。所述配准片10为一个亚光磨砂的黑色方形，具有较强的漫反射能力，其上布置有2个直径为2mm的红色圆形配准点，中心间隔为2cm，以此形成芽长的参考测量信息和测量背景。
电源2采用5000hah的锂电池，图像采集控制器5采用树莓派3，摄像头8采用PiNoIR。第一LED灯7、第二LED灯9均采用1W自然光的LED灯，形状为半弧形，对称安装在所述摄像头8的两侧，且设置高度高于摄像头8，以免产生摄像头8的阴影，对图像造成干扰。无线传输模块3采用一个带有串口的LORA模块。LORA模块的天线包含0.5m左右的线，可以放置在膜外，用于连接提示单元4。所述提示单元4用于通过手机APP操控发出声音并通过发光提示，方便用户寻找。传感器6采用温湿度传感器，具有RS485总线。LORA模块设计了四路继电器输出，可以通过脚本编辑四种唤醒时间间隔。第一LED灯7、第二LED灯9通过一路继电器进行唤醒，图像采集控制器5通过一路继电器进行唤醒，这两路继电器的唤醒时间间隔定为2hour。也就是每2hour唤醒一次，每次工作10min。摄像头8供电集成在图像采集控制器5上。
所述图像采集控制器5包括：
存储单元，用于获取、存储所述摄像头采集的图像；
预处理单元，用于对所述摄像头采集的图像进行裁剪；将图像从RGB格式转换为HIS格式，其中，所述背景图像为所述摄像头在设置育秧膜前对准所述配准片拍摄的图像；
配准单元，用于将摄像头采集的图像中的配准点与背景图像中的配准点进行匹配，对不完全匹配的图像进行旋转和拉升变换；
计算单元，用于将配准后的当前时刻采集图像分别与背景图像或上一时刻图像进行减法运算，得到差值图；求解差值图的质心坐标；对连续采集的图像序列对应的差值图的质心坐标进行均值计算，获取质心坐标与质心坐标均值距离最小的图像作为本次选定的图像，其对应的差值图记为SHIS0(x,y)，其中，(x,y)为像素点；对SHIS0(x,y)进行图像滤波，若差值图是由当前时刻采集图像与背景图像做减法运算得到的，则滤波后的图像为芽的图像，记作SHIS(x,y)；若差值图是由当前时刻采集图像与上一时刻图像做减法运算得到的，则滤波后的图像为芽的生长状态图像，记作ESHIS(x,y)；根据SHIS(x,y)、ESHIS(x,y)的像素面积分别计算芽长、芽增长量。
当第一LED灯7、第二LED灯9、图像采集控制器5通过无线传输模块3唤醒后，对育秧盘进行图像信息采集，1min采集10张图片，通过图像背景减法的处理方式，将育秧盘背景、基质的图像信息过滤，则图片中只剩下芽的信息，对处理后的10张图片对芽的像素面积占比(芽的像素面积/图片面积)进行统计分析，选择离中值最近的图片作为本次测量信息，进行保存和发送。将未处理前的图片转换为MODBUS ASCII，计算后的芽的像素面积占比(％)转换为MODBUS RTU格式。将本次图片和上一次图片进行一次像素比较，将本次图片的芽的信息和上次图片芽的信息进行一次图像减法，获得芽的萌发状态判断，将减法后的芽的面积和上次图片芽的面积进行像素面积占比(％)并转换为MODBUS RTU格式。萌芽增速低于预设值或者萌芽像素面积比达到预设值，提醒用户关注萌芽图像。
其他元件安装与布置以美观和便于维护为主，没有其它原则上的要求，不赘述。出厂时摄像头通过校准可以准确采集到配准点，裁图曲线是通过配准片(10)的边缘确定，属于传感器校准范畴，不做详述。
如图2所示，本发明所述的催芽智能管理系统，包括上述的催芽膜下状态采集装置，以及物联网网关、工业路由、云处理中心、终端。图像、芽的萌发状态、芽的生长信息通过所述催芽膜下状态采集装置中的无线传输模块传输至物联网网关，汇集到4G工业路由后传递至云处理中心。云处理中心对多监测点信息进行判别，当多点所采集的催芽信息均已经达到预设标准，则根据环境光照与温度向终端推送揭膜作业信息。所述终端为手机。
本实施例具体的芽状态检测方法与流程如下。
1.检测前的准备
(1)根据用户手机APP上的确认信息，启动传感器的工作，并采集背景图像。
(2)按出厂校核的图像剪裁边界对摄像头所采集的图像信息进行剪裁，将背景图像存储至图像采集控制器。
2.芽状态检测(对任意一次采样图片进行图像处理，处理过程分为与背景图像相减和与上一时刻图像相减，本步骤以与背景图像相减为例，与上一时刻图像相减算法相同，不赘述)
(1)按2h间隔，第一LED灯7和第二LED灯9、图像采集控制器每2hour唤醒一次，每次工作10min。
(2)将背景图像信息由RGB格式转换为HIS格式：
Figure BDA0002547101480000051
S＝MAX(R，G，B)-MIN(R，G，B) (2)
Figure BDA0002547101480000052
其中R、G、B为图像RGB像素的三个分量。H、I、S为HIS颜色模型的三个分量。
(3)图像配准
将采集的图像中的配准点和背景图像的配准点的质心进行匹对，可进行适当的图像旋转与拉升变换。拉升比例为k＝Li/L0。图像旋转的角度∠Θ为直线Li、L0的夹角。其中Li为第i次需要图像配准的两个配准点质心的距离；L0为背景图像的两个配准点质心的距离。通常情况下是无需对图像进行拉伸和旋转。如果拉升比超过10％或旋转角度超过5度，生成摄像头位移较大的故障信息，提示用户对其进行重新定位。重新定位的方法主要是用户手动方式获取当前芽状态的图片，并手动将已经出芽部分的芽像素部分采用临近区域的基质背景进行人工替换，作为合成的背景图像。用户重新定位实质是背景图像的重新确定。
由于配准点颜色特征显著，对其边缘分割方法是在图像灰度化后，采用Canny边缘检测图像。灰度化和Canny边缘检测是规范的图像处理方法，不做详细描述。
根据如下公式计算配准点质心：
Figure BDA0002547101480000053
Figure BDA0002547101480000054
Figure BDA0002547101480000055
其中，(xi,yj)为当前被测配准点像素(i，j)点的坐标，(xc,yc)为配准点矩形域的对角线中心坐标，
Figure BDA0002547101480000056
为计算出的配准点质心坐标，Iij为当前被测配准点像素(i，j)点的HIS颜色模型I分量。i，j分别代表配准点图像的两个方向。
(4)图像的减法与像素处理
HIS(x,y)＝f1(x,y)-f0(x,y) (7)
其中，HIS(x,y)为差值图，即减法运算后的当前被测图像像素。f1(x,y)与f0(x,y)分别为当前被测图像与背景图像。减法是针对HSI三维度分量分别进行的减法。
(5)将本次采集到的10张图像进行图像配准后进行减法运算，则得到HISi(x,y)，其中i＝1,2,…,10。
(6)图像HISk(x,y)的质心坐标求取
图像质心即图像灰度的重心，设图像有i，j两个方向，m，n分别为i，j方向像素的数量，g(i,j)为像素点(i,j)处的HIS综合值，则图像质心位置坐标表达式为：
Figure BDA0002547101480000061
Figure BDA0002547101480000062
其中，g(i,j)＝α1H(i，j)+α2S(i，j)+α3I(i，j)，α1+α2+α3＝1。α1，α2，α3三个值可调，需要根据用户的基质颜色、育秧盘颜色确定。
10张HISi(x,y)图像的质心表达为(xi,yi)，其中i＝1,2,…,10。
(7)图像选择
对差值图HISi(x,y),i＝1,2,…,10的质心坐标(xi,yi)进行均值计算，得到均值(∑xi/10,∑yi/10)。选择与(∑xi/10,∑yi/10)距离最小的(xi,yi)对应的图像为本次采集图像，记为S(x,y)，其差值图记为SHIS0(x,y)。
(8)SHIS0(x,y)图像滤波
对SHIS0(x,y)图像的像素进行均方差计算，将低于1.5倍均方差的像素置0。所求得的图像标记为SHIS(x,y)，也就是芽的图像。
(9)依照以上同样的方法，对本次图像和上次图像进行相同的图像减法运算，所获得的图像标记为ESHIS(x,y)，也就是芽的生长状态图像。
3.芽的状态计算
计算SHIS(x,y)的像素面积，记为ΔS。根据如下公式计算芽长LE：
LE＝100×ΔS/(0.05×ΔL×ΔL) (10)
其中，ΔL是SHIS(x,y)两个配准点的质心距离。0.05×ΔL×ΔL是理想芽在舒展状态下的像素面积。
计算ESHIS(x,y)的像素面积，记为ΔES。根据如下公式计算芽增长量ΔLE：
ΔLE＝100×(100×ΔES/(0.05×ΔL×ΔL))/LE (11)
如图4所示，本发明所述催芽智能管理系统的使用流程如下：
S1：对膜下采集装置进行安装定位。安装定位包括了装置的主芽区覆盖，配准片临近膜下采集装置的腿安放，配准片水平放置(与摄像头保持基本平行)等。
S2：背景图像采集，背景图像边缘剪裁和存储。在设备安装之初，芽尚未冒出，背景图像在膜下采集装置安装定位后进行采集，并确认下传存储在膜下采集装置的SD卡内。图像存储前需要根据膜下采集装置的腿的边缘，对背景图像进行监测区域剪裁，将监测区框定在两条腿框定的四方区域内。
S3：设置膜下采集装置的图像采集周期。通过APP系统可以对膜下采集装置图像采集周期设置，默认为1h，用于唤醒第一LED灯7、第二LED灯9和图像采集控制器5。
S4：膜下采集装置温湿度采集周期设置。通过APP系统可以对膜下采集装置温湿度采集周期设置，默认为1min。
S5：启动膜下采集装置的采集功能。通过APP系统正式启动膜下采集装置的采集功能。膜下采集装置进入自动工作环节。
S6：膜下采集装置温湿度采集与上传。根据设定周期将膜下采集装置采集到的温湿度数据通过无线传输模块、物联网网关、工业路由上传至云处理中心。
S7：膜下采集装置进行物联网信息获取请求与信息获取。根据膜下采集装置的图像采集周期，进行膜下芽生长状态的图像采集。并发送信息请求，从云处理中心获取天气预报信息，离当前时刻最近的2h区间的棚内光照信息、棚内温度信息、棚内湿度信息，以及该膜下采集装置采集的温湿度信息。
S8：根据历史信息以及图像处理信息进行作业判据计算、存储，并上传至云处理中心。按图像处理算法处理后进行ΔLE(芽增长量)、LE(芽长)计算。根据图像处理算法数据、历史数据等计算ΔST、ΔSH、Lx(i)、W(i)、W(i+1)、W(i+2)、W(i+2)、ΔSA、A(Lx)、A(CloudandRain)。并存储相关图像数据、判据、历史数据，ΔLE(芽增长量)、LE(芽长)等关键数据上传至云处理中心，本次获取图像数据上传至云端。
S9：根据各判据进行智慧作业推送。智慧作业包括揭膜作业智能推送、揭膜作业推送、膜内降温作业推送、补光预备作业推送、补光作业推送、膜下采集装置声光导航、膜下采集装置故障排除导航。
本实施例的智慧管理方法如下：
1.多点采集与监视
通过传感器6获取多监视点ΔLE(芽增长量)、LE(芽长)、T(膜下温度)、H(膜下湿度)；监视棚内的T(温度)、R(光照)的监测值。
2.揭膜作业智能推送
(1)揭膜芽长条件判断和催芽图像查看作业推送
1)揭膜作业的芽长条件为ΔLE<0.1；
2)如图3所示，按照如下公式计算得到揭膜作业的T(温度)曲线：
ΔST＝ST-STB＝∑TiΔt-∑TbiΔt>0 (12)
其中：ΔST为温度曲线比较；STB为参比温度面积；ST为实时温度面积，Ti为i时刻膜下温度测量值，Δt为测量周期，Tbi为i时刻的参比温度值。测量值Ti尚未形成时，值为0。
3)如图3所示，按照如下公式计算揭膜作业的H(湿度)曲线：
ΔSH＝SH-SHB＝∑HiΔt-∑HbiΔt>0 (13)
其中：ΔSH为湿度曲线比较；SHB为参比湿度面积；SH为实时湿度面积，Hi为i时刻膜下湿度测量值，Δt为测量周期，Hbi为i时刻的参比湿度值。测量值Hi尚未形成时，值为0。
1)、2)、3)条件同时满足时，对用户进行催芽图像作业查看推送。用户观察图像后确定该观测点是否适宜揭膜。
(2)揭膜作业推送
催芽区的监视点内所有的监测点均满足了揭膜条件，在棚内光照低于3000LX和温度低于30℃时，或者天气预报在未来2h内为阴雨天，通过APP对用户进行揭膜作业推送。
1)ΔLE<0.1,且ΔSH>0,且ΔSH>0；
2)Lx(i)<3000LX；LTi<30℃。其中Lx(i)为当前(i时刻)监视的棚内光照，LTi为当前(i时刻)监视的棚内温度。
3)W(i)＝1或者W(i)＝2；W(i+1)＝1或者W(i+1)＝2；W(i+2)＝1或者W(i+2)＝2
W(i)为当前时刻天气预报获得值，1代表阴天，2代表雨天；W(i+1)为1小时后的天气预报获得值；W(i+2)为2小时后的天气预报获得值。i为0，1，2，…，23。
揭膜作业流程包括揭膜、膜回收、膜下监测装置回收。满足条件1)的同时，条件2)、3)中任意一条满足，即可推送揭膜作业。
(3)揭膜作业停止推送
用户在揭膜作业中，棚内光照高于5000LX且温度高于32℃时，向用户推送揭膜作业停止，即同时满足以下2个条件：
1)Lx(i)>5000LX；
2)LTi>32℃。
其中Lx(i)为当前(i时刻)监视的棚内光照，LTi为当前(i时刻)监视的棚内温度。
待揭膜条件合适，再对用户推送揭膜作业。
3.膜内降温作业推送
如果催芽温度超过40℃以上1个小时，通过APP向用户推送膜内降温作业。
ΔSA＝∑(Ti-40)Δt>0.6 (14)
其中Δt为采样时间间隔，以分钟为计算单位；ΔSA为判据；Ti为i时刻膜下温度测量值，其中Ti累积的数据为1h的采样数据，0.6的取值，是以每分钟为单位采样间隔作为标准进行计算的。Ti数据仅仅保存1h的数据，采用先进先出的原则进行存储，就是当前时刻的温度值取代最前面那个温度数据，排在数据的末端，其它数据依次向前移。
4.补光预备作业推送
对于没有装设补光系统的，在预设揭膜日之后如果天气预报连续还有4天以上的阴雨天气，对芽转青进行补光预备作业，提醒用户准备补光装置。
A(CloudandRain)＝ROUNDUP[∑f(W(i))/10]＝4 (15)
Figure BDA0002547101480000091
其中A(CloudandRain)是判据，ROUNDUP是向上取整函数，当值超过0.5时，四舍五入向上取整；w(i)是指第i个时刻的天气预报值，i值连续取值4天，40个小时，每天取值早上8点至下午5点，一共10个小时，连续4天。存储方式为先进先出，新的一天天气预报顶替最前面一天的数据，排在数据的最末端，其它数据依次向前移。
5.补光作业推送
揭膜后24h累积有效光照低于3h，对用户进行补光作业推送。
A(Lx)＝∑X(Lx(i))Δt＝180 (17)
Figure BDA0002547101480000092
其中A(Lx)是判据，Lx(i)是i时刻光照采用值，统计时刻为当天的0～23时，Δt为采用时间间隔，本例为1分钟采样一次数据。
6.催芽完成确认作业推送
揭膜作业确定后4h进行催芽完成确认作业推送，作业确认包括膜下采集装置回收确认，膜回收确认。
7.膜下采集装置声光导航
用户进行揭膜作业或者故障作业确认后，对应的膜下采集装置中的提示单元进行声光报警，引导用户前往揭膜作业区域。
8.膜下采集装置故障排除导航
膜下采集装置云端信息消失、图像配准失败，通过手机APP向用户提醒进行膜下采集装置故障排除作业推送与导航。用户将一个备用的膜下采集装置放置在故障膜下采集装置的准确安装位置(以配准片位置作为标准),将故障采集装置的SD卡插入重新更换装置，进行重新定位，重新定位的方法主要是用户手动方式获取当前芽状态的图片，并手动将已经出芽部分的芽像素部分采用临近区域的基质背景进行人工替换，作为合成的背景图像。即可完成故障排除。

Claims (10)

1.一种催芽膜下状态采集装置，其特征在于：该装置包括主体，所述主体设置于育秧盘上方，其上表面搭载有电源，其下表面设置有摄像头、LED灯，所述摄像头与图像采集控制器相连接；所述主体的一端连接竖直向下设置的配准片，所述配准片的长度大于等于主体到育秧盘表面的距离；所述电源分别与所述LED灯、无线传输模块、图像采集控制器相连接，所述无线传输模块分别与图像采集控制器、传感器相连接；其中，
所述摄像头，面向所述配准片，用于对育秧盘中的芽的状态进行监测；
所述图像采集控制器，用于控制摄像头进行图像采集，并对摄像头回传的图像进行处理，识别芽的萌发状态；
所述配准片，用于作为所述图像采集控制器的图像配准的基准；
所述传感器，用于采集芽的生长信息；
所述无线传输模块，用于将芽的萌发状态及芽的生长信息发送至终端。
2.根据权利要求1所述的催芽膜下状态采集装置，其特征在于：所述主体呈板凳状，包含支撑面板，所述支撑面板位于育秧盘正上方，所述支撑面板的两端对称设有支撑柱，育秧盘位于两个支撑柱之间。
3.根据权利要求2所述的催芽膜下状态采集装置，其特征在于，所述支撑柱靠近育秧盘的一侧为表面积中最大的一面，所述配准片设置在该面上，所述摄像头面向配准片。
4.根据权利要求1或3所述的催芽膜下状态采集装置，其特征在于，所述配准片为黑色，采用亚光磨砂材质，所述配准片上对称设置有2个配准点。
5.根据权利要求4所述的催芽膜下状态采集装置，其特征在于：所述配准点为红色圆片，2个配准点之间的距离用于作为芽长测量的参考信息。
6.根据权利要求1所述的催芽膜下状态采集装置，其特征在于：所述LED灯包括第一LED灯、第二LED灯，为大小相同的半弧形结构，分别设置在所述摄像头的两侧，且设置的高度高于摄像头机位。
7.根据权利要求1所述的催芽膜下状态采集装置，其特征在于，所述图像采集控制器包括：
存储单元，用于获取、存储所述摄像头采集的图像；
预处理单元，用于对所述摄像头采集的图像进行裁剪；将图像从RGB格式转换为HIS格式，其中，所述背景图像为所述摄像头在设置育秧膜前对准所述配准片拍摄的图像；
配准单元，用于将摄像头采集的图像中的配准点与背景图像中的配准点进行匹配，对不完全匹配的图像进行旋转和拉升变换；
计算单元，用于获取所述配准单元配准后的图像，计算芽长、芽增长量。
8.一种催芽智能管理系统，其特征在于，该系统包括权利要求1所述的催芽膜下状态采集装置，还包括物联网网关、工业路由、云处理中心、终端，所述催芽膜下状态采集装置中的无线传输模块与所述物联网网关、工业路由、云处理中心、终端依次相连；其中，所述云处理中心用于接收并存储各监测点通过物联网传输的图像、芽的萌发状态、芽的生长信息，判断是否符合揭膜作业条件，向终端推送作业信息。
9.根据权利要求8所述的催芽智能管理系统，其特征在于：所述芽的萌发状态包括芽长、芽增长量；所述芽的生长信息包括湿度、温度、光照；所述作业信息包括揭膜作业、膜内降温作业、补光预备作业、补光作业、催芽完成确认作业、故障提示作业。
10.根据权利要求8所述的催芽智能管理系统，其特征在于：所述无线传输模块还包括提示单元，所述提示单元用于在终端响应作业信息后，发出声光报警，提示用户待作业的所述催芽膜下状态采集装置的安装位置。
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