CN114544869A - 一种气体及虫害检测系统 - Google Patents

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CN114544869A CN202210102052.4A CN202210102052A CN114544869A CN 114544869 A CN114544869 A CN 114544869A CN 202210102052 A CN202210102052 A CN 202210102052A CN 114544869 A CN114544869 A CN 114544869A
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Abstract

本申请涉及一种气体及虫害检测系统，涉及智能仓房管理的技术领域，其包括检测舱，用于收集粮仓内不同检测点处的气体样本和虫害样本；检测装置，用于检测所述气体样本，获取气体浓度，用于拍摄所述虫害样本，获取虫害影像；环境调节装置，设置于粮仓内不同检测点处，用于采集不同检测点处的温湿度，并对不同检测点处环境进行调节；服务器，分别与所述检测装置和环境调节装置连接，用于根据所述虫害影像分析虫害种类，并根据所述温湿度和虫害种类来控制所述环境调整装置以对不同检测点处的环境进行调节。本申请具有改善检测点的环境的效果。

Description

一种气体及虫害检测系统
技术领域
本申请涉及智能仓房管理的技术领域，尤其是涉及一种气体及虫害检测系统。
背景技术
粮仓内气体检测和虫害检测是粮仓仓储管理作业中常见的两项工作，以往基本依靠保管人员人工作业，费时费力，并且存在一定的不安全隐患。随着自动化设备的大量使用，上述问题得到一定程度的改善。
市面上气体检测设备和虫害检测设备属于两种设备，而且均存在多种实现方式。目前有一种泵吸式原理可同时适用于气体检测和虫害检测，显然将两者整合为一体是一个必然的思路。然而新的问题是，虫害出现在检测点，并在检测点增值生长，通常是因为环境因素，目前这类设备并没有对虫害检测数据进行分析，进而改善检测点的环境。
发明内容
为了改善检测点的环境，本申请提供一种气体及虫害检测系统。
第一方面，本申请提供一种气体及虫害检测系统，采用如下的技术方案：
一种气体及虫害检测系统，包括：
检测舱，用于收集粮仓内不同检测点处的气体样本和虫害样本；
检测装置，用于检测所述气体样本，获取气体浓度，用于拍摄所述虫害样本，获取虫害影像；
环境调节装置，设置于粮仓内不同检测点处，用于采集不同检测点处的温湿度，并对不同检测点处环境进行调节；
服务器，分别与所述检测装置和环境调节装置连接，用于根据所述虫害影像分析虫害种类，并根据所述温湿度和虫害种类来控制所述环境调整装置以对不同检测点处的环境进行调节。
通过采用上述技术方案，在对气体样本进行检测的同时，还对虫害样本进行检测，本申请可同时适用于气体检测和虫害检测；在虫害检测过程中，获取虫害种类，基于虫害种类和温湿度，来控制环境调整装置以对不同检测点处的环境进行调节，以改善检测点的环境，使得检测点处的环境不适应虫害生存，进而减少虫害，有利于存储粮仓中的粮食。
优选的，所述检测装置包括气体浓度传感器和摄像设备；
所述气体浓度传感器设置于所述检测舱的内底壁，用于检测气体浓度；
所述摄像设备设置于所述检测舱的内顶壁，用于拍摄虫害影像。
优选的，所述服务器具体用于：
采用图像识别技术识别出所述虫害影像中所有虫害种类；
根据所述虫害种类确定虫害的习性数据；
基于所述习性数据和温湿度判断虫害出现的原因是否由环境因素造成；
若是，则根据所述温湿度和习性数据来控制所述环境调整装置以对检测点处的环境进行调节，使得检测点处的环境不适应虫害生存。
优选的，所述服务器还具体用于：
采用边框回归技术对所述虫害影像中的所有虫害进行实时定位，并对每一只虫害进行标记；
在所述虫害影像中选取两帧不同的图像，分别识别出两帧图像中所有虫害的初始种类；
判断两帧图像中相同标记的虫害的初始种类是否相同；
若是，则将所述初始种类作为所述虫害种类。
通过采用上述技术方案，虫害在不同时期的活动状态时不一致的，对两帧图像中相同标记的虫害的初始种类进行对比，获取虫害种类的方法，能够提高结果的准确度；例如，其中一帧图像展示的是虫害刚进入检测舱中的状态，此时虫害在受到惊吓之后，处于应激状态，另外一帧图像展示的是虫害在检测舱中停留一段时间之后的状态，此时虫害在平复惊吓之后，处于正常状态，在两种不同的状态下，判断虫害的种类识别结果是否相同，若是，则说明两次获取的种类识别结果均正确。
优选的，所述检测装置还包括计数设备；
所述计数设备，与所述检测舱连接，用于对所述虫害样本中的虫害进行计数。
优选的，还包括：
回收舱，与所述检测舱连接，用于回收所述气体样本和所述虫害样本；
抽气泵，与所述回收舱连接。
通过采用上述技术方案，对气体样本和所述虫害样本进行回收，以防影响下一次检测。
优选的，还包括：
诱捕设备，设置于粮仓内不同检测点处，用于诱捕粮仓内不同检测点处的虫害样本，用于作为不同检测点处的气体样本的采集入口；
电动球阀，与所述诱捕设备连通，与服务器连接，用于控制所述诱捕设备和计数设备接通。
优选的，还包括：
电子设备，与所述服务器连接，用于接收用户的控制命令，并根据所述控制命令控制并协调所述检测装置、环境调节装置、服务器、计数设备、抽气泵和电动球阀的运行。
通过采用上述技术方案，基于电子设备，便于用户对各设备进行监控。
附图说明
图1是本实施例提供的气体及虫害检测系统的结构示意图。
图2是本实施例提供的气体及虫害检测系统的电路结构框图。
附图标记说明：1、检测舱；101、舱体；102、通气管；103、第三单向阀；2、检测装置；201、气体浓度传感器；202、摄像设备；203、计数设备；204、红外传感器；205、测压设备；3、环境调节装置；4、服务器；5、回收舱；6、抽气泵；7、诱捕设备；8、电动球阀；9、电子设备；10、取样气管；11、气管接头；12、采集气管；13、第一单向阀；14、第二单向阀；15、电动阀门；16、控制器。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
本实施例提供一种气体及虫害检测系统，如图1和图2所示，该系统包括检测舱1、检测装置2、环境调节装置3和服务器4；
检测舱1，用于收集粮仓内不同检测点处的气体样本和虫害样本；
检测装置2，用于检测气体样本，获取气体浓度，用于拍摄虫害样本，获取虫害影像；
环境调节装置3，设置于粮仓内不同检测点处，用于采集不同检测点处的温湿度，并对不同检测点处环境进行调节；
服务器4，分别与检测装置2和环境调节装置3连接，用于根据虫害影像分析虫害种类，并根据温湿度和虫害种类来控制环境调整装置以对不同检测点处的环境进行调节。
本实施例中，气体及虫害检测系统还包括诱捕设备7、电动球阀8；
诱捕设备7，设置于粮仓内不同检测点处，用于诱捕粮仓内不同检测点处的虫害样本，用于作为不同检测点处的气体样本的采集入口；
电动球阀8，与诱捕设备7连通，与服务器4连接，用于控制诱捕设备7和计数设备203接通。
具体的，气体及虫害检测系统还包括固定板、取样气管10、气管接头11、采集气管12；
固定板，安装于粮仓外壁上，用于固定电动球阀8；
取样气管10，一端设置于粮仓内，另一端设置于粮仓外，用于连通诱捕设备7和对应的电动球阀8；
电动球阀8，与服务器4连接，与取舱体样气管10连通，用于控制诱捕设备7和气管接头11接通；
气管接头11，用于将电动球阀8与采集气管12连通；
采集气管12，与检测舱1连通，用于将不同检测点处的气体样本和虫害样本传输至检测舱1。
本实施例中，检测装置2包括气体浓度传感器201；
气体浓度传感器201设置于检测舱1的内底壁，与服务器4连接，用于检测气体浓度。
本实施例中，检测装置2还包括摄像设备202；
摄像设备202设置于检测舱1的内顶壁，用于拍摄虫害影像。
具体的，摄像设备202为相机，与服务器4连接，虫害影像为虫害图像。
服务器4具体用于：
采用图像识别技术识别出虫害图像中所有虫害种类；
根据虫害种类确定虫害的习性数据；
基于习性数据和温湿度判断虫害出现的原因是否由环境因素造成；
若是，则根据温湿度和习性数据来控制环境调整装置以对检测点处的环境进行调节，使得检测点处的环境不适应虫害生存。
其中，习性数据包括适应温度区间和适应湿度区间；温湿度包括当前温度和当前湿度。
上述中，基于习性数据和温湿度判断虫害出现的原因是否由环境因素造成的具体方法为：
判断是否当前温度属于适应温度区间，并且当前湿度属于适应湿度区间；若是，则判定虫害出现的原因是由环境因素造成，并将习性数据作为待用数据。
例如，虫害图像为在检测点1收集的虫害样本的图像，服务器4识别出虫害图像中某一虫害种类为麦蛾，在自身的存储数据库中筛查出麦蛾的适应温度区间为[A℃，B℃]、适应湿度区间为[C%rh，D%rh]，判断是否在检测点1采集的当前温度属于[A℃，B℃]，并且在检测点1采集的当前湿度属于[C%rh，D%rh]；若是，则判定检测点1的麦蛾出现的原因是由环境因素造成，并将[A℃，B℃]和[C%rh，D%rh]作为待用数据。
上述中，根据温湿度和习性数据来控制环境调整装置以对检测点处的环境进行调节，使得检测点处的环境不适应虫害生存的具体方法为：
根据待用数据、预设温度区间和预设湿度区间，获取温度区间和湿度区间，将温度区间和湿度区间发送至环境调节装置3；其中，预设数据包括预设温度区间和预设湿度区间，预设温度区间为预先确定好的在不同检测点处适合粮食存储的温度数值范围，预设湿度区间为预先确定好的在不同检测点处适合粮食存储的湿度数值范围。
具体的，根据第一预设公式，计算温度区间；判断第一预设公式无解；若是，则将计算结果作为温度区间；若否，则识别虫害图像中每一种虫害种类的数量，将数量最少的一种虫害的适应温度区间与预设温度区间的重合区间作为温度区间。
其中，第一预设公式具体为：
c=a-a∩（b1∪b2∪b3……∪bn）；
其中，a表示预设温度区间，b1∪b2∪b3……∪bn分别表示在虫害图像中识别出的第1种虫害、第2种虫害、第3种虫害、……第n种虫害的适应温度区间，c表示温度区间。
湿度区间的获取方法和上述中温度区间的获取方法一致，在此不再赘述。
环境调节装置3，具体用于根据温度区间对检测点处的温度进行调节，根据温度区间对检测点处的湿度进行调节。
值得注意的是，环境调节装置3无论对不同检测点处环境进行怎样的调节，检测点处的当前温度都控制在预设温度区间之间，当前湿度控制在预设湿度区间之间。
本申请还提供另外一种获取虫害种类的方法，具体的：摄像设备202为摄像头，与服务器4连接，虫害影像为虫害视频。
气体及虫害检测系统还包括电子设备9，电子设备9包括移动终端、触摸屏和PC终端。
服务器4具体用于：
采用边框回归技术对虫害视频中的所有虫害进行实时定位，并对每一只虫害进行标记；
在虫害视频中选取两帧不同的图像，分别识别出两帧图像中所有虫害的初始种类；
判断两帧图像中相同标记的虫害的初始种类是否相同；
若是，则将初始种类作为虫害种类；
若否，则向电子设备9发送确定数据；
电子设备9，与服务器4连接，用于将确定数据呈现在显示界面中，并获取用户的反馈数据；
服务器4，还用于根据反馈数据，获取虫害种类。
上述中，获取虫害视频的方法为：
检测装置2还包括红外传感器204；
红外传感器204，安装于检测舱1的入口处，用于检测是否有虫害经过，若是，则输出触发信号；
服务器4，还用于在接收触发信号之后，开始计时，并判断计时时间是否达到第一阈值；若是，则表示气体样本进入检测舱1中，控制气体浓度传感器201开始检测气体浓度，同时，表示虫害样本全部进入检测舱1中，控制摄像头开始录像；判断计时时间是否达到第二阈值；若是，则控制摄像头停止录像；
摄像头，用于在停止录像之后，得到虫害图像。
其中，气体浓度传感器201在检测完气体浓度之后，自动停止运行。
在虫害视频中选取两帧不同的图像的方法为：
两帧不同的图像分别为第一图像和第二图像。选取虫害视频中的第N帧图像作为第一图像，选取第M帧图像作为第二图像。采用图像识别技术，分别识别第一图像和第二图像中所有虫害的初始种类；其中，M远远大于N。
上述中，将确定数据呈现在显示界面中，并获取用户的反馈数据的方法为：
确定数据包括第一图像和第二图像，注意第一图像和第二图像中分别显示相同标记的虫害的候选框，确定数据还包括两次识别出的初始种类，显示界面还显示输入窗口。
反馈数据包括用户输入的种类结果，具体的，用户根据经验判断相同标记的虫害的种类，并通过在输入窗口输入相关的文字，将种类结果发送至服务器4；服务器4接收种类结果，并将种类结果作为相同标记的虫害的虫害种类。
重复上述操作，直至获取虫害视频中所有虫害的虫害种类。
服务器4，还用于将所有虫害的虫害种类整理为种类报表，并将种类报表发送至电子设备9。
可选的，服务器4，还用于判断是否当前温度属于适应温度区间，并且当前湿度属于适应湿度区间；若否，则向电子设备9发送提示信息，提醒用户排查虫害出现的原因。
电子设备9，还用于接收用户的控制命令；
服务器4，还用于接收电子设备9的控制命令，并根据控制命令控制其他设备的运行。
作为一种可实施方式，检测装置2还包括计数设备203；
计数设备203，分别与采集气管12、检测舱1和服务器4连接，用于对虫害样本中的虫害进行计数，并将计数结果上传至服务器4；
服务器4，还用于将计数结果发送至电子设备9。
计数操作采用光纤原理，对于颗粒度极小的虫害样本检测灵敏且计数真实可靠。
可选的，服务器4，还用于将所有的数量结果整理为计数报表，并将计数报表发送至电子设备9。
作为一种可实施方式，检测装置2还包括：
回收舱5，与检测舱1连接，用于回收气体样本和虫害样本；
抽气泵6，与回收舱5连接。
抽气泵6采用变量泵，根据气体检测工况要求及虫害检测工况要求分别设置不同流量，从而保障气体检测时有毒气体的流速安全及虫害检测时所有检测点总检测周期的高效性。
检测装置2还包括测压设备205；
测压设备205，安装于检测舱1内壁上，与服务器4连接，用于检测检测舱1内的气压值；
服务器4，还用于根据气压值，控制抽气泵6是否停止抽气。
具体的，服务器4判断气压值是否小于预设气压值；若是，则控制抽气泵6停止抽气。
可选的，采集气管12、计数设备203和回收舱5内也可以安装测压设备205，用于检测各个环节的压力值并上传至服务器4，服务器4实时监控各环节压力值，当压力值出现异常时，及时调整压力环境。
气体及虫害检测系统还包括筛网；
筛网，安装于抽气泵6与回收舱5的连接处，用于防止虫害样本进入至抽气泵6。
气体及虫害检测系统还包括第一单向阀13、第二单向阀14和电动阀门15；
第一单向阀13，安装于计数设备203的入口处，用于防止虫害样本和气体样本返回至采集气管12；
第二单向阀14，安装于检测舱1的入口处，用于虫害样本和气体样本返回至计数设备203；
电动阀门15，安装于检测舱1和回收舱5之间，用于控制检测舱1和回收舱5连通。
检测舱1包括舱体101、通气管102和第三单向阀103；
舱体101，用于放置虫害样本和气体样本；
通气管102，与舱体101连接，用于将舱体101与外界空气连通；
第三单向阀103，安装于通气管102上，用于控制舱体101与外界空气连通。
气体及虫害检测系统还包括控制器16；
控制器16，分别与服务器4、红外传感器204、电动球阀8、电动阀门15、第三单向阀103和抽气泵6相连接，用于根据服务器4的控制命令，控制红外传感器204、电动球阀8、电动阀门15、第三单向阀103和抽气泵6的运行。
控制器16，还用于接收红外传感器204的触发信号，并将触发信号发送至服务器4。
气体及虫害检测系统使用modbusTCP通讯协议，可接入以太网对各个设备进行远程控制。
粮仓进行的熏蒸作业会产生对含铜金属造成严重腐蚀的有毒气体，如果设备安装于粮仓内，显然会对设备自身的防熏蒸能力有较高要求，同时设备若出现故障也只能等熏蒸作业完全结束后才能入仓检修。本实施例除了诱捕设备7、取样气管10和环境调节装置3，其余设备所有部件均安装于粮仓外，有利于设备不被有毒气体腐蚀，便于设备维护。
本申请实施例一种气体及虫害检测系统的实施原理为：
电子设备9接收用户的控制命令，并将控制命令发送至服务器4。
服务器4通过控制器16控制抽气泵6抽气，此时电动阀门15为打开状态，电动球阀8和第三单向阀103为关闭状态，抽气泵6抽气完毕之后，回收舱5和检测舱1为负压状态。
服务器4通过控制器16控制电动阀门15关闭，控制其中一个电动球阀8打开。采集气管12、计数设备203和检测舱1内的压强小于检测点处的诱捕设备7的压强，诱捕设备7中的虫害样本被逐步吸入至检测舱1，同时检测点处的气体样本也通过诱捕设备7一起被逐步吸入至检测舱1。
气体样本到达检测舱1之后，服务器4控制气体浓度传感器201对气体样本进行检测，获取气体浓度，并将气体浓度发送至服务器4，服务器4将气体浓度发送至电子设备9；其中，气体浓度包括氧气浓度、二氧化碳浓度、磷化氢浓度和氮气浓度等。
可选的，服务器4，还用于将所有的气体浓度整理为气体报表，并将气体报表发送至电子设备9。
服务器4通过控制器16控制计数设备203运行，在虫害样本经过计数设备203时，计数设备203对虫害样本进行计数，获取计数结果并将计数结果发送至服务器4，服务器4将数量结果发送至电子设备9。
虫害样本到达检测舱1之后，服务器4控制摄像设备202运行，摄像设备202获取虫害影像并将虫害影像发送至服务器4；同时，服务器4控制环境调节装置3采集同检测点处的温湿度。服务器4根据虫害影像分析虫害种类，根据虫害种类和温湿度来控制环境调整装置以对不同检测点处的环境进行调节。
其中，服务器4控制环境调节装置3采集同检测点处的温湿度具体方法为：
在对其中一处检测点的气体样本和虫害样本进行检测过程中，服务器4向环境调节装置3发送该处检测点的编号，环境调节装置3在接收编号之后，采集编号对应的检测点处的温湿度。
气体样本和虫害样本到达检测舱1之后，服务器4通过控制器16控制电动球阀8关闭。
服务器4在获取虫害影像和气体浓度之后，通过控制器16控制第三单向阀103打开，对舱体101进行排压。排压完毕之后，控制第三单向阀103关闭，打开电动阀门15，回收舱5中的压强小于检测舱1中的压强，检测舱1中的虫害样本和气体样本全部被吸入至回收舱5中，以防影响下一次检测。
在上一检测点和下一检测点之间的样本清空环节，粮仓害虫由于体积小、重量轻，一般的清虫方式存在清理不干净的情况，本申请采用负压原理，通过瞬间释放检测舱1压力将害虫排放至回收舱5，此种工法清洁率高。
本申请具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (8)

1.一种气体及虫害检测系统，其特征在于，包括：
检测舱（1），用于收集粮仓内不同检测点处的气体样本和虫害样本；
检测装置（2），用于检测所述气体样本，获取气体浓度，用于拍摄所述虫害样本，获取虫害影像；
环境调节装置（3），设置于粮仓内不同检测点处，用于采集不同检测点处的温湿度，并对不同检测点处环境进行调节；
服务器（4），分别与所述检测装置（2）和环境调节装置（3）连接，用于根据所述虫害影像分析虫害种类，并根据所述温湿度和虫害种类来控制所述环境调整装置以对不同检测点处的环境进行调节。
2.根据权利要求1所述的气体及虫害检测系统，其特征在于，所述检测装置（2）包括气体浓度传感器（201）和摄像设备（202）；
所述气体浓度传感器（201）设置于所述检测舱（1）的内底壁，用于检测气体浓度；
所述摄像设备（202）设置于所述检测舱（1）的内顶壁，用于拍摄虫害影像。
3.根据权利要求2所述的气体及虫害检测系统，其特征在于，所述服务器（4）具体用于：
采用图像识别技术识别出所述虫害影像中所有虫害种类；
根据所述虫害种类确定虫害的习性数据；
基于所述习性数据和温湿度判断虫害出现的原因是否由环境因素造成；
若是，则根据所述温湿度和习性数据来控制所述环境调整装置以对检测点处的环境进行调节，使得检测点处的环境不适应虫害生存。
4.根据权利要求3所述的气体及虫害检测系统，其特征在于，所述服务器（4）还具体用于：
采用边框回归技术对所述虫害影像中的所有虫害进行实时定位，并对每一只虫害进行标记；
在所述虫害影像中选取两帧不同的图像，分别识别出两帧图像中所有虫害的初始种类；
判断两帧图像中相同标记的虫害的初始种类是否相同；
若是，则将所述初始种类作为所述虫害种类。
5.根据权利要求4所述的气体及虫害检测系统，其特征在于，所述检测装置（2）还包括计数设备（203）；
所述计数设备（203），与所述检测舱（1）连接，用于对所述虫害样本中的虫害进行计数。
6.根据权利要求5所述的气体及虫害检测系统，其特征在于，还包括：
回收舱（5），与所述检测舱（1）连接，用于回收所述气体样本和所述虫害样本；
抽气泵（6），与所述回收舱（5）连接。
7.根据权利要求6所述的气体及虫害检测系统，其特征在于，还包括：
诱捕设备（7），设置于粮仓内不同检测点处，用于诱捕粮仓内不同检测点处的虫害样本，用于作为不同检测点处的气体样本的采集入口；
电动球阀（8），与所述诱捕设备（7）连通，与服务器（4）连接，用于控制所述诱捕设备（7）和计数设备（203）接通。
8.根据权利要求7所述的气体及虫害检测系统，其特征在于，还包括：
电子设备（9），与所述服务器（4）连接，用于接收用户的控制命令，并根据所述控制命令控制并协调所述检测装置（2）、环境调节装置（3）、服务器（4）、计数设备（203）、抽气泵（6）和电动球阀（8）的运行。
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