CN201957524U - 自动化茶园精细化生长发育测量及病虫害检测装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种自动化茶园精细化生长发育测量及病虫害检测装置，包括设置于茶树垄间的导轨、依靠驱动滑轮沿导轨运动的机架，所述机架上安装有动力系统、传感器系统和控制中心。本实用新型所述自动化茶园精细化生长发育测量及病虫害检测装置实现了依靠茶园精细化作业科学管理来有效施肥、施药，减少环境污染；并实现管理中心和现场监测的自动化操作。
Description
技术领域
本实用新型涉及精细农业领域，特别涉及茶园精细化生长发育测量、病虫害监测装置。
背景技术
20世纪90年代以来，随着全球定位系统（GPS）、地理信息系统(GIS)、农业应用电子技术和作物栽培有关模拟模型以及生产管理决策支持系统(DDS)技术研究的发展，“精细农业”已成为21世纪，主要发达国家为合理利用农业资源，提高农作物产量，降低生产成本，改善生态环境的最富有吸引力的前沿性研究领域之一。
作物生长发育模拟模型建立和病虫害监测管理系统是精细农业中非常重要的内容。茶叶是农业作物中主要的经济作物之一，实现茶园精细化栽培和管理，也必须建立茶园生长发育模型来实施科学管理实现施肥、灌溉和采摘等；同时监测病虫害科学控制病虫害有效施药、减少农药环境污染。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种自自动化茶园精细化生长发育测量及病虫害检测装置，以实现茶园精细化作业建立茶园生长发育模型并监测病虫害的情况，并作出相应诊断，实现科学管理来有效施肥、施药等。
本实用新型目的是通过以下技术方案实现的：一种自动化茶园精细化生长发育测量及病虫害检测装置，其特征是包括设置于茶树垄间的导轨、依靠驱动滑轮沿导轨运动的机架，所述机架上安装有动力系统、传感器系统和控制中心；其中动力系统包括连接有电源的电机，电机通过皮带连接有机架底部设置的驱动滑轮；控制中心包括相互连接的触发控制器和计算机，所述触发控制器的信号输入端与安装于导轨边沿的限位开关的信号输出端连接，控制中心通过其内部的触发控制器接入传感器系统的信号输入端和电机的电机编码器。
基于上述结构，进一步的方案是，所述传感器系统包括测试端口均对准茶树的视觉传感器和超声波传感器；所述视觉传感器和超声波传感器安装于机架上，且两者的信号输出端均经I/O口与计算机连接；所述计算机连接有由数据管理中心和数据解析中心构成的数据中心。
所述数据中心与计算机之间通过无线网络连接。
所述视觉传感器包括普通视觉传感器和全方位视觉传感器；所述普通视觉传感器是指普通的摄像机；所述全方位视觉传感器是由曲面镜和摄像机结合而成的一种视觉传感器，一副图像可提供传感器周围360°范围的信息；所述超声波传感器是采用超声波距离传感器测量树叶与传感器间的距离来采集茶树叶生长情况数据；所述计算机是指连接在机架上现场接受和发射数据的电脑。
本实用新型的工作原理如下所述：
自动化茶园精细化生长发育测量及病虫害检测装置包括导轨及机架、数据中心和数据传输；所述导轨是指将铁轨安装在茶园茶树垄间用于承担机架的往复运动。机架上安装动力系统、传感器系统、控制中心；所述动力系统包括动力源太阳能电池产生电能后储存在蓄电池中为整个装置提供电能，所述太阳能电池及蓄电池电线连接并通过螺丝固定在机架表面上；蓄电池提供电能给固定在机架底部的电机通过皮带传输到机架上的驱动滑轮驱动机架运动。
所述传感器系统包括视觉传感器、超声波传感器和计算机PC；所述视觉传感器和超声波传感器通过数据（I/O）与PC连接并安装在机架上，都对准茶树采集数据；所述视觉传感器是采集病虫害图像数据的传感器，包括普通视觉传感器和全方位视觉传感器。其中普通视觉传感器是指普通的摄像机；所述全方位视觉传感器是由曲面和普通摄像机结合，一副图像可提供传感器周围360°范围的信息的新的视觉传感器；所述超声波传感器是采用超声波距离传感器测量树叶与传感器间的距离来采集茶树叶生长情况数据；所述计算机PC是指连接在机架上现场接受和发射数据的电脑。
所述控制中心中，通过其内部的触发控制器发出控制信号控制整个系统的电源、发射命令打开或关闭电机、控制传感器系统工作；同时接受PC控制信号和限位开关的信号。所述控制中心内有通过无线网络与触发控制器连接的PC，固定在机架上。所述限位开关，当机架运动到导轨边沿，限位开关受触摸，发出信号，断开电源，停止电机和传感器的工作。
所述数据中心包括病虫害数据管理中心和数据解析中心；所述病虫害数据管理中心是指病虫害专家数据库，根据视觉传感器提供的数据分析病虫害的状况，诊断并提供施药方案；所述数据解析中心是指根据超声波传感器测量树叶与传感器的距离，测量茶叶的生长情况，并解析生长的发育模型并制作出生长的发育图，以利于科学管理，如施肥、灌溉等。
本实用新型可采用无线网络来实现数据和信号的传输。所述无线网络的无线发射器与触发控制器连接，并接受触发控制器的指令开闭无线发射器。
综上所述，本实用新型提供了一种自动化茶园精细化生长发育测量及病虫害检测装置。采用太阳能提供动力，视觉传感器和超声波传感器采集病虫害数据和生长发育数据，通过无线网络传输到数据管理中心，完成以实现茶园精细化作业建立茶园生长发育模型并监测病虫害的情况，诊断，实现茶园精细化作业科学管理来有效施肥、施药，减少环境污染；并实现管理中心和现场监测的自动化操作。
附图说明
图1是实施例中装置示意图；
图2是实施例中工作流程图。
图1中，1.导轨、2.茶树、3.机架、4.太阳能电池、5.计算机、6.蓄电池、7.视觉传感器、8.触发控制器、9.无线发射器、10.超声波传感器、11.限位开关、12.导向轮、13.电机编码器、14.电机、15.驱动滑轮。
具体实施方式
以下结合附图，对本实用新型作进一步说明。
参照图1、图2，本实施例包括导轨1及机架3、数据管理中心和数据传输；所述导轨1是指将铁轨安装在茶园茶树垄间用于承担机架的往复运动，导轨上装有驱动滑轮15和导向轮12；所述机架3上安装动力系统、传感器系统和控制中心；所述动力系统包括动力源太阳能电池4产生电能后储存在蓄电池6中为整个装置提供电能，所述太阳能电池4及蓄电池6电线连接并通过螺丝固定在机架3表面上；蓄电池6提供电能给固定在机架3底部的电机14通过皮带传输到机架上的驱动滑轮15驱动机架3运动。
所述传感器系统包括视觉传感器7、超声波传感器10和计算机5；所述视觉传感器7和超声波传感器10通过I/O端与计算机5连接并安装在机架3上，都对准茶树2采集数据；所述视觉传感器10包括普通摄相机和一种新的视觉传感器全方位视觉传感器；通过采集病虫害图像数据；所述超声波传感器10是采用超声波距离传感器测量树叶与传感器间的距离来采集茶树叶生长情况数据； 传感器采集的数据输入计算机5中。所述计算机5除了接受传感器采集的数据，通过无线网络发射传感器采集的数据到数据管理中心；同时通过无线网络接受操作信号。
所述控制中心中的计算机接受触发控制器8发出的控制信号和限位开关11的信号，控制整个系统的电源、发射命令到电机编码器13打开或关闭电机14、视觉传感器7和超声波传感器10工作。所述触发控制器8连接计算机5，固定在机架3上。所述限位开关11，其工作原理是：当机架3运动到导轨1边沿，限位开关11受触摸，发出信号，断开电源，停止电机14、视觉传感器7和超声波传感器10的工作。在实际操作中，传感器系统中的计算机与控制中心内的计算机共同采用一台计算机实现。
所述数据中心是指包括病虫害数据管理中心和数据解析中心；所述病虫害数据管理中心是指病虫害专家数据库，根据视觉传感器7提供的数据分析病虫害的状况，诊断并提供施药方案；所述数据解析中心是指根据超声波传感器10测量树叶与传感器之间的距离，测量茶叶的生长情况，并解析生长的发育模型并制作出生长的发育图，以利于科学管理，如施肥、灌溉等。
所述数据传输，采用无线网络来实现数据和信号的传输。所述无线网络的无线发射器9与触发控制器8连接，并接受触发控制器8的指令开闭无线发射器9。
本实施例的工作过程是：触发控制器发出操作信号打开电源开关，输入电机编码器13脉冲信号，启动电机14运转，驱动机架运动，即所述机架3通过由电机驱动的驱动滑轮沿设置于茶树垄间的导轨在茶树区域中运动；同时打开安装于机架上的视觉传感器7和超声波传感器10，使其测试端口对准被测茶树，随着机架的移动，采集茶树4的图像数据和生长发育数据；当机架完成采集，即达到轨道终点时，安装于轨道终点的限位开关断开触发控制器8电源，结束数据的采集。然后视觉传感器7和超声波传感器10将采集的数据经数据（I/O）输送到计算机5中；通过视觉传感器7采集的数据通过无线传输输送到数据管理中心（病虫害专家库）对病虫害进行诊断并输入施药方案；超声波传感器采集的数据同样无线传输输送到数据解析中心，解析生长的发育模型并制作出生长的发育图。
Claims (4)
1.一种自动化茶园精细化生长发育测量及病虫害检测装置，其特征是包括设置于茶树垄间的导轨、依靠驱动滑轮沿导轨运动的机架，所述机架上安装有动力系统、传感器系统和控制中心；其中动力系统包括连接有电源的电机，电机通过皮带连接有机架底部设置的驱动滑轮；控制中心包括相互连接的触发控制器和计算机，所述触发控制器的信号输入端与安装于导轨边沿的限位开关的信号输出端连接，控制中心通过其内部的触发控制器接入传感器系统的信号输入端和电机的电机编码器。
2.根据权利要求1所述自动化茶园精细化生长发育测量及病虫害检测装置，其特征是所述传感器系统包括测试端口均对准茶树的视觉传感器和超声波传感器；所述视觉传感器和超声波传感器安装于机架上，且两者的信号输出端均经I/O口与计算机连接；所述计算机连接有由数据管理中心和数据解析中心构成的数据中心。
3.根据权利要求2所述自动化茶园精细化生长发育测量及病虫害检测装置，其特征是所述数据中心与计算机之间通过无线网络连接。
4.根据权利要求2或3所述自动化茶园精细化生长发育测量及病虫害检测装置，其特征是所述视觉传感器包括普通视觉传感器和全方位视觉传感器；其中普通视觉传感器采用常规摄像机；所述全方位视觉传感器是由曲面镜和摄像机结合而成的一种视觉传感器。
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