CN204616606U

CN204616606U - 一种农作物病虫害监测预警系统

Info

Publication number: CN204616606U
Application number: CN201520182504.XU
Authority: CN
Inventors: 李干琼; 李灯华; 许世卫; 李哲敏; 张玉梅
Original assignee: Agricultural Information Institute of CAAS
Current assignee: Agricultural Information Institute of CAAS
Priority date: 2015-03-27
Filing date: 2015-03-27
Publication date: 2015-09-09
Anticipated expiration: 2025-03-27

Abstract

本实用新型公开了一种农作物病虫害监测预警系统，包括：声发射传感器组、声发射采集卡、环境监测装置、视频监控装置、控制器、无线传输装置、施药灌溉装置以及远程终端；声发射传感器组与声发射采集卡连接；声发射采集卡、环境监测装置、视频监控装置、无线传输装置、施药灌溉装置与控制器连接；声发射传感器组包括至少一对声发射传感器，用于监测农作物在有病虫害时发出的声发射信号，并确定声发射源；声发射采集卡用于采集声发射传感器所监测到的声发射信号，并传送至控制器。本实用新型实施例提供的技术方案，根据农作物的声发射现象对农作物的病虫害情况进行实时监测，提高了农作物病虫害监测的准确率，降低了监测的成本。

Description

一种农作物病虫害监测预警系统

技术领域

本实用新型涉及农业信息技术领域，尤其涉及一种农作物病虫害监测预警系统。

背景技术

我国是农业和人口大国，粮食是国家之命脉，而农作物在生长过程中常遭受多种环境的胁迫，包括温度的异常、水分的缺失、土壤中的一些不利的化学和物理条件等，尤其是由病虫害的胁迫导致了农作物产量的减少。在我国，由于作物品种、栽培制度、生态环境等的变化及农作物生长环境的日趋恶化，病虫害也有不断加重的趋势，且因过多使用农药造成的农作物和环境的严重污染，极大威胁着我国粮食的安全。

农作物病虫害防治和干旱治理水平已成为评价一个国家或地区农业经济发展水平的重要指标。农作物内部汁液导管的堵塞是农作物病变的决定因素，而染病农作物植株的AE(Acoustic Emission,声发射)现象与健康农作物植株的生理周期规律有较大差异。在农作物病态早期，农作物的声发射频次增加，在农作物病虫态晚期，将会出现爆炸性的声发射事件。

目前，一般采用遥感技术对农作物的病虫害情况进行监测，还没有利用农作物的声发射现象对农作物的病虫害情况进行实时监测，现有技术中的农作物病虫害监测精度差，监测成本高。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提出了一种农作物病虫害监测预警系统，以解决农作物病虫害监测精度低，监测成本高的问题，提高农作物病虫害监测的准确率，降低农作物病虫害监测的成本。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

本实用新型实施例提供一种农作物病虫害监测预警系统，包括：声发射传感器组、声发射采集卡、环境监测装置、视频监控装置、控制器、无线传输装置、施药灌溉装置以及远程终端，所述声发射传感器组与所述声发射采集卡连接；所述声发射采集卡、环境监测装置、视频监控装置、无线传输装置、施药灌溉装置与所述控制装置连接；所述声发射传感器组包括至少一对声发射传感器，用于监测农作物在有病虫害时发出的声发射信号，并确定声发射源；所述声发射采集卡用于采集声发射传感器所监测到的声发射信号，并将所述声发射信号传送至控制器。

进一步的，所述环境监测装置包括至少一个环境监测点。

进一步的，所述环境监测点包括下述至少一种传感器：空气温度传感器、空气湿度传感器、光照传感器、二氧化碳传感器、风速传感器、风向传感器、土壤温度传感器、土壤湿度传感器、叶片温度传感器、径流传感器。

进一步的，所述声发射传感器组为一对声发射传感器，固定于农作物茎部高度的三分之一位置和三分之二位置。

进一步的，所述无线传输装置包括2G或3G或4G无线通信装置，用于将从控制器采集到的信息通过2G或3G或4G无线网络传输至远程终端。

进一步的，所述视频监控装置包括视觉成像设备，用于实时获取农作物的图像和/或视频信息。

进一步的，所述施药灌溉装置包括电磁阀控制器和施药灌溉喷口，用于接收远程终端通过无线传输装置发送的控制信息，对农作物进行施药和/或灌溉。

进一步的，所述控制器为单片机，与所述远程终端通过所述无线传输装置进行数据传输。

进一步的，所述远程终端为服务器、手机或平板电脑。

本实用新型实施例提供的农作物病虫害监测预警系统，采用声发射传感器对农作物的病虫害情况进行监测，将由声发射采集卡采集的农作物病虫害信息，通过无线通信网络传输到远程终端，由远程终端控制施药灌溉装置对农作物进行合理的施药和/或灌溉，提高了农作物病虫害监测的准确率，降低了农作物病虫害监测的成本。

附图说明

为了更加清楚地说明本实用新型示例性实施例的技术方案，下面对描述实施例中所需要用到的附图做一简单介绍。显然，所介绍的附图只是本实用新型所要描述的一部分实施例的附图，而不是全部的附图，对于本领域普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图得到其他的附图。

图1是本实用新型实施例一提供的农作物病虫害监测预警系统的结构示意图。

图中：1、农作物；2、声发射传感器组；3、声发射采集卡；4、环境监测装置；5、视频监控装置；6、控制器；7、无线传输装置；8、施药灌溉装置；9、远程终端。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，以下将结合本实用新型实施例中的附图，通过具体实施方式，完整地描述本实用新型的技术方案。显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下获得的所有其他实施例，均落入本实用新型的保护范围之内。

实施例一

图1给出了本实用新型实施例一提供的农作物病虫害监测预警系统的结构示意图。如图1所示，本实施例提供的农作物病虫害监测预警系统，包括：声发射传感器组2、声发射采集卡3、环境监测装置4、视频监控装置5、控制器6、无线传输装置7、施药灌溉装置8以及远程终端9，所述声发射传感器组2与所述声发射采集卡3连接；所述声发射采集卡3、环境监测装置4、视频监控装置5、无线传输装置7、施药灌溉装置8与所述控制器6连接；所述声发射传感器组2包括至少一对声发射传感器，用于监测农作物在有病虫害时发出的声发射信号，并确定声发射源；所述声发射采集卡3用于采集所述声发射传感器3所监测到的声发射信号，并将所述声发射信号传送至控制器6。

本实施例中的声发射传感器组2为至少一对声发射传感器。优选的，声发射传感器组2为一对声发射传感器，两路声发射传感器可以分别固定于农作物1茎部高度的三分之一位置和三分之二位置，所述声发射传感器用于监测农作物在受到病虫害胁迫时发出的声发射信号。声发射传感器具有较高的灵敏度，采用声发射传感器监测农作物的病虫害情况，能够提高农作物病虫害监测的精度。

声发射采集卡3是声发射监测系统中的核心部件，声发射采集卡3其内部主要组成部分为：滤波器、模数转换装置，可编程逻辑处理器，波形缓存装置，数据通讯装置和前置放大供电装置等。声发射采集卡3可以利用农作物1的声发射信号到达两路声发射传感器的时差和采集到的两路声发射信号频谱分布变化进行声发射源的定位。通过声发射传感器和声发射采集卡可以获取农作物发生病虫害的声发射源的部位，以及声发射源的病虫害严重程度。声发射采集卡3与控制器6连接，将采集到的农作物病虫害信息发送到控制器6中。

其中，控制器6可以为单片机，与所述远程终6端通过所述无线传输装置进行数据传输。所述控制器6与声发射传感器组2、声发射采集卡3、环境监测装置4、视频监控装置5、无线传输装置7、施药灌溉装置8连接。

环境监测装置4包括至少一个环境监测点，所述环境监测点分布在农田中，用于监测农田中的环境因素。所述监测点可以包括下述至少一种传感器：空气温度传感器、空气湿度传感器、光照传感器、二氧化碳传感器、风速传感器、风向传感器、土壤温度传感器、土壤湿度传感器、叶片温度传感器、径流传感器。其中，空气温度传感器用于监测农田中空气的温度；空气湿度传感器用于监测农田中空气的湿度；光照传感器用于监测农田中的光照强度；二氧化碳传感器用于监测农田中的二氧化碳浓度；风速传感器用于监测农田中的风速；风向传感器用于监测农田中的风向；土壤温度传感器用于监测农田土壤中的温度；土壤湿度传感器用于监测农田土壤中的湿度；叶片温度传感器用于监测农作物叶片的温度；径流传感器用于监测农作物内部导管的水分含量。环境监测装置4通过多种传感器对农田和农作物进行实时监测，以提供精准的环境信息，提高对农作物施药灌溉的效率。

视频监控装置5包括视频成像设备，用于实时的获取农作物的图像和/或视频信息，所述视频成像设备可以为照相机或摄像机，优选为带有全向云台的球形CCD(Charge Coupled Device，电荷耦合器件)摄像机。视屏监控装置5与控制器5连接，将获取的农作物的图像和/或视频信息发送到控制器5。

无线传输装置6包括2G或3G或4G无线通信装置，用于将从控制器6采集到的信息通过2G或3G或4G无线网络传输至远程终端9。优选的，无线传输装置6可以为TD-LTE(Time Division Long Term Evolution，分时长期演进)通信网络。无线传输装置6一端与控制器5连接，另一端与远程终端9连接，控制器6将由声发射采集卡3采集的农作物病虫害信息，由环境监测装置4监测到的环境信息以及由视频监控装置5获取的农作物的图像和/或视频信息，通过TD-LTE网络传输到远程终端9上。

其中，所述远程终端9可以为服务器、手机或平板电脑。远程终端9接收到上述农作物病虫害信息、环境信息以及农作物的图像和/或视频信息后，进行数据分析，并生成施药灌溉装置8的控制信息，通过TD-LTE网络传输到控制器6中，控制器6将控制施药灌溉装置8进行合理的施药和/或灌溉。TD-LTE网络具有较快的传输速率和较高的通信质量，通过TD-LTE网络可以快速准确的实施控制器6和远程终端9之间的信息传输。

施药灌溉装置8包括电磁阀控制器和施药灌溉喷口，用于接收远程终端6通过无线传输装置7发送的控制信息，启动电磁阀，对农作物进行施药和/或灌溉。

需要说明的是，本实施例提供了一种农作物病虫害监测系统，包括声发射传感器组2、声发射采集卡3、环境监测装置4、视频监控装置5、控制器6、无线传输装置7，还提供了一种农作物病虫害预警系统，包括施药灌溉装置8以及远程终端9，将由农作物病虫害监测系统监测到的农作物病虫害信息通过无线传输装置7发送到远程终端9中，由远程终端9控制施药灌溉装置8对农作物进行合理的施药和/或灌溉。

本实施例提供的农作物病虫害监测预警系统，采用声发射传感器对农作物的病虫害情况进行监测，将由声发射采集卡采集的农作物病虫害信息，通过无线通信网络传输到远程终端，由远程终端控制施药灌溉装置对农作物进行合理的施药和/或灌溉，提高了农作物病虫害监测的准确率，降低了农作物病虫害监测的成本。

上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用的技术原理。本实用新型不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行的各种明显变化、重新调整及替代均不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由权利要求的范围决定。

Claims

1.一种农作物病虫害监测预警系统，其特征在于，包括：声发射传感器组、声发射采集卡、环境监测装置、视频监控装置、控制器、无线传输装置、施药灌溉装置以及远程终端，所述声发射传感器组与所述声发射采集卡连接；所述声发射采集卡、环境监测装置、视频监控装置、无线传输装置、施药灌溉装置与所述控制器连接；所述声发射传感器组包括至少一对声发射传感器，用于监测农作物在有病虫害时发出的声发射信号，并确定声发射源；所述声发射采集卡用于采集所述声发射传感器所监测到的声发射信号，并将所述声发射信号传送至控制器。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述环境监测装置包括至少一个环境监测点。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述环境监测点包括下述至少一种传感器：空气温度传感器、空气湿度传感器、光照传感器、二氧化碳传感器、风速传感器、风向传感器、土壤温度传感器、土壤湿度传感器、叶片温度传感器、径流传感器。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述声发射传感器组为一对声发射传感器，固定于农作物茎部高度的三分之一位置和三分之二位置。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述无线传输装置包括2G或3G或4G无线通信装置，用于将从控制器采集到的信息通过2G或3G或4G无线网络传输至远程终端。

6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述视频监控装置包括视觉成像设备，用于实时获取农作物的图像和/或视频信息。

7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述施药灌溉装置包括电磁阀控制器和施药灌溉喷口，用于接收远程终端通过无线传输装置发送的控制信息，对农作物进行施药和/或灌溉。

8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述控制器为单片机，与所述远程终端通过所述无线传输装置进行数据传输。

9.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述远程终端为服务器、手机或平板电脑。