CN204666498U - 一种作物高光谱监测系统 - Google Patents
一种作物高光谱监测系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN204666498U CN204666498U CN201520416508.XU CN201520416508U CN204666498U CN 204666498 U CN204666498 U CN 204666498U CN 201520416508 U CN201520416508 U CN 201520416508U CN 204666498 U CN204666498 U CN 204666498U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- crop
- data
- transmission device
- light spectrum
- spectrum image
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
Abstract
本实用新型涉及农业信息监测技术领域，特别涉及一种作物高光谱监测系统，包括：数据处理装置和布设于待监测农田中的数据采集装置；数据采集装置包括支撑装置以及设置在支撑装置上的高光谱成像光谱仪、数据采集板、数据传输装置以及太阳能供电装置，高光谱成像光谱仪，实时采集作物冠层的高光谱数据；数据采集板，将采集到的作物冠层的高光谱数据传输到数据传输装置；数据传输装置，通过无线网络或有线网络将作物冠层的高光谱数据传输到数据处理装置；太阳能供电装置，为高光谱成像光谱仪、数据采集板和数据传输装置供电。本实用新型能够实时、自动采集农田作物冠层图像的高光谱数据，实现对作物长势以及作物养分供给状况的实时监测。
Description
技术领域
本实用新型涉及农业信息监测技术领域，特别涉及一种作物高光谱监测系统。
背景技术
高光谱的特点是光谱分辨率高、波段连续性强覆盖范围广。高光谱遥感器既能对目标成像，又能测量目标物的波谱特性。不仅可以用来提高对农作物和植被类型的识别能力，而且可以用来监测农作物长势和反演农作物的理化特性。
采集农田作物冠层的高光谱数据是获取作物长势和养分供养状况的最佳方法之一。高光谱成像技术用于农作物冠层图像采集，其具有像素数据量大，且单一像素的波段数据量大，波段覆盖范围广，能够反映肉眼无法看到的光谱信息的优点，这也使得高光谱成像技术在农业信息采集技术中广泛应用。
现有的作物高光谱数据采集方法，多是由测试人员亲自进入农田进行作物冠层的高光谱数据采集，或通过在农田中采集一定数量的作物叶片，通过对采集到的叶片进行光谱分析，得到作物冠层的高光谱数据。现有的作物冠层的高光谱数据采集方法，既费时又费力，不仅还会对作物的生长造成一定的损伤，而且采集到的信息的利用效率也不适应农田作物的长势和养分供给状况管理的需求。
实用新型内容
为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种作物高光谱监测系统，实时、自动采集农田作物的高光谱数据，实现对作物长势以及作物养分供给状况的实时监测。
本实用新型提供的一种作物高光谱监测系统，包括：数据处理装置和布设于待监测农田中的数据采集装置；
所述数据采集装置包括支撑装置以及设置在所述支撑装置上的高光谱成像光谱仪、数据采集板、数据传输装置以及太阳能供电装置，所述支撑装置布设于待监测农田中，所述高光谱成像光谱仪、数据采集板和数据传输装置依次连接，所述数据传输装置与所述数据处理装置通信连接；
所述高光谱成像光谱仪，用于实时采集作物冠层的高光谱数据；
所述数据采集板，用于将所述高光谱成像光谱仪采集的作物冠层的高光谱数据传输到所述数据传输装置；
所述数据传输装置，用于通过无线网络或有线网络将所述作物冠层的高光谱数据传输到所述数据处理装置；
所述太阳能供电装置，用于为所述高光谱成像光谱仪、数据采集板和数据传输装置供电。
可选的，所述太阳能供电装置由太阳能电池组件、蓄电池组以及充电控制器构成；
所述太阳能电池组件用于将太阳的光能转化为电能，所述蓄电池组用于为所述系统供电，所述充电控制器用于控制所述太阳能电池组件为所述蓄电池组充电。
可选的，所述支撑装置包括：支撑杆、固定件以及设置在支撑杆上端的横梁；
所述固定件埋设在待监测农田里，所述支撑杆的底端固定在所述固定件上，所述横梁的一端用于放置所述高光谱成像光谱仪，另一端用于放置所述太阳能供电装置。
可选的，所述支撑杆为空心杆，所述支撑杆在与所述横梁相交处的杆壁上开设有用于电线穿插的小孔；
所述数据采集板与所述高光谱成像光谱仪之间的连接线穿过所述小孔布设在所述空心杆内。
可选的，所述支撑杆的顶端设置有避雷装置。
可选的，所述数据采集装置还包括数据采集箱，所述数据采集箱设置在所述支撑杆上，用于放置所述数据采集板和数据传输装置。
可选的，所述数据处理装置为计算机。
本实用新型的有益效果为：
本实用新型实施例提供的作物高光谱监测系统，在不会对作物叶片造成损伤的前提下，能够实时、自动采集农田作物的高光谱数据，通过作物的高光谱数据分析作物的成分，进而实现作物长势以及作物养分供给状况的实时监测，有效提高农田管理的信息化和自动化水平，促进农业生产。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本实用新型的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
图1是本实用新型实施例的一种作物高光谱监测系统的原理图；
图2是本实用新型实施例的一种作物高光谱监测系统的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。
本实用新型实施例提供了一种作物高光谱监测系统，如图1、图2所示，本实用新型实施例提供的一种作物高光谱监测系统，包括：数据处理装置10和布设于待监测农田中的数据采集装置20；
所述数据采集装置20包括支撑装置201以及设置在所述支撑装置上的高光谱成像光谱仪202、数据采集板203、数据传输装置204以及太阳能供电装置205，所述支撑装置201布设于待监测农田中，所述高光谱成像光谱仪202、数据采集板203和数据传输装置204依次连接，所述数据传输装置204与所述数据处理装置10通信连接；
所述高光谱成像光谱仪202，用于实时采集作物冠层的高光谱数据；
所述数据采集板203，用于将所述高光谱成像光谱仪采集的作物冠层的高光谱数据传输到所述数据传输装置；
所述数据传输装置204，用于通过无线网络或有线网络将所述作物冠层的高光谱数据传输到所述数据处理装置；
所述太阳能供电装置205，用于为所述高光谱成像光谱仪、数据采集板和数据传输装置供电。
本实施例中，所述数据采集板203包括：微控制器和存储器。其中，所述储存器可选用1G的资料储存型闪存nandflash，采集的信息保存在nandflash中，若信息被成功读取后，将自动删除，以供后面新的信息存储。
在本实施例中，所述数据传输装置采用3.8V供电，可选择2.4G模块、铱星数传模块、无线电模块和GPRS模块等，对此本实用新型对此不作具体限定。
其中，所述太阳能供电装置205由太阳能电池组件、蓄电池组以及充电控制器构成；
所述太阳能电池组件用于将太阳的光能转化为电能，所述蓄电池组用于为所述系统供电，所述充电控制器用于控制所述太阳能电池组件为所述蓄电池组充电。
具体的，采用的太阳能电池组件转换效率约为17％，表面为布纹钢化玻璃，背面为EVA高温压膜，边框铝合金框架，接线盒内有高分子胶填充，不怕风雨侵蚀，寿命可达25年。蓄电池组采用NiMH电池，这种电池具有可充电次数高(500-1000次)、无记忆效应、工作温度范围宽(-20-70℃)、价格便宜等优点。采用太阳能电池组件供电系统为现场设备进行供电即经济合理又能满足系统的设计需要。
其中，所述支撑装置201包括：支撑杆2011、固定件2012以及设置在支撑杆上端的横梁2013；
所述固定件2012埋设在待监测农田里，所述支撑杆2011的底端固定在所述固定件2012上，所述横梁2013的一端用于放置所述高光谱成像光谱仪202，另一端用于放置所述太阳能供电装置205。
具体的，支撑杆的高度可设为1.5-4米，横梁的长度可设为1米左右，支撑杆的高度和横梁的长度可根据农田作物的不同以及监测系统中各设备的特定进行合理设定，本实用新型对此不作具体限定。
进一步地，所述支撑杆2011为空心杆，所述支撑杆2011在与所述横梁2013相交处的杆壁上开设有用于电线穿插的小孔；所述数据采集板与所述高光谱成像光谱仪之间的连接线穿过所述小孔布设在所述空心杆内。
实际应用中，横梁和支撑杆要考虑相关设备的电线穿插，所以采用空心杆，在相关部位开孔，便于电线穿插。如果监测的农田作物为玉米，则支撑杆的高度设计为3.5米，包括地面3米及地下0.5米。同时支撑杆涂上间隔红色颜色以警示。
由于以上支撑装置201的固定件2012是直接埋设于农田中的，并且支撑装置201上放置的多为带电设备，必须进行防雷和接地设施设计与安装。因此，支撑杆2011的顶端设置有避雷装置30，避雷装置可选用避雷针。
其中，所述数据采集装置20还包括数据采集箱206，所述数据采集箱206设置在所述支撑杆2011上，用于放置所述数据采集板203和数据传输装置204。本实施例中，数据采集箱用于保护数据采集板和数据传输装置。
实施例中，所述数据处理装置10为计算机。
进一步地，数据处理装置10用于根据接收到的作物冠层的高光谱数据，提取出光谱特征对不同作物进行识别和分类，并对农田作物的叶面积指数、生物量、全氮量、全磷量等生物物理参数进行估算，进而实现作物长势以及作物养分供给状况的实时监测。
需要说明的是，根据作物冠层的高光谱数据，提取出光谱特征对不同作物进行识别和分类，并对农田作物的叶面积指数、生物量、全氮量、全磷量等生物物理参数进行估算是现有技术中非常成熟的技术，本实用新型对该过程未进行任何改进。
可理解的是，所述数据处理装置可以为计算机或其他具有处理功能的硬件设备。
本实用新型实施例提供的作物高光谱监测系统，在不会对作物叶片造成损伤的前提下，能够实时、自动采集农田作物的高光谱数据，通过作物的高光谱数据分析作物的成分，进而实现作物长势以及作物养分供给状况的实时监测，有效提高农田管理的信息化和自动化水平，促进农业生产。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本实用新型的保护范围。
Claims (7)
1.一种作物高光谱监测系统，其特征在于，包括：数据处理装置和布设于待监测农田中的数据采集装置；
所述数据采集装置包括支撑装置以及设置在所述支撑装置上的高光谱成像光谱仪、数据采集板、数据传输装置以及太阳能供电装置，所述支撑装置布设于待监测农田中，所述高光谱成像光谱仪、数据采集板和数据传输装置依次连接，所述数据传输装置与所述数据处理装置通信连接；
所述高光谱成像光谱仪，用于实时采集作物冠层的高光谱数据；
所述数据采集板，用于将所述高光谱成像光谱仪采集的作物冠层的高光谱数据传输到所述数据传输装置；
所述数据传输装置，用于通过无线网络或有线网络将所述作物冠层的高光谱数据传输到所述数据处理装置；
所述太阳能供电装置，用于为所述高光谱成像光谱仪、数据采集板和数据传输装置供电。
2.如权利要求1所述的作物高光谱监测系统，其特征在于，所述太阳能供电装置由太阳能电池组件、蓄电池组以及充电控制器构成；
所述太阳能电池组件用于将太阳的光能转化为电能，所述蓄电池组用于为所述系统供电，所述充电控制器用于控制所述太阳能电池组件为所述蓄电池组充电。
3.如权利要求2所述的作物高光谱监测系统，其特征在于，所述支撑装置包括：支撑杆、固定件以及设置在支撑杆上端的横梁；
所述固定件埋设在待监测农田里，所述支撑杆的底端固定在所述固定件上，所述横梁的一端用于放置所述高光谱成像光谱仪，另一端用于放置所述太阳能供电装置。
4.如权利要求3所述的作物高光谱监测系统，其特征在于，所述支撑杆为空心杆，所述支撑杆在与所述横梁相交处的杆壁上开设有用于电线穿插的小孔；
所述数据采集板与所述高光谱成像光谱仪之间的连接线穿过所述小孔布设在所述空心杆内。
5.如权利要求3所述的作物高光谱监测系统，其特征在于，所述支撑杆的顶端设置有避雷装置。
6.如权利要求3所述的作物高光谱监测系统，其特征在于，所述数据采集装置还包括数据采集箱，所述数据采集箱设置在所述支撑杆上，用于放置所述数据采集板和数据传输装置。
7.如权利要求1-6任一项所述的作物高光谱监测系统，其特征在于，所述数据处理装置为计算机。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201520416508.XU CN204666498U (zh) | 2015-06-16 | 2015-06-16 | 一种作物高光谱监测系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201520416508.XU CN204666498U (zh) | 2015-06-16 | 2015-06-16 | 一种作物高光谱监测系统 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN204666498U true CN204666498U (zh) | 2015-09-23 |
Family
ID=54136871
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201520416508.XU Expired - Fee Related CN204666498U (zh) | 2015-06-16 | 2015-06-16 | 一种作物高光谱监测系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN204666498U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113390797A (zh) * | 2021-07-20 | 2021-09-14 | 中国热带农业科学院湛江实验站 | 基于高光谱数据的菠萝叶片全磷含量估算方法 |
-
2015
- 2015-06-16 CN CN201520416508.XU patent/CN204666498U/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113390797A (zh) * | 2021-07-20 | 2021-09-14 | 中国热带农业科学院湛江实验站 | 基于高光谱数据的菠萝叶片全磷含量估算方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN204666203U (zh) | 一种农田环境监测系统 | |
| CN103310613A (zh) | 移动式自组网土壤环境信息远程监测装置 | |
| CN103512618A (zh) | 一种自供电的农业综合信息智能监测系统 | |
| CN205049997U (zh) | 大田环境信息监控系统 | |
| CN204462421U (zh) | 一种便携式农田气候信息采集装置 | |
| CN101839732B (zh) | 一种基于无线传感器网络的植被冠层结构参数测量装置 | |
| CN208588833U (zh) | 一种可伸缩式太阳能微型自动气象站 | |
| CN201594146U (zh) | 一种自动降雪监测装置 | |
| CN104009705B (zh) | 光伏发电系统特性数据采集装置及方法 | |
| Kumar et al. | Solar powered automatic drip irrigation system (SPADIS) using wireless sensor network technology | |
| CN206540901U (zh) | 一种远程土壤智能监测系统 | |
| CN204666106U (zh) | 一种作物叶面积指数监测系统 | |
| CN204666498U (zh) | 一种作物高光谱监测系统 | |
| CN204666202U (zh) | 一种农田土壤温湿度监测系统 | |
| CN203489918U (zh) | 一种自供电的农业综合信息智能监测系统 | |
| CN107219226A (zh) | 图像采集装置及增强植被指数监测系统 | |
| CN205301612U (zh) | 一种水稻病虫害监测预警系统 | |
| CN209525346U (zh) | 一种太阳能测墒测肥系统及灌溉施肥推荐系统 | |
| CN202013430U (zh) | 气象参数采集装置 | |
| CN204669543U (zh) | 一种农田视频监测系统 | |
| CN206725015U (zh) | 一种农作物病虫害远程自动监测预警装置 | |
| CN201803950U (zh) | 一种基于无线传感器网络的植被冠层结构参数测量装置 | |
| CN206223710U (zh) | 基于二维码水果全程多源信息追溯的土壤墒情检测装置 | |
| CN205210326U (zh) | 一种户外环境监测装置 | |
| CN204228201U (zh) | 一种用于监测天然牧草生长发育状态的小气候监测系统 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20150923 Termination date: 20160616 |