[实用新型]一种基于人工气候箱的多功能植物保护装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及农业测量仪器和植保机械技术领域，具体地说，涉及一种基于人工气候箱的多功能植物保护装置。

背景技术

人工气候箱是一种能够模拟和创造自然环境的科学仪器，它可以根据试验需要设定相应的光照强度、光照周期、温度、湿度等环境参数，根据靶标植物需要配置光谱植物生长灯，将这些因素进行有机的组合，便可模拟出自然界可能出现的各种气象类型来研究气象因素与靶标植物特性之间的关系，最后得到规律性结果来指导生产与精密仪器的研究开发。现有人工气候箱仅能提供植物生长所需要的环境，不能对培养的靶标植物进行病虫害监测及进行相应的管理措施。

随着务农人员的减少以及人力成本的增加，传统的主要依靠人力的农业模式越来越难以为继，减少人力在种植过程中的工作量，增加农业自动化程度，提高生产效率，已经是当前农业继续发展的迫切需求。现在的温室大棚能够有效地调节农林作物生长的环境参数(温度、湿度、光照度、二氧化碳浓度等)，提高了温室大棚的自动化程度。但温室大棚的智能化、自动化、以及网络化水平较低。传统的农林病虫害监控预测主要是靠人工记数或目测观察的方法获取，速度慢、主观性强、误判率高、实时性差、劳动强度大，而且某些特征难以定量描述，严重制约了信息管理技术的发展。我国植保机械发展落后、传统施药方式和灌溉方式不科学造成农药利用率低、农产品农药残留超标、环境污染、水资源严重浪费等问题。同时传统的通过农林业生产者根据主观经验确定用水量的灌溉方式，造成严重的水资源浪费。

发明内容

1、要解决的问题

针对现有温室大棚技术智能化水平低、环境污染严重、作物养护效率低的问题；本实用新型提供一种基于人工气候箱的多功能植物保护装置，通过对监控系统的二次开发，实现了基于图像处理技术的在线实时监测，针对在人工气候箱中规模化培养的靶标植物的生长状况和病虫害发生情况，利用图像处理技术可对靶标植物进行无损、快速、实时监测，不仅可以检测靶标植物的叶片面积、叶片周长、茎秆直径、叶柄夹角等形态结构参数，获取不同生长阶段靶标植物形态结构特征，促进研制适宜其各生长阶段施药的智能植保机械；还可以根据叶片空洞及叶片边缘的残缺，来测定靶标植物虫害的受害程度，以及通过叶片的颜色(枯黄、失绿等)、形状(枯萎、卷曲等)和叶片纹理的变化来监测靶标植物病害的发生情况，为建立靶标植物病虫害诊断的专家系统提供理论数据，利用土壤湿度传感器监测培养土水分信息，分析靶标植物在不同生长阶段的需水量，为实际种植生产灌溉提供理论依据，并通过精准喷雾系统实现定点定量精确喷施农药和适时适量的科学灌溉供水，提高农药和灌溉用水的利用效率，减小农药在靶标植物上的过量残留，并显著地节约灌溉用水量。

2、技术方案

为解决上述问题，本实用新型采用如下的技术方案。

一种基于人工气候箱的多功能植物保护装置，包括人工气候箱，还包括机器视觉系统、土壤湿度传感系统、喷雾系统和滚珠直线导轨组件；

所述的人工气候箱包括样品实验室和托板支撑架，所述的托板支撑架安装固定于所述的样品实验室侧壁上；所述的托板支撑架设置有种植靶标植物的花盆；

所述的机器视觉系统包括摄像机和监控计算机；所述的摄像机设置在所述的样品实验室的内壁顶部及侧部；所述的摄像机通过无线WiFi与所述的监控计算机连接；

所述的土壤湿度传感系统包括传感器模块、处理器模块、无线通信模块和能量供应模块；所述的传感器模块设置于所述的花盆的土壤中；所述的处理器模块一端与所述的传感器模块连接，单向接收来自传感器模块的信息，另一端与所述的无线通信模块双向连接；所述的无线通信模块通过无线WiFi与所述的监控计算机连接；所述的能量供应模块分别与所述的传感器模块、处理器模块以及无线通信模块连接，为三者提供能量；

所述的喷雾系统包括喷头；所述的喷头设置在所述的滚珠直线导轨组件上；

所述的滚珠直线导轨组件固定在所述的样品实验室内、所述的托板支撑架的上方。

优选地，所述的喷雾系统还包括喷雾台架、水管、软管、集水槽、供液箱和泵；

所述的喷雾台架固定在所述的人工气候箱底部；所述的供液箱固定在所述的喷雾台架上；所述的集水槽上设置有滤网，集水槽固定在所述的托板支撑架的下方、所述的喷雾台架的上方；所述的集水槽底部通过所述的软管与所述的供液箱连接；所述的泵设置在所述的喷雾台架上、所述的供液箱一侧，与所述的供液箱相连；所述的喷头通过所述的水管与所述的泵连接；

所述的供液箱包括水箱和药箱；所述的泵通过两根管道分别与水箱和药箱相连；两根所述的管道汇合处设置有换向阀；