[实用新型]一种基于土壤重金属离子传感器的农业可视化系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及智慧农业领域，尤其涉及一种应用于现代农业可视化以及土壤重金属离子检测的农业可视化系统。

背景技术

农作物的生长离不开土壤的滋养，优质的土壤才能带来丰硕的收获，然而，随着社会建设中带来的乱排乱放，环境污染，土壤质量大大下降，其中一个重要因素便是土壤中的重金属离子含量增加，高浓度的重金属离子浓度可导致农作物根系发育异常，叶片失绿，甚至全株死亡，此外，土壤中的重金属离子会被农作物吸收，存在于其产物中，一旦进入人类的生活，会严重影响人体健康，由此可见土壤中重金属离子的含量对于农作物的生长以及人类的生活都至关重要。而农场管理可视化能够大大提高农业管理效率，实时了解农作物生长情况也能够促进管理者的实时决策。有鉴于此，本实用新型提出了一种基于土壤重金属离子传感器与全景环带镜头的智能农业可视化系统。

实用新型内容

本实用新型提出了一种基于土壤重金属离子传感器和360度全景环带镜头的农业可视化系统。本系统作为一种结合了多种传感器的信息采集系统，利用大视场的全景环带镜头，能够以较小的建设成本实现对农场，田地等农作物区的大范围可视化成像，并实时向管理者以视频信息等传达农作物当前生长情况，监测区域工作管理情况。此外，本系统采用了多种土壤重金属离子传感器对农作物生长周边土壤的重金属离子浓度进行数字化实时监测,包括铅离子，钙离子，镉离子，钾离子，铵离子的实时超灵敏监测。

本实用新型的一种基于土壤重金属离子传感器的农业可视化系统，包括：

多个土壤重金属离子传感器，对土壤中的多种重金属离子进行实时监测；

360度全景环带镜头，用于对农场区周围环形视场内的农作物生长情况、人员工作情况进行实时监控；

计算机，分别与所述多个土壤重金属离子传感器和360度全景环带镜头连接，

其中，每个土壤重金属离子传感器由复合电极探头、信号处理器、RS-485接口构成，所述复合电极作为传感器探测端，用于监测土壤中重金属离子浓度，所述信号处理器与所述复合电极探头连接，将采集的重金属离子浓度信号转换为计算机可识别的电信号输出至RS-485接口，所述RS-485接口用于与所述计算机连接。

所述360度全景环带镜头通过数据线与所述计算机连接，将农场区周围的图像信号传输至所述计算机。

优选地，所述多个土壤重金属离子传感器包括铵离子传感器、钙离子传感器、镉离子传感器、钾离子传感器和铅离子传感器。

优选地，所述360度全景环带镜头从物侧起依次包括第一凹面反射镜、第二凹面反射镜、中继透镜组以及CCD探测器，其中第二凹面反射镜的中央具有圆孔，两面凹面反射镜以光轴为中心旋转对称，并且其反射面相对而置，光线经由第二凹面反射镜反射至第一凹面反射镜，由第一凹面反射镜将光线反射通过第二凹面反射镜中央的圆孔而进入中继透镜组，中继透镜组由若干面透镜组成，光线通过中继透镜组聚焦至系统焦平面上，由CCD探测器进行探测成像。

优选地，所述数据线为USB数据线。

优选地，所述360度全景环带镜头安装于路灯支架或农场大棚上。

本实用新型具有如下有益效果：

1、所述基于两片反射式的360度全景环带镜头可对镜头下方的环形区域进行视频信息采集，而采用传统的广角枪机或球机成像则至少需要4个以上才能实现360度视场角的覆盖。因此采用此类的360度全景镜头作为视频信息采集装置可在一定程度上降低系统的建设成本。

2、传统式的枪机或球机都必须采用微型的步进电机以及复杂的机械结构来实现对目标的对焦拍摄，因此在长时间及恶劣环境下，产品的故障率高，增加了系统的不稳定性，本系统中所述的360度全景环带镜头，主镜头由两片高反镜组成，基于反射成像原理，以极其简单的机械结构实现对大范围视场的成像，整个镜头无运动部件，可适应于各种复杂环境，同时故障率低，使用寿命长。

3、在传统农业中，对于土壤中重金属离子如铵离子，钙离子，镉离子，钾离子，铅离子等土壤质量参数的监测手段有限，因此不能准确反映土壤质量以供管理者决策。在本系统中，对于这些重要的土壤金属离子浓度采用了所述土壤重金属离子探测器，可实时地给出详细的数字化参数。

4、本系统所采用的土壤重金属离子探测器具有较高的分辨率，足以适用于农业生产。