[发明专利]一种便携式马铃薯晚疫病的检测装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种马铃薯叶片晚疫病诊断系统，尤其涉及一种基于特征波长LED灯的马铃薯叶片晚疫病的诊断方法。

背景技术

马铃薯是茄科、一年生块茎草本植物，具有产量高、适应性强、营养丰富、粮菜兼用及综合加工用途广等特点，广泛分布于世界各地，成为继小麦、水稻和玉米之后的世界第四大粮食作物。而且，随着气候变暖和马铃薯栽培种植区域化和规模化的发展，马铃薯晚疫病普遍发生，危害呈上升趋势，已严重影响马铃薯产量、品质和商品率，成为制约马铃薯产业发展的一大因素。

传统的植物病害检测方法主要有人工感官判定和理化检测两种，它们都存在一定程度的缺陷。人工感官判定法易受气候条件、健康状况、情绪等主观因素和客观因素的的影响，从而导致误判；而理化检测对操作者的技术要求较高，且步骤繁琐、对样本具有破坏性和时效性差。

近年来，人们已经提出了一些植物病害的检测装置和方法。如专利号为CN203178188U，提出了一种基于光谱成像技术的植物健康状况检测装置，通过激发植物叶片色素荧光，同时获取植物叶片不同波段的荧光和可见光图像，实现植物健康状况的检测；又如专利号为CN101074926A，提出了一种可见和近红外光谱的植物叶片或冠层灰霉病诊断方法与系统，采集被测植物的光谱信息，应用化学计量学方法建立病害光谱模型，实现对病害的检测。但光谱成像系统造价昂贵，检验过程繁杂，耗时长，无法大规模推广使用；可见或近红外光谱法属于弱信号检测，灵敏度较低。

发明内容

针对上述缺陷，本发明要解决的技术问题是如何提供一种检测装置能在简化检测过程、缩短检测周期的情况下实现对病害快速有效的无损检测且造价不高，适合推广使用。

本发明由输入模块、检测探头、数据采集与控制系统和输出模块四个部分组成。

所述的输入模块由键盘组成。系统开始采集数据时，首先由键盘选择光源的个数，可通过点亮2种或是3种颜色的LED灯来缩短检测时间。

所述的检测探头包括LED灯支架、LED光源、聚光筒。525、550、700、770nm是能够表征晚疫病的4个特征波长，选择波长与其相近的4种不同波长的LED灯作为光源，并以对称均布的方式分布在支架上；每个LED灯前加一个聚光筒，使得光源发出的光能够照射在待测的马铃薯叶片上。

所述的数据采集与控制系统由硅光电池检测器和微处理器组成。硅光电池检测器放置在样本的正上方，其作用是接收样本反射LED光源回来的光；模数转换器采用ADC0809，将 光电池接收的光信号转换为数字信号；微处理器选用单片机，数据获取后，经由模数转换的数字信号输入单片机进行运算分析。

所述的输出模块为液晶显示和蜂鸣报警。经单片机运算的检测结果由液晶屏显示出来；若为染病样本，蜂鸣报警模块也同时执行。

其中，LED灯和硅光电池通过导线与模数转换器和单片机连接，所有部件均放置在暗箱中。

与背景技术相比，本发明具有的有效效果是：

(1)只要利用高光谱成像技术找到可以反映植物病害的特征波长，本发明的思路就可以应用于病害的快速、准确、稳定、实时、非破坏性的检测。其他植物病害的特征是发病区域以叶片为主。

(2)本发明采用寿命长、价格低的LED作为光源，整个检测系统就只是一个带有若干个LED灯的嵌入式单片机的便携系统，体积小，重量轻，造价低，方便使用，便于携带。

(3)本发明的病害检测是基于若干个特征波长而不是样本的全部光谱信息。因此无需计算量大且繁琐的化学计量学方法，程序简单，可编写嵌入进单片机中。

(4)检测过程中，不使用化学试剂，无需对植物叶片进行破坏，可实现无损检测，同时也降低了劳动强度，加快了分析速度。

(5)根据检测结果对染病植物进行药物处理，可以减少由于全面喷洒而造成的药物用量，降低生产成本并减少污染。

附图说明

图1为本发明光路系统的结构示意图。

图中，1.LED灯支架、2.LED光源、3.聚光筒、4.硅光电池检测器。

图2为本发明的结构原理框图。

图3为本发明的软件主程序流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详述，但并不限定本发明的保护范围。