[发明专利]作物耗水规律表型监测系统及方法

说明书

本发明涉及作物生长监测技术领域，提供了一种作物耗水规律表型监测系统及方法，作物耗水规律表型监测系统，包括运动控制机构、表型监测机构、测控机构和蒸渗仪机构；作物耗水规律表型监测方法，包括如下步骤：步骤一，采集作物的表型信息；步骤二，上位机和控制器联合控制龙门移动；步骤三，蒸渗仪记录蒸散耗水量数据。实现蒸渗仪数据与表型数据结合，提高了作物耗水规律监测的准确性；通过龙门架移动监测，扩大了测量面积，调整测量速度及收集作物表型信息的频率，实现快速定位测量，便捷准确；系统扩展性强，集成度高，操作简单；本监测方法通过预设程序自动完成测试过程，测试过程快，准确度和精确度高。

技术领域

本发明涉及作物生长监测技术领域，特别是涉及一种作物耗水规律表型监测系统及方法。

背景技术

现有监测技术中存在以下缺陷：

(一)无人机遥感技术，测量粮食作物例如水稻、小麦等生物量信息，偏向于群体整体信息分析，同时对监测设备能耗、体积、重量有一定要求。

(二)实验室单株多性状高通量测量，将植株放在暗箱中，利用多种成像方式获取表型信息，这种方法得到的表型信息较为准确，但是无法实现田地测量。在此基础上引入的自动化输送线，将农作物单独种植于花盆中，依次运送到实验室暗箱中测量，也不是真正意义上的田间测量。所处理的植株都是盆栽农作物，并不是真正意义上的田间高通测量，只是在实验室结构化环境下的近似逼近。

(三)目前大型科研机构或跨国公司构建的高通量植物表型测试平台造价过高，大部分科研单位和公司都难以承受。

(四)目前未有针对称重式蒸渗仪开发表型监测系统，难以将表型参数和蒸渗仪数据集成一体，未能将表型数据与作物需水状态关联，与实际应用还有一定距离。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明的目的是提供一种作物耗水规律表型监测系统及方法，以解决现有监测技术中难以将作物表型参数和蒸渗仪数据集成一体的问题。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供一种作物耗水规律表型监测系统，包括运动控制机构、表型监测机构、测控机构和蒸渗仪机构，所述运动控制机构包括控制器和龙门架，所述表型监测机构设置在龙门架上；

所述表型监测机构包括CCD图像接收元件、多光谱成像设备和激光扫描仪，均用以采集作物的图像信息；

所述测控机构包括上位机，所述上位机与所述控制器连接，用以联合控制所述龙门架的移动，所述上位机分别与所述CCD图像接收元件、所述多光谱成像设备和所述激光扫描仪连接，用以收集并存储所述作物的图像数据信息；

所述蒸渗仪机构包括蒸渗仪，所述蒸渗仪设置在地下工作室内，所述蒸渗仪对应的地面上设有种植所述作物的种植田，所述蒸渗仪与所述上位机连接。

其中，所述CCD图像接收元件通过视频控制器与所述上位机连接。

其中，所述多光谱成像设备为五目多光谱相机，所述五目多光谱相机设有五个滤光片，五个所述滤光片分别用以实时分离成红、绿、蓝、红边、近红外五个波段。

其中，所述控制器为可编程逻辑控制器，所述可编程逻辑控制器通过伺服驱动器与电机连接。

其中，所述可编程逻辑控制器连接人机交互界面，所述人机交互界面用以人工控制所述龙门架的移动。

其中，所述龙门架安装在轨道上，所述电机安装在所述龙门架上，所述电机用以驱动所述龙门架沿所述轨道移动。

其中，还包括气象站，所述气象站设于地面上并与所述上位机连接，用以采集空气温湿度、光照、风速、降雨量、大气压、总辐射数据信息。

本发明还提供一种作物耗水规律表型监测方法，