[发明专利]一种基于温度和图像的作物胁迫预警系统及预警方法

说明书

本发明提供了一种基于温度和图像的作物胁迫预警系统及预警方法，属于作物表型信息采集和胁迫预警技术领域；利用数据采集装置中的红外热像仪和OpenMV机器视觉模块分别采集作物表面温度数据和图像数据，再由嵌入式树莓派模块通过无限传输模块传递至用户端电脑进行处理，用户端电脑读取图像数据后获取作物颜色分量和长势参数，将颜色分量与温度数据融合，辅助建立预警模型；能够对作物长势信息进行实时、连续、无损监测，为温室环境参数的调整和控制提供参考；有助于预防病虫害及作物水分胁迫，提高作物整体生产质量，降低人的疲劳强度，实现作物种植的智能化和现代化；通过作物胁迫状态自动诊断预警，提高种植者灌溉施肥决策的精度。

技术领域

本发明属于作物表型信息采集和胁迫预警技术领域，尤其涉及一种基于温度和图像的作物胁迫预警系统及预警方法。

背景技术

对作物生长不利的各种环境因素称为逆境或胁迫，根据对作物产生胁迫的原因，通常将胁迫分为生物因素胁迫和非生物因素胁迫（又称理化因素胁迫）两种类型。其中，生物因素胁迫主要是指病虫害和杂草胁迫，非生物因素胁迫主要包括水分、温度、化学因素、辐射、风雪、冰雹等因素造成的胁迫。作物在生长过程中经常会遭受多种生物和非生物因素的胁迫，这些胁迫严重影响作物生长，致使作物产量减少，因此，如何提前识别出造成作物胁迫的因素，并采取适当的防治手段，是保障农业发展的关键。

现有的作物胁迫检测方法中，针对大面积作物，通常采用卫星遥感监测，针对小面积作物，大多采用人工实地考察的手段，此外也有利用理化手段进行检测的情况。遥感监测是利用光谱理论，通过对卫星图像进行数据分析提取，判断作物生长胁迫状态，采用该种方法，设备费用昂贵，实时性差，精度不高且需要地面实测值作为验证，很不方便。人工实地考察的方法虽然简单易行，能够实现全面观察，但是劳动密集，耗时耗力且效率低下，需要观察者有丰富的经验和农作物生产知识，观察结果主观性较强，且无法实现实时监测。利用理化手段对作物胁迫进行监测时，虽然精确度较高，但是存在着步骤繁琐、设备昂贵，难以大面积对农田进行监测等问题，并且会对作物本身造成伤害。

发明内容

针对现有技术中存在的不足，本发明提供了一种基于温度和图像的作物胁迫预警系统及预警方法，利用红外热像仪、OpenMV机器视觉模块分别采集作物的温度数据和图像数据，传递至用户端电脑进行分析，计算得到作物长势参数，同时将温度与图像颜色参数融合，辅助构建预警模型，能够更加方便快捷地判断出作物受胁迫状况，为后续的决策提供建议和参考，还能实现对作物生长情况的实时监测。

本发明是通过以下技术手段实现上述技术目的的。

一种基于温度和图像的作物胁迫预警系统，包括数据采集装置，数据采集装置包括安装在底板上表面的电气箱，电气箱内设有导线连接的蓄电池和嵌入式树莓派模块，底板下表面安装有多个万向轮，万向轮分别与对应驱动电机连接，驱动电机与嵌入式树莓派模块导线连接；底板上表面通过五孔板安装有竖杆，竖杆表面安装有与竖杆垂直且高度可调的第一伸缩杆和第二伸缩杆；第一伸缩杆另一端安装有红外热像仪，第二伸缩杆另一端安装有OpenMV机器视觉模块；嵌入式树莓派模块分别与红外热像仪、OpenMV机器视觉模块导线连接；电气箱上方安装有无线传输模块，嵌入式树莓派模块依次通过无线传输模块、路由器与用户端电脑连接。

进一步地，所述第一伸缩杆另一端、第二伸缩杆另一端均通过滚珠转轴分别安装有红外热像仪、OpenMV机器视觉模块。

进一步地，所述第一伸缩杆和第二伸缩杆均通过固定旋钮调节高度。