CN109122630A - 农作物病虫害监视装置及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种农作物病虫害监视装置及其控制方法，其中，包括：行走装置，其包括分别设置在农作物种植区两侧的两条平行的导轨以及设置在导轨上的机架；诱虫装置，其包括安装在机架上的第一箱体以及安装在第一箱体上的升降机构；病虫害检测单元，其包括相互连接的存储模块、无线传输模块以及多谱段扫描仪；农药喷洒装置，其包括第二箱体、雾化喷头、气体传感器以及水泵；分析处理模块，其包括农药浓度匹配数据库。本发明装置能够帮助人们对农作物的病虫害情况进行有效监控，并针对病虫害情况进行用药，实现防治病虫害和辅助科学用药的目的。

Description

农作物病虫害监视装置及其控制方法

技术领域

本发明涉及虫害检测设备技术领域，特别涉及一种农作物病虫害监视装置及其控制方法。

背景技术

农作物在生长的不同周期会遭遇不同的虫害或病害，目前针对虫害普遍采用农药和诱虫装置进行害虫的扑杀。由于这些常规诱捕器捕捉处于野外，长期处于日晒雨露状态，其采集的害虫标本极易受到气候、动物和微生物等因素的影响，难以实时取证分析，从而错过了最佳测报时机，让测报信息不准确。因此建立农作物的病虫害监测体系是非常必要的。农作物在生长发育过程中的病虫害监测***是精细农业中非常重要的内容，监测病虫害可以科学控制病虫害有效施药，减少农药环境污染。

现有技术中，一些病虫害检测设备只是具有检测功能而对病虫害的防治没有解决，无法满足现有技术所需。

发明内容

本发明的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。

本发明还有一个目的是提供一种农作物病虫害监视装置及其控制方法，能够帮助人们对农作物的病虫害情况进行有效监控，并针对病虫害情况进行用药，实现防治病虫害和辅助科学用药的目的。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供一种农作物病虫害监视装置及其控制方法，包括：

行走装置，其包括分别设置在农作物种植区两侧的两条平行的导轨以及设置在所述导轨上的机架；所述导轨的两端各设置有一个限位器；所述机架的底部的四个底角位置分别设置有滑块和用于驱动所述滑块滑动的第一电机。

诱虫装置，其包括安装在所述机架上的第一箱体以及安装在所述第一箱体上的升降机构；所述第一箱体的左右两侧壁为粘虫板；所述第一箱体内设置有控制器，所述升降机构连接所述控制器。

病虫害检测单元，其设置在所述第一箱体内并连接到所述控制器，所述病虫害检测单元包括相互连接的存储模块、无线传输模块以及多谱段扫描仪，所述多谱段扫描仪用于采集所述粘虫板上的病虫害信息，所述存储模块用于接收所述多谱段扫描仪传输的采集数据并将采集数据通过所述无线传输模块发送至终端。

农药喷洒装置，其包括第二箱体、雾化喷头、气体传感器以及水泵；所述第二箱体通过隔板分隔为多个腔室，各个所述腔室内配置有不同浓度的农药；所述水泵安装在各个所述腔室内；所述雾化喷头安装在所述第二箱体的外侧，所述雾化喷头分别通过支管连接各个所述腔室，所述支管上分别设置有电磁阀；所述气体传感器与所述控制器连接，所述气体传感器用于实时感应农作物种植区内农药的气体体积分数并控制农药喷洒进程。

分析处理模块，其设置在所述第一箱体内并连接到所述控制器，所述分析处理模块包括农药浓度匹配数据库，所述农药浓度匹配数据库中存储有与各病虫害种类和数量匹配的农药浓度；所述分析处理模块与所述存储模块连接并接收采集数据，所述分析处理模块用于识别和分析采集数据中的病虫害种类和数量，并根据所述农药浓度匹配数据库选择农药浓度，并将信息传递至所述控制器。

优选的是，所述升降机构包括滑轨、导向轮和位移传感器；所述滑轨设置在所述机架上；所述导向轮分别设置在所述第一箱体的各个边角处，所述导向轮以可沿所述滑轨滑动的方式嵌入所述滑轨内；所述位移传感器设置在所述第一箱体外侧壁上，所述位移传感器与所述控制器连接；所述第一箱体内设置有用于驱动所述导向轮的第二电机，所述第二电机与所述控制器连接。

优选的是，各个所述电磁阀安排有编号，所述电磁阀的编号信息及对应腔室内的农药浓度信息存储至所述存储模块。

优选的是，还包括水压警报模块，其包括设置在各个所述腔室内的水压传感器以及设置在各个所述腔室外侧壁上的警示灯，所述水压传感器和所述警示灯分别连接所述控制器；所述水压警报模块用于将所述水压传感器检测到的水压数据和预设水压范围的上下限进行比较，判定各所述腔室内的水压值是否超出预设范围，并控制所述警示灯的启闭。

优选的是，还包括设置在第一箱体内的电源模块，所述电源模块用于为用电设备供电；所述第二箱体顶部安装有太阳能电池板，所述电源模块与所述太阳能电池板连接。

优选的是，所述机架上安装有与所述限位器配对使用的限位开关。

优选的是，所述粘虫板以可拆卸的方式安装在所述第一箱体的左右两端，可拆卸的方式的具体设置方法为：所述粘虫板的上端和下端分别向上或向下延伸有若干凸缘，所述第一箱体与所述粘虫板的连接处设置有与所述凸缘适配的凹槽，所述凸缘活动插设在所述凹槽内。

一种农作物病虫害监视装置的控制方法，其中，所述农作物病虫害监视装置包括诱虫状态、农药喷洒状态以及水压警报状态；

农作物病虫害监视装置处于诱虫状态的控制方法包括：

根据农作物的当前生长周期，由所述位移传感器感应此时农作物的生长高度，位移传感器传递信号到所述控制器，所述控制器控制所述第二电机运转，所述第二电机驱动所述导向轮沿所述滑轨向上或向下运行，带动所述第一箱体到达诱虫最佳高度；

当所述第一箱体处于最佳诱虫高度，所述控制器控制所述第一电机驱动所述滑块沿所述导轨匀速往复运动；

农作物病虫害监视装置处于农药喷洒状态的控制方法包括：

当所述诱虫装置处于诱虫状态的时间达到预设时间后，所述控制器控制所述多谱段扫描仪对所述粘虫板进行扫描，并将采集到的病虫害信息传输至所述存储模块，所述分析处理模块识别和分析采集数据中的病虫害种类和数量，并选择出匹配的农药浓度，同时将选择结果数据传递至所述控制器，所述控制器控制对应编号的电磁阀打开，所述雾化喷头向农作物喷洒农药；

当所述农作物病虫害监视装置处于农药喷洒状态，所述控制器控制所述第一电机驱动所述滑块沿所述导轨匀速往复运动；

农作物病虫害监视装置处于水压警报状态的控制方法包括：

当所述水压警报模块判定所述水压传感器检测到的所述腔室内的水压数据高于或低于预设水压范围，所述水压警报模块传递信号到所述控制器，所述控制器控制所述警示灯打开；

当所述水压警报模块判定所述水压传感器检测到的所述腔室内的水压数据处于预设水压范围，所述水压警报模块传递信号到所述控制器，所述控制器控制所述警示灯关闭。

本发明至少包括以下有益效果：

通过设置诱虫装置及在诱虫装置中升降机构的使用，可以实现在最佳诱虫高度诱虫，提高诱虫装置的捕虫效率；通过病虫害检测单元的设置，准确识别诱虫装置获取的病虫害种类和数量，并将病虫害采集数据传输至存储单元和移动终端，方便用户获取该农作物种植区的病虫害信息，以及时采取措施保障农作物正常生长，提高农作物产量；通过农药喷洒装置和分析处理模块的设置，配合诱虫装置和病虫害检测单元的采集数据进行针对用药，保障农药喷洒的效率同时节约农药的使用量，减少农药的环境污染，提高病虫害的治理效率；通过设置行走装置配合诱虫装置和农药喷洒装置使用，可以帮助诱虫装置采集害虫，帮助农药喷洒更加均匀，提高诱虫效率和农药对农作物的覆盖率。

本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1为本发明所述农作物病虫害监视装置的结构示意图；

图2为本发明所述农作物病虫害监视装置中粘虫板的结构示意图；

图3为本发明所述的农作物病虫害监视装置的控制方法的控制流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不排除一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。

如图1、图2和图3所示，本发明提供一种农作物病虫害监视装置，其中，包括：

行走装置，其包括分别设置在农作物种植区两侧的两条平行的导轨10以及设置在所述导轨10上的机架13；所述导轨10的两端各设置有一个限位器12；所述机架13的底部的四个底角位置分别设置有滑块11和用于驱动所述滑块11滑动的第一电机。

诱虫装置，其包括安装在所述机架13上的第一箱体15以及安装在所述第一箱体15上的升降机构；所述第一箱体15的左右两侧壁为粘虫板19；所述第一箱体15内设置有控制器，所述升降机构连接所述控制器。

病虫害检测单元，其设置在所述第一箱体15内并连接到所述控制器，所述病虫害检测单元包括相互连接的存储模块、无线传输模块以及多谱段扫描仪，所述多谱段扫描仪用于采集所述粘虫板19上的病虫害信息，所述存储模块用于接收所述多谱段扫描仪传输的采集数据并将采集数据通过所述无线传输模块发送至终端。

农药喷洒装置，其包括第二箱体16、雾化喷头22、气体传感器以及水泵；所述第二箱体16通过隔板分隔为多个腔室，各个所述腔室内配置有不同浓度的农药；所述水泵安装在各个所述腔室内；所述雾化喷头22安装在所述第二箱体16的外侧，所述雾化喷头22分别通过支管20连接各个所述腔室，所述支管20上分别设置有电磁阀21；所述气体传感器与所述控制器连接，所述气体传感器用于实时感应农作物种植区内农药的气体体积分数并控制农药喷洒进程。

分析处理模块，其设置在所述第一箱体15内并连接到所述控制器，所述分析处理模块包括农药浓度匹配数据库，所述农药浓度匹配数据库中存储有与各病虫害种类和数量匹配的农药浓度；所述分析处理模块与所述存储模块连接并接收采集数据，所述分析处理模块用于识别和分析采集数据中的病虫害种类和数量，并根据所述农药浓度匹配数据库选择农药浓度，并将信息传递至所述控制器。

在上述方案中，导轨10两端的限位器12用于限制机架13的运行轨迹，保护机架13在正常轨迹路线内运行；机架13底角位置的滑块11大小与导轨10适配，滑块11以可沿导轨10滑动的方式嵌入导轨10内，第一电机和控制器连接，由控制器控制第一电机的启闭；第一电机优选为步进电机，可以对机架13运行的轨迹进行准确定位，同时便于调整和确定运行速度。当诱虫装置处于工作状态时，行走装置带动第一箱体15沿农作物种植区往复缓慢运行，可以帮助诱虫装置采集害虫，提高诱虫效率；当农药喷洒装置处于工作状态时，行走装置带动雾化喷头22沿农作物种植区往复运行，可以使农药喷洒更均匀，提高农药对农作物喷洒的覆盖率。

诱虫装置中设置的升降机构便于将第一箱体15调至适应农作物生长周期的最佳诱虫高度，提高粘虫板19的捕虫效率；病虫害检测单元中设置的多谱段扫描仪可以根据扫描粘虫板19上害虫的形态和结构识别害虫种类和数量，而且可以利用不同谱段的差别来区分害虫，提高了病虫害采集数据的准确度；病虫害检测单元中设置的无线传输模块可以方便将多谱段扫描仪采集的病虫害数据传输至远距离的智能终端，方便用户获取该农作物种植区的病虫害信息，以及时采取措施保障农作物正常生长，提高农作物产量。

农药喷洒装置中的水泵用于提供雾化喷头22喷洒的水压，雾化喷头22在第二箱体16外侧设置1-6个，优选的设置4个，保障农药喷洒的效率和覆盖度。气体传感器控制农药喷洒进程的方法为：当农药喷洒装置处于工作状态时，气体传感器实时采集气体中农药的体积分数，并将采集到的数据传输至控制器，当空气中农药的体积分数达到预设值后，控制器控制电磁阀21关闭，以保障农药喷洒的效率同时节约农药的使用量，减少农药的环境污染。

分析处理模块用于分析和识别多谱段扫描仪采集的病虫害种类和数量，并根据农药浓度匹配数据库选择农药浓度，实现自动化控制农药喷洒，提高了装置的智能化程度，保障农作物正常生长发育。

一个优选方案中，所述升降机构包括滑轨17、导向轮18和位移传感器；所述滑轨17设置在所述机架13上；所述导向轮18分别设置在所述第一箱体15的各个边角处，所述导向轮18以可沿所述滑轨17滑动的方式嵌入所述滑轨17内；所述位移传感器设置在所述第一箱体15外侧壁上，所述位移传感器与所述控制器连接；所述第一箱体15内设置有用于驱动所述导向轮18的第二电机，所述第二电机与所述控制器连接。

在上述方案中，位移传感器用于感应农作物的生长高度，并将数据传递至控制器，由控制器控制第二电机的运转，从而带动第一箱体15沿滑轨17向上或向下滑动，使粘虫板19处于最佳诱虫高度，保障诱虫效率。

一个优选方案中，各个所述电磁阀21安排有编号，所述电磁阀21的编号信息及对应腔室内的农药浓度信息存储至所述存储模块。

在上述方案中，电磁阀21的编号信息以及电磁阀21对应腔室内农药的浓度信息存储在存储模块，便于分析处理模块调取各个腔室的农药浓度信息以及对应的电磁阀21编号，并在匹配出农药浓度信息后发送信息至控制器，控制器控制对应编号的电磁阀21打开，保障农药喷洒装置的自动运行。

一个优选方案中，还包括水压警报模块，其包括设置在各个所述腔室内的水压传感器以及设置在各个所述腔室外侧壁上的警示灯24，所述水压传感器和所述警示灯24分别连接所述控制器；所述水压警报模块用于将所述水压传感器检测到的水压数据和预设水压范围的上下限进行比较，判定各所述腔室内的水压值是否超出预设范围，并控制所述警示灯24的启闭。

在上述方案中，水压报警模块在第二箱体16的腔室内农药的水压过高和过低时，可以开启警示灯24及时提醒用户检查腔室内农药水位，保障农药喷洒装置的正常运行。

一个优选方案中，还包括设置在第一箱体15内的电源模块，所述电源模块用于为用电设备供电；所述第二箱体16顶部安装有太阳能电池板，所述电源模块与所述太阳能电池板连接。

在上述方案中，电源模块设置在第一箱体15内为用电设备供电，采用太阳能电池板为电源模块提供电能，绿色环保节约。

一个优选方案中，所述机架13上安装有与所述限位器12配对使用的限位开关14。

在上述方案中，限位开关14配合导轨10上的限位器12使用，保障装置处于正常的运行轨迹，提高装置的安全性。

如图2所示，一个优选方案中，所述粘虫板19以可拆卸的方式安装在所述第一箱体15的左右两端，可拆卸的方式的具体设置方法为：所述粘虫板19的上端和下端分别向上或向下延伸有若干凸缘23，所述第一箱体15与所述粘虫板19的连接处设置有与所述凸缘23适配的凹槽，所述凸缘23活动插设在所述凹槽内。

在上述方案中，采用凸缘23和凹槽活动插接的方式安装粘虫板19，便于用户拆卸和替换粘虫板19，操作简单，使用方便。

如图3所示，一种农作物病虫害监视装置的控制方法，其中，所述农作物病虫害监视装置包括诱虫状态、农药喷洒状态以及水压警报状态；

农作物病虫害监视装置处于诱虫状态的控制方法包括：

根据农作物的当前生长周期，由所述位移传感器感应此时农作物的生长高度，位移传感器传递信号到所述控制器，所述控制器控制所述第二电机运转，所述第二电机驱动所述导向轮18沿所述滑轨17向上或向下运行，带动所述第一箱体15到达诱虫最佳高度；

当所述第一箱体15处于最佳诱虫高度，所述控制器控制所述第一电机驱动所述滑块11沿所述导轨10匀速往复运动；

农作物病虫害监视装置处于农药喷洒状态的控制方法包括：

当所述诱虫装置处于诱虫状态的时间达到预设时间后，所述控制器控制所述多谱段扫描仪对所述粘虫板19进行扫描，并将采集到的病虫害信息传输至所述存储模块，所述分析处理模块识别和分析采集数据中的病虫害种类和数量，并选择出匹配的农药浓度，同时将选择结果数据传递至所述控制器，所述控制器控制对应编号的电磁阀21打开，所述雾化喷头22向农作物喷洒农药；

当所述农作物病虫害监视装置处于农药喷洒状态，所述控制器控制所述第一电机驱动所述滑块11沿所述导轨10匀速往复运动；

农作物病虫害监视装置处于水压警报状态的控制方法包括：

当所述水压警报模块判定所述水压传感器检测到的所述腔室内的水压数据高于或低于预设水压范围，所述水压警报模块传递信号到所述控制器，所述控制器控制所述警示灯24打开；

当所述水压警报模块判定所述水压传感器检测到的所述腔室内的水压数据处于预设水压范围，所述水压警报模块传递信号到所述控制器，所述控制器控制所述警示灯24关闭。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (8)

1.一种农作物病虫害监视装置，其中，包括：

行走装置，其包括分别设置在农作物种植区两侧的两条平行的导轨以及设置在所述导轨上的机架；所述导轨的两端各设置有一个限位器；所述机架的底部的四个底角位置分别设置有滑块和用于驱动所述滑块滑动的第一电机；

诱虫装置，其包括安装在所述机架上的第一箱体以及安装在所述第一箱体上的升降机构；所述第一箱体的左右两侧壁为粘虫板；所述第一箱体内设置有控制器，所述升降机构连接所述控制器；

病虫害检测单元，其设置在所述第一箱体内并连接到所述控制器，所述病虫害检测单元包括相互连接的存储模块、无线传输模块以及多谱段扫描仪，所述多谱段扫描仪用于采集所述粘虫板上的病虫害信息，所述存储模块用于接收所述多谱段扫描仪传输的采集数据并将采集数据通过所述无线传输模块发送至终端；

农药喷洒装置，其包括第二箱体、雾化喷头、气体传感器以及水泵；所述第二箱体通过隔板分隔为多个腔室，各个所述腔室内配置有不同浓度的农药；所述水泵安装在各个所述腔室内；所述雾化喷头安装在所述第二箱体的外侧，所述雾化喷头分别通过支管连接各个所述腔室，所述支管上分别设置有电磁阀；所述气体传感器与所述控制器连接，所述气体传感器用于实时感应农作物种植区内农药的气体体积分数并控制农药喷洒进程；

分析处理模块，其设置在所述第一箱体内并连接到所述控制器，所述分析处理模块包括农药浓度匹配数据库，所述农药浓度匹配数据库中存储有与各病虫害种类和数量匹配的农药浓度；所述分析处理模块与所述存储模块连接并接收采集数据，所述分析处理模块用于识别和分析采集数据中的病虫害种类和数量，并根据所述农药浓度匹配数据库选择农药浓度，并将信息传递至所述控制器。

2.如权利要求1所述的农作物病虫害监视装置，其中，所述升降机构包括滑轨、导向轮和位移传感器；所述滑轨设置在所述机架上；所述导向轮分别设置在所述第一箱体的各个边角处，所述导向轮以可沿所述滑轨滑动的方式嵌入所述滑轨内；所述位移传感器设置在所述第一箱体外侧壁上，所述位移传感器与所述控制器连接；所述第一箱体内设置有用于驱动所述导向轮的第二电机，所述第二电机与所述控制器连接。

3.如权利要求1所述的农作物病虫害监视装置，其中，各个所述电磁阀安排有编号，所述电磁阀的编号信息及对应腔室内的农药浓度信息存储至所述存储模块。

4.如权利要求1所述的农作物病虫害监视装置，其中，还包括水压警报模块，其包括设置在各个所述腔室内的水压传感器以及设置在各个所述腔室外侧壁上的警示灯，所述水压传感器和所述警示灯分别连接所述控制器；所述水压警报模块用于将所述水压传感器检测到的水压数据和预设水压范围的上下限进行比较，判定各所述腔室内的水压值是否超出预设范围，并控制所述警示灯的启闭。

5.如权利要求1所述的农作物病虫害监视装置，其中，还包括设置在第一箱体内的电源模块，所述电源模块用于为用电设备供电；所述第二箱体顶部安装有太阳能电池板，所述电源模块与所述太阳能电池板连接。

6.如权利要求1所述的农作物病虫害监视装置，其中，所述机架上安装有与所述限位器配对使用的限位开关。

7.如权利要求1所述的农作物病虫害监视装置，其中，所述粘虫板以可拆卸的方式安装在所述第一箱体的左右两端，可拆卸的方式的具体设置方法为：所述粘虫板的上端和下端分别向上或向下延伸有若干凸缘，所述第一箱体与所述粘虫板的连接处设置有与所述凸缘适配的凹槽，所述凸缘活动插设在所述凹槽内。

8.如权利要求1-7所述的农作物病虫害监视装置的控制方法，其中，所述农作物病虫害监视装置包括诱虫状态、农药喷洒状态以及水压警报状态；

农作物病虫害监视装置处于诱虫状态的控制方法包括：

根据农作物的当前生长周期，由所述位移传感器感应此时农作物的生长高度，位移传感器传递信号到所述控制器，所述控制器控制所述第二电机运转，所述第二电机驱动所述导向轮沿所述滑轨向上或向下运行，带动所述第一箱体到达诱虫最佳高度；

当所述第一箱体处于最佳诱虫高度，所述控制器控制所述第一电机驱动所述滑块沿所述导轨匀速往复运动；

农作物病虫害监视装置处于农药喷洒状态的控制方法包括：

当所述诱虫装置处于诱虫状态的时间达到预设时间后，所述控制器控制所述多谱段扫描仪对所述粘虫板进行扫描，并将采集到的病虫害信息传输至所述存储模块，所述分析处理模块识别和分析采集数据中的病虫害种类和数量，并选择出匹配的农药浓度，同时将选择结果数据传递至所述控制器，所述控制器控制对应编号的电磁阀打开，所述雾化喷头向农作物喷洒农药；

当所述农作物病虫害监视装置处于农药喷洒状态，所述控制器控制所述第一电机驱动所述滑块沿所述导轨匀速往复运动；

农作物病虫害监视装置处于水压警报状态的控制方法包括：

当所述水压警报模块判定所述水压传感器检测到的所述腔室内的水压数据高于或低于预设水压范围，所述水压警报模块传递信号到所述控制器，所述控制器控制所述警示灯打开；

当所述水压警报模块判定所述水压传感器检测到的所述腔室内的水压数据处于预设水压范围，所述水压警报模块传递信号到所述控制器，所述控制器控制所述警示灯关闭。