一种农作物发育期监测系统

摘要

本实用新型涉及一种农作物发育期监测系统，属于农作物物候期自动观测技术领域。监测系统包括立柱、以及设置在立柱上的冠层高度测量仪、温度传感器；冠层高度测量仪固定在立柱的顶部，用于采集农作物的高度信息；温度传感器通过滑动装置与立柱进行滑动连接，温度传感器用于采集农作物表面的温度，滑动装置用于根据农作物的高度滑动调整温度传感器的高度。本实用新型中的温度传感器用于采集农作物表面的温度，因此为了提高温度采集的准确性，温度传感器要随着农作物的高度进行调整，本实用新型采用滑动装置以滑动的方式调整温度传感器的高度，避免了拆卸的工序，提高了调整的效率。

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种农作物发育期监测系统，属于农作物物候期自动观测技术领域。

背景技术

农作物(如玉米、小麦、水稻、棉花等)发育期的监测对于农作物生长非常重要，研究农作物发育期的提取方法，精确监测农作物的关键生长阶段，对其产量预测具有重要意义。传统的农作物发育期相关数据的获取通常采用田间人工目视观察，通过定点观测，记录生物物候现象的季节变化和年际变化，该方法简单易行，但费时费力，且人工观测时受主观意识影响较大。

随着现代电子、通讯和计算机技术的发展，农作物发育期的自动化观测也取得了不少进展，常见的农作物发育期识别主要是采用机器视觉技术，将图像传感器安装在农作物观测区域，采集农作物生长全景图像，通过对图像特征的提取，识别农作物发育期。然而由于农作物某些发育期图像特征不明确，仅依靠图像无法实现发育期的精确检测，难以在实际中推广应用。

为此，有人提出采用多种传感器结合，以精确的监测农作物的发育情况，例如：授权公告号为CN 212275066 U的中国实用新型专利文件，该专利文件公开了一种农作物发育期监测系统，该监测系统包括光强度传感器、测距仪、温度传感器、风速传感器和风向传感器，通过光强度传感器和测距仪实现对农作物的冠层归一化植被指数和冠层高度的检测，同时又利用温度传感器、风向传感器和风速传感器实现对农作物所在区域的气候环境进行检测，提高了发育期识别的准确性。

然而上述专利文件中各传感器通过相应的横杆固定，各横杆通过卡箍固定在立柱上，在进行横杆高度的调整时，需要人为拆卸进行调整，使得调整过程操作复杂，导致工作效率低下。

实用新型内容

本申请的目的在于提供一种农作物发育期监测系统，用以解决现有检测系统调整效率低的问题。

为实现上述目的，本申请提出了一种农作物发育期监测系统的技术方案，农作物发育期监测系统包括立柱、以及设置在立柱上的冠层高度测量仪、温度传感器；

所述冠层高度测量仪固定在立柱的顶部，用于采集农作物的高度信息；

所述温度传感器通过滑动装置与立柱进行滑动连接，所述温度传感器用于采集农作物表面的温度，所述滑动装置用于根据农作物的高度滑动调整温度传感器的高度。

本实用新型的农作物发育期监测系统的技术方案的有益效果是：本实用新型中的温度传感器用于采集农作物表面的温度，因此为了提高温度采集的准确性，温度传感器要随着农作物的高度进行调整，本实用新型采用滑动装置以滑动的方式调整温度传感器的高度，避免了拆卸的工序，提高了调整的效率。

进一步地，为了提高滑动装置的可靠性，所述滑动装置包括滑杆和导轨，导轨固定在立柱上，滑杆的一端与导轨滑动连接；滑杆的另一端固定温度传感器。

进一步地，为了提高滑动效率，所述滑杆配置有电机，通过电机驱动滑杆滑动。

进一步地，为了实现高度的自动调节，还包括控制器，控制器与冠层高度测量仪通信连接，控制器控制连接电机，用于根据冠层高度测量仪所采集的数据自动控制电机转动，以实现温度传感器高度的自动调节。

进一步地，为了保证控制器工作的可靠性，所述控制器内置在一个机箱中，机箱固定在立柱上。

进一步地，为了更加准确的监测农作物表面的温度，所述温度传感器设置在一个自动巡航的云台上，用于采集多点的农作物表面温度。

进一步地，还包括图像传感器，所述图像传感器设置在立柱上，用于采集农作物的图像信息。

进一步地，图像传感器、冠层高度测量仪上下布置在立柱的顶端，且图像传感器高于冠层高度测量仪。

进一步地，为了提高监测系统工作的可靠性，所述立柱上还设置有太阳能板，太阳能板供电连接图像传感器、冠层高度测量仪、温度传感器。

进一步地，为了提高农作物冠层高度测量的准确性，所述冠层高度测量仪为激光测距仪。

附图说明

图1是本实用新型农作物发育期监测系统的结构图；

图2是本实用新型农作物发育期监测系统的框图；

图中：1为立柱、2为图像传感器、3为冠层高度测量仪、4为温度传感器、5为太阳能板、6为机箱、7为导轨、8为滑杆、9为云台、10为第一横杆、11为第二横杆、12为卡箍。

具体实施方式

农作物发育期监测系统实施例：

本实施例以农作物为小麦为例对监测系统进行详细说明。

农作物发育期监测系统如图1所示，包括立柱1、以及设置在立柱1上的图像传感器2、冠层高度测量仪3、温度传感器4、太阳能板5。

太阳能板5设置在立柱1上，并且太阳能板5通过卡箍12固定在立柱1上，太阳能板5的电能输出端供电连接图像传感器2、冠层高度测量仪3、温度传感器4，连接线路通过立柱1的内部走线，实现各传感器的供电。

图像传感器2用于采集小麦的生长图像，设置在立柱1的最顶部，并且图像传感器2固定在第一横杆10的一端，第一横杆10的另一端通过卡箍12装配在立柱1上，通过卡箍12可以调整图像传感器2的高度。

冠层高度测量仪3用于测量观测区域内小麦的冠层高度，用于辅助监测与冠层高度相关的发育期，如越冬开始期、起身期、拔节期。具体地，冠层高度测量仪3采用激光测距仪，激光测距仪设置在图像传感器2的下方，并且激光测距仪固定在第二横杆11的一端，第二横杆11的另一端通过卡箍12装配在立柱1上，通过卡箍12可以调整激光测距仪的高度。

温度传感器4用于测量小麦茎、叶的表面温度，以辅助测量外观特征变化不明显，但与温度紧密相关的发育期，如越冬开始期、返青期。具体地，温度传感器10采用红外温度传感器，并且将红外温度传感器搭载固定在一个云台9上，该云台9可以实现自动巡航10个观测点，因此红外温度传感器可以检测10个观测点的温度。

基于温度传感器4测量的是小麦表面温度，温度传感器4的设置高度需要与小麦的冠层高度相对应，以准确的采集温度，因此，将云台9通过一个滑动装置装配固定在立柱1上，滑动装置包括滑杆8和导轨7，导轨7固定在立柱1上，滑杆8的一端与导轨7滑动连接；滑杆8的另一端固定云台9。导轨7和立柱1的固定方式以及滑杆8与云台的固定方式可以选择焊接，也可以选择螺栓连接，本实用新型对此不做限制。

关于滑杆8的滑动方式，可以通过人工驱动滑杆8滑动，人工驱动时根据冠层高度测量仪3测量的高度进行适应性的高度调整，也可以通过给滑杆8配置一个电机，通过电机驱动滑杆8进行滑动，电机的驱动也可以采用人为控制驱动。

当然，为了减少人力投入，滑杆8的高度调整可以实现自动化，如图2所示，采用控制器进行控制，控制器设置在机箱6内，并且机箱6固定在立柱1上。

太阳能板5供电连接控制器的供电端，图像传感器2、冠层高度测量仪3、温度传感器4与控制器通信连接，控制器控制连接滑杆8的电机和云台9。图像传感器2、冠层高度测量仪3、温度传感器4将所采集的数据发送至控制器，控制器根据冠层高度测量仪3所采集的高度数据控制电机工作，进而实现滑杆8高度的调整。同时，控制器还可以控制各传感器的开启关闭，以及云台9的旋转等操作。

机箱6内还可以设置无线通信装置，控制器还可以通过无线通信装置与后台连接，将采集的数据发送至后台。无线通信模块可采用WIFI、4G或5G等。

关于图像传感器2、冠层高度测量仪3、温度传感器4可以采用现有技术中实现相应功能的设备，本实用新型对具体型号并不做限制。

关于图像传感器2、冠层高度测量仪3、以及太阳能板5均通过卡箍12固定在立柱1上，以方便调整位置，但是这几种设备的高度调整需求并不多，完全可以直接以固定的形式固定在立柱1上，这样可以提高设备的稳固性。

上述实施例中，为了保证图像传感器2的视野、以及冠层高度测量仪3的测量精度，冠层高度测量仪3设置在图像传感器2的下方。当然作为其他实施方式，冠层高度测量仪3和在图像传感器2也可以同高度设置，本实用新型对此不做限制。

上述实施例中，滑动装置包括滑杆8和导轨7，通过滑杆8在导轨7上进行滑动而实现温度传感器4的高度调整，以更准确地采集小麦表面的温度。作为其他实施方式，滑动装置也可以为滑轮式的滑动装置，本实用新型对滑动装置的具体结构并不做限制，实现滑动即可。

上述实施例中，为了提高供电的可靠性，通过太阳能板5为各设备供电。作为其他实施方式，各设备也可以采用自带的蓄电池供电，进而无需设置太阳能板5。

上述实施例中，为了采集多点的温度，将温度传感器4搭载在一个云台9上。作为其他实施方式，也可以将温度传感器4直接固定在滑杆8上，无需设置云台9。

本实用新型采用滑动装置以滑动的方式调整温度传感器的高度，避免了拆卸的工序，提高了调整的效率，而且结合图像、温度以及高度数据，更加全面的监测农作物发育期。