一種基于振動信息的植物缺水檢測裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種基于振動信息的植物缺水檢測裝置，涉及植物缺水檢測【技術(shù)領(lǐng)域】，本裝置包括一測距模塊、一單片機模塊、一繼電器、一電磁閥、一氣泵、一進氣軟管、一出氣軟管、一固定支架、一固定桿、一電腦以及植物檢測軟件系統(tǒng)，單片機模塊通過改變高低電平來驅(qū)動繼電器打開，控制電磁閥導(dǎo)通，使氣泵內(nèi)的壓縮空氣通過進氣軟管和出氣軟管來吹擊植物葉片并使其振動，測距模塊采集此植物葉片振動信號并通過單片機模塊進行AD轉(zhuǎn)換后傳遞到電腦中，通過功率譜處理及模式識別，實現(xiàn)對植物的缺水檢測，本實用新型能用于植物在缺水檢測過程中的高精度無損檢測。
【專利說明】一種基于振動信息的植物缺水檢測裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種農(nóng)業(yè)水分檢測設(shè)備，尤其是基于振動信息的植物缺水檢測裝置，屬于植物缺水檢測【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002]水資源短缺是影響我國農(nóng)業(yè)發(fā)展的一個重要因素。在工廠化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，為實現(xiàn)高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)，必須提高對旱情的診斷和調(diào)控技術(shù)。水分對于植物生長至關(guān)重要，而對于植物是否缺水通過肉眼較難觀測?，F(xiàn)有植物缺水診斷方法有形態(tài)檢測法、土壤含水量檢測法、電?目號檢測法等。
[0003]其中，形態(tài)檢測法方面，專利“基于計算機視覺及物聯(lián)網(wǎng)的植物生長狀況監(jiān)測系統(tǒng)”(CN102564593A)公開了一種基于計算機視覺及物聯(lián)網(wǎng)的植物生長狀況監(jiān)測系統(tǒng)，P.Foucher 等(2004)在論文“Morphological image analysis for the detect1n ofwater stress in potted forsythia.”中研宄了在人工視覺識別下說明水分脅迫條件下植物的整個形態(tài)發(fā)展。以上兩種方法或系統(tǒng)所涉形態(tài)監(jiān)測方法嚴格限制于固定的條件如植物種類等。
[0004]其中，電信號檢測法方面，鮑一丹等(2005)在論文“基于葉片電特性和葉水勢的植物缺水度研宄”中研宄了植物缺水信息與植物葉片電特性和葉水勢之間的變化規(guī)律。但該方法測量的電壓值易受澆灌植物的水或培養(yǎng)基中離子量影響而不準確。
[0005]其中，土壤含水量檢測法方面，專利“一種植物缺水檢測灌溉裝置”(CN201174917Y)公開了一種基于電阻絲阻值變化的檢測電路的植物缺水檢測灌溉裝置。但是該檢測系統(tǒng)較難實時檢測出植物缺水情況。
[0006]所以，上述利用形態(tài)檢測、電信號檢測、土壤含水量檢測的植物缺水檢測方法在進行植物缺水檢測時具有植物種類限制、準確率較低的不足。
實用新型內(nèi)容
[0007]本實用新型旨在提供一種基于振動信息的植物缺水檢測裝置，通過氣體沖擊植物葉片的方式來進行植物缺水檢測，克服現(xiàn)有技術(shù)中對植物缺水檢測中植物種類限制、準確率較低的問題。
[0008]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用以下技術(shù)方案:一測距模塊、一單片機模塊、一繼電器、一電磁閥、一氣泵、一進氣軟管、一出氣軟管、一固定支架、一固定桿、一電腦以及植物檢測軟件系統(tǒng)，所述的植物檢測軟件系統(tǒng)包括信號采集模塊、信號處理模塊、信號特征提取模塊、模式識別模塊以及顯示模塊；其中，固定桿固定在固定支架上，測距模塊固定在固定桿上，測距模塊位于植物葉片上方，測距模塊通過電線與單片機模塊相連，單片機模塊通過數(shù)據(jù)線與電腦USB 口相連，單片機模塊通過電線與繼電器接入端相連，繼電器輸出端通過電線與電磁閥相連，進氣軟管一端連接到電磁閥進氣端，另一端連接到氣泵上，出氣軟管一端固定在固定支架上，另一端連接到電磁閥出氣端，電腦USB 口為單片機模塊提供電源并與單片機模塊進行數(shù)據(jù)傳輸，單片機模塊通過改變高低電平來驅(qū)動繼電器打開，控制電磁閥導(dǎo)通，使氣泵內(nèi)的壓縮空氣通過進氣軟管和出氣軟管來吹擊植物葉片并使其振動，測距模塊采集此植物葉片振動信號輸入到單片機模塊，單片機模塊將此信號AD轉(zhuǎn)換后傳輸?shù)诫娔XUSB 口，信號采集模塊采集電腦USB 口的植物葉片振動信號，并通過植物檢測軟件系統(tǒng)的信號處理模塊、信號特征提取模塊、模式識別模塊進行處理，模式識別模塊進行處理后送到顯示模塊顯示。
[0009]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的有益效果如下:
[0010]現(xiàn)有植物缺水檢測方法，如通過形態(tài)檢測法、土壤含水量檢測法和電信號檢測法等，雖然可以對植物水分進行無損檢測，但具有植物種類限制、準確率較低的不足。
[0011 ] 本實用新型通過氣體沖擊植物葉片的方式來進行植物缺水檢測，通過單片機模塊驅(qū)動繼電器打開從而控制電磁閥導(dǎo)通，通過信號處理模塊對植物葉片振動信號進行處理，通過信號特征提取模塊提取不同水脅迫時的植物葉片特征，通過模式識別模塊實現(xiàn)對待測植物是否缺水的預(yù)測，可實現(xiàn)對植物是否缺水的高精度無損檢測。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1是基于振動信息的植物缺水檢測裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013]圖2是植物檢測軟件系統(tǒng)內(nèi)部模塊連接框圖；
[0014]圖1中，1.測距模塊；2.單片機模塊；3.繼電器；4.電磁閥；5.氣泵；6.進氣軟管；7.出氣軟管；8.固定支架；9、固定桿；10.電腦；11.植物檢測軟件系統(tǒng)；12.電腦USB口 ；13.植物葉片。

【具體實施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖及具體實施例對本實用新型作進一步說明。
[0016]實施例1
[0017]如圖1所示，一種基于振動信息的植物缺水檢測裝置:
[0018]其包括一測距模塊1、一單片機模塊2、一繼電器3、一電磁閥4、一氣泵5、一進氣軟管6、一出氣軟管7、一固定支架8、一固定桿9、一電腦10以及植物檢測軟件系統(tǒng)11，所述的植物檢測軟件系統(tǒng)11包括信號采集模塊、信號處理模塊、信號特征提取模塊、模式識別模塊以及顯示模塊；其中，固定桿9固定在固定支架8上，測距模塊I固定在固定桿9上，測距模塊I位于植物葉片13上方，測距模塊I通過電線與單片機模塊2相連，單片機模塊2通過數(shù)據(jù)線與電腦USB 口 12相連，單片機模塊2通過電線與繼電器3接入端相連，繼電器3輸出端通過電線與電磁閥4相連，進氣軟管6 —端連接到電磁閥4進氣端，另一端連接到氣泵5上，出氣軟管7 —端固定在固定支架8上，另一端連接到電磁閥4出氣端，電腦USB 口12為單片機模塊2提供電源并與單片機模塊2進行數(shù)據(jù)傳輸，單片機模塊2通過改變高低電平來驅(qū)動繼電器3打開，控制電磁閥4導(dǎo)通，使氣泵5內(nèi)的壓縮空氣通過進氣軟管6和出氣軟管7來吹擊植物葉片13并使其振動，測距模塊I采集此植物葉片振動信號輸入到單片機模塊2，單片機模塊2將此信號AD轉(zhuǎn)換后傳輸?shù)诫娔XUSB 口 12，信號采集模塊采集電腦USB 口 12的植物葉片振動信號，并通過植物檢測軟件系統(tǒng)11的信號處理模塊、信號特征提取模塊、模式識別模塊進行處理，模式識別模塊進行處理后送到顯示模塊顯示。
[0019]實施例2
[0020]如圖2所示，本實用新型中植物檢測軟件系統(tǒng)，其包括信號采集模塊、信號處理模塊、信號特征提取模塊、模式識別模塊以及顯示模塊。
【權(quán)利要求】
1.一種基于振動信息的植物缺水檢測裝置，其特征在于:包括一測距模塊(1)、一單片機模塊(2)、一繼電器(3)、一電磁閥(4)、一氣泵(5)、一進氣軟管(6)、一出氣軟管(7)、一固定支架(8)、一固定桿(9)、一電腦(10)以及植物檢測軟件系統(tǒng)(11)，所述的植物檢測軟件系統(tǒng)(11)包括信號采集模塊、信號處理模塊、信號特征提取模塊、模式識別模塊以及顯示模塊；其中，固定桿(9)固定在固定支架(8)上，測距模塊(1)固定在固定桿(9)上，測距模塊⑴位于植物葉片(13)上方，測距模塊(1)通過電線與單片機模塊⑵相連，單片機模塊⑵通過數(shù)據(jù)線與電腦USB 口(12)相連，單片機模塊(2)通過電線與繼電器(3)接入端相連，繼電器⑶輸出端通過電線與電磁閥⑷相連，進氣軟管(6) —端連接到電磁閥(4)進氣端，另一端連接到氣泵(5)上，出氣軟管(7) —端固定在固定支架(8)上，另一端連接到電磁閥⑷出氣端，電腦USB 口(12)為單片機模塊(2)提供電源并與單片機模塊(2)進行數(shù)據(jù)傳輸。
【文檔編號】G01N29/44GK204241424SQ201420582750
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2014年10月8日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月8日
【發(fā)明者】盧偉, 張超, 丁天華, 杜健健, 丁為民 申請人:南京農(nóng)業(yè)大學(xué)