一种基于振动信息的植物缺水检测装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种基于振动信息的植物缺水检测装置，涉及植物缺水检测技术领域，本装置包括一测距模块、一单片机模块、一继电器、一电磁阀、一气泵、一进气软管、一出气软管、一固定支架、一固定杆、一电脑以及植物检测软件系统，单片机模块通过改变高低电平来驱动继电器打开，控制电磁阀导通，使气泵内的压缩空气通过进气软管和出气软管来吹击植物叶片并使其振动，测距模块采集此植物叶片振动信号并通过单片机模块进行AD转换后传递到电脑中，通过功率谱处理及模式识别，实现对植物的缺水检测，本实用新型专利技术能用于植物在缺水检测过程中的高精度无损检测。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术公开了一种基于振动信息的植物缺水检测装置，涉及植物缺水检测
，本装置包括一测距模块、一单片机模块、一继电器、一电磁阀、一气泵、一进气软管、一出气软管、一固定支架、一固定杆、一电脑以及植物检测软件系统，单片机模块通过改变高低电平来驱动继电器打开，控制电磁阀导通，使气泵内的压缩空气通过进气软管和出气软管来吹击植物叶片并使其振动，测距模块采集此植物叶片振动信号并通过单片机模块进行AD转换后传递到电脑中，通过功率谱处理及模式识别，实现对植物的缺水检测，本技术能用于植物在缺水检测过程中的高精度无损检测。【专利说明】一种基于振动信息的植物缺水检测装置
本技术涉及一种农业水分检测设备，尤其是基于振动信息的植物缺水检测装置，属于植物缺水检测
。
技术介绍
水资源短缺是影响我国农业发展的一个重要因素。在工厂化农业生产中，为实现高产、优质，必须提高对旱情的诊断和调控技术。水分对于植物生长至关重要，而对于植物是否缺水通过肉眼较难观测。现有植物缺水诊断方法有形态检测法、土壤含水量检测法、电?目号检测法等。 其中，形态检测法方面，专利“基于计算机视觉及物联网的植物生长状况监测系统”(CN102564593A)公开了一种基于计算机视觉及物联网的植物生长状况监测系统，P.Foucher 等(2004)在论文“Morphological image analysis for the detect1n ofwater stress in potted forsythia.”中研宄了在人工视觉识别下说明水分胁迫条件下植物的整个形态发展。以上两种方法或系统所涉形态监测方法严格限制于固定的条件如植物种类等。 其中，电信号检测法方面，鲍一丹等(2005)在论文“基于叶片电特性和叶水势的植物缺水度研宄”中研宄了植物缺水信息与植物叶片电特性和叶水势之间的变化规律。但该方法测量的电压值易受浇灌植物的水或培养基中离子量影响而不准确。 其中，土壤含水量检测法方面，专利“一种植物缺水检测灌溉装置”(CN201174917Y)公开了一种基于电阻丝阻值变化的检测电路的植物缺水检测灌溉装置。但是该检测系统较难实时检测出植物缺水情况。 所以，上述利用形态检测、电信号检测、土壤含水量检测的植物缺水检测方法在进行植物缺水检测时具有植物种类限制、准确率较低的不足。
技术实现思路
本技术旨在提供一种基于振动信息的植物缺水检测装置，通过气体冲击植物叶片的方式来进行植物缺水检测，克服现有技术中对植物缺水检测中植物种类限制、准确率较低的问题。 为实现上述目的，本技术采用以下技术方案:一测距模块、一单片机模块、一继电器、一电磁阀、一气泵、一进气软管、一出气软管、一固定支架、一固定杆、一电脑以及植物检测软件系统，所述的植物检测软件系统包括信号采集模块、信号处理模块、信号特征提取模块、模式识别模块以及显示模块；其中，固定杆固定在固定支架上，测距模块固定在固定杆上，测距模块位于植物叶片上方，测距模块通过电线与单片机模块相连，单片机模块通过数据线与电脑USB 口相连，单片机模块通过电线与继电器接入端相连，继电器输出端通过电线与电磁阀相连，进气软管一端连接到电磁阀进气端，另一端连接到气泵上，出气软管一端固定在固定支架上，另一端连接到电磁阀出气端，电脑USB 口为单片机模块提供电源并与单片机模块进行数据传输，单片机模块通过改变高低电平来驱动继电器打开，控制电磁阀导通，使气泵内的压缩空气通过进气软管和出气软管来吹击植物叶片并使其振动，测距模块采集此植物叶片振动信号输入到单片机模块，单片机模块将此信号AD转换后传输到电脑USB 口，信号采集模块采集电脑USB 口的植物叶片振动信号，并通过植物检测软件系统的信号处理模块、信号特征提取模块、模式识别模块进行处理，模式识别模块进行处理后送到显示模块显示。 与现有技术相比，本技术的有益效果如下: 现有植物缺水检测方法，如通过形态检测法、土壤含水量检测法和电信号检测法等，虽然可以对植物水分进行无损检测，但具有植物种类限制、准确率较低的不足。 本技术通过气体冲击植物叶片的方式来进行植物缺水检测，通过单片机模块驱动继电器打开从而控制电磁阀导通，通过信号处理模块对植物叶片振动信号进行处理，通过信号特征提取模块提取不同水胁迫时的植物叶片特征，通过模式识别模块实现对待测植物是否缺水的预测，可实现对植物是否缺水的高精度无损检测。 【专利附图】【附图说明】 图1是基于振动信息的植物缺水检测装置结构示意图； 图2是植物检测软件系统内部模块连接框图； 图1中，1.测距模块；2.单片机模块；3.继电器；4.电磁阀；5.气泵；6.进气软管；7.出气软管；8.固定支架；9、固定杆；10.电脑；11.植物检测软件系统；12.电脑USB口 ；13.植物叶片。 【具体实施方式】 下面结合附图及具体实施例对本技术作进一步说明。 实施例1 如图1所示，一种基于振动信息的植物缺水检测装置: 其包括一测距模块1、一单片机模块2、一继电器3、一电磁阀4、一气泵5、一进气软管6、一出气软管7、一固定支架8、一固定杆9、一电脑10以及植物检测软件系统11，所述的植物检测软件系统11包括信号采集模块、信号处理模块、信号特征提取模块、模式识别模块以及显示模块；其中，固定杆9固定在固定支架8上，测距模块I固定在固定杆9上，测距模块I位于植物叶片13上方，测距模块I通过电线与单片机模块2相连，单片机模块2通过数据线与电脑USB 口 12相连，单片机模块2通过电线与继电器3接入端相连，继电器3输出端通过电线与电磁阀4相连，进气软管6 —端连接到电磁阀4进气端，另一端连接到气泵5上，出气软管7 —端固定在固定支架8上，另一端连接到电磁阀4出气端，电脑USB 口12为单片机模块2提供电源并与单片机模块2进行数据传输，单片机模块2通过改变高低电平来驱动继电器3打开，控制电磁阀4导通，使气泵5内的压缩空气通过进气软管6和出气软管7来吹击植物叶片13并使其振动，测距模块I采集此植物叶片振动信号输入到单片机模块2，单片机模块2将此信号AD转换后传输到电脑USB 口 12，信号采集模块采集电脑USB 口 12的植物叶片振动信号，并通过植物检测软件系统11的信号处理模块、信号特征提取模块、模式识别模块进行处理，模式识别模块进行处理后送到显示模块显示。 实施例2 如图2所示，本技术中植物检测软件系统，其包括信号采集模块、信号处理模块、信号特征提取模块、模式识别模块以及显示模块。【权利要求】1.一种基于振动信息的植物缺水检测装置，其特征在于:包括一测距模块(1)、一单片机模块(2)、一继电器(3)、一电磁阀(4)、一气泵(5)、一进气软管(6)、一出气软管(7)、一固定支架(8)、一固定杆(9)、一电脑(10)以及植物检测软件系统(11)，所述的植物检测软件系统(11)包括信号采集模块、信号处理模块、信号特征提取模块、模式识别模块以及显示模块；其中，固定杆(9)固定在固定支架(8)上，测距模块(1)固定在固定杆(9)上，测距模块⑴位于植物叶片(13)上方，测距模块(1)本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于振动信息的植物缺水检测装置，其特征在于：包括一测距模块(1)、一单片机模块(2)、一继电器(3)、一电磁阀(4)、一气泵(5)、一进气软管(6)、一出气软管(7)、一固定支架(8)、一固定杆(9)、一电脑(10)以及植物检测软件系统(11)，所述的植物检测软件系统(11)包括信号采集模块、信号处理模块、信号特征提取模块、模式识别模块以及显示模块；其中，固定杆(9)固定在固定支架(8)上，测距模块(1)固定在固定杆(9)上，测距模块(1)位于植物叶片(13)上方，测距模块(1)通过电线与单片机模块(2)相连，单片机模块(2)通过数据线与电脑USB口(12)相连，单片机模块(2)通过电线与继电器(3)接入端相连，继电器(3)输出端通过电线与电磁阀(4)相连，进气软管(6)一端连接到电磁阀(4)进气端，另一端连接到气泵(5)上，出气软管(7)一端固定在固定支架(8)上，另一端连接到电磁阀(4)出气端，电脑USB口(12)为单片机模块(2)提供电源并与单片机模块(2)进行数据传输。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：卢伟，张超，丁天华，杜健健，丁为民，
申请(专利权)人：南京农业大学，
类型：新型
国别省市：江苏;32