基于红外线阵成像的果园虫情实时监测装置设计
随着人民生活水平的不断提高，人们对降低果品农药残留和提高果品质量的要求越来越高。果园虫害的发生具有周期性，有效抑制第一周期的虫害发生，可减弱后几个周期的波峰。在虫害发生上升期进行打药治理，可减少打药量、降低农药残留、提高果品质量，利于绿色果园、绿色农业的发展。 本课题针对果园虫情的监测、预警与防治的关键技术——果园虫情实时监测装置进行研究，实现果园虫情的实时、精确和大范围监测，为果园管理提供有效的数据支持。 论文依据国内外果园虫情监测技术的研究现状及应用情况，分析了各类病虫害监测的方法优缺点，确定了以线阵CCD相机成像进行果虫计数的方案，设计了基于红外平行光光源、线阵CCD图像传感器、捕虫瓶组成的监测装置。装置光源选用850nm的红外光，避开了害虫敏感的光波波段;选用TCD1304AP型线阵CCD图像传感器，使用运算放大器、模数转换器和可编程逻辑门阵列实现信号的放大、采集和时序控制。整个装置以MSP430F5438A单片机为控制核心，各监测装置与果园内上位机之间通过ZigBee技术进行数据传输，后通过4G-LTE网络和短信模块与远程上位机和移动终端进行远程通信，实现果园现场监测信息的上传和远程终端控制命令的下达。本文编写了相应的应用软件，在实验室环境进行了模拟实验，通过多帧数据的组合形成数据的三维图形，可以清晰得到被测体遮挡光线的占位尺寸。在上位机采用约束最小二乘法的FIR低通滤波器进行滤波处理和利用边沿求导的方式进行数据二值化处理及浮动阈值的确定，可有效地减少计算量，避免固定阈值产生的误差，进一步提高计数的精确性。为后期连接远程上位机果园虫情监测控制管理系统，实现对原始数据的图像处理、虫害计数与分类信息的储存、趋势信息的显示以及果园虫情监测预警与防治提供了数据支持。 论文完成了装置系统设计并进行了模拟虫害分类测试，测试结果符合设计要求。
果园管理;虫情监测;实时监测装置;红外线阵成像
河北农业大学
硕士
农业电气化与自动化
高亮
2017
中文
S436;TP277
77
2018-05-30（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）