[實用新型]一種基于土壤重金屬離子傳感器的農業可視化系統

有效

• 申請號: 201720540381.1
• 申請日: 2017-05-16
• 公開（公告）號: CN206775648U
• 公開（公告）日: 2017-12-19
• 發明（設計）人: 徐建華;周中能;陳琦琛;賈夢輝;趙力濤;鮑敏;方中華
• 申請（專利權）人: 上海臻恒光電系統有限公司
• 主分類號: H04N7/18
• 分類號: H04N7/18;G01N27/00
• 代理公司: 上海遠同律師事務所31307
• 代理人: 丁利華

技術領域

本實用新型涉及智慧農業領域，尤其涉及一種應用于現代農業可視化以及土壤重金屬離子檢測的農業可視化系統。

背景技術

農作物的生長離不開土壤的滋養，優質的土壤才能帶來豐碩的收獲，然而，隨著社會建設中帶來的亂排亂放，環境污染，土壤質量大大下降，其中一個重要因素便是土壤中的重金屬離子含量增加，高濃度的重金屬離子濃度可導致農作物根系發育異常，葉片失綠，甚至全株死亡，此外，土壤中的重金屬離子會被農作物吸收，存在于其產物中，一旦進入人類的生活，會嚴重影響人體健康，由此可見土壤中重金屬離子的含量對于農作物的生長以及人類的生活都至關重要。而農場管理可視化能夠大大提高農業管理效率，實時了解農作物生長情況也能夠促進管理者的實時決策。有鑒于此，本實用新型提出了一種基于土壤重金屬離子傳感器與全景環帶鏡頭的智能農業可視化系統。

實用新型內容

本實用新型提出了一種基于土壤重金屬離子傳感器和360度全景環帶鏡頭的農業可視化系統。本系統作為一種結合了多種傳感器的信息采集系統，利用大視場的全景環帶鏡頭，能夠以較小的建設成本實現對農場，田地等農作物區的大范圍可視化成像，并實時向管理者以視頻信息等傳達農作物當前生長情況，監測區域工作管理情況。此外，本系統采用了多種土壤重金屬離子傳感器對農作物生長周邊土壤的重金屬離子濃度進行數字化實時監測,包括鉛離子，鈣離子，鎘離子，鉀離子，銨離子的實時超靈敏監測。

本實用新型的一種基于土壤重金屬離子傳感器的農業可視化系統，包括：

多個土壤重金屬離子傳感器，對土壤中的多種重金屬離子進行實時監測；

360度全景環帶鏡頭，用于對農場區周圍環形視場內的農作物生長情況、人員工作情況進行實時監控；

計算機，分別與所述多個土壤重金屬離子傳感器和360度全景環帶鏡頭連接，

其中，每個土壤重金屬離子傳感器由復合電極探頭、信號處理器、RS-485接口構成，所述復合電極作為傳感器探測端，用于監測土壤中重金屬離子濃度，所述信號處理器與所述復合電極探頭連接，將采集的重金屬離子濃度信號轉換為計算機可識別的電信號輸出至RS-485接口，所述RS-485接口用于與所述計算機連接。

所述360度全景環帶鏡頭通過數據線與所述計算機連接，將農場區周圍的圖像信號傳輸至所述計算機。

優選地，所述多個土壤重金屬離子傳感器包括銨離子傳感器、鈣離子傳感器、鎘離子傳感器、鉀離子傳感器和鉛離子傳感器。

優選地，所述360度全景環帶鏡頭從物側起依次包括第一凹面反射鏡、第二凹面反射鏡、中繼透鏡組以及CCD探測器，其中第二凹面反射鏡的中央具有圓孔，兩面凹面反射鏡以光軸為中心旋轉對稱，并且其反射面相對而置，光線經由第二凹面反射鏡反射至第一凹面反射鏡，由第一凹面反射鏡將光線反射通過第二凹面反射鏡中央的圓孔而進入中繼透鏡組，中繼透鏡組由若干面透鏡組成，光線通過中繼透鏡組聚焦至系統焦平面上，由CCD探測器進行探測成像。

優選地，所述數據線為USB數據線。

優選地，所述360度全景環帶鏡頭安裝于路燈支架或農場大棚上。

本實用新型具有如下有益效果：

1、所述基于兩片反射式的360度全景環帶鏡頭可對鏡頭下方的環形區域進行視頻信息采集，而采用傳統的廣角槍機或球機成像則至少需要4個以上才能實現360度視場角的覆蓋。因此采用此類的360度全景鏡頭作為視頻信息采集裝置可在一定程度上降低系統的建設成本。

2、傳統式的槍機或球機都必須采用微型的步進電機以及復雜的機械結構來實現對目標的對焦拍攝，因此在長時間及惡劣環境下，產品的故障率高，增加了系統的不穩定性，本系統中所述的360度全景環帶鏡頭，主鏡頭由兩片高反鏡組成，基于反射成像原理，以極其簡單的機械結構實現對大范圍視場的成像，整個鏡頭無運動部件，可適應于各種復雜環境，同時故障率低，使用壽命長。

3、在傳統農業中，對于土壤中重金屬離子如銨離子，鈣離子，鎘離子，鉀離子，鉛離子等土壤質量參數的監測手段有限，因此不能準確反映土壤質量以供管理者決策。在本系統中，對于這些重要的土壤金屬離子濃度采用了所述土壤重金屬離子探測器，可實時地給出詳細的數字化參數。

4、本系統所采用的土壤重金屬離子探測器具有較高的分辨率，足以適用于農業生產。