一种温室水培蔬菜生长监测装置

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一种温室水培蔬菜生长监测装置\n技术领域\n[0001] 本实用新型涉及温室栽培技术，特别是涉及一种温室水培蔬菜生长监测装置。\n背景技术\n[0002] 水培蔬菜是蔬菜无土栽培的一种形式，通过营养液供给植物生长所需的营养和水分，这种栽培方式增强了蔬菜生长过程中可人工控制调节的比例，更合适于工厂化的植物生产和绿色无公害农产品栽培。长期以来，对于蔬菜生长状态的监测多依赖于人工观察，人工方法经验性比较强，不同观察个体之间存在较大的差异，观察者进入蔬菜生长环境增加了病害传染的几率；普通的温室蔬菜生长监测装置没有考虑水培蔬菜的特性，不适用于水培条件下高密度、立体栽培方式。\n实用新型内容\n[0003] （一）要解决的技术问题\n[0004] 本实用新型要解决的技术问题是：克服现有技术中的缺陷，提供一种实时、准确的水培蔬菜生长状态监测装置，能够使管理人员获得及时准确的蔬菜长势信息，为制定高产、高效、优质栽培措施提供参考指标。\n[0005] （二）技术方案\n[0006] 为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种温室水培蔬菜生长监测装置，其包括：立体支撑架，支撑在种植水培蔬菜的栽培管上方；水平位移台，安装在所述支撑架上，其上设置信息采集系统，所述信息采集系统位于所述水培蔬菜正上方。\n[0007] 其中，所述支撑架包括竖直设置的支架纵梁和连接所述支架纵梁且水平设置的支架横梁；所述水平位移台安装在所述支架横梁上。\n[0008] 其中，所述支架横梁上设置有两根相互平行的导轨，所述导轨与所述栽培管平行；\n所述水平位移台安装在所述导轨上。\n[0009] 其中，所述支架横梁上还设置有丝杠，所述丝杠通过丝杠轴承安装在所述支架横梁上且与所述导轨平行，所述水平位移台安装在所述丝杠上。\n[0010] 其中，所述水平位移台上开设有螺纹孔，所述丝杠穿过所述螺纹孔而与所述水平位移台螺纹连接。\n[0011] 其中，还包括步进电机，与所述丝杠的一端相连。\n[0012] 其中，所述信息采集系统包括并列安装在所述水平位移台上的第一图像传感器、激光测距传感器、环境传感器和第二图像传感器。\n[0013] 其中，所述第一图像传感器和第二图像传感器分别位于所述水平位移台的最外两侧。\n[0014] 其中，还包括工控机，分别与所述水平位移台和信息采集系统相连。\n[0015] 其中，所述支撑架上还设置有信息存储盒，其与所述信息采集系统和工控机分别相连。\n[0016] （三）有益效果\n[0017] 上述技术方案所提供的温室水培蔬菜生长监测装置，可在无损非接触条件下连续监测水培蔬菜生长速率、植株高度、叶面积指数、叶色变化、病虫害发生等多种生长状态，水平位移台增加了装置的监测范围，使测量指标具有群体意义；本装置具有较高的自动化程度，且测量指标准确不受人为因素干扰。\n附图说明\n[0018] 图1是本实用新型实施例的温室水培蔬菜生长监测装置的结构示意图；\n[0019] 图2是本实用新型实施例的温室水培蔬菜生长监测装置中信息采集系统的结构示意图。\n[0020] 其中，1：支撑架；2：丝杠轴承；3：导轨；4：水平位移台；5：信息采集系统；5.1：第一图像传感器；5.2：激光测距传感器；5.3：环境传感器；5.4：第二图像传感器；6：丝杠；7：\n信息存储盒；8：步进电机；9：栽培管。\n具体实施方式\n[0021] 下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。\n[0022] 图1示出了本实施例中温室水培蔬菜生长监测装置的结构示意图，参照图示，该装置主要包括框架支撑系统、水平位移系统、信息采集系统和存储控制系统。\n[0023] 其中，框架支撑系统主要包括支撑架1、丝杠轴承2、导轨3，支撑架1沿着水培蔬菜的栽培管9放置，所有设备组件依托于支撑架安装。支撑架1包括竖直设置的支架纵梁和连接所述支架纵梁且水平设置的支架横梁。导轨3两侧固定在支架横梁上，导轨3具有两根，分别与栽培管9平行。导轨3穿过水平位移台4，用于抵消丝杠6旋转推动水平位移台\n4时的上下方向转动，保证水平位移台沿直线运动。丝杠轴承2固定于丝杠6两端，使丝杠\n6能够灵活转动，产生水平方向推力。\n[0024] 水平位移系统包括有水平位移台4、丝杠6、步进电机8，步进电机8在脉冲信号的驱动下产生顺时针或逆时针的转动，经过分频处理后每个脉冲步进电机转过1.8°，丝杠6的螺距为1cm，因此一个脉冲信号可使水平位移台4前进或后退0.005cm。水平位移台4与丝杠6上加工有等距的螺纹，丝杠6旋转带动水平位移台4产生水平方向的位移和竖直方向的旋转，由于导轨3的固定作用，旋转运动被抵消。\n[0025] 信息采集系统包括有第一图像传感器5.1、激光测距传感器5.2、环境传感器5.3和第二图像传感器5.4，四个传感器并列设置在水平位移台4上。第一图像传感器5.1与第二图像传感器5.4分别位于水平位移台4的最外两侧，用于采集水培蔬菜的图像，二者可组成双目视觉系统，经过事先标定后可用于水培蔬菜的三维重建与三维测量，二者由两个型号相同的高清工业相机组成，摄像机分辨率设定为1280x1024，镜头焦距为8mm，两摄像机处在同一垂直高度，光轴相互平行，光心距离10cm，进行测量之前，使用平面棋盘格模板进行标定，获得其投影矩阵的数学表达形式。激光测距传感器5.2由激光发射装置与激光接收装置组成，内置高速芯片记录激光发射与接收的时间差，利用光速不变性计算物体距离传感器的距离。环境传感器5.3记录任意时间节点水培蔬菜生长环境中光照、温度、湿度、二氧化碳浓度的变化。\n[0026] 存储控制系统包括相连接的信息存储盒7和工控机，各类传感器数据暂时存储于信息存储盒7中，信息存储盒7通过数据线与工控机连接，将传感器数据上传到工控机中。\n信息存储盒7中还包括有步进电机驱动设备，工控机发送位移指令，步进电机驱动设备将位移量换算为脉冲数转发给步进电机。\n[0027] 由以上实施例可以看出，本实用新型可在无损非接触条件下连续监测水培蔬菜生长速率、植株高度、叶面积指数、叶色变化、病虫害发生等多种生长状态，水平位移台增加了装置的监测范围，使测量指标具有群体意义；本装置具有较高的自动化程度，且测量指标准确不受人为因素干扰。\n[0028] 以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本实用新型的保护范围。

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