黄瓜叶部病害诊断系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种黄瓜叶部病害诊断系统，包括：主控芯片模块、电源模块、图像传感器模块、液晶显示模块、无线串口模块、按键设置模块、颜色传感器模块、光照强度传感器模块和上位机，主控芯片模块与颜色传感器模块、按键设置模块、光照强度传感器模块、电源模块和液晶显示模块连接；电源模块与所述图像传感器模块连接；所述图像传感器模块与所述无线串口模块连接，所述无线串口模块与所述上位机无线连接；主控芯片模块与所述无线串口模块连接，本实用新型专利技术的黄瓜叶部病害诊断系统轻巧便利的实现植物生长状况的快速检测，然后利用上位机强大处理功能，对检测装置检测的数据进行快速处理，从而实现植物病害状况快速准确的测量。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于诊断系统领域，具体来说涉及一种黄瓜叶部病害诊断系统。
技术介绍
近年来，随着植物栽培行业的不断兴起，各种植物病害问题也尤为突出。黄瓜属于时令蔬菜，为了使黄瓜不受气候的影响，常采用温室大棚来种植黄瓜，温室大棚温和湿润的气候滋生了各种微生物，因此诱发了黄瓜苗的各种病害问题，造成巨大的经济损失。若能在黄瓜感染病害的早期就将其检测出来，采用合理的措施进行处理，便可以降低病害对作物的危害。植物生长状况的检测技术多种多样，目前，国内外常采用的方法有植物电原理，依据植物的电特性来判断植物的生长状况；机器视觉和图像处理技术，是利用图像采集装置将植物的图片采集出来，并对图像进行处理，得出植物的RGB值，由于植物的RGB值与植物的叶绿素含量有关，而植物的叶绿素含量又与植物的生长状况有关，因此可以作为植物生长状况的判断依据；光谱分析技术是依据元素的特征光谱来检测植物某种元素的含量，依次来判断植物的生长状况；叶绿素荧光分析技术是利用叶绿素的荧光效应来检测植物的叶绿素含量，从而实现植物的生长状况的检测；化学分析法，依据化学试剂提取植物中的叶绿素，并加以测量，以此来判断植物的生长状况。但是，上述方法各有不足，其中，植物电原理对信号处理系统有极高的要求，外部的噪声干扰比较大；图像处理技术偏于植物外部生长状况的分析，反映内部的信息比较少；光谱分析技术能够很好的测量出植物的营养成分，但植物的生理状况不能很好的反映出来；叶绿素荧光技术可以很好的检测植物的动态生长特性，但仪器复杂，价格昂贵，需要有专业的理论知识为基础；采用化、分子生物学的方法进行检测，对于单株检测，具有很高的准确性，但是，成本较高，检测周期比较长，还需要专业的检测人员，不适合在田间操作。
技术实现思路
针对于现有技术的不足，本技术的目的是提供一种黄瓜叶部病害诊断系统，该黄瓜叶部病害诊断系统可对植物的生长信息进行采集。为此，本技术的技术方案如下：一种黄瓜叶部病害诊断系统，包括：主控芯片模块、电源模块、图像传感器模块、液晶显示模块、无线串口模块、按键设置模块、颜色传感器模块、光照强度传感器模块和上位机，所述主控芯片模块与所述颜色传感器模块连接，用于读取所述颜色传感器模块的RGB数字信号；所述主控芯片模块与所述光照强度传感器模块连接，用于读取所述光照强度传感器模块的光强数字信号；所述主控芯片模块与按键设置模块连接，用于接收所述按键设置模块的信息；所述主控芯片模块与电源模块和液晶显示模块分别连接；所述电源模块与所述图像传感器模块连接；所述上位机与所述无线串口模块无线连接，所述无线串口模块与所述图像传感器模块连接，用于通过所述无线串口模块读取所述图像传感器模块的数据；所述主控芯片模块与所述无线串口模块连接，用于通过所述无线串口模块向所述上位机传输数据。在上述技术方案中，所述主控芯片模块通过IIC协议控制光照强度传感器模块。在上述技术方案中，所述主控芯片模块为STC89S52单片机。在上述技术方案中，所述图像传感器模块为PTC08串口摄像头模块。在上述技术方案中，所述光照强度传感器模块为TSL2561光强传感器。在上述技术方案中，所述颜色传感器模块为TCS230芯片。在上述技术方案中，所述无线串口模块为E14-TTL。相比于现有技术，本技术的黄瓜叶部病害诊断系统轻巧便利的实现植物生长状况的快速检测，然后利用上位机强大的处理功能，对检测装置检测的数据进行快速处理，从而实现植物病害状况快速准确的测量。附图说明图1为本技术的黄瓜叶部病害诊断系统的结构示意图。其中，1为颜色传感器模块，2为按键设置模块，3为光照强度传感器模块，4为电源模块，5为主控芯片模块，6为液晶显示模块，7为上位机，8为无线串口模块，9为图像传感器模块。具体实施方式下面结合附图对本技术的黄瓜叶部病害诊断系统进行详细说明。如附图1所示，包括：主控芯片模块5、电源模块4、液晶显示模块6、图像传感器模块9、无线串口模块8、按键设置模块2、颜色传感器模块1、光照强度传感器模块3和上位机7。主控芯片模块5与颜色传感器模块1连接，用于读取颜色传感器模块1的RGB数字信号，其中，颜色传感器模块1用来测量黄瓜苗叶片的RGB值，主控芯片利用其两个定时器来处理颜色传感器模块输入的数字信号。主控芯片模块5与光照强度传感器模块3连接，主控芯片模块5通过IIC协议控制光照强度传感器模块3，用于读取光照强度传感器模块3的光数字信号；其中，光照强度传感器模块可建立黄瓜苗叶片的叶绿素含量模型；利用黄瓜苗叶片的近红外和红光的透射光强建立SPAD模型，从而估计出黄瓜苗叶片的叶绿素含量，近红外和红光光源可以由4个LED灯提供(通过滤光片)。主控芯片模块5与按键设置模块2连接，用于接收按键设置模块2的信息；主控芯片模块5与电源模块4和液晶显示模块6分别连接。电源模块4与图像传感器模块9连接；上位机7与无线串口模块8无线连接，无线串口模块8与图像传感器模块9连接，上位机7通过无线串口模块8读取图像传感器模块9的数据。对于大面积的黄瓜苗，若采用颜色传感器模1进行单株的检测，费时费力，因此，选择采用图像传感器模块对黄瓜苗生长时的图像进行采集，然后利用MATLAB进行图像分割处理，可以得出简单的结论(即对大面积黄瓜苗中感染病害的黄瓜苗进行定位)，然后利用颜色传感器模块1和光照强度传感器模块对该定位的感染病害黄瓜苗进行精确的测量。主控芯片模块5与无线串口模块8连接，主控芯片模块5通过无线串口模块8向上位机7传输数据。本技术的黄瓜叶部病害诊断系统的工作过程为：上位机通过无线串口模块控制图像传感器模块对感染病害的黄瓜苗进行检测，上位机通过无线串口模块读取图像传感器模块9的图像；主控芯片模块利用颜色传感器模块1和光照强度传感器模块3分别对感染病害的黄瓜苗的参数进行检测，检测后主控芯片模块读取颜色传感器模块1和光照强度传感器模块3的数字信号，并通过无线串口模块将数据传输至上位机7。上位机7利用MATLAB进行处理，从而建立黄瓜苗的病害数据库，并将数据库存入该上位机7。再一次利用图像传感器模块9、颜色传感器模块1和光照强度传感器模块3对栽培的黄瓜苗进行检测，上位机7读取数据，上位机7调用MATLAB中的数据处理程序对数据进行处理，并与数据库中的病害数据进行对比，从而判断出黄瓜苗是否感染病害。其中，上位机采用VB.NET进行开发，里面存储了黄瓜苗的病害数据，可以对图像传感器模块发送指令来获取图片。MATLAB利用图像分割函数将不同颜色的区域分割出来。主控芯片模块选择STC89C52单片机，STC89S52单片机是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有宽工作电压以及较强的稳定性和抗干扰能力。图像传感器模块选择PTC08串口摄像头模块，PTC08串口摄像头模块属于CMOS型传感器，图像像素30万，像素尺寸为5.6um*6.6um，输出的图片格式为标准的JPEG格式；白平衡、曝光和增益都是自动处理的；可视角度为120°，监视距离为10～15m，均可以手动调节。工作电压为5V，工作电流为75mA，功耗相对比较低；通讯方式为标准的RS232方式(若使用TTL电平只需要去除MAXA232芯片即可)，最大传输速率为115200bps。光照强本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种黄瓜叶部病害诊断系统，其特征在于，包括：主控芯片模块(5)、电源模块(4)、图像传感器模块(9)、液晶显示模块(6)、无线串口模块(8)、按键设置模块(2)、颜色传感器模块(1)、光照强度传感器模块(3)和上位机(7)，其中，所述主控芯片模块(5)与所述颜色传感器模块(1)连接，用于读取所述颜色传感器模块(1)的RGB数字信号；所述主控芯片模块(5)与所述光照强度传感器模块(3)连接，用于读取所述光照强度传感器模块(3)的光数字信号；所述主控芯片模块(5)与按键设置模块(2)连接，用于接收所述按键设置模块(2)的信息；所述主控芯片模块(5)与电源模块(4)和液晶显示模块(6)分别连接；所述电源模块(4)与所述图像传感器模块(9)连接；所述上位机(7)与所述无线串口模块(8)无线连接，所述无线串口模块(8)与所述图像传感器模块(9)连接，用于通过所述无线串口模块(8)读取所述图像传感器模块(9)的数据；所述主控芯片模块(5)与所述无线串口模块(8)连接，用于通过所述无线串口模块(8)向所述上位机(7)传输数据。

【技术特征摘要】
1.一种黄瓜叶部病害诊断系统，其特征在于，包括：主控芯片模块(5)、电源模块(4)、图像传感器模块(9)、液晶显示模块(6)、无线串口模块(8)、按键设置模块(2)、颜色传感器模块(1)、光照强度传感器模块(3)和上位机(7)，其中，所述主控芯片模块(5)与所述颜色传感器模块(1)连接，用于读取所述颜色传感器模块(1)的RGB数字信号；所述主控芯片模块(5)与所述光照强度传感器模块(3)连接，用于读取所述光照强度传感器模块(3)的光数字信号；所述主控芯片模块(5)与按键设置模块(2)连接，用于接收所述按键设置模块(2)的信息；所述主控芯片模块(5)与电源模块(4)和液晶显示模块(6)分别连接；所述电源模块(4)与所述图像传感器模块(9)连接；所述上位机(7)与所述无线串口模块(8)无线连接，所述无线串口模块(8)与所述图像传感器模块(9)连接，用于通过所述无线串口模块(8)读取所...

【专利技术属性】
技术研发人员：常若葵，王远宏，马会超，刘华，刘萌允，
申请(专利权)人：天津农学院，
类型：新型
国别省市：天津;12