一种基于土壤重金属离子传感器的农业可视化系统技术方案

本实用新型专利技术提供了一种基于土壤重金属离子传感器的农业可视化系统，包括：多个土壤重金属离子传感器，对土壤中的多种重金属离子进行实时监测；360度全景环带镜头，用于对农场区周围环形视场内的农作物生长情况、人员工作情况进行实时监控；计算机，分别与所述多个土壤重金属离子传感器和360度全景环带镜头连接。本系统采取可视化视频传感器与土壤重金属离子传感器结合的方式，不仅可实时输出农业区全景图像，方便务农者了解农产品生长情况，还可以给出相关土壤质量参数，有效提高务农者劳作效率以及科学务农。此外，采集的相关土壤质量参数对以后的农业生产也有着指导和参考的价值。

An agricultural visualization system based on soil heavy metal ion sensor

The utility model provides a visualization system of agriculture, the soil heavy metal ions based on the sensor includes a plurality of soil heavy metal ion sensors, real-time monitoring of various heavy metals in the soil; 360 degree panoramic annular lens, used for real-time monitoring of the farm area around the ring in the field of view of crop growth, staff work; computer which are respectively connected with the plurality of soil heavy metal ion sensor and 360 degree panoramic annular lens. This system adopts visual video sensor and soil heavy metal ion sensor combination, not only can output real-time panoramic agricultural region image, convenient farmers understand the growth of agricultural products, but also can give the relevant parameters of soil quality, improve work efficiency and scientific farming farmers. In addition, the relevant soil quality parameters collected will also have guidance and reference value for future agricultural production.

【技术实现步骤摘要】
一种基于土壤重金属离子传感器的农业可视化系统
本技术涉及智慧农业领域，尤其涉及一种应用于现代农业可视化以及土壤重金属离子检测的农业可视化系统。
技术介绍
农作物的生长离不开土壤的滋养，优质的土壤才能带来丰硕的收获，然而，随着社会建设中带来的乱排乱放，环境污染，土壤质量大大下降，其中一个重要因素便是土壤中的重金属离子含量增加，高浓度的重金属离子浓度可导致农作物根系发育异常，叶片失绿，甚至全株死亡，此外，土壤中的重金属离子会被农作物吸收，存在于其产物中，一旦进入人类的生活，会严重影响人体健康，由此可见土壤中重金属离子的含量对于农作物的生长以及人类的生活都至关重要。而农场管理可视化能够大大提高农业管理效率，实时了解农作物生长情况也能够促进管理者的实时决策。有鉴于此，本技术提出了一种基于土壤重金属离子传感器与全景环带镜头的智能农业可视化系统。
技术实现思路
本技术提出了一种基于土壤重金属离子传感器和360度全景环带镜头的农业可视化系统。本系统作为一种结合了多种传感器的信息采集系统，利用大视场的全景环带镜头，能够以较小的建设成本实现对农场，田地等农作物区的大范围可视化成像，并实时向管理者以视频信息等传达农作物当前生长情况，监测区域工作管理情况。此外，本系统采用了多种土壤重金属离子传感器对农作物生长周边土壤的重金属离子浓度进行数字化实时监测,包括铅离子，钙离子，镉离子，钾离子，铵离子的实时超灵敏监测。本技术的一种基于土壤重金属离子传感器的农业可视化系统，包括：多个土壤重金属离子传感器，对土壤中的多种重金属离子进行实时监测；360度全景环带镜头，用于对农场区周围环形视场内的农作物生长情况、人员工作情况进行实时监控；计算机，分别与所述多个土壤重金属离子传感器和360度全景环带镜头连接，其中，每个土壤重金属离子传感器由复合电极探头、信号处理器、RS-485接口构成，所述复合电极作为传感器探测端，用于监测土壤中重金属离子浓度，所述信号处理器与所述复合电极探头连接，将采集的重金属离子浓度信号转换为计算机可识别的电信号输出至RS-485接口，所述RS-485接口用于与所述计算机连接。所述360度全景环带镜头通过数据线与所述计算机连接，将农场区周围的图像信号传输至所述计算机。优选地，所述多个土壤重金属离子传感器包括铵离子传感器、钙离子传感器、镉离子传感器、钾离子传感器和铅离子传感器。优选地，所述360度全景环带镜头从物侧起依次包括第一凹面反射镜、第二凹面反射镜、中继透镜组以及CCD探测器，其中第二凹面反射镜的中央具有圆孔，两面凹面反射镜以光轴为中心旋转对称，并且其反射面相对而置，光线经由第二凹面反射镜反射至第一凹面反射镜，由第一凹面反射镜将光线反射通过第二凹面反射镜中央的圆孔而进入中继透镜组，中继透镜组由若干面透镜组成，光线通过中继透镜组聚焦至系统焦平面上，由CCD探测器进行探测成像。优选地，所述数据线为USB数据线。优选地，所述360度全景环带镜头安装于路灯支架或农场大棚上。本技术具有如下有益效果：1、所述基于两片反射式的360度全景环带镜头可对镜头下方的环形区域进行视频信息采集，而采用传统的广角枪机或球机成像则至少需要4个以上才能实现360度视场角的覆盖。因此采用此类的360度全景镜头作为视频信息采集装置可在一定程度上降低系统的建设成本。2、传统式的枪机或球机都必须采用微型的步进电机以及复杂的机械结构来实现对目标的对焦拍摄，因此在长时间及恶劣环境下，产品的故障率高，增加了系统的不稳定性，本系统中所述的360度全景环带镜头，主镜头由两片高反镜组成，基于反射成像原理，以极其简单的机械结构实现对大范围视场的成像，整个镜头无运动部件，可适应于各种复杂环境，同时故障率低，使用寿命长。3、在传统农业中，对于土壤中重金属离子如铵离子，钙离子，镉离子，钾离子，铅离子等土壤质量参数的监测手段有限，因此不能准确反映土壤质量以供管理者决策。在本系统中，对于这些重要的土壤金属离子浓度采用了所述土壤重金属离子探测器，可实时地给出详细的数字化参数。4、本系统所采用的土壤重金属离子探测器具有较高的分辨率，足以适用于农业生产。5、本系统采取可视化视频传感器与土壤重金属离子传感器结合的方式，不仅可实时输出农业区全景图像，方便务农者了解农产品生长情况，还可以给出相关土壤质量参数，有效提高务农者劳作效率以及科学务农。此外，采集的相关土壤质量参数对以后的农业生产也有着指导和参考的价值。附图说明图1是本技术的实施例的数字式铅离子(钙离子/镉离子/钾离子/铵离子)传感器的结构示意图，图中101为复合电极探头，102为信号处理器，103为RS-485接口，104为传感器信号线，105为485信号线。图2是本技术的实施例的360度全景环带镜头的结构示意图。图中201为第二凹面反射镜，202为第一凹面反射镜，203为中继透镜组，204为焦平面。图3是本技术的一个实施例的基于土壤重金属离子传感器的农业可视化系统的结构示意图。具体实施方式下面通过实施例对本技术作进一步说明，其目的仅在于更好地理解本技术的研究内容而非限制本技术的保护范围。专利技术人发现，智慧农业作为智慧城市建设的重要组成部分之一，借助于先进的光电传感技术能够从多维度，高效的，智能的，科学的，信息化地辅助农业的劳作与管理，360度全景环带镜头因其超大视场在农场视频成像传输上有着巨大的优势，而一系列的土壤重金属离子传感器则能够实时，有效，准确的检测出土壤中重金属离子浓度，两者的有机结合能够为使用者提供“视觉”和“嗅觉”等多维度的信息，从而促进智慧农业，精准农业的发展与管理。本技术提供一种基于土壤重金属离子传感器的农业可视化系统，也即集成了360度全景镜头和土壤重金属离子传感器的智慧农业信息系统。如图3所示，本技术的农业可视化系统包括：多个土壤重金属离子传感器1A～1E，360度全景环带镜头2以及计算机3。多个土壤重金属离子传感器1A～1E，用于对土壤中的多种重金属离子进行实时监测。所述多个土壤重金属离子传感器包括铵离子传感器1A、钙离子传感器1B、镉离子传感器1C、钾离子传感器1D和铅离子传感器1E。其中，每个土壤重金属离子传感器由复合电极探头、信号处理器、RS-485接口构成，所述复合电极作为传感器探测端，用于监测土壤中重金属离子浓度，所述信号处理器与所述复合电极探头连接，将采集的重金属离子浓度信号转换为计算机可识别的电信号输出至RS-485接口，所述RS-485接口用于与所述计算机3连接。多个土壤重金属离子传感器1A～1E通过述RS-485接口与计算机3连接，将传感器采集到的信号传输至计算机3。360度全景环带镜头2，用于对农场区周围环形视场内的农作物生长情况、人员工作情况进行实时监控。所述360度全景环带镜头通过数据线与所述计算机3连接，将农场区周围的图像信号传输至所述计算机3。下面详细说明书本技术的农业可视化系统的各个部分。如图1所示，各土壤重金属离子传感器1A～1E，用于对土壤中的铅离子(钙离子/镉离子/钾离子/铵离子)浓度实时检测，在一个实施例中，各土壤重金属离子传感器主要由复合电极探头101，信号处理器102和RS-485接口103组成本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于土壤重金属离子传感器的农业可视化系统，其特征在于，包括：多个土壤重金属离子传感器，对土壤中的多种重金属离子进行实时监测；360度全景环带镜头，用于对农场区周围环形视场内的农作物生长情况、人员工作情况进行实时监控；计算机，分别与所述多个土壤重金属离子传感器和360度全景环带镜头连接，其中，每个土壤重金属离子传感器由复合电极探头、信号处理器、RS‑485接口构成，所述复合电极作为传感器探测端，用于监测土壤中重金属离子浓度，所述信号处理器与所述复合电极探头连接，将采集的重金属离子浓度信号转换为计算机可识别的电信号输出至RS‑485接口，所述RS‑485接口用于与所述计算机连接，所述360度全景环带镜头通过数据线与所述计算机连接，将农场区周围的图像信号传输至所述计算机。

【技术特征摘要】
1.一种基于土壤重金属离子传感器的农业可视化系统，其特征在于，包括：多个土壤重金属离子传感器，对土壤中的多种重金属离子进行实时监测；360度全景环带镜头，用于对农场区周围环形视场内的农作物生长情况、人员工作情况进行实时监控；计算机，分别与所述多个土壤重金属离子传感器和360度全景环带镜头连接，其中，每个土壤重金属离子传感器由复合电极探头、信号处理器、RS-485接口构成，所述复合电极作为传感器探测端，用于监测土壤中重金属离子浓度，所述信号处理器与所述复合电极探头连接，将采集的重金属离子浓度信号转换为计算机可识别的电信号输出至RS-485接口，所述RS-485接口用于与所述计算机连接，所述360度全景环带镜头通过数据线与所述计算机连接，将农场区周围的图像信号传输至所述计算机。2.根据权利要求1所述的一种基于土壤重金属离子传感器的农业可视化系统，其特征在于，所述多个土壤重金属离子传感器包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐建华，周中能，陈琦琛，贾梦辉，赵力涛，鲍敏，方中华，
申请(专利权)人：上海臻恒光电系统有限公司，
类型：新型
国别省市：上海,31