植株叶片雾滴沉积量测系统和方法技术方案

本发明专利技术提供植株叶片雾滴沉积量测系统和方法，用于解决高效计算植株叶片雾滴沉积量的问题。其中系统，包括：终端节点设备、协调器和上位机；终端节点设备包括叶面湿度传感器和第一数据传输模块；协调器包括与终端节点设备通讯的第二数据传输模块和于上位机通讯的第三数据传输模块；本发明专利技术的上述系统具有很高的准确性。使用上述系统可以快速实时地获得雾滴沉积量，在查看和保存雾滴沉积量时也比较方便和简单。

Measurement System and Method of Droplet Deposition in Plant Leaves

The invention provides a measuring system and a method for fog droplet deposition of plant leaves, which can be used to solve the problem of calculating fog droplet deposition of plant leaves efficiently. The system includes: terminal node equipment, coordinator and upper computer; terminal node equipment includes leaf humidity sensor and the first data transmission module; coordinator includes the second data transmission module communicating with terminal node equipment and the third data transmission module communicating with upper computer; the system of the invention has high accuracy. With the above system, droplet deposition can be obtained quickly and in real time. It is also convenient and simple to view and save droplet deposition.

【技术实现步骤摘要】
植株叶片雾滴沉积量测系统和方法
本专利技术涉及计算机技术，具体涉及植株叶片雾滴沉积量测系统和方法。
技术介绍
中国是一个人口大国，同时也是一个农业大国，然而，中国农产品的自给率却不尽人意，许多农产品的要靠国外市场供应才能满足国人的需求。在这样的形势下，传统的农业生产模式显然已不适应现阶段中国农业的发展。而精细农业作为一种现代化的农业理念，已经被越来越多的人重视。所谓精细农业，是指基于变异的一种田间管理手段。农田里田间土壤、作物的特性都不是均一的，是随着时间、空间变化的。因此，对农业信息进行实时采集是精细农业中的一个重要部分。在农业生产中，果树种植是一个重要的部分，现代果树生产经营规模正向大中型发展，对果树病虫害的防治是其中的一个重要工作，过去靠人力对果树喷洒农药的方式在这种经营模式不再适用，随着社会的发展和科技的进步，无人机在农业领域的应用已极为广泛，利用无人机进行喷雾作业具有成本低廉、节约人力、灵活性好、施药效率高等特点。而在衡量无人机喷雾质量时，叶片表面的雾滴沉积量是一个重要的方面，它可以直接反映出植物对农药喷雾的利用率，对于研究果树农药雾滴沉积分布以及改进农药喷雾方式具有指导意义。此外，当叶面有一定水汽时，叶面很容易受一些真菌和细菌疾病的感染。及时得到果树叶片的雾滴沉积量信息，可以让研究者或生产者预知疾病的发生，从而对果树采取相关的保护措施。如今，利用无人机喷雾的作业方式正在逐渐普及，随着无人机利用率的提高，针对无人机的喷雾质量问题，国内外的学者进行了一系列的研究。但是，目前在无人机喷洒农药喷雾的研究方面，大多集中在植株雾滴沉积规律上，而研究植株叶片雾滴沉积量的文章很少。因此需要提供一种方法或装置，解决计算植株叶片雾滴沉积量的问题。
技术实现思路
鉴于上述问题，本专利技术提出了克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的植株叶片雾滴沉积量测系统和方法。为此目的，第一方面，本专利技术提出一种植株叶片雾滴沉积量测系统，包括：终端节点设备、协调器和上位机；终端节点设备包括叶面湿度传感器和第一数据传输模块；协调器包括与终端节点设备通讯的第二数据传输模块和于上位机通讯的第三数据传输模块；其中终端节点设备用于部署在植株叶片之中根据叶面湿度传感器表面沉积的液体量产生电压数据，协调器用于接收由页面湿度传感器产生，由第一数据传输发送至第二数据传输模块的电压数据；用于通过第三数据传输模块向上位机发送电压数据；上位机用于根据预设的电压与雾滴沉积的回归曲线以及电压数据，计算植株叶片上的雾滴沉积量。可选的，所述第一数据传输模块和第二数据传输模块为ZigBee模块。可选的，所述叶面湿度传感器为LWS型叶面湿度传感器。可选的，所述第三数据传输模块为串口通信模块。可选的的，包括至少2个终端节点设备。第二方面，本专利技术提供一种植株叶片雾滴沉积量测方法，包括：部署于树枝上的终端节点设备根据叶面湿度传感器表面沉积的液体量产生电压数据；由第一数据传输模块将电压数据发送至第二数据传输模块；由与第二数据传输模块连接的第三数据传输模块向上位机传送电压数据；由上位机根据电压与预设的雾滴沉积的回归曲线以及电压数据计算对应的叶面湿度传感器上的雾滴沉积量。可选的，在计算对应的叶面湿度传感器上的雾滴沉积量之后，还包括：根据终端节点设备的部署密度以及雾滴沉积量计算单位面积的雾滴沉积量。由上述技术方案可知，本专利技术的上述系统具有很高的准确性。使用上述系统可以快速实时地获得雾滴沉积量，在查看和保存雾滴沉积量时也比较方便和简单。前面是提供对本专利技术一些方面的理解的简要
技术实现思路
。这个部分既不是本专利技术及其各种实施例的详尽表述也不是穷举的表述。它既不用于识别本专利技术的重要或关键特征也不限定本专利技术的范围，而是以一种简化形式给出本专利技术的所选原理，作为对下面给出的更具体的描述的简介。应当理解，单独地或者组合地利用上面阐述或下面具体描述的一个或多个特征，本专利技术的其它实施例也是可能的。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术系统结构示意图；图2a为本专利技术的一个实施例中自来水沉积时传感器对应的电压与雾滴沉积的回归曲线示意图；图2b为本专利技术的一个实施例中甲基硫菌灵溶液沉积时传感器对应的电压与雾滴沉积的回归曲线示意图；图2c为本专利技术的一个实施例中磷酸二氢钾叶面肥溶液沉积时传感器对应的电压与雾滴沉积的回归曲线；图3为本专利技术的一个实施例中系统结构示意图；图4为本专利技术的一个实施例中方法流程示意图；图5为本专利技术的一个实施例中传感器和水敏纸比较结果图。具体实施方式下面将结合示例性的系统描述本专利技术。如图1所示，本专利技术提出一种植株叶片雾滴沉积量测系统，包括：终端节点设备、协调器和上位机；终端节点设备包括叶面湿度传感器和第一数据传输模块；协调器包括与终端节点设备通讯的第二数据传输模块和于上位机通讯的第三数据传输模块；其中终端节点设备用于部署在植株叶片之中根据叶面湿度传感器表面沉积的液体量产生电压数据，协调器用于接收由页面湿度传感器产生，由第一数据传输发送至第二数据传输模块的电压数据；用于通过第三数据传输模块向上位机发送电压数据；上位机用于根据预设的电压与雾滴沉积的回归曲线以及电压数据，计算植株叶片上的雾滴沉积量。电压与雾滴沉积的回归曲线如图2a-2c所示，该曲线由实验获得，对于喷洒不同的液体时，预先实验获得电压与雾滴沉积的回归曲线。在本专利技术的一个实施例中，上述回归曲线是通过下述方法标定得到的：每次喷雾前用无尘纸将传感器擦拭干净，将传感器放置在塑料皿上方，实验前用万用表测量传感器的输出电压值记为U1，用分析天平称量并记录塑料皿的质量m1和喷雾瓶的质量m1。使用喷雾瓶对传感器进行喷雾，喷雾后，测量并记录传感器的输出电压值U2以及塑料皿的质量m1′和喷雾瓶的质量m2′。三种液体分别重复试验50次。试验后，计算传感器的输出电压差值：ΔU＝U2-U1(1)当忽略实验过程中雾滴的蒸发以及对传感器喷雾时雾滴在塑料皿外的微量溅出，可以近似的认为喷雾后传感器表面的雾滴沉积质量为：m＝(m2-m2′)-(m1′-m1)(2)根据式(1)和(2)计算回归曲线，例如采用电导率为860μs/cm的甲基硫菌灵溶液和电导率为1525μs/cm的磷酸二氢钾叶面肥溶液，以及起对照作用的电导率为553μs/cm的自来作为实验对象，分别获得如图2a-2c所示的回归曲线。上述系统具有很高的准确性。使用上述系统可以快速实时地获得雾滴沉积量，在查看和保存雾滴沉积量时也比较方便和简单。如图3所示，为本专利技术的一个具体实施方式，所述第一数据传输模块和第二数据传输模块为ZigBee模块。所述叶面湿度传感器为LWS型叶面湿度传感器。所述第三数据传输模块为串口通信模块，即协调器与上位机之间通过串口通信。本领域技术人员了解如何将叶面湿度传感器的电压模拟信号转换为电压数字信号，以及了解ZigBee模块、串口模块的配置，因此本专利技术不再赘述。在本专利技术的一个实施例中，上述系统包括至少2个终端节点设备。即在本专利技术的一些实施例中，在无人机喷雾区域部署本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.植株叶片雾滴沉积量测系统，其特征在于，包括：终端节点设备、协调器和上位机；终端节点设备包括叶面湿度传感器和第一数据传输模块；协调器包括与终端节点设备通讯的第二数据传输模块和于上位机通讯的第三数据传输模块；其中终端节点设备用于部署在植株叶片之中根据叶面湿度传感器表面沉积的液体量产生电压数据，协调器用于接收由页面湿度传感器产生，由第一数据传输发送至第二数据传输模块的电压数据；用于通过第三数据传输模块向上位机发送电压数据；上位机用于根据预设的电压与雾滴沉积的回归曲线以及电压数据，计算植株叶片上的雾滴沉积量。

【技术特征摘要】
1.植株叶片雾滴沉积量测系统，其特征在于，包括：终端节点设备、协调器和上位机；终端节点设备包括叶面湿度传感器和第一数据传输模块；协调器包括与终端节点设备通讯的第二数据传输模块和于上位机通讯的第三数据传输模块；其中终端节点设备用于部署在植株叶片之中根据叶面湿度传感器表面沉积的液体量产生电压数据，协调器用于接收由页面湿度传感器产生，由第一数据传输发送至第二数据传输模块的电压数据；用于通过第三数据传输模块向上位机发送电压数据；上位机用于根据预设的电压与雾滴沉积的回归曲线以及电压数据，计算植株叶片上的雾滴沉积量。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一数据传输模块和第二数据传输模块为ZigBee模块。3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述叶面湿度传感器...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨玮，郝子源，张旭，李民赞，
申请(专利权)人：中国农业大学，
类型：发明
国别省市：北京,11