一种农药残留检测系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种基于太赫兹技术的农药残留检测系统，其包括无人机、飞行控制模块、太赫兹模块、遥控模块、通信模块、地面控制模块、数据处理模块和信息接收终端，可快速实现对大面积的农作物及植物进行农药残留量以及成分的检测。所述地面控制模块、数据处理模块和信息接收终端位于地面上，所述飞行控制模块、太赫兹模块、遥控模块和通信模块均配接于所述无人机上。该系统使用太赫兹技术进行检测，抗干扰能力强，准确度高。通过本实用新型专利技术的精确设计，使得该系统成本低，自动化程度高。该系统结构简单，对农作物危害甚小，可快速实现对大面积的农作物和植物进行农药残留检测。

A Pesticide Residue Detection System

The utility model discloses a pesticide residue detection system based on terahertz technology, which comprises an unmanned aerial vehicle, a flight control module, a terahertz module, a remote control module, a communication module, a ground control module, a data processing module and an information receiving terminal. The system can quickly detect pesticide residues and components in large areas of crops and plants. The ground control module, data processing module and information receiving terminal are located on the ground. The flight control module, terahertz module, remote control module and communication module are all connected to the UAV. The system uses terahertz technology to detect, with strong anti-interference ability and high accuracy. Through the precise design of the utility model, the system has low cost and high automation. The system has simple structure and little harm to crops. It can quickly detect pesticide residues in large areas of crops and plants.

【技术实现步骤摘要】
一种农药残留检测系统
本技术涉及农药残留检测领域，特别涉及一种利用太赫兹技术的农药残留检测系统。
技术介绍
我国作为一个农业大国，为了促进、保障农作物及植物的生长，不可避免的需要施用杀虫、杀菌、杀灭有害动物或杂草的农药物。目前世界上大约有1000余种人工合成的化合物被用作杀虫剂、杀菌剂、除草剂、杀藻剂、落叶剂等类农药。随着现代农业的发展，农药在农业生产中发挥着不可替代的作用。大量且种类繁多农药对于保障农业产量、减少劳动力的投入具有重要意义。然而，农药的大量使用在发挥积极作用的同时，也对生态环境造成污染及破坏，同时农药在农产品及食品中的残留日益成为一个影响人类安全的社会问题，食品安全问题越来越受到人们的关注。世界各国，特别是欧美、日本等发达国家对农药残留问题非常重视，制定了多种农药在各类农副产品中农药最高残留限量的严格的标准，很多国家将农产品中的农药残留量作为限制壁垒，严格控制从其他国家进口农副产品，以达到保护本国农业生产的目的。传统农药残留的测定方法：气相色谱法和酶抑制法。气相色谱法结果准确，但是对操作人员要求高，且前处理过程复杂、检测时间长、无法实现在线检测；酶抑制法可应用于有机磷和氨基甲酸酯类农药残留的快速测定，但该方法的灵敏度不高，受环境影响大，容易出现漏检和误检现象。太赫兹(THz)辐射是指频率在0.1～10THz(波长为3000～30μm)的电磁波(一太赫兹等于一万亿赫兹)。一个频率为1THz的光子的能量约为4.1MeV，并且具有高信噪比、高分辨率等特征，被用于无损检测领域。它在电磁波谱中占有很特殊的位置，处于微波和红外这两种被广泛应用的波段之间，并且这个波段是微观光子学和宏观电子学的过渡区，它在长波段与毫米波(亚毫米波)相重合，而在短波段与红外线相重合。因此太赫兹波拥有非常多特殊性质值得我们去探索。太赫兹时域光谱技术是近些年发展起来的一种新型的光谱分析技术。太赫兹波可以穿透很多非极性分子构成的物质，如塑料制品、纸箱、布料等包装材料，可以应用于对包装内的物品进行检测。与紫外光谱技术相比，该技术的光子能量仅为毫电子伏特级，对活性分子几乎无光致电离作用，对人体危害甚小；与红外光谱技术相比，该技术光源稳定，对环境热辐射不敏感，且其波长较长，散射作用较弱。此外，该技术采用相干测量技术，能够同时获得信号瞬时电场的幅值和相位信息(传统的光谱技术仅能提供幅值信息)，进而计算得到样品的吸收系数和折射率光谱。基于以上特性，该技术可以很好的应用于农药的鉴别。然而如何快速、低成本的检测大面积种植的农作物及植物上农药的残留量及其成分，依然是一个需要着重考虑的问题。
技术实现思路
本技术的目的在于针对现有技术中的上述缺陷，提供一种农药残留检测系统，其可快速对大面积的农作物及植物进行农药残留量以及成分的检测。为实现上述技术目的，本技术采用了如下技术方案：农药残留检测系统，其中，所述检测系统为一种无人机利用太赫兹农药残留检测系统。该系统包括飞行检测单元和地面控制单元。其中，所述飞行检测单元包括无人机、飞行控制模块、太赫兹模块、遥控模块和通信模块，所述飞行控制模块、太赫兹模块、遥控模块和通信模块配接于所述无人机上。其中，所述飞行模块控制所述无人机飞行。其中，所述太赫兹模块用于对目标物进行太赫兹辐射，接收目标物反馈的光谱数据，并将反馈的光谱数据传输给地面控制单元，由所述地面控制单元对光谱数据进行分析处理。其中，所述遥控模块与所述飞行模块、所述太赫兹模块电连接，并与所述地面控制单元通信连接，其能接收地面发送的指令控制所述飞行模块和所述太赫兹模块进行相应动作。其中，所述通信模块与所述飞行模块、所述太赫兹模块电连接，并与所述地面控制单元通信连接，其将所述飞行模块和所述太赫兹模块的信号发送给所述地面控制单元。此外，本技术还提出如下附属技术方案：其中，所述无人机包括无人机机体和连接于所述无人机机体的太赫兹固定器，所述太赫兹模块连接于所述太赫兹固定器上。其中，所述太赫兹模块包括太赫兹接收器和太赫兹发射器。其中，所述飞行控制模块与北斗服务器或GPS服务器通信连接，并能利用所述北斗服务器或GPS服务器进行航线规划。其中，所述地面控制单元包括对所述光谱数据进行分析处理的数据处理模块。其中，所述地面控制单元包括与所述通信模块通信连接的信息接收终端，所述信息接收终端接收所述通信模块发送的数据并显示实时状态。其中，所述地面控制单元还包括地面控制模块，所述地面控制模块与所述遥控模块通信连接。相比于现有技术，本技术的优点在于：1.采用无人机携带太赫兹模块的方式进行检测，可以快速的对大面积的农作物和植物进行农药残留检测，且成本低，自动化程度高；2.使用太赫兹技术进行检测，抗干扰能力强，准确度高。附图说明图1是本技术农药残留检测系统的示意图。图2是本技术中无人机的结构示意图。图3是本技术中太赫兹时域光谱系统示意图。图4：是太赫兹发射和接收模块示意图。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。如图1所示，对应于本技术一种较佳实施例的农药残留检测系统，其包括飞行检测单元和地面控制单元。飞行检测模块包括无人机、飞行控制模块、太赫兹模块、遥控模块和通信模块，飞行控制模块、太赫兹模块、遥控模块和通信模块配接于无人机上。地面控制单元设置于地面上，包括地面控制模块、数据处理模块和信息接收终端。飞行控制模块用于控制无人机的飞行，其包括GPS服务器、北斗服务器，加速计，微处理器。可利用GPS服务器、北斗服务器等进行航线规划；可利用加速计判断无人机的加速方向和速度大小；可利用微处理器来提供运算能力。加速计(既加速度传感器)是丈量空间中各方向加速度的。它使用一个“重力块”的惯性，传感器在运动的时分，“重力块”会对X、Y、Z方向(前后左右上下)发作压力，再使用一种压电晶体，把这种压力转换成电信号，跟着运动的改动，各方向压力不同，电信号也在改动，然后判断无人机的加速方向和速度大小。加速度计在较长时间的测量值(确定飞机航向)是正确的，而在较短时间内由于信号噪声的存在，而有误差。这时候往往需要搭配陀螺仪使用。陀螺仪测量机体围绕某个轴向的旋转角速率值，即角速度。陀螺仪在较短时间内则比较准确而较长时间则会有与漂移而存有误差。因此，需要两者(相互调整)来确保航向的正确。微处理器由一个擅长于强大运算的32bitSTM32F427CortexM4核心168MHz/256KBRAM/2MBFlash处理器，与一个主要定位于工业用途的协处理器32bitSTM32F103构成，它的特点就是安全稳定。所以就算主处理器死机了，还有一个协处理器来保障安全。如图2所示，无人机包括无人机机体1和安装在无人机机体1下方的太赫兹固定器2，太赫兹模块3安装于太赫兹固定器2上。图3为太赫兹时域光谱系统示意图，对常用农药进行光谱检测并构建标准谱库。工作原理是：飞秒激光经分束镜后，被分成功率较强的泵浦光和功率相对较弱的探测光。泵浦光经时间延迟线后，入射到太赫兹发射晶体上，产生太赫兹脉冲，太赫兹脉冲再经聚焦后入射到探测晶体上。探测光经多次反射后，与太赫兹脉冲共线入射到探测晶体上。延迟线的作用是保证探测光和太赫兹脉冲本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种农药残留检测系统，其特征在于：其包括飞行检测单元和地面控制单元，所述飞行检测单元包括无人机、飞行控制模块、太赫兹模块、遥控模块和通信模块，所述飞行控制模块、太赫兹模块、遥控模块和通信模块配接于所述无人机上；所述飞行控制模块控制所述无人机飞行；所述太赫兹模块用于对目标物进行太赫兹辐射，接收目标物反馈的光谱数据，并将反馈的光谱数据传输给地面控制单元，由所述地面控制单元对光谱数据进行分析处理；所述遥控模块与所述飞行控制模块、所述太赫兹模块电连接，并与所述地面控制单元通信连接，其能接收地面发送的指令控制所述飞行控制模块和所述太赫兹模块进行相应动作；所述通信模块与所述飞行控制模块、所述太赫兹模块电连接，并与所述地面控制单元通信连接，其将所述飞行控制模块和所述太赫兹模块的信号发送给所述地面控制单元。

【技术特征摘要】
1.一种农药残留检测系统，其特征在于：其包括飞行检测单元和地面控制单元，所述飞行检测单元包括无人机、飞行控制模块、太赫兹模块、遥控模块和通信模块，所述飞行控制模块、太赫兹模块、遥控模块和通信模块配接于所述无人机上；所述飞行控制模块控制所述无人机飞行；所述太赫兹模块用于对目标物进行太赫兹辐射，接收目标物反馈的光谱数据，并将反馈的光谱数据传输给地面控制单元，由所述地面控制单元对光谱数据进行分析处理；所述遥控模块与所述飞行控制模块、所述太赫兹模块电连接，并与所述地面控制单元通信连接，其能接收地面发送的指令控制所述飞行控制模块和所述太赫兹模块进行相应动作；所述通信模块与所述飞行控制模块、所述太赫兹模块电连接，并与所述地面控制单元通信连接，其将所述飞行控制模块和所述太赫兹模块的信号发送给所述地面控制单元。2.根据权利要求1所述农药残留检测系统，其特征在于：所述无人机包括无人机机体和连接于所述无人机机体的太赫兹固定器，所述太赫...

【专利技术属性】
技术研发人员：王志娟，
申请(专利权)人：上海离鸟智能科技有限公司，
类型：新型
国别省市：上海,31