光电和压电技术融合的水稻害虫监测方法研究

来源 :华南农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:nymphamor
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
水稻是我国主要的粮食作物,病虫害是导致水稻减产的主要原因之一。近几年病虫害的发生与危害呈加重趋势,要实现对水稻害虫危害的有效防治及控制农药的使用,需对区域稻田内目标害虫的密度实施准确监测。目前我国水稻害虫监测主要依靠人工田间赶蛾与黑光灯诱捕害虫的方法,这两种方法均需人工计数,且无法满足害虫实时监测和预警的要求。因此,亟需研究一种快速、准确的水稻害虫监测方法及装置,以提高水稻害虫监测预报的准确度与时效性。现有水稻田间害虫自动监测主要是基于单一技术方法的监测,这些方法各自具有一定的局限性。为了获得更好的害虫监测效果,结合多种害虫检测技术,并通过多维信息融合方法是未来害虫监测的发展趋势。因此,为实现对水稻害虫在稻田中成虫虫口密度进行实时、准确的监测,本文在分析光电和压电技术原理基础上,采用光电、压电技术分别对害虫进行计数,并将两种方法获取到的计数结果进行数据融合,以及进行了水稻害虫监测装置优化试验研究,完成了光电和压电技术融合的水稻害虫监测方法。主要研究内容和结论如下:(1)分析水稻害虫的生活习性,进行水稻害虫监测装置的整体结构设计,建立水稻田间害虫监测试验平台。采用太阳能供电模块对整个装置进行供电,对安装在水稻田间的装置进行稳定供电提供保障;通过性信息素诱芯和风吸式捕虫器完成对目标害虫的诱捕,保证了对目标害虫的单一诱捕和害虫虫体完整,以便后续害虫自动计数工作;进行了害虫计数模块的接虫漏斗、光电传感器和压电传感器的安装设计;系统采用IIC LCD2004字符液晶显示器和APC220-43无线传输模块实现数据显示及上传。(2)进行光电和压电技术害虫自动计数单元的工作原理和软、硬件系统研究,完成两种害虫自动计数单元的测试。根据目标害虫特性,进行害虫光电自动计数单元分析,确定U槽型光电传感器和接线电路,以及压电害虫自动计数单元分析,确定悬臂梁,压电陶瓷传感器和传感器接口电路,接着对两个单元的传感器选型,各自的工作原理,以及各自主要功能进行了分析;采用Arduino UNO R3做为微控制器,设计了害虫自动计数模块硬件电路;基于Arduino IDE平台研究编写害虫自动计数模块数据采集程序;形成光电和压电技术融合的害虫自动计数模块,并对所设计的害虫自动计数模块进行初步测试。(3)进行了光电、压电技术水稻害虫监测装置室内和田间试验研究,试验表明,室内两种检测技术融合后害虫计数准确率较好,田间计数光电技术精度较高,但压电和融合技术有待提高。根据获取的害虫样本作为训练集在室内条件下对计数系统进行训练,使用SPSS软件获得光电传感器计数结果x1和压电传感器计数结果x2与样本实际数量y之间的线性回归关系,即害虫融合计数回归方程;试验结果为光电计数方法得到的二化螟准确率为94%、稻纵卷叶螟准确率为96%,压电计数方法得到的二化螟准确率为80%、稻纵卷叶螟准确率为76%,而融合计数后得到二化螟准确率为96%、稻纵卷叶螟准确率为98%,表明采用两种检测技术融合可有效提高预测的准确率。最后进行了田间试验,完成对害虫计数方法及监测装置的初步测试,经验证该装置能够初步实现对水稻田间害虫进行自动计数,光电技术计数精度为90%左右,压电技术受田间环境影响较大,融合后计数精度仅80%左右,根据压电技术存在问题,提出改进方案。
其他文献
本文主要围绕值分布理论中超越亚纯函数的拟亏值问题以及亚纯函数的唯一性问题展开研究。全文主要包括如下几部分:第一章,主要阐述亚纯函数的值分布理论以及唯一性的研究进展。第二章,简要介绍值分布理论中的基础知识以及一些重要概念。第三章,主要研究超越亚纯函数的Valiron拟亏值问题,证明了:设f(z)是复平面上满足(?)的超越亚纯函数。若(?),则存在一列复数(?),使得集合含于其中(?),即(?)为一个
本论文研制了一种弱酸性的恩诺沙星注射液,并开展了自制恩诺沙星注射液与进口参比制剂在肉鸡的刺激性与比较药动学研究。首先利用单因素实验筛选出了注射液的主要配方成分,再采用正交试验设计,确定了各成分的最佳配比,确定了酸性恩诺沙星注射液的最佳处方。以酸为助溶剂,加入适当的自乳化剂和稳定剂,搅拌溶解,过滤,灭菌后制得酸性恩诺沙星注射液。产品控制p H值在5.0~5.5,澄清透明,含量稳定。依据《兽用化学药物
在传统农资仓储物流行业中,货物的运输方式主要人工搬运、人工驾驶叉车,手动记录货物的运输,甚至在一些保存农药、化肥等环境恶劣的仓库中,工人一般需要准备大量的防护措施,工作效率比较低,且长期作业对人体健康问题造成影响,同时花费大量的时间成本。现对以下几个问题进行研究:(1)仓储环境下,如何通过远程终端,远程发布指令,控制智能叉车作业,同时远程终端依据RFID记录货物的流动,进行货物可追溯管理;(2)针
农业领域内的信息化建设历经多年,取得了较为优异的成果,各大网站上的农业信息资源百花齐放。但是,由于农业信息化进程开展在旧有体制框架下,其根基较为薄弱,使农业信息资源具有海量性和分散性的特征,造成了日益丰富的网络信息资源与缺乏个性化的数据采集平台之间的矛盾,农业信息资源的浪费和采集平台的贫乏共存。在这种情况下,如何对农业领域数据采集方式进行革新换代成为了现代信息技术在农业领域的重要应用型课题。网络爬
植保作业尤其是喷雾作业,一直是果园管理中关键环节,其作业质量高低直接影响水果品质和产量。而我国现有针对山地果园、果树病虫害防治的主要手段是手动喷雾器,传统的手动喷雾器需耗费大量的人力,同时劳作环境较差;中大型设备占据部分比例,但大型设备体积、重量较大,难以在山地果园中施展。因此,研究一种药液喷施效率高,使用灵活的新型山地果园喷雾机具有重要意义。针对我国在农药喷施机械化过程中产生的喷药作业效率低、大
皮肤创伤是宠物临床上的常见疾病,可能引起皮肤溃疡等一系列并发症,更会严重影响患病宠物的生活质量。针对皮肤创伤情况,目前在小动物临床上主要是采用化学药物治疗,也有结合使用中药以促进皮肤更好地修复。本试验通过观察表皮生长因子(Epidermal Growth Factor,EGF)和中药对动物皮肤创伤愈合的影响,以探索EGF和中药联合应用在动物皮肤创伤临床上的应用。试验一观察不同浓度EGF对大鼠皮肤创
蜜蜂养殖业是我国农业经济中发展前景较为广阔的领域之一。蜜蜂出入蜂箱行为反映了蜜蜂觅食活动,传统的蜜蜂养殖过程中,蜂农一般通过人工开箱观察的方式来判断蜜蜂出入活动情况,这种传统检测方式实施起来劳动强度大、不便捷,并且对蜜蜂正常的繁殖和产蜜活动有较大影响。随着现代农业的快速发展,信息技术与蜜蜂养殖业结合有着十分广阔的研究前景。近年来,有不少学者对蜜蜂行为进行监测研究,但是研究实验中存在干扰蜜蜂生活、违
萎芽病作为一种常年为害我国华南、西南茶区的茶树病害,因其发病快、周期长、规模大等特点严重危害着茶农的利益。为了能够尽早发现、识别萎芽病,本文以光学物理、电子信息、计算机技术、自动控制理论等学科作为理论支持,通过机器视觉、深度学习、无线通信、光学成像等多技术融合,设计、开发了一套多维视觉下萎芽病智能识别系统。同时,对萎芽病的大范围、广区域监测过程中所面临的区域监测、深度弥补等关键问题进行了详尽探究。
我国具有丰富的水产资源,随着人们生活水平的提高,对水产品质要求也越来越高,鲜活水产品及活体运输技术需求不断增大。此外,水生物科学研究也对活体水生物运输技术有一定的需求。目前活体水产运输的方法主要有充氧运输、麻醉运输以及无水运输。其中,充氧运输以机械式增氧为主,其结构简单,成本较低,但所需功率大、体积大,产生的噪音不同程度上影响到活体水产的生存;麻醉运输和无水运输实施条件要求高,不同程度上影响水产品
甘蔗是我国的主要糖料作物,目前仍以人工砍收为主,2017/2018年榨季甘蔗机械化收获率仅占1.42%。目前,切段式甘蔗收割机收获的蔗段含杂率高、田间损失大是影响其推广应用的主要原因。而切段装置作为收割机的关键部件,其刀片对切断后蔗段的抛送轨迹以及蔗段落在排杂通道内的相对位置对风选排杂效果有较大的影响。因此,本文选择该问题进行研究对提高切段式甘蔗收割机作业质量有较大的实用价值。本文参照4GDLS-