网络远程遥控病菌孢子捕捉系统的技术开发与研制初报

网络远程遥控病菌抱子捕捉系统的技术开发与研制初报全年空中孢子数量可以分成4个阶段，分别为：流行始见期、流行速增期、夏秋消退期和冬季预见期。其中冬季预见期阶段的孢子数量与白粉病流行之间没有什么直接的关系，通过对托普云农网络远程遥控病菌孢子捕捉系统进行试验后发现，流行速增期孢子数量快速增加是病害流行结果的直接表现，其中只有流行始见期是决定当年白粉病流行强度的关键时刻。托普云农网络远程遥控病菌抱子捕捉系统最适合的气温是20〜25°C,日平均温低于19C或高于26C，将会明显影响捕获量。降雨能促进抱子沉降，因此雨天捕获量少,雨后转晴捕获量骤增。托普云农网络远程遥控病菌抱子捕捉系统捕抱量增多，但风速低于0.2m/s和高于3.0m/s捕抱量又明显减少。空中抱子数量同林段内白粉病病情密切相关，托普云农网络远程遥控病菌抱子捕捉系统捕捉数值的测试表明，空中抱子数量同5〜7天后林段总发病率呈正相关。当每玻片捕到抱子数量达10个左右时，抱子数量随之急剧上升，5〜7天后林段病情加重。通过托普云农网络远程遥控病菌抱子捕捉系统掌握这一时期空中抱子的出现和数量动态，是预测最终病情和决定第一次施药期的条件和依据。抱子在冬末春初胶树开始抽叶时空中出现橡胶树白粉病抱子，随胶树抽叶率同步增长。随后因气温增高，嫩叶老化，产抱能力下降，空中抱子又逐渐减少以致消失，网络远程遥控病菌抱子捕捉系统得到的数量也受到影响。托普云农网络远程遥控病菌抱子捕捉系统内含高倍显微镜，采用了条形码识别追溯技术、精度限位技术、自动智能化聚焦技术、3G无线传输控制技术等高科技手段，全天候实时采集分析，节省时间，更加人性化，方便人为操作自动模式增加精准定位功能，提高了拍照的清晰度对平台进行优化。1、病菌抱子图象数据处理：托普云农网络远程遥控病菌抱子捕捉系统采集抱子后，首先建立病菌抱子图片库，当各地的病菌抱子捕捉系统布点基本完成、收集各地的病菌图片完善后，开发出相应病菌孢子图片识别诊断分析系统软件、结合开发病菌孢子消长和历年的温度、湿度因素与病害预警的数理统计趋势分析软件、运用仪器与该仪器配套的二个系统软件，就能显示相关病害的发生趋势波型图、数据表，再加上发生的时间和地点、作物生育期，进行综合分析处理（注：该仪器有田间作物长势实拍功能，而且不论是实景图片还是病菌孢子图片均记载了当时的日期、时间、温度、湿度、风向、风力、地址等）2、无线远程网络遥控：用户只需用笔记本电脑即可对仪器的所有控制系统进行无线远程网络遥控、调整，调取病菌测报数据也无需到现场、一个人可同时管理、观察10台仪器，也只需要在笔记本上操作即可了如指掌。由于可以大量增加观察视数，又可以通过电脑自动识别系统，工作效力可以大大提高，原来每台网络远程遥控病菌孢子捕捉系统的玻片观察要1个人工编制，现在只需要不到十分钟就可以全部标准化高精准化完成。总体测报成本要比使用老仪器下降十余倍，可实施监测的区域要扩大10多倍。云平台■■睥r?机甫耳云平台■■睥r?机甫耳liuis；督博"• .iK»St?EID于沖时拍摄18子圍片＞远程自曲更换载醴片3、系统配置有观察点田间作物生长与小气候环境状况的现场视频影视信息。可以在办公室内通过电脑网络对病菌网络远程遥控病菌孢子捕捉系统进行远程遥控，模拟到现场查看田间作物生长状况、病害发生程度。4、网络远程遥控病菌孢子捕捉系统功能特点：★孢子自动捕捉自动拍照24小时无间断自动捕捉病菌孢子，对所捕获的病菌孢子自动拍摄。★照片自动选取并上传：系统具备最优图片选取功能，自动选取最清晰的照片以3G方式上传至云服务器。★自动统计分析：采用云服务器技术，实现对病菌孢子图片的智能化统计与分析，无需人工查看和标注，缩短了预测预报周期。★能实行远程控制，与短信控制相结合，双系统，无需人员去现场，控制内容：1）开关机，自动聚焦模式即时开机；远程控制聚焦模式即时开机；查询每日自动聚焦模式开机时间；设置每日自动聚焦模式开机时间；2）查询设备实时时钟；设置设备实时时钟；查询自动聚焦模式拍摄图片数量；设置自动聚焦模式拍摄图片数量；查询空气采样时间；设置空气采样时间。5、网络远程遥控病菌孢子捕捉系统介绍：托普云农网络远程遥控病菌孢子捕捉系统内含高倍显微镜，采用了条形码识别追溯技术、精度限位技术、自动智能化聚焦技术、3G无线传输控制技术等高科技手段，全天候实时采集分析，节省时间，更加人性化，方便人为操作自动模式增加精准定位功能，提高了拍照的清晰度对平台进行优化。6、网络远程遥控病菌孢子捕捉系统技术参数：1） 额定工作电压：DC12V；2） 额定功率：60瓦特；3） 净重：43Kg；5） 防护等级：IP256） 数据传输方式：3G网络（可选）、有线网络、GMS；7） 气体采样：采集流量120L/分钟，采集时间1~160分钟（设置范围）8） 电子显微镜放大倍数:物理放大倍数10X1.5C物镜参数PLL10/0.25160/0,扩展物镜调节范围0.7~5.5），电子放大倍数约40倍（参考13.3寸显示器）；9） 图片采集方式：远程网络平台手动控制采集、设备定时自动采集；10） 载玻片可视面积：长*宽（Cm）5.2*0.7设置范围：定时启动，24时制，可以任意设置24小时开启时间；拍照数量：1-255张；抽气时间：1-9600秒载玻片：一次可以添加200片，最长可以使用200天，每天一张；托普云农其他植保仪器：自动/太阳能虫情测报灯、网络远程遥控病菌孢子捕捉系统、线虫分离器、太阳能杀虫灯、点滴仪、诱虫黄板、养虫板r弋机［宓式手动擬作》机城咸手曰牌断捷时空力捕捉系统、线虫分离器、太阳能杀虫灯、点滴仪、诱虫黄板、养虫板r弋机［宓式手动擬作》机城咸手曰牌断捷时空力弋彩呂液晶融揍屏工远F词掩祠咱还罚辰.无需人列境场在植物病害中，真菌病害种类最多，约有3万多种，每种作物上都可发现几种甚至几十种。各类农作物主要病害约有1000多种，细分这些病害的侵染循环中，约有60%的种类都是病菌孢子经气流传播、侵染作物、引起发病危害。使用仪器对空中病菌孢子的捕捉、采集、监测孢子消长与田间病情的相关性，则可组织有效的预防，控制农作物病害的大面积发生与控灾，是保障农产品丰产、优质是重要的技术措施。全国农业技术推广服务中心测报处2009调查测报设备统计汇，全国病菌网络远程遥控病菌孢子捕捉系统的拥有量是900多台，实际使用的占75%，约25%的仪器因过于陈旧或损坏而不能使用。在用的仪器也是使用的八、九十年代技术的老产品，已难以适应新时代精准化测报工作的要求。为此我们组织了《网络远程遥控病菌孢子捕捉系统的技术开发》，并经过二年的努力研制出样机，于2009年10月-11月完成田间应用的初步测试。现将仪器系统的基本情况介绍如下：7、网络远程遥控病菌孢子捕捉系统主要关键性的创新技术1、1采集病菌数据精准化仪器采用自动定时或设定环境条件采集捕捉孢子，自动顺序进程取样调查、确保视野无重复；自动显微数码微调聚焦、每视野采集保存显微图片；每次开机调查取样数可自选（精度）分档设定，常规200视野，最高可达800视野；仪器可将每次开机后的调查取样可视化数据（照片）自动向预先指定的网络上发送；能使病菌捕捉测报数据实现区域化即时共享；病菌孢子图片数据识别，通过开发孢子图片检测诊断系统程序扫描，达到数据资料的完整性（不会存在偷懒、少看视野等）、规范统一；可以建立起统一的数据管理系统，分析趋势预警信息。1、2仪器运行的适应性保障为了保证仪器的正常运行，安装了温湿度自动调节系统，确保仪器内的温度控制在50°C以下，湿度控制在70%以下。数据发送使用3G网络技术，数据高速发送，如果3G网络没有复盖的地区，则向下兼容无线网络。1、3应用的安全性本仪器工作电源采用了12V电源，用蓄电池或太阳能光伏电源供电，因此无需架拉电源线，设置使用方便，不存在触电等安全事故的隐患，也不受电网停电等影响。机型设计可变型为车载式、手提式、固定式等适应多种场效应用。uitustli托普袍子捕提仪与击炀上同类产品討比U专业千倍光学放大显微鶴〉uitustli托普袍子捕提仪与击炀上同类产品討比U专业千倍光学放大显微鶴〉可定时埔呼护!0贏子IS片.冃卯対住.自◎上恃，实心仝天幢无人（B寻目动蜀洌泪于港抚农传统民用摄像头》彳磁民用荊偉头扫轉.帼子匪片平簿I舒8、系统仪器的先进性（可为测报员提供较齐全的病害预测要素信息）8、1病菌孢子图象数据处理：首先建立病菌孢子图片库，当各地的病菌孢子捕捉系统布点基本完成、收集各地的病菌图片完善后，开发出相应病菌孢子图片识别诊断分析系统软件、结合开发病菌孢子消长和历年的温度、湿度因素与病害预警的数理统计趋势分析软件运用仪器与该仪器配套的二个系统软件，就能显示相关病害的发生趋势波。2010国际农业工程大会论文集型图、数据表，再加上发生的时间和地点、作物生育期，进行综合分析处理（注：该仪器有田间作物长势实拍功能，而且不论是实景图片还是病菌孢子图片均记载了当时的日期、时间、温度、湿度、风向、风力、地址等）8、2无线远程网络遥控：用户只需用笔记本电脑即可对仪器的所有控制系统进行无线远程网络遥控、调整，调取病菌测报数据也无需到现场、一个人可同时管理、观察10台仪器，也只需要在笔记本上操作即可了如指掌。由于可以大量增加观察视数，又可以通过电脑自动识别系统，工作效力可以大大提高，原来每台网络远程遥控病菌孢子捕捉系统的玻片观察要1个人工编制，现在只需要不到十分钟就可以全部标准化高精准化完成。总体测报成本要比使用老仪器下降十余倍，可实施监测的区域要扩大10多倍。8、3系统配置有观察点田间作物生长与小气候环境状况的现场视频影视信息。可以在办公室内通过电脑网络对病菌网络远程遥控病菌孢子捕捉系统进行远程遥控，模拟到现场查看田间作物生长状况、病害发生程度。”衽誉袍子播提快与帘场上聞樊产韶討比€手动車换载破片〉传庇的手动更険战诫片”衽誉袍子播提快与帘场上聞樊产韶討比€手动車换载破片〉传庇的手动更険战诫片.一迄娶丟田间更谜€系毓自动更换〉可厨*〒腔制自动朿孰掘睦片.无需亲鬥毎用诃"茵时诗力9、仪器系统的田间应用测试结果与评价9、1系统仪器测试的地点、时间：测试现场地点实施选在上海浦江镇城市园艺场，捕捉孢子的试测作物是秋黄瓜霜霉病、白粉病病菌等。于2009年10月21〜22日进行田间应用的第一次实测，2009年10月25〜26日进行田间应用的第二次实测。9、 2田间测试的设计：田间应用测试分棚内捕捉、棚外捕捉二组处理，每组处理分捕孢工作10分钟、20分钟、30分钟三个时段，每个时段重复三次，根据四天测试的数据进行方差统计分析，比较网络远程遥控病菌孢子捕捉系统的捕孢能力与捕孢取样的可靠性。（二次测试实施期均为天气晴好，上午9点至下午6点。）10、 探讨系统仪器的推广应用前景网络远程遥控病菌孢子捕捉系统的设计方向是满足全国测报事业的远景规划，实现数字化、精准化、网络化、可视化的要求，所有气传病菌的监测数据可做到自动监测、自动存储、随机调取、网络传送、软件识别、软件整理统计数据，使每个测报观察点、区域控制站点的数据更为精确、真实，数据传送系更为快捷、实时。托普云农网络远程遥控病菌孢子捕捉系统还设计了通用的外挂设备USB接口，供其他的监测数据借用本仪器系统的数据传送功能，可以进组合存储和发送。另外还从全国统一管理病菌孢子捕捉测报的可行性考虑，设计了全国性管理模式网站架构，让全国主管部门、各省市管理部门可以随时、随机访问全国或自管区域的某一个站点的仪器系统工作状态、病菌捕捉数据库、包括田间的农作物生长状态的实景图片等，可方便高层管理机构及时了解、指挥、安排、各控制区域站的病菌孢子捕捉预警的综合性工作，为预防气传病害提供一个坚实的管理服务平台。11、问题讨论样机与形成产品的难关还需要更多的技术攻关系统样机受制于较多的控制连接均为实验电路，造成仪器体积偏大，功耗、能耗较大，与实际形成真正产品需要做较多的紧凑型设计改进、攻克将实验电路开发成专用的电路板、控制芯片等提高稳定性的技术升级，还有系统仪器没有在野外环境进行耐久性考核，电子元器件、显微镜的耐潮、抗高温等都是值得担心的难点，目前系统的开发只完成的是病菌孢子数据的精准采集，后期的病菌孢子图像的识别系统与数据预警模型的开发、科学的设置网络的架构等要投入较多的人力和投入。灾害预警功