網(wǎng)絡(luò)遠程遙控病菌孢子捕捉系統(tǒng)的技術(shù)開發(fā)與研制初報

網(wǎng)絡(luò)遠程遙控病菌抱子捕捉系統(tǒng)的技術(shù)開發(fā)與研制初報全年空中孢子數(shù)量可以分成4個階段，分別為：流行始見期、流行速增期、夏秋消退期和冬季預(yù)見期。其中冬季預(yù)見期階段的孢子數(shù)量與白粉病流行之間沒有什么直接的關(guān)系，通過對托普云農(nóng)網(wǎng)絡(luò)遠程遙控病菌孢子捕捉系統(tǒng)進行試驗后發(fā)現(xiàn)，流行速增期孢子數(shù)量快速增加是病害流行結(jié)果的直接表現(xiàn)，其中只有流行始見期是決定當(dāng)年白粉病流行強度的關(guān)鍵時刻。托普云農(nóng)網(wǎng)絡(luò)遠程遙控病菌抱子捕捉系統(tǒng)最適合的氣溫是20?25°C,日平均溫低于19C或高于26C，將會明顯影響捕獲量。降雨能促進抱子沉降，因此雨天捕獲量少,雨后轉(zhuǎn)晴捕獲量驟增。托普云農(nóng)網(wǎng)絡(luò)遠程遙控病菌抱子捕捉系統(tǒng)捕抱量增多，但風(fēng)速低于0.2m/s和高于3.0m/s捕抱量又明顯減少?？罩斜ё訑?shù)量同林段內(nèi)白粉病病情密切相關(guān)，托普云農(nóng)網(wǎng)絡(luò)遠程遙控病菌抱子捕捉系統(tǒng)捕捉數(shù)值的測試表明，空中抱子數(shù)量同5?7天后林段總發(fā)病率呈正相關(guān)。當(dāng)每玻片捕到抱子數(shù)量達10個左右時，抱子數(shù)量隨之急劇上升，5?7天后林段病情加重。通過托普云農(nóng)網(wǎng)絡(luò)遠程遙控病菌抱子捕捉系統(tǒng)掌握這一時期空中抱子的出現(xiàn)和數(shù)量動態(tài)，是預(yù)測最終病情和決定第一次施藥期的條件和依據(jù)。抱子在冬末春初膠樹開始抽葉時空中出現(xiàn)橡膠樹白粉病抱子，隨膠樹抽葉率同步增長。隨后因氣溫增高，嫩葉老化，產(chǎn)抱能力下降，空中抱子又逐漸減少以致消失，網(wǎng)絡(luò)遠程遙控病菌抱子捕捉系統(tǒng)得到的數(shù)量也受到影響。托普云農(nóng)網(wǎng)絡(luò)遠程遙控病菌抱子捕捉系統(tǒng)內(nèi)含高倍顯微鏡，采用了條形碼識別追溯技術(shù)、精度限位技術(shù)、自動智能化聚焦技術(shù)、3G無線傳輸控制技術(shù)等高科技手段，全天候?qū)崟r采集分析，節(jié)省時間，更加人性化，方便人為操作自動模式增加精準(zhǔn)定位功能，提高了拍照的清晰度對平臺進行優(yōu)化。1、病菌抱子圖象數(shù)據(jù)處理：托普云農(nóng)網(wǎng)絡(luò)遠程遙控病菌抱子捕捉系統(tǒng)采集抱子后，首先建立病菌抱子圖片庫，當(dāng)各地的病菌抱子捕捉系統(tǒng)布點基本完成、收集各地的病菌圖片完善后，開發(fā)出相應(yīng)病菌孢子圖片識別診斷分析系統(tǒng)軟件、結(jié)合開發(fā)病菌孢子消長和歷年的溫度、濕度因素與病害預(yù)警的數(shù)理統(tǒng)計趨勢分析軟件、運用儀器與該儀器配套的二個系統(tǒng)軟件，就能顯示相關(guān)病害的發(fā)生趨勢波型圖、數(shù)據(jù)表，再加上發(fā)生的時間和地點、作物生育期，進行綜合分析處理（注：該儀器有田間作物長勢實拍功能，而且不論是實景圖片還是病菌孢子圖片均記載了當(dāng)時的日期、時間、溫度、濕度、風(fēng)向、風(fēng)力、地址等）2、無線遠程網(wǎng)絡(luò)遙控：用戶只需用筆記本電腦即可對儀器的所有控制系統(tǒng)進行無線遠程網(wǎng)絡(luò)遙控、調(diào)整，調(diào)取病菌測報數(shù)據(jù)也無需到現(xiàn)場、一個人可同時管理、觀察10臺儀器，也只需要在筆記本上操作即可了如指掌。由于可以大量增加觀察視數(shù)，又可以通過電腦自動識別系統(tǒng)，工作效力可以大大提高，原來每臺網(wǎng)絡(luò)遠程遙控病菌孢子捕捉系統(tǒng)的玻片觀察要1個人工編制，現(xiàn)在只需要不到十分鐘就可以全部標(biāo)準(zhǔn)化高精準(zhǔn)化完成?？傮w測報成本要比使用老儀器下降十余倍，可實施監(jiān)測的區(qū)域要擴大10多倍。云平臺■■睥r?機甫耳云平臺■■睥r?機甫耳liuis；督博"? .iK?St?EID于沖時拍攝18子圍片＞遠程自曲更換載醴片3、系統(tǒng)配置有觀察點田間作物生長與小氣候環(huán)境狀況的現(xiàn)場視頻影視信息?？梢栽谵k公室內(nèi)通過電腦網(wǎng)絡(luò)對病菌網(wǎng)絡(luò)遠程遙控病菌孢子捕捉系統(tǒng)進行遠程遙控，模擬到現(xiàn)場查看田間作物生長狀況、病害發(fā)生程度。4、網(wǎng)絡(luò)遠程遙控病菌孢子捕捉系統(tǒng)功能特點：★孢子自動捕捉自動拍照24小時無間斷自動捕捉病菌孢子，對所捕獲的病菌孢子自動拍攝。★照片自動選取并上傳：系統(tǒng)具備最優(yōu)圖片選取功能，自動選取最清晰的照片以3G方式上傳至云服務(wù)器?！镒詣咏y(tǒng)計分析：采用云服務(wù)器技術(shù)，實現(xiàn)對病菌孢子圖片的智能化統(tǒng)計與分析，無需人工查看和標(biāo)注，縮短了預(yù)測預(yù)報周期?！锬軐嵭羞h程控制，與短信控制相結(jié)合，雙系統(tǒng)，無需人員去現(xiàn)場，控制內(nèi)容：1）開關(guān)機，自動聚焦模式即時開機；遠程控制聚焦模式即時開機；查詢每日自動聚焦模式開機時間；設(shè)置每日自動聚焦模式開機時間；2）查詢設(shè)備實時時鐘；設(shè)置設(shè)備實時時鐘；查詢自動聚焦模式拍攝圖片數(shù)量；設(shè)置自動聚焦模式拍攝圖片數(shù)量；查詢空氣采樣時間；設(shè)置空氣采樣時間。5、網(wǎng)絡(luò)遠程遙控病菌孢子捕捉系統(tǒng)介紹：托普云農(nóng)網(wǎng)絡(luò)遠程遙控病菌孢子捕捉系統(tǒng)內(nèi)含高倍顯微鏡，采用了條形碼識別追溯技術(shù)、精度限位技術(shù)、自動智能化聚焦技術(shù)、3G無線傳輸控制技術(shù)等高科技手段，全天候?qū)崟r采集分析，節(jié)省時間，更加人性化，方便人為操作自動模式增加精準(zhǔn)定位功能，提高了拍照的清晰度對平臺進行優(yōu)化。6、網(wǎng)絡(luò)遠程遙控病菌孢子捕捉系統(tǒng)技術(shù)參數(shù)：1） 額定工作電壓：DC12V；2） 額定功率：60瓦特；3） 凈重：43Kg；5） 防護等級：IP256） 數(shù)據(jù)傳輸方式：3G網(wǎng)絡(luò)（可選）、有線網(wǎng)絡(luò)、GMS；7） 氣體采樣：采集流量120L/分鐘，采集時間1~160分鐘（設(shè)置范圍）8） 電子顯微鏡放大倍數(shù):物理放大倍數(shù)10X1.5C物鏡參數(shù)PLL10/0.25160/0,擴展物鏡調(diào)節(jié)范圍0.7~5.5），電子放大倍數(shù)約40倍（參考13.3寸顯示器）；9） 圖片采集方式：遠程網(wǎng)絡(luò)平臺手動控制采集、設(shè)備定時自動采集；10） 載玻片可視面積：長*寬（Cm）5.2*0.7設(shè)置范圍：定時啟動，24時制，可以任意設(shè)置24小時開啟時間；拍照數(shù)量：1-255張；抽氣時間：1-9600秒載玻片：一次可以添加200片，最長可以使用200天，每天一張；托普云農(nóng)其他植保儀器：自動/太陽能蟲情測報燈、網(wǎng)絡(luò)遠程遙控病菌孢子捕捉系統(tǒng)、線蟲分離器、太陽能殺蟲燈、點滴儀、誘蟲黃板、養(yǎng)蟲板r弋機［宓式手動擬作》機城咸手曰牌斷捷時空力捕捉系統(tǒng)、線蟲分離器、太陽能殺蟲燈、點滴儀、誘蟲黃板、養(yǎng)蟲板r弋機［宓式手動擬作》機城咸手曰牌斷捷時空力弋彩呂液晶融揍屏工遠F詞掩祠咱還罰辰.無需人列境場在植物病害中，真菌病害種類最多，約有3萬多種，每種作物上都可發(fā)現(xiàn)幾種甚至幾十種。各類農(nóng)作物主要病害約有1000多種，細分這些病害的侵染循環(huán)中，約有60%的種類都是病菌孢子經(jīng)氣流傳播、侵染作物、引起發(fā)病危害。使用儀器對空中病菌孢子的捕捉、采集、監(jiān)測孢子消長與田間病情的相關(guān)性，則可組織有效的預(yù)防，控制農(nóng)作物病害的大面積發(fā)生與控災(zāi)，是保障農(nóng)產(chǎn)品豐產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)是重要的技術(shù)措施。全國農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣服務(wù)中心測報處2009調(diào)查測報設(shè)備統(tǒng)計匯，全國病菌網(wǎng)絡(luò)遠程遙控病菌孢子捕捉系統(tǒng)的擁有量是900多臺，實際使用的占75%，約25%的儀器因過于陳舊或損壞而不能使用。在用的儀器也是使用的八、九十年代技術(shù)的老產(chǎn)品，已難以適應(yīng)新時代精準(zhǔn)化測報工作的要求。為此我們組織了《網(wǎng)絡(luò)遠程遙控病菌孢子捕捉系統(tǒng)的技術(shù)開發(fā)》，并經(jīng)過二年的努力研制出樣機，于2009年10月-11月完成田間應(yīng)用的初步測試?，F(xiàn)將儀器系統(tǒng)的基本情況介紹如下：7、網(wǎng)絡(luò)遠程遙控病菌孢子捕捉系統(tǒng)主要關(guān)鍵性的創(chuàng)新技術(shù)1、1采集病菌數(shù)據(jù)精準(zhǔn)化儀器采用自動定時或設(shè)定環(huán)境條件采集捕捉孢子，自動順序進程取樣調(diào)查、確保視野無重復(fù)；自動顯微數(shù)碼微調(diào)聚焦、每視野采集保存顯微圖片；每次開機調(diào)查取樣數(shù)可自選（精度）分檔設(shè)定，常規(guī)200視野，最高可達800視野；儀器可將每次開機后的調(diào)查取樣可視化數(shù)據(jù)（照片）自動向預(yù)先指定的網(wǎng)絡(luò)上發(fā)送；能使病菌捕捉測報數(shù)據(jù)實現(xiàn)區(qū)域化即時共享；病菌孢子圖片數(shù)據(jù)識別，通過開發(fā)孢子圖片檢測診斷系統(tǒng)程序掃描，達到數(shù)據(jù)資料的完整性（不會存在偷懶、少看視野等）、規(guī)范統(tǒng)一；可以建立起統(tǒng)一的數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，分析趨勢預(yù)警信息。1、2儀器運行的適應(yīng)性保障為了保證儀器的正常運行，安裝了溫濕度自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)，確保儀器內(nèi)的溫度控制在50°C以下，濕度控制在70%以下。數(shù)據(jù)發(fā)送使用3G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，數(shù)據(jù)高速發(fā)送，如果3G網(wǎng)絡(luò)沒有復(fù)蓋的地區(qū)，則向下兼容無線網(wǎng)絡(luò)。1、3應(yīng)用的安全性本儀器工作電源采用了12V電源，用蓄電池或太陽能光伏電源供電，因此無需架拉電源線，設(shè)置使用方便，不存在觸電等安全事故的隱患，也不受電網(wǎng)停電等影響。機型設(shè)計可變型為車載式、手提式、固定式等適應(yīng)多種場效應(yīng)用。uitustli托普袍子捕提儀與擊煬上同類產(chǎn)品討比U專業(yè)千倍光學(xué)放大顯微鶴〉uitustli托普袍子捕提儀與擊煬上同類產(chǎn)品討比U專業(yè)千倍光學(xué)放大顯微鶴〉可定時埔呼護!0贏子IS片.冃卯対住.自◎上恃，實心仝天幢無人（B尋目動蜀洌淚于港撫農(nóng)傳統(tǒng)民用攝像頭》彳磁民用荊偉頭掃轉(zhuǎn).幗子匪片平簿I舒8、系統(tǒng)儀器的先進性（可為測報員提供較齊全的病害預(yù)測要素信息）8、1病菌孢子圖象數(shù)據(jù)處理：首先建立病菌孢子圖片庫，當(dāng)各地的病菌孢子捕捉系統(tǒng)布點基本完成、收集各地的病菌圖片完善后，開發(fā)出相應(yīng)病菌孢子圖片識別診斷分析系統(tǒng)軟件、結(jié)合開發(fā)病菌孢子消長和歷年的溫度、濕度因素與病害預(yù)警的數(shù)理統(tǒng)計趨勢分析軟件運用儀器與該儀器配套的二個系統(tǒng)軟件，就能顯示相關(guān)病害的發(fā)生趨勢波。2010國際農(nóng)業(yè)工程大會論文集型圖、數(shù)據(jù)表，再加上發(fā)生的時間和地點、作物生育期，進行綜合分析處理（注：該儀器有田間作物長勢實拍功能，而且不論是實景圖片還是病菌孢子圖片均記載了當(dāng)時的日期、時間、溫度、濕度、風(fēng)向、風(fēng)力、地址等）8、2無線遠程網(wǎng)絡(luò)遙控：用戶只需用筆記本電腦即可對儀器的所有控制系統(tǒng)進行無線遠程網(wǎng)絡(luò)遙控、調(diào)整，調(diào)取病菌測報數(shù)據(jù)也無需到現(xiàn)場、一個人可同時管理、觀察10臺儀器，也只需要在筆記本上操作即可了如指掌。由于可以大量增加觀察視數(shù)，又可以通過電腦自動識別系統(tǒng)，工作效力可以大大提高，原來每臺網(wǎng)絡(luò)遠程遙控病菌孢子捕捉系統(tǒng)的玻片觀察要1個人工編制，現(xiàn)在只需要不到十分鐘就可以全部標(biāo)準(zhǔn)化高精準(zhǔn)化完成?？傮w測報成本要比使用老儀器下降十余倍，可實施監(jiān)測的區(qū)域要擴大10多倍。8、3系統(tǒng)配置有觀察點田間作物生長與小氣候環(huán)境狀況的現(xiàn)場視頻影視信息。可以在辦公室內(nèi)通過電腦網(wǎng)絡(luò)對病菌網(wǎng)絡(luò)遠程遙控病菌孢子捕捉系統(tǒng)進行遠程遙控，模擬到現(xiàn)場查看田間作物生長狀況、病害發(fā)生程度?！瘪抛u袍子播提快與簾場上聞樊產(chǎn)韶討比€手動車換載破片〉傳庇的手動更険戰(zhàn)誡片”衽譽袍子播提快與簾場上聞樊產(chǎn)韶討比€手動車換載破片〉傳庇的手動更険戰(zhàn)誡片.一迄娶丟田間更謎€系毓自動更換〉可廚*〒腔制自動?xùn)c孰掘睦片.無需親鬥毎用訶"茵時詩力9、儀器系統(tǒng)的田間應(yīng)用測試結(jié)果與評價9、1系統(tǒng)儀器測試的地點、時間：測試現(xiàn)場地點實施選在上海浦江鎮(zhèn)城市園藝場，捕捉孢子的試測作物是秋黃瓜霜霉病、白粉病病菌等。于2009年10月21?22日進行田間應(yīng)用的第一次實測，2009年10月25?26日進行田間應(yīng)用的第二次實測。9、 2田間測試的設(shè)計：田間應(yīng)用測試分棚內(nèi)捕捉、棚外捕捉二組處理，每組處理分捕孢工作10分鐘、20分鐘、30分鐘三個時段，每個時段重復(fù)三次，根據(jù)四天測試的數(shù)據(jù)進行方差統(tǒng)計分析，比較網(wǎng)絡(luò)遠程遙控病菌孢子捕捉系統(tǒng)的捕孢能力與捕孢取樣的可靠性。（二次測試實施期均為天氣晴好，上午9點至下午6點。）10、 探討系統(tǒng)儀器的推廣應(yīng)用前景網(wǎng)絡(luò)遠程遙控病菌孢子捕捉系統(tǒng)的設(shè)計方向是滿足全國測報事業(yè)的遠景規(guī)劃，實現(xiàn)數(shù)字化、精準(zhǔn)化、網(wǎng)絡(luò)化、可視化的要求，所有氣傳病菌的監(jiān)測數(shù)據(jù)可做到自動監(jiān)測、自動存儲、隨機調(diào)取、網(wǎng)絡(luò)傳送、軟件識別、軟件整理統(tǒng)計數(shù)據(jù)，使每個測報觀察點、區(qū)域控制站點的數(shù)據(jù)更為精確、真實，數(shù)據(jù)傳送系更為快捷、實時。托普云農(nóng)網(wǎng)絡(luò)遠程遙控病菌孢子捕捉系統(tǒng)還設(shè)計了通用的外掛設(shè)備USB接口，供其他的監(jiān)測數(shù)據(jù)借用本儀器系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳送功能，可以進組合存儲和發(fā)送。另外還從全國統(tǒng)一管理病菌孢子捕捉測報的可行性考慮，設(shè)計了全國性管理模式網(wǎng)站架構(gòu)，讓全國主管部門、各省市管理部門可以隨時、隨機訪問全國或自管區(qū)域的某一個站點的儀器系統(tǒng)工作狀態(tài)、病菌捕捉數(shù)據(jù)庫、包括田間的農(nóng)作物生長狀態(tài)的實景圖片等，可方便高層管理機構(gòu)及時了解、指揮、安排、各控制區(qū)域站的病菌孢子捕捉預(yù)警的綜合性工作，為預(yù)防氣傳病害提供一個堅實的管理服務(wù)平臺。11、問題討論樣機與形成產(chǎn)品的難關(guān)還需要更多的技術(shù)攻關(guān)系統(tǒng)樣機受制于較多的控制連接均為實驗電路，造成儀器體積偏大，功耗、能耗較大，與實際形成真正產(chǎn)品需要做較多的緊湊型設(shè)計改進、攻克將實驗電路開發(fā)成專用的電路板、控制芯片等提高穩(wěn)定性的技術(shù)升級，還有系統(tǒng)儀器沒有在野外環(huán)境進行耐久性考核，電子元器件、顯微鏡的耐潮、抗高溫等都是值得擔(dān)心的難點，目前系統(tǒng)的開發(fā)只完成的是病菌孢子數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)采集，后期的病菌孢子圖像的識別系統(tǒng)與數(shù)據(jù)預(yù)警模型的開發(fā)、科學(xué)的設(shè)置網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)等要投入較多的人力和投入。災(zāi)害預(yù)警功