一种植物工厂用多光谱作物表型分析平台的制作方法

1.本实用新型涉及现代精准农业研究技术领域，具体涉及一种植物工厂用多光谱作物表型分析平台。


背景技术：

2.植物工厂是通过设施内高精度环境控制实现农作物周年连续生产的高效农业系统，是利用计算机对植物生育的温度、湿度、光照、co2浓度以及营养液等环境条件进行自动控制，使设施内植物生育不受或很少受自然条件制约的省力型生产。
3.植物工厂是现代设施农业发展的高级阶段，是一种高投入、高技术、精装备的生产体系，集生物技术、工程技术和系统管理于一体，使农业生产从自然生态束缚中脱离出来.按计划周年性进行植物产品生产的工厂化农业系统，是农业产业化进程中吸收应用高新技术成果最具活力和潜力的领域之一，代表着未来农业的发展方向。
4.现代植物工厂的蔬菜种植，是将种有蔬菜幼苗的穴盘放置在层架上，每层层架的底部都设有用于蔬菜光合作用的发光源。在这样的环境下需要对种植的蔬菜的进行定时的观察，防止蔬菜发生长势不好的情况，而普通人力观察时容易产生视觉疲劳，并且成本较高，为此提出一种植物工厂用多光谱作物表型分析平台。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的是为了克服现有技术中的问题，提供一种植物工厂用多光谱作物表型分析平台。
6.本实用新型提供了一种植物工厂用多光谱作物表型分析平台，包括：
7.轨道系统，包括横向轨道和竖向轨道，横向轨道设置在层架的隔板侧面，横向轨道上设置横向滑块，横向滑块固定连接竖向轨道，竖向轨道上设置竖向滑块；
8.驱动系统，用于驱动横向滑块和竖向滑块移动；
9.扫描系统，包括第一转动杆以及设置在第一转动杆一端的多光谱相机单元，第一转动杆的另一端固定连接在第一转角电机的输出轴上，第一转角电机固定在竖向滑块上；
10.主控系统，设置在竖向轨道侧面；
11.计算单元，用于计算驱动系统的移动距离、扫描系统的转动角度和多光谱图像数据的处理；
12.服务器，接收、存储、处理、分析表型平台的数据；
13.系统电源模块，设置在竖向轨道侧面，并且系统电源模块电连接驱动系统、扫描系统、主控系统、计算单元和服务器。
14.较佳的，远离竖向滑块的第一转动杆的端部固定设有第二转角电机，第二转角电机的输出轴固定连接第二转动杆的一端，第二转动杆的另一端固定设有多光谱相机单元。
15.较佳的，所述驱动系统包括横向电机和竖向电机，横向电机固定在横向滑块表面，横向电机的输出轴固定连接第一齿轮，第一齿轮啮合横向轨道上设有的横向齿条；竖向电
机固定在竖向滑块表面，竖向电机的输出轴固定连接第二齿轮，第二齿轮啮合竖向轨道上设有的竖向齿条。
16.较佳的，所述第二转动杆位于第一转动杆的上方，多光谱相机单元的镜头位于第二转动杆下表面的凹槽内。
17.较佳的，所述横向轨道和所述竖向轨道的两端部均设有可拆卸的限位块。
18.较佳的，所述横向轨道和所述竖向轨道均为t型凹槽轨道，横向滑块和竖向滑块均为t型滑块。
19.较佳的，所述服务器包括服务器面板、服务器电源接口、服务器数据接口、服务器开关、服务器电压显示窗口、服务器触控屏、服务器操作键和服务器显示屏。
20.较佳地，植物工厂用多光谱作物表型分析平台还包括5g数据通信单元，5g数据通信单元包括5g信号发射与接收模块，5g信号发射与接收模块电性连接服务器。
21.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
22.1、本实用新型的植物工厂用多光谱作物表型分析平台中能够将横向滑块从层架上拆卸下来，用于安装在其他的层架上，避免了各个层架都需要配置本平台而导致采购费用高昂的问题，主控系统控制驱动系统在轨道系统上完成多光谱相机单元在层架每层隔板上的横向和竖向的移动，并且移动的距离通过计算单元得出，人们能够实时得知本平台在层架的位置，本平台移动到层架特定的位置后，接着扫描系统工作，第一转角电机电机转动适当角度，转动的角度被计算单元监控得知，使得第一转动杆一端的多光谱相机单元能够位于适当的位置，方便找到更合适的角度对扫描蔬菜进行扫描，并将扫描到的蔬菜的叶形、叶片数量、蔬菜高度、叶片颜色数据和照片上传到服务器，人们可以通过在服务器实时得到层加上蔬菜的长势情况，避免了人工观察蔬菜易产生视觉疲劳，并且成本高的问题。
23.2、第一转动杆和第二转动杆通过互相分离和重合实现移动多光谱相机单元的位置的功能，避免了第一转动杆碰到层架四周的支撑腿和产生拍摄死角的问题。
附图说明
24.图1为本实用新型的结构示意图；
25.图2为本实用新型的局部放大图；
26.图3为本实用新型的结构框图。
27.附图标记说明：
28.1层架，11.横向轨道，12.竖向轨道，13.竖向滑块，21.第一齿轮，22.第二齿轮，31.第一转动杆，32.多光谱相机单元，33.第二转动杆。
具体实施方式
29.下面对本实用新型的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本实用新型的保护范围并不受具体实施方式的限制。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
30.本实用新型提供的一种植物工厂用多光谱作物表型分析平台，如图1
‑2‑
3包括：轨道系统、驱动系统、主控系统、服务器、扫描系统、计算单元和系统电源模块，包括横向轨道11和竖向轨道12，横向轨道11设置在层架1的隔板侧面，横向轨道11上设置横向滑块，横向
滑块固定连接竖向轨道12，竖向轨道上设置竖向滑块13；驱动系统，用于驱动横向滑块和竖向滑块13移动；扫描系统包括第一转动杆31以及设置在第一转动杆31一端的多光谱相机单元32，第一转动杆31的另一端固定连接在第一转角电机的输出轴上，第一转角电机固定在竖向滑块13上；主控系统设置在竖向轨道12侧面；计算单元用于计算驱动系统的移动距离、扫描系统的转动角度和多光谱图像数据的处理；服务器接收、存储、处理、分析表型平台的数据；系统电源模块，设置在竖向轨道12侧面，并且系统电源模块电连接驱动系统、扫描系统、主控系统、计算单元和服务器。
31.本植物工厂用多光谱作物表型分析平台用于设置在层架1的隔板侧面，本植物工厂用多光谱作物表型分析平台能够将横向滑块从层架1上拆卸下来，用于安装在其他的层架1上，避免了各个层架1都需要配置本平台而导致采购费用高昂的问题，主控系统控制驱动系统在轨道系统上完成多光谱相机单元32在层架1每层隔板上的横向和竖向的移动，并且移动的距离通过计算单元得出，人们能够实时得知本平台在层架1的位置，本平台移动到层架1特定的位置后，接着扫描系统工作，第一转角电机电机转动适当角度，转动的角度被计算单元监控得知，使得第一转动杆31一端的多光谱相机单元32能够位于适当的位置，方便找到更合适的角度对扫描蔬菜进行扫描，并将扫描到的蔬菜的叶形、叶片数量、蔬菜高度、叶片颜色数据和照片处理后上传到服务器存储和分析处理，人们可以通过在服务器实时得到层加上蔬菜的长势情况，避免了人工观察蔬菜易产生视觉疲劳，并且成本高的问题。
32.优选地，远离竖向滑块13的第一转动杆31的端部固定设有第二转角电机，第二转角电机的输出轴固定连接第二转动杆33的一端，第二转动杆33的另一端固定设有多光谱相机单元32。
33.当第一转动杆31转动后多光谱相机对蔬菜进行扫描拍照过程中，单个第一连杆33的长度不能收缩，容易碰到层架11四周的支撑腿，且容易产生拍摄死角，为此设计第二转动杆33，将多光谱相机单元32向隔板上的穴盘上方移动时，第一转角电机和第二转角电机均顺时针转动适当角度，反向移动多光谱相机时，第一转角电机和第二转角电机均逆时针转动复位，使得第一转动杆31和第二转动杆33通过互相分离和重合实现移动多光谱相机单元32的位置的功能，避免了第一转动杆31碰到层架1四周的支撑腿和产生拍摄死角的问题，同时第一转角电机和第二转角电机的转动的角度被计算单元监控得知。
34.优选地，所述驱动系统包括横向电机和竖向电机，横向电机固定在横向滑块表面，横向电机的输出轴固定连接第一齿轮21，第一齿轮21啮合横向轨道11上设有的横向齿条；竖向电机固定在竖向滑块13表面，竖向电机的输出轴固定连接第二齿轮22，第二齿轮22啮合竖向轨道12上设有的竖向齿条。
35.横向电机和竖向电机分别驱动第一齿轮21和第二齿轮22转动，完成多光谱相机单元32在层架1上的移动。
36.优选地，所述第二转动杆33位于第一转动杆31的上方，多光谱相机单元32的镜头位于第二转动杆33下表面的凹槽内。
37.目的在于不使用拍照功能时，第二转动杆33位于第一转动杆31能够互相重合，第一连杆33的上表面能够对多光谱相机单元32的镜头起到保护作用。
38.优选地，所述横向轨道11和所述竖向轨道12的两端部均设有可拆卸的限位块。
39.防止滑块从轨道上滑脱。
40.优选地，所述横向轨道11和所述竖向轨道12均为t型凹槽轨道，横向滑块和竖向滑块13均为t型滑块。
41.优选地，所述服务器包括服务器面板、服务器电源接口、服务器数据接口、服务器开关、服务器电压显示窗口、服务器触控屏、服务器操作键和服务器显示屏。
42.人可以通过服务器显示屏得到蔬菜的生长信息以及驱动系统的各个位移、扫描系统的各个转动角度信息，服务器操作键用于输入特定的控制信息，包括驱动系统横向和竖向的移动范围、移动点位的设定、第一转角电机和第二转角电机不同时刻的转动角度，计算单元实时监测本平台的工作状态与设定的工作状态之间进行对比，误差较大时及时在服务器显示屏上发出报警信息，服务器控制各电机停止工作，等待操作人员确认，防止产生生产事故。并且服务器电源接口、服务器数据接口能够和移动端连接，进行多个平台和界面的互动互联。
43.优选地，植物工厂用多光谱作物表型分析平台还包括5g数据通信单元，5g数据通信单元包括5g信号发射与接收模块，5g信号发射与接收模块电性连接服务器。
44.当操作人员处于室外或者不在植物工厂用多光谱作物表型分析平台附近时，5g数据通信单元的5g信号发射模块能够将信号发射向移动端，5g数据通信单元的5g信号接收模块也能够及时接收到信号。
45.本实用新型的植物工厂用多光谱作物表型分析平台的使用原理如下：
46.通过服务器的服务器触控屏和服务器操作键输入驱动系统的横向电机和竖向电机、扫描系统的第一转角电机和第二转角电机的动作参数到处理器，主控系统对拍摄和扫描到的蔬菜信息进行处理并显示在服务器显示屏，多光谱相机单元对层架上的蔬菜进行拍照检测，并将结果显示在控制面板上，计算单元能够实时监测电机的工作状态，并与设定好的工作路线进行比对，人们在控制面板上观察植物工厂内蔬菜的生长情况，用以指导植物工厂内的现代农业生产。
47.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。