农药雾滴实时检测装置关键技术研究

发布时间：2021-01-24 06:10

　　农药是防治病虫草害的重要手段,但落后的施药机械与技术导致我国农药利用率一般仅为35%。有效评估喷雾质量有助于改善施药机械与技术,两个重要评价指标分别为雾滴粒径大小与分布均匀性。在生产实践中,一般采用水敏纸检测农药雾滴,但存在需重复布置、劳动强度高、易受环境湿度影响和不能重复使用等问题,且水敏纸表面的雾滴易发生粘连现象,会降低检测效果。因此,开发一套高效、准确、成本低廉的农药雾滴实时检测装置,具有简化操作、提高检测精度和降低成本等实际意义。本文利用图像处理技术实现农药雾滴实时检测。制作了雾滴采集装置,开发了雾滴检测系统,结合凹点法与迭代开运算完成了粘连分割算法优化设计。将优化算法、雾滴检测系统与采集装置集成,完成农药雾滴实时检测装置样机研制。试验结果表明,优化算法提高了粘连分割准确率,以激光粒度仪测量结果为参照,雾滴体积中径检测误差率低于9%,并通过田间试验验证了装置检测效果。具体的研究工作如下:（1）雾滴采集装置设计。雾滴采集装置包括快拆支架、图像传感器、箱体和靶标。分别使用UG12.0与AutoCAD2014设计出装置三维模型和二维工程图,利用3D打印和激光切割技术完成装置的加工制作... 

【文章来源】：西北农林科技大学陕西省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：76 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 研究目的与意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 雾滴采集方法研究现状
        1.2.2 基于图像处理的雾滴检测系统研究现状
        1.2.3 粘连分割方法研究现状
    1.3 研究内容及方法
    1.4 论文组织结构
    1.5 技术路线
第二章 农药雾滴实时检测装置总体方案设计
    2.1 需求分析
    2.2 整机方案
    2.3 雾滴采集装置方案设计
        2.3.1 雾滴采集装置结构和工作原理
        2.3.2 图像传感器选型
        2.3.3 关键零部件设计
    2.4 雾滴检测系统硬件方案设计
        2.4.1 下位机
        2.4.2 ZigBee模块
        2.4.3 网关节点
    2.5 雾滴检测系统软件方案设计
        2.5.1 Socket通信程序
        2.5.2 数据库服务器选择
        2.5.3 粘连分割算法
        2.5.4 数据传输方案
    2.6 本章小结
第三章 农药雾滴实时检测装置研制
    3.1 雾滴采集装置研制与试验
        3.1.1 雾滴采集装置研制
        3.1.2 雾滴采集效果验证试验
    3.2 下位机程序设计与实现
        3.2.1 程序功能分析
        3.2.2 雾滴特征参数表示方法
        3.2.3 开发环境搭建
        3.2.4 图像处理程序设计
        3.2.5 串口通讯程序设计
    3.3 数据传输模块设计
        3.3.1 硬件组成
        3.3.2 ZigBee通讯程序设计
        3.3.3 网关节点设计
    3.4 上位机程序设计与实现
        3.4.1 人机交互界面设计
        3.4.2 基于Socket的通信程序设计
        3.4.3 基于MySQL的数据库设计
    3.5 本章小结
第四章 粘连分割算法优化设计
    4.1 粘连雾滴物理特性
    4.2 图像采集
    4.3 迭代开运算
    4.4 凹点法
        4.4.1 凹点搜寻
        4.4.2 凹点匹配
        4.4.3 雾滴粘连分割优化算法程序具体实现
    4.5 雾滴计数试验
        4.5.1 试验环境和方法
        4.5.2 试验结果与分析
        4.5.3 不同流量雾滴图像粘连分割结果
    4.6 本章小结
第五章 试验与结果分析
    5.1 雾滴采集装置标定试验
        5.1.1 试验方法
        5.1.2 试验结果
    5.2 雾滴尺寸修正试验
    5.3 雾滴粒径测量试验
        5.3.1 试验平台
        5.3.2 试验方法
        5.3.3 试验结果及分析
    5.4 田间试验
        5.4.1 试验目的与方法
        5.4.2 实验结果与分析
    5.5 本章小结
第六章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 创新点
    6.3 展望
参考文献
致谢
个人简历



本文编号：2996732