面向人工气候箱的多功能性能测试装置设计开题报告

1. 研究目的与意义

随着科技发展，农业的研究和进步越来越受到重视，同时随着人们生态与环境意识日益增强，防治农林病虫害已成为农林业和生态科学领域中的一个极其重要的课题，施用化学农药是防治农林病虫害行之有效的化学防治方法。然而大剂量、不考虑病害区和非病害区的统一均匀施药，造成农药的滥用，进而造成了环境的进一步恶化。目前的人工气候箱是具有光照、加湿功能的高精度冷热恒温设备，能够为用户提供一个理想的人工气候实验环境。本课题将在已有的人工气候箱中集成监控系统和喷雾施药系统，通过监控系统并结合图像处理技术在线实时监控农林作物是否发生病虫害，如若发生病虫害，控制系统会启动集成在人工气候箱中的喷雾施药系统执行定点定量精准施药。

2. 国内外研究现状分析

基于图像处理技术的病虫害在线监测是通过对图像传感器所获得的农作物病虫害图像进行分析处理，有效地识别害虫的种类及数量，从而对害虫的活动情况进行实时监控和自动判别。借助于图像处理技术有助于大幅度降低劳动强度，提高病虫害识别率，为农业病虫害灾情的测报和农药的精准喷施提供可靠的保障。普通人工气候箱只是具有光照、加湿功能的高精度冷热恒温设备，在识别病虫害方面还需要研究人员在现场进行诊断。将在线监测系统融入人工气候箱中，可用于检测气候箱中靶标作物在不同生长环境中的生长状况以及发生病虫害的情况，为实验者提供一个更加理想的人工气候实验环境。

人工气候箱的喷雾施药功能通过精准施药技术实现，精准施药的技术核心点在于获取农田小区域病虫害信息，并根据其差异性采取变量施药技术，实现按需施药。精准施药以显著提高农药利用率、极大减轻环境污染等为优势，已经得到了大力发展与广泛应用。当人工气候箱中的实时在线监控系统识别到病害虫的发生时，控制系统会启动喷雾施药系统执行定点定量精准施药，减轻实验者的负担，避免农药喷洒到非病害区而影响实验数据，提高了实验的智能化和自动化。

3. 研究的基本内容与计划

设计内容：面向人工气候箱的多功能性能测试装置，主要由简易人工气候箱、喷雾系统、监控系统组成。

①测绘现有水箱、泵、控制系统结构。

②创新性地设计简易人工气候箱结构。

4. 研究创新点

1、采用图像处理技术识别病虫害，提高对农林作物病虫害的监控，并对病虫害的发生做出快速的响应。

2、定点定量精准施药，提高农药的利用率，降低农产品中的农药残留，减少农药漂移对环境造成的污染。