一体化智能孢子捕捉仪显著提升农作物病害监控水平.docx

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一体化智能孢子捕捉仪显著提升农作物病害监控水平

一体化智能孢子捕捉仪显著提升农作物病害监控水平

在我国各小麦主产区，小麦常见的病害就是小麦白粉病，它对于小麦生产的危害极大，一般发病可造成10%左右减产，严重时减产可达50%以上，有些高感品种甚至颗粒无收。

在病害暴发年份，损失更为惊人。

因此随着技术的发展，农技部门广泛采用托普云农一体化智能孢子捕捉仪等新型测报仪器来加强农作物病害监控。

小麦白粉病只是农作物病害中的常见品种，多发于小麦的种植中，但是我国的农作物品种众多，农作物病害也各不相同，据统计全国农作物病害就有742种。

而研究表明，在众多的农作物病害中，大约有60%的种类是由病菌孢子经气流传播、侵染作物形成的。

而托普云农一体化智能孢子捕捉仪就是用于监测病菌孢子动态变化的专业仪器，因此一体化智能孢子捕捉仪在现代农业中的应用，就显得尤为必要了。

长期以来，为了加强此类病害的监控，通常采用的方式就是人工目测和田间调查等，但是随着农业的发展和生产方式的转变，此类观测方式表现出时效不足、劳动强度大、数字化程度低等缺点。

而托普云农一体化智能孢子捕捉仪的推广应用，可以实现对农作物病害病菌孢子产生、释放、传播和侵染过程的连续动态监测，将病害的监测时间从目前人工目测田间植株病害症状出现阶段，提前到病菌孢子产生与释放阶段，提高病害监测预报的时效性和准确率，显著提升农作物病害综合防控管理水平。

因此一体化智能孢子捕捉仪非常符合现代农业发展的需要。

而需要特别说明的是，随着农业现代化的发展，各地的农作物种植不再是独立存在的，而是一个有机的整体，而针对于测报领域来说，托普云农将一体化智能孢子捕捉仪这样的新型测报仪器用于全国农作物病虫测报网络，可以实现全国病害监测预警基础数据的标准化采集、自动化管理，以及田间农作物生长状态的实景观测等，有效提升我国当前的农作物病害监控水平，保障我国现代农业的生产成果。

一、一体化智能孢子捕捉仪关键性的创新技术

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；仪器系统可按预设的控制程序，自动开机、标准、规范的完成每次调查取样后的可视化数据（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，可以建立起统一的数据管理系统，分析趋势预*信息。

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℃以下，湿度控制在70%以下。

使用3G网络技术高速数据发送，如果3G网络没有覆盖的地区，则向下兼容无线网络。

3、仪器系统应用的安全性：

本仪器（工作电源）采用了用蓄电池+太阳能光伏电源供电（12V直流电源），因此无需架设市电的电源线路，在偏远地区的任何（山区间）的农田使用，均可方便、灵活的设置，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。

二、一体化智能孢子捕捉仪的先进性

1、无线远程网络遥控

在有网络覆盖的地区，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，调取病菌测报数据等也无需到现场、原来每台孢子捕捉仪的玻片观察要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；一个人可同时管理、观察多台仪器、多个测报点的调查取样，大大提高了病害的测报预*效率。

2、病菌孢子调查数据可视化图象存储

仪器系统以显微视频图片的方式存储的数据，实现了无纸化测报和方便了可反复（无误差）调取实时数据，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。

随着科学技术的发展，还可以通过开发电脑自动识别病菌孢子系统，工作效力和自动化测报预*技术还可以得到更大提高。

3、提供预测病害的关键性辅助信息：

仪器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。

调查的视频（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、调查取样地址等），还可以在办公室内通过电脑网络对病菌孢子捕捉仪进行远程遥控，模拟到现场查看田间作物生长状况、病害发生程度，为测报员提供较齐全的病害预测要素信息。

三、一体化智能孢子捕捉仪主要技术参数

1、工作电压：

用生态环保型光伏电池板或者风力发电加蓄电池的方式供电，工作电源为直流12V低压电源供电。

2、工作电流：

<10A。

3、耗电功率：

孢子捕捉启动状态36W，待机状态：

10W，温控、湿度控制工作状态120W。

4、仪器系统程控动作切换时差：

<0.1秒。

5、仪器系统单循时控周期：

日控或周控制（可以实现每日或每周不同的定时设置）。

6、仪器系统单循环可控次数：

1-8组程控开关机。

7、时间显示制式：

24小时制，显示年、月、日、时、分、秒；时控误差<0.5秒／天

8、时控设置范围：

最短间隔10分钟、最长60分钟（过长将导致灰尘过多，孢子重叠）。

9、适宜使用环境：

温度-20～70℃、湿度：

<95％。

10、孢子捕捉吸风口风速19.5米/秒，每分钟空气流量78升，风机工作耐久性10万小时。

11、捕捉基带长度：

全带长度31米，有效长度30米，仪器每次采集时，走带30cm左右，整圈可以采集100次开关仪器的操作。

12、数码显微镜：

自动调焦、最小调焦微距0.65微米。

13、显微视野图像分辨率：

1024X768

14、显微图像保存格式：

图片通用格式JPG。

15、单个捕捉时段可采集视野：

最少1个视野、最多550个视野，每天最多可采集分析1600个视野。

16、采集叠加辅助信息：

设备的名称、采集地点、日期、时间、环境温度、环境湿度、风向风力等。

17、信息（数据）传输：

适用CDMA2000网络，向下兼容CDMA1X、GSM网络。

使用下向兼容网络时，仪器系统的图像传送效率会有较大的下降。

18、远程遥控操作平台：

WINDOWS2000以上操作系统。

19、数据库平台：

视频格式264/图片格式JPG存储

20、辅助数据接口：

USB2接口1个（便于延升系统仪器与其它设备的连接与相关数据的信道联合传送）RJ45接口3个。

四、一体化智能孢子捕捉仪的操作流程

为配合文字说明，在说明书的附图1上有各个按键的位置标示，附图2是捕捉带的安装步骤示意图，附图3是镜头的示意图。

可供参考。

1、准备工作：

取下放带轮，再透明捕捉带的头部贴上胶带，胶带的一部分粘在捕捉带上，一部分粘在放带轮上，逆时针方向收紧旋转透明捕捉胶带，达到放带轮的外边缘时，剪断。

按照附图2的标示顺序，安装好捕捉带。

安装收带轮，和放带轮一样也贴上胶带，只是这个的旋转方向为顺时针方向。

安装好两个轮子后，向溶液盒中添加适量溶液。

2、网络连接设置（详见客户端网卡设置流程图）

3、仪器内部调试：

（1）、打开仪器中的电源总开关，发送“打开外景”手机短信到机器的控制模块的手机号码上，机器开机，并处于调试状态；

（2）、手动点击仪器中显示屏下方的上下键头按钮，调整显微镜的位置，使电脑上“显微窗”显示的图像最清晰，然后旋转“调焦螺丝”（显微镜右边），调整到调焦指示灯亮的位置，再将“调焦螺丝”反向旋转到灯灭的位置。

调节要仔细，反复调节3次，这样可以保证拍摄出来的图像清晰；

（3）、调节“亮度微调”旋钮，使图像更加清晰；

（4）、按LCD屏下的轻触按钮，SET键，根据屏幕提示，进行“采集时间”设置，“采集视野数”设置。

SET键为进入和确认功能，上键头按钮为向上移动选择项/数值加1功能，下键头按钮为向上移动选择项/数值减1功能。

采集时间一般设为3个小时，采集视野数一般设为80，根据屏幕提示将修改的数据进行保存，最后选择“退出”，就完成了设置。

（5）、发送“关机”手机短信到机器的控制模块的手机号码上，关闭仪器，5分钟后，用户就可以发送需要仪器完成各项功能的手机短信指令了（详见短信操作手册），仪器也开始正常工作。

以后开机可以通过手机发送短信开机，开机后仪器将自动工作，捕捉时长短根据先前设置的数据确定，视野数也由先前设置确定。

如果以后需要更改捕捉时间长度或者更改视野数，需要重新执行第（4）步骤。

本仪器支持定时开机，如果一段时间每天都相同时段工作，可以发送“每天XX：

XX打开一”仪器就会自动定时开机，工作完成后机器就自动关机。

（详见短信操作手册）

五、一体化智能孢子捕捉仪的使用

1、第一次通电，设备处于待机状态，等待接收来自网络远程遥控设置工作指令程控。

当接收到电脑发出的网络远程指令，将事先设计的工作程序下载到自动控制系统储存，以后设备就会自动按照设定的程序实施自动化操作，直到需要工作程序有更新时再指令下载，设备才会按照新的程序工作。

2、病菌孢子的自动捕捉

仪器的启动与关机是根据设定工作时间程序。

开机指令的时间或条件到了，仪器开始工作。

首先由送胶带机械将涂有粘着剂的捕捉带送到采集区域后待机，捕捉孢子的风机开始工作，完成设定的捕捉时间后，送带机械由待机状态恢复工作，将采集好病菌孢子的捕捉带送到显微镜下，由电子数码显微镜启动自动调焦系统，按镜下的采集带样品进行自动定位调焦，拍摄取样视野的图片数据，并即时将所采集的图象信息转存在存储器中。

每采集一个视野，送带机械将捕捉带移动设定（0.091毫米）的距离，每次采集完设定调查取样的视野数，即自动关机，完成一次程控的采样设定程序。

仪器采集的每个视野信息上附有采集设备的名称、地点、日期、时间、即时的环境温度、环境湿度、等与病害发生相关参数，供研究病害发生规律与病菌消长的关系，为分析预测预报提供可靠的基础数据，通过系统软件预*病害的发生程度。

3、数据的保存与传送

仪器系统在实施采集每一个视野图片后，自动启动3G数据传输模块工作，将图片信息发送往指定的服务器上，供用户端电脑调用所采集的数据，为了防止数据的丢失，数据还将完整的存在仪器所带的硬盘内保存。

由于病害的发生与作物生育期、长势、田间管理等有密切关系，仪器为了方便用户及时了解田间状态，附设外景的摄像头，在每次采集前都会拍摄一张现场图片，观察被测现场农作物的图片，也可以随时发送指令，进行调用观察。

4、临时启用仪器系统的视频查看田间病情实况

若想看看被测环境，可以通过发送“打开外景”短信，电脑连接上网络，可以观察被测的环境，还可以通过电脑云台控制界面，操作外景摄像头，可以将画面拉近放远，上下左右的调整，可以观察的被测环境的各分视角，相当于自己在现场观察。

观察完毕后再发送短信“关机”，外景摄像头就关闭了。

六、一体化智能孢子捕捉仪系统工作稳定的技术保障

由于仪器设备在野外工作，需要经受风吹雨打、高温、严寒等的恶劣外界条件，所以仪器在设计时就考虑了保障仪器正常运行第部小环境，设有自动恒温、恒湿的微型空调器。

保证仪器内部的温度控制在20-35度以内、相对湿度在50-75%，防止电器、电路结露等影响仪器正常使用的稳定条件。

另还设有电源存量信息自动发送，捕捉带存量信息自动发送，保障仪器可持续性工作。

七、一体化智能孢子捕捉仪系统的使用注意事项和日常维护与保养

介绍捕捉基带的更换（图片演示）、粘胶的添加（图片演示）、清洁保养维护等（详见4大项中内容）

八、一体化智能孢子捕捉仪的常见故障的检查与排除方法

1、首先检查外部连接线是否出现脱落或者破损，造成设备断电；

2、如果线路都没有问题，检查蓄电池状态，是否已经处于低电压锁定状态，出现此状态，请及时充电，并检查是否是太阳能电池损坏或者线路故障，如果都正常，也许是天气因素，长时间的阴雨天气，也会造成蓄电池的充电不足，造成断电。

3、查看是否出现更换胶带提示，出现提示请及时更换胶带；

4、查看是否出现添加胶的提示，出现提示请及时添加胶水；

5、是否为高温报*，高温报*时检查是否为环境温度太高或者为仪器温控系统出现问题。

6、是否为高湿度，高湿度报*检查是否为环境湿度太高或者仪器除湿装置出问题

7、调试模式，显微镜背光LED没有亮时，检查是否为亮度微调旋钮跳到最小，将亮度关闭，打开亮度即可。

8、仪器的三包服务与技术支持

九、一体化智能孢子捕捉仪短信操作手册

1.1、仪器中手机卡的选择

选择SIM卡注意以下事项：

1.SIM卡必须是GSM手机SIM卡。

（2004年和2005年出版的部分32K和64K卡由于卡本身有设计漏洞，2006年1月以后出版的新卡则都能使用。

）

2.手机卡最好开通来电显示功能，否则电话号码过滤等功能无法实现。

3.手机卡不能设置开机密码，否则无法成功登录GSM网络。

4.要保证这张手机卡有一定的资金余额，用于支付发送短信时产生的费用。

5.手机卡在使用前，应先放入手机中设置好短信息中心服务号码，并用手机试一下能不能发短信。

短信息中心服务号码可以询问当地的10086或10010。

6.SIM卡可以是联通的也可以是移动的，但必须选择GSM网络信号好的网络。

GSM网络信号的好坏，直接影响操作指令执行的可靠性。

选定一个GSM网络后，短信收发双方最好都选同一网络。

因为，在中国移动与中国联通的短信息系统之间互传短信，比较容易造成丢失短信。

7.仪器在运行时会把SIM卡中的电话簿内容全部删除，如果有必要事先应备份到手机内存中。

1.2关于短信遥控指令的一些说明

仪器的短信遥控指令组合，分别实现的功能介绍：

（说明：

其中的“＋”号表示两条短信组合,每条短息的发送间隔要在5分钟以上。

XX：

XX表示时间几点几分，时间是24小时制。

以下指令组合没有先后循序之分，用户可以根据实际需要发送短信指令。

）

1）打开一

2）打开查看＋关机

3）打开外景＋关机

4）打开一＋打开查看

5）打开一＋打开外景

*带有时间参数的定时指令组合

6）XX：

XX打开一

7）XX：

XX打开查看＋XX：

XX关机

8）XX：

XX打开外景＋XX：

XX关机

9）打开查看＋XX：

XX关机

10）打开外景＋XX：

XX关机

11）每天XX：

XX打开一

12）时间查询

13）删除XX：

XX打开一

14）删除XX：

XX打开外景

15）删除XX：

XX打开查看

“打开一”指令是仪器执行孢子捕捉的工作命令，仪器开始走带，当粘有溶液的皮带进入集风箱后，走带停止，风机开始工作，按照设置的采集时间（详见仪器设置）通过集风口将空气中的病菌孢子吸进集风箱，粘着在皮带溶液上，采集完成后，仪器自动走带，将集风箱中粘有病菌孢子的皮带送到显微镜下，此时显微镜开始自动聚焦并按照设置的采集视野数量（详见仪器设置）拍摄出清晰的孢子图片，拍摄的同时皮带正在缓慢的移动，图片将储存在仪器中的硬盘中（作为备份）同时通过3G网络将图片信息传送到联通的云平台服务器，用户通过3G网络可以随时查看。

在仪器拍照之前即在采集的时间内（一般设置3个小时）在电脑的屏幕上是看不到仪器的状态的，如果需要了解仪器的工作状态，需发送“打开查看”或“打开外景”指令，就可以在电脑屏幕上看到仪器的工作状态。

“打开一”指令是一个完整的过程，完成设置的视野采集数后，仪器将自动关机，不需发送“关机”指令。

“打开查看”＋“关机”组合指令：

“打开查看指令”是仪器状态查询的命令，只打开“状态窗”用于了解仪器实时的状态，观察现场的温度、湿度、风速、风向、采集时间、采集视野数等信息，使用“打开查看”指令时，电子显微镜和外景的摄像机都不工作，在电脑屏幕上看到“显微视窗”和“外景窗”都是关闭状态，查看完毕后，要发送“关机”指令，否则仪器一直处于查看状态，消耗网络流量，增加网络费用。

“打开外景”＋“关机”组合指令：

“打开外景”指令是查看实景视频的命令，用于查看仪器安装现场的观察，想了解农作物的长势和调节仪器高度时，都需要使用此命令。

观看完毕后，要发送“关机”指令，否则仪器一直处于外景监测状态，消耗网络流量，增加网络费用。

“打开一”＋“打开查看”组合指令：

该组合指令是此两项功能的叠加，用户可以在拍照前看到仪器的运行状态，并且仪器拍完照片后将自动关机，不需发送“关机”指令。

“打开一”＋“打开外景”组合指令：

该组合指令是此两项功能的叠加，用户可以随时了解外部实景同时调整仪器的高度，并且仪器拍完照片后将自动关机，不需发送“关机”指令。

“XX：

XX打开一”指令：

表示几点几分打开仪器进行孢子捕捉采集拍照，是一种定时功能，其实现的功能和“打开一”指令是一样的。

“每天XX：

XX打开一”指令：

表示每天的几点几分打开仪器进行孢子捕捉采集拍照，此定时功能省去了每天发送短信开机的繁琐，是周期性的定时功能。

“时间查询”指令：

用来查看用户设置的带有时间参数的指令，了解仪器的开机时间,查看指令是否合理，是否取消和更改。

“删除XX:

XX打开一”指令：

表示取消定时开始孢子捕捉的指令，此指令要在仪器工作前发送，否则无效。

十、一体化智能孢子捕捉仪全自动升降平台使用说明书

1、一体化智能孢子捕捉仪的配套作用

全自动升降平台是托普云农一体化智能孢子捕捉仪的配套设备。

其主要作用是根据不同农作物的不同生长时期呈现的不同高度，升降一体化智能孢子捕捉仪，使其达到最佳的采集孢子的高度，使获得的预测预报数据更加精确可靠。

2、一体化智能孢子捕捉仪的配套功能

①托普云农一体化智能孢子捕捉仪储存功能

升降设备底端有一个柜子，里面可以存放蓄电池和装置的易耗品，如胶带、胶水以及其他需要的物品。

②托普云农一体化智能孢子捕捉仪全自动和手动升降功能

该设备的升降功能既可以手动实现又可以全自动实现（具体介绍详见使用方法）

③支撑太阳电池板和摄像头

太阳电池板和摄像头将安装在此设备的顶端（详见产品组装图片）

3、托普云农一体化智能孢子捕捉仪的配套技术参数

①工作电压：

直流12V

②工作电流：

≤5A

③功率：

60W

④集风口的最小高度：

65cm

⑤集风口的最大高度：

150cm

⑥设备重量：

70±0.5kg

⑦外形尺寸（长宽高）：

60cm*40cm*200cm

4、托普云农一体化智能孢子捕捉仪使用方法

①组装设备

此工作由销售公司派专门安装人员现场完成（可参考组装图片）

②调试设备

主要查看设备能否升降，速率是否均衡，无明显晃动。

③手动升降

打开设备底端的柜子，有一个控制升降开关，只需按下开关，就可以控制平台的升降。

④自动升降

在联网的电脑上，通过设置控制系统的参数，就可以实现设备的升降。

十一、一体化智能孢子捕捉仪介绍：

托普云农孢子捕捉设备内含高倍显微镜，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。

十二、一体化智能孢子捕捉仪技术参数：

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：

IP25

6）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10×1.5（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；

十三、一体化智能孢子捕捉仪功能特点：

★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。

十四、其他植保仪器：

自动/太阳能虫情测报灯、远程控制病菌孢子捕捉仪、线虫分离器、太阳能杀虫灯、点滴仪、诱虫黄板、养虫板

十五、使用一体化智能孢子捕捉仪的五大注意事项：

作物在生长过程中，由于种种原因，容易发生病害问题，为了及时预测和预防作物病害的发生，托普云农技研制并生产了一体化智能孢子捕捉仪，该仪器是专门为收集随随空气流动、传染的病毒病原菌孢子及花粉尘粒而研制的。

相关的仪器还有太阳能孢子捕捉仪、固定式孢子捕捉仪、车载式孢子捕捉仪等仪器设备，下面为大家介绍使用托普云农一体化智能孢子捕捉仪捕捉仪的五大注意事项：

1、如果将一体化智能孢子捕捉仪安装在雨雷区，那么就必须要装上避雷装置。

2、不要将一体化智能孢子捕捉仪存放在易燃、易爆、腐蚀性物品处，以免对仪器造成损坏。

3、如果不是专业的检修人员，请不要私自拆装内部电路，避免造成烫伤、火灾，影响产品的正常使用。

4、一体化智能孢子捕捉仪是专门用于检测病害孢子存量及其扩散动态，为预测和预防病害流行、传染提供可靠数据。

不可作为它用。

5、如果一体化智能孢子捕捉仪发生了故障，需要检修时，那么一定要记住，一定要在切断电源的情况下，进行检修，以免对生命安全造成伤害。