一种种子发芽试验的监测装置及监测方法

本发明涉及农作物种子研究，特别是涉及一种种子发芽试验的监测装置及监测方法。

背景技术：

1、种子是粮食之基，种子品质的监测是农业工作中的一项重要内容。种子在采收、贮藏、调拨以及播种前都必须进行种子发芽的测试。种子发芽率是一个非常重要的指标。不管是新品种选育，还是研究种子活力、种子老化等均需要种子发芽率作评价指标。通过对种子发芽率的测定，可以避免将发芽率低的种子用于播种导致育苗失败造成人力、物力、财力的损失。

2、目前，传统种子发芽率的监测需要将一定数量的种子置于发芽箱中进行培养，并通过人工计数的方法，定期对种子的发芽状态进行观察并记录发芽数量，进一步地经过数据统计，计算获得种子发芽率，此方法存在以下问题：一是工作人员反复观察种子的过程中，种子发芽形态由工作人员进行识别，无数据图像等留存信息，数据不可回溯，且工作人员操作时间长，费事费力；二是工作人员观察过程中需要将种子从发芽箱中取出，种子培养的温度和湿度因此也发生了变化，长时间的观察过程不利于试验环境的恒定，环境改变带来了试验误差。

3、鉴于以上情况，如何解决现有技术中种子发芽率监测过程中的数据不可回溯、操作时间长及试验环境不恒定的问题，成为本领域技术人员亟需解决的技术问题。

技术实现思路

1、本发明为克服上述情况不足，旨在提供一种种子发芽试验的监测装置及监测方法，以降低现有技术中种子发芽率监测过程中的计算误差大，实现数据可追溯，进一步降低了操作时间，并解决试验环境恒定的问题。

2、为了能够达到上述目的，本发明的技术方案是：本发明一方面提供了一种种子发芽试验的监测装置，包括：

3、发芽装置单元，包括箱体、设置在所述箱体内的发芽皿和供水组件，所述发芽皿用于培养种子，所述供水组件用于向所述发芽皿中供水；

4、图像采集单元，用于定期采集所述发芽皿中所述种子的图像信息，并发送所述图像信息；

5、与所述图像采集单元电性连接的控制单元，用于接收并存储所述图像信息，并将第n期的所述图像信息与第1期的所述图像信息进行比较，比较计算得出第n期的发芽信息，其中n为大于1的正整数，第1期的所述图像信息为初始供水时的图像信息。

6、进一步地，所述图像采集单元包括相机，所述相机设置在所述发芽皿上方，所述相机用于定期采集所述发芽皿中所述种子的所述图像信息并发送所述图像信息；

7、所述控制单元包括控制模块、存储模块和数据分析模块,所述控制模块与相机电性连接，所述存储模块用于接收并存储所述图像信息，所述数据分析模块从所述存储模块中提取所述图像信息，并比较计算得出所述发芽信息，所述发芽信息包括发芽数量。

8、进一步地，所述发芽皿的数量为多个，

9、所述图像采集单元还包括与所述控制模块电性连接的双轴联动组件，所述双轴联动组件设置在所述箱体内部且位于多个所述发芽皿的上方，所述双轴联动组件上安装有所述相机，所述控制模块用于控制所述双轴联动组件沿水平方向上进行移动以使所述相机对多个所述发芽皿一一采集所述图像信息。

10、进一步地，所述供水组件包括供水槽、供水干管和供水支管，所述供水干管用于连通所述供水槽和多个所述供水支管，多个所述供水支管并联设置，所述供水支管远离所述供水干管的一端竖直向上设置，所述供水支管远离所述供水干管的一端的内侧壁向中心延伸形成第一封堵环，所述供水支管中部的内侧壁向中心延伸形成第二封堵环，所述供水支管内设置有浮球，所述浮球活动设置在所述第一封堵环和第二封堵环之间，且所述浮球与供水支管的内侧壁间隙配合，所述浮球的密度小于水的密度，所述浮球与第一封堵环抵接时用于封堵所述供水支管；

11、所述发芽皿包括相连通的培养槽和取水腔，所述培养槽的底板上表面与所述取水腔的底板上表面平齐，所述培养槽上端开口，所述培养槽用于培养所述种子，所述取水腔的底板设置有取水口，所述取水口与所述供水支管的外侧壁相适配，所述取水腔内设置有取水杆，所述取水杆的上端与所述取水腔的顶板固定连接，所述取水杆的下端朝向所述取水口，且所述取水杆的下端与取水腔的底板上表面平齐，所述供水支管有选择地贯穿所述取水口，使得所述取水杆下压所述浮球以实现所述供水支管与取水腔连通。

12、进一步地，所述培养槽与取水腔之间设置有第一隔板，所述培养槽的底板和所述取水腔的底板一体成型设计，所述第一隔板的下端分别与所述培养槽的底板上表面与所述取水腔的底板上表面之间设置有间隙。

13、进一步地，所述培养槽为长方体；

14、还包括与所述供水支管一一对应设置的多个升降组件，所述升降组件用于带动所述培养槽以可释放的方式带动所述培养槽上下移动，所述升降组件包括：

15、固定在所述箱体底板上表面且分别与所述培养槽的四角滑动连接的四个固定杆，所述固定杆沿竖直方向设置，以及与所述固定杆固定连接的卡尺，所述卡尺沿竖直方向设置有多个卡接齿；

16、所述培养槽的外侧壁铰接有卡接件，所述卡接件上设置有顺次连接的卡口和圆弧口，所述卡口有选择地与其中一个所述卡接齿卡接配合，所述圆弧口与卡接齿滑动配合时使所述卡口脱离所述卡接齿，所述培养槽的外侧壁固定连接有固定块，所述固定块连接有复位弹簧的一端，所述复位弹簧的另一端与所述卡接件连接，所述复位弹簧用于驱动所述卡口朝向所述卡接齿运动。

17、进一步地，所述卡接件靠近所述培养槽的侧壁上设置有第一凹槽，所述第一凹槽内滑动连接有套筒，所述第一凹槽内设置有压缩弹簧，所述压缩弹簧的一端与所述第一凹槽连接，所述压缩弹簧的另一端与所述套筒连接，所述套筒的材质为铁磁性物质；

18、所述培养槽的外侧壁上设置有第二凹槽，所述第二凹槽与所述套筒相适配，所述第二凹槽设置在所述卡接件远离所述卡尺的一侧；

19、所述卡尺上设置有回位齿，所述回位齿设置在多个所述卡接齿的上端，所述回位齿沿朝向所述卡接件方向凸出于所述卡接齿，所述回位齿与所述圆弧口滑动配合时驱使卡接件转动，以使所述套筒在压缩弹簧的驱动下同时嵌设在所述第一凹槽和第二凹槽内，并使所述卡口与卡接齿间隙配合；

20、所述箱体的底板上表面设置有磁铁，沿所述固定杆向下滑动所述培养槽并使所述第二凹槽与磁铁相对，所述磁铁能够吸引所述套筒从所述第二凹槽中脱出并收缩到第一凹槽内。

21、本发明与现有技术相比至少具有以下优点：

22、本发明通过将种子放入发芽皿中，并将发芽皿放入到箱体中，通过定期采集发芽皿中的种子的图像信息，并对图像信息进行存储，使得数据具有追溯性；通过对图像信息进行比较计算，实现了自动化识别种子发芽数量，进一步能够获得发芽势和发芽率等信息，大大降低了现有技术中种子发芽率监测过程中的工作量，解决了操作时间长的问题；采集图像信息时，无需将发芽皿从箱体中取出，保证了试验环境恒定，降低了环境改变带来的试验误差。

23、本发明另一方面提供了一种基于上述种子发芽试验的监测装置的监测方法，包括以下步骤：

24、将所述种子以间隔的方式摆放到所述发芽皿上；

25、利用所述供水组件对所述发芽皿进行供水；

26、所述控制单元控制所述图像采集单元定期采集所述发芽皿中的所述种子的所述图像信息，所述图像采集单元将所述图像信息发送至所述控制单元；

27、所述控制单元接收并存储所述图像信息，将第n期的所述图像信息与第1期的所述图像信息进行比较，并确定第n期时的发芽信息。

28、进一步地，所述发芽信息包括发芽数量，第m个所述发芽皿中所述种子的所述发芽数量通过控制单元由以下方式计算得出：

29、获取第m个所述发芽皿中所述种子第1期的所述图像信息；

30、依据第m个所述发芽皿中所述种子第1期的所述图像信息，将第m个所述发芽皿中所述种子第1期的所述图像信息划分成与所述种子等数量的图像块，保证所述图像块之间无重叠，且每个所述图像块内含有粒所述种子，并分别获取第m个所述发芽皿中所述种子第1期的每个所述图像块的颜色信息；

31、获取第m个所述发芽皿中所述种子第n期的所述图像信息；

32、依据第m个所述发芽皿中所述种子第n期的所述图像信息，将第m个所述发芽皿中所述种子第n期的所述图像信息划分成与第m个所述发芽皿中所述种子第1期的所述图像信息相同的所述图像块，并分别获取第m个所述发芽皿中所述种子的第n期的每个所述图像块的颜色信息；

33、将第m个所述发芽皿中第n期的所述图像块的颜色信息与第m个所述发芽皿中第1期的所述图像块的颜色信息分别一一对应比较，统计存在颜色差异的所述图像块的数量；

34、第m个所述发芽皿中所述种子的所述发芽数量为存在颜色差异的所述图像块的数量；

35、其中：m为大于或等于1的正整数。

36、进一步地，所述发芽信息还包括发芽比例，所述发芽比例的计算公式为：第m个所述发芽皿中所述种子的发芽比例＝mn/m×100％,其中mn为第m个所述发芽皿中所述种子的发芽数量，m为所述第m个所述发芽皿中的所述种子的总数量。

37、所述种子发芽试验的监测方法与上述种子发芽试验的监测装置相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。