一种非接触式便携高精度微波林木蛀干害虫检测系统

本发明属于智能控制与探测，尤其涉及一种非接触式便携高精度微波林木蛀干害虫检测系统。

背景技术：

1、近年来，环境变化和人类活动等因素，森林蛀干害虫已成为严重的森林灾害之一，导致了严重的经济损失和生态破坏。针对森林蛀干害虫对林区生态系统及经济发展的危害，高分辨率电磁检测技术在病虫害防治与监测领域的应用具有重要的意义。传统的蛀干害虫检测和识别方法存在着破坏性大、检测效率低和识别精度差等问题，特别是目前在国际上尚未检索到对野外树干达到高分辨率检测的报道。随着现代科技的进步，无损检测技术在森林病虫害监测中的应用也得到了广泛关注。该技术能够通过非接触式检测技术，对树干内部的蛀干害虫进行检测，并获得高分辨率检测精度，为精准识别的虫害奠定基础，有效提高森林病虫害的监测和预警能力。针对无损林木虫害检测方法，本发明提出一种非接触式便携高精度微波林木蛀干害虫检测系统，其检测设备无需破坏林木本身，便可以实现对林木的虫害检测，不仅节省了人力成本，而且便于安装在无人机系统，实现远程远距离的林木虫害检测。此外，本发明的系统还可以实现林木蛀干害虫实时动态监测，并对不同类型的蛀干害虫进行精准定位。

技术实现思路

1、为解决上述技术问题，本发明提出了一种非接触式便携高精度微波林木蛀干害虫检测系统，实现非接触式、实时监测、灵活安装、无损等特性，为林木蛀干虫害实时监测、定位提供了快速、准确的结果，满足无人系统搭载实时监测系统，无接触和无损林木虫害检测，解决森林蛀干害虫诊断难、分析难、实时监测难、识别和定位难的问题，为林木虫害及时制定相应的防治措施提供科学诊断手段，具有重要的实践应用价值。

2、为实现上述目的，本发明提供了一种非接触式便携高精度微波林木蛀干害虫检测系统，包括：数据收发模块、数据处理模块和数据显示模块；所述数据收发模块与所述数据处理模块、所述数据显示模块连接；

3、所述数据收发模块，用于通过收到微波信号进行所述微波信号的发射和接收穿过林木的微波信号；

4、所述数据处理模块，用于处理接收的所述穿过林木的微波信号，获取处理结果并发送给所述数据显示模块；

5、所述数据显示模块，用于显示所述处理结果。

6、可选的，所述数据收发模块包括自适应柔性共形天线阵列和柔性共形天线阵列收纳与支撑装置，所述自适应柔性共形天线阵列安装在所述柔性共形天线阵列收纳与支撑装置上。

7、可选的，所述自适应柔性共形天线阵列包括第一自适应柔性共形天线阵列和第二自适应柔性共形天线阵列，所述柔性共形天线阵列收纳与支撑装置包括第一柔性共形天线阵列收纳与支撑装置和第二柔性共形天线阵列收纳与支撑装置；所述第一自适应柔性共形天线阵列安装在所述第一柔性共形天线阵列收纳与支撑装置上，所述第二自适应柔性共形天线阵列安装在所述第二柔性共形天线阵列收纳与支撑装置上。

8、可选的，所述第一自适应柔性共形天线阵列和所述第二自适应柔性共形天线阵列呈180°分布。

9、可选的，所述第一自适应柔性共形天线阵列为发射阵列，所述第二自适应柔性共形天线阵列为接收阵列。

10、可选的，所述数据处理模块包括驱动单元、控制单元和数据分析单元，所述驱动单元、所述控制单元与所述数据分析单元连接；

11、所述驱动单元，用于采用驱动装置移动所述自适应柔性共形天线阵列；

12、所述控制单元，用于控制所述驱动装置移动所述自适应柔性共形天线阵列；

13、所述数据分析单元，用于对接收的所述穿过林木的微波信号进行分析，获取处理结果。

14、可选的，所述驱动单元采用六轴旋转关节。

15、可选的，所述数据显示模块包括显示单元，所述显示单元用于显示微波发射和接收的所述处理结果。

16、本发明技术效果：本发明公开了一种非接触式便携高精度微波林木蛀干害虫检测系统，用微波探测技术，通过选择合适的频段，使所选择的频段在微波理论的框架内具有穿透林木的能力，利用所在频段研制微波发射和接收系统，第一自适应柔性共形天线阵列、第二自适应柔性共形天线阵列。利用微波发射系统产生微波，通过第一自适应柔性共形天线阵列进行发射，发个信号经过林木树干，并穿透树干，信号通过第二自适应柔性共形天线阵列进行接收，将收到的信号在微波发射和接收系统进行处理，获得林木蛀干害虫、害虫大小、虫道的位置，并进行分析得到虫道的大小，进行分析计算，得知害虫的类型。采用收发分开的阵列方式，且阵列上有许多阵元，可以通过开关阵元的方式，实现不同的发射和接收模式，构成多输入多输出微波林木蛀干害虫检测系统，实现高分辨的轮牧蛀干害虫分析系统，为精准实现害虫大小、种类的定性分析。

技术特征：

1.一种非接触式便携高精度微波林木蛀干害虫检测系统，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的非接触式便携高精度微波林木蛀干害虫检测系统，其特征在于，所述数据收发模块包括自适应柔性共形天线阵列和柔性共形天线阵列收纳与支撑装置，所述自适应柔性共形天线阵列安装在所述柔性共形天线阵列收纳与支撑装置上。

3.如权利要求2所述的非接触式便携高精度微波林木蛀干害虫检测系统，其特征在于，所述自适应柔性共形天线阵列包括第一自适应柔性共形天线阵列和第二自适应柔性共形天线阵列，所述柔性共形天线阵列收纳与支撑装置包括第一柔性共形天线阵列收纳与支撑装置和第二柔性共形天线阵列收纳与支撑装置；所述第一自适应柔性共形天线阵列安装在所述第一柔性共形天线阵列收纳与支撑装置上，所述第二自适应柔性共形天线阵列安装在所述第二柔性共形天线阵列收纳与支撑装置上。

4.如权利要求3所述的非接触式便携高精度微波林木蛀干害虫检测系统，其特征在于，所述第一自适应柔性共形天线阵列和所述第二自适应柔性共形天线阵列呈180°分布。

5.如权利要求3所述的非接触式便携高精度微波林木蛀干害虫检测系统，其特征在于，所述第一自适应柔性共形天线阵列为发射阵列，所述第二自适应柔性共形天线阵列为接收阵列。

6.如权利要求2所述的非接触式便携高精度微波林木蛀干害虫检测系统，其特征在于，所述数据处理模块包括驱动单元、控制单元和数据分析单元，所述驱动单元、所述控制单元与所述数据分析单元连接；

7.如权利要求6所述的非接触式便携高精度微波林木蛀干害虫检测系统，其特征在于，所述驱动单元采用六轴旋转关节。

8.如权利要求1所述的非接触式便携高精度微波林木蛀干害虫检测系统，其特征在于，所述数据显示模块包括显示单元，所述显示单元用于显示微波发射和接收的所述处理结果。

技术总结
本发明公开了一种非接触式便携高精度微波林木蛀干害虫检测系统，包括：数据收发模块、数据处理模块和数据显示模块；所述数据收发模块与所述数据处理模块、所述数据显示模块连接；所述数据收发模块，用于通过收到微波信号进行所述微波信号的发射和接收穿过林木的微波信号；所述数据处理模块，用于处理接收的所述穿过林木的微波信号，获取处理结果并发送给所述数据显示模块；所述数据显示模块，用于显示所述处理结果。本发明实现非接触式、实时监测、灵活安装、无损等特性，为林木蛀干虫害实时监测、定位提供了快速、准确的结果，满足无人系统搭载实时监测系统，无接触和无损林木虫害检测。

技术研发人员：李迎松,余灿平,黄志祥,周宏威
受保护的技术使用者：安徽大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13