CN102288649A - 能同时检测粮食害虫种类和数量的方法及无线传感器装置 - Google Patents

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Abstract

能同时检测粮食害虫种类和数量的方法及无线传感器装置，目的是提供一种效率高、准确性高、实施难度小、检测及时、低功耗，可实现检测数据无线传输的装置。本发明所采用的方法是：根据电容检测电路检测的电容值的变化范围和变化次数进行分析处理，确定并记录粮食害虫的种类和数量，然后依照协议实现数据的无线传输，无线传感器装置包括用于粮食害虫种类和数量检测的两个检测电极、与两个检测电极连接的电容检测电路、与电容检测电路相连接的无线传感模块。

Description

能同时检测粮食害虫种类和数量的方法及无线传感器装置
技术领域：
本发明涉及粮食害虫种类和数量的检测及无线传感领域，具体是一种能同时检测粮食害虫种类和数量的方法及无线传感器装置。
背景技术：
粮堆在日常保管中，虫害是经常发生的，检测粮堆各处的虫害发生情况，是必须要做的工作，确定粮食害虫的种类、数量等，以确定是否采取防治措施，同时，在熏蒸阶段采用正确的施药浓度、施药时间和方式，保证粮食的储藏安全。目前，在粮食储存中，粮食虫害的检测方法主要由以下几种：
1、人工取样方法，这种方法的缺点是显而易见的，费时、费工、不能实时监测。
2、光线遮断自动检测法，此方法采用在害虫自由掉落到陷阱器的通道两侧并且和通道垂直安装发光二极管和受光二极管，通过害虫掉落过程中，遮断发光二极管到受光二极管的光线，引发一次计数，依次统计害虫的数量。缺点是：不能区分害虫的种类，也不能区分粮食中的杂质和害虫，功耗大，只能采用有线传输，在具体实施中，传感器的布置难度很大，位置移动很不方便。
3、视频检测法：这种方法是在一个透明的集虫板下方安装视频摄像头，通过视频图像或照片人工来区分害虫的种类和数量，功耗大，制造成本和使用成本都很高，现有的视频检测法也是有线方式，无法实现虫害数据无线自动监测。
4、声波检测法：此方法是通过害虫活动发出的声音来判定害虫的种类，害虫的数量无法判定，受外界干扰很大，具体实施起来很困难，目前几乎无应用实例。
以上粮食害虫检测方法存在效率低、准确性差、实施难度大、检测不及时等诸多弊端。
发明内容：
本发明的目的是为了克服目前粮食害虫检测中存在的效率低、准确性差、实施难度大、检测不及时的问题，提供一种低功耗，可实现检测数据无线传输的，能同时检测粮食害虫种类和数量的的方法及无线传感器装置。
本发明所采用的方法是：根据电容检测电路检测的电容值的变化范围和变化次数进行分析处理，确定并记录粮食害虫的种类和数量，然后依照协议实现数据的无线传输，即粮食害虫在检测电极间自由掉落过程中，会引起检测电极的电容值改变，不同种类的粮食害虫对应不同的电容值范围，以此来区分粮食害虫的种类；通过检测电极的电容值的改变次数，来统计粮食害虫的数量。
无线传感器装置包括用于粮食害虫种类和数量检测的两个检测电极、与两个检测电极连接的电容检测电路、与电容检测电路相连接的无线传感模块。
所述的两个检测电极是固定于害虫掉落通道外的两个相互绝缘的对等的金属面。
所述的电容检测电路通过C1和C2导线分别与检测电极的两极相连、通过VCC、GND、INT、SDA、SCL导线分别与无线传感模块相连接，在极低功耗下连续不间断地检测电容值。
所述的无线传感模块由微控制器和无线射频电路组成，采用电池供电，同时为电容检测电路供电，根据电容检测电路检测的电容值的变化范围和变化次数进行分析处理，确定粮食害虫种类和数量并记录，并依照协议实现数据的无线传输。
本发明的积极效果是：
1、能同时对粮食害虫种类和数量进行实时检测。
2、能实现极低功耗下的害虫检测和数据的无线传输，工作多年才换一次电池。
3、用本发明制作的检测装置，安装、使用都很方便，利于推广。
附图说明：
图1为本发明的原理示意图。
图2为本发明的电路示意图。
图3为本发明的实例结构图。
图中：1-检测电极；2-电容检测电路；3-无线传感模块；4-下端为漏斗状的高分子塑料圆管；5-塑料盒；6-带有锥头的塑料圆管；7-害虫陷阱；8-害虫诱捕剂；9-进虫孔；10-害虫掉落通道(玻璃管)。
具体实施方式：
参照实例结构图3：
用一根长0.8米、管壁上留有若干个进虫孔(9)的、内壁光滑的、下端为漏斗状的高分子塑料圆管(4)，在其顶端连接高分子塑料盒(5)，内装电池和无线传感块(3)；在漏斗的下方连接一根壁厚1毫米玻璃圆管，外径4毫米，长度50毫米，作为害虫自由掉落通道(10)；在玻璃圆管的外壁贴装一对相互绝缘检测电极(1)；在塑料圆管(4)的低端套接带有锥形头的塑料圆管(6)，形成害虫陷阱(7)，内部放有害虫诱捕剂(8)。
在塑料圆管7的内部固定电容检测电路(2)，电容检测电路主要由电容检测芯片AD7151构成，AD7151连续不断地把C1、C2连接的两个检测电极的电容量直接转换成数字量，通过布设于塑料圆管(4)外壁与内壁间布线通道中的五根线VCC、GND、INT、SCI、SDL与塑料盒(5)内部的无线传感模块(3)相连，其中VCC为电源线，GND为地线，INT为电容值超范围报警线，SCI、SDL为I2C数据线。当有害虫进入两电极中时，电容值超范围，通过INT线通知无线传感模块(3)，无线传感模块(3)主要由集微控制器和无线射频电路一体的SI1000的芯片和附属电路组成，采用电池供电，并通过VCC为AD7151供电，通过SCI、SDL与AD7151进行命令和数据交换，把检测的电容值的变化范围和变化次数进行分析处理，确定粮食害虫种类和数量并记录，并依照协议实现数据的无线传输。
本发明装置使用时，将其插入粮堆，当粮食害虫从进虫孔(9)进入塑料圆管(4)时自由滑落，同时穿过害虫通道(10)和检测电极(1)，电容检测电路(2)检测电极的电容值，无线传感模块(3)根据监测到的电容值改变的范围大小，确定害虫的种类，并记录电容值的改变次数，来统计粮食害虫的数量，并根据协议进行无线数据传输。

Claims (5)

1.能同时检测粮食害虫种类和数量的方法及无线传感器装置，其特征是，本发明所采用的方法是：根据电容检测电路检测的电容值的变化范围和变化次数进行分析处理，确定并记录粮食害虫的种类和数量，然后依照协议实现数据的无线传输，即粮食害虫在检测电极间自由掉落过程中，会引起检测电极的电容值改变，不同种类的粮食害虫对应不同的电容值范围，以此来区分粮食害虫的种类；通过检测电极的电容值的改变次数，来统计粮食害虫的数量。
2.根据权利要求1所述的能同时检测粮食害虫种类和数量的方法及无线传感器装置，其特征是，无线传感器装置包括用于粮食害虫种类和数量检测的两个检测电极、与两个检测电极连接的电容检测电路、与电容检测电路相连接的无线传感模块。
3.根据权利要求2所述的能同时检测粮食害虫种类和数量的方法及无线传感器装置，其特征是，所述的两个检测电极是固定于害虫掉落通道外的两个相互绝缘的对等的金属面。
4.根据权利要求2所述的能同时检测粮食害虫种类和数量的方法及无线传感器装置，其特征是，所述的电容检测电路通过C1和C2导线分别与检测电极的两极相连、通过VCC、GND、INT、SDA、SCL导线分别与无线传感模块相连接，在极低功耗下连续不间断地检测电容值。
5.根据权利要求2所述的能同时检测粮食害虫种类和数量的方法及无线传感器装置，其特征是，所述的无线传感模块由微控制器和无线射频电路组成，采用电池供电，同时为电容检测电路供电，根据电容检测电路检测的电容值的变化范围和变化次数进行分析处理，确定粮食害虫种类和数量并记录，并依照协议实现数据的无线传输。
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