CN103106534A - 智能型昆虫计数及信息传输装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种智能型昆虫计数及信息传输装置，所述智能型昆虫计数及信息传输装置包括传感器模块，GSM模块和电源模块；所述传感器模块用以区分昆虫的大小并且记数；所述GSM模块可以显示昆虫数量，并且采用短信息方式将昆虫数量发送至用户手机；所述电源模块用以给传感器模块和GSM模块提供电源。本发明的目的是为温室、田间等复杂地形提供一种基于GSM技术的昆虫计数装置，利用电子方法测量飞到诱导剂上的昆虫数，再利用远程通信技术GSM把监测到的昆虫数量发送到手机上，并以短信方式显示。
Description
技术领域
本发明涉及一种智能型昆虫计数及信息传输装置。
背景技术
随着可持续农业对经济效益与生态效益的不断追求，近十年来，无论是作物——害虫系统的控制与预测的数学模型，还是有害生物综合管理措施均有了迅速的发展。但相形之下可靠的决策技术的发展显得滞后，而进行决策的主要依据是正确地估计出田间害虫种群的密度以及害虫的危害程度。如果没有正确的抽样技术，对害虫的数量动态、害虫的危害程度就不可能进行准确的预测，更不能保证害虫防治经济阈值的正确执行。
传统的方法是在要研究的地方放诱导剂（引诱物质），通过诱导剂吸引昆虫，利用诱导剂或其他办法杀死昆虫，然后人工去统计昆虫个数，通过统计的方式计算出该地的昆虫数量，以确定是否需要预防昆虫灾害的发生。这种办法存在的不足：一是工作人员必须每天到现场做统计工作，而现场有的偏远，甚至人员无法靠近，如森林、湿地等；有的种植面积广大，监测人手有限；二是昆虫个体通常较小，行为活动时间有特异性（不同昆虫的昼夜时辰节律不一），调查人员的经验、视力、情绪、疲劳以及环境因素，都会影响调查数据的准确性、可靠性和可能性；即便如此，常常是数据记录零散，不能形成完整系统的数据库进行长期、精准、科学的监测与分析。尤其在边远和大面积野外作物种植地带，可行性受到很大阻碍。而市场上有应用视觉技术等科技含量较高的昆虫计数手段，但其实现比较复杂，成本高，较难与目前经济农业有效结合。本发明将为现代化、规模化害虫管理实现远程、长期监控，数据存储乃至于预测预报提供有力的技术与装备支持。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种使用方便，操作简单，持续时间长的智能型昆虫计数及信息传输装置。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种智能型昆虫计数及信息传输装置包括传感器模块，GSM模块和电源模块；
所述传感器模块用以区分昆虫的大小并且分别记数；
所述GSM模块可以显示昆虫数量并且采用短信息方式将昆虫数量发送至用户手机；
所述电源模块用以给传感器模块和GSM模块提供电源。
本发明的目的是为温室、田间等复杂地形提供一种基于GSM技术的昆虫计数装置，利用电子方法测量飞到诱导剂上的昆虫数，再利用远程通信技术GSM把测量到的昆虫数发送到手机上，并以短信方式显示，同时，由于该装置供电采用了可移动灵活的太阳能供电，所以可应用于各种复杂环境。本装置经济、简单、易操作，解决了现有技术存在的成本高，结构复杂等问题。
1、 本设计采用太阳能供电，使设备适应其高山、野外的使用环境，在本设计中，整个系统平均电流在150mA，及功率瓦0.75W。选择蓄电池7Ah，及在7A电流下可以工作1小时。7Ah在150mA电流下可以工作46小时，大于两天。太阳能电池板功率选择的是10W，按8小时光照计算最大可以提供106个小时的供电。考虑到转化效率的因素认为10W是合理的。蓄电池选择12V的，合适的充电电压是14.4V到15V，所以就要要求把太阳能板电压转化到14.4V到15V。在这里选择了电压转化模块，该模块具有宽输入的特点非常适合太阳能充电，通过调节滑动变阻器阻值可以调节到14.4V到15V的充电电压。整个用电系统在蓄电池上取电压即可。
2、 本设计能够远程数据传输，实现无人看守，本设计采用GSM TC35模块进行数据传输，当用户向终端发送含有特定信息内容时，单片机控制TC35模块向用户手机发送包含昆虫数量信息的短信，并将数量自动清零。
3、 本设计能够实现不同大小昆虫分别自动计数功能，并能通过数码管显示，当要用到无人看守时，可关闭数码管显示。
4、 由于自然光中含有红外线，所以遮光处理的好坏对设备实际效果起关键作用，由于红外存在反射和折射，本设计采用两种办法虚弱自然红外和减少红外发射管对接收管的二次影响。一是加四层防护虚弱自然光的影响，使设备能在昆虫活动时间段能正常工作，第一层给红外接收管加遮光套，第二层为高出遮光套2cm的遮光板，第三层为设备外套，第四层为设备遮光延长套。二是在设备外套内层涂吸收层，使反射，漫反射的红外降到最低。
5、 本设计采用一个红外发射管对射一排接收管，通过监测红外光通量的变化和扫描红外传感器输出电压变化，辨别昆虫是否穿过红外光路，分辨昆虫大小，实现分别自动计数功能。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
进一步，所述电源模块为太阳能供电系统。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
进一步，所述传感器模块包括红外线发射管和接收管，所述红外线发射管对射接收管。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
进一步，所述红外线发射管外侧设置有遮光套，所述遮光套的外侧设置有遮光板，所述遮光板的外侧设置有外套，所述外套的外侧设置有设备延长遮光套。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
进一步，所述外套的内层涂有吸收层。
附图说明
图1是昆虫计数器示意图
图2是传感器发射部分电路图；
图3是传感器接收部分电路图；
图4是单片机外围电路设计图；
图5是电压转换模块电路图；
图6是供电模块电路图；
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
1、红外发射管。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
如图1，智能型昆虫计数及信息传输装置包括传感器模块，GSM模块和电源模块。本装置主要包括传感器模块，GSM模块，电源模块等。传感器模块是由红外线发射与32对接收组成的光路。为了缩短开发周期，GSM部分选择了已经做好TC35外围电路的开发板，开发板只有3个线引出，及地线，控制线，串口发送与接收。控制线默认可以控制无需连接，所以控制板和GSM模块只有3跟线连接及地线（目的是抗干扰）串口两根线，及单片机的发送端接GSM的接收端，单片机的接收端及GSM的发送端。电源部分采用灵活的太阳能供电，整个供电系统可通过蓄电池供电。
系统上电后，当有昆虫飞过挡上光路的时候，所对的红外接收管电流发生变化，将其转换为电压信号，并进行放大，单片机进行AD转换，与无遮挡的电压值进行比较，从而区分昆虫是否穿过光路，同时，根据昆虫遮挡红外接收管的数量，分辨昆虫的大小，并对不同大小的昆虫，分别进行计数统计。单片机通过AT指令，对GSM模块进行控制，通过GSM短信业务将监测到的昆虫数发送到手机端。
电气参数
1、发射单元
输入电压：5V
发射电流：17mA
发射距离：23cm
2、接收单元
传感器输出电流：300uA
3、控制单元
电源电压：7V
晶振频率：11.0592MHz
4、GSM模块
电源电压：7V
实施例1
如图2，发射部分电路，选用发射角度为120°的草帽型840nm的红外发射管，通过5V电源通过限流电阻接该发射管。
实施例2
如图3，接收部分电路，LED红外接收管，将产生的电流通过模拟开关接一个1k的滑动变阻器，在这里取500欧姆，滑动变阻器的作用是将电流转化成电压，300ua×（500+500Ω）=0.3v，由于模拟开关内阻分压作用，则有0.15v电压。把该电压放大30倍及为高电平，考虑个体差异，二级运放反馈电阻50k，接电电阻1k放大倍数50倍，前级运放是接成电压跟随器的形试，目的是屏蔽掉前级电阻，LM324是采用双电源供电。-5V电源是由ICL7660负压芯片转化来的，在电源和地之间的104电容和10uf电容分别滤高频和滤低频。然后将输出信号进行AD转换，单片机实现数据的处理。
实施例3
如图4，单片机外围电路，选择的是STC90C516AD单片机，时钟电路选择的晶振是11.0592MHZ（如果使用单片机串口这里最好选择11.0592MHZ的，因为好多串口波特率是9600，选择11.0592没有误差），晶振的电容是33pf（30pf左右即可）复位电路是典型的按键复位电路，电阻10k，电容10uf。注意31脚接高电平及不访问外部存储器。P0，P2，P1的其余口和串口都接到接线排上（通过杜邦线和其他模块连接），并采用动态扫描方式驱动数码管显示。
实施例4
如图5，电压转换模块电路，该电路能将太阳能板产生的电压稳定为蓄电池所需充电电压，并能对蓄电池充电产生适当保护，不会出现过充造成蓄电池损坏的情况。
实施例5
如图6，电源供电模块电路，由于GSM模块工作需要大电流，其工作产生的电流扰动可能使单片机工作失常，故采用一个7805单独为GSM模块供电，以达到整个系统稳定的工作的目的。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种智能型昆虫计数及信息传输装置，其特征在于，所述的智能型昆虫计数及信息传输装置包括传感器模块，GSM模块和电源模块；
所述传感器模块用以区分昆虫的大小并且分别记数；
所述GSM模块可以显示昆虫数量并且采用短信息方式将昆虫数量发送至用户手机；
所述电源模块用以给传感器模块和GSM模块提供电源。
2.根据权利要求1所述的智能型昆虫计数及信息传输装置，其特征在于，所述电源模块为太阳能供电系统。
3.根据权利要求1和2所述的智能型昆虫计数及信息传输装置，其特征在于，所述传感器模块包括红外线发射管和接收管，所述红外线发射管对射接收管。
4.根据权利要求3所述的智能型昆虫计数及信息传输装置，其特征在于，所述红外线发射管外侧设置有遮光套，所述遮光套的外侧设置有遮光板，所述遮光板的外侧设置有外套，所述外套的外侧设置有设备延长遮光套。
5.根据权利要求4所述的智能型昆虫计数及信息传输装置，其特征在于，所述外套的内层涂有吸收层。
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