CN103238575B - 一种害虫远程实时智能监控系统及其系统监控方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种新型的害虫远程实时智能监控系统及其系统监控方法，主要用于害虫监测领域。其监控系统主要包括供电设备、诱捕器、计数系统、环境信息收集系统、中央控制系统、安全检测系统等多个模块，特征在于：引诱的害虫数量的统计与诱捕器中电流变化相关；虫情监测信息可通过发送相关指令后直接获得。本系统不同模块通过害虫引诱、电网计数、数据发送、信息接收等功能来实现诱集害虫的高效灭杀、害虫的准确计数、虫情信息及时报送，避免错报、漏报、信息传递滞后等一系列现象的发生，满足农业生产中各类害虫规模性、系统化测报。

Description

一种害虫远程实时智能监控系统及其系统监控方法

技术领域

本发明属于害虫监测领域，具体涉及一种害虫远程实时智能监控系统及其系统监控方法。

背景技术

当前，我国农(林)业病虫害测报领域存在两大突出问题：一是测报手段落后，以人工计数、手工统计为主的统计和报传工作经常导致信息滞后、汇总差错；二是覆盖面积不足，全国2600余个县(市区)约有5万多名植保人员，平均每人监测3个点，而数量如此庞大的工作群体，监测覆盖面积仅为全国耕地面积的34％。这两大问题从源头制约着我国“绿色植保、公共植保”总要求的贯彻落实。

针对我国害虫监测过程中具有监测网点分布广，数量多，害虫监测种类多、环境差异明显等特点，现有的害虫监测技术虽然能够部分实现农业害虫智能监控和远程监控，但是在害虫数据统计、信息报送、野外适用性等方便均存在一系列问题：如专利号200710107214.9中仅有数据采集模块，并未公开如何进行害虫数量的采集，由于不同监测方式的差异直接影响害虫监测的准确性，因此其监测准确性并不能保证；而专利号CN200920190971.1采用红外检测器进行害虫计数，由于昆虫具有来回爬动的行为特点，可造成红外检测的重复计数，数据统计精度低；而专利号CN200920176146.6需要人工通过数据端口把信息进行采集利用，信息报送的自动化程度低，田间适用性差。

因此，需要一种新型的害虫远程实时智能监控系统，并结合自身简单的监控方法，来补充现有技术之不足，实现害虫虫情预警自动化、远程化、精确化、实时化，满足农业生产中各类害虫规模性、系统化测报。

发明内容

本发明根据昆虫的生物学行为学特征、害虫监测的田间应用需求，开发出一种新型的害虫远程实时智能监控系统及其系统监控方法，其目的可以更好的克服上述现有技术的存在的问题和缺陷，实现害虫的准确计数、诱集害虫的高效灭杀、虫情信息及时报送，避免错报、漏报、信息传递滞后等一系列现象。

技术方案如下：

1、一种害虫远程实时智能监控系统，包括：供电设备、诱捕器、计数系统、环境信息收集系统、中央控制系统、安全检测系统；其特征在于：引诱的害虫数量的统计与诱捕器中电流变化相关；虫情监测信息可通过发送相关指令后直接获得。

本发明由供电模块、诱虫模块、计数模块、数据统计模块、数据传输模块等多个模块组成。采用引诱的害虫数量的统计与诱捕器中的电流变化相关，通过电流变化的次数统计虫口数量，数据统计精确度高，误差小。通过手机或者电脑发送指令可以获得虫情监测信息，采用人性化操作的方式，可人为的选择所需要收取的虫情信息以及收取的时间，使信息获得更加及时便捷以及个性化。

2、根据技术方案1所述的害虫远程实时智能监控系统，其特征在于：所述供电设备包括可旋转太阳能电池板、蓄电池、稳压装置，其特征在于：太阳能电池板上装有自动感应装置，可根据太阳高度角以及所需电量的变化调节太阳能板的角度；稳压装置可实现0-12000V电压稳定输出。

本发明采用太阳能自动感应装置，可以根据系统中供电设备所需电量调节太阳能板的角度，以便太阳能板及时快速的充电。若系统中自动感应器感应供电设备中的存贮电量已经饱和，将由系统的中央控制系统控制关闭太阳能供电系统，以防止系统过度充电而造成的系统损害和使用寿命缩短等一系列问题。采用稳压装置可以实现系统中电压的稳定输出，稳定的电压可以保证精确统计诱捕器中电流的变化，输出0-12000V的电压可以根据所诱捕的害虫种类对具体数值调整和设定，既能保证此电压能够高效灭杀害虫，也不会因为输出的电压太高而造成浪费或者虫体被烧焦，不易辨认。

3、根据技术方案1所述的害虫远程实时智能监控系统，其特征在于：所述灭虫装置与诱捕器进虫口管壁垂直，灭虫装置包括电网结构和清洁装置；电网结构由一定数目的电针组成，清洁装置采用电动推杆或电动吹风的方式；所述诱捕器底部具有可移动挡板。

灭虫装置与诱捕器的进虫口管壁垂直可以保证害虫在引诱过程中触碰到灭虫装置，有效灭杀害虫。进虫管的管口面积不大于39平方厘米，管口面积较小可以降低多只害虫同时被电网电击的概率。灭虫装置采用电网结构，可以有效拦截灭杀飞入诱罐的害虫。清洁装置采用电动推杆或电动吹风的方式可及时清理附着在电网上的害虫尸体，其中，电动推杆推动电针来回移动，进出电针孔，其中电针孔数量与电针数量相同，电针孔直径与电针直径相匹配，电针孔直径大于电针直径的数值不超过两个电针间距的1/3，电针在进入电针孔的过程中，可以清洁沾附在电针上的害虫；而电动吹风清洁害虫是在害虫触碰电网后，在电网上部或者平行电网的位置设置电吹风，吹落害虫，以免害虫停留或附着在电网上，导致电网持续放电引起的电流持续性变化，而造成害虫计数的失准。诱捕器底部具有可移动挡板，可以通过中央系统进行控制，挡板打开，可以清理诱捕器中的虫体，挡板闭合，可以收集被引诱进入诱罐的害虫。

4、根据技术方案1所述的害虫远程实时智能监控系统，所述计数系统与灭虫装置的电网结构连接，其特征在于：计数系统计数次数与电网电流变化次数成正相关。

计数系统和电网相连，害虫飞入诱罐时，触碰到电网，电网灭杀害虫引起电压变化，电压变化引起电流变化，电流周期性变化一次，计数系统计数一次。由于电流变化敏感，采用电流周期性变化次数进行计数，可以根据不同害虫触碰电网时电流的差异有效区分目标害虫与非目标害虫，精确度更高。

5、根据技术方案1所述的害虫远程实时智能监控系统，其特征在于：所述的电网结构为两层，两层电网之间具有一定距离。

采用双层电网结构主要由以下原因：首先，可以起到互为对照的作用，虫体经过第一层电网清洁后依靠重力下落至第二层电网，计数，两次计数可以互为比对。其次，进一步保证的监测数据的准确性，避免漏报，在第一层电网采用电动推杆方式进行清洁的过程中又有害虫飞入，第一层电网未能计数，第二层电网可以计数；另外，在诱捕器底部的挡板打开释放虫尸的过程中，有害虫从诱罐底部飞入，会触碰至第二层电网，进行害虫的计数。诱捕器中的害虫诱集设备可位于两层电网之间。

6、根据技术方案1所述的害虫远程实时智能监控系统，其特征在于：所述环境信息收集系统具有环境因子感应装置；其中，环境因子感应装置包括温度感应器、湿度感应器、光照感应器、风速感应器。

本发明的具有环境因子感应装置可以监测环境中温度、湿度、光照、风速、日积温等，害虫的爆发情况和环境的变化有密切的关系，根据不同年份监测情况建立害虫消长与环境变化的预测模型，可以用来害虫虫情的预测和防治工作的指导。

7、根据技术方案1所述的害虫远程实时智能监控系统，其特征在于：所述的安全检测装置具有部件检测功能、自动报警功能、故障关机功能。

其中，部件检测功能，可以在开机时自动检测各部件的运行状况，确保系统的正常运行。自动报警功能主要用于当虫口数量在设定时间内达到或超过设定值，或者是当系统出现故障时，可以通过短信或者警报等不同方式进行告知。故障关机功能是当系统出现故障时能够自动关机。

8、根据技术方案1所述的害虫远程实时智能监控系统，其特征在于：所述的系统开启关闭功能、诱捕器挡板的移动功能、监测数据的发送功能可以通过短信发送、电话拨打、电脑设置的方式进行指令的控制。

采用短信、电话以及电脑等不同方式不同途径对系统中的模块进行设置可以增加了系统运行及操作的便捷性。

9、根据技术方案1所述的害虫远程实时智能监控系统，其特征在于：所述的中央控制系统可以将监控信息按照设定方式发送至电脑平台、手机短信平台。

10、根据技术方案1所述的害虫远程实时智能监控系统，其系统监控方法为：

步骤①、开启系统，安全检测装置检测各组件功能；若无异常，正常运行系统，同时，自动调节太阳能板的角度。若出现异常，监测系统将异常信息发送到设定平台；

步骤②、诱捕器中引诱物引诱害虫至诱捕器时，触碰灭虫装置中电网结构，电网产生高压灭杀引起电路中电压变化，发生电流变化，电流变化一次计数一次，同时记录时间以及环境感应装置中相关数据；

步骤③、电网电击完成后，清洁装置将虫体落入诱捕器底部，底部挡板打开，昆虫落地；或者底部挡板闭合，收集虫体；

步骤④、在步骤②中得到的相关数据根据设定方式进行实时发送、定时发送，或者通过拨打设定电话后发送相关数据；

步骤⑤、害虫监测期结束后，可通过设定方式远程关闭系统；如遇暴雨、暴雪、雷电、冰雹以及任何恶劣天气，安全检测系统可控制系统关闭。

本发明采用以上监控方法可以将系统的各项功能高效整合，可实现诱集害虫的高效灭杀、虫情信息的准确及时报送，避免错报、漏报、信息传递滞后等一系列现象。其中，计数的准确率可达99.9％以上，虫情的报传时间小于30秒。

附图说明：

图1是示意性示出根据本发明示例性实施例二的2011年6月13日-10月25日的梨小食心虫的虫口密度动态变化示意图。

具体实施方式：

通过实施例对本发明作进一步的说明，实施例不应该当作对本发明的限制。

实施例一：

近几年宜昌市瓜实蝇在瓜果类蔬菜上的发生有逐年加重趋势，落果严重。采用本发明进行实时监测系统对瓜实蝇进行监测。在靠近瓜菜类的种植地段，安装两台害虫远程监测系统，两台距离为100米，两台实时监测系统均放置于田间，采用太阳能作为供电能源。

在诱集系统中放入瓜实蝇性诱芯，开启系统，系统进行开机检测，确认无异常，进入正常工作。害虫受到引诱剂的吸引在诱捕器周围盘旋飞行钻进诱捕器中，寻找引诱源，诱捕器的正中央为5根电针组成的电网，电针间距为6毫米，害虫碰触到电网，电网瞬间5500v高压放电，害虫被击毙。高压电网放电过程中，计数电路中电流发生变化，自动计数一次。放电结束后电网自动收缩，击毙的害虫由于重力作用落入平行排列的下层电网，发生相同的电击、计数过程，最后落入诱捕器下部空腔中，两次计数保证了监测的准确性。两层电网互相平行，间距为5厘米，若在上层电网收缩期间，害虫偶然进入，寻找引诱源必然会碰触到第二层电网，电网瞬间高压放电，击毙害虫完成计数，有效避免漏报。

害虫诱捕信息通过中央处理系统的通信模块，发送到指定手机和电脑平台。虫情信息报送设置为每日8点发短信到指定手机，每诱捕到一只害虫发送信息到电脑终端，电脑终端将信息处理，以图表或趋势图的形式呈现。另外本系统配备有环境信息收集系统，能监测的环境因子包括温度、湿度、光照、风速，可根据诱捕害虫的时间点监测并记录相关环境因子，并同害虫信息同时发送至电脑平台。

在本系统相同地段放置本发明技术以及现有技术进行对比试验。

监测时间为2012年9月3日至9月25日。

表1为本发明与现有技术监测结果对比表

监测结果如下：

	本发明技术	人为计数	现有技术	人为计数
					9月3日	0	0	0	0
9月4日	3	3	2	1
					9月5日	3	3	8	3
9月6日	1	1	10	2
					9月7日	2	2	2	2
9月8日	4	4	16	2
					9月9日	7	7	3	3
9月10日	5	5	8	2
					9月11日	2	2	4	1
9月12日	3	3	6	5
					9月13日	6	6	3	3
9月14日	4	4	3	2
					9月15日	8	8	8	3
9月16日	6	6	4	4
					9月17日	5	5	5	3
9月18日	8	8	8	8
					9月19日	9	9	10	9
9月20日	8	8	7	7
					9月21日	7	7	6	6
9月22日	9	9	7	7
					9月23日	7	7	8	8

9月24日	11	11	13	10
					9月25日	13	13	13	13

对比使用害虫远程监测系统得到的数据和人为计数，数据完全一致，本实例中监测计数的准确度为100％，而采用现有的利用红外技术的害虫远程监测系统，23天中有12天计数不准确，害虫在计数口来回攀爬导致的重复计数无法避免。而杀灭害虫后再计数又存在2只或2只以上虫子一同落下或连续落下，造成漏报。与现有技术相比，本发明测报准确且使用方便。

实施例二：

在山西太谷地区苹果园内进行田间实验，诱捕区域性爆发害虫——梨小食心虫。在同一片果园中呈等边三角形设置三个害虫远程监测系统，监测时间为2011年6月13日-10月25日，共135天。

首先在诱集系统中放入梨小食心虫的性诱芯，害虫受到引诱剂的吸引在诱捕器周围盘旋飞行钻进诱捕器中，寻找引诱源，诱捕器的正中央为3根电针组成的电网，电针间距为7毫米，害虫碰触到电网，电网瞬间7000V高压放电，害虫被击毙。高压电网放电过程中，计数电路中电流发生变化，自动计数一次。放电结束后，诱捕器中的电吹风，将附着在电网上的害虫吹落至平行排列的下层电网，发生相同的电击、计数过程，最后落入诱捕器下部空腔中，两次计数保证了监测的准确性。两层电网互相平行，间距为7厘米。诱捕器挡板设置为50头自动打开，在诱捕器底部的挡板打开的过程中，有害虫飞入诱罐，会触碰到第二层电网，进行害虫计数。

中央处理系统通过通过通信模块以短信形式发送虫情，设置为实时发送，即诱捕到一头害虫立刻发送信息到指定客户手机，开机当天观察诱捕到第一头梨小后，25秒后指定手机收到信息，确保了测报的及时性。系统设置每天下午5点诱捕害虫数量和环境因子信息传送至电脑平台，电脑安装有客户端，可依据客户需求，个性化定制服务。

本发明可以在所规定的一段时期内监测目标害虫的爆发情况及活动规律。由附图1可以看出：在梨小食心虫的监测期，此类害虫具有多个盛发期，包括8月—10月的中梨小害虫的两个盛发期，在10月中旬以后，此类害虫活跃度相对降低，单位面积的虫口密度较少。

实施例三：

用于迁飞性害虫的扩散速度以及扩散动向的监测。

以苹果蠹蛾为例，作为重要的检疫入侵性害虫，目前已入侵新疆，并发现有继续扩散的趋势。

首先在诱集系统中放入苹果蠹蛾性诱芯，每6个月更换一次性诱芯，使用太阳能电池板供电；苹果蠹蛾被性诱芯吸引，飞入诱罐中，寻找引诱源碰触到由8根电针组成的，间隔等距，电网面积为39平方厘米，瞬间高压12000V放电，计数器识别电流变化，计数一次。害虫击毙电网收缩后落入二层电网，同样原理计数。诱虫数量连同当时温度、湿度等环境信息通过通信模块以短信的形式发送到指定手机和电脑平台。

在苹果蠹蛾扩散区边缘、距边缘线不同距离尚未有苹果蠹蛾出现的区域分别安装本发明若干。根据不同监测地点苹果蠹蛾出现的时间，来监测苹果蠹蛾的扩散动向与扩散速度，以便对苹果蠹蛾可能危害的地方加大检疫以及预防力度。

Claims (8)

1.一种害虫远程实时智能监控系统，包括：供电设备、诱捕器、计数系统、环境信息收集系统、中央控制系统、安全检测系统；其特征在于：引诱的害虫数量的统计与诱捕器中电流变化相关；虫情监测信息可通过发送相关指令后直接获得；灭虫装置与诱捕器进虫口管壁垂直，灭虫装置包括电网结构和清洁装置；电网结构由一定数目的电针组成；清洁装置采用电动推杆或电动吹风的方式；所述诱捕器底部具有可移动挡板；所述的电网结构为两层，两层电网之间具有一定距离；所述诱捕器中害虫的诱集设备位于两层电网之间；所述诱捕器进虫口的面积不大于39平方厘米，其中，当害虫碰触到所述电网时，所述电网放电而将害虫击毙；在放电结束后，所述清洁装置使附着在所述电网上的害虫落至平行排列的下层电网，发生相同的电击、计数过程。

2.根据权利要求1所述的害虫远程实时智能监控系统，其特征在于：所述供电设备包括可旋转太阳能能板、蓄电池、稳压装置，其特征在于：太阳能板上装有自动感应装置，可根据太阳高度角以及所需电量的变化调节太阳能板的角度；稳压装置可实现0-12000V电压稳定输出。

3.根据权利要求1所述的害虫远程实时智能监控系统，所述计数系统与灭虫装置的电网结构连接，其特征在于：计数系统计数次数与电网电流变化次数成正相关。

4.根据权利要求1所述的害虫远程实时智能监控系统，其特征在于：所述环境信息收集系统具有环境因子感应装置；其中，环境因子感应装置包括温度感应器、湿度感应器、光照感应器、风速感应器。

5.根据权利要求1所述的害虫远程实时智能监控系统，其特征在于：所述的安全检测装置具有部件检测功能、自动报警功能、故障关机功能。

6.根据权利要求1所述的害虫远程实时智能监控系统，其特征在于：所述的系统开启关闭功能、诱捕器挡板的移动功能、监测数据的发送功能可以通过短信发送、电话拨打、电脑设置的方式进行指令的控制。

7.根据权利要求1所述的害虫远程实时智能监控系统，其特征在于：所述的中央控制系统可以将监控信息按照设定方式发送至电脑平台、手机短信平台。

8.根据权利要求1所述的害虫远程实时智能监控系统，其系统监控方法为：步骤①、开启系统，安全检测装置检测各组件功能；若无异常，正常运行系统，同时，自动调节太阳能板的角度；若出现异常，监测系统将异常信息发送到设定平台；步骤②、诱捕器中引诱物引诱害虫至诱捕器时，触碰灭虫装置中电网结构，电网产生高压灭杀引起电路中电压变化，发生电流变化，电流变化一次计数一次，同时记录时间以及环境感应装置中相关数据；步骤③、电网电击完成后，清洁装置将虫体落入诱捕器底部，底部挡板打开，昆虫落地；或者底部挡板闭合，收集虫体；步骤④、在步骤②中得到的相关数据根据设定方式进行实时发送、定时发送，或者通过拨打设定电话后发送相关数据；步骤⑤、害虫监测期结束后，可通过设定方式远程关闭系统；如遇暴雨、暴雪、雷电、冰雹以及任何恶劣天气，安全检测系统可控制系统关闭。