CN108353866A - 农作物病虫害监视装置及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种农作物病虫害监视装置及其控制方法，该监视装置包括支撑架和诱虫装置，支撑架上安装有容纳箱；诱虫装置包括安装架和装夹诱虫板的框架，安装架上固定有带动框架旋转的动力部；容纳箱内设置有延伸出容纳箱与安装架连接、并带动诱虫装置在竖直方向移动的升降机构；容纳箱的底板上开设有一视窗，视窗上方的容纳箱上安装有与视窗配合、用于采集诱虫板上图像信息的图像采集器；动力部、升降机构和图像采集器均与容纳箱内的电源模块和控制器连接，控制器分别与通信模块和电源模块连接。

Description

农作物病虫害监视装置及其控制方法

技术领域

本发明涉及农业领域的诱虫装置，具体涉及一种农作物病虫害监视装置及其控制方法。

背景技术

农作物在生长的不同周期会遭遇不同的虫害或病害，目前针对虫害普遍采用农药和诱虫装置进行害虫的扑杀，而随着环保意识的逐渐加强，现在对于大型农场和果园普遍采用诱虫器对害虫进行诱杀。

现在农场和果园广泛应用杀虫灯和诱虫板对害虫进行诱虫，由于这些常规诱捕器捕捉处于野外，长期处于日晒雨露状态，其采集的害虫标本极易受到气候、动物和微生物等因素的影响，难以实时取证分析，从而错过了最佳测报时机，让测报信息不准确。

发明内容

针对现有技术中的上述不足，本发明提供了一种能够将诱虫板采集的害虫信息进行实时上传的农作物病虫害监视装置及其控制方法。

为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案为：

第一方面，提供一种农作物病虫害监视装置，其包括支撑架和诱虫装置，支撑架上安装有容纳箱；诱虫装置包括安装架和装夹诱虫板的框架，安装架上固定有带动框架旋转的动力部；容纳箱内设置有延伸出容纳箱与安装架连接、并带动诱虫装置在竖直方向移动的升降机构；容纳箱的底板上开设有一视窗，视窗上方的容纳箱上安装有与视窗配合、用于采集诱虫板上图像信息的图像采集器；动力部、升降机构和图像采集器均与容纳箱内的电源模块和控制器连接，控制器分别与通信模块和电源模块连接。

进一步地，农作物病虫害监视装置还包括开启和关闭视窗的启闭装置，启闭装置包括与视窗配合的盖板和带动盖板开启/关闭的动力机构；动力机构包括与控制器连接的第一电机，第一电机的动力输出轴上设置有齿轮，盖板上设置有与齿轮配合的齿条。

进一步地，安装架两侧与支撑架的支腿之间设置有带动安装架相对于支撑架滑动的滑动部。

进一步地，滑动部包括至少一个设置在安装架侧壁上的卡块，卡块上设置有与支腿配合的卡槽。

进一步地，升降机构包括通过支架安装在容纳箱内的双毂卷扬机和与双毂卷扬机相对的容纳箱侧板上通过支架安装的滑轮，双毂卷扬机一侧滚筒上的钢丝绳穿出底板与安装架固定连接，其另一侧滚筒上的钢丝绳绕过滑轮、穿出底板与安装架固定连接。

进一步地，农作物病虫害监视装置还包括与控制器连接的工业平板电脑，工业平板电脑所在侧容纳箱的侧板一侧活动安装在容纳箱另一侧板上。

进一步地，诱虫装置上设置有当诱虫板运动到水平状态时，用于给控制器一关闭动力部的启动信号的行程传感器。

进一步地，农作物病虫害监视装置还包括与容纳箱内的电源模块电连接的太阳能电池板，太阳能电池板通过连接架倾斜地安装在容纳箱的顶部。

进一步地，诱虫板包括基板，基板的两侧面均设置有粘胶层、若干网格线和用于保护粘胶层的保护膜，网格线在基板上纵横交错形成若干尺寸相同、用于统计害虫数量的网格。

第二方面，提供一种农作物病虫害监视装置的控制方法，所述农作物病虫害监视装置包括诱虫状态和图像采集状态；

当农作物病虫害监视装置处于诱虫状态时的控制方法包括：

根据农作物的当前生长周期，判断诱虫装置所在高度是否处于最佳诱虫高度；

若诱虫装置处于最佳诱虫高度，则判断诱虫板是否位于竖直诱虫状态；

若不位于，则控制动力部带动框架旋转，直至框架上的诱虫板处于竖直诱虫状态后，关闭所述动力部；

若诱虫装置不处于最佳诱虫高度，则控制升降机构带着诱虫装置上升/下降，直至诱虫装置所在高度处于最佳诱虫高度；

当农作物病虫害监视装置处于图像采集状态时的控制方法包括：

当诱虫板处于竖直诱虫状态的时间达到预设时间时，控制动力部带着诱虫板旋转，直至诱虫板处于水平状态时，关闭动力部；

开启图像采集器，并根据采集的图像判断诱虫板是否位于图像采集器的视场中；

若位于，则采用图像采集器采集诱虫板一侧的图像；

若未位于，则控制所述升降机构带着诱虫装置向上运动，直至诱虫装置运动至图像采集器的视场中后，关闭升降机构，同时采用图像采集器采集诱虫板一侧的图像；

当诱虫板一侧图像采集完成后，控制动力部带着诱虫板旋转，直至诱虫板另一侧朝向图像采集器；

当诱虫板两侧的图像采集完成后，上传采集的诱虫板图像至管理中心，同时通过升降机构带着诱虫装置下降至最佳诱虫高度，并控制动力部带着诱虫板处于竖直诱虫状态。

本发明的有益效果为：本方案将诱虫装置设置成可以旋转的结构，在进行诱虫时，将诱虫板调整为垂直状态进行诱虫；诱虫一段时间后，可以将诱虫板调整至水平状态，通过图像采集器对诱虫板上诱杀的害虫信息进行采集，之后上传至管理中心，通过这种方式能够及时记录诱虫板上昆虫标本的信息，方便管理人员后续对不同害虫的爆发时期进行分析。

附图说明

图1为农作物病虫害监视装置的立体图。

图2为容纳箱打开后农作物病虫害监视装置的立体图。

图3为容纳箱内部的结构示意图。

图4为诱虫板安装在框架上的结构示意图。

图5为诱虫板的结构示意图。

图6为诱虫板的剖视图。

其中，1、支撑架；11、支腿；12、底架；121、加强筋；2、诱虫装置；21、安装架；22、框架；221、框体；221、安装轴222；23、诱虫板；231、基板；2311、网格；2312、固定孔；2313、放置孔；232、粘胶层；233、保护膜；234、淋膜层；24、动力部；25、滑动部；

3、容纳箱；31、底板；31、视窗；4、升降机构；41、支架；42、双毂卷扬机；43、滑轮；44、钢丝绳；5、图像采集器；6、启闭装置；61、盖板；62、齿轮；63、齿条；7、工业平板电脑；8、太阳能电池板；81、连接架；9、控制器；10、电源模块。

具体实施方式

下面对本发明的具体实施方式进行描述，以便于本技术领域的技术人员理解本发明，但应该清楚，本发明不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。

如图1所示，该农作物病虫害监视装置包括支撑架1和诱虫装置2，支撑架1上安装有容纳箱3；其中的支撑架1包括两个支腿11和呈工字形的底架12，底架12与两个支腿11的底端固定在一起，并在底架12的和支腿11上设置有加固两者的加强筋121，容纳箱3安装于两个支腿11的顶部。

如图3所示，诱虫装置2包括安装架21和装夹诱虫板23的框架22，安装架21上固定有带动框架22旋转的动力部24；实施时，本方案优选安装架21设置成U形框，动力部24优选为一电机，为了方便整个诱虫装置2的安装，动力部24安装在安装架21框内的竖向侧壁上。

如图4所示，框架22包括设置为大致呈方形的框体221和框体221至少一侧设置的安装轴222，框架22通过安装轴222与动力部24的动力输出端固定连接；当设置有两个安装轴222时，框架22在与动力部24相对的侧壁上开设有一圆孔，另一个安装轴222活动地安装在圆孔内，圆孔和安装轴222的相互配合，可以提高框架22相对安装架21的稳定性。

为了方便诱虫板23的装夹，可以在框体221的每一个内侧壁上开设上条形槽，并使相邻的两条形槽相互连通，这样四条条形槽就构成一方形框，在装夹诱虫板23时，将诱虫板23的四个侧边卡入条形槽即可。

实施时，本方案的框体221还可以设置成两个结构与框体221外形完全相同的子框架，并在每个子框架上开设上相互配合的安装孔，在进行诱虫板23的装夹时，将诱虫板23放置在其中一个子框架上，再放上另外一个子框架，之后通过螺钉螺母和安装孔的相互配合完成诱虫板23的装夹。

在本发明的一个实施例中，安装架21两侧与支撑架1的支腿11之间设置有安装架21相对于支撑架1滑动的滑动部25。设置滑动部25后，可以通过支腿11对诱虫装置2进行限位，可以避免诱虫装置2处于悬空状态，受外界作用力时相对支腿11来回晃动，影响诱虫板23的诱虫效果及使用寿命。

如图2所示，实施时，本方案优选滑动部25可以设置成包括至少一个设置在所述安装架21侧壁上的卡块，所述卡块上设置有与所述支腿11配合的卡槽；滑动部25还可以设置成包括设置在所述安装架21两侧的滑槽/滑块及设置在所述支腿11内侧与所述滑槽/滑块配合的滑块/滑槽。

如图5所示，本方案的诱虫板23包括基板231，基板231的两侧面均设置有粘胶层232、若干网格线和用于保护粘胶层232的保护膜233，网格线在基板231上纵横交错形成若干尺寸相同、用于统计害虫数量的网格2311。图像采集器5采集到诱虫板23上的害虫信息后，管理中心可以通过网格2311线形成的网格2311对害虫的数量进行快速地统计。

其中，基本为有颜色的色板，其具体颜色的选取可以根据其安装场所的害虫喜好进行选取，诱虫时，基板231可以通过其特有的颜色将害虫吸引过来，因诱虫色板上有粘胶层232，吸引过来的害虫，会被胶粘住、无法移动，而达到扑杀害虫的目的。

为了确保网格线形成的网格2311比较醒目，便于在统计害虫数量时，清晰地看清楚网格线边界，本方案优选网格线具有一定的宽度，其颜色与基板231的颜色区别比较大，比如当基板231颜色为黑色时，选用白色作为网格线颜色，基板231为其他颜色时，网格线可以均选用黑色。

为了方便诱虫板23的快速安装，在基板231的边缘设置有用于装夹诱虫板23的安装部，其中安装部可以为若干设置在基板231边缘的固定孔2312，固定孔2312的尺寸可以设置为4mm左右。

如图6所示，基板231与粘胶层232之间还设置有用于提高诱虫板23强度的淋膜层234。淋膜层234设置后，其可以使基板231的强度大幅度增加，以达到方便基板231快速安装的目的。基板231上设置有用于放置诱芯的放置孔2313，放置孔2313的尺寸可以设置为4mm左右，在放置孔2313内放上诱芯后可以提高诱虫板23的诱虫效果。

实施时，本方案优选网格2311的尺寸为25mm×25mm，当网格2311设置成该尺寸后，网格可以容纳少量的害虫，使得网格尺寸不至于过大，致使害虫凌乱排布，达不到便于统计的目的。

如图2和图3所示，容纳箱3内设置有延伸出容纳箱3与安装架21连接、并带动诱虫装置2在竖直方向移动的升降机构4；实施时，本方案优选升降机构4包括通过支架41安装在容纳箱3内的双毂卷扬机42和与双毂卷扬机42相对的容纳箱3侧板上通过支架41安装的滑轮43，双毂卷扬机42一侧滚筒上的钢丝绳44穿出底板31与安装架21固定连接，其另一侧滚筒上的钢丝绳44绕过滑轮43、穿出底板31与安装架21固定连接。

升降机构4的设置，其一方面可以根据农作物不同时期的生长高度对诱虫装置2条件，以保证诱虫装置2在农作物的每个生长周期都处于最佳的诱虫状态，另一方面其还可以方便图像采集器5准确地采集到诱虫板23上采集的害虫信息。

如图1所示，容纳箱3的底板31上开设有一视窗32，视窗32上方的容纳箱3上安装有与视窗32配合、用于采集诱虫板23上图像信息的图像采集器5；动力部24、升降机构4和图像采集器5均与容纳箱3内的电源模块10和控制器9连接，控制器9分别与通信模块和电源模块10连接。

其中，控制器包括设置在容纳箱3内的电机控制驱动板和工业平板，通信模块集成在电机控制驱动板上，动力部24、升降机构4与电机控制驱动板连接，图像采集器5与工业平板相连，电机控制驱动板分别与电源模块10和工业平板相连。

在本发明的一个实施例中，农作物病虫害监视装置还包括开启和关闭视窗32的启闭装置6，启闭装置6包括与视窗32配合的盖板61和带动盖板61开启/关闭的动力机构；动力机构包括与控制器9连接的第一电机，第一电机的动力输出轴上设置有齿轮62，盖板61上设置有与齿轮62配合的齿条63。

启闭装置6的设置，使容纳箱3具有图像采集器5保护装置，需要拍照时，盖板61自动开启，露出图像采集器5的镜头，便于图像采集器5拍照，拍照完毕后，盖板61自动关闭。

另外，由于容纳箱3内设置有较多贵重的用电器件，启闭装置6设置后，一方面可以避免外界的雨水和露水进入容纳箱3，使电器部件受潮而影响使用寿命。

另一方面，由于用电器件比较昂贵，启闭装置6设置后，外界不能看见容纳箱3内放置的物品，可以避免贵重物品丢失；齿轮62和齿条63的相互配合时，会存在较大的咬合力，可以承受较大的外界作用力，可以避免外界强制打开盖板61拿取电器件。

如图1所示，农作物病虫害监视装置还包括与控制器9连接的工业平板电脑7，工业平板电脑7所在侧容纳箱3的侧板一侧活动安装在容纳箱3另一侧板上。工业平板电脑7可以方便管理人员通过现场向控制器9输入各种时期的控制参数及方便管理人员现场查看记录到诱虫板23上昆虫标本的信息。

在对农作物病虫害监视装置的各个控制参数进行调整时，用户可以通过设备自带的工业平板电脑7对设备各项功能进行手动调节，对图像采集器拍照时间间隔进行设置；也可以通过手机或电脑，采用无线的方式对设备各项功能进行手动调节，对图像采集器5拍照时间间隔进行设置。

为了方便动力部24在带动诱虫板23旋转时，准确知道诱虫板23所处的状态，本方案优选在诱虫装置2上设置有当诱虫板23运动到水平状态时，用于给控制器(电机控制驱动板)9一关闭动力部24的启动信号的行程传感器；具体地，行程传感器与控制器的电机控制驱动板连接。

诱虫板23处于诱虫状态时，通过动力部24驱动诱虫板23旋转至竖直位置诱虫；拍照状态，通过动力部24驱动诱虫板23旋转至水平位置使诱虫板23正对图像采集器5的镜头，便于采集信息。整个过程由行程传感器保证诱虫板23到达预定位置，诱虫板23的正面和反面，都要拍照。

如图1所示，实施时，本方案优选农作物病虫害监视装置还包括与容纳箱3内的电源模块10电连接的太阳能电池板8，太阳能电池板8通过连接架81倾斜地安装在容纳箱3的顶部。本方案搭载的一套光伏储能系统(太阳能电池板8、电源模块10以及控制器9)，白天可以利用太阳能电池板8为设备充电，夜晚由电源模块10为设备供电，不需要外接电源。

至此已完成农作物病虫害监视装置结构的详细描述，下面接着对其控制方法进行详细说明，由于农作物病虫害监视装置包括诱虫状态和图像采集状态，那么该控制方法也包括两个状态的控制方法：

当农作物病虫害监视装置处于诱虫状态时的控制方法包括步骤101至步骤104。

在步骤101中，根据农作物的当前生长周期，判断诱虫装置2所在高度是否处于最佳诱虫高度；若处于，则进入步骤102，否则进入步骤104中。

在步骤102中，若诱虫装置2处于最佳诱虫高度，则判断诱虫板23是否位于竖直诱虫状态。

在步骤103中，控制动力部24带动框架22旋转，直至框架22上的诱虫板23处于竖直诱虫状态后，关闭所述动力部24。

在步骤104中，若诱虫装置2不处于最佳诱虫高度，则控制升降机构4带着诱虫装置2上升/下降，直至诱虫装置2所在高度处于最佳诱虫高度。

诱虫装置2的最佳诱虫高度用户可以根据农作物的高度，得到最佳诱虫高度＝农作物高度±预设高度；由于农作物的每个生长周期的高度可以通过之前的数据统计或大数据得到，当农作物从一个生长周期进入下一个生长周期后，就可以根据农作物的高度及预设高度快速得到诱虫板23的最佳诱虫高度。

在判断诱虫装置2所在高度是否处于最佳诱虫高度时，通过最佳诱虫高度＝农作物高度±预设高度方式调整后，还可以结合图像采集器5采集的图像对最佳诱虫高度进行精确调整，具体地，通过采集的图像分析诱虫装置2所在高度与农作物高度之间差异，若是差异等于预设高度，则诱虫装置2已处于最佳诱虫高度，若是差异不等于预设高度，则根据差异对诱虫装置2最佳诱虫高度进行微调。

当农作物病虫害监视装置处于图像采集状态时的控制方法200包括步骤201至步骤206。

在步骤201中，判断诱虫板23处于竖直诱虫状态的时间是否达到预设时间；若达到，则进入步骤202中，若是未达到，则继续执行步骤201。

在步骤202中，控制动力部24带着诱虫板23旋转，直至诱虫板23处于水平状态时，关闭动力部24；

在步骤202中，开启图像采集器5，并根据采集的图像判断诱虫板23是否位于图像采集器5的视场中，若位于，则进入步骤203中，否则进入步骤204中。

在步骤202中，若存在开启和关闭视窗32的启闭装置6时，在开启图像采集器5之前还包括启动第一电机，通过第一电机带着齿轮62旋转，齿轮62再带动与其配合的齿条63运动，以最终达到开启盖板61，露出图像采集器5的摄像头的目的。

在步骤203中，采用图像采集器5采集诱虫板23一侧的图像；

在步骤204中，控制所述升降机构4带着诱虫装置2向上运动，直至诱虫装置2运动至图像采集器5的视场中后，关闭升降机构4，同时采用图像采集器5采集诱虫板23一侧的图像；

在步骤205中，当诱虫板23一侧图像采集完成后，控制动力部24带着诱虫板23旋转，直至诱虫板23另一侧朝向图像采集器5；

在步骤206中，当诱虫板23两侧的图像采集完成后，上传采集的诱虫板23图像至管理中心，同时通过升降机构4带着诱虫装置2下降至最佳诱虫高度，并控制动力部24带着诱虫板23处于竖直诱虫状态。

管理中心收到控制器9上传的图像信息后，可以直接对图像进行分析处理，或者转送给显示终端(手机和电脑)，终端用户根据网络传送的图像信息，判断农作物虫害状况(发生趋势和严重程度)。

综上所述，本方案的监视装置处于诱虫状态时，诱虫板23处于垂直状态；采集信息时，将诱虫板23的正反两面分别自动旋转至水平位置并锁定，由图像采集器5连续记录到诱虫板23上昆虫标本的信息，并实时传送到管理中心。

Claims (10)

1.农作物病虫害监视装置，其特征在于，包括支撑架和诱虫装置，所述支撑架上安装有容纳箱；所述诱虫装置包括安装架和装夹诱虫板的框架，所述安装架上固定有带动所述框架旋转的动力部；所述容纳箱内设置有延伸出容纳箱与安装架连接、并带动所述诱虫装置在竖直方向移动的升降机构；所述容纳箱的底板上开设有一视窗，所述视窗上方的容纳箱上安装有与所述视窗配合、用于采集诱虫板上图像信息的图像采集器；所述动力部、升降机构和图像采集器均与容纳箱内的电源模块和控制器连接，所述控制器分别与通信模块和电源模块连接。

2.根据权利要求1所述的农作物病虫害监视装置，其特征在于，还包括开启和关闭视窗的启闭装置，所述启闭装置包括与所述视窗配合的盖板和带动所述盖板开启/关闭的动力机构；所述动力机构包括与所述控制器连接的第一电机，所述第一电机的动力输出轴上设置有齿轮，所述盖板上设置有与所述齿轮配合的齿条。

3.根据权利要求1所述的农作物病虫害监视装置，其特征在于，所述安装架两侧与所述支撑架的支腿之间设置有带动安装架相对于支撑架滑动的滑动部。

4.根据权利要求3所述的农作物病虫害监视装置，其特征在于，所述滑动部包括至少一个设置在所述安装架侧壁上的卡块，所述卡块上设置有与所述支腿配合的卡槽。

5.根据权利要求1所述的农作物病虫害监视装置，其特征在于，所述升降机构包括通过支架安装在所述容纳箱内的双毂卷扬机和与所述双毂卷扬机相对的容纳箱侧板上通过支架安装的滑轮，所述双毂卷扬机一侧滚筒上的钢丝绳穿出底板与安装架固定连接，其另一侧滚筒上的钢丝绳绕过滑轮、穿出所述底板与安装架固定连接。

6.根据权利要求1所述的农作物病虫害监视装置，其特征在于，还包括与所述控制器连接的工业平板电脑，所述工业平板电脑所在侧容纳箱侧板一侧活动安装在所述容纳箱另一侧板上。

7.根据权利要求1所述的农作物病虫害监视装置，其特征在于，所述诱虫装置上设置有当诱虫板运动到水平状态时，用于给控制器一关闭动力部的启动信号的行程传感器。

8.根据权利要求1所述的农作物病虫害监视装置，其特征在于，还包括与所述容纳箱内的电源模块电连接的太阳能电池板，所述太阳能电池板通过连接架倾斜地安装在所述容纳箱的顶部。

9.根据权利要求1-8任一所述的农作物病虫害监视装置，其特征在于，所述诱虫板包括基板，所述基板的两侧面均设置有粘胶层、若干网格线和用于保护粘胶层的保护膜，所述网格线在基板上纵横交错形成若干尺寸相同、用于统计害虫数量的网格。

10.一种权利要求1-9任一所述的农作物病虫害监视装置的控制方法，其特征在于，所述农作物病虫害监视装置包括诱虫状态和图像采集状态；

当农作物病虫害监视装置处于诱虫状态时的控制方法包括：

根据农作物的当前生长周期，判断诱虫装置所在高度是否处于最佳诱虫高度；

若诱虫装置处于最佳诱虫高度，则判断诱虫板是否位于竖直诱虫状态；

若不位于，则控制动力部带动框架旋转，直至框架上的诱虫板处于竖直诱虫状态后，关闭所述动力部；

若诱虫装置不处于最佳诱虫高度，则控制升降机构带着诱虫装置上升/下降，直至诱虫装置所在高度处于最佳诱虫高度；

当农作物病虫害监视装置处于图像采集状态时的控制方法包括：

当诱虫板处于竖直诱虫状态的时间达到预设时间时，控制动力部带着诱虫板旋转，直至诱虫板处于水平状态时，关闭动力部；

开启图像采集器，并根据采集的图像判断诱虫板是否位于图像采集器的视场中；

若位于，则采用图像采集器采集诱虫板一侧的图像；

若未位于，则控制所述升降机构带着诱虫装置向上运动，直至诱虫装置运动至图像采集器的视场中后，关闭升降机构，同时采用图像采集器采集诱虫板一侧的图像；

当诱虫板一侧图像采集完成后，控制动力部带着诱虫板旋转，直至诱虫板另一侧朝向图像采集器；

当诱虫板两侧的图像采集完成后，上传采集的诱虫板图像至管理中心，同时通过升降机构带着诱虫装置下降至最佳诱虫高度，并控制动力部带着诱虫板处于竖直诱虫状态。