CN108594814A - 一种农林病虫害监控机器人 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种农林病虫害监控机器人，属于农林机械设备技术领域。该发明旨在由杀虫器、摄像头、红外检测器、空气进风通道、培养装置、供电装置、控制系统设计的一种农林病虫害监控机器人，通过设置在车体的杀虫器来对害虫进行诱捕杀灭并由收集装置来对尸体进行收集，通过车体上红外检测装置和摄像头对地区的害虫数据进行检测进而调控地形车的移动，摄像头还对死亡害虫进行计数和捕杀情况拍照以及对农林动植物情况进行拍照上传与PC云端进行数据交流，空气中的花粉孢子等微小尘粒通过通风口进入培养装置进行捕捉和短暂性培育，为研究农林植株生长提供条件，该装置结构设计简单，环保节能，为农林害虫的捕杀提供了有效的解决措施。
Description
技术领域
本发明涉及一种农林病虫害监控机器人，属于农林机械设备技术领域。
背景技术
随着人民生活水平的不断提高，在解决了吃得饱的问题以后，人们开始关注吃的安全的问题，农林害虫是危害农林植株生长的一个重要因素，对于农林害虫的捕杀，传统的农林害虫捕杀大多采用的是化学药品的喷洒来捕杀害虫，而化学药品的大量使用，不仅不能很好的控制虫害和虫媒病害，更会很大程度上造成环境污染和环境破坏，而现有的基于灯光诱虫的物理防治技术则能很大程度上解决以上存在的捕杀问题。
空气是人类保持正常活动的物质条件，并与人类健康有着极为密切的条件，在农林植株生长过程中，地区空气中的病菌体对植株生长和人体健康有很大的影响，对于空气中的植株花粉和病毒孢子的采集和研究对于现代农林植株的生长分析和人类健康的数据分析具有很大的作用，在现代农林科技的空气采集与培养分析中，大多的设计装置在采集和培育过程均是分开操作，而这种采集与培养的操作会给工作人员的工作效率产生很大影响，因此，对于设计一种既可以对空气中花粉病菌可以一边采集又能一边培育且能实现培育的单一设置对现代农林研究有很大积极意义。
发明内容
为解决现有技术的不足，本发明需要解决的问题是旨在由杀虫器、摄像头、红外检测器、空气进风通道、培养装置、供电装置、控制系统设计的一种农林病虫害监控机器人，通过设置在车体的杀虫器来对害虫进行诱捕杀灭并由收集装置来对尸体进行收集，通过车体上红外检测装置和摄像头来对地区的害虫数据进行检测进而控制地形车的路径移动，摄像头还可对死亡害虫进行计数和捕杀情况拍照以及对农林动植物情况进行拍照上传与PC云端进行数据交流，空气中的的花粉孢子等微小尘粒通过通风口进入培养装置进行捕捉和短暂性培育，为进一步研究农林植株生长提供条件。
本发明采用的技术方案是：一种农林病虫害监控机器人，其特征在于包括：智能车轮、杀虫器、摄像头、红外检测装置、空气进风通道、培养基装置、太阳能电池板、电控阀门、控制系统，杀虫器、摄像头、红外检测装置、空气进风通道、培养基装置、太阳能电池板均设置在车体上，杀虫器、摄像头、红外检测装置、培养基装置、太阳能电池板、电控阀门均与控制系统的单片机连接；电控阀门设置在车体上的杀虫器、空气进风管道、培养基装置等地方，主要是控制各部分的连通状态，通过设置在车体上的摄像头和红外检测装置来对农作物区域内的害虫数据进行检测并传输到控制端，控制端将根据区域内的害虫数据来指引地形车的路径移动，由杀虫器来对农林该区域的害虫进行诱捕杀灭，并通过下方设置的集虫装置对死亡尸体进行集中收集，由摄像头来对死亡尸体进行拍照计数以及采集农林片段的动植物情况并上传到控制系统的单片机，由单片机将采集信息通过无线通讯模块与PC云端和手持端进行数据交流分析，空气中的花粉孢子尘粒将通过空气进风通道进入到培养基装置进行捕捉和短暂性的培养，进而来为农林植株培育研究和农作物生长提供一定的条件。
进一步的，所述地形车采用无人驾驶设计，为适应不同地形度段的路面环境，地形车的车轮设计采用八轮式设计，该智能车轮的左右端分别为四个车轮，每一个与车身连接的支撑件连接两个车轮，智能车轮可以根据地面路形自动进行车轮的升降与收缩来保证地形车的安全行驶与功能实现，该地形车可根据摄像头和红外检测装置检测到的地段的害虫数据并传送到单片机来控制自身路径转移进而去进行害虫捕杀和空气采集，全地形车的内部工作系统与一般车体相同，其转向系统、动力系统、刹车系统均与单片机连接，工作系统由单片机来控制。
进一步的，设置在地形车上的杀虫器主要由太阳能遮光顶板、雨控感应器、汞灯、电击杀虫网、蚊虫尸体收集管道、集虫器组成，装置底部设置有电控阀门，该杀虫器设置为灯罩式的圆柱装置，上方的杀虫装置通过蚊虫尸体收集管道与下方集虫器连接，尸体收集管道和集虫器设置在车体内部，电控阀门设置在集虫器底部，也是整个杀虫器底部，电控阀门采用现有技术，即通过通断电实现阀门的开闭，整个装置贯穿车体，当下方电控阀门打开时，杀虫器上下贯穿，蚊虫尸体落入下方地面，蚊虫尸体管道与上方的太阳能遮光顶板直径大小相同且均大于环形设置的电击杀虫网的直径，遮光筒采用了太阳能遮光顶板不仅能有效的实现对电击杀虫网和集虫器的保护，还能通过设置在顶部的太阳能电池板来对杀虫网和汞灯进行供电，在太阳能遮光顶板上还安装了雨控感应器，当下雨天雨量过大时，雨控感应器会将信息发送至单片机来将工作电源切断，进而保护装置，杀虫灯采用汞灯来进行灯光害虫诱捕，由于昆虫的复眼对波长为3300-4000nm的紫外线辐射非常敏感，因此专门设置了光波为3600的黑光灯来对害虫进行诱捕，电击杀虫网的设置主要采用高压电击设计，当蚊虫由于汞灯的诱惑进入到杀虫网会触及到电击网而被杀灭，并进入下方的蚊虫尸体管道进而储存在在蚊虫尸体管道的下方设置了集虫器内，该集虫器主要设置在车体的下底面，集虫器的下方设置了电控阀门，该电控阀门能控制集虫器的下部阀门的打开和关闭，当集虫器内储存一定量的蚊虫后，电控阀门打开，尸体将由电控阀门（8）落到对应尸体储集地面。
进一步的，设置在车体上的摄像头通过云台和连接装置与车体连接，摄像头采用360度全方位监控，该摄像头主要有三种作用，其一可对昆虫飞到杀虫网的昆虫进行拍照记录并上传到控制端来分析捕杀害虫的情况，其二可对农林片段的动植物情况进行拍照采集，包括对整片地段的动物的检测拍照，对植被的生长情况进行采集，摄像头将这些数据传送到单片机，由单片机来完成信息数据的采集和与PC云端的信息交流，进而更好的来对本区段的物种研究和病虫害防治提供条件，其三可与红外检测装置一起对农林地段的害虫数据进行检测，通过检测区段的大致害虫数量并将数据传输到控制端，由控制端来完成地形车的路径移动。
进一步的，在车体上还设置了空气进风通道，该空气进风通道主要是接收空气，当检测装置检测到该地动植物情况与云端数据不符合或者发生病虫害等情况时，电控阀门在单片机控制下打开，空气进风管道通畅，风能进入车体内，此时该区域外界的空气中的花粉孢子等微小尘粒可以进入空气进风通道，进而进入到特定的培养装置。
进一步的，所述的培养基装置包括：玻璃盖板、进风通道、过滤空气通道、载玻片、培养基、培养盒、出风口、电控门，该培养装置的上部设置玻璃盖板，玻璃盖板主要是对培养基进行一定的保护措施，在玻璃盖板的下部设置了一定数量的多行多列的培养基，而每个培养基和所放置培养基的培养盒均是进行过灭菌设置处理过的，培养基分为两层，即上部载玻片的处理层和下部培养基层，上层与下层采用电控门进行相隔，该电控门由两扇门结构组成，单片机控制电控门的打开和关闭状态，通过控制电控门的打开进而控制载玻片落入到下方的培养基进行空气花粉孢子微尘培养。
进一步的，在每个培养盒的壁面设置有风道，此外，每个培养盒的风道均是与车顶部设置的进风通道是连通的，当地形车到达一个地区段位置进行害虫杀灭时，空气进风通道打开，此时单片机控制一个培养基装置的开闭风道的电控阀门打开，每个培养基装置都设置有一段独立通向空气进风管道的风道，且每个培养基的风道与空气进风管道用电控阀门来控制它们的连接状态，当一个培养基的电控阀门打开使它的风道与空气进风管道接通时，其它的培养基的风道上的电控阀门不受影响保持关闭状态使得该段风道不与空气进风管道接通，空气进入培养基装置，此时空气中的尘粒将落到表面涂有凡士林的载玻片上，之后单片机控制电控门打开，载有空气微尘的载玻片落入液体培养基内进行短暂性的培育，而所培养的载玻片上的空气微粒在培养基上只是作为一个简单的空气成分的观测研究对象，以方便于为研究该区段的空气情况和物种提供一定的条件。
进一步的，培养基装置还设置有过滤空气通道和出风口，当载玻片没有落入培养基内时，培养基内的气压为一个稳定数值，在载玻片落入液体培养基进行培养时，电控门关闭，整个培养基与外界环境进行了隔离，此时培养基内部的空气只有跟随载玻片进入到培养基上的空气，此时过滤空气通道和出风口关闭，当培养基被观测人员拿出进行观测时，培养基装置内部原来培养过程中的空气由出风口的抽气泵进行抽出，而此时过滤空气通道将向内部通入无菌空气来维持内部气压的平衡。
进一步的，本装置的供电系统由地形车的自带电源和太阳能电池板提供，在车身的受光部分和诱虫器的顶部采用太阳能电池板来设计，太阳能电池板可通过将太阳能转换为电能来为该发明装置提供部分电能，与车内电源一起为该车提供电能。
进一步的，该发明装置的控制系统包括无线通讯模块、单片机、手持端、PC数据端，无线通讯模块的采用的是现有技术来实现，无线通讯模块与单片机进行数据信息交换并传输到手持端和PC云端，进一步促使单片机和手持端以及PC云端之间可进行数据交换，手持端与PC端的设置将有效提高控制系统数据处理的能力，该控制系统主要是完成装置的摄像头和红外检测装置对区段害虫数据的检测进而为装置的路径规划导航作出选择，同时完成对作害虫捕杀数据的分析和物物种的生长分析，此外，控制系统也将控制装置的电控阀门的打开和关闭来控制装置的培养装置的工作实现。
一种农林病虫害监控机器人，其控制方法包括如下步骤：
步骤1：设置在车体上的红外检测装置通过红外热感来检测区域内的病虫害的大致数据，此外，摄像头也将通过拍照来采集一个地区段的害虫数据，两者可将检测到的害虫数据传输到控制端，由控制端来指引地形车的路径移动。
步骤2：地形车走到一个区段进行固定工作，此时设置在车体上诱虫器将开始工作，诱虫器的汞灯发光，外界的害虫由于灯光的引诱，飞向了诱虫器，在触及到诱虫器的电击网后被击落捕杀。
步骤3：捕杀的害虫尸体将通过尸体收集管道进入到集虫器，当集虫器的集虫数量达到一定时，由单片机控制电控阀门将尸体从下方通道运输到车体外部。
步骤4：在地形车进行工作时，该地区段的空气会进入设置在地形车上的空气进风通道，此时单片机会控制培养基盒上控制风道开闭的电控阀门打开或者关闭，此时空气的微粒由进风通道进入到培养盒内部的载玻片上进行该地区的空气微粒采集。
步骤5：在地形车完成该地区的装置工作时，载玻片将完成空气微粒采集，单片机控制关闭该培养盒的风道，此时电控门的打开，培养盒内部的载玻片将落入到下方设置的液体培养基内进行该地段的空气微粒短暂性培养。
步骤6：在整个培养过程中，为保证培养不受影响，装置的通风口和进风口关闭，在一段时间后，由工作人员来打开培养盒取出培养基，此时设置在培养基上的通风口将由抽气泵将内部空气抽出，再有空气过滤通道向内部通入过滤空气来保证装置的气压平衡和方便下一个培养基的设置和空气微粒培养。
步骤7：该装置在整个工作过程中，由车体上的太阳能电车板以及车体自身所带电源来为车体装置提供电能，而控制模块将根据车上的装置工作来对车体工作的采集信息进行储存实时分析处理。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：1、装置通过物理诱虫方式进行了害虫的捕杀，可有效减少农药的使用，能很大程度上保护生态和自然环境；2、通过设计了培养装置来对空气进行采集和捕捉，为进一步研究农林病虫害和农作物的生长提供条件；3、在装置的功能设计上，采用了物理方法和生物技术的有效结合，通过摄像采集技术、红外检测技术、黑光灯诱捕技术、生物培育技术的结合，使得装置的功能性更强，作用效果更好；4、在装置的结构设计上，采用了一体化的设计形式，将诱虫捕捉装置和空气培育装置与车体进行连通，使得装置在结构设计上更加严密；5、本装置在供电处理上，采用太阳能电池板和车体能源的有效结合使得装置在供电上更加节约能源，环保经济。
附图说明
图1为本发明装置的整体结构图；
图2为本发明装置的诱虫捕杀装置结构图；
图3为本发明装置的诱虫捕杀装置的上部结果图；
图4为本发明装置的培养装置整体结构图；
图5为本发明装置的培养基的内部结构图；
图6为本发明装置的系统工作框图；
图7为本发明装置的控制系统的工作框图；
图8为本发明装置的部分系统电路图；
图9为本发明装置的太阳能电池板电路图；
图中各标号为：1-智能车轮；2-杀虫器；3-摄像头；4-红外检测装置；5-空气进风通道；6-培养基装置；7-太阳能电池板。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明作进一步说明。应该理解，这些描述只是实例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。
请参阅图1-7，一种农林病虫害监控机器人，其特征在于包括：智能车轮1、杀虫器2、摄像头3、红外检测装置4、空气进风通道5、培养基装置6、太阳能电池板7、电控阀门、控制系统，杀虫器2、摄像头3、红外检测装置4、空气进风通道5、培养基装置6、太阳能电池板7均设置在车体上，杀虫器2、摄像头3、红外检测装置4、培养基装置6、太阳能电池板7均与控制系统的单片机连接；电控阀门设置在车体上的杀虫器2、空气进风管道5、培养基装置6等地方，通过设置在车体上的摄像头3和红外检测装置4来对农作物区域内的害虫数据进行检测并传输到控制端，控制端将根据区域内的害虫数据来指引地形车的路径移动，由杀虫器2来对农林该区域的害虫进行诱捕杀灭，并通过下方设置的集虫装置对死亡尸体进行集中收集，由摄像头3来对死亡尸体进行拍照计数以及采集农林片段的动植物情况并上传到控制系统的单片机，由单片机将采集信息通过无线通讯模块与PC云端和手持端进行数据交流分析，空气中的花粉孢子尘粒将通过空气进风通道5进入到培养基装置6进行捕捉和短暂性的培养，进而来为农林植株培育研究和农作物生长提供一定的条件。
所述地形车采用无人驾驶设计，为适应不同地形度段的路面环境，地形车的车轮1设计采用八轮式设计，该智能车轮1的左右端分别为四个车轮1，每一个与车身连接的支撑件连接两个车轮1，智能车轮1可以根据地面路形自动进行车轮的升降与收缩来保证地形车的安全行驶与功能实现，该地形车可根据摄像头3和红外检测装置4检测到的地段的害虫数据并传送到单片机来控制自身路径转移进而去进行害虫捕杀和空气采集，全地形车的内部工作系统与一般车体相同，其转向系统、动力系统、刹车系统均与单片机连接，工作系统由单片机来控制。
设置在地形车上的杀虫器2主要由太阳能遮光顶板201、雨控感应器202、汞灯203、电击杀虫网204、蚊虫尸体收集管道205、集虫器206组成，装置底部设置有电控阀门，该杀虫器2设置为灯罩式的圆柱装置，上方的杀虫装置通过蚊虫尸体收集管道205与下方集虫器206连接，尸体收集管道205和集虫器206设置在车体内部，电控阀门设置在集虫器206底部，也是整个杀虫器底部，电控阀门采用现有技术，即通过通断电实现阀门的开闭，整个装置贯穿车体，当下方电控阀门打开时，杀虫器上下贯穿，蚊虫尸体落入下方地面，蚊虫尸体管道205与上方的太阳能遮光顶板201直径大小相同且均大于环形设置的电击杀虫网204的直径，遮光筒采用了太阳能遮光顶板201不仅能有效的实现对电击杀虫网204和集虫器206的保护，还能通过设置在顶部的太阳能电池板来对杀虫网204和汞灯203进行供电，在太阳能遮光顶板201上还安装了雨控感应器202，当下雨天雨量过大时，雨控感应器202会将信息发送至单片机来将工作电源切断，进而保护装置，杀虫灯采用汞灯203来进行灯光害虫诱捕，由于昆虫的复眼对波长为3300-4000nm的紫外线辐射非常敏感，因此专门设置了光波为3600的黑光灯来对害虫进行诱捕，电击杀虫网204的设置主要采用高压电击设计，当蚊虫由于汞灯203的诱惑进入到杀虫网204会触及到电击网204而被杀灭，并进入下方的蚊虫尸体管道205进而储存在在蚊虫尸体管道205的下方设置了集虫器206内，该集虫器206主要设置在车体的下底面，集虫器206的下方设置了电控阀门，该电控门能控制集虫器206的下部阀门的打开和关闭，当集虫器206内储存一定量的蚊虫后，电控阀门打开，尸体将由电控阀门落到对应尸体储集地面。
设置在车体上的摄像头3通过云台和连接装置与车体连接，摄像头3采用360度全方位摄像监控，该摄像头3主要有三种作用，其一可对昆虫飞到杀虫网204的昆虫进行拍照记录并上传到控制端来分析捕杀害虫的情况，其二可对农林片段的动植物情况进行拍照采集，包括对整片地段的动物的检测拍照，对植被的生长情况进行采集，摄像头3将这些数据传送到单片机，由单片机来完成信息数据的采集和与PC云端的信息交流，进而更好的来对本区段的物种研究和病虫害防治提供条件，其三可与红外检测装置4一起对农林地段的害虫数据进行检测，通过检测区段的大致害虫数量并将数据传输到控制端，由控制端来完成地形车的路径移动。
在车体上还设置了空气进风通道5，该空气进风通道5主要是接收空气，当检测装置检测到该地动植物情况与云端数据不符合或者发生病虫害等情况时，电控阀门在单片机控制下打开，空气进风管道通畅，风能进入车体内，此时该区域外界的空气中的花粉孢子等微小尘粒可以进入空气进风通道5，进而进入到特定的培养装置6。
所述的培养基装置6包括：玻璃盖板601、风道602、过滤空气通道603、载玻片604、培养基605、培养盒606、出风口607、电控门608，该培养装置6的上部设置玻璃盖板601，玻璃盖板601主要是对培养基604进行一定的保护措施，在玻璃盖板601的下部设置了一定数量的多行多列的培养基605，而每个培养基605和所放置培养基605的培养盒606均是进行过灭菌设置处理过的，培养基分为两层，即上部载玻片604的处理层和下部培养基605层，上层与下层采用电控门608进行相隔，该电控门608由两扇门结构组成，单片机控制电控门608的打开和关闭状态，通过控制电控门608的打开进而控制载玻片落入到下方的培养基605进行空气花粉孢子微尘培养。
在每个培养盒605的壁面设置有风道602，此外，每个培养盒605的风道602均是与车顶部设置的进风通道是连通的，当地形车到达一个地区段位置进行害虫杀灭时，空气进风通道5打开，此时单片机控制一个培养基装置6的开闭风道602的电控阀门打开，每个培养基装置6都设置有一段独立通向空气进风管道5的风道602，且每个培养基装置6的风道602与空气进风管道用电控阀门来控制它们的连接状态，当一个培养基装置6的电控阀门打开使它的风道602与空气进风管道5接通时，其它的培养基装置6的风道602上的电控阀门不受影响保持关闭状态使得该段风道602不与空气进风管道5接通，空气进入培养基装置6，此时空气中的尘粒将落到表面涂有凡士林的载玻片上，之后单片机控制电控门打开，载有空气微尘的载玻片落入液体培养基内进行短暂性的培育，而所培养的载玻片上的空气微粒在培养基上只是作为一个简单的空气成分的观测研究对象，以方便于为研究该区段的空气情况和物种提供一定的条件。
培养基装置6还设置有过滤空气通道603和出风口607，当载玻片604没有落入培养基605内时，培养基605内的气压为一个稳定数值，在载玻片604落入液体培养基605进行培养时，电控门608关闭，整个培养基605与外界环境进行了隔离，此时培养基605内部的空气只有跟随载玻片604进入到培养基605上的空气，此时过滤空气通道603和出风口607关闭，当培养基605被观测人员拿出进行观测时，培养基装置6内部原来培养过程中的空气由出风口607的抽气泵进行抽出，而此时过滤空气通道603将向内部通入无菌空气来维持内部气压的平衡。
本装置的供电系统由地形车的自带电源和太阳能电池板8提供，在车身1的受光部分和诱虫器2的顶部采用太阳能电池板8来设计，太阳能电池板8可通过将太阳能转换为电能来为该发明装置提供部分电能，与车内电源一起为该车提供电能。
该发明装置的控制系统包括无线通讯模块、单片机、手持端、PC数据端，无线通讯模块的采用的是现有技术来实现，无线通讯模块与单片机进行数据信息交换并传输到手持端和PC云端，进一步促使单片机和手持端以及PC云端之间可进行数据交换，手持端与PC端的设置将有效提高控制系统数据处理的能力，该控制系统主要是完成装置的摄像头4和红外检测装置4对区段害虫数据的检测进而为装置的路径规划导航作出选择，同时完成对作害虫捕杀数据的分析和物物种的生长分析，此外，控制系统也将控制装置的电控阀门的打开和关闭来控制装置的培养装置6的工作实现。
请参阅图8-9，本发明的系统电路图包括：时钟电路、复位电路、数模转换电路、雨控传感器202电路、摄像机3模拟电路、热释电红外传感器4电路、单片机、黑光灯203、电控阀门，该系统所用单片机型号为AT89C51，摄像头3型号为OV6620，热释电红外传感器4型号为PIR，培养基装置6的载玻片604的培育由电控阀门（electronic control valve）控制开关使载玻片604落入培养基605培育，雨控传感器202由压力传感器（pressure sensor）模拟，黑光灯203（black light lamp）为汞灯。摄像头3为OV6620由八个开关分别与P1.0—P1.7相连，来模拟摄像头3的八位输入。热释电红外传感器4为PIR可以检测到周围害虫的存在，并将信息传送到单片机。雨控传感器202由压力传感器构成。压力传感器采用得是电阻应变压力传感器，由弹性元件和电阻应变片组成。当弹性元件受到压力时，其表面发生应变，粘贴在弹性元件表面得电阻应变片的电阻值将随着弹性元件的应变面而相应变化，通过测量电阻应变片的阻值变化，来确认是否达到了必须断开电路的雨量大小。压力传感器采集的信号为模拟信号，经由模数转换电路变为数字信号传送给单片机。电控阀门由直流电动机构成，电路中用模块代替。通过控制电控阀门实现培养基装置6的使用。单片机将由摄像头3、热释电红外传感器4传递来的电信号进行处理，确认害虫的位置后，由车上所带汞灯203将害虫杀死并由收集装置进行收集，最后由单片机传递信号控制电控阀门开关（电控阀门由直流电机构成）将收集的害虫的尸体从车体的收集装置排出。下面对本电路系统的复位电路和太阳能电池板8电路进行说明：
复位电路：为了保障单片机运行，给单片机增加复位电路。复位电路有以下功能：上电复位可以对内部存储器进行复位；同步内外的时钟信号；电压波动或不稳定时，复位电路给电路延时直到电路稳定；当程序出错时通过复位电路使单片机恢复正常运行状态。
太阳能电池板8电路：图中芯片的型号为LT1073，A为太阳能电池板8。图中太阳能电池板8提供6V电压。LT1073经由电阻R6检测充电电流，在蓄电池中维持16毫安的充电电流。LT1073内有低电压测定器，在太阳能板8的输出电压将至4V时，LT1073将断开充电电路，而当电压升到5V时又可以继续对电池进行充电。
本系统电路的工作原理是：通过设置在车体上部的摄像头3和车身前部的红外检测装置4来检测区段内的害虫数据，将该数据传送到单片机后，由单片机来控制地形车的路径移动，当害虫飞到诱虫器2被捕获死亡之后，尸体进入到集虫器206，最后由单片机来控制电控阀门来将尸体从车体排出，空气中的微粒由空气进风通道5进入到培养基装置6后，在载玻片604上采集，通过电控门来控制载玻片604落入到培养基605内进行短暂性培养，为植株的生长和病虫害分析提供一定的条件。
应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。
Claims (10)
1.一种农林病虫害监控机器人，其特征在于包括：智能车轮（1）、杀虫器（2）、摄像头（3）、红外检测装置（4）、空气进风通道（5）、培养基装置（6）、太阳能电池板（7）、电控阀门（8）、控制系统，杀虫器（2）、摄像头（3）、红外检测装置（4）、空气进风通道（5）、培养基装置（6）、太阳能电池板（7）均设置在车体上，杀虫器（2）、摄像头（3）、红外检测装置（4）、培养基装置（6）、太阳能电池板（7）、电控阀门（8）均与控制系统的单片机连接；电控阀门（8）设置在车体上的杀虫器（2）、空气进风管道（5）、培养基装置（6）等地方，主要是控制各部分的连通状态，通过设置在车体上的摄像头（3）和红外检测装置（4）来对农作物区域内的害虫数据进行检测并传输到控制端，控制端将根据区域内的害虫数据来指引地形车的路径移动，由杀虫器（2）来对农林该区域的害虫进行诱捕杀灭，并通过下方设置的集虫装置对死亡尸体进行集中收集，由摄像头（3）来对死亡尸体进行拍照计数以及采集农林片段的动植物情况并上传到控制系统的单片机，由单片机将采集信息通过无线通讯模块与PC云端和手持端进行数据交流分析，空气中的花粉孢子尘粒将通过空气进风通道（5）进入到培养基装置（6）进行捕捉和短暂性的培养，进而来为农林植株培育研究和农作物生长提供一定的条件。
2.根据权利要求1所述的一种农林病虫害监控机器人，其特征在于：所述地形车采用无人驾驶设计，为适应不同地形度段的路面环境，地形车的车轮（1）设计采用八轮式设计，该智能车轮（1）的左右端分别为四个车轮（1），每一个与车身连接的支撑件连接两个车轮（1），智能车轮（1）可以根据地面路形自动进行车轮的升降与收缩来保证地形车的安全行驶与功能实现，该地形车可根据摄像头（3）和红外检测装置（4）检测到的地段的害虫数据并传送到单片机来控制自身路径转移进而去进行害虫捕杀和空气采集，全地形车的内部工作系统与一般车体相同，其转向系统、动力系统、刹车系统均与单片机连接，工作系统由单片机来控制。
3.根据权利要求1所述的一种农林病虫害监控机器人，其特征在于：设置在地形车上的杀虫器（2）主要由太阳能遮光顶板（201）、雨控感应器（202）、汞灯（203）、电击杀虫网（204）、蚊虫尸体收集管道（205）、集虫器（206）组成，装置底部设置有电控阀门（8），该杀虫器（2）设置为灯罩式的圆柱装置，上方的杀虫装置通过蚊虫尸体收集管道（205）与下方集虫器（206）连接，尸体收集管道（205）和集虫器（206）设置在车体内部，电控阀门（8）设置在集虫器（206）底部，也是整个杀虫器（2）底部，电控阀门（8）采用现有技术，即通过通断电实现阀门的开闭，整个装置贯穿车体，当下方电控阀门（8）打开时杀虫器上下贯通，蚊虫尸体落入下方地面，蚊虫尸体管道（205）与上方的太阳能遮光顶板（201）直径大小相同且均大于环形设置的电击杀虫网（204）的直径，遮光筒采用了太阳能遮光顶板（201）不仅能有效的实现对电击杀虫网（204）和集虫器（206）的保护，还能通过设置在顶部的太阳能电池板来对杀虫网（204）和汞灯（203）进行供电，在太阳能遮光顶板（201）上还安装了雨控感应器（202），当下雨天雨量过大时，雨控感应器（202）会将信息发送至单片机来将工作电源切断，进而保护装置，杀虫灯采用汞灯（203）来进行灯光害虫诱捕，由于昆虫的复眼对波长为3300-4000nm的紫外线辐射非常敏感，因此专门设置了光波为3600的黑光灯来对害虫进行诱捕，电击杀虫网（204）的设置主要采用高压电击设计，当蚊虫由于汞灯（203）的诱惑进入到杀虫网（204）会触及到电击网（204）而被杀灭，并进入下方的蚊虫尸体管道（205）进而储存在在蚊虫尸体管道（205）的下方设置了集虫器（206）内，该集虫器（206）主要设置在车体的下底面，该电控阀门（8）能控制集虫器（206）的下部的打开和关闭，当集虫器（206）内储存一定量的蚊虫后，电控阀门（8）打开，尸体将经过电控阀门（8）落到对应尸体储集地面。
4.根据权利要求1所述的一种农林病虫害监控机器人，其特征在于：设置在车体上的摄像头（3）通过云台和连接装置与车体连接，摄像头（3）采用306度全方位监控，该摄像头（3）主要有三种作用，其一可对昆虫飞到杀虫网（204）的昆虫进行拍照记录并上传到控制端来分析捕杀害虫的情况，其二可对农林片段的动植物情况进行拍照采集，包括对整片地段的动物的检测拍照，对植被的生长情况进行采集，摄像头（3）将这些数据传送到单片机，由单片机来完成信息数据的采集和与PC云端的信息交流，进而更好的来对本区段的物种研究和病虫害防治提供条件，其三可与红外检测装置（4）一起对农林地段的害虫数据进行检测，通过检测区段的大致害虫数量并将数据传输到控制端，由控制端来完成地形车的路径移动。
5.根据权利要求1所述的一种农林病虫害监控机器人，其特征在于：在车体上还设置了空气进风通道（5），该空气进风通道（5）主要是接收空气，当检测装置检测到该地动植物情况与云端数据不符合或者发生病虫害等情况时，空气进风通道（5）的电控阀门的打开，此时该区域外界的空气中的花粉孢子等微小尘粒可以进入空气进风通道（5），进而进入到特定的培养装置（6）。
6.根据权利要求1所述的一种农林病虫害监控机器人，其特征在于：所述的培养基装置（6）包括：玻璃盖板（601）、风道（602）、过滤空气通道（603）、载玻片（604）、培养基（605）、培养盒（606）、出风口（607）、电控门（608），该培养基装置（6）的上部设置玻璃盖板（601），玻璃盖板（601）主要是对载玻片（604）进行一定的保护措施，在玻璃盖板（601）的下部设置了一定数量的多行多列的培养基（605），而每个培养基（605）和所放置培养基（605）的培养盒（606）均是进行过灭菌设置处理过的，培养基（605）分为两层，即上部载玻片（604）的处理层和下部培养基（605）层，上层与下层采用电控门（608）进行相隔，该电控门（608）由两扇门结构组成，单片机控制电控门（608）的打开和关闭状态，通过控制电控门（8）的打开进而控制载玻片（604）落入到下方的培养基（605）进行空气花粉孢子微尘培养。
7.根据权利要求1所述的一种农林病虫害监控机器人，其特征在于：在每个培养盒（605）的壁面设置有风道（602），此外，每个培养盒（606）的风道（602）均是与车顶部设置的进风通道（5）是连通的，当地形车到达一个地区段位置进行害虫杀灭时，空气进风通道（5）打开，此时单片机控制一个培养基装置（6）的开闭风道（602）的电控阀门（8）打开，每个培养基（605）都设置有一段独立通向空气进风管道（5）的风道（602），且每个培养基（605）的风道（602）与空气进风管道（5）用电控阀门（8）来控制它们的连接状态，当一个培养基（605）的电控阀门（8）打开使它的风道（602）与空气进风管道（5）接通时，其它的培养基（605）风道（602）上的电控阀门（8）不受影响保持关闭状态使得该段风道（602）不与空气进风管道（5）接通，空气进入培养基装置（6），此时空气中的尘粒将落到表面涂有凡士林的载玻片（604）上，之后单片机控制电控阀门（8）打开，载有空气微尘的载玻片（604）落入液体培养基（605）内进行短暂性的培育，而所培养的载玻片（604）上的空气微粒在培养基（605）上只是作为一个简单的空气成分的观测研究对象，以方便于为研究该区段的空气情况和物种提供一定的条件。
8.根据权利要求1所述的一种农林病虫害监控机器人，其特征在于：培养基装置（6）还设置有过滤空气通道（603）和出风口（607），当载玻片（604）没有落入培养基（605）内时，培养基（605）内的气压为一个稳定数值，在载玻片（604）落入液体培养基（605）进行培养时，电控阀门（8）关闭，整个培养基（605）与外界环境进行了隔离，此时培养基（605）内部的空气只有跟随载玻片（604）进入到培养基（605）上的空气，此时过滤空气通道（603）和出风口（607）关闭，当培养基（605）被观测人员拿出进行观测时，培养基装置（6）内部原来培养过程中的空气由出风口（607）的抽气泵进行抽出，而此时过滤空气通道（603）将向内部通入无菌空气来维持内部气压的平衡。
9.根据权利要求1所述的一种农林病虫害监控机器人，其特征在于：本装置的供电系统由地形车的自带电源和太阳能电池板（8）提供，在车身（1）的受光部分和诱虫器（2）的顶部采用太阳能电池板（8）来设计，太阳能电池板（8）可通过将太阳能转换为电能来为该发明装置提供部分电能，与车内电源一起为该车提供电能。
10.根据权利要求1所述的一种农林病虫害监控机器人，其特征在于：该发明装置的控制系统包括无线通讯模块、单片机、手持端、PC数据端，无线通讯模块的采用的是现有技术来实现，无线通讯模块与单片机进行数据信息交换并传输到手持端和PC云端，进一步促使单片机和手持端以及PC云端之间可进行数据交换，手持端与PC端的设置将有效提高控制系统数据处理的能力，该控制系统主要是完成装置的摄像头（4）和红外检测装置（4）对区段害虫数据的检测进而为装置的路径规划导航作出选择，同时完成对作害虫捕杀数据的分析和物物种的生长分析，此外，控制系统也将控制装置的电控阀门（8）的打开和关闭来控制装置的培养装置（6）的工作实现。
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