CN109029558A - 一种基于大数据的斜纹夜蛾监测系统及预测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于大数据的斜纹夜蛾监测系统及预测方法，包括：斜纹夜蛾计数器（1），与通信模块（7）电连接；斜纹夜蛾性诱剂（11），放置于斜纹夜蛾计数器（1）内；GPS模块（2），与通信模块（3）电连接；温度计（12），与通信模块（3）电连接；湿度计（13），与通信模块（3）电连接；雨量传感器（14），与通信模块（3）电连接；气压传感器（15），与通信模块（3）电连接；通信模块（3），与云平台通过网络连接；云平台（4），与显示终端（5）通过网络连接；显示终端（5）。以解决现有技术中统计效率低、人为误差大和采集的影响因子少预测模型精度差的问题。

Description

一种基于大数据的斜纹夜蛾监测系统及预测方法

技术领域

本发明涉及烟草生产工具领域，尤其涉及一种基于大数据的斜纹夜蛾监测系统及预测方法。

背景技术

在贵州黔东南地区的烟叶生产活动中，斜纹夜蛾是烟田发生的主要害虫，危害较重。斜纹夜蛾属鳞翅目，夜蛾科，是一种杂食、暴食性食叶害虫，常间歇大暴发。以幼虫取食叶片为主，亦取食花、果及嫩枝。斜纹夜蛾是一种喜温性害虫，其生长发育最适宜温、湿度条件为温度28—30℃，相对湿度75％一85％。田间水肥好，作物生长茂盛的田块，虫口密度往往较大。斜纹夜蛾寄主广泛而复杂，如果烟田附近种有花生、红薯、十字花科蔬菜、芋头、莲藕等作物，则会使虫源大增，有可能暴发成灾。对斜纹夜蛾虫害的治理方法分为事前预防和事后治理两种方法，事前预防是在斜纹夜蛾害发生的之前或初期就采取措施以尽量减小病虫维护，采取措施如利用性诱剂等，但采取措施之前需要准确预知斜纹夜蛾爆发的时间，以确保在恰当的时间点采取措施，避免采取措施时间过早导致措施失效或采取措施时间过晚导致经济损失。

现有技术中对斜纹夜蛾爆发时间的预测采取的是性诱剂诱捕，人工目测统计然后录入电脑统计的方法，然后根据时间关系预测斜纹夜蛾爆发时间点，现有技术存在以下问题，

1)统计效率低，斜纹夜蛾的统计需要每天打开盛装性诱剂的斜纹夜蛾收纳盒，然后目测统计诱捕到的斜纹夜蛾数量，然后再手动输入到电脑中找斜纹夜蛾爆发时间点，统计完以后还要清洗斜纹夜蛾收纳盒，并重新加入性诱剂开始第二天的统计，如此周而复始；

2)人为误差大，人工统计存在人为因素，比如由于人的懒惰，不去实际查验，虚报数字，从而导致得到错误的数据；

3)采集的影响因子少，只采集了时间一个影响因子，完全忽略了每一年的气候和环境的差异性，预测模型精度差。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种基于大数据的斜纹夜蛾监测系统及预测方法，能够自动的采集斜纹夜蛾数量，自动的将数据上传到云平台，能够避免人为误差，能够监测地理位置、温度、湿度、雨量和气压多个影响因子，以解决现有技术中统计效率低、人为误差大和采集的影响因子少预测模型精度差的问题。

本发明的技术方案是：一种基于大数据的斜纹夜蛾监测系统，所述基于大数据的斜纹夜蛾监测系统包括，

斜纹夜蛾计数器，用于统计斜纹夜蛾数量，与通信模块电连接；

斜纹夜蛾性诱剂，用于吸引斜纹夜蛾到斜纹夜蛾计数器内，放置于斜纹夜蛾计数器内；

GPS模块，用于标记统计地点地理坐标，与通信模块电连接；

温度计，用于测量温度，与通信模块电连接；

湿度计，用于测量湿度，与通信模块电连接；

雨量传感器，用于测量降雨量，与通信模块电连接；

气压传感器，用于测量气压，与通信模块电连接；

通信模块，用于发送斜纹夜蛾数量和地理坐标信息，与云平台通过网络连接；

云平台，用于接收、存储和分析通信模块发送过来的数据，与显示终端通过网络连接；

显示终端，用于显示云平台数据；

所述斜纹夜蛾计数器包括斜纹夜蛾收纳盒、红外发射器和红外接收器，红外发射器和红外接收器安装在斜纹夜蛾计数器盒口，红外接收器与通信模块电连接。

所述斜纹夜蛾性诱剂与胶水混合，并喷洒在斜纹夜蛾收纳盒内壁。

所述基于时间的预测方法包括，

步骤一、温度计、湿度计、雨量传感器、气压传感器测得待预测地区的纬度、温度、湿度、雨量和气压；

步骤二、寻找本地区已有历史数据，如果时间相差±10天，温度、湿度、雨量和气压相差范围在10%以内，使用历史年份的数据作为待测年份的预测数据。

所述基于空间的预测方法，

步骤一、使用GPS模块、温度计、湿度计、雨量传感器、气压传感器测得待预测地区的纬度、温度、湿度、雨量和气压；

步骤二、寻找已有数据地区的相关数据，如果纬度相差±0.1度以内，温度、湿度、雨量和气压相差范围在10%以内，使用此地区的数据作为待测地区的预测数据。

本发明的有益效果是：

与现有技术相比，本发明通过采用自动化的斜纹夜蛾计数器，通过采用通信模块和云平台，解决了数据收集效率低，人为误差大的问题；

通过增加GPS模块、温度计、湿度计、雨量传感器和气压计，增加了影响因子数量，能够提高后面预测模型建立时的模型精度；

通过将性诱剂与胶水混合喷洒在斜纹夜蛾收纳盒内壁，使得飞进斜纹夜蛾收纳盒内的斜纹夜蛾不会再次飞处斜纹夜蛾计数器瓶口造成二次计数。

附图说明

图1为本发明的结构图；

图2为本发明斜纹夜蛾计数器的主视图；

图中：1斜纹夜蛾计数器、2GPS模块、3通信模块、4云平台、5显示终端、6红外发射器、7红外接收器、8斜纹夜蛾计数器盒口、9斜纹夜蛾收纳盒、11斜纹夜蛾性诱剂、12温度计、13湿度计、14雨量传感器、15气压传感器。

具体实施方式

下面结合附图及具体的实施例对发明进行进一步介绍：

参考图1至图2，一种基于大数据的斜纹夜蛾监测系统及预测方法，所述基于大数据的斜纹夜蛾监测系统包括，

斜纹夜蛾计数器1，用于统计斜纹夜蛾数量，与通信模块3通过导线连接，所述斜纹夜蛾计数器1包括斜纹夜蛾收纳盒9、红外发射器6和红外接收器7，红外发射器6和红外接收器7安装在斜纹夜蛾计数器盒口8，红外接收器7与通信模块3通过导线连接，使用时红外发射器常开，一旦有斜纹夜蛾通过斜纹夜蛾计数器1瓶口进入斜纹夜蛾收纳盒9内，红外接收器7接收到从红外发射器6发出的红外线将减弱，从而产生一个计数信号。

斜纹夜蛾性诱剂11，用于吸引斜纹夜蛾到斜纹夜蛾计数器1内，放置于斜纹夜蛾计数器1内，斜纹夜蛾性诱剂11可以模拟自然界的斜纹夜蛾性信息素，通过斜纹夜蛾性诱剂11可以吸引昆虫到斜纹夜蛾性诱剂11的位置。

GPS模块2，用于标记统计地点地理坐标，与通信模块3通过导线连接，采用NEO-6MGPS模块。

温度计12，用于测量温度，与通信模块3通过导线连接，采用MEAS型号为MS8607的数字式温度采集芯片。

湿度计13，用于测量湿度，与通信模块3通过导线连接，采用MEAS型号为MS8607的数字式湿度采集芯片。

雨量传感器14，用于测量降雨量，与通信模块3通过导线连接，采用清易电子科技型号CG-04的雨量传感器。

气压传感器15，用于测量气压，与通信模块3通过导线连接，采用MEAS型号为MS8607的气压传感器。

通信模块3，用于发送斜纹夜蛾数量和地理坐标信息，与云平台4通过GSM网络连接，通信模块3采用ARDUINO MKR GSM1400模块，具有GSM卡槽，使用时将GSM卡插入卡槽即可与外界网络通信。

云平台4，用于接收、存储和分析通信模块发送过来的数据，与显示终端5通过网络连接，云平台4可采用阿里云4云服务器。

显示终端5，用于显示云平台4数据，显示终端5可以是手机，也可以是通用电脑。

优选的斜纹夜蛾性诱剂11与胶水混合，并喷洒在斜纹夜蛾收纳盒9内壁，胶水采用邦林牌型号为BL-710U的粘虫胶。

使用时，斜纹夜蛾计数器1内壁先喷洒一层斜纹夜蛾性诱剂11与胶水的混合物，斜纹夜蛾收到斜纹夜蛾性诱剂11被引诱到斜纹夜蛾收纳盒9内，当斜纹夜蛾通过斜纹夜蛾收纳盒9瓶口时，红外接收器7接收到从红外发射器6发出的红外线将减弱，从而产生一个计数信号发送给通信模块3ARDUINO MKR GSM1400单片机，由于通信模块3具有GSM网络通信功能，可以直接通过GSM网络将计数型号传送给云平台。其它模块所测得的数据将每隔一段时间传送给云平台一次，如GPS模块2、温度计12、湿度计13、雨量传感器14和气压传感器15所测得的经纬度、温度、湿度、降雨量和气压值。云平台4将这些数据储存到数据库，并供显示终端5调用。另外由于传感器测量得到的影响因子数量较以前增加，从时间一个维度增加到时间、经纬度、温度、湿度、降雨量和气压值这6个维度，这些数据可使用可从时间和空间两个方面对斜纹夜蛾进行预测。

所述基于时间的预测方法包括，

步骤一、温度计12、湿度计13、雨量传感器14、气压传感器15测得待预测地区的纬度、温度、湿度、雨量和气压；

步骤二、寻找本地区已有历史数据，如果时间相差±5天，温度、湿度、雨量和气压相差范围在10%以内，使用历史年份的数据作为待测年份的预测数据，比如查询历史数据得到参考数据的温度、湿度、雨量和气压相差范围在10%以内，并且参考数据的日期为2010年3月20日，现在时间为2018年3月15日，就可以使用2010年数据作为2018年预测斜纹夜蛾时间的数据。

所述基于空间的预测方法，

步骤一、使用GPS模块2、温度计12、湿度计13、雨量传感器14、气压传感器15测得待预测地区的纬度、温度、湿度、雨量和气压；

步骤二、寻找已有数据地区的相关数据，如果纬度相差±0.1度以内，温度、湿度、雨量和气压相差范围在10%以内，使用此地区的数据作为待测地区的预测数据，比如查询到得到的参考数据的温度、湿度、雨量和气压相差范围在10%以内，并且参考数据所在的地区北纬23.11度，待测地区纬度为北纬23.15度，就可以使用参考地的数据作为斜纹夜蛾预测数据。

本发明除了对斜纹夜蛾进行监测以外还可以对其它蛾类害虫进行监测，只需要把斜纹夜蛾计数器1中的斜纹夜蛾性诱剂11替换为相应的害虫性诱剂即可。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种基于大数据的斜纹夜蛾监测系统，其特征在于：所述基于大数据的斜纹夜蛾监测系统包括，

斜纹夜蛾计数器（1），用于统计斜纹夜蛾数量，与通信模块（3）电连接；

斜纹夜蛾性诱剂（11），用于吸引斜纹夜蛾到斜纹夜蛾计数器（1）内，放置于斜纹夜蛾计数器（1）内；

GPS模块（2），用于标记统计地点地理坐标，与通信模块（3）电连接；

温度计（12），用于测量温度，与通信模块（3）电连接；

湿度计（13），用于测量湿度，与通信模块（3）电连接；

雨量传感器（14），用于测量降雨量，与通信模块（3）电连接；

气压传感器（15），用于测量气压，与通信模块（3）电连接；

通信模块（3），用于发送斜纹夜蛾数量和地理坐标信息，与云平台（4）通过网络连接；

云平台（4），用于接收、存储和分析通信模块发送过来的数据，与显示终端（5）通过网络连接；

显示终端（5），用于显示云平台（4）数据。

2.根据权利要求1所述的基于大数据的斜纹夜蛾监测系统，其特征在于：所述斜纹夜蛾计数器（1）包括斜纹夜蛾收纳盒（9）、红外发射器（6）和红外接收器（7），红外发射器（6）和红外接收器（7）安装在斜纹夜蛾计数器盒口（8），红外接收器（7）与通信模块（3）电连接。

3.根据权利要求2所述的基于大数据的斜纹夜蛾监测系统，其特征在于：所述斜纹夜蛾性诱剂诱芯（11）安置于喷洒有胶水的斜纹夜蛾收纳盒（9）内壁。

4.一种使用权利要求1所述的基于大数据的斜纹夜蛾监测系统基于时间的预测方法，其特征在于：所述基于时间的斜纹夜蛾预测方法包括，

步骤一、温度计（12）、湿度计（13）、雨量传感器（14）、气压传感器（15）测得待预测地区的纬度、温度、湿度、雨量和气压；

步骤二、寻找本地区已有历史数据，如果时间相差±5天，温度、湿度、雨量和气压相差范围在10%以内，使用历史年份的数据作为待测年份的预测数据。

5.一种使用权利要求1所述的基于大数据的斜纹夜蛾监测系统基于空间的预测方法，其特征在于：所述基于空间的斜纹夜蛾预测方法，

步骤一、使用GPS模块（2）、温度计（12）、湿度计（13）、雨量传感器（14）、气压传感器（15）测得待预测地区的纬度、温度、湿度、雨量和气压；

步骤二、寻找已有数据地区的相关数据，如果纬度相差±0.1度以内，温度、湿度、雨量和气压相差范围在10%以内，使用此地区的数据作为待测地区的预测数据。