CN115005172A - 一种智慧农业植保防控系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智慧农业植保防控系统，包括诱杀单元、视觉识别单元和通信定位单元；诱杀单元，包括不少于三组呈辐射性布置的挡虫板，相邻两组挡虫板的相邻面分别反射不同频谱区域的光线；还包括用于击杀昆虫的电击网，和处于底部用于承接虫尸的采集板；所述诱杀单元外部设置有高度可调且能够改变光源出射高度或阻挡对应高度区域内飞虫进入的遮蔽罩；视觉识别单元，包括用于对采集板上表面虫尸进行种类识别和数量统计的摄像头；本智慧农业植保防控系统有效扩大诱杀范围，且能够对不同方向和高度的虫情进行分类统计分析，并与执行喷洒药物的无人机进行联动，从而对特定区域进行针对性作业，降低农药使用量，保证食品安全。

Description

一种智慧农业植保防控系统

技术领域

本发明涉及智慧农业技术领域，具体为一种智慧农业植保防控系统。

背景技术

在进行大面积农业种植时，通过传统人力进行植保防控存在诸多问题，因此诞生了自动农业植保防控系统，通过终端的数据采集，反馈至控制中心，从而进行云端决策后，向终端执行器械发送控制指令，实现全机械化，自动耕作；同时集合大数据进行信息分析，帮助农场主进行正确决策。

如在虫情分析方面，现有的采集设备，仅仅是对特定范围内昆虫诱杀，并不能对昆虫种类分析识别，对在不同高度范围内活动的昆虫无法统计，造成治理时，不能准确用药，且诱杀范围有限，不能进行整个园区的防控，且与喷洒药剂的无人机之间无法实现联动，造成部分虫情轻微的区域喷洒同样的药量，且现有的诱虫设备受环境风影响较大，造成虫尸收集难度大，不便于进行虫害种类分析。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有的缺陷，提供一种智慧农业植保防控系统，有效扩大诱杀范围，且能够对不同方向和高度的虫情进行分类统计分析，并与执行喷洒药物的无人机进行联动，从而对特定区域进行针对性作业，降低农药使用量，保证食品安全，可以有效解决背景技术中的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种智慧农业植保防控系统，包括诱杀单元、视觉识别单元和通信定位单元；

诱杀单元，包括不少于三组呈辐射性布置的挡虫板，相邻两组挡虫板的相邻面分别反射不同频谱区域的光线；还包括用于击杀昆虫的电击网，和处于底部用于承接虫尸的采集板；

所述诱杀单元外部设置有高度可调且能够改变光源出射高度或阻挡对应高度区域内飞虫进入的遮蔽罩；

视觉识别单元，包括用于对采集板上表面虫尸进行种类识别和数量统计的摄像头；

通信定位单元，包括用于自身定位的定位单元，和用于与周边打药无人机通讯和测距的通信单元。

作为本发明的一种优选技术方案，所述诱杀单元的中心位置设置竖直布置的负压管，所述负压管表面设置有若干组进气孔，且负压管的顶端设置抽风扇，且所述抽风扇的排风道内设置有用于放置信息素的置物架；所述电击网布置在负压管外部，且电击网与采集板夹角为锐角。

设计结构时，将光源的灯珠的灯座与负压管结合，设计为一体，采用金属材质，具有良好的导热性能，从而能够快速将灯管产生的热量排出；且该热量直接作用在置物架上的信息素，促使信息素快速挥发，增加传播距离，有效增加诱杀范围；

且通过负压管的设计，使挡虫板之间的区域呈负压状态，当飞虫进入其中时，会随负压气流与电击网接触，从而将飞虫击杀，避免飞虫逃逸，且挡虫板之间形成的夹角区域，有效降低环境风对内部飞虫和击杀后虫尸的影响，便于准确统计昆虫数量和种类；

同时电击网与采集板之间存在一定的夹角，当飞虫被电击网击杀后，在重力作用下下落，能够平摊在采集板表面，避免虫尸堆叠，便于视觉识别单元进行飞虫种类和数量的统计。

作为本发明的一种优选技术方案，所述挡虫板夹层沿对角线设置反光板，且挡虫板的竖直两端分别布置有向挡虫板内部入射自然光和紫外光的光源，所述反光板的两面分别能够反射自然光和紫外光的光线；

采用对角线布置的反光板设计，使反光板与两端的光源均存在一定的夹角，从而使反光板的两面能够分别反射不同的光源，结合日光灯和紫外光灯双重光源设计，有效增加输出光光谱，从而能够获得更加宽泛的诱虫范围，且在设计时，通过在反光板表面不同位置涂覆不同的涂层，改变反射光源的输出频谱，从而能够对更多种类的昆虫进行诱杀。

作为本发明的一种优选技术方案，所述诱杀单元还包括驱动采集板自转的驱动机构，所述采集板表面设置有用于使虫尸下漏的排虫孔，所述采集板上方设置有毛刷，当采集板相对毛刷转动时，毛刷能够将采集板表面的虫尸聚集到排虫孔区域；

在进行昆虫的种类和数量采集时，过于长时间的累积，采集板表面虫尸堆叠，不利于图形分析，因此，通过采集板旋转，在毛刷作用下，定期将表面虫尸收集到排虫孔内，即实现虫尸的定期清理。

作为本发明的一种优选技术方案，所述诱杀单元的顶部和底部分别设置有碗状且用于光线反射的顶罩和底罩，所述采集板为透明板，且表面设置分度盘；所述底罩的最低位处设置有用于承接虫尸的集虫箱，所述集虫箱内部设置有用于对虫尸干燥处理的红外加热模块；

通过顶罩和底罩之间的光线多次反射，有效增加设备诱杀单元内部光亮，提升诱杀效果，且采用透明的采集板，并经过底罩的反光补光，有效提升顶部摄像头的图形采集能力，通过对虫尸尺寸和外形的采集、判断、与数据库比对，从而提升虫尸种类识别的准确度。

作为本发明的一种优选技术方案，所述顶罩的最高端处设置通孔，且通孔上方设置有二级顶罩，所述二级顶罩上方布置含有通信定位单元的通讯包；

将通信包顶置，有助于降低信号传输过程中的阻挡，且内部集成GPS定位装置，从而能够准确判断设备所处实际位置；同时集成通信单元，将虫情监测结果及时回传，且通过多设备组网，对组网区域内无人机通讯时间的判断计算，准确定位无人机与设备之间的相对位置关系，从而判定无人机所处设备的方位，再根据设备对该方位虫情监测的结果，进行针对性的药液喷洒，从而降低整体用药量，减少作物内农药残存量。

作为本发明的一种优选技术方案，所述遮蔽罩为不透明的板材，且内壁涂覆反光涂层；

采用能够上下运动的遮蔽罩，改变诱杀单元的发光高度，对在不同高度的昆虫进行分别诱杀，由于视觉识别单元在对昆虫种类识别时，主要是依据虫尸外形轮廓和虫尸尺寸进行判定，相同大小或外形轮廓相似的昆虫较多，对多层级昆虫同步诱杀，进行识别时，易出现识别出错的问题，因此，通过分高度诱杀的方式，结合预设数据库内该高度活动活跃昆虫种类的记录，提升昆虫的识别准确率。

作为本发明的一种优选技术方案，所述遮蔽罩为半透明的毛玻璃；

通过半透明的毛玻璃设计，使遮蔽罩能够部分透光，但能够阻挡昆虫进入诱杀区域，仅开放对应高度区域的昆虫进入诱杀，且遮蔽区域的昆虫由于其趋光性，会停附在遮蔽罩外部，不会进入，进而保证视觉识别单元对虫尸识别的准确性。

作为本发明的一种优选技术方案，还包括驱动遮蔽罩上下滑动的滑轮组驱动机构。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本智慧农业植保防控系统通过发光诱虫板以辐射形状的结构设计，增加发光面积，且起到挡风的作用，增加诱杀范围，且降低环境风对虫尸分布的影响，便于通过视觉识别进行虫情分析，从而针对性用药，降低作物农药残余，且通过遮蔽罩设计，改变光源高度，从而对不同高度活动的昆虫进行分类诱杀，即对不同高度区域的虫情进行采集分析，从而进一步的针对性进行灭虫；

而且采用辐射性的结构布置挡虫板，即两组挡虫板直接的夹角对应区域与其他区域的昆虫混杂量下降，即该区域对应的监测结果，更加准确反馈所对应方向的虫情，即监测结果更具有指向性，适合农场面积大，不同区域作物不一致，虫情不一致的情形；

且通过多组设备组网，多组设备重叠区域检测结果的综合判断，能够更加准确反馈该区域的虫情，从而能够针对性的进行除虫，实现精细化作业。

同时内部集成通信定位单元，能够及时将监测信息回传，且能够多组设备进行组网，与喷药的无人机进行联动，实施监控无人机位置，从而在特定区域进行针对性的灭杀，从而降低农药使用量，减少作物农药残余，保证产品安全。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明剖视图；

图3为本发明挡虫板安装示意图；

图4为本发明负压管安装示意图；

图5为本发明水平截面示意图；

图6为本发明挡虫板结构示意图。

图中：1、挡虫板；101、反光板；102、光源；2、电击网；3、遮蔽罩；4、顶罩；401、摄像头；402、二级顶罩；5、采集板；501、毛刷；502、排虫孔；6、通信包；7、边缘围挡；8、负压管；801、抽风扇；9、集虫箱；901、红外加热模块；10、底罩；11、置物架。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-图6，本发明提供一种技术方案：一种智慧农业植保防控系统，包括诱杀单元、视觉识别单元和通信定位单元；

诱杀单元，包括不少于三组呈辐射性布置的挡虫板1，相邻两组挡虫板1的相邻面分别反射不同频谱区域的光线；还包括用于击杀昆虫的电击网2，和处于底部用于承接虫尸的采集板5；

诱杀单元外部设置有高度可调且能够改变光源出射高度或阻挡对应高度区域内飞虫进入的遮蔽罩3；

视觉识别单元，包括用于对采集板5上表面虫尸进行种类识别和数量统计的摄像头；

通信定位单元，包括用于自身定位的定位单元，和用于与周边打药无人机通讯和测距的通信单元。

诱杀单元的中心位置设置竖直布置的负压管8，负压管8表面设置有若干组进气孔，且负压管8的顶端设置抽风扇801，且抽风扇801的排风道内设置有用于放置信息素的置物架11；电击网2布置在负压管8外部，且电击网2与采集板5夹角为锐角。

设计结构时，将光源102的灯珠的灯座与负压管8结合，设计为一体，采用金属材质，具有良好的导热性能，从而能够快速将灯管产生的热量排出；且该热量直接作用在置物架11上的信息素，促使信息素快速挥发，增加传播距离，有效增加诱杀范围；

且通过负压管8的设计，使挡虫板1之间的区域呈负压状态，当飞虫进入其中时，会随负压气流与电击网2接触，从而将飞虫击杀，避免飞虫逃逸，且挡虫板1之间形成的夹角区域，有效降低环境风对内部飞虫和击杀后虫尸的影响，便于准确统计昆虫数量和种类；

同时电击网2与采集板5之间存在一定的夹角，当飞虫被电击网2击杀后，在重力作用下下落，能够平摊在采集板5表面，避免虫尸堆叠，便于视觉识别单元进行飞虫种类和数量的统计。

参阅图6，挡虫板1夹层沿对角线设置反光板101，且挡虫板1的竖直两端分别布置有向挡虫板1内部入射自然光和紫外光的光源102，反光板101的两面分别能够反射自然光和紫外光的光线；

采用对角线布置的反光板101设计，使反光板101与两端的光源均存在一定的夹角，从而使反光板101的两面能够分别反射不同的光源，结合日光灯和紫外光灯双重光源设计，有效增加输出光光谱，从而能够获得更加宽泛的诱虫范围，且在设计时，通过在反光板101表面不同位置涂覆不同的涂层，改变反射光源的输出频谱，从而能够对更多种类的昆虫进行诱杀。

参阅图3和图4，诱杀单元还包括驱动采集板5自转的驱动机构，采集板5表面设置有用于使虫尸下漏的排虫孔502，采集板5上方设置有毛刷501，当采集板5相对毛刷501转动时，毛刷501能够将采集板5表面的虫尸聚集到排虫孔502区域；

在进行昆虫的种类和数量采集时，过于长时间的累积，采集板5表面虫尸堆叠，不利于图形分析，因此，通过采集板5旋转，在毛刷501作用下，定期将表面虫尸收集到排虫孔502内，即实现虫尸的定期清理。

诱杀单元的顶部和底部分别设置有碗状且用于光线反射的顶罩4和底罩10，采集板5为透明板，且表面设置分度盘；底罩10的最低位处设置有用于承接虫尸的集虫箱9，集虫箱9内部设置有用于对虫尸干燥处理的红外加热模块901；

通过顶罩4和底罩10之间的光线多次反射，有效增加设备诱杀单元内部光亮，提升诱杀效果，且采用透明的采集板5，并经过底罩10的反光补光，有效提升顶部摄像头401的图形采集能力，通过对虫尸尺寸和外形的采集、判断、与数据库比对，从而提升虫尸种类识别的准确度。

顶罩4的最高端处设置通孔，且通孔上方设置有二级顶罩402，二级顶罩402上方布置含有通信定位单元的通讯包6；

将通信包6顶置，有助于降低信号传输过程中的阻挡，且内部集成GPS定位装置，从而能够准确判断设备所处实际位置；同时集成通信单元，将虫情监测结果及时回传，且通过多设备组网，对组网区域内无人机通讯时间的判断计算，准确定位无人机与设备之间的相对位置关系，从而判定无人机所处设备的方位，再根据设备对该方位虫情监测的结果，进行针对性的药液喷洒，从而降低整体用药量，减少作物内农药残存量。

遮蔽罩3为不透明的板材，且内壁涂覆反光涂层；

采用能够上下运动的遮蔽罩3，改变诱杀单元的发光高度，对在不同高度的昆虫进行分别诱杀，由于视觉识别单元在对昆虫种类识别时，主要是依据虫尸外形轮廓和虫尸尺寸进行判定，相同大小或外形轮廓相似的昆虫较多，对多层级昆虫同步诱杀，进行识别时，易出现识别出错的问题，因此，通过分高度诱杀的方式，结合预设数据库内该高度活动活跃昆虫种类的记录，提升昆虫的识别准确率。

遮蔽罩3为半透明的毛玻璃；

通过半透明的毛玻璃设计，使遮蔽罩3能够部分透光，但能够阻挡昆虫进入诱杀区域，仅开放对应高度区域的昆虫进入诱杀，且遮蔽区域的昆虫由于其趋光性，会停附在遮蔽罩3外部，不会进入，进而保证视觉识别单元对虫尸识别的准确性。

还包括驱动遮蔽罩3上下滑动的滑轮组驱动机构。

同时在采集板5圆周边缘位置绝对固定的设置边缘围挡7，避免外部环境风吹动处于采集板5表面的虫尸，避免虫尸堆积，有助于提升视觉识别单元的识别准确率。

在使用时：相较于传统的捕虫灯，本发明采用多色led灯珠作为光源102，有效增加光照频谱，扩大诱杀昆虫种群类别，且通过挡虫板1两端灯珠的功率变化，调整两端光源亮度差，即改变处于同一区域内，相邻两组挡虫板1对应面的光照差，即自然光和紫外光的亮度差，通过亮度差的调整，改变混合光的频谱，从而改变诱虫种类；

而且本发明的挡虫板1区别于传统诱捕设备的挡虫板，传统诱捕设备采用单一光源，以点光源的形式进行发散，对不同高度的昆虫均由于吸引作用，在进行视觉识别时，由于昆虫种类较多，对比数据库较大，造成识别准确率下降，而采用挡虫板1作为平面光源，能够发射水平的平行光，对特定高度区域内的昆虫进行吸引。

参阅图2和图6，同时在负压管8的出风口处设置信息素，抽风扇801工作，在负压管8内形成负压，且负压管8内集成散热栅，将光源102的热量及时通过负压管8内部风道排出，且该部分热量作用与信息素，加速信息素的挥发，结合抽风扇801产生的气流，向远处扩散；

且在顶罩4上方设置二级顶罩402，且顶罩4上方设置供信息素挥发的通道，即通过信息素从二级顶罩402下方排出，在二级顶罩402边缘与顶罩4上表面之间的缝隙处加装次级电击网，对通过化学诱捕的昆虫进行诱杀；

或通过释放性信息素，使雄成虫的触角一直处于高浓度的性信息素包围之中，或大量释放性信息素的同系物、抑制剂，用以干扰雌雄成虫间正常的化学通讯，使之无法定向找到雌虫交尾而达到控制其交配繁殖的目的，从而减少次代昆虫数量，实现防治结合。

该发明采用多组辐射性布置的挡虫板1，不同挡虫板1夹角内的区域检测结果，代表该指向区域田间的昆虫量，同时该发明能够在田间进行多点矩阵布置，通过多组设备的监测结果综合评判，对重叠区域内昆虫种类、数量进行统计，且通过改变遮蔽罩3高度，对该区域内不同高度活动范围内的昆虫数量、种类进行统计，从而实现精准防控；

且能够通过建立昆虫数据库，即预先录入昆虫的活动高度、外形尺寸等基本信息，通过调整遮蔽罩3高度，对不同高度的昆虫进行诱杀，通过视觉识别单元进行昆虫图形采集，随后与对应数据库内数据进行比对，有效缩小比对数据库范围，从而提升识别的精确度。

在进行虫情治理时，采用无人机进行喷药作业，作业时，现有的无人机多数依赖自身GPS进行定位，或者依赖人工现场目测进行定位，对于大面积农场来讲并不适用，因此采用多点矩阵布置的本发明，利用顶部的通信包6与无人机进行本地通讯，或利用射频通讯进行组网，有效增加无人机的通讯范围，解决运营商网络未覆盖地区的无人机通讯问题，且通过计算无人机与不同位置通信包6通讯的时间差，计算无人机与多组通信包6的相对位置，实现无人机的准确定位，满足植物行间距内喷洒作业。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种智慧农业植保防控系统，其特征在于：包括诱杀单元、视觉识别单元和通信定位单元；

诱杀单元，包括不少于三组呈辐射性布置的挡虫板(1)，相邻两组挡虫板(1)的相邻面分别反射不同频谱区域的光线；还包括用于击杀昆虫的电击网(2)，和处于底部用于承接虫尸的采集板(5)；

所述诱杀单元外部设置有高度可调且能够改变光源出射高度或阻挡对应高度区域内飞虫进入的遮蔽罩(3)；

视觉识别单元，包括用于对采集板(5)上表面虫尸进行种类识别和数量统计的摄像头；

通信定位单元，包括用于自身定位的定位单元，和用于与周边打药无人机通讯和测距的通信单元。

2.根据权利要求1所述的智慧农业植保防控系统，其特征在于：所述诱杀单元的中心位置设置竖直布置的负压管(8)，所述负压管(8)表面设置有若干组进气孔，且负压管(8)的顶端设置抽风扇(801)，且所述抽风扇(801)的排风道内设置有用于放置信息素的置物架(11)；所述电击网(2)布置在负压管(8)外部，且电击网(2)与采集板(5)夹角为锐角。

3.根据权利要求1所述的智慧农业植保防控系统，其特征在于：所述挡虫板(1)夹层沿对角线设置反光板(101)，且挡虫板(1)的竖直两端分别布置有向挡虫板(1)内部入射自然光和紫外光的光源(102)，所述反光板(101)的两面分别能够反射自然光和紫外光的光线。

4.根据权利要求2所述的智慧农业植保防控系统，其特征在于：所述诱杀单元还包括驱动采集板(5)自转的驱动机构，所述采集板(5)表面设置有用于使虫尸下漏的排虫孔(502)，所述采集板(5)上方设置有毛刷(501)，当采集板(5)相对毛刷(501)转动时，毛刷(501)能够将采集板(5)表面的虫尸聚集到排虫孔(502)区域。

5.根据权利要求4所述的智慧农业植保防控系统，其特征在于：所述诱杀单元的顶部和底部分别设置有碗状且用于光线反射的顶罩(4)和底罩(10)，所述采集板(5)为透明板，且表面设置分度盘；所述底罩(10)的最低位处设置有用于承接虫尸的集虫箱(9)，所述集虫箱(9)内部设置有用于对虫尸干燥处理的红外加热模块(901)。

6.根据权利要求4所述的智慧农业植保防控系统，其特征在于：所述顶罩(4)的最高端处设置通孔，且通孔上方设置有二级顶罩(402)，所述二级顶罩(402)上方布置含有通信定位单元的通讯包(6)。

7.根据权利要求1所述的智慧农业植保防控系统，其特征在于：所述遮蔽罩(3)为不透明的板材，且内壁涂覆反光涂层。

8.根据权利要求1所述的智慧农业植保防控系统，其特征在于：所述遮蔽罩(3)为半透明的毛玻璃。

9.根据权利要求1所述的智慧农业植保防控系统，其特征在于：还包括驱动遮蔽罩(3)上下滑动的滑轮组驱动机构。

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