果園飛行害蟲誘捕分類計數裝置製造方法
2023-12-05 10:51:26
果園飛行害蟲誘捕分類計數裝置製造方法
【專利摘要】本發明提供一種果園飛行害蟲誘捕分類計數裝置，包括：太陽能板、誘捕裝置、雨水處理裝置、計數裝置、採集裝置、預處理裝置、分類裝置、回收裝置、主控制板，其中：誘捕裝置，用於根據性誘劑吸引捕殺飛行害蟲；計數裝置，包括第一組紅外傳感器，由正交的四個光電傳感器以正交的形式安置，所述四個光電傳感器採取「或」的方式連接，並將所述四個光電傳感器都連接到同一個IO口處，根據此IO口的電平的變化，進行害蟲的計數；採集裝置，包括三組正交的紅外光電傳感器組成，即第二組、第三組、第四組紅外光電傳感器，每組紅外光電傳感器由四個組成，且兩組傳感器之間的距離相等，用於計算害蟲的長度。
【專利說明】果園飛行害蟲誘捕分類計數裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及應用光電裝置的計數裝置【技術領域】，特別是涉及一種果園飛行害蟲誘捕分類計數裝置。
【背景技術】
[0002]果樹害蟲蟲體一般較小，為害場所隱蔽，發生代數多，種群數量增長速度快，防治難度大，蟲害信息的獲取是害蟲精確防治的重要基礎之一。且目前對於害蟲的分類的方法很少，一般都只是簡單的對誘捕來的害蟲進行簡單的計數，預測傷情信息。要想看是那種病蟲害造成的傷害，需要經常的去數據監測站查看，但由於天氣風化的原因，跌落的害蟲已經很難辨別出是那類害蟲。根據田間採集到的多年數據的經驗，如果能計算出害蟲的長度，從某種程度是可以判斷出蟲子的類別。
【發明內容】
[0003](一)要解決的技術問題
[0004]本發明要提供一種果園飛行害蟲誘捕分類計數裝置，用以解決在害蟲的計數和以及計算害蟲的長度，根據多年資料庫知識的經驗，預測出危害最大的是那種病蟲害。以及傳統害蟲蟲情信息獲取方法耗時費力，數據調查、記錄和上報環節多，監測人員工作量大，容易受主觀因素影響，數據應用的時效性差的問題。
[0005](二)技術方案
[0006]為解決上述問題，本發明提供一種果園飛行害蟲誘捕分類計數裝置，包括:太陽能板、誘捕裝置、雨水處理裝置、計數裝置、採集裝置、預處理裝置、分類裝置、回收裝置、主控制板，其中:誘捕裝置，用於根`據性誘劑吸引捕殺飛行害蟲；計數裝置，包括第一組紅外傳感器，由正交的四個光電傳感器以正交的形式安置，所述四個光電傳感器採取「或」的方式連接，並將所述四個光電傳感器都連接到同一個IO 口處，根據此IO 口的電平的變化，進行害蟲的計數；採集裝置，包括三組正交的紅外光電傳感器組成，即第二組、第三組、第四組紅外光電傳感器，每組紅外光電傳感器有四個組成，且兩組傳感器之間的距離相等，用於計算害蟲的長度。
[0007]優選地，所述誘捕裝置包括倒V型漏鬥及高壓電網，性誘劑放在高壓電網的內部，利用性誘劑將害蟲吸引到高壓電網。
[0008]優選地，所述計數裝置還包括步進電機，所述步進電機與所述主控制板連接。
[0009]優選地，所述預處理裝置由圓形的平臺和轉到圓形平臺的電機組成，在圓形平臺的下側有一個凹型的槽，用於將害蟲滑落下去。
[0010]優選地，所述分類裝置由三組紅外傳感器組成，每組包括四個正交的紅外傳感器，且每組之間的距離相當。
[0011]優選地，所述回收裝置用於將計數和計算害蟲長度後的害蟲進行收集。
[0012]優選地，所述計數裝置和回收裝置之間設置一載物裝置，所述載物裝置的底部設置一可旋轉的圓形板，用於與所述回收裝置連通。
[0013]優選地，所述主控制板包括無線數據傳輸模塊，該模塊與所述核心處理器進行數據的交互，並將從所述核心處理器獲取的記錄結果和計算的數據結果以無線的方式發送到遠程的接收終端，與所述遠程終端設備進行通信。
[0014]優選地，還包括遠程終端設備，用於通過與所述主控制板進行通信，接收所述主控制板計算所述昆蟲的長度和計數數據，並建立關於所述昆蟲長度的資料庫，將接收的所述昆蟲長度數據與所述資料庫相關聯來對所述昆蟲進行分類。
[0015]優選地，所述太陽能板包括太陽能電池板、充電控制器以及蓄電池，所述太陽能電池板獲取的電通過所述充電控制器將儲存在所述蓄電池上，通過所述蓄電池對所述昆蟲誘捕分類計數裝置供電。
[0016](三)有益效果
[0017]本發明所提供的果園飛行害蟲誘捕分類計數裝置設置了在野外進行工作，利用太陽能直流供電系統發電供電，節能環保，安全可靠。同時利用四組紅外光電傳感器來感應害蟲信號，實現對害蟲計數的同時，還可以計算出害蟲的長度信息，並將獲取的計數結果和長度信息通過無線方式傳輸給遠程終端設備，減少上報環節，在遠程終端設備上將長度信息與建立的害蟲資料庫相關聯實現對害蟲的分類操作，可以實時監測田間的蟲情，省時省力，且能夠準確獲取害蟲蟲情信息，降低了工作人員的勞動強度。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0018]圖1為本發明實施例中果園飛行害蟲誘捕分類計數裝置的組成示意圖；
[0019]圖2為本發明實施例中設置三組光電傳感器計算害蟲長度的原理示意圖。
【具體實施方式】
[0020]下面結合附圖和實施例，對本發明的【具體實施方式】作進一步詳細描述。以下實施例用於說明本發明，但不用來限制本發明的範圍。
[0021]如圖1所示，本發明實施例中果園飛行害蟲誘捕分類計數裝置包括:太陽能板1、誘捕裝置2、雨水處理裝置3、計數裝置4、採集裝置5、預處理裝置6、分類裝置、回收裝置7、主控制板。
[0022]其中，所述太陽能板I採用的是直流的太陽能發電系統，包括太陽能電池板，充電控制器，蓄電池。太陽能電池板獲取的電通過充電控制器將電儲存在蓄電池上，通過蓄電池對整個設備的供電，蓄電池的輸出電壓為24V和12V。整個果園飛行害蟲誘捕分類計數裝置中需要用電的部分為，主控電路板，直流步進電機，紅外傳感器。而主板電路板，直流步進電機，紅外傳感器的輸入電壓24和12V兩路可以滿足各自的工作需求。
[0023]所述誘捕裝置2，根據性誘劑的不同可以吸引捕殺不同的飛行害蟲，所述誘捕裝置包括倒V型漏鬥及高壓電網，性誘劑放在高壓電網的內部，利用性誘劑將害蟲吸引到高壓電網，害蟲遇到高壓電網被擊出U型裝置，害蟲沿著U型裝置跌落到雨水處理裝置。高壓電網之間的間距可以自行調節，即能方便更換誘芯，也可以根據誘捕害蟲的大小來調節電網放電的間距。使得用戶可以根據自己的需求調節高壓電網，實現對不同害蟲的電擊效果，為害蟲的分類計數做準備。飛行害蟲遇到高壓電網被擊落，不會掉到高壓電網內部，會沿著倒V型漏鬥下滑。在倒V形的底部增加排隊裝置，其中倒V形的側壁上鑽有細小的小口，可以保證雨水從旁邊落下，蟲子不落下，讓擊落的害蟲沿側壁下滑，跌落在一個U型的裝置中，在U型裝置中裝有也有細小的孔，並在U型裝置中有小型風扇，起到加速空氣流通，避免蟲子和雨水混在一起，給計數和分類造成困難和麻煩。落下的雨水通過旁邊的管道送出去。在進入U型的裝置中，確保擊落的害蟲儘可能的一個一個的下落，提高紅外計數的準確性。高壓電網的四周被封裝起來，只留2 口誘捕害蟲和替換不同的誘劑。高壓電網採取直流電壓，輸出電流非常小，對人體不會造成傷害，環保、安全、可靠。在U型裝置中，在其底部裝有溼度傳感器，當檢測到U型裝置中溼度較大時就打開風扇，同時關閉U型裝置的底部，確保擊落的帶水的害蟲不下落。[0024]所述雨水處理裝置3，雨水處理裝置在設備中進入水之後在進行工作，如果沒有水進入，則害蟲會排隊一次經過第一組紅外光電傳感器進行計數。在有雨水的情況下，雨水處理裝置會通過步進電機打開雨水處理裝置的兩側的窗口，進行通風，同時將側面的網狀的絲網和網狀下邊的雨水處理板打開，雨水處理板用來將雨水排到設備外部。通過溼度傳感器檢測絲網上的溼度，等雨水乾淨了，收回絲網和雨水處理板。進行害蟲的計數。[0025]所述計數裝置4實現為第一組紅外傳感器，由正交的四個光電傳感器以正交的形式安置，在預處理裝置的上方，此4個傳感器採取「或」的方式連接，並將4個傳感器都連接到同一個IO 口處，根據此IO 口的電平的變化，進行害蟲的計數，與預處理裝置下的3組正交紅外光電傳感器的數據進行相互的配合，對數據的計數和害蟲的長度的計算進行糾正和處理。可以確保任何一個害蟲的通過都可以記錄，且能輔助指導害蟲的長度的計算。所述計數裝置還包括兩步進電機，所述步進電機與主控制板連接，接收主控制板的指令來調節所述兩組光電傳感器的距離，另一步進電機用來打開和關閉U型裝置的底部。[0026]所述採集裝置5，採集裝置由檢測微信號的電路和處理器組成，此處採取的處理器是NXP的ARM cortex內核的LPC1766。所述採集裝置即為計算害蟲長度的裝置，由3組正交的紅外光電傳感器組成，即第二組、第三組、第四組紅外光電傳感器51、52、53，用於檢測微信號的處理電路，每組紅外光電傳感器有4個組成，且兩組傳感器之間的距離相等，將每組檢測到的數字I持續的時間記錄下來，結合第一組紅外傳感器的計數的結果，將二三四組中的第二組檢測到的數字I持續的時間作為害蟲的經過紅外傳感器所需的時間，將其乘以一固定的值，可以計算出害蟲的長度。[0027]預處理裝置6,由圓形的平臺和轉到圓形平臺的電機組成,在圓形平臺的下側有一個凹型的槽，用於將害蟲滑落下去，在凹形槽的底部是一個水平的平面，然後害蟲會以初速度為O的速度經過分類裝置。電機轉到確保害蟲分散，且能一次通過平面上的小口落入凹型槽。[0028]分類裝置，由三組，每組4個正交的紅外傳感器組成，且每組之間的距離相當。每組的4個紅外傳感器與主控制板上的一個採集器連接，三組紅外傳感器與三個採集器相連接，可以提高數據的採集效率。[0029]回收裝置7，用於將計數和計算害蟲長度後的害蟲進行收集，也可方便人工田間查看病情。[0030]所述計數裝置和回收裝置7之間設置一載物裝置，所述載物裝置的底部設置一可旋轉的圓形板，用於與所述回收裝置7連通。[0031]所述步進電機與所述圓形板的旋轉軸連接，主控制板通過所述步進電機控制所述圓形板的旋轉。
[0032]主控制板，用來採集溫溼度傳感器的溼度，控制步進電機的打開與關閉，害蟲的計數。害蟲經過後三組紅外傳感器數字I持續的時間，並進行數據的處理，計算害蟲的長度，與資料庫知識進行分析，得出害蟲的分類。主控制板包括核心處理晶片，此處採取的核心處理器是NXP的ARM cortex內核的LPC1766.存儲單元，由兩部分存儲構成，其中的一部分採取NAND FLASH存儲每次的計數結果，另一部分採取NOR FLASH存儲，記錄害蟲經過三組紅外光電傳感器時數字I持續的時間。此存儲器的存儲速度和對該存儲器的讀取速度快，存儲單元用於存儲害蟲的計數結果和經過第一組害蟲和第二組害蟲時的時間點。存儲單元採取的是基於I2C的存儲器，存儲容量較大，可以將兩組紅外光電傳感器採集的脈衝信號控制單元，控制單元只要包括，控制高速光電傳感器，步進電機。核心處理器在程序中根據第一組紅外光電傳感器進行害蟲的計數，在第二組，第三組和第四組中，根據採集器採集到的這三組紅外光電傳感器檢測的數字I持續的時間，並將每次記錄點的第二次記錄I持續的時間保存，並與一個定值進行相乘得出害蟲的長度。根據計算出害蟲的長度，依據經驗，在程序中將計算的長度與前期在田間的監測害蟲普遍大小的結果進行匹配，如在範圍內則認為是此類害蟲。Wifi無線網絡傳輸模塊，該模塊以串口的方式與核心主控制板進行數據的交互，核心主控制板將記錄的結果和計算的數據結果以無線的方式發送到遠程的接收終端將各個節點的數據匯集得出害蟲的個數和分類的結果。採取wifi模塊由於它具有透傳性，可以提高數據的傳輸距離和傳輸質量，在以往的數據傳輸採取的是ZIGBEE或者RF的方式，其中RF只能實現點對點的方式，不能實現多對一，ZIGBEE能實現多對多的方式，但傳輸距離比較近，一般幾十米/ 一百米。以通過無線方式與遠程終端設備進行通信，節約硬體資源。
[0033]其中，果園飛行害蟲誘捕分類計數裝置還可以包括遠程終端設備(可以為PC終端)，通過有線或無線方式與主控制板進行通信，接收主控制板計算的害蟲長度和計數數據，並建立關於害蟲長度的資料庫，將接收的害蟲長度數據與資料庫相關聯來對害蟲進行分類。`
[0034]設置三組光電傳感器計算害蟲長度的具體原理為:
[0035]如圖2所示，在預處理裝置中確保每次下落一個害蟲，並且能以初速度為O進行下落，這三組紅外傳感器之間的距離相等，都為D，從預處理裝置到第二個紅外傳感器之的正
中間的距離可以用尺子測量出來為L，所以在第二個紅外傳感器的正中間的速度為
害蟲的長度為乘以採集器記錄的第二組紅外傳感器監測數字I所持續的時間tl，便可以得出害蟲的長度。
[0036]從預處理裝置到第一組紅外傳感器、第一組到第二組、第二組到第三組、以及第三組到最底端之間的距離都相等，都為D。該距離可以通過尺子測量得到。採用三組光電傳感器，是為了更加準確的測量害蟲的長度，本發明採用此方法三組傳感器，採集器只需採集每組傳感器的數字I的持續時間並記錄存儲，再與預處理裝置的上方的那組光電傳感器配合，可以避免漏記。在程序處理單元中，有計數和預處理後三組紅外光電傳感器記錄時間的點數，記錄的時間，並能將每三組中的第二組的時間記錄下來，並存儲，作為計算害蟲長度的主要參數。在預處理裝置中可以保證每個害蟲能一初速度為O的速度下落，進過第一組紅外傳感器時，採集器會記錄一個數字I持續的時間，同樣經過第二個和第三個都會記錄一個數字I持續的時間，因此每個害蟲經過時，會產生一個計數，同時記錄三個數字I的持續時間。根據重力加速度經過三組紅外傳感器時，由於紅外傳感器的寬度相同，而進過第一個，第二個，第三個時的速度越來越大，因此記錄數字I的時間是第一個最大，二三其次，在程序中可以根據每組數字I持續的時間來判斷那三組沒一個害蟲的記錄結果。同時將每組中的第二個記錄數字I的時間作為計算害蟲長度的重要參數。在該設備中我們可以測到從預處理裝置到第二個紅外傳感器正中間的距離，根據公式L=1/2GT2(G為重力加速度)，所
以τ = #，在第二組紅外傳感器正中間的速度為v=Vt，即f = #。所以害蟲的長度為
V乘以採集點記錄的第二個紅外傳感器的的數字I持續的時間。根據計算出害蟲的長度，根據經驗，在程序中將計算的長度與前期在田間的監測害蟲普遍大小的結果進行匹配，如在範圍內則認為是此類害蟲。Wifi無線網絡傳輸模塊，該模塊以串口的方式與核心主控制板進行數據的交互，核心主控制板將記錄的結果和計算的數據結果以無線的方式發送到遠程的接收終端。
[0037]由以上實施例可以看出，本發明所提供的果園飛行害蟲誘捕分類計數裝置設置了四組光電傳感器來感應害蟲信號，其中第一組用來計數，第二三四組用來採集害蟲經過紅外光電傳感器的時間，根據重力加速度等公式推導，可以求出害蟲的長度。實現對害蟲計數的同時，還可以計算出害蟲的長度信息，並將獲取的計數結果和長度信息通過無線方式傳輸給遠程終端設備，減少上報環節，在遠程終端設備上將長度信息與建立的害蟲資料庫相關聯實現對害蟲的分類操作，可以實時監測田間的蟲情，省時省力，且能夠準確獲取害蟲蟲情信息，降低了工作人員的勞動強度。
[0038]以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對於本【技術領域】的普通技術人員來說，在不脫離本發明技術原理的前提下，還可以做出若干改進和替換，這些改進和替換也應視為本發明的保護範圍 。
【權利要求】
1.一種果園飛行害蟲誘捕分類計數裝置，其特徵在於，包括:太陽能板、誘捕裝置、雨水處理裝置、計數裝置、採集裝置、預處理裝置、分類裝置、回收裝置、主控制板，其中: 誘捕裝置，用於根據性誘劑吸引捕殺飛行害蟲； 計數裝置，包括第一組紅外傳感器，由正交的四個光電傳感器以正交的形式安置，所述四個光電傳感器採取「或」的方式連接，並將所述四個光電傳感器都連接到同一個IO 口處，根據此IO 口的電平的變化，進行害蟲的計數； 採集裝置，包括三組正交的紅外光電傳感器組成，即第二組、第三組、第四組紅外光電傳感器，每組紅外光電傳感器有四個組成，且兩組傳感器之間的距離相等，用於計算害蟲的長度。
2.如權利要求1所述的裝置，其特徵在於，所述誘捕裝置包括倒V型漏鬥及高壓電網，性誘劑放在高壓電網的內部，利用性誘劑將害蟲吸引到高壓電網。
3.如權利要求1所述的裝置，其特徵在於，所述計數裝置還包括步進電機，所述步進電機與所述主控制板連接。
4.如權利要求1所述的裝置，其特徵在於，所述預處理裝置由圓形的平臺和轉動圓形平臺的電機組成，在圓形平臺的下側有一個凹型的槽，用於將害蟲滑落下去。
5.如權利要求1所述的裝置，其特徵在於，所述分類裝置由三組紅外傳感器組成，每組包括四個正交的紅外傳感器，且每組之間的距離相等。
6.如權利要求1所述的裝置，其特徵在於，所述回收裝置用於將計數和計算害蟲長度後的害蟲進行收集。
7.如權利要求1~6任一項所 述的裝置，其特徵在於，所述計數裝置和回收裝置之間設置一載物裝置，所述載物裝置的底部設置一可旋轉的圓形板，用於與所述回收裝置連通。
8.如權利要求1~6任一項所述的裝置，其特徵在於，所述主控制板包括無線數據傳輸模塊，該模塊與所述核心處理器進行數據的交互，並將從所述核心處理器獲取的記錄結果和計算的數據結果以無線的方式發送到遠程的接收終端，與所述遠程終端設備進行通信。
9.如權利要求8所述的裝置，其特徵在於，還包括遠程終端設備，用於通過與所述主控制板進行通信，接收所述主控制板計算所述昆蟲的長度和計數數據，並建立關於所述昆蟲長度的資料庫，將接收的所述昆蟲長度數據與所述資料庫相關聯來對所述昆蟲進行分類。
10.如權利要求1~6任一項所述的裝置，其特徵在於，所述太陽能板包括太陽能電池板、充電控制器以及蓄電池，所述太陽能電池板獲取的電通過所述充電控制器將儲存在所述蓄電池上，通過所述蓄電池對所述昆蟲誘捕分類計數裝置供電。
【文檔編號】A01M1/22GK103598171SQ201310473433
【公開日】2014年2月26日 申請日期:2013年10月11日 優先權日:2013年10月11日
【發明者】孫傳恆, 杜曉偉, 陳梅香, 李文勇, 周超 申請人:北京農業信息技術研究中心