基於plc技術的農林蟲情自動監測預防系統的製作方法

2023-06-02 19:08:26

專利名稱：基於plc技術的農林蟲情自動監測預防系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及農林蟲情預防和治理技術領域，具體地說是一種基於PLC技術的 農林蟲情自動監測預防系統。
背景技術：
隨著全球氣候變暖及國際和地區間經貿頻繁進行，生物病害傳播呈加劇趨勢，我 國是世界上森林病蟲害發生比較嚴重的國家之一。森林作為生態系統的主體及林業產業的基礎，在改善環境、促進可持續發展中起 到越來越重要的作用，森林病蟲害是威脅森林資源可持續發展的主要因素之一。森林病蟲 害危害嚴重，迫切要求我們增強緊迫感和責任感，高度重視和切實加強森林病蟲害監測、防 治工作。因此，森林病蟲害的監測、防治與管理就顯得尤為重要。同時，農作物病蟲害防控形勢也非常嚴峻，稻飛蝨、斜紋夜蛾、甜菜夜蛾等蟲害對 農作物產量與安全造成很大影響。而現有的農業有害生物預警系統由於信息採集手段落 後，數據代表性差，再加上信息處理技術和傳遞方式的落後，病蟲信息的時效性和準確性都 大打折扣。傳統自動蟲情測報燈、殺蟲燈具有一些不可彌補的缺陷，主要體現在1)功能單一，只是實現蟲情機械智能控制功能，實現了測報燈在開關機、紅外線 殺蟲、轉換接蟲袋、雨控、排水等方面的自動化操作，只是各自獨立的簡單相加，不具備管理 功能。2)單點作業，無法形成網絡化的聯合作業，無法實現定點和多點平均存儲功能， 無法對科學預報蟲情和發生規律提供科學依據。

實用新型內容本實用新型的目的在於提供一種基於PLC技術的農林蟲情自動監測預防系統，採 用PLC可編程技術，可以實現農林蟲情自動測報、誘捕、農林小氣候系統、農林蟲情實時監 控系統、遠程監控等功能聯合作用。本實用新型解決其技術問題所採取的技術方案是該種基於PLC技術的農林蟲情 自動監測預防系統，其特徵是，包括彼此連接的上位機和PLC控制器，及分別與PLC控制器 連接的攝像頭、殺蟲燈、傳感器和蟲體收集處理執行機構，所述上位機包括由web伺服器和 數據伺服器所組成的伺服器組，形成以下子系統自動蟲情測報子系統，包括分別與PLC控制器連接的殺蟲燈和蟲體收集處理執行 機構，所述蟲體收集處理執行機構包括蟲體收集機構及其驅動電機和蟲體乾燥紅外線燈， PLC控制器通過繼電器控制，完成相應的機械動作。在無人監管的情況下，具有自動完成誘 蟲一殺蟲一收集一分裝的全過程智能控制，並具有分類計數功能；農林小氣候子系統，包括分別與PLC控制器連接的若干傳感器，所述的傳感器包 括溫溼度傳感器、霍爾元件、風速傳感器、光敏傳感器；具有實時採集溫度、溼度、風速、光照強度的功能，並能根據PLC控制器的設定進行數據保存；蟲情自動預防子系統，包括分別與PLC控制器連接的由若干殺蟲燈組成的殺蟲燈 陣列；可以根據自動蟲情測報子系統收集的數據分析害蟲的蟲情密度，由PLC控制器發出 是否開啟殺蟲燈陣列的指令；遠程實時監控子系統，包括通過web伺服器與PLC控制器連接的無線信號接受設 備和信號發射設備、遠程終端，利用無線傳輸網絡進行信號的交流，通過遠程終端進行遠程 控制；蟲情圖像處理子系統，包括分別與PLC控制器連接的攝像頭及數據伺服器，具有 動態採集害蟲生活視頻、並將相關數據存儲到數據伺服器的功能，以便於研究害蟲的生活 習性；蟲情專家診斷子系統，包括數據伺服器，所述的數據伺服器嵌入存儲原始數據的 資料庫和含有專家知識和經驗的知識庫資料庫，利用PLC技術、TCP/IP網絡技術、資料庫技 術和專家系統技術，結合領域專家的病蟲害診斷經驗和病蟲害防治技術成果，建立的森林 病蟲害診斷諮詢專家系統；蟲情顯示子系統，包括分別與上位機及遠程終端連接的數據輸出設備。進一步地，所述蟲體收集處理執行機構包括蟲體收集機構及其驅動電機和蟲體幹 燥紅外線燈。進一步地，所述的輸出設備或為印表機或為顯示器。本實用新型的有益效果是採用PLC可編程技術，實現蟲情監測預防無差錯管理 和控制，是國內首家賦予殺蟲類燈具以「大腦」功能的系統，也是國內首家實現小氣候系統 各因子的集中管理。完成了農林蟲情網絡化管理，完成產品從單一向系統的升級，同時融合 了農林小氣候系統，為蟲情科學測報提供了依據，並且可以自動生產蟲情報表，實現產品的 全方位服務理念，採用PLC技術，系統本身具有良好的功能擴展性、升級性。可使農作物病蟲預警能力得到顯著增強，病蟲預警信息傳輸更加快速敏捷，病蟲 信息和控制技術的入戶率大幅度提高，病蟲害中長期預測預報的準確率達到85%以上(提 高5-10個百分點)，短期預測預報的準確率達到95%以上，大幅度減少病蟲草鼠造成的農 作物產量損失，達到控害、保產、增收和減少環境汙染的目的。

圖1為本實用新型的原理圖；圖2為本實用新型的系統組成關係圖；圖3為實施例的部分電路控制流程示意具體實施方式
如圖1、圖2、圖3所示，基於PLC技術的農林蟲情自動監測預防系統，硬體包括上 位機、PLC控制器和機械支撐結構，及分別與PLC控制器連接的攝像頭、殺蟲燈、傳感器和蟲 體收集處理執行機構，PLC控制器分別與殺蟲燈、蟲體收集處理執行機構通過繼電器實現電 氣控制；上位機包括由web伺服器和數據伺服器所組成的伺服器組、晶片及相關電路，形成 以下子系統[0025]自動蟲情測報子系統，包括分別與PLC控制器連接的殺蟲燈、蟲體收集處理執行 機構，所述蟲體收集處理執行機構包括蟲體收集機構及其驅動電機和蟲體乾燥紅外線燈， 通過PLC控制器繼電器來實現控制蟲體收集處理執行機構。本系統可以根據需要利用PLC 編程設置害蟲的捕殺時間、捕殺情況進行整理，在無人監管的情況下，接蟲和接雨水自動轉 換，具有自動完成誘蟲一殺蟲一收集一分裝的全過程智能控制，並分類計數功能，實現對農 林蟲情的自動測報、觀測。農林小氣候子系統，包括分別與PLC控制器連接的數字式溫溼度傳感器、霍爾元 件、數字式風速傳感器、光敏傳感器；具有實時採集溫度、溼度、風速、光照強度的功能，並能 根據PLC的設定進行數據保存，通過在PLC控制器連接智能巡視顯示儀可以實現溫度、溼度 等氣候因子的實時動態顯示。蟲情自動預防子系統，包括分別與PLC控制器連接的由若干殺蟲燈組成的殺蟲燈 陣列；多個殺蟲燈可以形成殺蟲燈陣列，根據自動蟲情測報子系統收集的數據分析農作物 受害程度、天敵數量以及害蟲的蟲情密度，以決定是否開啟殺蟲燈陣列；也可以有通過遠程 控制決定是否開啟殺蟲燈陣列，遠程實時監控子系統，包括通過web伺服器與PLC控制器連接的無線信號接受設 備和信號發射設備、遠程終端，利用無線傳輸網絡進行信號的交流，進行遠程控制應該開啟 哪些功能模塊。可以利用3G無線監控系統結合自動蟲情測報技術，實現對蟲情監測預防功 能，讓使用者無需親臨現場即可通過遠程終端進行進行遠程控制。蟲情圖像處理子系統，包括與PLC控制器連接的攝像頭、數據伺服器及相關驅動 程序，可以將攝像頭採集到的視頻信號存儲到數據伺服器中，具有動態採集害蟲生活視頻 的功能，以便於研究人員研究害蟲的生活習性。蟲情專家診斷子系統，包括數據伺服器，所述的數據伺服器嵌入存儲原始數據的 資料庫和含有專家知識和經驗的知識庫資料庫；利用PLC技術、TCP/IP網絡技術、資料庫技 術和專家系統技術，結合領域專家的病蟲害診斷經驗和病蟲害防治技術成果，建立的森林 病蟲害診斷諮詢專家系統。蟲情顯示子系統，包括包括分別與上位機及遠程終端連接的各種數據輸出設備， 如印表機，顯示器等，可以將相關數據進行輸出。除說明書所述的技術特徵外，均為本專業技術人員的已知技術。
權利要求一種基於PLC技術的農林蟲情自動監測預防系統，其特徵是，包括彼此連接的上位機和PLC控制器，及分別與PLC控制器連接的攝像頭、殺蟲燈、傳感器和蟲體收集處理執行機構，所述上位機包括由web伺服器和數據伺服器所組成的伺服器組，形成以下子系統自動蟲情測報子系統，包括分別與所述PLC控制器連接的殺蟲燈和蟲體收集處理執行機構；農林小氣候子系統，包括分別與所述PLC控制器連接的若干傳感器，所述的傳感器包括溫溼度傳感器、霍爾元件、風速傳感器、光敏傳感器；蟲情自動預防子系統，包括分別與所述PLC控制器連接的由若干殺蟲燈組成的殺蟲燈陣列；遠程實時監控子系統，包括通過web伺服器與所述PLC控制器連接的無線信號接受設備和信號發射設備、遠程終端；蟲情圖像處理子系統，包括分別與所述PLC控制器連接的攝像頭和數據伺服器；蟲情專家診斷子系統，包括數據伺服器，所述的數據伺服器嵌入存儲原始數據的資料庫和含有專家知識和經驗的知識庫資料庫；蟲情顯示子系統，包括分別與上位機及遠程終端連接的數據輸出設備。
2.根據權利要求1所述的基於PLC技術的農林蟲情自動監測預防系統，其特徵是，所述 蟲體收集處理執行機構包括蟲體收集機構及其驅動電機和蟲體乾燥紅外線燈。
3.根據權利要求1所述的基於PLC技術的農林蟲情自動監測預防系統，其特徵是，所述 的輸出設備或為印表機或為顯示器。
專利摘要一種基於PLC技術的農林蟲情自動監測預防系統，涉及農林蟲情預防和治理技術領域，它包括彼此連接的上位機和PLC控制器，及分別與PLC控制器連接的攝像頭、殺蟲燈、傳感器和蟲體收集處理執行機構，所述上位機包括伺服器組，形成以下子系統自動蟲情測報子系統、農林小氣候子系統、蟲情自動預防子系統、遠程實時監控子系統、蟲情圖像處理子系統、蟲情專家診斷子系統、蟲情顯示子系統。採用PLC可編程技術，實現蟲情監測預防無差錯管理和控制，是國內首家賦予殺蟲類燈具以「大腦」功能的系統，也是國內首家實現小氣候系統各因子的集中管理，完成了農林蟲情網絡化管理。
文檔編號G05B19/418GK201622464SQ20102011021
公開日2010年11月3日 申請日期2010年2月9日 優先權日2010年2月9日
發明者張長普, 王金秀, 王雪君, 秦緒兵, 胡憲亮, 高建勇 申請人:胡憲亮