無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)成功應(yīng)用于糧倉害蟲防治中

根據(jù)聯(lián)合國糧農(nóng)組織調(diào)查，世界收獲后糧食每年遭受糧倉害蟲危害所造成的損失約為5%，如果人力、物力和技術(shù)跟不上，損失可能會(huì)達(dá)到20%～30%，如何早期發(fā)現(xiàn)、準(zhǔn)確定位糧倉害蟲已成為安全儲(chǔ)糧工作的重要內(nèi)容。

利用一定的聲音信號(hào)采集儀器記錄、分析害蟲在糧倉中活動(dòng)時(shí)發(fā)出的聲音（進(jìn)食、爬行、交配、告警訊號(hào)等），可掌握糧倉害蟲種類、害蟲數(shù)量、害蟲發(fā)育階段、對(duì)糧食危害程度等信息，為糧倉害蟲早期發(fā)現(xiàn)、定位和防治等工作提供科學(xué)依據(jù)。這種利用害蟲的聲音檢測(cè)害蟲的技術(shù)稱為儲(chǔ)糧害蟲聲檢測(cè)技術(shù)，該技術(shù)起源于20世紀(jì)20年代～30年代，20世紀(jì)80年代～90年代對(duì)該技術(shù)的研究比較活躍，研究人員設(shè)計(jì)出了一些儲(chǔ)糧害蟲聲檢測(cè)系統(tǒng)并應(yīng)用于一些小型糧倉中。進(jìn)入21世紀(jì)以來，隨著我國糧食生產(chǎn)的逐年豐收，糧倉規(guī)模日益擴(kuò)大，糧食流通日益頻繁，研究人員對(duì)儲(chǔ)糧害蟲聲檢測(cè)技術(shù)理論研究日益深入，20世紀(jì)80年代～90年代設(shè)計(jì)的儲(chǔ)糧害蟲聲檢測(cè)系統(tǒng)已經(jīng)不能滿足糧倉害蟲防治的需要，主要表現(xiàn)為現(xiàn)有系統(tǒng)存在擴(kuò)展性差、智能化程度不高、性價(jià)比較低、靈活性不強(qiáng)、數(shù)據(jù)傳輸能力較弱等問題。

為了解決這些問題，結(jié)合嵌入式系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)、無線通訊、數(shù)字信號(hào)處理等領(lǐng)域的最新研究成果，浙江大學(xué)生物系統(tǒng)工程與食品科學(xué)學(xué)院韓安太老師和所在課題組對(duì)現(xiàn)有糧倉環(huán)境噪聲、糧倉規(guī)模、儲(chǔ)糧害蟲特性等方面進(jìn)行分析并對(duì)比了多種設(shè)計(jì)方案的優(yōu)缺點(diǎn)，在此基礎(chǔ)上，利用無線傳感器網(wǎng)絡(luò)和壓縮感知技術(shù)，提出、設(shè)計(jì)了一種遠(yuǎn)程、實(shí)時(shí)、網(wǎng)絡(luò)化、分布式的處理害蟲聲信號(hào)檢測(cè)系統(tǒng)，并將其應(yīng)用于采集稻谷糧倉內(nèi)赤擬谷盜成蟲的爬行聲。試驗(yàn)結(jié)果表明：系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案合理可行，可同時(shí)對(duì)20個(gè)不同位置害蟲發(fā)出的聲音信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)并將數(shù)據(jù)無線傳輸?shù)竭h(yuǎn)程計(jì)算機(jī)。

該研究利用改進(jìn)設(shè)計(jì)的害蟲聲信號(hào)采集傳感器實(shí)現(xiàn)微弱的糧倉害蟲聲音信號(hào)的數(shù)字采集、噪聲抑制等，使用壓縮感知等先進(jìn)的數(shù)字信號(hào)處理方法來對(duì)高頻、寬頻的糧倉害蟲聲音信號(hào)進(jìn)行壓縮、處理，使用低成本、高性能的2.4G無線傳感器網(wǎng)絡(luò)來實(shí)現(xiàn)聲音信號(hào)的遠(yuǎn)程、實(shí)時(shí)、可靠傳輸，所有這些措施提高了整個(gè)儲(chǔ)糧害蟲聲檢測(cè)系統(tǒng)的性能、降低了成本，促進(jìn)了儲(chǔ)糧害蟲聲檢測(cè)技術(shù)在實(shí)際糧倉中的應(yīng)用，為有針對(duì)性的害蟲防治提供了依據(jù)，達(dá)到了科學(xué)保糧的目的。同時(shí)，該研究首次將無線傳感器網(wǎng)絡(luò)、壓縮感知等技術(shù)應(yīng)用于糧倉害蟲防治領(lǐng)域，研究成果和研究方法對(duì)促進(jìn)無線多媒體傳感器網(wǎng)絡(luò)在數(shù)字農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用有一定幫助。

此研究報(bào)告刊登于《農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)》2010年第6期，題為“基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的糧蟲聲信號(hào)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)”，第一作者為浙江大學(xué)生物系統(tǒng)工程與食品科學(xué)學(xué)院韓安太副教授。該研究為“863”計(jì)劃和國家科技支持計(jì)劃資助項(xiàng)目。