智能型蟲情測報及誘殺控制系統(tǒng)設(shè)計

摘 要：利用最新的電子技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)進(jìn)行蟲情信息的采集是農(nóng)業(yè)數(shù)字化、信息化的主要趨勢。該系統(tǒng)通過ARM系統(tǒng)對攝像頭、步進(jìn)電機(jī)、直流電機(jī)等的控制，以及通過無線3G網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)了圖片的傳輸，完成了蟲情測報與誘殺控制系統(tǒng)的開發(fā)設(shè)計，達(dá)到了預(yù)期的效果。

關(guān)鍵詞：蟲情監(jiān)測；溫度控制；圖片傳輸

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.17.100

網(wǎng)絡(luò)化蟲情監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)可以通過對各采集點蟲情信息的采集、傳輸、收集及處理，建立蟲情測報預(yù)警系統(tǒng)，大大提高各種農(nóng)作物蟲情測報的科學(xué)性、準(zhǔn)確性、時效性，對農(nóng)業(yè)作物蟲情災(zāi)變、防控起到積極作用。害蟲預(yù)測預(yù)報以及監(jiān)測農(nóng)業(yè)害蟲信息（發(fā)生數(shù)量、發(fā)生種類和發(fā)生時間）的一個重要前提就是如何能準(zhǔn)確及時地計數(shù)與識別害蟲。目前，昆蟲計數(shù)和識別主要依靠人工經(jīng)驗以及查閱相關(guān)書籍等手段，依靠人工存在勞動強(qiáng)度大、效率低以及非實時性等問題，不能達(dá)到實時的監(jiān)測蟲情。因此，我們要開發(fā)一些新方法，可以快速、準(zhǔn)確的對昆蟲進(jìn)行自動計數(shù)和識別，這樣不但有助于減少蟲害帶來的損失，而且可以促進(jìn)精細(xì)農(nóng)業(yè)的發(fā)展。

本課題主要解決如何統(tǒng)計被捕殺的害蟲，以及如何利用這些數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)報，其特點是利用最新的電子技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)進(jìn)行農(nóng)業(yè)數(shù)字化的探索。具有自動識別害蟲類型、自動統(tǒng)計害蟲數(shù)目、自動數(shù)據(jù)采集和預(yù)報、預(yù)警作用。解放了勞動力，推進(jìn)了農(nóng)業(yè)數(shù)字化、信息化發(fā)展。

1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能設(shè)計

智能型蟲情測報系統(tǒng)的控制部分包括電磁繼電器的控制、擋蟲板的控制、遠(yuǎn)紅外加熱絲的控制、溫度控制、攝像頭拍照的控制、攝像頭照明燈控制、掃蟲刷的控制、壓縮存儲、數(shù)據(jù)傳輸、命令接收與控制，其控制與各部件的關(guān)系如圖1所示。

（1）燈光控制

燈光控制系采用光敏傳感器實現(xiàn)，同時加入時間控制，使得在設(shè)定時間段內(nèi)，照度達(dá)到設(shè)定值時，開啟或關(guān)閉燈光。燈管使用雙刀雙擲繼電器控制，控制燈管開關(guān)的同時，也可實時反饋開關(guān)的狀態(tài)，并將狀態(tài)發(fā)送至遠(yuǎn)程客戶端進(jìn)行模擬顯示。

（2）圖像采集

圖像采集系統(tǒng)采用一個500W像素的高清攝像頭，當(dāng)條件滿足后通過單片機(jī)觸發(fā)攝像頭拍照，攝像頭模塊輸出JPEG格式圖片，通過單片機(jī)讀取圖片，并將圖片存入內(nèi)存卡。

（3）運動控制

由單片機(jī)控制步進(jìn)電機(jī)來實現(xiàn)。分別為掃蟲刷電機(jī)、上擋板電機(jī)、下?lián)醢咫姍C(jī)和集蟲倉電機(jī)，各電機(jī)均可按內(nèi)部程序流程自動運行，也可由遠(yuǎn)程發(fā)送命令進(jìn)行單獨控制。雨蟲分離盤通過控制繼電器的通斷，來控制雨蟲分離盤旋轉(zhuǎn)。

（4）恒溫控制

恒溫箱采用遠(yuǎn)紅外加熱絲加熱，同時使用DS18B20溫度傳感器將溫度實時反饋給單片機(jī)，單片機(jī)通過PID調(diào)節(jié)，實現(xiàn)恒溫控制。

（5）天氣監(jiān)測

天氣監(jiān)測主要進(jìn)行雨天檢測，采用雨滴傳感器，當(dāng)有水滴落在傳感器面板上以及照度低于一定值時，單片機(jī)會接受到相應(yīng)信號，此時，單片機(jī)控制繼電器將系統(tǒng)主電源切斷，單片機(jī)進(jìn)入低功耗待機(jī)狀態(tài)（此時的單片機(jī)由備用電池供電），當(dāng)雨滴干后以及照度低于一定值時，單片機(jī)將再次被喚醒，將系統(tǒng)主電源接通。

（6）數(shù)據(jù)傳輸與通信

圖像傳輸采用GSM/GPRS模塊，用戶先發(fā)送數(shù)據(jù)請求命令，模塊接受到命令并由單片機(jī)進(jìn)行命令分析，然后，單片機(jī)將數(shù)據(jù)從內(nèi)存卡讀出并通過GPRS模塊發(fā)送到遠(yuǎn)程客戶端。用戶也可設(shè)定每天固定發(fā)送圖片的時間，預(yù)定時間到時，系統(tǒng)會自動發(fā)送圖片到遠(yuǎn)程客戶端。

（7）GPS定位

定位采用GPS定位，可根據(jù)用戶需求，在某一設(shè)定時間發(fā)送設(shè)備所在地的經(jīng)緯度，也可由用戶發(fā)送位置數(shù)據(jù)請求命令后，設(shè)備將位置信息發(fā)送出去。

2 系統(tǒng)流程說明

（1）晚上光線照度低于一定的值，光控控制器啟動燈管亮，烘箱的加熱絲開始加熱，（烘箱上下兩個接蟲擋板閉合），攝像頭防護(hù)罩打開。燈亮6min后，第一個接蟲擋板打開，蟲體落入烘箱后，再閉合；6min后，第二個接蟲擋板先打開，閉合后，第一個擋板再打開，重復(fù)前面的動作。 烘箱內(nèi)溫度控制器： 60°c左右。

（2）第二個擋蟲板閉合時，掃蟲毛刷開始轉(zhuǎn)動，旋轉(zhuǎn)180°后停止，毛刷停止后，攝像頭開始拍照，攝像頭完成拍照后，觸發(fā)掃蟲毛刷再次轉(zhuǎn)動，再次180°后停止，等待下一次第二個擋蟲板閉合的觸發(fā)。如此往復(fù)。

（3）天亮燈滅的時候，系統(tǒng)延遲一個工作周期關(guān)閉。攝像頭防護(hù)罩罩上，烘箱的加熱絲斷電停止工作。

（4）蟲體落在集蟲槽里，集蟲槽下方的擋蟲板根據(jù)客戶需求控制，需要保留的話就保留，不需要保留，就選擇在白天某個時間打開，將里面前一晚的蟲體排出去。

（5）拍攝的圖片先存儲在存儲卡里，后根據(jù)客戶需求在白天某個時刻發(fā)送到客戶端， 對圖片進(jìn)行處理分析，提供標(biāo)準(zhǔn)圖庫，進(jìn)行蟲類識別和計數(shù)。

（6）雨控，下雨的時候，系統(tǒng)全部停電。

3 PCB板設(shè)計

4 總結(jié)

利用最新的電子技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)進(jìn)行農(nóng)業(yè)數(shù)字化的探索。具有自動識別害蟲類型、自動統(tǒng)計害蟲數(shù)目、自動數(shù)據(jù)采集和預(yù)報、預(yù)警作用。解放了勞動力，推進(jìn)了農(nóng)業(yè)數(shù)字化、信息化發(fā)展。經(jīng)過檢驗調(diào)試，整個系統(tǒng)運行效果比較好，網(wǎng)絡(luò)化蟲情監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)可以通過對各采集點蟲情信息的采集、傳輸、收集及處理，建立蟲情測報預(yù)警系統(tǒng)，大大提高各種農(nóng)作物蟲情測報的科學(xué)性、準(zhǔn)確性、時效性，對農(nóng)業(yè)作物蟲情災(zāi)變、防控起到積極作用。

參考文獻(xiàn)：

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作者簡介：王欣（1981-），女，遼寧葫蘆島人，碩士，副教授，研究方向：計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)控制。