淺談云視頻監控在果園病蟲害防治中的應用

（煙臺市福山區臧家莊鎮綜合服務站，山東 煙臺 265304）

病蟲害防治是果園管理中的重要工作，防治的關鍵在于及早發現、妥善處置，傳統果園病蟲害管理依靠人工現場查看，對技術人員的經驗有很大依賴性，也受到時間、空間、氣候、資金成本等多種因素的影響[1]。同時普通果園視頻監控著重于果園安全監管，無法進行病蟲害細節監測和管理，導致病蟲害防治效果不理想，影響到果園產量和產品質量。通過借助于互聯網和云計算的技術優勢，搭建云視頻監控系統，實現果園病蟲害自動監測，實現精準防治，為發展智慧農業奠定堅實基礎。

1 云視頻監控系統的框架結構

1.1 基本概念

云視頻監控系統是以云計算為基礎，以互聯網為傳輸途徑的數字化視頻監控設備。在其服務模式下對需要監控的地方布置云視頻監控節點，對監控對象進行24小時全天候監測，同時將視頻信息傳入云端監控中心，并對信息實施統一存儲和管理，用戶可在網絡環境下隨時訪問監控云端，隨時查看和調用視頻信息，可根據信息反饋做出快速應對[2]。云視頻果園監控系統是以信息技術手段來輔助果園管理工作，是對傳統果園管理的模式的一種創新，一方面可以有效降低人工成本，提升果園管理的經濟效益，另一方面又能增強管理效能，通過云視頻監控系統，果園管理者可以隨時隨地查看果園情況，能夠全面了解果樹生長狀態，便于科學開展培育、管護和病蟲害防治等工作，可提高果園產量和產品質量。

1.2 框架結構

云視頻監控系統主要包括采集功能模塊、匯聚端功能模塊、云存儲服務端功能模塊以及應用端功能模塊。其中采集端包括各類攝像探頭，傳感設備，監測儀器等，其主要作用是針對果樹生長情況和病蟲害細節等基礎信息進行采集，發揮著最基礎的信息收集作用，為之后的數據分析和利用奠定基礎；匯聚端則是一種專用數字信息記錄設備，它對采集端采集而來的視頻信息通過網絡途徑進行實時傳輸，同時具有矩陣、編碼等功能，能夠將各種分散、雜亂、不同結構形式的數據信息予以簡單分組和區分，采集端和匯集端密切配合確保視頻監控信息及時傳入系統云中心；云存儲端是云視頻監控系統中的核心模塊，既滿足其他功能模塊的運行需求和用戶訪問申請，又確保視頻監控信息的存儲安全。云存儲端是分布式數據存儲結構，可對海量數據信息進行分門別類的存儲，能夠確保這些數據的安全和支持后期調用；應用端作為用戶終端部分，是直接支持數據信息轉化為生產成果的重要手段，在此模塊的支撐下，果園管理用戶可在聯網條件下，通過計算機、智能手機、平板電腦、智能穿戴設備等設備工具，實時登錄云系統監控管理系統，遠程查看果園病蟲害情況并指導防治工作[3]。云監控系統結構，如圖1所示。

圖1 云視頻監控系統框架結構

2 云視頻基本功能模塊在果園病蟲害防治中的應用

該文在此以S果園為例，分析探討云視頻監控設備在果園病蟲害防治工作中的具體應用，S果園占地220畝，主要栽植M9和M26兩種矮化砧木的蘋果樹，在以往的病蟲害防治工作中，基本上依靠果園技術員的經驗，進行判斷，難以及時和全面發現細微的病蟲害現象，防治工作費錢費力而且效果不佳，果園每年都會因為病蟲害防治不徹底而導致果樹被侵害，使得果園產量下滑，同時使得蘋果品質不高，尤其是一級果數量較少，影響到了果農的經濟收益。通過引入云視頻監控系統，對果樹生長的全生命周期進行全面的病蟲害監控，一方面通過周期性監控，找出病蟲害發生、發展規律，提前對果樹做好防控措施，如清園工作、化學除蟲除害等；另一方面，利用云視頻監控系統可對果園病蟲害的防治全過程進行有效管理，可提升果園管理的科學性、針對性和系統性，避免出現以往人工防控的不徹底、不全面狀況，可以極大地提升了防控成效[4]。

2.1 采集端功能模塊

采集端設置有高清攝像球機和吸頂半球攝像機等視頻采集設備，設備具有防水功能，在果園病蟲害防治中，根據果樹高度M9（3.0 m），M26（2.0 m），按照高清監控設備，監控桿高度為3.2 m～3.5 m，也可以根據果園實際情況適當增加或降低高度。為避免雨水和霧氣對監控質量和監控設備的影響，需要在監控桿頂部安裝防水球機，攝像頭為27倍放大，對整個果園情況進行廣角監測；需要在位于果樹冠層以下的位置安裝半球機，攝像頭為10～12倍放大，半球機要深入果樹冠層內，一般處于冠層中部位置，半球機也必須具備防水功能，主要用于對果樹葉背的病蟲害狀態進行實時監測，解決傳統監測方法只著眼于果實和樹干而無法有效防控病蟲害的問題，對果樹葉被進行實時監測可及時發現病蟲害并實現早治早防[5]。比如在冬季休眠期可利用云視頻監控系統，對蘋果樹枝干上的病斑、病蟲枝、病僵果等情況進行監測，及時進行清理，徹底消滅螨蟲、蚜蟲等越冬害蟲。

2.2 匯聚端功能模塊

在匯聚端設置具備網絡傳輸功能的數字記錄設備，對采集端視頻信息進行匯集，同時將視頻信號轉換成圖像信息在視頻矩陣上進行直觀呈現。另外匯集端模塊還借助于P2P網絡技術以數據信息方式將視頻信號經寬帶、或光纖連接到網絡，傳輸給云端服務中心。S果園利用云視頻監控系統，對幼苗栽植、后期撫育以及成樹管理各階段數據信息進行實時監測和回傳，以便于用戶及時獲取關于果樹病蟲害的最新信息。果園管理者通過回傳回來的各類數據信息來安排當前的管理工作，便于更好地把握果樹的生長規律，掌握病蟲害防治的有利時機。

2.3 云存儲服務端功能模塊

該模塊由數據存儲器、信號控制器以及虛擬處理機等設備構成，主要對匯集端回傳的大量果樹病蟲害視頻信息進行科學存儲和管理，模塊內信息數據分門別類，便于用戶在終端設備中根據關鍵詞進行隨時查看和使用。如圖2所示。

圖2 云存儲服務端結構圖

如S果園利用云視頻監控系統，用戶只需在系統搜索頁面輸入某一常見病蟲害名稱，系統便會自己導引列出與之相關的各類信息，諸如病蟲害的歷史發生時間，果樹常見癥狀，之前采用的防治措施以及各階段的防治效果等，用戶可以借鑒歷史經驗來處理當前的病蟲害，以此確保果園果樹健康。

2.4 應用端功能模塊

在應用端，用戶使用終端設備按系統指令登錄云視頻監管服務系統頁面，發出視頻訪問和查詢請求，用戶可根據自己實際需要從云服務器管理系統中獲得果園監控視頻信息和相關資料，既可以實現對果園病蟲害的遠程查看和實時監控，便于及時有效的開展果園病蟲害防治工作，又可以最大化節省人力成本，減少果園生產管理流程中對人力資源的過高占用，而且云視頻監控技術還能幫助果園管理者建立一套常態化的病蟲害防治體系，對提高經濟效益，有效防止病蟲害損失擴大化，保證果園產量和產品質量有著極大價值。

3 結語

總而言之，信息化時代背景下，果園管理者要積極轉變管理觀念，將果園病蟲害防治從傳統模式盡快轉變為信息化和數據化管理模式，提高病蟲害防治的全面性和時效性。S果園在云視頻監控系統支持下，其病蟲害防治工作更加系統化、精準化和規范化，既有效降低了果園管理成本，降低了病蟲害損失，又提升了果園的產品產量和生產總量，為果園經營者帶來更高的經濟效益。由此可見云視頻監控系統對提升果園管理質量，推進農業現代化建設起到了極好作用，值得大力推廣應用。