智能型蟲情測報及誘殺控制系統設計

摘 要：利用最新的電子技術、計算機技術進行蟲情信息的采集是農業數字化、信息化的主要趨勢。該系統通過ARM系統對攝像頭、步進電機、直流電機等的控制，以及通過無線3G網絡實現了圖片的傳輸，完成了蟲情測報與誘殺控制系統的開發設計，達到了預期的效果。

關鍵詞：蟲情監測；溫度控制；圖片傳輸

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

網絡化蟲情監測預警系統可以通過對各采集點蟲情信息的采集、傳輸、收集及處理，建立蟲情測報預警系統，大大提高各種農作物蟲情測報的科學性、準確性、時效性，對農業作物蟲情災變、防控起到積極作用。害蟲預測預報以及監測農業害蟲信息（發生數量、發生種類和發生時間）的一個重要前提就是如何能準確及時地計數與識別害蟲。目前，昆蟲計數和識別主要依靠人工經驗以及查閱相關書籍等手段，依靠人工存在勞動強度大、效率低以及非實時性等問題，不能達到實時的監測蟲情。因此，我們要開發一些新方法，可以快速、準確的對昆蟲進行自動計數和識別，這樣不但有助于減少蟲害帶來的損失，而且可以促進精細農業的發展。

本課題主要解決如何統計被捕殺的害蟲，以及如何利用這些數據進行預報，其特點是利用最新的電子技術、計算機技術進行農業數字化的探索。具有自動識別害蟲類型、自動統計害蟲數目、自動數據采集和預報、預警作用。解放了勞動力，推進了農業數字化、信息化發展。

1 系統結構與功能設計

智能型蟲情測報系統的控制部分包括電磁繼電器的控制、擋蟲板的控制、遠紅外加熱絲的控制、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、數據傳輸、命令接收與控制，其控制與各部件的關系如圖1所示。

（1）燈光控制

燈光控制系采用光敏傳感器實現，同時加入時間控制，使得在設定時間段內，照度達到設定值時，開啟或關閉燈光。燈管使用雙刀雙擲繼電器控制，控制燈管開關的同時，也可實時反饋開關的狀態，并將狀態發送至遠程客戶端進行模擬顯示。

（2）圖像采集

圖像采集系統采用一個500W像素的高清攝像頭，當條件滿足后通過單片機觸發攝像頭拍照，攝像頭模塊輸出JPEG格式圖片，通過單片機讀取圖片，并將圖片存入內存卡。

（3）運動控制

由單片機控制步進電機來實現。分別為掃蟲刷電機、上擋板電機、下擋板電機和集蟲倉電機，各電機均可按內部程序流程自動運行，也可由遠程發送命令進行單獨控制。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。

（4）恒溫控制

恒溫箱采用遠紅外加熱絲加熱，同時使用DS18B20溫度傳感器將溫度實時反饋給單片機，單片機通過PID調節，實現恒溫控制。

（5）天氣監測

天氣監測主要進行雨天檢測，采用雨滴傳感器，當有水滴落在傳感器面板上以及照度低于一定值時，單片機會接受到相應信號，此時，單片機控制繼電器將系統主電源切斷，單片機進入低功耗待機狀態（此時的單片機由備用電池供電），當雨滴干后以及照度低于一定值時，單片機將再次被喚醒，將系統主電源接通。

（6）數據傳輸與通信

圖像傳輸采用GSM/GPRS模塊，用戶先發送數據請求命令，模塊接受到命令并由單片機進行命令分析，然后，單片機將數據從內存卡讀出并通過GPRS模塊發送到遠程客戶端。用戶也可設定每天固定發送圖片的時間，預定時間到時，系統會自動發送圖片到遠程客戶端。

（7）GPS定位

定位采用GPS定位，可根據用戶需求，在某一設定時間發送設備所在地的經緯度，也可由用戶發送位置數據請求命令后，設備將位置信息發送出去。

2 系統流程說明

（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，重復前面的動作。 烘箱內溫度控制器： 60°c左右。

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

（3）天亮燈滅的時候，系統延遲一個工作周期關閉。攝像頭防護罩罩上，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，后根據客戶需求在白天某個時刻發送到客戶端， 對圖片進行處理分析，提供標準圖庫，進行蟲類識別和計數。

（6）雨控，下雨的時候，系統全部停電。

3 PCB板設計

4 總結

利用最新的電子技術、計算機技術進行農業數字化的探索。具有自動識別害蟲類型、自動統計害蟲數目、自動數據采集和預報、預警作用。解放了勞動力，推進了農業數字化、信息化發展。經過檢驗調試，整個系統運行效果比較好，網絡化蟲情監測預警系統可以通過對各采集點蟲情信息的采集、傳輸、收集及處理，建立蟲情測報預警系統，大大提高各種農作物蟲情測報的科學性、準確性、時效性，對農業作物蟲情災變、防控起到積極作用。

參考文獻：

[1]王佩瑭，慶淑英，趙慧媛，王華森.蟲情測報工具的種類與應用技術[J].中國農技推廣，2005（09）.

[2]柴民杰，陳海燕，李磊.精細農業在中國的發展現狀與展望[J]. 中國農機化學報，2015（05）.

作者簡介：王欣（1981-），女，遼寧葫蘆島人，碩士，副教授，研究方向：計算機網絡控制。