基于LoRa的白蟻在線監測系統

◆山東省青島創新學校 孫彬航

白蟻是一類危害性極強的社會性昆蟲，主要取食木質纖維，危害房屋建筑、毀壞水庫堤壩、侵蝕林木資源。傳統的白蟻防治方法是在疑似區域內埋入白蟻誘捕木料，人工定時進行挖開巡檢，當發現有白蟻侵食立即噴藥滅蟻，這種方法不僅消耗大量人力、財力，而且監測不及時。因此，我設計了基于LoRa的白蟻在線監測系統。

一、設計思路

1.實地調研

針對白蟻防治問題，我來到青島市白蟻防治辦公室向專家請教，了解目前白蟻防治的主要方法和措施。專家指出了白蟻實時監測的必要性和急迫性。

圖1 向專家請教目前白蟻防治采取的方式

2.方案設計

系統的總體結構主要分為三個部分：第一部分是埋在地下的淺埋監測裝置，監測白蟻的入侵；第二部分是部署在區域中心的集中器裝置，一個集中器裝置可接收1千米范圍內的所有監測裝置的報警信息，集中器裝置采用太陽能供電；第三部分是部署在遠程的服務器和網頁。如圖2所示。

圖2 總體結構圖

二、結構制作

1.淺埋監測裝置

淺埋監測裝置主要由石墨式入侵檢測裝置、LoRa無線模塊、低功耗的單片機和一節鋰電池組成。

在白蟻誘捕裝置的木料中裝入導電石墨，導電石墨兩端接入電路，如圖3所示。正常狀態下石墨兩端電阻近乎于零，電壓近乎于零。白蟻入侵咬食木料時，石墨泄露，兩端電阻變大，電壓也就變大，單片機檢測到電壓變大時就通過LoRa無線向集中器發送報警信息。

圖3 淺埋監測裝置

2.集中器裝置

集中器裝置采用太陽能供電，是安裝在一片區域內的一個數據匯聚節點，由于LoRa無線通信不能直接發送到遠程的互聯網服務器，所以需通過集中器裝置轉發數據。當它接收到監測裝置發來的報警信息時，再通過GPRS網絡發送到互聯網上的服務器。

3.服務器連接和網頁監控

網絡服務器接收到集中器發送的數據信息后，將其存儲到數據庫中，并通過網頁展示在地圖界面上，方便工作人員及時確定白蟻入侵點，進行下一步的誘殺。

基于LoRa的白蟻在線監測系統能實時監測白蟻的入侵，方便對白蟻進行防治，具有良好的應用價值和經濟價值。

圖4 作者介紹在房屋周邊布置的白蟻在線監測系統