水稻儲藏中害蟲識別與智能監測系統的開發與應用

中圖分類號：S435.11;TP391.4 文獻標志碼：A文章編號：1673-6737（2025）05-0194-03

在全球糧食生產和儲藏面臨嚴峻挑戰的時代背景下，水稻儲藏中害蟲防控問題的解決顯得尤為迫切。傳統的人工巡查與藥物防治方法存在效率低下、環境污染等問題，相關產業亟須一種高效、智能化的解決方案。智能監測系統的引入不僅能夠提升害蟲識別的準確性，還能通過實時數據分析，為農業企業提供精準的防控建議，從而大大減少儲藏過程中因害蟲導致的損失。

1害蟲對水稻儲藏的影響

水稻是全球重要的糧食作物，其儲藏工作對于維護糧食供應鏈的穩定性具有決定性意義。然而，儲藏期間害蟲的侵入不僅會降低水稻的數量，還會嚴重損害其質量，進而對農業經濟造成沖擊，并威脅到食品的安全性和品質2。在水稻儲藏的特定生態系統中，稻象甲、米象及多種蛾類害蟲是主要的威脅源。這些害蟲在溫暖濕潤的儲藏條件下迅速增殖，尤其是稻象甲與米象，它們通過直接啃食稻谷外殼來獲取生長所需養分。害蟲的啃食會對稻谷的外觀產生一定影響，其排泄物會污染稻谷，顯著降低稻谷的市場價值。米象的幼蟲與成蟲均能深入谷粒內部，導致稻谷結構破壞，進而加劇產量損失。害蟲對水稻的侵害遠不止于物理層面的破壞，它們還深刻影響著稻米的整體品質3。由于害蟲活動而產生破損的稻谷易于吸引濕氣，方便霉菌生長，特別是在濕度較高的儲藏環境中，稻谷會迅速劣化，營養成分不斷流失，口感變差，甚至可能產生有毒的霉菌代謝產物，對消費者的健康構成潛在威脅。

2水稻儲藏中害蟲識別技術研究

2.1害蟲的種類與特性分析

鑒于水稻儲藏中會產生多種害蟲，且各自具備獨特的生物學特性，深人剖析這些害蟲的種類、生長周期及習性，對于構筑科學合理的害蟲防治體系具有至關重要的意義。具體而言，稻象甲、米象及多種蛾類害蟲，是水稻儲藏過程中最為常見的威脅。稻象甲與米象，作為兩大主要害蟲，其對水稻的破壞力尤為顯著。稻象甲的成蟲與幼蟲均能啃噬稻谷外殼，引發物理性損傷，尤其在濕度較高的儲藏條件下，其種群數量與繁殖速率均會顯著上升。米象則通過鉆入稻谷內部進行啃食，導致谷粒內部空洞，嚴重時甚至引發稻谷的腐爛與變質。這些害蟲的生長周期雖各有差異，但普遍較短，且在適宜的儲藏環境中能夠迅速繁殖。稻象甲的生命周期約為3個月，經歷卵、幼蟲、蛹、成蟲四個發育階段。米象的適應性強，能在低溫低氧環境中存活，尤其偏好溫暖潮濕的儲糧環境，其生命周期約為4個月。

2.2 圖像識別技術的應用

圖像識別技術在水稻儲藏害蟲監測與識別領域展現出巨大的應用潛力，它憑借高效且精準的圖像獲取與處理手段，實現了對害蟲的自動化識別與有效防控。在害蟲識別的初始階段，圖像采集技術發揮著至關重要的作用。為精準捕獲水稻儲藏環節中的害蟲影像，農業企業通常采用高清攝像頭、紅外相機及無人機等先進設備。高清攝像頭憑借其出色的分辨率，能夠在復雜多變的儲藏環境（如倉庫、溫室等）中，清晰記錄下害蟲的外觀特征，即便在光照條件不佳的情況下也能保持較高的成像質量。紅外相機則通過檢測害蟲體溫的細微變化，有效識別出隱藏在稻谷堆中的害蟲，特別適用于低光或黑暗環境。無人機的運用，則極大地拓寬了害蟲監測的覆蓋范圍。它能夠迅速觀測整個倉儲區域，實現對害蟲活動的全面且高效的監控。

2.3其他識別技術的應用

除圖像識別技術之外，聲音識別、氣味檢測及多種技術的綜合應用，在水稻儲藏害蟲的監測領域同樣展現出巨大的潛力，為精準防控害蟲提供了更為豐富和有效的手段。聲音識別技術可通過精準捕捉害蟲在活動期間產生的特定聲音頻率，如咀嚼、飛行等動作發出的聲響，實現對害蟲的非侵入性監測。該技術利用高靈敏度的麥克風傳感器，廣泛收集儲藏倉庫內的聲音信號，并經過精細的信號處理與分析，能夠準確識別出害蟲的種類及其數量。這一方法的獨特之處在于，它能夠在不破壞儲藏環境的前提下，實現實時的、無接觸的害蟲監控，從而有效規避傳統化學藥物干預可能帶來的風險。氣味檢測技術則基于害蟲在繁殖和活動過程中釋放的特定化學物質進行識別。這些化學物質作為害蟲活動的“氣味標簽”，可以通過高精度的氣味傳感器被捕捉并分析。通過對空氣中氣味分子的細致解讀，該技術不僅能夠判斷儲藏環境中是否存在害蟲，還能進一步區分出不同種類害蟲的特征氣味，實現早期預警。

3水稻儲藏中智能監測系統設計

3.1 系統架構規劃

水稻儲藏智能監測系統的設計需要以一定的系統架構為基礎，而系統架構規劃具體需要注意兩個層面。在硬件層面，系統設計以傳感器為核心，輔以監控設備與處理單元，構建起堅實的監測基礎。傳感器作為信息獲取的關鍵，需具備高度的環境適應性與測量精度，能夠準確捕捉儲藏環境中的溫度、濕度、光照強度、氣味特征以及害蟲的圖像與聲音信息。考慮到儲藏環境的復雜性，系統應部署多種類型的傳感器，以實現對不同環境參數的全面監測。監控設備如高清攝像頭、紅外探測器、氣味傳感器和麥克風等，可根據實際需求靈活組合，以實現對害蟲活動的即時捕捉和對環境變化的持續記錄。處理單元則負責數據的初步整理與預處理，通過實時計算為軟件層提供可靠的數據支撐。在軟件層面，其設計聚焦于數據的深度分析、智能處理與及時反饋。系統需具備強大的數據處理引擎，能夠整合來自多源傳感器的數據，通過算法模型識別害蟲種類、估算數量、分析活動模式，并據此生成預警信號。用戶界面應直觀易用，使操作人員能夠通過直觀的畫面迅速掌握儲藏環境現狀與害蟲監測情況

3.2 系統設備研發

在水稻儲藏智能監測系統的設備研發過程中，傳感器的選型與配置需緊密圍繞水稻儲藏環境的特殊需求展開。傳感器需具備全方位監測能力，涵蓋溫度、濕度、氣味、光照強度及害蟲活動等多個維度。在選擇過程中，應首要考量傳感器的精確度與長期穩定性，確保其在多變的儲藏條件下仍能提供可靠的環境數據。基礎傳感器，如溫濕度傳感器、光照傳感器及氣體傳感器，是構建監測體系的必備之選，它們為農業企業全面把控儲藏環境提供了不可或缺的數據支撐[3]。針對害蟲活動的監測，圖像傳感器與聲音傳感器的引入同樣關鍵。圖像傳感器，尤其是高清攝像頭與紅外線攝像頭，能在不同光照條件下精準捕捉害蟲形態，特別是紅外技術在夜間或低光環境下的作用尤為顯著；聲音傳感器則通過識別害蟲特有的活動聲響，輔助農業企業判斷其存在與活躍狀態。傳感器的布局需兼顧成本效益、可靠性、精確度及環境適應性，特別是在大型儲藏設施中，需確保各傳感器間的高效協同與穩定運行。攝像頭與成像系統的規劃，則著重于提升害蟲監控與識別的精準度。在選擇攝像頭時，應確保其在復雜光照條件下仍能為農業企業提供清晰的害蟲圖像，因此高清攝像頭與紅外攝像頭因其優越的性能而成為首選。

3.3 系統軟件開發

在水稻儲藏智能監測系統的軟件開發進程中，用戶界面設計作為軟件開發的首要任務，其重要性不言而喻。界面需兼具直觀性與實用性，應能全面、清晰地展示水稻儲藏環境的各項監測數據及報警信息[14。設計時應注重界面的簡潔與明了，確保溫濕度、光照強度、氣體濃度等關鍵環境指標以及圖像識別與聲音傳感器捕捉的害蟲活動信息等一目了然。同時，界面應具備高度的可定制性，允許用戶根據實際需求靈活選擇數據展示方式，如圖表、趨勢線或實時圖像等，以滿足不同用戶群體的使用習慣。報警功能的設計需足夠醒目，一旦檢測到異常數據或害蟲活動，系統應能立即彈出警告，引導操作人員迅速響應[。此外，界面還需支持多用戶遠程訪問，借助云平臺技術實現跨設備、跨地域的監控需求，確保信息的即時傳遞與反饋。數據處理與分析模塊是系統的中樞，負責整合、清洗并深入分析來自各類傳感器與設備的海量數據，因此需要進行更加精細的設計開發。

4水稻儲藏中害蟲識別與智能監測系統的推廣策略研究

推廣策略需明確強調系統的優勢，包括其在提升糧食儲藏質量、減少害蟲損失、降低化學藥劑依賴等方面的積極成效。技術培訓與支持是推廣策略中不可或缺的一環。盡管智能監測系統功能強大，但確保操作人員熟練掌握至關重要。策略應涵蓋多個層次的培訓計劃，為不同用戶群體提供技術支持。管理人員需學習系統操作、數據解讀、預警響應等基本技能，以便根據系統反饋做出有效防控決策；技術人員則需深入掌握系統維護、故障排除等高級技能，保障系統的持續穩定運行。通過全面、專業的培訓與支持，用戶的操作水平將得到有效提升，系統適用性也會得到全面優化[8]。市場需求細化與區域適配性同樣是推廣策略需要重點考量的因素。鑒于水稻儲藏環境的地域差異，如氣候差異、溫濕度差異、儲藏設施差異等，系統配置與監控方案需因地制宜。推廣策略應依據不同地區特點，設計具有針對性的解決方案。通過精心規劃的推廣策略，水稻儲藏害蟲識別與智能監測系統有望在全國范圍內實現廣泛推廣，促使水稻儲藏行業的智能化管理與害蟲高效防控相關工作進行轉型升級。

5結語

水稻儲藏中的害蟲識別與智能監測系統為水稻儲藏害蟲防控提供了全新的技術手段，通過創新的傳感器配置、圖像與聲音識別技術、精準的數據分析技術，能夠有效提升水稻儲藏管理水平。隨著系統推廣策略的有效實施，預計將為廣大農民和農業企業帶來顯著的經濟效益，并推動水稻儲藏行業向更加智能化、可持續的方向發展

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