基于红外传感器的实蝇类害虫实时监测装置的设计-《江苏农业科学》(2020年4期).docx

龙源版权所有 基于红外传感器的实蝇类害虫实时监测装置的设计作者：梁勇 赵健 林营志 陈世雄 池美香 邱荣洲来源：《江苏农业科学》2020年第04期 摘要：监测实蝇类害虫发生动态，是对其有效防控的基本前提。设计出1种可自动诱捕与计数的实蝇类害虫实时监测装置，为提高实蝇类害虫监测和预测预报的准确度与时效性提供了1种新装备。该装置由害虫诱杀装置、红外计数传感器、红外计数远程测控仪、实时监测软件等组成，利用特定引诱物、发光二极管（LED）光源对实蝇诱集的特性，采用红外传感器进行实时计数。选取橘小实蝇进行装置测试试验，在实验室环境下测试实时监测系统的检测成功率。试验结果表明，该装置可以实时获取进入红外计数感应区的实蝇数量，当时间间隔≥7 s时，实时监测系统的检测成功率为98%。利用该装置可以实现通过手机查询实蝇类害虫实时虫量、小时虫量和日虫量的统计汇总数据，方便用户及时、准确地得知实蝇类害虫发生的动态变化，掌握实蝇的发生规律。 关键词：实蝇;红外计数;自动诱捕;发光二极管（LED）;实时监测;软件设计 中图分类号： S126;TP212.9文献标志码： A 文章编号：1002-1302（2020）04-0230-05 收稿日期：2019-12-02 基金项目：中央引导地方科技发展专项（编号：2017L3007）;福建省农业科学院科研项目（编号：A2017-28）;福建省农业科学院科技创新团队（编号：STIT2018-1-8）。 作者简介：梁勇（1986—），男，福建福州人，硕士，助理农艺师，主要从事植保技术研究。Tel：（0591E-mail：278017592@。 通信作者：邱荣洲，硕士，副研究员，主要从事数字植保技术研究。Tel：（0591E-mail。 实蝇是双翅目（Diptera）实蝇科（Tephritidae）昆虫的统称，是水果和蔬菜类作物的重要害虫，被世界上许多国家和地区列为重要检疫性有害生物。我国是世界上受实蝇危害较重的国家之一，其中危害果蔬的重要优势种有橘小实蝇（Bactrocera dorsalis Hendel）、橘大实蝇（B. minax Enderlein）、瓜实蝇（B. cucurbitae Coquillett）、南瓜实蝇（B. tau Walker）和番石榴果实蝇（B. correcta Bezzi）等[1]，每年给我国果蔬产业造成重大经济损失[2-3]。监测实蝇发生动态，是对其有效防控的基本前提。实蝇的监测手段主要是采集腐烂脱落的虫果，或借助特定的引诱物（如实蝇性诱剂和食物诱饵）以及相应的诱捕器进行诱捕监测，并通过定期人工统计实蝇成虫数量。该方法以人工调查为主，需要大量劳动力，且无法对田间虫害情况进行快速监测[4]。 为了解决害虫监测上费时费力的问题，新的监测技术不断被探索[5]。随着计算机技术、物联网技术等的发展，目前农业害虫自动识别与监测技术主要有图像识别、声音信号识别、雷达识别、红外计数等[6-7]。基于图像的昆虫自动识别与计数的研究通过无线网络将田间高清害虫照片传输到主控平台中，在主控平台中对农田中常见的害虫实现特征提取和识别[8-9]。灯光和色板诱虫谱广，适用于监测点昆虫多样性调查[10]。朱世明等利用基于光学暗场反射测量的光学遥感技术探测飞行的农业害虫[11]。基于红外传感器的昆虫自动识别与计数的研究采用含有性信息素的诱捕器进行害虫的诱捕，害虫落入红外传感器后，形成计数脉肿，触发计数器计数[12-13]。 诱捕器配合使用的红外自动计数技术因具有低成本、低功耗等优点，是害虫测报中不错的技术选择，在梨小食心虫、橘小实蝇、斜纹夜蛾等鳞翅目害虫的自动监测中进行了试验与应用[14-16]。本研究利用特定引诱物、LED光源对实蝇诱集的特性，采用紅外传感器进行实时计数，设计出1种的可自动诱捕与计数的实蝇类害虫实时监测装置，为实时获取害虫发生数量的动态数据，掌握害虫的发生规律提供1种新装备。 1系统总体设计 本害虫实时监测装置总体上可分为3个部分：数据采集端、数据服务端、数据查询端。数据采集端主要由害虫诱杀装置、红外计数传感器、数据传输单元（DTU）、太阳能供应组件等组成，电源由太阳能板供电，蓄电池作为不间断电源，结构如图1所示。害虫诱杀装置有LED灯版、性诱剂、高压电网、进虫盒等零部件。主要原理是利用昆虫间化学通信和物理学反应来引诱昆虫进入高压电网，当触碰到电网后，会被高压击倒，掉入红外计数感觉区，触发红外计数传感器计数，最后DTU将计数结果通过4G网络上传到数据服务器。软件系统主要由数据服务接口和手机查询客户端组成，采用JAVA、SQL Server、Apache开发，管理人员可以通过手机或PC端进行数据的实时监测。