果园飞行害虫诱捕分类计数装置

1.一种果园飞行害虫诱捕分类计数装置，其特征在于，包括：太阳能板、诱捕装置、雨水处理装置、计数装置、采集装置、预处理装置、分类装置、回收装置、主控制板，其中：
诱捕装置，用于根据性诱剂吸引捕杀飞行害虫；
计数装置，包括第一组红外传感器，由正交的四个光电传感器以正交的形式安置，所述四个光电传感器采取“或”的方式连接，并将所述四个光电传感器都连接到同一个IO口处，根据此IO口的电平的变化，进行害虫的计数；
采集装置，包括三组正交的红外光电传感器组成，即第二组、第三组、第四组红外光电传感器，每组红外光电传感器有四个组成，且两组传感器之间的距离相等，用于计算害虫的长度；
所述太阳能板包括太阳能电池板、充电控制器以及蓄电池，所述太阳能电池板获取的电通过所述充电控制器将储存在所述蓄电池上，通过所述蓄电池对所述害虫诱捕分类计数装置供电；
预处理装置由圆形的平台和转动圆形平台的电机组成，在圆形平台的下侧有一个凹型的槽，用于将害虫滑落下去。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述诱捕装置包括倒V型漏斗及高压电网，性诱剂放在高压电网的内部，利用性诱剂将害虫吸引到高压电网。
3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述计数装置还包括步进电机，所述步进电机与所述主控制板连接。
4.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述分类装置由三组红外传感器组成，每组包括四个正交的红外传感器，且每组之间的距离相等。
5.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述回收装置用于将计数和计算害虫长度后的害虫进行收集。
6.如权利要求1～5任一项所述的装置，其特征在于，所述计数装置和回收装置之间设置一载物装置，所述载物装置的底部设置一可旋转的圆形板，用于与所述回收装置连通。
7.如权利要求1～5任一项所述的装置，其特征在于，所述主控制板包括无线数据传输模块，该模块与所述核心处理器进行数据的交互，并将从所述核心处理器获取的记录结果和计算的数据结果以无线的方式发送到远程的接收终端，与所述远程终端设备进行通信。
8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，还包括远程终端设备，用于通过与所述主控制板进行通信，接收所述主控制板计算所述害虫的长度和计数数据，并建立关于所述害虫长度的数据库，将接收的所述害虫长度数据与所述数据库相关联来对所述害虫进行分类。

果园飞行害虫诱捕分类计数装置\n技术领域\n[0001] 本发明涉及应用光电装置的计数装置技术领域，特别是涉及一种果园飞行害虫诱捕分类计数装置。\n背景技术\n[0002] 果树害虫虫体一般较小，为害场所隐蔽，发生代数多，种群数量增长速度快，防治难度大，虫害信息的获取是害虫精确防治的重要基础之一。且目前对于害虫的分类的方法很少，一般都只是简单的对诱捕来的害虫进行简单的计数，预测伤情信息。要想看是那种病虫害造成的伤害，需要经常的去数据监测站查看，但由于天气风化的原因，跌落的害虫已经很难辨别出是那类害虫。根据田间采集到的多年数据的经验，如果能计算出害虫的长度，从某种程度是可以判断出虫子的类别。\n发明内容\n[0003] (一)要解决的技术问题\n[0004] 本发明要提供一种果园飞行害虫诱捕分类计数装置，用以解决在害虫的计数和以及计算害虫的长度，根据多年数据库知识的经验，预测出危害最大的是那种病虫害。以及传统害虫虫情信息获取方法耗时费力，数据调查、记录和上报环节多，监测人员工作量大，容易受主观因素影响，数据应用的时效性差的问题。\n[0005] (二)技术方案\n[0006] 为解决上述问题，本发明提供一种果园飞行害虫诱捕分类计数装置，包括：太阳能板、诱捕装置、雨水处理装置、计数装置、采集装置、预处理装置、分类装置、回收装置、主控制板，其中：诱捕装置，用于根据性诱剂吸引捕杀飞行害虫；计数装置，包括第一组红外传感器，由正交的四个光电传感器以正交的形式安置，所述四个光电传感器采取“或”的方式连接，并将所述四个光电传感器都连接到同一个IO口处，根据此IO口的电平的变化，进行害虫的计数；采集装置，包括三组正交的红外光电传感器组成，即第二组、第三组、第四组红外光电传感器，每组红外光电传感器有四个组成，且两组传感器之间的距离相等，用于计算害虫的长度。\n[0007] 优选地，所述诱捕装置包括倒V型漏斗及高压电网，性诱剂放在高压电网的内部，利用性诱剂将害虫吸引到高压电网。\n[0008] 优选地，所述计数装置还包括步进电机，所述步进电机与所述主控制板连接。\n[0009] 优选地，所述预处理装置由圆形的平台和转到圆形平台的电机组成，在圆形平台的下侧有一个凹型的槽，用于将害虫滑落下去。\n[0010] 优选地，所述分类装置由三组红外传感器组成，每组包括四个正交的红外传感器，且每组之间的距离相当。\n[0011] 优选地，所述回收装置用于将计数和计算害虫长度后的害虫进行收集。\n[0012] 优选地，所述计数装置和回收装置之间设置一载物装置，所述载物装置的底部设置一可旋转的圆形板，用于与所述回收装置连通。\n[0013] 优选地，所述主控制板包括无线数据传输模块，该模块与所述核心处理器进行数据的交互，并将从所述核心处理器获取的记录结果和计算的数据结果以无线的方式发送到远程的接收终端，与所述远程终端设备进行通信。\n[0014] 优选地，还包括远程终端设备，用于通过与所述主控制板进行通信，接收所述主控制板计算所述害虫的长度和计数数据，并建立关于所述害虫长度的数据库，将接收的所述害虫长度数据与所述数据库相关联来对所述害虫进行分类。\n[0015] 优选地，所述太阳能板包括太阳能电池板、充电控制器以及蓄电池，所述太阳能电池板获取的电通过所述充电控制器将储存在所述蓄电池上，通过所述蓄电池对所述害虫诱捕分类计数装置供电。\n[0016] (三)有益效果\n[0017] 本发明所提供的果园飞行害虫诱捕分类计数装置设置了在野外进行工作，利用太阳能直流供电系统发电供电，节能环保，安全可靠。同时利用四组红外光电传感器来感应害虫信号，实现对害虫计数的同时，还可以计算出害虫的长度信息，并将获取的计数结果和长度信息通过无线方式传输给远程终端设备，减少上报环节，在远程终端设备上将长度信息与建立的害虫数据库相关联实现对害虫的分类操作，可以实时监测田间的虫情，省时省力，且能够准确获取害虫虫情信息，降低了工作人员的劳动强度。\n附图说明\n[0018] 图1为本发明实施例中果园飞行害虫诱捕分类计数装置的组成示意图；\n[0019] 图2为本发明实施例中设置三组光电传感器计算害虫长度的原理示意图。\n具体实施方式\n[0020] 下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。\n[0021] 如图1所示，本发明实施例中果园飞行害虫诱捕分类计数装置包括：太阳能板1、诱捕装置2、雨水处理装置3、计数装置4、采集装置5、预处理装置6、分类装置、回收装置7、主控制板。\n[0022] 其中，所述太阳能板1采用的是直流的太阳能发电系统，包括太阳能电池板，充电控制器，蓄电池。太阳能电池板获取的电通过充电控制器将电储存在蓄电池上，通过蓄电池对整个设备的供电，蓄电池的输出电压为24V和12V。整个果园飞行害虫诱捕分类计数装置中需要用电的部分为，主控电路板，直流步进电机，红外传感器。而主板电路板，直流步进电机，红外传感器的输入电压24和12V两路可以满足各自的工作需求。\n[0023] 所述诱捕装置2，根据性诱剂的不同可以吸引捕杀不同的飞行害虫，所述诱捕装置包括倒V型漏斗及高压电网，性诱剂放在高压电网的内部，利用性诱剂将害虫吸引到高压电网，害虫遇到高压电网被击出U型装置，害虫沿着U型装置跌落到雨水处理装置。高压电网之间的间距可以自行调节，即能方便更换诱芯，也可以根据诱捕害虫的大小来调节电网放电的间距。使得用户可以根据自己的需求调节高压电网，实现对不同害虫的电击效果，为害虫的分类计数做准备。飞行害虫遇到高压电网被击落，不会掉到高压电网内部，会沿着倒V型漏斗下滑。在倒V形的底部增加排队装置，其中倒V形的侧壁上钻有细小的小口，可以保证雨水从旁边落下，虫子不落下，让击落的害虫沿侧壁下滑，跌落在一个U型的装置中，在U型装置中装有也有细小的孔，并在U型装置中有小型风扇，起到加速空气流通，避免虫子和雨水混在一起，给计数和分类造成困难和麻烦。落下的雨水通过旁边的管道送出去。在进入U型的装置中，确保击落的害虫尽可能的一个一个的下落，提高红外计数的准确性。高压电网的四周被封装起来，只留2口诱捕害虫和替换不同的诱剂。高压电网采取直流电压，输出电流非常小，对人体不会造成伤害，环保、安全、可靠。在U型装置中，在其底部装有湿度传感器，当检测到U型装置中湿度较大时就打开风扇，同时关闭U型装置的底部，确保击落的带水的害虫不下落。\n[0024] 所述雨水处理装置3，雨水处理装置在设备中进入水之后在进行工作，如果没有水进入，则害虫会排队一次经过第一组红外光电传感器进行计数。在有雨水的情况下，雨水处理装置会通过步进电机打开雨水处理装置的两侧的窗口，进行通风，同时将侧面的网状的丝网和网状下边的雨水处理板打开，雨水处理板用来将雨水排到设备外部。通过湿度传感器检测丝网上的湿度，等雨水干净了，收回丝网和雨水处理板。进行害虫的计数。\n[0025] 所述计数装置4实现为第一组红外传感器，由正交的四个光电传感器以正交的形式安置，在预处理装置的上方，此4个传感器采取“或”的方式连接，并将4个传感器都连接到同一个IO口处，根据此IO口的电平的变化，进行害虫的计数，与预处理装置下的3组正交红外光电传感器的数据进行相互的配合，对数据的计数和害虫的长度的计算进行纠正和处理。可以确保任何一个害虫的通过都可以记录，且能辅助指导害虫的长度的计算。所述计数装置还包括两步进电机，所述步进电机与主控制板连接，接收主控制板的指令来调节所述两组光电传感器的距离，另一步进电机用来打开和关闭U型装置的底部。\n[0026] 所述采集装置5，采集装置由检测微信号的电路和处理器组成，此处采取的处理器是NXP的ARM cortex内核的LPC1766。所述采集装置即为计算害虫长度的装置，由3组正交的红外光电传感器组成，即第二组、第三组、第四组红外光电传感器51、52、53，用于检测微信号的处理电路，每组红外光电传感器有4个组成，且两组传感器之间的距离相等，将每组检测到的数字1持续的时间记录下来，结合第一组红外传感器的计数的结果，将二三四组中的第二组检测到的数字1持续的时间作为害虫的经过红外传感器所需的时间，将其乘以一固定的值，可以计算出害虫的长度。\n[0027] 预处理装置6，由圆形的平台和转到圆形平台的电机组成，在圆形平台的下侧有一个凹型的槽，用于将害虫滑落下去，在凹形槽的底部是一个水平的平面，然后害虫会以初速度为0的速度经过分类装置。电机转到确保害虫分散，且能一次通过平面上的小口落入凹型槽。\n[0028] 分类装置，由三组，每组4个正交的红外传感器组成，且每组之间的距离相当。每组的4个红外传感器与主控制板上的一个采集器连接，三组红外传感器与三个采集器相连接，可以提高数据的采集效率。\n[0029] 回收装置7，用于将计数和计算害虫长度后的害虫进行收集，也可方便人工田间查看病情。\n[0030] 所述计数装置和回收装置7之间设置一载物装置，所述载物装置的底部设置一可旋转的圆形板，用于与所述回收装置7连通。\n[0031] 所述步进电机与所述圆形板的旋转轴连接，主控制板通过所述步进电机控制所述圆形板的旋转。\n[0032] 主控制板，用来采集温湿度传感器的湿度，控制步进电机的打开与关闭，害虫的计数。害虫经过后三组红外传感器数字1持续的时间，并进行数据的处理，计算害虫的长度，与数据库知识进行分析，得出害虫的分类。主控制板包括核心处理芯片，此处采取的核心处理器是NXP的ARM cortex内核的LPC1766.存储单元，由两部分存储构成，其中的一部分采取NAND FLASH存储每次的计数结果，另一部分采取NOR FLASH存储，记录害虫经过三组红外光电传感器时数字1持续的时间。此存储器的存储速度和对该存储器的读取速度快，存储单元用于存储害虫的计数结果和经过第一组害虫和第二组害虫时的时间点。存储单元采取的是基于I2C的存储器，存储容量较大，可以将两组红外光电传感器采集的脉冲信号控制单元，控制单元只要包括，控制高速光电传感器，步进电机。核心处理器在程序中根据第一组红外光电传感器进行害虫的计数，在第二组，第三组和第四组中，根据采集器采集到的这三组红外光电传感器检测的数字1持续的时间，并将每次记录点的第二次记录1持续的时间保存，并与一个定值进行相乘得出害虫的长度。根据计算出害虫的长度，依据经验，在程序中将计算的长度与前期在田间的监测害虫普遍大小的结果进行匹配，如在范围内则认为是此类害虫。Wifi无线网络传输模块，该模块以串口的方式与核心主控制板进行数据的交互，核心主控制板将记录的结果和计算的数据结果以无线的方式发送到远程的接收终端将各个节点的数据汇集得出害虫的个数和分类的结果。采取wifi模块由于它具有透传性，可以提高数据的传输距离和传输质量，在以往的数据传输采取的是ZIGBEE或者RF的方式，其中RF只能实现点对点的方式，不能实现多对一，ZIGBEE能实现多对多的方式，但传输距离比较近，一般几十米/一百米。以通过无线方式与远程终端设备进行通信，节约硬件资源。\n[0033] 其中，果园飞行害虫诱捕分类计数装置还可以包括远程终端设备(可以为PC终端)，通过有线或无线方式与主控制板进行通信，接收主控制板计算的害虫长度和计数数据，并建立关于害虫长度的数据库，将接收的害虫长度数据与数据库相关联来对害虫进行分类。\n[0034] 设置三组光电传感器计算害虫长度的具体原理为：\n[0035] 如图2所示，在预处理装置中确保每次下落一个害虫，并且能以初速度为0进行下落，这三组红外传感器之间的距离相等，都为D，从预处理装置到第二个红外传感器之的正中间的距离可以用尺子测量出来为L，所以在第二个红外传感器的正中间的速度为害虫的长度为 乘以采集器记录的第二组红外传感器监测数字1所持续的时间t1，便可以得出害虫的长度。\n[0036] 从预处理装置到上图第一组红外传感器、第一组到第二组、第二组到第三组、以及第三组到最底端之间的距离都相等，都为D。该距离可以通过尺子测量得到。采用三组光电传感器，是为了更加准确的测量害虫的长度，本发明采用此方法三组传感器，采集器只需采集每组传感器的数字1的持续时间并记录存储，再与预处理装置的上方的那组光电传感器配合，可以避免漏记。在程序处理单元中，有计数和预处理后三组红外光电传感器记录时间的点数，记录的时间，并能将每三组中的第二组的时间记录下来，并存储，作为计算害虫长度的主要参数。在预处理装置中可以保证每个害虫能一初速度为0的速度下落，进过第一组红外传感器时，采集器会记录一个数字1持续的时间，同样经过第二个和第三个都会记录一个数字1持续的时间，因此每个害虫经过时，会产生一个计数，同时记录三个数字1的持续时间。根据重力加速度经过三组红外传感器时，由于红外传感器的宽度相同，而进过第一个，第二个，第三个时的速度越来越大，因此记录数字1的时间是第一个最大，二三其次，在程序中可以根据每组数字1持续的时间来判断那三组没一个害虫的记录结果。同时将每组中的第二个记录数字1的时间作为计算害虫长度的重要参数。在该设备中我们可以测到\n2\n从预处理装置到第二个红外传感器正中间的距离，根据公式L＝1/2GT(G为重力加速度)，所以 在第二组红外传感器正中间的速度为V＝L/T，即 所以害虫的\n长度为V乘以采集点记录的第二个红外传感器的的数字1持续的时间。根据计算出害虫的长度，根据经验，在程序中将计算的长度与前期在田间的监测害虫普遍大小的结果进行匹配，如在范围内则认为是此类害虫。Wifi无线网络传输模块，该模块以串口的方式与核心主控制板进行数据的交互，核心主控制板将记录的结果和计算的数据结果以无线的方式发送到远程的接收终端。\n[0037] 由以上实施例可以看出，本发明所提供的果园飞行害虫诱捕分类计数装置设置了四组光电传感器来感应害虫信号，其中第一组用来计数，第二三四组用来采集害虫经过红外光电传感器的时间，根据重力加速度等公式推导，可以求出害虫的长度。实现对害虫计数的同时，还可以计算出害虫的长度信息，并将获取的计数结果和长度信息通过无线方式传输给远程终端设备，减少上报环节，在远程终端设备上将长度信息与建立的害虫数据库相关联实现对害虫的分类操作，可以实时监测田间的虫情，省时省力，且能够准确获取害虫虫情信息，降低了工作人员的劳动强度。\n[0038] 以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。