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探究太阳能供电的果园害虫智能捕捉系统

2020-03-08 248 上传者：管理员

摘要：现代农业发展壮大，让一些地区把土地重新做了有效的整合，形成了以农场为单位的种养殖基地，这在解决了农村闲散人员的就业问题的同时，还提升了土地的利用率，在甘肃省武威市凉州区成立了农业示范园区，并使规模化养殖和种植得以实现，让农牧民的收益大大得提升。随着农业示范园区的成立，为现代农业科技产品的发展提供了非常大的空间，像以前果园大多是独立农户，几乎没有现代农具，主要受果园面积的限制和使用成本过高的限制，现今多种农具走进了种植基地，文章介绍了果树害虫防治的病理机制研发了一种基于太阳能供电的果园害虫捕捉系统，在有效缓解害虫对果树的伤害的同时，还降低了化学药物对果实的污染。

关键词：
害虫
智能控制
果园
驱鸟
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1、果树害虫防治的病理机制

果园害虫具有相应的趋光性、趋波性和趋色性的特性，利用害虫的趋光性，将害虫引诱到灯附近，然后通过灯上安装的高压丝网，用高压电将害虫杀死，以此达到灭虫的效果，是一项重要的物理防治方法，同时也是我国综合防治的主要方法。而驱鸟装置采用超声波达到破坏鸟类的神经系统，进而达到驱鸟的目的，将其放置在果园，采用太阳能供给电能，效果良好。2018年9月14—15日在全国果园杀虫灯应用绿色防控技术培训会上，提出杀虫灯是病虫害防治措施中最主要、最高效、最安全的防治设备。我国现有的捕虫驱鸟装置大多为独立的灭蚊灯。

2、基于太阳能供电的果园害虫智能捕捉系统构成

现有的灭蚊灯具有一定的灭杀害虫作用，很多蚊虫以及其他幼小飞虫会被光诱至高压电网上电死。但是，灭蚊灯结构功能单一，耗能高，安全可靠性差，蚊虫杀灭效果差、效率低，且不易进行蚊虫尸体清理。此外，灭蚊灯在室内使用时，为了不影响人们休息，需要借助外物进行遮挡光线，较为不便。

本文根据现有的灭蚊灯存在部分缺陷，研制了一种新型的果园害虫智能捕捉系统，不但解决了占地面积的问题，还可以减少电能的浪费，同时降低了产品的成本，农户更加的受惠。果园害虫智能捕捉系统构成如图1所示，公用一套主控系统，一个电源系统，并在灭蚊装置中加入了自动清理蚊虫尸体的功能，在驱鸟器中加入了语音(可更换)功能，在不同的地区，根据鸟类的种类可以在语音功能模块中植入当地鸟类天敌的声音，不但达到了驱鸟的效果，而且保护了鸟类，避免其受到超声波对鸟类神经系统的破坏。

图1 果园害虫捕捉系统构图

果园害虫智能捕捉系统是一款针对于现代农牧业驱鸟、捕虫功能的智能化产品，其实物图见图2所示。系统采用集不同波长的LED灯组、多台系统协调工作算法、STM32单片机、超声波、语音驱鸟等技术为一体的模块化研制理念，具有很好的社会、经济和生态效益。

图2 果园害虫智能捕捉系统实物图

3、基于太阳能供电的果园害虫捕捉系统主要特点

果园害虫智能捕捉系统有两个主要功能，一个是自适应捕虫系统，另一个是智能驱鸟系统，两个系统公用一套主控系统，一个电源系统。主控系统主要采用STM32单片机为核心，完成两套系统的有效智能控制。本系统采用模块化设计理念，大幅降低了生产成本，共有5大模块。

3.1 电源模块

基于该装置的应用场地，选用太阳能光伏发电效应，通过蓄电池和控制器互联供给电能，同时在电源模块设置市电充电口，便于在市电接入方便的场合使用。

3.2 主控模块

该装置以STM32单片机为主控，根据控制信号产生PWM控制信号，然后通过PWM脉宽调制来达到改变捕虫灯的发光波长、发光强度的效果，单片机采用PWM控制技术，这种控制技术具有控制程序简易、动态响应好等优势，装置具有光控、时控、雨控等功能，实现智能化控制。

3.3 LED灯组模块

LED灯组模块具有多波长性，灯组有紫外、蓝色、红色，可以发出多种不同波长的光，将LED灯与单片机控制模块相连接发光，通过相应的控制器自适应关闭一部分波长的LED灯，以达到为系统节能的目的。在LED灯组外围设置高压丝网，通过直流斩波电路，将其升压至3500V高压网，用于将LED灯组诱致来的飞虫用高压网电击而死。在丝网内环中心设置1根轴，在轴上设置1个能上下活动的活塞，活塞四周为毛刷，当主控系统检测到蚊虫尸体达到一定数量时，该毛刷系统在电机的驱动下，上下移动，其四周的毛刷将高压丝网上的蚊虫尸体全部扫除，在重力的作用下，蚊虫尸体全部滑落到收藏袋中。

3.4 互联通信模块

当多台装置联合使用时，通过通信协议实现在相邻的装置之间用通信模块直接通信，不相邻的装置则以中间的装置为路由节点，经过中间节点信息传递的形式，实现多台装置之间的通信。

3.5 驱鸟装置

利用单片机设计，集成多普勒雷达探测鸟类靠近技术、拾音器探测鸟类鸣叫、超声波驱鸟技术、模拟老鹰声源驱鸟、模拟猎枪枪声驱鸟、夜晚频闪强光驱鸟等技术制造的一种超低功耗的智能驱鸟装置。

4、结语

果园害虫智能捕捉系统操作简便，不仅能够显著降低虫卵量和虫口基数，还能减少农药使用量，保护环境，达到节省能源、高效捕虫的效果。果园害虫智能捕捉系统的使用，不仅对人、动物没有危害，长时间连续使用能够达到少用甚至不用化学方法进行防治的效果，有效避免了害虫抗药性增加引发的弊端，维护了生态平衡，收集的害虫直接喂养动物，解决了在诱虫灯光源附近有大量害虫密集的问题，实现了资源的有效、循环利用，明显增强农业生产的经济效益，还能保证农产品生产的绿色、无污染。

冯健伦.基于太阳能供电的果园害虫智能捕捉系统研究[J].农业科技与信息,2019,(6):63-64.