专利名称：一种基于性信息素与宽谱光源的太阳能灭虫灯装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种基于性信息素与宽谱光源的太阳能灭虫灯装置，尤其能够满足农田、果园、稻田、公园等户外场所的灭虫需求。
背景技术：
随着人们对于生活质量要求的不断提高，绿色食品、绿色能源、绿色环境等一系列绿色字眼不断出现在人们的面前。在传统农、林、水果栽种过程中，为了提高产量降低植被蛀虫率，农药的大面积使用始终扮演着重要的角色，然而大多数农药水溶性十分有限，这与人们对于绿色食品的需求形成了互相矛盾的局面。因此一系列户外灭虫产品应用而生，灭虫灯的使用在降低农药使用量，提高农作物产量等方面发挥了十分重要的作用。目前灭虫灯主要采用利用紫外光源引诱，高压电网触死的方式对害虫进行捕杀，其特点在于方法简单作用时间较长；缺点在于诱捕效率有限，长时间使用昆虫容易产生抗性，降低诱捕效果。灭虫灯的应用主要利用昆虫趋光性的生理行为对其进行诱捕。一般认为人眼可见光波长为400 700nm之间,对黄绿光十分敏感。昆虫可见光主要集中于250 700nm之间，其中对紫外光尤为敏感。如棉铃虫和烟青虫对330nm和365nm的光波趋性最强。然而单一波长光源不能满足户外多种昆虫诱捕的目的，因此灭虫灯应采用320nm 680nm覆盖长波紫外光和可见光的宽谱诱虫光源作为诱捕源，实现广谱引诱的功能。虽然宽谱诱虫光源的使用能够提高灭虫灯的诱捕效率，但是昆虫的趋光性会受到如日照周期变化，光强度变化等因素的影响。光强度单位常用勒克斯(LX，米烛光)，光强度主要作用于昆虫交配、产卵、取食、栖息等生理活动。如小麦吸浆虫常在ILx强度一下活动；蚊虫多在O. 5Lx I. 5Lx强度下活动；蚜虫有翅蚜在黑暗中不起飞，光强超过IOOOOLx对其起飞也有抑制作用。同时日照周期的变化作用于昆虫生物钟，从而调节其取食、栖息等生理行为。因此夜间固定光强度下灭虫灯仅能作用于特定昆虫群体，效果受到局限。作为一种新型诱捕方式，昆虫性信息素正在不同的领域中被人们所逐渐认识与使用。昆虫性信息素主要在鞘翅目、直翅目、同翅目等害虫中诱捕中应用较多，鳞翅目昆虫中的透翅蛾科以及菜蛾科的种类也有较高的实用价值。昆虫性信息素作为同种异性昆虫之间生殖阶段的化学通讯工具，其特点在于利用个体昆虫对化学物质产生反应而被杀，不会产生后代，故无抗性发生。同时由于其化学结构的高度复杂性和特殊性是昆虫种间生殖隔离的重要保证，因此，不同昆虫之间的性信息素相互不能替代，也不会引起混淆具有种特异性，即专一性、对益虫、天敌不会造成危害。其缺点在于昆虫性信息素特异性较强，仅能有针对性的诱捕某种昆虫，因此不存在广谱诱捕的功能。这也限制了其在野外诱捕领域的发展。正是由于上述各种条件的约束与限制，目前主流的集中灭虫灯都存在各自的弊端，不能实现真正意义上的光谱高效灭虫。
发明内容本实用新型所要解决的技术问题是构建一种基于性信息素与宽谱光源的太阳能灭虫灯装置，该装置能够真正意义上实现昆虫的广谱诱捕，并且根据日照周期，光照强度，环境温度自动调节诱捕参数，从而实现装置工作的高效性与持续性。本实用新型所采用的技术方案是该装置主要包括环境参数采集模块、控制模块、太阳能电源管理模块、诱捕剂释放驱动模块等几个部分。采用DS18B20温度传感器、GL7516光敏电阻、HSllOl湿度传感器构成环境参数采集模块，经串行总线接口接入控制模块，控制模块采用Intel 80C51微控制器构成；环境参数经MCU处理后驱动诱捕剂释放驱动模块，其主要控制高压电网是否工作、昆虫性信息素的释放口半径、昆虫性信息素外围电阻丝温度、宽谱诱虫光源光强等；太阳能电源管理模块为装置能量来源，为高压电网提供工作电源，其工作状态由MCU处理后的环境参数进行控制。该系统的优点有I)根据环境参数(光强度、温度、湿度)的变化智能调控装置的工作状态，可以大 大提高装置的工作效率与使用寿命。2)采用昆虫性信息素与宽谱诱虫光源两种方式诱捕昆虫实现广谱与特异性的结合，提高昆虫的诱捕效率。3)采用太阳能电板形式对装置进行供电，降低了装置对于工作环境的要求与铺设成本。4)采用红外防触电保护，提高装置的安全性能。
图I装置工作原理图。图2太阳能电源管理模块工作原理图。图3高压电网工作原理图。
具体实施方式
该基于昆虫性信息素与宽谱诱虫光源的太阳能光伏灭虫灯装置的工作原理图如图I所示。其中环境参数采集模块能够采集多种环境参数，温度参数由DS18B20温度传感器进行采集。太阳能电板电源经处理后可以输出稳定电压，由于DS18B20与控制模块采用串行接口通信模式，因此DS18B20读写必须满足其时序设定，同时为了提高采集数据的准确性，DS18B20与80C51微控制器布线时已经充分阻抗匹配问题，布线采用4芯双绞线，其中一对线接地线与信号线，另一对线接VCC和地线，屏蔽层在源端单点接地。光敏电阻根据其光强电压特性将环境温度相关参数反馈至80C51微控制器。环境湿度参数主要由HSllOl湿度传感器进行采集，根据环境湿度的变化其电容值也自动随着调整。相关参数经串行总线传输至MCU经处理后，装置判断其目前工作环境(昼夜、阴晴、季节等)，根据MCU内置参数对应工作表，智能调整装置工作状态，如高压电网是否工作、昆虫性信息素的释放口半径、昆虫性信息素外围电阻丝温度、宽谱诱虫光源光强等。该装置能量主要采用晶体硅太阳能电池板的形式获得同时辅以220V电源备用，日照强于下晶体硅吸收一部分光子能量，使晶体硅内部原子发生跃迁，从而形成电位差产生电流驱动装置运行。太阳能电源管理模块主要包含晶体硅太阳能电池板、太阳能控制器、蓄电池、逆变器。太阳能电池板是太阳能电源管理模块的核心部分，其作用是将太阳的辐射能力转换为电能，或送往蓄电池中存储起来，或推动负载工作；太阳能控制器的作用是控制整个模块的工作状态，并对蓄电池起到过充电保护、过放电保护的作用；蓄电池采用锂电池，其作用是在有光照时将太阳能电池板所发出的电能储存起来，到需要的时候再释放出来；逆变器完成低压太阳能输出变换至220V高压输出的功能，其功能原理图如图2所示。太阳能电源管理模块220V输出驱动高压电网工作，如图3所示。电路中，光控开关电路由光敏电阻器RG、电容器CO、灯管EL、电阻器R，双向触发二极管V和晶闸管VT组成；倍压整流电路由电容器C1-C5和整流二极管VD1-VD5组成。在白天，RG受光照射而呈低阻状态，将CO短路，VT无触发电压而处于截止状态，倍压整流电路不工作。夜晚无光照射时，RG恢复高阻状态，交流220V电压经EL和R对CO充电，当CO上的电压充至一定值时，V导通，使VT受触发而导通，倍压整流电路通电工作。交流220V电压经倍压整流电路五次倍压整流后，产生约1450V的高压加在电网上。当有害虫趋光飞来触碰到电网时，就会立即被高压击毙。同时为了装置的安全使用，外加红外线位置传感器，一旦用户接近装置，则高压自动切断，提高了安全系数。随着绿色生活的发展，这种以新型绿色技术灭虫的方法必将大幅减少农作物种植过程中的农药使用范围和数量，因此该基于昆虫性信息素与宽谱诱虫光源的太阳能光伏灭虫灯装置具有十分广阔的发展空间和应用前景。
权利要求1.一种基于性信息素与宽谱光源的太阳能灭虫灯装置，其特征在于该装置主要包括环境参数采集模块、控制模块、太阳能电源管理模块、诱捕剂释放驱动模块几个部分；采用DS18B20温度传感器、GL7516光敏电阻、HSllOl湿度传感器构成环境参数采集模块，经串行总线接口接入控制模块，控制模块采用Intel 80C51微控制器构成；环境参数经MCU处理后驱动诱捕剂释放驱动模块，其主要控制高压电网是否工作、昆虫性信息素的释放口半径、昆虫性信息素外围电阻丝温度、宽谱诱虫光源光强，最终达到高效长时诱捕昆虫的功能。
专利摘要提供了一种基于性信息素与宽谱光源的太阳能灭虫灯装置。该装置以太阳灯电板为主要能量来源，通过昆虫性信息激素和320nm～680nm覆盖长波紫外光和可见光的宽谱诱虫光源两种方式引诱半径80～100m(30～45亩)的多种害虫，以高压电网的形式将接近该装置的害虫触死。为提高灭虫等作用效率和作用时间，采用Intel 80C51微控制器依据DS18B20温度传感器、HS1101湿度传感器等装置采样环境温度信息，智能调节昆虫性信息激素的释放速率；同时使用GL7516光敏电阻设计感光模块，根据环境光强参数动态控制昆虫性信息激素、宽谱诱虫光源以及太阳能电板的工作状态。
文档编号A01M1/04GK202738659SQ2012202217
公开日2013年2月20日 申请日期2012年5月17日 优先权日2012年5月17日
发明者陈心浩, 马楠, 陈军波 申请人:中南民族大学