专利名称：一种基于射频识别的虫害监测系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种虫害监测技术，尤其是涉及一种基于射频识别的虫害监测系统。
背景技术：
白蚁是世界性的害虫之一，在漫长的历史岁月中，它从未停止过对人类生产生活 的侵害。房屋建筑、家具衣物、仓储物资、水库堤坝、农林果木、图书档案等等，可以称得上肆 无忌惮，无所不噬、无所不损。而正因为白蚁能以隐蔽的生活方式，成千上万及至数百万头 个体群居地下、墙体、结构柱或天花板等人们常不引以注意的地方，隐而难察，难以防范，而 被人们疏忽其害，待到发觉有白蚁危害时，灾害已难以收拾，损失已相当严重。国际昆虫生 理生态研究中心确认，白蚁的危害极具隐蔽性、广泛性和严重性。据统计，我国每年因白蚁 危害直接造成的经济损失达15亿元人民币。 由于白蚁危害造成的损失触目惊心，因此我国对白蚁防治的方针是"预防为主，综 合防治，促进发展"。为了有效防治白蚁，白蚁活动情况的及时发现和监测成为白蚁灾害防 治工作中重要的一个环节。目前，对白蚁的活动情况主要是通过电子传感探测设备来实现 监测的，电子传感探测设备可以是探测白蚁的气味、气体、声音或温湿度等，电子传感探测 设备通常比较精密灵敏，监测效果较好，但由于电子传感探测设备极易受其它因素的干扰， 将提高误报率、降低耐久性，且不适合在自然环境条件下长久监测使用；另一方面，电子传 感探测设备的探测情况通常是由人工的方式进行查验的，不仅工作量大，而且效率低下。
发明内容本实用新型所要解决的技术问题是提供一种可远距离监测、工作可靠性高，且适 用于强物理环境条件下的基于射频识别的虫害监测系统。
本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为一种基于射频识别的虫害
监测系统，包括RFID读写设备和至少一个探头，所述的探头预先埋设于被监测建筑物的周
边，所述的探头主要由壳体及设置于所述的壳体内的RFID采集卡和用于引诱害虫的木块
试样组成，所述的壳体上设置有至少一个供害虫进入所述的壳体的小孔，所述的木块试样
内设置有导电粉末堆，所述的导电粉末堆的一端引出有第一导线，所述的导电粉末堆的另
一端引出有第二导线，所述的第一导线和所述的第二导线的另一端分别与所述的RFID采
集卡连接，所述的RFID采集卡以无线的方式与所述的RFID读写设备通信交互。 所述的RFID读写设备包括第一微处理器、第一收发射频电路、第一射频天线和显
示屏，所述的第一收发射频电路和所述的显示屏分别与所述的第一微处理器连接，所述的
第一射频天线与所述的第一收发射频电路连接。 所述的RFID采集卡具有唯一的身份编码，所述的RFID采集卡包括开关检测电路、 第二微处理器、第二收发射频电路和第二射频天线，所述的开关检测电路分别与所述的第 一导线、所述的第二导线和所述的第二微处理器连接，所述的第二收发射频电路分别与所述的第二微处理器和所述的第二射频天线连接，所述的RFID采集卡通过所述的第二射频 天线和所述的第一射频天线与所述的RFID读写设备通信交互。 所述的开关检测电路包括三极管、第一电阻和第二电阻，所述的三极管的基极通 过所述的第一电阻接地，所述的三极管的发射极与所述的第一导线的一端连接，所述的第 二导线的一端接电源，所述的三极管的集电极通过所述的第二电阻接地，所述的三极管的 集电极与所述的第二微处理器连接。 所述的壳体为底部尖的圆锥体，所述的壳体采用的材料为工程塑料。 所述的木块试样内设置有储料腔，所述的导电粉末堆置放于所述的储料腔内。 所述的RFID读写设备以串行通信或USB高速通信的方式连接有后台终端，所述的 后台终端中安装有用于查看分析所述的RFID采集卡采集得到的虫害数据的监控软件。 所述的RFID读写设备上设置有第一短信无线模块，所述的第一短信无线模块以 串行通信的方式与所述的第一微处理器连接，所述的第一短信无线模块通过无线公网连接 有第二短信无线模块，所述的第一短信无线模块与所述的第二短信无线模块通信交互，所 述的第二短信无线模块以串行通信的方式连接有后台终端，所述的后台终端中安装有用于 查看分析所述的RFID采集卡采集得到的虫害数据的监控软件。 所述的串行通信采用RS232数据线或RS485数据线，所述的USB高速通信采用 USB1. 0、USB2. 0或USB3. 0，所述的无线公网为GSM无线公网、CDMA无线公网或3G无线公网， 所述的第一短信无线模块为GSM短信无线模块、CDMA短信无线模块或3G短信无线模块，所 述的第二短信无线模块为GSM短信无线模块、CDMA短信无线模块或3G短信无线模块。 所述的监控软件包括数据库、用于输入用户名和密码的登陆模块、信息维护模块、 采集卡信息模块、数据采集显示模块、数据查询模块、数据备份模块、数据恢复模块和操作 员管理模块，所述的信息维护模块包括用于添加、删除、修改埋设有所述的探头的小区信息 的小区信息维护模块和用于添加、删除、修改埋设有所述的探头的单元楼信息的单元楼信 息维护模块。 与现有技术相比，本实用新型的优点在于通过设置RFID读写设备和探头，探头埋 设于被监测建筑物的周边，探头内有木块试样，木块试样中灌有导电粉末，导电粉末连接有 两根导线，两根导线的另一端分别与探头内的RFID采集卡连接，而RFID采集卡以无线的 方式与RFID读写设备进行数据交互，这样当有害虫咬木块试样时，木块试样内的导电粉末 将会泄露，从而导致两根导线由导通变为断开，而断开的信号被传输到RFID采集卡，这样 RFID读写设备可实时的得到虫害数据，该系统与现有的技术相比，无需操作者到现场去观 察是否有虫害情况，RFID读写设备可以在离探头近20米的距离内准确的读取RFID采集卡 发送过来的虫害数据，且因该系统是基于射频识别技术的，RFID读写设备和RFID采集卡的 传输速率均很高，抗干扰能力都很强，可有效避免外界因素的干扰，降低了误报率，提高了 工作可靠性和工作效率。
图1为本实用新型的整体结构框图； 图2为本实用新型的实体连接示意图； 图3为RFID读写设备的内部结构连接示意图；[0019] 图4为探头的结构示意图； 图5为RFID采集卡的内部结构连接示意图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本实用新型作进一步详细描述。 如图所示，一种基于射频识别的虫害监测系统，包括RFID读写设备1和至少一个 探头2，探头2的个数可根据实际环境需要而选择，探头2被预先埋设于被监测建筑物的周 边， 一般探头2需完全埋设于地下且靠近地的浅表面，这样不仅能够保护探头2而且保证了 探头2内的RFID采集卡22的射频信号强度。探头2主要由壳体21及设置于壳体21内的 RFID采集卡22和用于引诱害虫的木块试样23组成。壳体21的顶部连接有盖体(图中未 示出)，盖体主要用于防雨水直接灌入；壳体21为底部尖的圆锥体，圆锥体状的壳体21能 够方便地插入土中；壳体21采用工程塑料制成，一般情况下不采用金属材料制作，因为金 属材料容易衰减或屏蔽射频信号；壳体21上设置有至少一个供害虫进入壳体的小孔24。木 块试样23内设置有储料腔28，储料腔28内设置有导电粉末堆25，导电粉末堆25的一端引 出有第一导线26，导电粉末堆25的另一端引出有第二导线27，第一导线26和第二导线27 的另一端分别与RFID采集卡22连接，如果害虫咬了木块试样23，则木块试样23内的导电 粉末将泄露，这样会使第一导线26和第二导线27由原来导通变为断开，导通或断开的信号 传输给RFID采集卡22。 RFID采集卡22以无线的方式与RFID读写设备1通信交互。 RFID读写设备1为手持式设备，其包括第一微处理器11、第一收发射频电路12、 第一射频天线13和显示屏14，显示屏14具有友好的人机交互界面。第一收发射频电路12 和显示屏14分别与第一微处理器11连接，第一射频天线13与第一收发射频电路12连接。 在此，RFID读写设备1也可以不包括显示屏14，不过这样必须得另外连接一个显示装置，通 过显示装置来显示RFID采集卡22发送过来的数据或者RFID读写设备1可以连接一个带 有虫害监控软件的终端，RFID读写设备1将RFID采集卡22发送来的数据传输给终端，通 过终端上的虫害监控软件来监测RFID采集卡22发送来的数据。RFID读写设备1的频率为 2. 45GHz，为典型的ISM波段，具有发射距离远(能达到100米内，具体的发射距离根据工作 环境而定)、传输速率高、抗干扰性强等优点。RFID读写设备1具有一个存储单元(图中未 示出)，存储单元用于存储RFID采集卡22发送来的数据，RFID读写设备1还可以扩展存储 单元，以满足大的数据存储量。 RFID采集卡22具有唯一的身份编码，RFID采集卡22包括开关检测电路221 、第二 微处理器222、第二收发射频电路223、第二射频天线224和供电纽扣电池(图中未示出)， 开关检测电路221分别与第一导线26、第二导线27和第二微处理器222连接，第二收发 射频电路223分别与第二微处理器222和第二射频天线224连接，RFID采集卡22通过第 二射频天线224和第一射频天线13与RFID读写设备1通信交互，RFID采集卡22定时向 RFID读写设备发送RFID采集卡的唯一身份编码、虫害数据、电池电量、射频RSSI (Received Signal Strength Indication,接收信号强度指示)值等数据，射频RSSI值用于判别RFID 采集卡22的工作是否可靠。RFID采集卡22整体是封装好的，并经过严密的防水处理，有效 保护了 RFID采集卡22内的各个部件。RFID采集卡22的频率为2.45GHz，为典型的ISM波 段，具有发射距离远(能达到100米内，具体的发射距离根据工作环境而定)、传输速率高、抗干扰性强等优点。 开关检测电路221包括三极管Q、第一电阻Rl和第二电阻R2，三极管Q的基极通 过第一电阻Rl接地，三极管Q的发射极与第一导线26的一端连接，第二导线27的一端接 电源，三极管Q的集电极通过第二电阻R2接地，三极管Q的集电极与第二微处理器222的 IO引脚连接。开关检测电路221实际上是输出信号的电平(高电平或低电平)，如果木块 试样23未被害虫咬过，第一导线26和第二导线27保持导通状态，此时开关检测电路221 输出高电平；如果木块试样23被害虫咬穿，木块试样23内的导电粉末将泄露，第一导线26 和第二导线27则变成断开状态，此时开关检测电路221输出成低电平。 远端用户若想了解相关虫害数据可以通过两种方式实现，第一种方式RFID读写 设备1可以以串行通信或USB高速通信的方式连接有后台终端4，后台终端4中安装有用于 查看分析RFID采集卡采集得到的虫害数据的监控软件41。第二种方式RFID读写设备上设 置有第一短信无线模块15，第一短信无线模块15以串行通信的方式与第一微处理器11连 接，第一短信无线模块15通过无线公网连接有第二短信无线模块3，第一短信无线模块15 与第二短信无线模块3通信交互，第二短信无线模块3以串行通信的方式连接有后台终端 4，后台终端4中安装有用于查看分析RFID采集卡采集得到的虫害数据的监控软件41。串 行通信可采用RS232数据线或采用RS485数据线；USB高速通信可以是USB1. 0、 USB2. 0或 USB3. 0 ;第一短信无线模块15和第二短信无线模块3可以为GSM短信无线模块、CDMA短信 无线模块或3G短信无线模块；无线公网可以为GSM无线公网、CDMA无线公网或3G无线公 网，采用无线公网传输数据具有通信范围广，传输稳定可靠等特点。 监控软件41用于分析处理接收到的数据，监控软件41包括数据库、用于输入用户 名和密码的登陆模块、信息维护模块、采集卡信息模块、数据采集显示模块、数据查询模块、 数据备份模块、数据恢复模块和操作员管理模块，信息维护模块包括用于添加、删除、修改 埋设有探头的小区信息的小区信息维护模块和用于添加、删除、修改埋设有探头的单元楼 信息的单元楼信息维护模块。 登陆模块输入用户名、密码检查用户的合法性。
小区信息维护模块添加、删除、修改系统所用的小区信息。系统允许同时存在多
个小区。小区信息包括小区编号(用户自定义)、小区名称、小区的备注信息等。
单元楼信息维护模块添加、删除、修改各小区的单元楼信息(包括导入该单元楼
的平面图)。单元楼信息包括单元楼编号(用户自定义)、小区名称、平面图等。
采集卡信息模块添加、删除、修改各单元楼平面图中标签信息(只需在平面图的
相应位置添加标签，不需要输入横纵坐标信息)。采集卡信息包括标签ID、小区名称、单元
楼名称。 数据采集显示模块当采集到的数据是当前指定的单元楼的标签信息时，显示在 平面图的相应位置(绿点无害虫；红点有害虫；灰色未接收到信号)。同时，在该模块 中可对平面图上的任一标签添加已经采取的防治措施信息。 数据查询模块A.根据指定的时间段、标签号、有无害虫组合条件查询相关的记 录信息，以表单形式显示。B.根据指定的时间段、单元楼、标签号、有无白蚁组合条件查询同 一单元楼相关的记录信息，以图形形式显示。C.根据指定的时间段、单元楼、标签号组合条 件查询已经采取的防治措施的信息记录。
7[0034] 数据备份模块备份数据库文件并保存到指定目录，以便系统发生意外时可以恢 复数据。
数据恢复模块将备份的数据恢复到数据库文件。 操作员管理模块管理电脑上的操作员管理，可以新增，修改，删除操作员，并指定 各个操作员的权限。权限的粒度为菜单级。 本实用新型的工作过程操作者定期手持RFID读写设备到被监测建筑物的周边 进行四周巡视，巡视过程中，埋设于地下的探头中的RFID采集卡定时将虫害数据发送给 RFID读写设备，RFID读写设备的液晶显示屏对RFID读写设备接收到的虫害数据进行储存 并实时显示，这样操作者通过液晶显示屏就可直观的查看当前的虫害情况，还可通过设置 声光报警装置，在发现有害虫时进行及时的报警，同时，RFID读写设备在接收到虫害数据后 发送一个回馈的指令给RFID采集卡，让RFID采集卡进入休眠状态，休眠的时间可通过RFID 读写设备设定，可有效降低RFID采集卡的工作功耗，延长RFID采集卡的使用寿命；同时， RFID读写设备可通过菜单设置短信模块同步传输，将接收到的所有虫害数据利用第一短信 无线模块通过无线公网同步传输给第二短信无线模块，第二短信无线模块将接收到的虫害 数据传输给后台终端，后台终端中的监控软件对接收到的虫害数据进行分析处理，并直观 的显示；或者RFID读写设备可通过串口通信或USB高速通信将接收到的虫害数据有线连接
的方式传输给后台终端，以供数据分析和数据备份等。
权利要求一种基于射频识别的虫害监测系统，其特征在于包括RFID读写设备和至少一个探头，所述的探头预先埋设于被监测建筑物的周边，所述的探头主要由壳体及设置于所述的壳体内的RFID采集卡和用于引诱害虫的木块试样组成，所述的壳体上设置有至少一个供害虫进入所述的壳体的小孔，所述的木块试样内设置有导电粉末堆，所述的导电粉末堆的一端引出有第一导线，所述的导电粉末堆的另一端引出有第二导线，所述的第一导线和所述的第二导线的另一端分别与所述的RFID采集卡连接，所述的RFID采集卡以无线的方式与所述的RFID读写设备通信交互。
2. 根据权利要求l所述的一种基于射频识别的虫害监测系统，其特征在于所述的RFID 读写设备包括第一微处理器、第一收发射频电路、第一射频天线和显示屏，所述的第一收发 射频电路和所述的显示屏分别与所述的第一微处理器连接，所述的第一射频天线与所述的 第一收发射频电路连接。
3. 根据权利要求2所述的一种基于射频识别的虫害监测系统，其特征在于所述的RFID 采集卡具有唯一的身份编码，所述的RFID采集卡包括开关检测电路、第二微处理器、第二 收发射频电路和第二射频天线，所述的开关检测电路分别与所述的第一导线、所述的第二 导线和所述的第二微处理器连接，所述的第二收发射频电路分别与所述的第二微处理器和 所述的第二射频天线连接，所述的RFID采集卡通过所述的第二射频天线和所述的第一射 频天线与所述的RFID读写设备通信交互。
4. 根据权利要求3所述的一种基于射频识别的虫害监测系统，其特征在于所述的开关 检测电路包括三极管、第一电阻和第二电阻，所述的三极管的基极通过所述的第一电阻接 地，所述的三极管的发射极与所述的第一导线的一端连接，所述的第二导线的一端接电源， 所述的三极管的集电极通过所述的第二电阻接地，所述的三极管的集电极与所述的第二微 处理器连接。
5. 根据权利要求1所述的一种基于射频识别的虫害监测系统，其特征在于所述的壳体 为底部尖的圆锥体，所述的壳体采用的材料为工程塑料。
6. 根据权利要求1所述的一种基于射频识别的虫害监测系统，其特征在于所述的木块 试样内设置有储料腔，所述的导电粉末堆置放于所述的储料腔内。
7. 根据权利要求2所述的一种基于射频识别的虫害监测系统，其特征在于所述的RFID 读写设备以串行通信或USB高速通信的方式连接有后台终端，所述的后台终端中安装有用 于查看分析所述的RFID采集卡采集得到的虫害数据的监控软件。
8. 根据权利要求2所述的一种基于射频识别的虫害监测系统，其特征在于所述的RFID 读写设备上设置有第一短信无线模块，所述的第一短信无线模块以串行通信的方式与所述的第一微处理器连接，所述的第一短信无线模块通过无线公网连接有第二短信无线模块， 所述的第一短信无线模块与所述的第二短信无线模块通信交互，所述的第二短信无线模块 以串行通信的方式连接有后台终端，所述的后台终端中安装有用于查看分析所述的RFID 采集卡采集得到的虫害数据的监控软件。
9. 根据权利要求7或8所述的一种基于射频识别的虫害监测系统，其特征在于所述的 串行通信采用RS232数据线或RS485数据线，所述的USB高速通信采用USB1. 0、 USB2. 0或 USB3. O，所述的无线公网为GSM无线公网、CDMA无线公网或3G无线公网，所述的第一短信 无线模块为GSM短信无线模块、CDMA短信无线模块或3G短信无线模块，所述的第二短信无线模块为GSM短信无线模块、CDMA短信无线模块或3G短信无线模块。
专利摘要本实用新型公开了一种基于射频识别的虫害监测系统，优点在于通过设置RFID读写设备和探头，探头埋设于被监测建筑物的周边，探头内的木块试样中灌有导电粉末，导电粉末连接有两根导线，两根导线与RFID采集卡连接，而RFID采集卡将数据传输给RFID读写设备，这样当有害虫咬木块试样时，木块试样内的导电粉末将会泄露，从而导致两根导线断开，而断开的信号传输到RFID采集卡，此时RFID读写设备可实时读取虫害数据，与现有的技术相比，无需操作者到现场去观察是否有虫害情况，RFID读写设备可以在离探头较远的距离内准确的读取RFID采集卡发送过来的数据，且因该系统是基于射频识别技术的，RFID读写设备和RFID采集卡的抗干扰能力都很强，可避免外界因素干扰，提高了工作可靠性。
文档编号G01S13/74GK201438218SQ200920118270
公开日2010年4月14日 申请日期2009年4月17日 优先权日2009年4月17日
发明者刘峰, 徐勇军, 李镜华, 郭寒军, 黄健英 申请人:宁波中科集成电路设计中心有限公司