一种具有快速清理功能的智慧农业除虫系统

1.本方案属于农业技术领域，具体涉及一种具有快速清理功能的智慧农业除虫系统。


背景技术：

2.农业是提供支撑国民经济建设与发展的基础产业，农业是人类衣食之源、生存之本，是一切生产的首要条件。它为国民经济其他部门提供粮食、副食品、工业原料、资金和出口物资，农村又是工业品的最大市场和劳动力的来源，农作物在生长过程中容易受到害虫的侵害，需要进行除虫。
3.中国发明专利公开了（公开号：cn 215501000u）一种具有自动清理功能的智慧农业除虫系统，包括除虫箱，除虫箱可拆卸连接有箱盖，箱盖固定连接有诱虫灯，诱虫灯配合设置有电网，电网活动连接有清理组件，清理组件包括电机、风扇和传动件，电机和除虫箱固定连接，风扇和除虫箱转动连接，传动件通过敲杆和电网活动连接。
4.该方案通过设置清理组件，使得电网在进行除虫工作中能够通过振动敲击，避免部分害虫以及灰尘等粘附堵塞在网孔上，保证电网的除虫效果，提高装置持续性的除虫能力，同时通过对清理组件设置风扇，使得电网在完成除虫工作后装置能够对害虫进行收集，便于工作人员的集中清理，提高装置的实用性。但是，在除虫时无法对害虫和益虫进行有效识别，使得在清除害虫时，益虫也被一并清除。当益虫被减少，害虫的数量就会增加，例如：七星瓢虫这类益虫，可捕食麦蚜、棉蚜、槐蚜、桃蚜、介壳虫、壁虱等害虫，从而大大减轻瓜果及各种农作物遭受害虫的损害。如果在进行除虫时，将七星瓢虫等益虫也消除掉，则会使得除虫成本提高（由于益虫减少，需要更多的利用电网进行除虫），同时削弱了农作物的生长。


技术实现要素：

5.本方案提供一种具有快速清理功能的智慧农业除虫系统，用于解决在去除害虫的同时，将益虫也一并清除的问题，从而帮助农作物更好的生长。
6.为了达到上述目的，本方案提供一种具有快速清理功能的智慧农业除虫系统，包括图像获取模块、信息传输模块、昆虫识别模块、控制模块、吹风模块和电网；所述图像获取模块用于同步实时拍摄农作物旁的昆虫图像信息和鸟儿图像信息，所述昆虫图像信息和鸟儿图像信息通过信息传输模块分别传输给昆虫识别模块和控制模块；所述昆虫识别模块用于识别害虫和益虫，当昆虫识别模块接收到昆虫图像信息以后，获取昆虫图像上的昆虫形态信息，然后将昆虫形态信息输入至预先训练好的神经网络模型中，进行害虫和益虫判断，所述判断结果通过信息传输模块发送给控制模块；所述控制模块用于接收鸟儿图像信息和昆虫识别模块所发送的昆虫判断结果，当控制模块识别到鸟儿图像信息中没有鸟儿，且昆虫识别模块所发送的昆虫判断结果为害虫时，就控制吹风模块正对所述电网方向进行吹风；当控制模块识别到鸟儿图像信息中存在
鸟儿，且昆虫识别模块所发送的昆虫判断结果为害虫时，就控制吹风模块沿斜向下方向对所述电网进行吹风；当控制模块识别到鸟儿图像信息中没有鸟儿，且昆虫识别模块所发送的昆虫判断结果为益虫时，就控制吹风模块正对所述农作物方向进行吹风；所述电网倾斜固定在农作物旁，所述电网上还设有称重传感器，所述称重传感器用于测量所收集的害虫重量，并将重力信号传输给控制模块，控制模块接收到重力信号以后进行识别判断，所述控制模块还预设重力阈值，当控制模块识别到重力信号大于预设阈值时就将控制电网将所收集的害虫倾倒在农作物旁；其中，所述吹风模块设置在农作物与电网之间，所述图像获取模块、信息传输模块、昆虫识别模块和控制模块依次无线连接。
7.本方案的基础原理：首先，图像获取模块实时同步拍摄农作物旁的昆虫图像信息和鸟儿图像信息，所拍摄的昆虫图像信息和鸟儿图像信息会通过信息传输模块分别发送给昆虫识别模块和控制模块。当昆虫识别模块接收到昆虫图像信息以后，将会自动获取昆虫图像信息上的昆虫形态信息，然后将所获取的昆虫形态信息输入至预先训练好的神经网络模型中，从而判断此刻农作物旁的昆虫为害虫和益虫，所判断的结果会发送给控制模块。
8.其次，当控制模块接收到昆虫识别模块发送的判断结果为害虫，同时控制模块识别到鸟儿图像信息中没有鸟儿，控制模块就会控制吹风模块正对所述电网方向进行吹风；当控制模块接收到昆虫识别模块发送的判断结果为害虫，同时控制模块识别到鸟儿图像信息中有鸟儿时（鸟儿可以消灭部分害虫，帮助农作物进行更好的生长，例如：啄木鸟能帮助消灭掉苹果树上的各种害虫），就控制吹风模块沿斜向下方向对电网进行吹风；当控制模块接收到昆虫识别模块所发送的昆虫判断结果为益虫时，就控制吹风模块正对农作物方向进行吹风。
9.由于电网上设有称重传感器，所以当电网中的害虫数量到达设定的重力阈值时，控制模块会再控制电网将所收集的害虫倒在农作物旁，作为农作物的养料，实现再次利用。
10.本方案的有益效果：（1）本方案在去除害虫时，能够对农作物旁的昆虫先进行一个识别判断，从而识别出害虫和益虫。当控制模块识别到农作物旁的昆虫为害虫时，利用吹风模块进行吹风，使得害虫在风力的作用下飞向电网，从而达到去除害虫的目的。当识别到农作物旁的昆虫为益虫时，吹风模块会对着电网的反方向（即农作物方向）进行吹风，益虫在风力的作用下，飞向农作物，可以帮助农作物更好的生长。例如：七星瓢虫这类昆虫会捕食大量害虫，从而使得农作物免于害虫的侵害。
11.（2）本方案利用吹风模块将益虫吹向农作物旁的同时，吹风模块的风力可以对农作物上的遗传物质进行传播，使得农作物可以更加快速的进行繁殖，提高了农作物的产量。例如：玉米在生长阶段，通过风的流动可以使得玉米的花粉，在周围环境中进行广泛传播，从而到达其他植物的柱头上进行受精，形成种子。
12.（3）本方案还实时的获取农作物旁的鸟儿信息，通过将害虫尸体聚集在一起，使得鸟儿来啃食害虫尸体的同时，也可以帮助杀死农作物旁的残留害虫，提高了除虫的效率。即当控制模块识别到农作物旁的昆虫为害虫，同时图像获取模块获取到农作物旁也存在鸟儿时，就控制吹风模块沿电网的倾斜向下方向进行吹风，使得害虫尸体在电网旁被扬起，从而引起鸟儿的注意前来啃食。
13.（4）本方案中的电网不仅可以杀死害虫，还可以对害虫的尸体进行收集，（由于电网倾斜设置，因此害虫尸体可以斜躺在电网上）。当电网中收集的害虫尸体重量超过控制模块设定的阈值时，电网就会进行振动，使得害虫尸体可以从电网上洒落下来，并最终落在农作物旁。该害虫尸体可以作为农作物的养料，帮助农作物进行更好的成长。
14.综上，本方案通过设置图像获取模块、昆虫识别模块、控制模块、吹风模块和电网，可以在去除害虫的同时，保护益虫，使得益虫帮助农作物进行更好的生长。
15.进一步，所述昆虫形态信息，包括昆虫的大小、形状和颜色。农作物上昆虫的大小、形状和颜色可以辅助昆虫识别模块更加精准的判定昆虫是否为害虫，从而实现精准的去除。
16.进一步，还包括有诱虫模块，所述诱虫模块用于吸引各类害虫。诱虫模块可以提前引诱农作物旁的各类害虫，便于将这些潜在的害虫提前清除掉。
17.进一步，所述诱虫模块包括灯光诱虫单元和诱虫剂单元，所述灯光诱虫单元用于在夜晚通过灯光吸引各类害虫，所述诱虫剂单元用于白天通过化学药剂吸引各类害虫。灯光诱虫单元和诱虫剂单元可以彼此互补用于全天引诱各类害虫，便于提前将农作物旁的害虫消灭。
18.进一步，所述电网上还设有粘虫板，所述粘虫板与所述电网固定连接。粘虫板和杀虫剂可以用于二次杀伤害虫，防止部分害虫未被电网电击去除，可能影响农作物生长。
19.进一步，所述图像获取模块，包括第一图像采集单元和第一图像处理单元，所述第一图像采集单元用于每隔预设时间间隔对所述粘虫板进行一次图像采集，获得粘虫板的图像信息；所述第一图像处理模块，用于根据所述粘虫板的图像信息获取所述粘虫板上的害虫的数量信息。第一图像采集单元可以实时观测到粘虫板的使用状态，防止粘冲板因为客观原因（例如：雨水、温度等等）导致粘虫效果不佳，使得部分害虫未能去除，影响农作物生长；第一图像处理模块统计到的粘虫板上的害虫数量，能够侧面反映出农作物旁的害虫规模，便于人们在适当条件下对农作物进行转移，使得农作物更好的生长。
20.进一步，还包括警报模块，所述警报模块用于当粘虫板上的害虫数量达到一定的数值时发出警报。警报模块发出警报一方面可以帮助驱散部分害虫，另一方面可以提醒人们及时关注农作物的生长状态，必要时进行人工除虫，来更好的保证农作物的生长。
附图说明
21.图1为本发明实施例的逻辑图；图2为本发明实施例的结构框图。
具体实施方式
22.下面通过具体实施方式进一步详细的说明：说明书附图中的标记包括：农作物1、吹风模块2、电网3。
23.实施例基本如附图1、附图2所示：一种具有快速清理功能的智慧农业除虫系统，包括图像获取模块、信息传输模块、昆虫识别模块、控制模块、吹风模块2和电网3。
24.图像获取模块选用摄像头，摄像头在需要除虫的农作物1旁安装有多个，多个摄像
头能够保证360度无死角对农作物1旁的图像进行采集，该图像信息包括昆虫图像信息和鸟儿图像信息。昆虫图像信息和鸟儿图像信息通过信息传输模块分别发送给昆虫识别模块和控制模块。信息传输模块采用固定点的图像监控传输系统，本方案中可以选用雷电x2实时无线图像传输系统。
25.当昆虫识别模块接收到昆虫图像信息以后，就会开始获取昆虫图像上的昆虫形态信息，该昆虫形态信息包括昆虫的大小、形状和颜色以及在其他实施例中能够区分害虫和益虫的其他特征。例如：七星瓢虫的特征为身体呈卵圆形,背部拱起，呈水瓢状。头黑色、复眼黑色，内侧凹入处各有1淡黄色点。触角褐色。口器黑色。上额外侧为黄色。前胸背板黑，前上角各有1个较大的近方形的淡黄；介壳虫的特征为身体呈圆形、椭圆形、线形或牡蛎形，同时幼虫具短脚，雌性成虫无翅。由于害虫和益虫在大小、形状和颜色上一定存在着部分差异，因此上述特征都可以帮助昆虫识别模块更加精准的判定昆虫是否为害虫，从而实现精准的去除。获取到的昆虫形态信息会输入至预先训练好的神经网络模型中，进行害虫和益虫判断。即神经网络模型中囊括有众多的昆虫特征，将这些昆虫的特征设为s1、s2、s3、s4等等，将图像获取模块所拍摄的昆虫特征设为s，形态特征为y，颜色特征为w，大小特征为z，因此s=y+z+w，当图像获取模块所拍摄到昆虫的特征s与系统中的s1或者s2或者其他昆虫特征相符时，则会自动判定图像获取模块所拍摄的昆虫为害虫还是益虫，该判定结果会发送给控制模块。
26.当控制模块接收到昆虫识别模块发送的判断结果为害虫时，就会将吹风模块2和电网3进行通电，使农作物1旁的害虫飞向电网3从而达到杀死害虫的目的。当控制模块接收到昆虫识别模块发送的判断结果为益虫，吹风模块2会朝着电网3的相反方向进行吹风，使得益虫飞向农作物1旁(由于电网3与农作物1位于同一水平方向上，且吹风模块2位于电网3与农作物1之间)帮助农作物1进行更好的成长。
27.如果图像获取模块所拍摄的鸟儿图像中存在鸟儿，吹风模块2将益虫吹向电网3时，则会改变吹风方向，沿着地面倾斜向下方向对着电网3进行吹风。此种方式，可以使得被电死的害虫尸体，可以重新扬起，并重新聚集在农作物1旁，能够引起鸟儿的注意前来，啃食害虫尸体，减去了人工清理害虫的成本。同时，鸟儿啃食害虫尸体时，也会去捕杀未被吹向电网3上的害虫，提高了除虫的效率。吹风模块2可以选用日常的风扇即可，该风扇的扇叶可为50cm，此时风扇所吹出的风能够满足除害虫的要求。当控制模块发出指令给风扇通电以后，风扇就会对着农作物1或者电网3进行吹风，从而除去害虫的同时也保护了益虫。
28.电网3倾斜固定在农作物1旁，当害虫在风力作用下吹向电网3时，倾斜设置的电网3可以使得害虫缓慢的滑落，从而滑落过程中一直充分与电网3进行接触，防止部分害虫未被电击从而继续损害农作物1。电网3采用不锈钢材料制成，不锈钢具有耐腐蚀、抗高温等特点，可以使得适应不同农作物1的生长环境。电网3上还设有称重传感器，称重传感器可选用sqb-a称重传感器，该sqb-a称重传感器用于测量电网3上的害虫重量，并将重力信号传输给控制模块，控制模块接收到重力信号以后进行识别判断。控制模块还预设重力阈值，该重力阈值为1000g，当控制模块识别到重力信号值大于1000g时,控制模块就会控制电网3进行振动，使得电网3上的害虫尸体从电网3上掉落到农作物1的土壤旁，使得害虫尸体作为农作物1的养料，促进农作物1的生长。
29.在农作物1旁还设有诱虫模块、粘虫板和警报模块，该诱虫模块包括灯光诱虫单元
和诱虫剂单元，灯光诱虫单元能够用于在夜晚通过灯光吸引各类害虫，诱虫剂单元能够用于白天通过化学药剂吸引各类害虫。灯光诱虫单元和诱虫剂单元可以彼此互补用于全天引诱各类害虫，便于提前将农作物1旁的害虫消灭，提高对害虫的清理速度。粘虫板可选择大棚专用诱虫板贴纸，粘虫板与电网3是可拆卸连接，当粘虫板使用达到一定的次数时，可对其进行更换。警报模块用于当粘虫板上的害虫数量达到一定的数值时发出警报。警报模块选用ltd-1101j磁吸旋转警报灯，该警报灯焊接在电网3上，当粘虫板上的害虫数量达到一定的数值时控制模块给ltd-1101j磁吸旋转警报灯进行通电，使其发出警报，同时灯光可以进行闪烁。ltd-1101j磁吸旋转警报灯发出警报一方面可以帮助驱散部分害虫，另一方面可以提醒人们及时关注农作物1的生长状态，必要时进行人工除虫，来更好的保证农作物1的生长。
30.在摄像头中还设有第一图像采集单元和第一图像处理单元，第一图像采集单元用于每隔预设时间间隔对粘虫板进行一次图像采集，获得粘虫板的图像信息；第一图像处理模块，用于根据所述粘虫板的图像信息获取所述粘虫板上的害虫的数量信息。第一图像采集单元可以实时观测到粘虫板的使用状态，防止粘冲板因为客观原因(例如：雨水、温度等等)导致粘虫效果不佳，使得部分害虫未能去除，影响农作物1生长；第一图像处理模块统计到的粘虫板上的害虫数量，能够侧面反映出农作物1旁的害虫规模，便于人们在适当条件下对农作物1进行转移，使得农作物1更好的生长。
31.以上的仅是本发明的实施例，该发明不限于此实施案例涉及的领域，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述，所属领域普通技术人员知晓申请日或者优先权日之前发明所属技术领域所有的普通技术知识，能够获知该领域中所有的现有技术，并且具有应用该日期之前常规实验手段的能力，所属领域普通技术人员可以在本技术给出的启示下，结合自身能力完善并实施本方案，一些典型的公知结构或者公知方法不应当成为所属领域普通技术人员实施本技术的障碍。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本技术要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。