一种用于温室大棚的灭虫装置

1.本发明涉及温室大棚虫害防治技术领域，特别是一种用于温室大棚的灭虫装置。


背景技术：

2.据国家统计局统计，2018年末我国的温室占地面积达361千公顷，大棚占地面积达1055千公顷。截至统计，我国温室大棚占地面积稳居世界第一，并将继续保持快速发展态势，以满足人民日益增长的多样化需求。与此同时，我国针对设施农业的需求也不断增加，从而也使得技术要求不断进步，对设施农业的发展也起了促进作用，使得设施农业趋于规模化、标准化、智能化。温室大棚不仅可以提高农业资源的利用率，而且可以按照人的意愿控制不同的环境参数，以至于大幅度的提升蔬菜等产业的产量，是解决现代农业发展的重要途径。虽然目前中国大棚种植面积世界第一，但依旧面临一些问题，其中危害最大的莫过于病虫害严重，害虫的其中之一便是白粉虱。目前，白粉虱已经成为温室大棚的主要害虫，而且分布广、危害重、繁殖能力强，这严重影响了大棚蔬菜的产量和质量。
3.目前，对于害虫检测方面，我国还是主要采用人工估算的方式进行评估温室大棚的虫子数目，主观性太强，对虫情的分析结果具有很大的误差甚至误判，没有科学的理论模型支撑，所以对于何时该去除害虫把握不准，时机不对时喷洒杀虫药剂，既不能最大效率的驱除害虫，又使得蔬菜和环境都受到农药的污染，使得蔬菜的质量达不到想要的目标，也使得消费者容易产生抵触心理。


技术实现要素：

4.本发明的目的是为了解决上述问题，设计了一种用于温室大棚的灭虫装置。
5.实现上述目的本发明的技术方案为，一种用于温室大棚的灭虫装置，包括杀虫剂存储罐，所述杀虫剂存储罐安装在温室大棚内，所述杀虫剂存储罐的出料口对接压力泵，所述压力泵将杀虫剂存储罐内的杀虫剂泵入管道形成高压液体，温室大棚内布置若干虫害检测控制机构，若干虫害检测控制机构均与管道连接，每个虫害检测控制i机构覆盖温室大棚内的一块区域，所述虫害检测控制机构检测其所覆盖区域的虫害信息并传送给计算机,所述计算机对虫害信息进行处理且判断害虫的种群增长情况，计算机根据害虫种群的增长情况控制虫害检测控制单元将管道内的高压液体喷洒到虫害检测控制机构所覆盖的区域内。
6.所述虫害检测控制机构包括害虫控制单元和害虫信息采集单元，所述害虫控制单元用于诱捕害虫和喷洒杀虫剂消灭害虫，所述害虫信息采集单元位于害虫控制单元旁边，所述害虫信息采集单元采集害虫控制单元诱捕害虫的图片信息并传输给计算机。
7.所述害虫控制单元包括底座，所述底座上设有立管，所述立管的下端插在底座上且其下端口与底座的下表面连通，所述立管上固定安装三块黄板，所述黄板用于诱捕害虫，所述立管的顶端固定安装喷头，所述立管内设有内管，所述内管的一端与喷头连接，所述内管的另一端伸出立管下端口与管道连接。
8.所述内管上固定安装电磁阀，所述电磁阀在计算机的控制下开启和关闭，三块黄
板相互平行，三块黄板的位置分别对应温室大棚内植物的上部、中部和下部，且对应植物下部的黄板落在底座的上表面上，所述害虫信息采集单元通过为三块黄板拍照的方式来获得诱捕害虫的图片信息，所述黄板为黄色的沾虫板。
9.所述害虫信息采集单元包括固定板，所述固定板上安装导杆，所述导杆的长度与立管的长度相匹配，所述导杆的长度方向与立管的长度方向平行，所述导杆上安装电动爬升器，所述电动爬升器受计算机控制并在计算机的控制下沿着导杆的长度方向实施升降动作，所述电动爬升器上固定安装支架，所述支架上安装相机，所述相机的镜头对着立管方向并在跟随电动爬升器升降的过程中对三块黄板依次拍照，所述相机拍摄的图片发送给计算机。
10.所述计算机通过yolov算法对相机拍摄的图片进行目标检测，识别出黄板上的害虫的种类和数量并将分析数据应用于虫情预侧方法，所述虫情预侧方法根据分析数据预测覆盖区域内害虫数量是否达到灭杀的节点，当覆盖区域内的害虫数量达到灭杀节点时，计算机控制害虫控制单元启动并实施灭杀操作，同时计算机将获得的信息和处理结果传输到云服务器进行存储。
11.所述灭杀操作是利用计算机控制压力泵启动并控制覆盖区域内的电磁阀开启，所述管道中的高压液体经过内管后到达喷头并通过喷头向其覆盖区域内喷洒。
12.所述虫情预侧方法为期距法或者种群数量估计法。
13.一种用于温室大棚的灭虫方法，该方法包括如下步骤：步骤一，选用权利要求-中任一所述的虫害检测控制机构并将其布置在温室大棚内使其完全覆盖温室大棚内的种植区域；步骤二，利用计算机控制虫害检测控制机构中的爬升器带动相机定时升降，相机在升降的过程中分别对三块黄板进行拍照并将得到的图片信息传输到计算机中；步骤三，计算机收到图片信息后利用通过yolov算法对图片信息进行目标检测，识别出黄板上的害虫的种类和数量并将分析数据应用于虫情预侧方法，所述虫情预侧方法根据分析数据预测覆盖区域内害虫数量是否达到灭杀的节点，如果预测覆盖区域内害虫数量达到灭杀的节点，则对该覆盖区域实施灭杀操作；如果预测覆盖区域内害虫数量未达到灭杀的节点，则重复步骤二和步骤三。
14.有益效果利用本发明的技术方案制作的一种用于温室大棚的灭虫装置，其具有如下优势：1、本发明可以快速地识别害虫种类和统计并预估当前大棚内的害虫数目，结合虫情预测方法准确地预知杀虫时机，把握害虫种群的增长率，把种群遏制在k/2值之前，避免种群爆炸式增长，大大地节省了人工成本，也避免了人工统计和人工判断所带了的主观因素。
15.2、本发明利用白粉虱等害虫趋黄色的特性采用黄板来诱虫、粘虫，在此基础上采用1200万像素的相机进行正对拍照采集黄板粘虫图片样张，图片清晰度良好，有利于进行图像识别算法，再通过yolov3算法对图片进行识别和统计，黄板对害虫的吸引和高像素的相机所得的结果，为算法进行图像识别提供了良好的前提条件；3、本发明在大棚中按照种植区分布的情况来布置虫害检测控制机构并保证温室大棚内的种植区域都能被覆盖，在每个覆盖区域内都针对植物的上、中、下三个位置布置黄
板，相机每4个小时于每个位置拍摄一张照片，其余时间处于待机状态，较少电力消耗，节约能源，此外还可根据时间气候等因素的不断变化，调整每天采集图片信息的次数和时间，更加准确把握短时间内的害虫种群变化规律，把握最佳的杀虫节点；4、本发明除虫时机是通过虫情预测方法来进行判断的，为预防害虫种群爆发提供自动预警信息，从而针对植物不同时期的生长状况判断最佳的除虫时机，最高效的杀灭害虫，减少农药的滥用及对植物果实的影响，降低消费者的顾虑，让消费者获得健康绿色的食物。
16.5、本发明的图像采集、识别和统计，相机高度调节，害虫灭杀控制以及数据上传均为自动执行，既降低了温室大棚的工作人员的工作量，又可以及时准确地识别及科学地预测害虫种群的数量，减少了人的主观性的影响。
附图说明
17.图1是本发明所述一种用于温室大棚的灭虫装置的结构示意图；图2是本发明所述一种用于温室大棚的灭虫方法的结构示意图；图中，1、杀虫剂存储罐；2、压力泵；3、计算机；4、底座；5、立管；6、黄板；7、喷头；8、内管；9、电磁阀；10、固定板；11、导杆；12、电动爬升器；13、支架；14、相机；15、云服务器15。
具体实施方式
18.下面结合附图对本发明进行具体描述，如图1-2所示；本技术的创造点在于，在一种用于温室大棚的灭虫装置，包括杀虫剂存储罐11，所述杀虫剂存储罐1安装在温室大棚内，所述杀虫剂存储罐1的出料口对接压力泵22，所述压力泵2将杀虫剂存储罐1内的杀虫剂泵入管道形成高压液体，温室大棚内布置若干虫害检测控制机构，若干虫害检测控制机构均与管道连接，每个虫害检测控制i机构覆盖温室大棚内的一块区域，所述虫害检测控制机构检测其所覆盖区域的虫害信息并传送给计算机33,所述计算机3对虫害信息进行处理并判断害虫的种群增长情况，计算机根据害虫种群的增长情况控制虫害检测控制单元将管道内的高压液体喷洒到虫害检测控制机构所覆盖的区域内。
19.本技术的创造点还在于，所述虫害检测控制机构包括害虫控制单元和害虫信息采集单元，所述害虫控制单元用于诱捕害虫和喷洒杀虫剂消灭害虫，所述害虫信息采集单元位于害虫控制单元旁边，所述害虫信息采集单元采集害虫控制单元诱捕害虫的图片信息并传输给计算机3；本技术的创造点还在于，在所述害虫控制单元包括底座44，所述底座4上设有立管5，所述立管的下端插在底座4上且其下端口与底座4的下表面连通，所述立管上固定安装三块黄板66，所述黄板6用于诱捕害虫，所述立管的顶端固定安装喷头77，所述立管内设有内管88，所述内管8的一端与喷头7连接，所述内管8的另一端伸出立管下端口与管道连接，所述内管8上固定安装电磁阀99，所述电磁阀9在计算机3的控制下开启和关闭，三块黄板6相互平行，三块黄板6分别对应温室大棚内植物的上部、中部和下部，且对应植物下部的黄板6落在底座4的上表面上，所述害虫信息采集单元通过为三块黄板6拍照来获得诱捕害虫的图片信息，所述黄板6为黄色的沾虫板；
本技术的创造点还在于，所述害虫信息采集单元包括固定板1010，所述固定板10上安装导杆1111，所述导杆11的长度与立管的长度相匹配，所述导杆11的长度方向与立管的长度方向平行，所述导杆11上安装电动爬升器1212，所述电动爬升器12受计算机3控制并在计算机3的控制下沿着导杆11的长度方向实施升降动作，所述电动爬升器12上固定安装支架1313，所述支架13上安装相机1414，所述相机14的镜头对着立管方向并在跟随电动爬升器12升降的过程中对三块黄板6依次拍照，所述相机14拍摄的图片发送给计算机3。
20.本技术的创造点还在于，所述计算机3通过yolov3算法对相机14拍摄的图片进行目标检测，识别出黄板6上的害虫的种类和数量并将分析数据应用于虫情预侧方法，所述虫情预侧方法根据分析数据预测覆盖区域内害虫数量是否达到灭杀的节点，同时计算机3将获得的信息和处理结果传输到云服务器1515进行存储，当覆盖区域内的害虫数量达到灭杀节点时，计算机3控制害虫控制单元启动实施灭杀操作，所述灭杀操作是利用计算机3控制压力泵2启动并控制覆盖区域内的电磁阀9开启，所述管道中的高压液体经过内管8后到达喷头7并通过喷头7向其覆盖区域内喷洒。
21.本技术方案采用的电子器件均为现有产品，本技术的技术方案对于上述电子器件的结构没有特殊要求和改变，上述电子器件均属于常规电子设备；在本技术方案实施的过程中，本领域人员需要将本案中所有电气件与其适配的电源通过导线进行连接，并且应该根据实际情况，选择合适的控制器，以满足控制需求，具体连接以及控制顺序，应参考下述工作原理中，各电气件之间先后工作顺序完成电性连接，其详细连接手段，为本领域公知技术，下述主要介绍工作原理以及过程，不在对电气控制做说明；本技术的技术方案还公开了一种用于温室大棚的灭虫方法，该方法包括如下步骤：步骤一，选用多个权利要求1-8中任一所述的虫害检测控制机构并将其布置在温室大棚内使其完全覆盖温室大棚内的种植区域；步骤二，利用计算机3控制虫害检测控制机构中的爬升器带动相机14定时升降，相机14在升降的过程中分别对三块黄板6进行拍照并将得到的图片信息传输到计算机3中；步骤三，计算机3收到图片信息后利用通过yolov3算法对图片信息进行目标检测，识别出黄板6上的害虫的种类和数量并将分析数据应用于虫情预侧方法，所述虫情预侧方法根据分析数据预测覆盖区域内害虫数量是否达到灭杀的节点，如果预测覆盖区域内害虫数量达到灭杀的节点，则对该覆盖区域实施灭杀操作；如果预测覆盖区域内害虫数量未达到灭杀的节点，则重复步骤二和步骤三。
22.本技术技术方案在实施过程中，对于虫害检测控制机构的布置可选择5点分布的方法，分别在温室内的四个角和中间位置分别布置，每个虫害检测控制机构中按照上、中、下三个位置分别布置黄色粘板，对应植物的上、中、下三个位置，分别检测三个不同位置的害虫个数，黄板6的大小为25cm20cm，黄色对白粉虱具有很强的吸引力。采用该方法获取的数据具有代表性。
23.害虫信息采集单元采用高像素相机14，像素大小为1200w，是与害虫控制单元相伴布置，将相机14对着黄板6进行图片数据采集，且相机14在电动爬升器12的带动下沿着导杆
11运动到三块黄板6对应的高度，并进行拍照取样。高像素的相机14保证了所得图片的清晰度，也为后续的图像识别做了很好的铺垫，另外，相机14设有专门的定时拍照程序，可以设定任意时间间隔进行拍照，配合计算机3对电动爬升器12的控制实现同步操作效果，采集频率为每四小时一次。上述操作均为提前设定，在后续过程中无需人工操作，降低了工作人员的劳动量。
24.对于采集到的图片信息采用当前主流的目标检测算法yolov3进行分析，该算法在识别速度和精度上都很优秀，满足目标检测任务。工作过程具体为：将上述步骤所采的图片信息进行处理，经过yolov3算法，识别图片中的害虫种类，统计各个位置、不同高度下的害虫个数，并将数据应用于虫情预测方法。
25.虫情预测方法是经过大量的实验测量并总结得来的，可以科学地预知温室大棚内害虫种群所处的阶段，分析并判断合适的灭杀节点。当大棚内的害虫种群达到灭杀节点时，计算机3进行报警并发出指令控制压力泵2和对应覆盖区域的电磁阀9开启，实现对覆盖区域进行杀虫剂喷洒的操作。
26.计算机3将报警信息等数据上传至云端服务器进行储存。
27.本发明是针对温室大棚内害虫种群的一种检测系统，可以快速准确地识别并统计害虫种类和数目，可以科学准确地预知虫害爆发节点，及时快速地发出报警信息，可以大幅度的减少人工成本的投入，也可以很大程度上地减少病虫害带来的质量和产量下降等问题。
28.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下。由语句“包括一个......限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素”。
29.上述技术方案仅体现了本发明技术方案的优选技术方案，本技术领域的技术人员对其中某些部分所可能做出的一些变动均体现了本发明的原理，属于本发明的保护范围之内。