检测白蚁的远程监视系统的制作方法

专利名称：检测白蚁的远程监视系统的制作方法
技术领域：
本发明的背景房屋和其它的建筑物经常受到由诸如昆虫、害虫、真菌以及过度的潮湿等因素引起的损害。事实上，这样的因素甚至可能对居民的健康造成危胁。对于由这些或其它因素引起的损害的检查典型地是在规则的时间间隔时或在必需时由人工进行的。但是，人工检查经常是昂贵的，因为检查者必须出现在现场，而且在人达不到的或是一个给定建筑物的遥远的一部分的范围内，可能需要对墙壁、天花板等的较大的干扰。这种人工的检查可能被证明是侵害性的，因此造成了额外的麻烦和费用。更进一步讲，如果人工检查的不按时进行，对建筑物严重的损害在发现前可能已经发生了。如果损害因素是地下的白蚁，就更是这样。
地下的白蚁大多数经常是从周围的土壤进入建筑物，以建筑物和建筑物中东西的木质或其它纤维素材料为食。如果未检查到，白蚁能够导致相当大的损害。结果，建立物理的或化学的障碍物来防止白蚁进入建筑物或在白蚁已经侵袭了一个建筑物后灭绝它们的努力已经被公众证明是一个相当多的花费《Su.N.Y.,J.H.ScheftrahnSociobiol.17(1):77-94)。在美国每年控制白蚁这项花费超过十亿美元(Mauldin,J.K.S.C.Jones,R.H.Beal木材保护国际研究组文件No.IRG/WP/1323)。
地下的白蚁在土壤表面下面建造了一个大的贮存饲料的坑道。一个单独群体可能包含几百万只白蚁，饲料贮存领域超过300英尺。《Su.N.Y.,R.H.ScheffrahnSociobiol 14(2):353-359》。因为地下的白蚁是一种秘密的生物，它们的出现通常是直到某些损害和贮存饲料的管道或是活的白蚁类蚁群被发现后才被人们知道，一些地下的白蚁在土壤表面上的一个物体的下面贮存饲料。《Ettershank,G.,J.A.Ettershank,WG.Whitford环境，昆虫(environ.entomol.)9:645-648》。
一些方法和装置已经被建议用来监视和控制地下白蚁类害虫，例如，国际出版物No.WO93/23998(1993年12月9日)公布，害虫处理的方法和材料包括一系列的连接监视块，它们被放置在接近和围绕着一个建筑物地基的土壤中。一薄条传导金属被嵌入在每一个监视块中以由连接监视块形成一个连续电路，白蚁严重的群袭在监视块中导致联系电路的中断，这些能够被一个电子装置记录。尽管它有许多优势，这种安排，特别是在应用中可能是相当麻烦的，这个安排也需要一个技术员出场来进行当场的监视。此外，因为电路破损点不容易被隔离，有时可能很困难迅速地确定已检测的白蚁的精确位置。
因此非常需要对于生物的和非生物的因素，诸如昆虫和其它害虫、真菌及过度的潮湿等的更加有效的监视器，以使可能由这些因素引起的损害最小化，非常需要对于地下白蚁的出现的更加有效有结果的监视器。
参照图形和以下的描述，本发明的其它的目的和优点对于本领域技术人员来说将更易于理解。
本发明概要本文公开和要求的本发明涉及对多种生物和非生物因素进行监视的有用的系统，并且可能对于昆虫及其它害虫的监视最有效，其中特别举出的例子是一个在监视等翅目(order Isoptera)昆虫尤其是白蚁时有用的系统。
一个优选的系统在监视控制白蚁的两步过程的监视阶段和步骤中是有用的，其中一步是监视，第二步是控制。本发明的系统可以便利地对一个给定位置的害虫和/或其它的目标因素提供有效监视。减少或消除现场必须用人工检查的结果是可以允许更加全面的监视。每个拥有至少一个传感器的区域根据需要或按照指定的时间表被检查，如果需要的话，系统可以被设定成这样一个样式，它允许发觉的白蚁行动的位置与一个特别的传感器或传感器组相联。关于传感器状态的数据可以被传送或重新得到以便于存储、记录(recordal)、回顾和/或在远处的分析。本系统能够被配置成便利地用现有的通讯装置在目的地与远地之间提供监视和其它数据交换。
正如这里充分描述的一样，有多种方法和装置能够用于实现本题目的发明系统。本发明所提供的对于特定的目标因素将是最佳的具体方法和装置对于本领域技术人员是易于理解的。


图1为远程监视系统的一个举例的示意图，包括一个与远程位置的主系统通讯以提供从位于目的地的传感器处获得的数据的数据收集单元。
图2是远程监视系统配置的另一个举例的示意图，包括一个使用多个独立通讯链接与多个的传感器进行通讯的数据收集单元。
图3是为远程监视系统配置的又一个举例示意图。包括一个用独立无线通讯链接与传感器进行通讯的数据收集单元。
图4是用在图1和图2所示的远程监视系统举例中的传感器的举例，该传感器被放在监视站机架里连接于与数据收集单元通讯的电缆。
图5a和5b是监视站机架盖子和所连的其上带有传感器电路的监视装置的两个视图，用于与本发明的远程监视系统相联。
图6是和本发明的远程监视系统一同使用的控制器的举例示意图。
图7所示是说明一个本发明所示例的远程监视系统的1-5传感器区的48小时读取的举例的图表。
图8说明了图7的图表上标绘的数据本发明的详细说明本发明优选实施例涉及监视生物和非生物因素的新颖的方法和装置，所描述的方法和装置能够被应用于，例如监视等翅目害虫，尤其有用于监视地下白蚁的群体。本领域普通技术的人也将显然明白的是，该方法和装置是，例如适用于多种害虫种类，但是，为了简短起见，这里重点说明地下白蚁。
本发明优选实施例是一体化害虫管理系统的一完整的部分。其特征在于包括两个重复的步骤(1)群体监视/捕获(下文称为监视)，以及(2)通过用毒药包含阵(containing matrix)向害虫传输毒药。本过程的监视步骤包括监视具体位置和位置以检测白蚁活动，该步骤可以进一步包含捕获白蚁。毒药传输步骤包括在阵中供应一种缓慢作用毒药，让白蚁吃或接触它，这种缓慢作用的毒药允许白蚁在死前返回或穿过它们的群体领土。同巢的白蚁就沿着这个痕迹而返回到毒药处，正如这里详细描述的，这里描述的两个主要步骤能够被重复作为害虫管理程序的一部分，其中该程序包含如果观察到害虫就紧跟控制的初始害虫行动监视步骤。一旦控制完成任务，监视就能够继续下去，这些步骤也可以同时进行。应用中的适合的监视/控制装置和方法在国际出版物No.WO93/239998(1993年12月9日)中公开，该公开物在此引作参考。
本发明的方法怎样应用于地下白蚁的控制的一个举例如下可以在土壤中打一个适当尺度的洞来安置监视站机架，机架放在洞中，监视装置安放在机架里面。在机架上面可以放置一个盖子，这个盖子对地表面安全。或者把监视装置放在机架里面，把机架插入或锤打进土壤里，直到机架开口接近土壤表面。也可以把监视物品或机架水平地放在地上或土壤表面下。
监视装置能够定时性地被检查以获得白蚁出没的迹象。监视装置的检查能够每一周、两周、一个月或根据需要而执行。因为人们通过白蚁咀嚼断软金属而知道白蚁活动，在监视装置中可以并入与电子装置相联的、薄传导体金属条，当白蚁咀嚼断薄金属时，电路中断，这样表明有白蚁出现。
本发明优选的远程监视系统在图片中被举例说明。该系统包括战略地布置在目的地周围的传感器。针对在此说明的本发明的具体的应用，每个传感器最好包括一个监视装置或块。例如，白蚁可食用的纤维素或另一种材料，其中有一个白蚁能够咀嚼的相联的桥电路。包括该相联的桥电路的监视装置被放置在监视站机架里面。
在实施例之一中，每个传感器的每一个桥电路与连接传感器和现场数据收集单元的电缆相联。不同趋向的电缆可被用于创建多个独立的传感器区域以便于提供关于发现的白蚁活动的精确位置的更加详细的信息。每个区域有它自己的独立的与数据收集单元相联的电缆。用这种方法，可以独立于其它区域地确定一个区域的白蚁的出现。
每一个区域可以如图2所示包含一些传感器，或者象图1举例所示包含多个传感器。不用诸如电缆等的硬线元件，该系统也可以被替代地配置以便于传感器如图3所示通过无线通讯装置形成的独立无线链接与数据收集单元通讯。现场数据收集单元被配置为或者连续地，或者以规则的间隔(例如每小时、每天、每周等)，或者依照指定时间表，或者根据要求(实时监视)去记录关于每一个或组传感器的数据。
远程主处理器，例如一台计算机，被编好程序去通过诸如标准电话地面线或无线通讯装置的通讯链接从现场数据收集单元重新得到或下载数据。还有，这种信息的下载可以连续地，或以规则的间隔(每月、每两个月、每季度、每两年等)，或依照指定的时间表，或根据要求发生。数据可以随后被存储、记录、回顾和/或在远程位置分析。这里所述系统中下载的数据可以有不同的用途，例如被害虫控制人员、检查员、财产管理者和/或一般代理机构所用。
当主机和数据收集单元之间的通讯链接是既支持声音又支持数据通讯的电话线时，则更适宜用一个声音/数据识别开关或传感器与数据收集单元相联以便于指导任何由主机发出的通讯请求，直接至数据收集单元，而不必扰乱电话线上那些专注于声音通讯操作的个人。或者，这种通讯可以用单独的线。
更加明确地，如图1所示例的主机位于远程的位置并且最好被编程去定时与数据收集单元建立通讯。一旦通讯建立，主机向数据收集单元提出一个身份协议以便于能够访问由单元通讯的信息。一旦访问建立，主机向数据收集单元发出命令以便于开始下载维护在数据收集单元中存储器存储装置部分中的数据。
如图1所示例的数据收集单元包括存储着由数据收集单元执行的去收集有关传感器数据的指令的存储器存储装置。该存储器存储装置可以包括常规的存储器芯片或者硬盘部件。收集的数据保留在存储装置中由主机取回或下载至主机。在根据要求监视或实时监视的情况下，数据存储装置就是不需要了。数据收集单元也包括用于连接提供传感器与数据收集单元之间通讯的电缆的多端口或输入/输出(I/O)出口。数据收集，如图1中所示，例如，与两个独立的传感器的区域通讯区域1中有六个传感器，区域2中有五个传感器。数据收集单元，如图2中示意。另一方面，分别地与多个独立的传感器通讯。更进一步地，当数据收集单元被主机访问时，调制解调器和有关的软件被提供去建立必要的通讯链接。
所有上述的数据收集单元要素可以被合成一体为一个可编程逻辑控制器。或者，适合的数据收集单元可以被配置为或者用个人计算机(PC)或者用一块紧凑的单板。数据收集单元可以通过模拟/数字转换器与传感器接口。不管其具体结构，数据收集单元能够被编程去记录有关线路连续性、电路阻抗、潮湿和其它用电子信号和传感器能够感觉和识别的数据。被该优选系统的现场数据收集单元记录的数据，例如涉及至少一个电子电路特性，诸如线阻抗或线电压。
这里所述的应用于白蚁的优选的远程监视传感器，例如图4中所示，放置在一个监视站机架中。银微粒(10微米)的细线(ca.2毫米宽)用一个电路工作传导笔以之字形画在监视器的表面。然后另外一层塑胶薄膜被置于监视装置上以便于为防止电路受到可能的腐蚀而封套住电路。监视装置上画出的电路与区域电缆接触以建立一个闭合的电路。包括其各自画出电路导线的监视装置最好可移动地用如图5a所示的那样的电绝缘传导夹子与监视站机架盖子的下部相连。如图5b所示，每一个放在监视站机架盖子上表面的接线端与下面的夹子保持电路流通，这样提供了传感器桥电路与有关的电缆的方便的连接。
优选的远程监视装置由打算让白蚁食用的纤维素材料组成。如图4所示，传感器或带有相关电路的监视装置放置在埋在土壤里的监视站机架中。当白蚁轻易地咀嚼相关的薄电路沿路同时咀嚼着纤维素材料时，在传感器中容易察觉白蚁在吃东西。初步研究表明，甚至在湿润而温暖的气候下，在没有白蚁活动时，传感器电路能够保持六个月或更长的传导。
但是，放置在湿润土壤中的传感器可能吸收了充足的湿气在某一条件下甚至在电路被白蚁咬断时成为导通的。这种状况可以通过用模拟信号检测电路来避免，而不用数字信号。当电路被白蚁咬断时通过确定电路阻抗激烈增大的数量(用模拟信号)，取代对电路传导率定性的数量检测(用数字信号)，由于潮湿或其它外部影响导致的假象发生的频率能够减少或甚至完全消除。
一原型远程监视系统被构造为用两根8导线的电缆(输入和输出)连接共8个传感器和Compact-984控制器的I/O端口(984-A120 Compact可编程控制器，MODICON有限公司，工业自动系统，One High st.,North Andover,Massachusetts018450)。控制器的结构如图6所示例。控制器用阶梯逻辑软件Modsoft LiteTM(371SPU921000,MODICON有限公司)编程用于不断地监视8个连接传感器的电路的完整性。Modsoft Lite记录事件的时间和日期，即电路中断，并且把数据存储在控制器存储器中。控制器内部的调制解调器允许存储的信息通过电话线被下载到主机。声音/数据识别开关(Fax LineManagerTM,Technology Concepts有限公司)连接在控制器调制解调器和电话出口之间来指导主机对Compact-984控制器的呼叫。Modsoft Lite也装在主机(4DX-66V,Gateway2000,610Gateway Dr,N.Sioux City,SD57049)中，该主机装备有内部调制解调器(TelePath数据/传真调制解调器)。用CrosstalkTM(数字通讯联合有限公司)在主机和Compact-984控制器之间建立通讯后，存储在Compact-984控制器中的数据用Modsoft Lite来下载。
在最初的试验中，8个传感器中的4个暴露在实验室的一群台湾地下白蚁中，同时另外4个传感器被放在没有白蚁活动的沙子里。在暴露的一周中，四个暴露在白蚁中的传感器的电路中断和破损的时间和日期被精确地记录并且下载到主机。
第二个原型远程监视系统包括一个数据巡回检测器(datalogger)(CR10X,Campbell Scientific有限公司，Logan UT)。或者数据收集单元，其与放在房屋建筑物周围的土壤中的5个独立传感器区域通讯。多路器(AM416,Campbell Scientific有限公司)被合并入数据巡回检测器中以允许数据巡回检测器去监视有关多个传感器区域的多个I/O端口。数据巡回检测器被设计用于对每个区域加载2500mv的电压来检查电路完整性。当一个给定区域电路是连续的时，数据巡回检测器记录的电压大约是2500mv。多路器被编程在固定的时间间隔时去检查电路完整性，数据被存储在数据巡回检测器的静态随机访问存储器(SRAM)中。一个选择性的铃(ring)呼叫处理器(SR3,Multi-link有限公司，Nicholasville,KY)被放置在房屋引入电话线与数据巡回检测器之间。一个主铃(RingMaster)的服务被以购买得到第二个该房屋电话线的有独特的铃声的电话号码。主机(Dell Dimension XPSP166C)被设置用主铃的电话号码去拨因考虑到主机而被远程放置的数据巡回检测器的号码。SR3装置感知到分配给这个号码的独特的铃声并且指导引入的主机对数据巡回检测器的呼叫。然后主机与数据巡回检测器建立通讯链接，下载有关电路连续性的存储的数据。如果需要的话，主机能够被编程在任何时间或在任何想要的时间间隔时自动拨号数据巡回检测器。
用第二个原型系统获得的数据在图7和图8中排列出来，表明在所举例中在48小时读取5个区域期间区域1和区域3有电路中断。大约2500mv的线电压被用在传感器电路。当电路检测时，得到的是大约2500mv的寄存的线电压，则说明电路完整性在维持。但是，如果电路被中断(因为那将是由于足够的白蚁活动引起的)，所寄存的线电压值得注目地偏离2500mv这个值。
明确地说，作为最初试验的一部分，区域1被故意中断来模拟白蚁的咬食。相应地，在48小时检测期间在区域1中寄存的线电压波动。同样地，区域3在1000小时到2000小时之间被故意中断，导致寄存到的线电压的波动。寄存的区域2、4和5的线电压与区域1和3的相比有显著不同，说明了通过本发明的应用怎样发现目的地的具体的区域中实际的白蚁的咬食。
虽然这里所述用于远程监视系统的传感器设计为用电路中断来探测白蚁的出现，其它的传感器，象战略地放置在建筑木材中用以探测可能的湿度问题的湿度表，探测其它木材破坏昆虫诸如干木白蚁、粉末甲虫(powderpostbectles)，木材钻孔虫的咬食活动的声学发散装置，或者是测量蟑螂或蚂蚁诱饵站的重量的减少的小型数字天平等也可以被应用于本发明。
在监视装置中探测白蚁的出现时，监视装置能够从监视站机架(或土壤中)中拿走同时替换成在毒药传输装置(诱饵管道)中的毒药包含阵。在监视装置中被捕获的白蚁能够被摘出并且轻轻地敲进上面的毒药传输装置室。上面的这个室是集合室(recruiters′s chamber)。为了逃出，白蚁随后必须穿过毒药包含阵而到达逃离地点。没有用毒药的必要，除非在监视过程中探测到白蚁(或者用其它方式知道白蚁出现)，从而消除了任何多余的毒药的使用。当探测到白蚁时，毒药包含阵被利用，直到在毒药传输装置中探测不到白蚁的活动。那时，可以再利用监视装置。除了用毒药传输装置替换监视装置的实践以外，该发明的另一个实施例包含保持在其位的监视装置，和一毒药传送装置，需要使用传输毒药的话，该毒药传输装置能够被加到或安在监视装置周围。
为毒药包含阵而准备的不同的方法、材料和装置，包括被染料和/或hexaflumuron处理过的阵，对本领域技术人员来说将是非常显然的。此外，为不同的监视站机架而准备的不同的方法、材料和装置包括水平监视站机架和用于地上监视的监视站机架以及毒药的传输对本领域技术人员也将是非常显然的。此外，本领域技术人员应认识到，本发明的过程、材料和装置能够被容易地适用于白蚁的控制和/或用于侵袭农田、森林、高尔夫运动场和其它非建筑对象的其它害虫。
总之，应该理解此处所述举例和实施例仅仅是为了说明的目的，而且本领域技术人员借助于它而做的更改或变化也将包含在本申请的精神和范围中以及附属权利要求书的范围中。
权利要求
1．一个监视多个区域的白蚁的系统包含至少一个适于放置在每一个所述区域的白蚁传感器；以及与所述的每个区域中至少一个白蚁传感器独立于其它区域中的白蚁传感器通讯的一个数据收集单元，所述数据收集单元能够独立于其它区域寄存在任何所述区域中白蚁的出现。
2．如权利要求1所述的监视白蚁的系统，进一步包含用于从远程位置与所述数据收集单元通讯以得到关于白蚁出现的数据的一个主处理器。
3．如权利要求2所述的监视白蚁的系统，其中每一个所述白蚁传感器包括至少一个由白蚁可食用的材料制成的监视块和一个临近或嵌入在至少一个监视块中的电导体，该电导体由白蚁咬食而能中断的材料制成，该电导体形成一个连续的电桥电路以便于当白蚁咬断电导体时连续的电桥电路被中断。
4．如权利要求1所述的监视白蚁的系统，其中所述数据收集单元通过在所述数据收集单元与所述区域之间独立伸展的一根电缆与所述的至少一个在每个区域中的白蚁传感器通讯。
5．如权利要求3所述的监视白蚁的系统，其中所述数据收集单元为每一个所述区域寄存电路特征以确定在每个所述传感器处所述的连续的桥电路的电路完整性。
6．如权利要求3所述的监视白蚁的系统，其中所述的至少一个的监视块适于在监视站机架中被接收。
7．如权利要求6中所述的白蚁监视系统，其中所述监视站机架包含至少一个提供白蚁访问所述监视块和所述电导体的白蚁开口。
8．如权利要求6中所述的白蚁监视系统，其中所述的至少一个的监视块适于被系于所述监视站机架的可移动的盖子上。
9．如权利要求8所述的监视白蚁的系统，其中所述监视站机架的盖子的底部包括电绝缘的传导的夹子，以接收所述的至少一个的监视块，所述的传导夹子分别与各个所述的电导体的末端对齐以及与放在所述的盖子顶部的接线端终端保持电流通。
10．如权利要求3所述的监视白蚁系统，其中所述的数据收集单元与所述的至少一个的白蚁传感器通过所述数据收集单元和所述区域之间的独立的无线链接进行通讯。
11．如权利要求3中所述的白蚁监视系统，其中所述电导体包含一个在监视块的表面上的银微粒小于10微米的电传导线。
12．如权利要求11中所述的白蚁监视系统，其中监视块被塑料封套。
13．一种监视多个区域的白蚁的方法，所述方法包含步骤在每一个所述区域中放置至少一个白蚁传感器；和用被配置成独立于其它区域寄存在任何所述区域的白蚁的出现的数据收集单元与所述在每个区域中至少一个的白蚁传感器建立通讯。
14．如权利要求13所述的白蚁监视的方法，进一步包含通过一个主处理器从远程位置与所述数据收集单元通讯以得到有关白蚁出现的数据的步骤。
15．如权利要求14所述的监视白蚁的方法，其中每个所述的白蚁传感器包括至少一个由白蚁可食用的材料制成的监视块，和一个邻近或嵌入在至少一个监视块里面的电导体，该电导体由白蚁咬食而能中断的材料制成，该电导体形成一个连续的电桥电路以便于当白蚁咬断电导体时，该连续的电桥电路被中断。
16．如权利要求14所述的白蚁监视的方法，包括通过所述数据收集单元与所述在每个区域中至少一个的白蚁传感器用一根在所述数据收集单元与所述区域之间独立伸展的电缆进行通讯的步骤。
17．如权利要求15中所述的用于监视白蚁的方法，包括通过用每一个所述区域的电路特征寄存所述数据收集单元来确定在每一个所述传感器处的所述连续的桥电路的电路完整性的步骤。
18．如权利要求15中所述的监视白蚁的方法，其中所述的至少一个的监视块适于在监视站机架中被接收。
19．如权利要求18中所述的用于监视白蚁的方法，其中所述的监视站机架包括至少一个提供白蚁访问所述监视块和所述电导体的白蚁开口。
20．如权利要求18中所提出的用于监视白蚁的方法，其中所述的至少一个的监视块适于被系在所述监视站机架的可移动的盖子上。
21．如权利要求20中所述的用于监视白蚁的方法，其中所述监视站机架的所述的盖子的底部包括用于接收所述至少一个的监视块的电绝缘的传导夹子，所述传导夹子分别与所述电导体的相应末端对齐以及与放在所述盖子顶部上的接线端终端保持电流通。
22．如权利要求15中所述的用于监视白蚁的方法，包括通过所述数据收集单元与所述在每一个区域中至少一个的白蚁传感器用在所述数据收集单元与所述区域之间的一个独立的无线链接进行通讯的步骤。
23．如在权利要求15中所述的用于监视白蚁的系统，其中所述的电导体包含一根在监视块表面上的银微粒小于10微米的电传导线。
24．如权利要求23所述的用于监视白蚁的系统，其中该监视块用塑料封套。
全文摘要
本发明涉及用于某种害虫和其它生物及非生物的因素的监视和管理的有用的材料和方法。本发明非常适合用于控制群居昆虫害虫,尤其是控制白蚁。本发明涉及了监视害虫活动的方法和装置并且引出一种毒药。本发明用作一个综合害虫管理程序的一部分并且能够显著地提高该管理程序的效果、效率以及便利。
文档编号A01M1/00GK1237879SQ97199727
公开日1999年12月8日 申请日期1997年10月15日 优先权日1996年10月31日
发明者苏南耀 申请人:佛罗里达研究基金会大学