一种林业病虫害监测系统的制作方法

1.本发明涉及病虫害监测技术领域，更具体的是涉及一种林业病虫害监测系统技术领域。


背景技术：

2.病虫害是病害和虫害的并称，常对农、林、牧业等造成不良影响,而且对农作物的叶子进行取食，一些种植地区的虫害已大大超过主要病虫危害的总和，给农业生产造成极大威胁,植物在栽培过程中，受到有害生物的侵染或不良环境条件的影响，正常新陈代谢受到干扰，从生理机能到组织结构上发生一系列的变化和破坏，以至在外部形态上呈现反常的病变现象，如枯萎、腐烂、斑点、霉粉、花叶等。有许多人通过喷农药来防止病虫害，通过喷洒农药可以消除大部分病害和虫害，但是一些病害和虫害比较顽强产生抗药性，喷洒农药是不能完全消除病害和虫害的。通过调查发现危害药用植物的动物种类很多，其中主要是昆虫，另外有螨类、蜗牛、鼠类等。昆虫中虽有很多属于害虫，但也有益虫，若对益虫加以保护、繁殖和利用可以通过益虫消灭害虫。
3.每年昆虫会进行自然规律的生长和繁殖，每年昆虫的种群密度呈现快速增长，林业生态有大量的昆虫繁殖，若害虫的增长数量超过益虫的增长数量，林业生态的植物会严重受到虫害，为有效地控制林业的虫害，需及时捕获和了解当前虫害的主要种类及其发生的动态，将捕获的虫子进行种类分析。
4.现国内几乎的林业病虫害，都是需要通过人工现场观察取样判断是否有病虫害，但是由于林业生态中，植物的种植面积大，而通过人工采集和拍摄装置可覆盖的拍摄面有限制，想要全面监控种植区域内的虫害，就需要使用到数量较多的图像采集装置，导致监控成本的增加，容易造成反馈不及时，人工投入和维护的成本高等问题，不能更高效地利用图像采集装置在林业上进行虫害监控和分析。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于：为了解决采集和拍摄虫害时需使用到数量较多的图像采集装置，导致监控成本的增加、容易造成反馈不及时以及需要人工投入和维护的成本高；不能及时捕获和了解当前虫害的主要种类及其发生的动态，将捕获的虫子进行种类分析；不能清楚的拍摄捕获的虫子；捕获的虫子进行分析后若是害虫不能及时杀灭的问题，本发明提供一种林业病虫害监测系统。
6.本发明为了实现上述目的具体采用以下技术方案：
7.一种林业病虫害监测系统，包括视频监控摄像机，所述视频监控摄像机与边缘计算设备通过电信号连接，所述边缘计算设备具有数据分析层与模型训练层，所述数据分析层与模型训练层电性连接，数据分析层还电性连接有管理系统和监控设备；
8.所述视频监控摄像机位于并固定在挡帽的下方，所述挡帽固定连接有转动杆，所述转动杆从上往下穿过立柱并与电机连接，所述立柱配合连接在底座内，转动杆的上方与
立柱接触配合，转动杆与立柱内部具有的内凸块接触，立柱的外壁滑动配合连接有捕虫盒，所述捕虫盒的下方连接有升降装置，所述升降装置连接并位于捕虫盒和所述底座之间，所述电机位于底座内。
9.进一步的，所述升降装置具有固定杆和移动杆，所述移动杆插入到所述固定杆内，固定杆固定连接在所述底座的上方，移动杆固定连接在捕虫盒的下方。
10.进一步的，所述底座具有装电机柱，所述装电机柱形成有装电机腔，所述电机位于所述装电机腔内，装电机柱与底座之间形成有立柱插腔，所述立柱的下方插入到所述立柱插腔内。
11.进一步的，所述底座的上方和下方分别形成有出气口和进气口，所述出气口通向所述固定杆的内部，所述进气口与底座外部的进气管道连接，底座内具有气体腔室，所述气体腔室连通出气口和进气口。
12.进一步的，所述捕虫盒具有上端盖、空腔壳和下端盖，所述上端盖从上往下形成有贴合柱，所述贴合柱贴合于所述立柱的外壁，所述下端盖贴合于贴合柱和所述空腔壳的下方，贴合柱将捕虫盒的内部与立柱隔开，空腔壳上开有开口；捕虫盒的内部安装有捕虫灯，所述捕虫灯位于贴合柱上。
13.进一步的，所述上端盖开有网口，隔网穿过所述网口并位于所述开口处,所述上端盖、空腔壳的外壁和下端盖之间形成有转动槽,所述转动槽配合有转动片。
14.进一步的，所述空腔壳的内、外壁之间开有网口，隔网穿过所述网口并位于空腔壳内和所述开口处。
15.进一步的，所述空腔壳的内、外壁之间开有网口，所述网口从空腔壳的下方向上方开设，隔网穿过网口并位于空腔壳内，所述下端盖具有凹槽，所述凹槽插有隔网，所述下端盖贴合并封住空腔壳下方的网口。
16.进一步的，所述捕虫盒具有的下端盖上安装有喷雾装置，所述喷雾装置的上方伸入到捕虫盒内，喷雾装置的下方连接有管道，所述管道伸向药剂源。
17.一种林业病虫害监测方法，包括如下步骤：
18.步骤1)在林业植物场景中视频监控摄像机对捕虫盒内需要进行的病虫害监测进行拍摄；
19.步骤2)通过边缘计算设备将所述视频监控摄像机拍摄的图片进行筛选并丢弃异常数据；
20.步骤3)所述边缘计算设备将筛选后的数据通过数据分析层将样本数据送到模型训练层进行模型训练，模型训练后的模型结果返还给数据分析层；
21.步骤4)通过所述数据分析层多次的矫正修订把最终的模型录入管理系统，所述管理系统对所述最终的模型进行模型分析，确定林业植物是否成长健康以及是否存在病虫害；若是存在病虫害，将病虫害这种异常状态反馈到监控设备,所述监控设备通过短信通知并警告工作人员进行现场出虫害且确认异常状态,管理系统存储异常状态事件。
22.其中，步骤4)中的数据分析层和模型训练层可以根据林业植物场景进行数据调节；
23.步骤5)所述监控设备将反馈信息送到数据调节后的数据分析层和模型训练层再次重复步骤3)和步骤4)，确定林业植物是否成长健康以及是否存在病虫害，若不存在病虫
害，管理系统存储非异常状态事件即可。
24.本发明的有益效果如下：
25.1、本发明主要运用电子机械技术、无线传输技术、物联网技术、生物信息素技术，构建出一套害虫监测及预警系统，该系统集害虫诱捕和计数、环境信息采集、数据传输、数据分析于一体，实现了害虫的定向诱集、分类统计、实时报传、远程检测、虫害预警的自动化、智能化，具有性能稳定、操作简便、设置灵活等特点，可广泛应用于农业害虫、林业害虫、仓储害虫等监测领域。
26.2、本发明所述视频监控摄像机位于并固定在挡帽的下方，所述挡帽固定连接有转动杆，所述转动杆从上往下穿过立柱并与电机连接，所述立柱配合连接在底座内，转动杆的上方与立柱接触配合，转动杆与立柱内部具有的内凸块接触，内凸块防止转动杆在转动过程中横向摆动，立柱的外壁滑动配合连接有捕虫盒，捕虫灯使虫子进入捕虫盒内被捕捉，捕虫盒能及时捕获虫子，所述捕虫盒的下方连接有升降装置，所述升降装置连接并位于捕虫盒和所述底座之间，所述电机位于底座内，使捕虫盒在移动杆的作用下上下移动。
27.3、本发明所述捕虫盒具有的下端盖上安装有喷雾装置，所述喷雾装置的上方伸入到捕虫盒内，喷雾装置的下方连接有管道，所述管道伸向药剂源，捕虫盒内捕获的虫子进行分析后若是害虫可以及时杀灭。
28.4、本发明所述底座具有装电机柱，所述装电机柱形成有装电机腔，保证电机放置稳定，所述电机位于所述装电机腔内，装电机柱与底座之间形成有立柱插腔，所述立柱的下方插入到所述立柱插腔内，对立柱进行径向定位，若对立柱轴向定位也可以将立柱点焊于底座上，捕虫盒相对于立柱滑动。
29.5、本发明所述底座的上方和下方分别形成有出气口和进气口，所述出气口通向所述固定杆的内部，所述进气口与底座外部的进气管道连接，底座内具有气体腔室，所述气体腔室连通出气口和进气口，进气口的气体推动捕虫盒上下移动，气体腔室可以缓冲进气口进入的气体，防止对移动杆突然冲击。
30.6、本发明所述捕虫盒具有上端盖、空腔壳和下端盖，所述上端盖从上往下形成有贴合柱，所述贴合柱贴合于所述立柱的外壁，所述下端盖贴合于贴合柱和所述空腔壳的下方，贴合柱将捕虫盒的内部与立柱隔开使捕虫盒上下移动，空腔壳上开有开口，便于捕捉虫子；捕虫盒的内部安装有捕虫灯，所述捕虫灯位于贴合柱上，便于将虫子捕捉到捕虫盒内。
31.7、本发明所述上端盖开有网口，隔网穿过所述网口并位于所述开口处，网口可以更换不同大小网孔的隔网，被捕捉到捕虫盒内的虫子通过隔网可以侧向观察捕虫盒内的状态以及根据虫子体积的大小更换不同大小网孔的隔网可筛选出进入捕虫盒内的一定体积的虫子,所述上端盖、空腔壳的外壁和下端盖之间形成有转动槽，所述转动槽配合有转动片，在一定时间内一定体积的虫子进入捕虫盒内后，为了进一步防止体积小的虫子进入捕虫盒内，旋转转动片使转动片在转动槽上滑动将开口封住。
32.8、本发明所述空腔壳的内、外壁之间开有网口，隔网穿过所述网口并位于空腔壳内和所述开口处，隔网装入在网口内并移动将开口盖住隔网，隔网也可以更换，只是隔网位于空腔壳的内、外壁之间开有的网口内。
33.9、本发明所述空腔壳的内、外壁之间开有网口，所述网口从空腔壳的下方向上方开设，隔网穿过网口并位于空腔壳内，所述下端盖具有凹槽，所述凹槽插有隔网，所述下端
盖贴合并封住空腔壳下方的网口。通过下端盖的上下移动可使捕虫盒的捕捉空间增大或减小，隔网也可以更换。
34.10、本发明为了使视频监控摄像机拍摄到捕虫盒内的画面清楚，气体通过进气口进入气体腔室，再通过出气口将气体通到固定杆的内部，移动杆向上移动使整个捕虫盒向上移动，视频监控摄像机离捕虫盒比较近，视频监控摄像机可以清楚的拍摄到捕虫盒内画面，上端盖为透明材质，下端盖为不透明材质，便于视频监控摄像机拍摄的图片不受干扰。
35.11、本发明通过启动电机后转动杆旋转，视频监控摄像机旋转，视频监控摄像机可以在圆周内拍摄捕虫盒内的多个画面，清楚的拍摄捕获的虫子，解决了视频监控摄像机采集和拍摄虫害时需使用到数量较多的图像采集装置，导致监控成本的增加、容易造成反馈不及时以及需要人工投入和维护的成本高的问题。同时，捕虫盒及时捕获和视频监控摄像机拍摄，边缘计算设备及时了解当前虫害的主要种类及其发生的动态，将捕获的虫子进行种类分析。
36.12、本发明的具体检测方法通过在林业植物场景中视频监控摄像机进行拍摄和通过边缘计算设备筛选并丢弃异常数据，筛选后的数据通过模型训练后的模型结果返还给数据分析层，数据分析层多次的矫正修订把最终的模型录入管理系统，所述管理系统对所述最终的模型进行模型分析，确定林业植物是否成长健康以及是否存在病虫害；若是存在病虫害，将病虫害这种异常状态反馈到监控设备,所述监控设备通过短信通知并警告工作人员进行现场出虫害且确认异常状态,管理系统存储异常状态事件，若不存在病虫害，管理系统存储非异常状态事件即可。
37.另外，本发明若监控设备的警报信息有误可对数据分析层和模型训练层进行数据调整，重新判断和分析。
38.13、本发明可用于林业领域、景观工程、农业领域、农业大棚等，实时保证植物健康；操作简单，只需一台电脑或手机，可查看所有植物的病虫害状况；不需要额外的网线，就可以远程实时查看植物状态；白天、夜间、特殊天气均可使用，不受天气影响；成本低，安装方便；低维护成本，现场只需要一台或两台视频监控摄像机。
附图说明
39.图1是本发明的系统结构示意图；
40.图2是本发明的第一种实施方式立体结构示意图；
41.图3-4是本发明的第一种实施方式剖面结构示意图；
42.图5-6是本发明的底座剖面结构示意图；
43.图7是本发明的第一种实施方式的捕虫盒与转动片配合结构示意图；
44.图8-9是本发明的第二种实施方式的捕虫盒结构示意图；
45.图10-11是本发明的第三种实施方式的捕虫盒结构示意图。
46.附图标记：1-立柱、2-固定杆、3-移动杆、4-转动片、5-捕虫盒、51-网口、52-开口、53-贴合柱、54-上端盖、55-空腔壳、56-转动槽、57-下端盖、58-凹槽、6-转动杆、7-频监控摄像机、8-挡帽、9-隔网、10-底座、101-出气口、102-气体腔室、103-进气口、11-捕虫灯、12-喷雾装置、13-内凸块、14-电机、15-装电机柱、151-装电机腔、16-立柱插腔。
具体实施方式
47.为使本发明实施例的目的、技术方案和捕虫盒优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图对本发明作进一步详细说明。
48.实施例1
49.如图1所示，本实施例提供一种林业病虫害监测系统，包括视频监控摄像机7，所述视频监控摄像机7与边缘计算设备通过电信号连接，所述边缘计算设备具有数据分析层与模型训练层，所述数据分析层与模型训练层电性连接，数据分析层还电性连接有管理系统和监控设备。
50.如图2-4所示，所述视频监控摄像机7位于并固定在挡帽8的下方，所述挡帽8固定连接有转动杆6，所述转动杆6从上往下穿过立柱1并与电机14连接，所述立柱1配合连接在底座10内，转动杆6的上方与立柱1接触配合，转动杆6与立柱1内部具有的内凸块13接触，内凸块13防止转动杆6在转动过程中横向摆动，立柱1的外壁滑动配合连接有捕虫盒5，捕虫盒5的内部安装有捕虫灯11，所述捕虫灯11位于贴合柱53上，捕虫灯11使虫子进入捕虫盒5内被捕捉，捕虫盒5能及时捕获虫子，所述捕虫盒5的下方连接有升降装置，所述升降装置连接并位于捕虫盒5和所述底座10之间，所述电机14位于底座10内，所述升降装置具有固定杆2和移动杆3，所述移动杆3插入到所述固定杆2内，固定杆2固定连接在所述底座10的上方，移动杆3固定连接在捕虫盒5的下方，使捕虫盒5在移动杆3的作用下上下移动。所述捕虫盒5具有的下端盖57上安装有喷雾装置12，所述喷雾装置12的上方伸入到捕虫盒5内，喷雾装置12的下方连接有管道，所述管道伸向药剂源，捕虫盒5内捕获的虫子进行分析后若是害虫可以及时杀灭。
51.如图5、6所示，所述底座10具有装电机柱15，所述装电机柱15形成有装电机腔151，所述电机14位于所述装电机腔151内，保证电机放置稳定，装电机柱15与底座10之间形成有立柱插腔16，所述立柱1的下方插入到所述立柱插腔16内，对立柱1进行径向定位，若对立柱1轴向定位也可以将立柱1点焊于底座10上，捕虫盒5相对于立柱1滑动，所述底座10的上方和下方分别形成有出气口101和进气口103，所述出气口101通向所述固定杆2的内部，所述进气口103与底座10外部的进气管道连接，底座10内具有气体腔室102，气体腔室102可以缓冲进气口103进入的气体，防止对移动杆3突然冲击，所述气体腔室102连通出气口101和进气口103。
52.如图7所示，所述捕虫盒5具有上端盖54、空腔壳55和下端盖57，所述上端盖54从上往下形成有贴合柱53，所述贴合柱53贴合于所述立柱1的外壁，便于捕虫盒5相对于立柱1上、下滑动，所述下端盖57贴合于贴合柱53和所述空腔壳55的下方，贴合柱53将捕虫盒5的内部与立柱1隔开，空腔壳55上开有开口52。
53.实施例2
54.如图7所示，所述上端盖54开有网口51，隔网9穿过所述网口51并位于所述开口52处，网口51可以更换不同大小网孔的隔网9，被捕捉到捕虫盒5内的虫子通过隔网9可以侧向观察捕虫盒5内的状态以及根据虫子体积的大小更换不同大小网孔的隔网9可筛选出进入捕虫盒5内的一定体积的虫子,所述上端盖54、空腔壳55的外壁和下端盖57之间形成有转动槽56,所述转动槽56配合有转动片4，在一定时间内一定体积的虫子进入捕虫盒5内后，为了进一步防止体积小的虫子进入捕虫盒5内，旋转转动片4使转动片4在转动槽56上滑动将开
口52封住。
55.实施例3
56.如图8、9所示，所述空腔壳55的内、外壁之间开有网口51，隔网9穿过所述网口51并位于空腔壳55内和所述开口52处，隔网9装入在网口51内并移动将开口52盖住隔网9，隔网9也可以更换，只是隔网9位于空腔壳55的内、外壁之间开有的网口51内。
57.实施例4
58.如图10、11所示，所述空腔壳55的内、外壁之间开有网口51，所述网口51从空腔壳55的下方向上方开设，隔网9穿过网口51并位于空腔壳55内，所述下端盖57具有凹槽58，所述凹槽58插有隔网9，所述下端盖57贴合并封住空腔壳55下方的网口51。通过下端盖57的上下移动可使捕虫盒5的捕捉空间增大或减小，隔网9也可以更换，但此种方式需要将上端盖54和空腔壳55预先通过绳子吊挂，在移动杆3上下移动过程中整个捕虫盒5还是能够相对于立柱1上下滑动。
59.实施例6
60.上述实施例的具体工作原理：为了使视频监控摄像机7拍摄到捕虫盒5内的画面清楚，气体通过进气口103进入气体腔室102，再通过出气口101将气体通到固定杆2的内部，移动杆3向上移动使整个捕虫盒5向上移动，视频监控摄像机7离捕虫盒5比较近，视频监控摄像机7可以清楚的拍摄到捕虫盒5内画面，其中，上端盖54为透明材质，下端盖57为不透明材质，使视频监控摄像机7拍摄不受捕虫盒5下方背景干扰。启动电机14后转动杆6旋转，视频监控摄像机7旋转，视频监控摄像机7可以在圆周内拍摄捕虫盒5内的多个画面，清楚的拍摄捕获的虫子，解决了视频监控摄像机7采集和拍摄虫害时需使用到数量较多的图像采集装置，导致监控成本的增加、容易造成反馈不及时以及需要人工投入和维护的成本高的问题。同时，捕虫盒5及时捕获和视频监控摄像机7拍摄，边缘计算设备及时了解当前虫害的主要种类及其发生的动态，将捕获的虫子进行种类分析。
61.实施例7
62.如图1所示，一种林业病虫害监测方法，包括如下步骤：
63.步骤1)在林业植物场景中视频监控摄像机对捕虫盒内需要进行的病虫害监测进行拍摄；
64.步骤2)通过边缘计算设备将所述视频监控摄像机拍摄的图片进行筛选并丢弃异常数据；
65.步骤3)所述边缘计算设备将筛选后的数据通过数据分析层将样本数据送到模型训练层进行模型训练，模型训练后的模型结果返还给数据分析层；
66.步骤4)通过所述数据分析层多次的矫正修订把最终的模型录入到管理系统，所述管理系统对所述最终的模型进行模型分析，确定林业植物是否成长健康以及是否存在病虫害；若是存在病虫害，将病虫害这种异常状态反馈到监控设备(电脑或手机),所述监控设备是通过短信通知并警告工作人员进行现场出虫害且确认异常状态,管理系统存储异常状态事件；
67.其中，步骤4)中的数据分析层和模型训练层可以根据林业植物场景进行数据调节，所述管理系统为aibox系统对数据进行模型分析；
68.步骤5)所述监控设备将反馈信息送到数据调节后的数据分析层和模型训练层再
次重复步骤3)和步骤4)，确定林业植物是否成长健康以及是否存在病虫害，若不存在病虫害，管理系统存储非异常状态事件即可。
69.其中，管理系统可对所有事件进行存储，如：录像、图片、时间、植物的健康状态等进行存档。
70.以上所述仅是本发明的示范性实施方式，而非用于限制本发明的保护范围，本发明的保护范围由所附的权利要求确定。