一种实时计数的杀虫灯 |
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| 申请号 | CN201610184438.9 | 申请日 | 2016-03-28 | 公开(公告)号 | CN105794751A | 公开(公告)日 | 2016-07-27 |
| 申请人 | 南京农业大学; | 发明人 | 汪小旵; 闫婷婷; 孙国祥; 胡古月; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了一种实时计数的杀虫灯,包括防雨盖、 LED灯 体、接虫装置、高压 电网 ；防雨盖设置于LED灯体的上方，接虫装置设置于LED灯体的下方，高压电网设置于LED灯体外围；所述的高压电网包括高压直流电源和N?1个金属丝，N?1个金属丝等间距平行排列围成一个圆；其中，N≥10；金属丝的顶端均通过高频 开关 连接高压直流电源的电源端，但是相邻的金属丝总是一个电连接电源正端，另一个电连接电源负端；还包括 害虫 计数单元；本发明不仅能够诱杀害虫还能够诱杀的同时自动计数。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种实时计数的杀虫灯,包括防雨盖、LED灯体、接虫装置、高压电网；防雨盖设置于LED灯体的上方，接虫装置设置于LED灯体的下方，高压电网设置于LED灯体外围；其特征在于， |
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| 说明书全文 | 一种实时计数的杀虫灯技术领域背景技术[0002] 我国是农业大国，农业的健康发展关乎国之根本。近年来，随着国民生活水平的提高，消费者对于农产品的品质与安全性的要求越来越高。现代农业是物理技术和农业生产的有机结合，是利用具有生物效应的电、声、光、磁、热、核等物理因子操控动植物的生活环境及其生长发育，促使传统农业逐步摆脱对化学农药、化学肥料、抗生素等化学品的依赖以及自然环境的束缚，最终获取优质、高产、无毒农产品的环境调控型农业。因此，实现对害虫识别和数量信息的准确获取是害虫预测预报的首要工作。 [0003] 传统的害虫识别与计数主要应用人工识别法、田间调查法、诱集法等，人工识别与计数农田害虫由于田间环境复杂、不稳定等因素严重存在着识别率低、计数准确性差、田间任务劳动强度大、非实时性等缺点，该方法已不能满足当前农田害虫发生严重状况的监测要求；田间调查法耗时、费力，且数据的调查、记录、上报的环节多，监测人员的工作量大，主观因素影响大，数据应用的时效性差，影响害虫的准确预测预报，不能满足生产实际需求。为了解决害虫识别、数量数据获取上费时、费力的问题，科学家不断探索害虫自动识别与计数的新技术。 [0004] 随着计算机技术、微电子技术等的发展，害虫自动识别与计数技术取得了很大的进步，目前害虫自动识别与计数技术主要有声音信号、图像技术、红外传感器等，这些技术的发展提高了害虫自动识别与计数的效率，促进精准农业的实施，减少害虫为害带来的损失，降低环境污染，提高害虫综合治理水平。然而，红外计数方法虽然速度快，可以记录被诱捕的昆虫数量，但在害虫种类识别上较弱，并且容易受到其它落入物的干扰。图像处理方法由于田间诱捕害虫姿态各异,与标准样本之间存在差别,基于标准姿态的形态特征进行分类器训练,容易导致分类器泛化能力弱,不利于害虫的识别与数量统计。 [0005] 以上害虫计数方案要么复杂，要么统计不够准确。 发明内容[0006] 本发明的目的是提供一种实时计数的杀虫灯，能够诱杀害虫的同时实现自动准确计数功能。 [0007] 为了达到以上目的，本发明采用的技术方案是：一种实时计数的杀虫灯,包括防雨盖、LED灯体、接虫装置、高压电网；防雨盖设置于LED灯体的上方，接虫装置设置于LED灯体的下方，高压电网设置于LED灯体外围；其特征在于， [0008] 所述的高压电网包括高压直流电源和N-1个金属丝，N-1个金属丝等间距平行排列围成一个圆；其中，N≥10； [0010] 还包括害虫计数单元； [0012] N个相同阻值的电阻串联后的两端连接直流恒流源的两个输出端； [0013] 模数转换模块的输入端连接恒流源的两个输出端； [0014] 模数转换模块的输出端电连接控制器的IO输入口； [0015] 显示模块与控制器电连接； [0016] N个相同阻值的电阻一共有N-1个公共节点； [0017] N-1个金属丝的底端分别通过高频开关电连接一个公共节点,但是相邻的金属丝的底端位于同一个电阻的两端； [0018] 所述的高频开关均含有控制端，高频开关的控制端均与控制器电连接。 [0019] 更加优选的技术方案，所述的直流恒流源输出电流为15mA，N＝30，电阻的阻值为1欧姆。 [0020] 更加优选的技术方案，相邻的金属丝之间的间距为2-20mm。 [0022] 更加优选的技术方案，所述的高频开关采用可控晶闸管实现，开关频率达到毫秒级以上。 [0023] 一种实时计数的杀虫灯实现计数的方法,包括防雨盖、LED灯体、接虫装置、高压电网；防雨盖设置于LED灯体的上方，接虫装置设置于LED灯体的下方，高压电网设置于LED灯体外围；其特征在于， [0024] 所述的高压电网包括高压直流电源和N-1个金属丝，N-1个金属丝等间距平行排列围成一个圆；其中，N≥10； [0025] 金属丝的顶端均通过高频开关连接高压直流电源的电源端，但是相邻的金属丝总是一个电连接电源正端，另一个电连接电源负端； [0026] 还包括害虫计数单元； [0027] 所述的害虫计数单元包括直流恒流源、模数转换模块、N个相同阻值的电阻、(2N-2)个高频开关、控制器、显示模块； [0028] N个相同阻值的电阻串联后的两端连接直流恒流源的两个输出端； [0029] 模数转换模块的输入端连接恒流源的两个输出端； [0030] 模数转换模块的输出端电连接控制器的IO输入口； [0031] 显示模块与控制器电连接； [0032] N个相同阻值的电阻一共有N-1个公共节点； [0033] N-1个金属丝的底端分别通过高频开关电连接一个公共节点,但是相邻的金属丝的底端位于同一个电阻的两端； [0034] 所述的高频开关均含有控制端，高频开关的控制端均与控制器电连接； [0035] 当模数转换模块输出的电压U＝I*R*N毫伏时，控制器控制金属丝底端的高频开关全部闭合，金属丝顶端的高频开关全部断开； [0036] 当模数转换模块输出的电压U [0037] 其中，I是直流恒流源的电流值，单位为毫安；R是每个电阻的阻值。 [0038] 本发明工作原理说明：稳定状态时，金属丝底端的高频开关闭合，害虫计数单元的电路导通，控制器根据模数转换模块输出电压的大小判断有没有虫子落到高压电网上；当害虫撞击到金属丝的一瞬间会引起害虫计数单元的模数转换模块电压输出发生变化(因为会有电阻被短路)，控制器会检测到模数转换模块输出电压的变化，此时虫子变量a加1，控制器判断有害虫触网，控制器控制高频开关瞬间动作，金属丝底端的高频开关全部断开，金属丝顶端的高频开关全部闭合，使金属丝上的电压由低压切换到高压，害虫被高压电网电死，其中，虫子变量a就是“被电死虫子的数量”从而实现了诱虫灯杀虫的同时自动计数的功能。 [0039] 与现有技术方案相比，本发明的有益效果是：第一，本发明在诱杀害虫的同时可以精准统计诱杀的害虫个数，在害虫达到预警阈值时能够及时提醒农田负责人喷洒农药；第二，本发明的结构非常简单，制作成本低廉。第三，其实本发明在统计害虫数量的同时可以大致统计被电子的虫子的大致尺寸。附图说明 [0040] 图1是本发明中诱虫灯的结构示意图； [0041] 图2是高压电网与害虫计数单元的电路原理示意图； [0042] 图3是现有的诱虫灯高压电网部分的俯视示意图。 [0043] 1是防雨盖；2是LED灯体；3是接虫装置；4是高压电网的金属丝；5是高压电网的绝缘固定装置。 具体实施方式[0044] 下面结合附图，对本发明作进一步的描述，但其不代表为本发明的唯一实施方式。 [0045] 注：杀虫灯以及杀虫灯的高压电网属于现有公知技术。 [0046] 图3中高压电网的金属丝相互之间平行，并且垂直地面，图3中的高压电网的金属丝与图2中的高压电网是对应的，图2中将高压电网金属丝画成水平的，并且展开成平面只是为了图2电路原理图的需要，其实高压电网的金属丝相互之间是平行的，并且垂直地面围成一个圆。 [0047] 图2相当于真实的高压电网展开然后逆时针旋转90度。 [0048] 实施例1：实时计数的杀虫灯,包括防雨盖、LED灯体、接虫装置、高压电网；防雨盖设置于LED灯体的上方，接虫装置设置于LED灯体的下方，高压电网设置于LED灯体外围；所述的高压电网包括高压直流电源和29个金属丝，29个金属丝等间距平行排列围成一个圆；其中，N＝30；金属丝的顶端均通过高频开关连接高压直流电源的电源端，但是相邻的金属丝总是一个电连接电源正端，另一个电连接电源负端；还包括害虫计数单元；所述的害虫计数单元包括直流恒流源、模数转换模块、30个相同阻值的电阻、58个高频开关、控制器、显示模块；30个相同阻值的电阻串联后的两端连接直流恒流源的两个输出端；模数转换模块的输入端连接恒流源的两个输出端；模数转换模块的输出端电连接控制器的IO输入口；显示模块与控制器电连接；30个相同阻值的电阻一共有29个公共节点；29个金属丝的底端分别通过高频开关电连接一个公共节点,但是相邻的金属丝的底端位于同一个电阻的两端；所述的高频开关均含有控制端，高频开关的控制端均与控制器电连接。 [0049] 其中，所述的直流恒流源输出电流为15mA，N＝30，电阻的阻值为1欧姆；相邻的金属丝之间的间距等于2mm。 [0050] 其中，高压直流电源的电压为2000V。高频开关采用可控晶闸管实现，开关频率达到毫秒级以上。 [0051] 本发明的大致计算害虫尺寸的工作原理进行描述：一旦虫子落到高压电网的金属丝上面会将相邻两个金属丝之间的电阻短路，由于电路采用的是恒流源和相同阻值的电阻串联，所以模数转换模块输出的电压值是线性变化的，通过模数转换模块的输出电压的变化可以很容易计算出有几个电阻被短路，假如同一个时刻有2个电阻被短路，可以判断是一个虫子同时将2个电阻短路，可以判断该虫子的体型较大，由于相邻金属丝之间的距离已知，例如2mm，可以判断该虫子的体型大于4mm；根据以往实验经验，同一时刻两个虫子同时落入到金属丝(或者金属丝)上的概率很小，可以忽略(害虫落到高压电网上会瞬间被电死，然后落入到诱虫灯下方设置的接虫装置里面)，而本发明中高频开关频率极高，可以实现电路瞬间动作，因此本发明可以对害虫进行精准计数、以及对害虫大致体型大小的统计判断。 |
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