农作物病虫害的监测与预警是植保工作的基础环节。传统的人工测报方式依赖植保人员深入田间捕捉害虫、识别种类并统计数量,不仅劳动强度大、效率偏低,而且难以实现连续、大范围的覆盖。远程拍照式虫情测报灯的出现,将光学诱捕、图像采集、物联网通信与人工智能识别技术融为一体,实现了虫情监测从“人工肉眼”到“机器视觉”的转变。
一、工作原理:诱虫、杀虫、拍照、识别的闭环流程
远程拍照式虫情测报灯的工作流程可以概括为四个环节:诱虫、杀虫、拍照和识别。
诱虫环节:设备利用昆虫的趋光性,在夜间(或设定的时间段内)开启特定波长的诱虫光源。灯光吸引害虫飞向灯体,撞击到设备内置的撞击屏后,害虫落入下方的收集通道。
杀虫环节:落入收集通道的害虫进入远红外处理仓。处理仓通过高温加热将虫体杀死并烘干。远红外处理方式能够保持虫体的完整性,便于后续的图像识别。处理仓的温度可分区控制,工作温度最高可达85±5℃。
拍照环节:经过杀虫和烘干处理的虫体,通过振动机构被均匀洒落并平铺在传送带上。这一步骤的目的是让虫体分散、不重叠,确保每一只害虫都能被清晰拍摄。传送带将虫体运送至拍照区域后,内置的高清工业摄像头自动进行拍照。摄像头的像素通常在1200万至2000万之间。
识别与上传环节:拍摄的图像通过无线通信网络(4G或WiFi)实时上传至云端平台。平台利用图像识别算法对照片中的害虫进行自动识别和计数。目前软件可自动识别的害虫种类包括褐飞虱、白背飞虱、大螟、稻纵卷叶螟等主要农业害虫。识别结果生成虫情监测报告,用户可通过手机APP或电脑端远程查看。
二、核心技术特点
全自动化作业:远程拍照式虫情测报灯可在无人监管的情况下,自动完成诱虫、杀虫、虫体分散、拍照、运输、收集、排水等全套作业。设备内置的安卓智能控制系统支持分时段设置和控制,可根据害虫活动规律灵活调整工作时段。
雨虫分离技术:设备配备防雨百叶和大雨棚,内置雨虫分离功能。下雨天时,雨水通过专门的排水通道排出,而害虫仍可正常落入收集通道,确保设备在各类天气条件下均能正常工作。
远程控制与查询:用户可通过电脑端和手机端远程控制设备——包括启动拍照、调整工作模式、查看设备状态等。设备内置GPS定位功能,可在云端地图中查看设备站点位置。
图像处理与保存:设备可对拍摄画面进行分割、切换处理及保存,图片保存质量需满足虫体人工手动计数的识别需求。拍照频率可根据需要设定,一般在10分钟至3小时之间可调。
三、与传统测报方式的对比优势
与传统人工测报相比,远程拍照式虫情测报灯在多个维度上实现了提升。在效率方面,设备可24小时不间断工作,大幅缩短了虫情测报周期。在覆盖面方面,一台设备可覆盖一定范围的农田,多台设备组网后可形成区域性的虫情监测网络。在数据质量方面,自动化的采集和识别过程减少了人为误差,同时图像资料的留存也为后续的分析和研究提供了依据。
四、典型应用场景
远程拍照式虫情测报灯广泛应用于农业、林业、牧业、蔬菜、烟草、茶叶、药材、园林、果园、城镇绿化、检疫等领域。在水稻主产区,设备可用于监测稻飞虱、稻纵卷叶螟等主要害虫的种群动态;在果园中,可用于监测食心虫、卷叶蛾等害虫的发生规律。
五、选型与部署要点
选型时需关注摄像头像素、识别能力、供电方式和通信方式等参数。摄像头像素决定了图像的清晰度,直接影响识别准确率。识别能力方面,不同型号的设备可识别的害虫种类和识别准确率有所差异。供电方式分为交流供电和直流(太阳能)供电两种,野外无市电区域应选用太阳能供电方案。