一种3G实时监测捕杀农作物病虫害的灯塔
技术领域
本发明涉及新能源驱动3G视频和智慧诱杀虫灯技术领域，特别涉及一种新能源驱动的3G实时监测、捕杀、统计农作物病虫害发生、发展态势的智慧农业灯塔。
背景技术
目前，由于农田区域广阔，远离电源，要想利用传统的监测方式准确预测和实时监测农田中病虫害的活动规律，需付出高昂的费用。实际上在远离村庄的农田中布局自动监测点比较少见或者根本没有，使农作物病虫害监控中心提供的信息的及时性、覆盖面和可信度大打折扣，导致农作物病虫害的防治工作滞后。
发明内容
本发明的目的是：为了解决传统检测农作物病虫害成本高且由于检测点少导致农作物病虫害防治工作不及时的技术问题，提供了一种3G实时监测、扑杀、统计农作物病虫害发生、发展态势的灯塔，本发明所有用电设备均由太阳能驱动，并用黑紫光灯、LED黄光诱虫灯及黄板、性激素 “三维一体”技术诱引害虫靠近光源，采用高压电网进行扑杀、利用自动筛虫筛进行筛分、借助3G视频观察害虫的种类、通过红外线计数器记录害虫的数量并绘成图表上传到物联网。凡是3G网络能够覆盖的区域（包括山区），都可以安装并使用本灯塔，在节约成本的同时能够向监控中心提供准确的信息，以便采取相应措施防治，减少了病虫害对农作物的侵害。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：提供了一种3G实时监测捕杀农作物病虫害的灯塔，包括：塔体、自动监测单元、自动筛虫单元、诱虫扑杀单元、太阳能光伏供电单元；
所述塔体包括：三角型箱体、塔架5、工作平台、塔体基箱13；上述四者依次从上至下装配在一起；所述工作平台台面设有方形口；所述塔体基箱13是由钢管或角钢焊接而成的支架，且支架的前面、后面焊接钢板或镶嵌板材；所述塔体基箱13的两个侧面分别设有平开式推拉门；所述塔体基箱13内部设有方形立体支架12；
所述自动监测单元包括：监测箱壳体19、若干监测箱、监测箱支座15、多镜头3G无线摄像机18、若干红外线计数器7；所述监测箱壳体19构成能左右抽拉的监测箱的边框，由长方形的底板、直立板和覆盖监测箱的盖帽组成，所述盖帽上端设有监测箱进虫口20；所述监测箱为有底无盖的长方型盒子，且插接在监测箱壳体19内部；所述监测箱壳体19通过监测箱支座15固定在方形立体支架12底部；所述3G无线摄像机18的主机镜头安装在三角型箱体底面，并配有云台能进行360°旋转以便拍摄工作平台，分机镜头安装在监测箱盖帽的内测并对准检测箱的底部，用以监测各监测箱体内部害虫的种类；所述红外线计数器安装在监测箱进虫口20处、以及诱虫扑杀单元的频振式太阳能杀虫灯4的出虫口处；用以统计记录在所设置的时间段内掉进对应监测箱内和掉进自动筛虫筛中害虫总的数量，并通过GPRS模块（如北京天同公司WG-8010 GPRS DTU）将记录的数据传输给物联网，并自动绘成图表或曲线，再通过联网的电脑或3G手机就可以分析出该段时间内的不同种类害虫数量。
所述自动筛虫单元包括：带有进虫口27的筛盖、不同目数的筛虫筛24以及由变速直流电机10带动的机械传动单元；所述筛虫筛24的各个筛底设置有不同目数的筛网，且按照目数从小到大且由上至下依次排列，通过通长螺栓25、套管26将筛虫筛24和筛盖的两个侧面串通铰接构成一体，并通过链条9将其悬挂在方型立体支架12的横梁上，左侧的链条长于右侧的链条，整个筛体呈左低右高的形态；第一橡胶软管8一端与进虫口27连接，另一端与红外线计数器7的出虫口连接；红外线计数器7的进虫口与频振式太阳能杀虫灯的出虫口6连接；所述第一筛虫筛右侧中间处连接曲柄连杆（或链条）11，曲柄连杆11的另一端套在偏心轮的插销上，所述偏心轮在变速直流电机10的作用下，带动整个筛体在左右方向上做往复运动，使虫子得以筛分；所述筛虫筛24的每个筛底左前方分别设有出虫口，所述出虫口分别连接相应的橡胶软管22，所述橡胶软管22分别套接在相应的监测箱进虫口20上；
所述诱虫扑杀单元包括：设置在三角型箱体底部的频振式太阳能杀虫灯4及LED黄光诱虫灯3、安装在工作平台上方盛装性激素的诱虫盒28、涂覆在三角型箱体底部及工作平台表面的黄色涂料；所述频振式太阳能杀虫灯4的上端通过长螺杆2安装在三角型箱的底部，下端镶嵌在工作平台台面的方形口中；所述LED黄光诱虫灯3的灯座镶嵌在三角型箱体底部；
所述太阳能光伏供电单元由设置在三角型箱体朝阳面上的光伏电池板1、安装在三角型箱体内部的接线端子29、自动控制箱31、蓄电池组30、逆变器32和导线套管33组成；所述光伏电池板1通过导线、接线端子29与自动控制箱31连接，自动控制箱31分别与蓄电池组30、逆变器32连接；所述自动控制箱31内部设置有第一控制器、第二控制器；第一导线穿过第一导线套管33的一端与自动控制箱31中的第一控制器相连接，另一端与频振式太阳能杀虫灯4及LED黄光诱虫灯3并联，即LED黄光诱虫灯3与频振式太阳能杀虫灯4可根据环境光线的强度同时自动开启或关闭；第二导线穿过第二导线套管的一端与自动控制箱31中的第二控制器相连接,另一端与多镜头3G无线摄像机18、变速直流电机10、红外线计数器7并联；所述光伏电池板1所发出的电通过导线输入蓄电池组30储存待用或经逆变器转化为交流电。
其中，所述第二控制器包括：中央处理器、数字图片接收器、3G无线网络接收器、信号编码器、信号识别器、互感器、继电器；所述数字图片接收器、3G无线网络接收器、信号编码器以及信号识别器分别与中央处理器连接；通过3G手机或连接于物联网的电脑远程无线控制中央处理器；所述中央处理器通过互感器、继电器分别与3G无线摄像机18、变速直流电机10、红外线计数器7电连接。通过3G无线摄像机18就可以实时视频、实时监控工作平台及各个监测箱中害虫的种类、数量；同理，利用互感器、继电器接通筛虫筛24和多个红外线计数器7的电路时，筛虫筛24开始运转筛分、多个红外线计数器7同时记录数据，并通过GPRS模块将数据上传到物联网的客户端。
其中，所述筛虫筛24包括：第一筛虫筛、第二筛虫筛、第三筛虫筛。
其中，所述通长螺栓25的个数是6根，套管26的个数是18个。
其中，所述链条9为4根，2根等长链条悬挂在方型立体支架12左侧的横梁上，2根等长链条悬挂在方型立体支架12右侧的横梁上。
其中，所述筛虫筛24的出虫口呈直角形，包括：第一出虫口36、第二出虫口35、第三出虫口34、第四出虫口23。
其中，所述监测箱由透明的塑料注塑而成或由钢板焊接而成，包括向左并排抽拉的第一监测箱40、第二监测箱39、第三监测箱38以及向右抽拉的第四监测箱37；所述第四监测箱37的箱底设有排水口。
其中，所述排水口的上方铺设不锈钢筛网16，不锈钢筛网16与第四监测箱37的底部通过铆接或螺丝连接；所述不锈钢筛网16的目数大于或等于500目。
其中，所述监测箱壳体19的长方形底板左上方从前至后依次平行焊接着第一直立板、第二直立板、第三直立板、第四直立板，构成第一监测箱40、第二监测箱39、第三监测箱38的边框；所述长方形底板右上方从前至后依次平行焊接着第五直立板、第六直立板，构成第四监测箱37的边框；所述盖帽覆盖在所有直立板的上方。
其中，所述监测箱壳体19的盖帽在对应第一监测箱40、第二监测箱39、第三监测箱38以及第四监测箱37的上端分别设有第一方形进虫口、第二方形进虫口、第三方形进虫口、第四方形进虫口。
本发明的有益效果是：
（1）本发明集太阳能光伏供电单元、诱虫扑杀单元以及多镜头3G视频等单元于一体，所有用电设备均由太阳能驱动，能够实时视频、监控、扑杀、统计田间农作物的病虫害发生、发展态势。
（2）本发明的诱虫模块综合利用害虫趋光性、趋色性和趋味性的生理特征，采用频振式太阳能杀虫灯、LED黄光诱虫灯、性激素 “三维一体”技术诱引害虫靠近光源，采用高压电网进行扑杀，诱虫效果优于单一方式。
（3）本发明的自动筛虫筛可将捕获的害虫按大小不同进行筛分，再利用红外计数器分别计数，并将数据转换为图表或曲线，通过3G无线网络上传，实时监测害虫出现时间点和数量。
（4）本发明监控箱中配有可有序抓拍的多镜头3G视频系统，可拍摄害虫的图片影像，并利用3G无线网络技术传输图像，供专家实时区分、鉴别害虫种类；将摄像头旋转方向，可以直接监测田间农作物生长状况及病虫害的危害。凡是3G无线网络能够覆盖的区域（包括山区），都可以安装并使用本发明，保证了信息的及时性，覆盖范围广且可信度高。
附图说明
图1为本发明一种3G实时监测捕杀农作物病虫害的灯塔的主视图。
图2为本发明一种3G实时监测捕杀农作物病虫害的灯塔的电路走线图。
图3为本发明一种3G实时监测捕杀农作物病虫害的灯塔的侧视图。
图4为本发明一种3G实时监测捕杀农作物病虫害的灯塔的俯视图。
图5为本发明筛虫筛的俯视图。
图6为本发明第一筛虫筛的剖面图。
图7为本发明第二筛虫筛的剖面图。
图8为本发明第三筛虫筛的剖面图。
图9为本发明监测箱的俯视图。
图10为本发明自动检测单元的工作流程图。
附图标识：1-光伏电池板，2-长螺杆，3-LED黄光诱虫灯，4-频振式太阳能杀虫灯，5-塔架，6-频振式太阳能杀虫灯的出虫口，7-红外线计数器，8-第一橡胶软管，9-链条，10-变速直流电机，11-曲柄连杆，12-方型立体支架，13-塔体基箱，14-地脚螺栓，15-监测箱支座，16-不锈钢筛网，17-监测箱拉手，18-3G无线摄像机，19-监测箱壳体，20-监测箱进虫口，21- 监测箱LED灯，22-橡胶软管，23-第四出虫口，24-筛虫筛，25-通长螺栓，26-套管，27-筛虫筛进虫口，28-诱虫盒， 29-接线端子，30-蓄电池组，31-自动控制箱，32-逆变器，33-第一导线套管，34-第三出虫口，35-第二出虫口，36-第一出虫口，37-第四监测箱，38-第三监测箱，39-第二监测箱，40-第一监测箱。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行详细说明。
参照图1-图9，本发明一种3G实时监测扑杀农作物病虫害的灯塔，包括：塔体、自动监测单元、自动筛虫单元、诱虫扑杀单元、太阳能光伏供电单元；
所述塔体包括：三角型箱体、塔架5、工作平台、塔体基箱13；上述四者依次从上至下装配在一起；所述工作平台台面设有方形口；所述塔体基箱13是由钢管或角钢焊接而成的支架，且支架的前面、后面焊接钢板或镶嵌板材；所述塔体基箱13的两个侧面分别设有平开式推拉门；所述塔体基箱13内部设有方形立体支架12；
所述自动监测单元包括：监测箱壳体19、若干监测箱、监测箱支座15、多镜头3G无线摄像机18、若干红外线计数器7；所述监测箱壳体19构成能左右抽拉的监测箱的边框，由长方形的底板、直立板和覆盖监测箱的盖帽组成，所述盖帽上端设有监测箱进虫口20；所述监测箱为有底无盖的长方型盒子，且插接在监测箱壳体19内部；所述监测箱壳体19通过监测箱支座15固定在方形立体支架12底部；所述3G无线摄像机18的主机镜头安装在三角型箱体底面，并配有云台能进行360°旋转以便拍摄工作平台，分机镜头安装在监测箱进虫口20处，用以监测各监测箱体内部害虫的种类；所述红外线计数器安装在监测箱进虫口20处、以及诱虫扑杀单元的频振式太阳能杀虫灯4的出虫口处；用以统计记录在所设置的时间段内掉进对应监测箱内和掉进自动筛虫筛中害虫总的数量，并通过GPRS模块（如北京天同公司WG-8010 GPRS DTU）将记录的数据传输给物联网，并自动绘成图表或曲线，再通过联网的电脑或3G手机就可以分析出该段时间内的不同大小的害虫数量。
所述自动筛虫单元包括：带有进虫口27的筛盖、不同目数的筛虫筛24以及由变速直流电机10带动的机械传动单元；所述筛虫筛24的各个筛底设置有不同目数的筛网，且按照目数从小到大且由上至下依次排列，通过通长螺栓25、套管26将筛虫筛24和筛盖的两个侧面串通铰接构成一体，并通过链条9将其悬挂在方型立体支架12的横梁上，左侧的链条长于右侧的链条，整个筛体呈左低右高的形态；第一橡胶软管8一端与进虫口27连接，另一端与红外线计数器7的出虫口连接；红外线计数器7的进虫口与频振式太阳能杀虫灯的出虫口6连接；所述第一筛虫筛右侧中间处连接曲柄连杆11，曲柄连杆11的另一端套在偏心轮的插销上，所述偏心轮在变速直流电机10的作用下，带动整个筛体在左右方向上做往复运动，使虫子得以筛分；所述筛虫筛24的每个筛底左前方分别设有出虫口，所述出虫口分别连接相应的橡胶软管22，所述橡胶软管22分别套接在相应的监测箱进虫口20上；
所述诱虫扑杀单元包括：设置在三角型箱体底部的频振式太阳能杀虫灯4及LED黄光诱虫灯3、安装在工作平台上方盛装性激素的诱虫盒28、涂覆在三角型箱体底部及工作平台表面的黄色涂料；所述频振式太阳能杀虫灯4的上端通过长螺杆2安装在三角型箱的底部，下端镶嵌在工作平台台面的方形口中；所述LED黄光诱虫灯3的灯座镶嵌在三角型箱体底部；
所述太阳能光伏供电单元由设置在三角型箱体朝阳面上的光伏电池板1、安装在三角型箱体内部的接线端子29、自动控制箱31、蓄电池组30、逆变器32和导线套管33组成；所述光伏电池板1通过导线、接线端子29与自动控制箱31连接，自动控制箱31分别与蓄电池组30、逆变器32连接；所述自动控制箱31内部设置有第一控制器、第二控制器；第一导线穿过第一导线套管33的一端与自动控制箱31中的第一控制器相连接，另一端与频振式太阳能杀虫灯4及LED黄光诱虫灯3并联，即LED黄光诱虫灯3与频振式太阳能杀虫灯4可根据环境光线的强度同时自动开启或关闭；第二导线穿过第二导线套管的一端与自动控制箱31中的第二控制器相连接,另一端与多镜头3G无线摄像机18、变速直流电机10、红外线计数器7并联；所述光伏电池板1所发出的电通过导线输入蓄电池组30储存待用或经逆变器转化为交流电。
所述第二控制器包括：中央处理器、数字图片接收器、3G无线网络接收器、信号编码器、信号识别器、互感器、继电器；所述数字图片接收器、3G无线网络接收器、信号编码器以及信号识别器分别与中央处理器连接；通过3G手机或连接于物联网的电脑远程无线控制中央处理器；所述中央处理器通过互感器、继电器分别与3G无线摄像机18、变速直流电机10、红外线计数器7电连接。通过3G无线摄像机18就可以实时视频、实时监控工作平台及各个监测箱中害虫的种类、数量；同理，利用互感器、继电器接通筛虫筛24和多个红外线计数器7的电路时，筛虫筛24开始运转筛分、多个红外线计数器7同时记录数据，并通过GPRS模块将数据上传到物联网的客户端。
所述筛虫筛24包括：第一筛虫筛、第二筛虫筛、第三筛虫筛。
所述通长螺栓25的个数是6根，套管26的个数是18个。
所述链条9为4根，2根链条悬挂在方型立体支架12左侧的横梁上，2根链条悬挂在方型立体支架12右侧的横梁上。
所述筛虫筛24的出虫口呈直角形，包括：第一出虫口36、第二出虫口35、第三出虫口34、第四出虫口23。
所述监测箱由透明的塑料注塑而成或由钢板焊接而成，包括向左并排抽拉的第一监测箱40、第二监测箱39、第三监测箱38以及向右抽拉的第四监测箱37；所述第四监测箱37的箱底设有排水口。
所述排水口的上方铺设不锈钢筛网16，不锈钢筛网16与第四监测箱37的底部通过铆接或螺丝连接；所述不锈钢筛网16的目数大于或等于500目。
所述监测箱壳体19的长方形底板左上方从前至后依次平行焊接着第一直立板、第二直立板、第三直立板、第四直立板，构成第一监测箱40、第二监测箱39、第三监测箱38的边框；所述长方形底板右上方从前至后依次平行焊接着第五直立板、第六直立板，构成第四监测箱37的边框；所述盖帽覆盖在所有直立板的上方。
所述监测箱壳体19的盖帽在对应第一监测箱40、第二监测箱39、第三监测箱38以及第四监测箱37的上端分别设有第一方形进虫口、第二方形进虫口、第三方形进虫口、第四方形进虫口。
所述红外计数器的主要构件及功能如下：
① 电源部分 12v转换成5v，并用B0505做隔离，防止大电流对后面电路造成影响。
② 1602液晶显示部分 显示时间、温度以及记录的数值。
③ DS18B20数字温度传感器
④ 串口部分 用于下载程序及通过串口上传数据
⑤ 单片机 采用STC89C52单片机作为整个控制的核心
⑥ DS1302时钟电路
⑦ 现场部分 主要是通过红外发射管和接收管的电压变化，使单片机产生计数
所述红外线计数器7通过GPRS模块（如北京天同公司WG-8010 GPRS DTU）传输数据，红外计数器的原理为：在该电路中，红外发射管和接收管相对安放，每当被测物体通过一次，光电接收管的输出电压发生一次变化产生一个电压信号，并进行第一级放大，放大后的电压信号再通过电压比较器LM393进行第二级放大和光耦合器的信号处理后形成计数脉冲，传输给单片机相应的端口，产生中断，完成一次计数。
参照图10，太阳能光伏供电单元中12V的蓄电池给单片机电路供电和电动机电路供电，单片机电路完成两个作用，一是控制筛虫筛每隔一小时震动几分钟，使虫子从筛虫筛的不同口流出来，二是流出的虫子经过各自传感器检测完成计数，然后在每天固定的时间将计数的结果通过GPRS模块传输给网络中电脑。当时间到达设置的钟点（如早晨6点）时，将24小时计的总数通过GPRS模块（北京天同公司WG-8010 GPRS DTU）传输给网络中电脑，通过电脑绘成图表,就可以分析出一段时间内的虫子的数量。
本发明的工作流程是：在第一控制器的控制下，白天太阳能光伏电池板1向蓄电池组30充电，晚上蓄电池组30提供电力驱动频振式太阳能杀虫灯4及LED黄光诱虫灯3工作，诱引害虫撞击频振式太阳能杀虫灯4的高压电网，使被击伤的害虫自动掉进筛虫筛24中。第一控制器在任何情况下（阳光充足或长期阴雨天） 都能确保蓄电池组30不因过充或过放而损坏，同时具备光控时控声控温度补偿及防雷反极性保护等功能。专家、植保人员和农户，可根据需要利用3G手机或物联网中的电脑，远程发出指令，使第二控制器工作，即通过互感器、继电器接通3G无线摄像机18的电路，通过3G无线摄像机18远程实时视频、录制、传输工作平台及各个监测箱中害虫的种类和数量。同理，利用3G手机或物联网中的电脑，远程发出指令，使第二控制器工作，即通过互感器、继电器接通与自动筛虫筛变速直流电机10和红外线计数器7及控制系统的电路，使筛虫筛24开始运转筛分，各个红外线计数器7分别对不同大小的害虫计数，绘成图表上传到客户终端，供专家、植保人员和农户实时监测病虫害出现的时间点、种类和数量，进而进行科学的预防和防治，减少农药的使用量，确保增产增收。
以上内容是结合优选技术方案对本发明所做的进一步详细说明，不能认定发明的具体实施仅限于这些说明。对本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的构思的前提下，还可以做出简单的推演及替换，都应当视为本发明的保护范围。