杀虫灯的基本结构一般包括:诱虫光源、杀虫部件、集虫部件、保护部件、支撑部件等。 杀虫灯的性能首先取决于诱虫光源的性能。诱虫光源的性能是杀虫灯性能的基础。诱虫光源的性能主要决定于光谱范围和光强。在320~680nm长波紫外光和可见光的光谱范围内,光谱范围越宽,诱虫种类越多;光强越大有效面积越大。光强又决定于光源的种类和功率。买杀虫灯首选天坤太阳能杀虫灯。
由史以来,诱虫光源有火堆、煤油灯、白炽灯、荧光灯、紫外灯、高压汞灯、双波灯、频振灯、节能灯、节能宽谱诱虫灯、LED灯等,名目繁多。目前生产的各种杀虫灯一般都以汞灯作诱虫光源。各种汞灯的节能效率、诱虫效果,还有差异;也为了澄清模糊概念和清除伪科学,对现在各企业生产的由诱虫光源命名的各种杀虫灯简介如下:
(1)紫外灯就是黑光灯。330-400nm的长波紫外光,是人类不敏感、看不见的光,所以紫外灯叫做黑光灯。多种害虫对长波紫外光敏感,但普通直管紫外灯能耗较高。
(2)双波灯(包括3色灯):是个模糊的、不确切命名。是长波紫外光和可见光两波段灯,还是两种单色光波灯?根据现有双波灯的具体情况,实际是两种单色光波灯。这种诱虫灯光谱狭窄,诱虫种类少;其能耗受灯的基本类型决定。
(3)频振灯:一种不科学、不准确的命名。在国家标准GB/T246892-2009《植物保护机械 频振式杀虫灯》中,P1,“3术语和定义,31频振 将电源转化为多种特定频率的技术”;此定义从语文角度就是病句,从科学角度更不成立。光就是按一定频率振动的波,一切电转换光的光源都是将电能转化为多种特定频率的光波,按此定义,各种电转换光的灯都应称为“频振灯”;但各种光源都不称为“频振”,为什么杀虫灯生产行业要独树一帜,命名什么“频振灯管”、“频振式杀虫灯”?所谓“频振灯”,其实就是直管紫外灯和直管荧光灯组合。这种组合光源诱虫种类多,效果好;但耗能较高,需外加镇流器,安装使用较麻烦。
(4)节能灯:现在俗称节能灯的正式名称为“紧凑型单端荧光灯”。单端荧光灯用电量比普通白炽灯节省80%,可方便地直接取代白炽灯;但光谱只有可见光,诱虫种类少。
(5)节能宽谱诱虫灯:是在普通节能灯基础上,为杀虫灯研发的专用光源。在紧凑型单端荧光灯的灯头上,安装日光和紫外光两种发光灯管的诱虫光源。这种诱虫光源用电量比普通白炽灯节省80%,光谱覆盖320~680nm,诱虫种类多、效果好,而且安装使用方便。 杀虫部件是杀虫灯的主要功能部件。有电击式、水溺式、毒杀式、粘连式等方式。
1、电击式杀虫灯
杀虫部件主要结构包括高压发生器(升压器)、杀虫网。
(1)高压发生器:
高压发生器是把220V交流电或4-12V直流电,上升到2000-3000V,用以电击触碰杀网的害虫。升高低电压的工作原理有两种,一种是利用电磁感应原理,一种是利用倍压整流原理。根据两种原理,也就研发出两类高压发生器。
(2)杀虫网:杀虫网结构有两种形式:横式杀虫网和竖式杀虫网。
A、横式杀虫网:基本结构包括裸金属丝和绕线柱。
B、竖式杀虫网:基本结构包括裸金属丝和固定圈。
裸金属丝必须选择耐腐蚀、不易氧化的材料,一般采用不锈钢丝、镀镍丝、合金丝。
2、水溺式杀虫灯
杀虫部件是水体和挡虫板。
(1)水体:可以利用自然水体、在灯下设置杀虫池(集虫池),也可用水盆。
(2)挡虫板:水溺式杀虫灯有两种结构:有挡虫板和无挡虫板两种。
有挡虫板杀虫灯结构包括三块挡虫板和固定圈。挡虫板的材料主要有三类:透明玻璃、透明塑料或有色塑料;有色塑料以为主,有诱集蚜虫作用。挡虫板以放射状固定在诱虫光源周围,挡虫板之间夹角为120°。无挡虫板杀虫灯的杀虫效果不及有挡虫板杀虫灯。
3、毒杀式杀虫灯和粘连式杀虫灯
杀虫主要部件分别为盛有挥发性化学农药的毒瓶和粘虫纸(板)。使用不多。 集虫部件、保护部件和支撑部件都是杀虫灯的辅助部件。
1、集虫部件:
(1)电击式杀虫灯集虫部件主发包括:漏斗、防逃器和集虫器(袋);防逃器是为了防止被击剑倒而未死亡的大型昆虫,在杀虫灯天亮停止工作后从漏斗口逃逸的专用部件。
(2)水溺式杀虫灯集虫部件就是水体或养殖动物的腹腔。
2、保护部件
主要就是雨篷。
3、支撑部件
主要包括:主柱、支架、横担等。
太阳能杀虫灯是通过灯顶部的光电板,在白天时将太阳能转化为电能,并储存在中间的蓄电池里,到了晚上,太阳能灯利用害虫的趋光特性,自动亮起来的灯管就成为稻田、玉米地、蔬菜地里诱杀害虫的猎手,庄稼地里的害虫会因为触及到灯管周围的高压电网而毙命。而每当凌晨两点多钟害虫天敌出来活动时,这种太阳能杀虫灯为了不至于误杀害虫天敌,又会自动熄灭。
太阳能杀虫灯是一种非常值得推广的新型物理杀虫工具,它发出的光亮能够诱杀农田里的害虫,达到降低农药使用量,减少农产品、土壤和水源污染,节省农民种植成本的效果。
可广泛用于农、林、蔬菜、烟草、仓储、酒业酿造、园林、果园、城镇绿化、水产养殖等,特别是被棉铃虫侵害的领域。可诱杀农、林、果树、蔬菜等多种害虫,主要有棉铃虫、金龟子、地老虎、玉米螟、吸果夜蛾、甜菜夜蛾、斜纹夜蛾、松毛虫、美国白蛾、天牛等87科1287种害虫。据试验,平均每天每盏灯诱杀害虫几千头,高峰期可达上万头。降低落卵量达70%左右。
诱杀成虫,效果显著 由于新余金品德频振式杀虫灯将害虫直接诱杀在成虫期,而不是像农药主要灭杀幼虫,大大提高了防治效果。同时又避免了害虫抗药性的发生和喷洒农药对害虫天敌的误杀,有的用户反映在去年挂灯后,今年田里的害虫很少,而未挂灯的领村田里则害虫成灾。
保护天敌,维护生态平衡 据试验,频振式杀虫灯的益害比为1:97.6,比高压汞灯(1:36.7)低62.4%,表明频振式杀虫灯对害虫天敌的伤害小,诱集害虫专一性强。频振式杀虫灯诱到的活成虫可以将其饲养产卵,作为寄主让寄生蜂寄生后放回大田,让天敌作为饲料,有利于大田天敌种群数量的增长,维护生态平衡。
减少环境污染,降低农药残留 频振式杀虫灯是通过物理方法诱杀害虫,与常规管理相比,每茬减少用药2-3次;大大减少农药用量,降低农药残留,提高农产品品质,减少对环境的污染,避免人畜中毒事件屡屡发生,适合无公害农产品的生产。不会使害虫产生任何抗性,并将害虫杀灭在对农作物的危害之前。具有较好的生态效益和社会效益。
控制面积大,投入成本低 每盏杀虫灯有效控制面积可达30-60亩,亩投入成本低,单灯功率30W, 每晚耗电05度,仅为高压汞灯的94%。如果全年开灯按100天,每天8-10小时计,灯价、电费和其他设备费用,平均每亩投入成本仅为52-6元,是一盏高压汞灯成本费的一半,更比用农药费用低得多。而且一次投资可连续使用5-6年,一次安灯,多年受益;一年如减少两次人工用药防治,以每台控制60亩面积计算,可减少药本人工支出1500元左右。
使用简单, *** 作方便 新余金品德频式杀虫灯使用安全 *** 作简单,用普通型号的频振式杀虫灯,只需每天早晚关灯、开灯即可,无需加水和洗衣粉或柴油;如选用光控型频振式杀虫灯,每天早晚自动关灯、开灯,更为方便。
如果在果园或农田边的池塘里挂上频振式杀虫灯,就形成了一个良性生态链:杀虫灯杀灭害虫—害虫喂鱼—鱼拉粪便肥水—肥水淋施果、菜,既减轻了种养成本,又优化了生态环境。诱捕到的害虫没有农药和化学元素试剂的污染,是家禽、鱼、蛙是优质的天然饲料,用于生态养殖,变废为宝, 经济效益、生态效益、社会效益显著。
物理杀虫,政府补贴 太阳能杀虫灯主要分为水淹法和电击法2种方法杀虫,2种方法各有优点,但都有共同点:物理杀虫,减少或不用农药,减少了对环境的污染。国家已将太阳能杀虫灯列入农机补贴目录,农户购机可享受政府补贴。各省均有杀虫灯上农机补贴目录,福建省除中央补贴外还有省级补贴,例如福建圣元太阳能智能灭虫器(SYMC-02)中央补贴930,省级补贴310。
该杀虫灯是美国TMP公司研制产品,是美国顶尖级昆虫学家、生物学家、仿生学家跟美国军方合作的高科技产品,它是目前世界上最先进、环保的物理灭虫设备,目前,广泛用于食用菌,养殖场,家庭,工厂,学校等,它不仅可以灭蚊虫还可以净化空气、杀菌、不采用任何化学物品,纯物理灭蚊虫。因此,现在食用菌生产者对虫害的防治迫切需要最新的手段与方法。为此根据菇蚊,菇蝇生活习惯而研制了一种具有独特的专用杀虫灯。它是由诱光灯、吸风扇、灭蚊槽三部分组成,它根据菇蚊、菇蝇的趋光特性,在夜间诱虫杀灭。一般一只灭蚊灯可供100平方米的菇棚使用。当夜晚蚊虫飞向距灯管5厘米处时,就会被旋转的风扇吸进,随之在风力的作用下蚊虫就会被风扇风干而死。据多次试验观察,菌蚊密度大的菇房每分钟可杀100多只,密度小的菇房每分钟可杀50-60只。效果十分明显,该产品投放市场以来,得到广大食用菌同行的一致好评。此灯的优势在于:
1:作为物理防治害虫的一种工具,拒绝了农药在菇类上的使用,真正达到了无公害、无农残的标准;
2:与高压电网灯比较有着绝对的安全效果。因为菇房本身潮湿,加之每天喷水,可能导致电线短路;再之,由于幼小的菌蚊体积很小,可能会从电网眼中穿过而不能触电;
3:与高压电网灯比较既便宜实用又耗能低;
4:结构简单, *** 作便捷,一月包换、一年保修。
农用杀虫灯的好处还是不少的,总体而言就是提供了一种全新的杀虫方式,并且这种方式还是环保无污染的物理灭虫手段,这对现代绿色农业的发展来说是极其有帮助的,也是必然的要求。具体的农用杀虫灯可杀害虫楼上说的很清楚了。不过,如果说农用杀虫灯取代农药,我认为还为时尚早,至少目前还没有这种可能。建议用户还是加大杀虫灯的使用,逐步提高杀虫灯利用范围和力度,配合低毒农药灭虫,这样效果更好。
随着现代农业的发展,各种农业仪器设备慢慢被普及,很多优势都已经有了明显的体现。太阳能杀虫灯的节能,无农残等优势在以后会让它成为主要的杀虫设备。在经过水稻、林业、蔬菜、水果、草原、仓储、公共环境等方面的应用,我们也总结出了很多使用太阳能杀虫灯来有效灭杀的害虫,解决了我们一直在烦恼的“病虫害抗药性越来越大,农药残留对健康的影响“的问题。那么太阳能杀虫灯究竟可以灭杀哪些害虫呢?
1、地下害虫:金龟子、地老虎等。
2、麦类害虫:粘虫、麦蛾等。
3、水稻害虫:稻二化螟、 稻三化螟、稻螟、稻纵卷叶螟、叶蝉、稻飞虱等。
4、棉花害虫:棉铃虫、烟青虫、红蛉虫、盲蝽象、棉造桥虫、黄蓟马、棉田大灰象 甲、棉蚜等。
5、杂粮类害虫:玉米螟、高粱条螟、大豆食心虫 、 豆天蛾、谷子钻心虫、苹果桔时蛾等。
6、蔬菜类害虫:小菜蛾、菜螟、甜菜夜蛾、白飞虱、斜纹夜蛾、黄曲条跳甲、马铃薯块茎蛾、加螟等。
7、仓储类害虫:药材甲、大谷盗、小谷盗、豆象、黑粉虫、麦蛾、米蛾、瓢虫等。
8、果树害虫:食心虫、吸果夜蛾、突青斑红蝽、桃蛀螟、尺蛾等。
9、森林害虫:松毛虫、美国白蛾、杨树白 蛾、柳毒蛾、松天牛、光肩星天牛、春尺蠖、大青叶蝉、卷叶蛾、桦尺蠖、灯蛾、松毛虫、柄天牛等。
10、草原害虫:亚洲 小车蝗、草地螟、叶甲等。
11、茶类害虫:假眼绿叶蝉、茶毛虫、茶尺蛾等。
上图为月汇好提供的产品图
本专题我共整理了10篇文章,来自中国农业科学院农业质量标准与检测技术研究所、南京农业大学、英国林肯大学、华南农业大学、江南大学、国家农业智能装备工程技术研究中心、浙江大学、中国科学院、吉林农业大学、西北农林 科技 大学、国家信息农业工程技术中心等单位。
文章包含农产品质量安全纳米传感器、太阳能杀虫灯、分簇路由算法、农田物联网混合多跳路由算法、水产养殖溶解氧传感器研制、土壤养分近场遥测方法、农机远程智能管理平台、水肥浓度智能感知与精准配比、果园多机器人通信等内容,供大家阅读、参考。
专题--农业传感器与物联网
Topic--Agricultural Sensor and Internet of Things
[1]王培龙, 唐智勇 农产品质量安全纳米传感应用研究分析与展望[J] 智慧农业(中英文), 2020, 2(2): 1-10
WANG Peilong , TANG Zhiyong Application analysis and prospect of nanosensor in the quality and safety of agricultural products[J] Smart Agriculture, 2020, 2(2): 1-10
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[2]杨星, 舒磊, 黄凯, 李凯亮, 霍志强, 王彦飞, 王心怡, 卢巧玲, 张亚成 太阳能杀虫灯物联网故障诊断特征分析及潜在挑战[J] 智慧农业(中英文), 2020, 2(2): 11-27
YANG Xing, SHU Lei, HUANG Kai, LI Kailiang, HUO Zhiqiang, WANG Yanfei, WANG Xinyi, LU Qiaoling, ZHANG Yacheng Characteristics analysis and challenges for fault diagnosis in solar insecticidal lamps Internet of Things[J] Smart Agriculture, 2020, 2(2): 11-27
摘要: 太阳能杀虫灯物联网(SIL-IoTs)是一种基于农业场景与物联网技术的新型物理农业虫害防治工具,通过无线传输太阳能杀虫灯组件状态数据,用户可后台实时查看太阳能杀虫灯运行状态,具有杀虫计数、虫害区域定位、辅助农情监测等功能。但随着SIL-IoTs快速发展与广泛应用,故障诊断难和维护难等矛盾日益突出。基于此,本研究首先阐述了SIL-IoTs的结构和研究现状,分析了故障诊断的重要性,指出了故障诊断是保障其可靠性的主要手段。接着介绍了目前太阳能杀虫灯节点自身存在的故障及其在无线传感网络(WSNs)中的体现,并进一步对WSNs中的故障进行分类,包括基于行为、基于时间、基于组件以及基于影响区域的故障四类。随后讨论了统计方法、概率方法、层次路由方法、机器学习方法、拓扑控制方法和移动基站方法等目前主要使用的WSNs故障诊断方法。此外,还探讨了SIL-IoTs故障诊断策略,将故障诊断从行为上分为主动型诊断与被动型诊断策略,从监测类型上分为连续诊断、定期诊断、直接诊断与间接诊断策略,从设备上分为集中式、分布式与混合式策略。在以上故障诊断方法与策略的基础上,介绍了后台数据异常、部分节点通信异常、整个网络通信异常和未诊断出异常但实际存在异常四种故障现象下适用的WSNs故障诊断调试工具,如Sympathy、Clairvoyant、SNIF和Dustminer。最后,强调了SIL-IoTs的特性对故障诊断带来的潜在挑战,包括部署环境复杂、节点任务冲突、连续性区域节点无法传输数据和多种故障诊断失效等情形,并针对这些潜在挑战指出了合理的研究方向。由于SIL-IoTs为农业物联网中典型应用,因此本研究可扩展至其它农业物联网中,并为这些农业物联网的故障诊断提供参考。
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[3]汪进鸿, 韩宇星 用于作物表型信息边缘计算采集的认知无线传感器网络分簇路由算法[J] 智慧农业(中英文), 2020, 2(2): 28-47
WANG Jinhong, HAN Yuxing Cognitive radio sensor networks clustering routing algorithm for crop phenotypic information edge computing collection[J] Smart Agriculture, 2020, 2(2): 28-47
摘要: 随着无线终端数量的快速增长和多媒体图像等高带宽传输业务需求的增加,农业物联网相关领域可预见地会出现无线频谱资源紧缺问题。针对基于传统物联网的作物表型信息采集系统中存在由于节点密集部署导致数据传输过程容易出现频谱竞争、数据拥堵的现象以及固定电池的网络由于能耗不均衡引起监测周期缩减等诸多问题,本研究建立了一个认知无线传感器网络(CRSN)作物表型信息采集模型,并针对模型提出一种引入边缘计算机制的动态频谱和能耗均衡(DSEB)的事件驱动分簇路由算法。算法包括:(1)动态频谱感知分簇,采用层次聚类算法结合频谱感知获取的可用信道、节点间的距离、剩余能量和邻居节点度为相似度对被监控区域内的节点进行聚类分簇并选取簇头,构建分簇拓扑的过程对各分簇大小的均衡性引入奖励和惩罚因子,提升网络各分簇平均频谱利用率;(2)融入边缘计算的事件触发数据路由,根据构建的分簇拓扑结构,将待检测各区域变化异常表型信息触发事件以簇内汇聚和簇间中继交替迭代方式转发至汇聚节点,簇内汇聚包括直传和簇内中继,簇间中继包括主网关节点和次网关节点-主网关节点两种情况;(3)基于频谱变化和通信服务质量(QoS)的自适应重新分簇:基于主用户行为变化引起的可用信道改变,或分簇效果不佳对通信服务质量产生的干扰,触发CRSN进行自适应重新分簇。此外,本研究还提出了一种新的能耗均衡策略去能量消耗中心化(假设sink为中心),即在网关或簇头节点选取计算式中引入与节点到sink的距离成正比的权重系数。算法仿真结果表明,与采用K-medoid分簇和能量感知的事件驱动分簇(ERP)路由方案相比,在CRSN节点数为定值的前提下,基于DSEB的分簇路由算法在网络生存期与能效等方面均具有一定的改进;在主用户节点数为定值时,所提算法比其它两种算法具有更高频谱利用率。
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[4]顾浩, 王志强, 吴昊, 蒋永年, 郭亚 基于荧光法的溶解氧传感器研制及试验[J] 智慧农业(中英文), 2020, 2(2): 48-58
GU Hao, WANG Zhiqiang, WU Hao, JIANG Yongnian, GUO Ya A fluorescence based dissolved oxygen sensor[J] Smart Agriculture, 2020, 2(2): 48-58
摘要:溶解氧含量的测量对水产养殖具有极其重要的意义,但目前中国市面上的溶解氧传感器存在价格昂贵、不能持续在线测量及更新部件维护困难等问题,难以在水产养殖物联网中大规模推广和发挥作用。本研究基于荧光淬灭原理,利用水中溶解氧浓度与荧光信号相位差的关系进行低成本、易维护溶解氧传感器的研发。首先利用自制备溶氧敏感膜,经激发光照射后产生红色荧光,该荧光寿命可由溶解氧浓度调节;然后利用光信号敏感器件设计光电转化电路实现光信号感知;再以STM32F103微处理器作为主控芯片,编写下位机程序实现激发光脉冲产生,利用相敏检波原理以及快速傅里叶变换(FFT)计算激发光与参照光的相位差,进而转化为溶解氧浓度,实现溶解氧的测量。荧光探测部分与系统主控部分采用分离式设计思想,利用屏蔽排线直接插拔连接,便于传感器探测头的拆卸、更换、维护以及实现远距离在线测量。经测试,本溶解氧传感器的测量范围是0~20 mg/L,响应延迟小于2 s,溶氧敏感膜使用寿命约1年,可以实时不间断地对溶解氧浓度进行测量。同时,本传感器具有测量方便、制作成本低、体积小等特点,为中国水产养殖低成本溶解氧传感器的研发与市场化奠定了良好的基础。
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[5]矫雷子, 董大明, 赵贤德, 田宏武 基于调制近红外反射光谱的土壤养分近场遥测方法研究[J] 智慧农业(中英文), 2020, 2(2): 59-66
JIAO Leizi, DONG Daming, ZHAO Xiande, TIAN Hongwu Near-field telemetry detection of soil nutrient based on modulated near-infrared reflectance spectrum[J] Smart Agriculture, 2020, 2(2): 59-66
摘要: 土壤养分作为农业生产的重要指标,含量过少会降低农作物产量,过多则会造成环境污染。因此,快速、准确检测土壤养分对于精准施肥和提高作物产量具有重要意义。基于取样和化学分析的传统方法能够全面准确地检测土壤养分,但检测过程中土壤的取样及预处理过程繁琐、 *** 作复杂、费时费力,不能实现土壤养分的原位快速检测。本研究基于调制近红外光谱,提出了一种土壤养分主动式近场遥测方法,可有效避免土壤反射自然光的干扰。该方法使用波长范围1260~1610 nm的8通道窄带激光二极管作为近红外光源,通过测量8通道激光光束的土壤反射率,建立土壤养分中氮(N)关于土壤反射率的计量模型,实现了N的快速检测。在74组已知N含量的土壤样品中,选取54组作为训练集,20组作为预测集。基于一般线性模型,对训练集中土壤N含量与土壤反射率的定量化参数进行训练,筛选显著波段后的计量模型R2达到097。基于建立的计量模型,预测集中土壤N含量预测值与参考值的决定系数R2达到09,结果表明该方法具有土壤养分现场快速检测的能力。
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[6]朱登胜, 方慧, 胡韶明, 王文权, 周延锁, 王红艳, 刘飞, 何勇 农机远程智能管理平台研发及其应用[J] 智慧农业(中英文), 2020, 2(2): 67-81
ZHU Dengsheng, FANG Hui, HU Shaoming, WANG Wenquan, ZHOU Yansuo, WANG Hongyan, LIU Fei, HE Yong Development and application of an intelligent remote management platform for agricultural machinery[J] Smart Agriculture, 2020, 2(2): 67-81
摘要: 本研究针对农机管理实时数据少、农机实时作业监管困难、服务信息不对称等问题,首先提出专业化远程管理平台设计时应具有五大原则:专业化、标准化、云平台、模块化以及开放性。基于这些原则,本研究设计了基于大田作业智能传感技术、物联网技术、定位技术、遥感技术和地理信息系统的可定制化的通用农机远程智能管理平台。平台分别为各级政府管理部门、农机合作社、农机手、农户设计并实现了基于WebGIS 的农机信息库及农机位置服务、农机作业实时监测与管理、农田基础信息管理、田间作物基本信息管理、农机调度管理、农机补贴管理、农机作业订单管理等多个实用模块。研究着重分析了在当前的技术背景下,平台部分关键技术的实现方法,包括采用低精度GNSS定位系统前提下的作业面积的计算方法、GNSS定位数据处理过程中的数据问题分析、农机调度算法、作业传感器信息的集成等,并提出了以地块为核心的管理平台建设思路;同时提出农机作业管理平台将逐步从简单作业管理转向大田农机综合管理。本平台对同类型管理平台的研发具有一定的参考与借鉴作用。
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[7]金洲, 张俊卿, 郭红燕, 胡宜敏, 陈翔宇, 黄河, 王红艳 水肥浓度智能感知与精准配比系统研制与试验[J] 智慧农业(中英文), 2020, 2(2): 82-93
JIN Zhou, ZHANG Junqing, GUO Hongyan, HU Yimin, CHEN Xiangyu, HUANG He, WANG Hongyan Development and testing of intelligent sensing and precision proportioning system of water and fertilizer concentration[J] Smart Agriculture, 2020, 2(2): 82-93
摘要: 为解决农场当地当时的复合肥料精准化配料问题,本研究将水肥一体化智能灌溉施肥系统作为研究对象,构建了水肥浓度智能感知与精准配比系统。首先提出现场在线水肥溶液智能感知模型的快速建立方法,利用数据分析算法从传感器实时监测的一系列浓度梯度的肥料溶液中挖掘出模型。其次基于上述模型设计水肥浓度智能感知与精准配比系统的框架结构,阐述系统工作原理;并通过三种水体模拟在线配肥验证了该系统原位指导水肥浓度配比的有效性,同时评价了水体电导率对水肥配比浓度的干扰。试验结果表明,正则化条件下二阶的多项式拟合曲线是表达溶液电导率与水肥浓度的变化关系最优的模型,相关系数R2均大于0999,由此模型可得出用户关心的复合肥各指标浓度。三种水体模拟在线配肥结果表明,水体会干扰电导率导致无法准确反演水肥配比的浓度,相对偏差值超过了01。因此,本研究提出的在线水肥智能感知与精准配比系统实现了消除当地水体电导率对水肥配比准确性的干扰,通过模型计算实现复合肥精准化配比,并得出各指标浓度。该系统结构简单,配比精准,易与现有水肥一体机或者人工配肥系统结合使用,可广泛应用于设施农业栽培、果园栽培和大田经济作物栽培等环境下的精准智能施肥。
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[8]孙浩然, 孙琳, 毕春光, 于合龙 基于粒子群与模拟退火协同优化的农田物联网混合多跳路由算法[J] 智慧农业(中英文), 2020, 2(3): 98-107
SUN Haoran, SUN Lin, BI Chunguang, YU Helong Hybrid multi-hop routing algorithm for farmland IoT based on particle swarm and simulated annealing collaborative optimization method[J] Smart Agriculture, 2020, 2(3): 98-107
摘要: 农业无线传感器网络对农田土壤、环境和作物生长的多源异构信息的获取起关键作用。针对传感器在农田中非均匀分布且受到能量制约等问题,本研究提出了一种基于粒子群和模拟退火协同优化的农田物联网混合多跳路由算法(PSMR)。首先,通过节点剩余能量和节点度加权选择簇首,采用成簇结构实现异构网络高效动态组网。然后通过簇首间多跳数据结构解决簇首远距离传输能耗过高问题,利用粒子群与模拟退火协同优化方法提高算法收敛速度,实现sink节点加速采集簇首中的聚合数据。对算法的仿真试验结果表明,PSMR算法与基于能量有效负载均衡的多路径路由策略方法(EMR)相比,无线传感器网络生命周期提升了57%;与贪婪外围无状态路由算法(GPSR-A)相比,在相同的网络生命周期内,第1个死亡传感器节点推迟了两轮,剩余能量标准差减少了004 J,具有良好的网络能耗均衡性。本研究提出的PSMR算法通过簇首间多跳降低远端簇首额外能耗,提高了不同距离簇首的能耗均衡性能,为实现大规模农田复杂环境的长时间、高效、稳定地数据采集监测提供了技术基础,可提高农业物联网的资源利用效率。
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摘要: 针对多机器人在果园中作业时的通信需求,本研究基于Wi-Fi信号在桃园内接收强度预测模型,提出了一种引入优先节点和路径信号强度阈值的改进无线自组网按需平面距离向量路由协议(AODV-SP)。对AODV-SP报文进行设计,并利用NS2仿真软件对比了无线自组网按需平面距离向量路由协议(AODV)和AODV-SP在发起频率、路由开销、平均端到端时延及分组投递率4个方面的性能。仿真试验结果表明,本研究提出的AODV-SP路由协议在发起频率、路由开销、平均端到端时延及分组投递率4个方面的性能均优于AODV协议,其中节点的移动速度为5 m/s时,AODV-SP的路由发起频率和路由开销较AODV分别降低了365%和709%,节点的移动速度为8 m/s时,AODV-SP的分组投递率提高了059%,平均端到端时延降低了1309%。为进一步验证AODV-SP协议的性能,在实验室环境中搭建了基于领航-跟随法的小型多机器人无线通信物理平台并将AODV-SP在此平台应用,并进行了静态丢包率和动态测试。测试结果表明,节点相距25 m时静态丢包率为0,距离100 m时丢包率为2101%;动态行驶时能使机器人维持链状拓扑结构。本研究可为果园多机器人在实际环境中通信系统的搭建提供参考。
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[10]黄凯, 舒磊, 李凯亮, 杨星, 朱艳, 汪小旵, 苏勤 太阳能杀虫灯物联网节点的防盗防破坏设计及展望[J] 智慧农业(中英文), 2021, 3(1): 129-143
HUANG Kai, SHU Lei, LI Kailiang, YANG Xing, ZHU Yan, WANG Xiaochan, SU Qin Design and prospect for anti-theft and anti-destruction of nodes in Solar Insecticidal Lamps Internet of Things[J] Smart Agriculture, 2021, 3(1): 129-143
摘要: 太阳能杀虫灯在有效控制虫害的同时,可减少农药施药量。随着其部署数量的增加,被盗被破坏的报道也越来越多,严重影响了虫害防治效果并造成了较大的经济损失。为有效地解决太阳能杀虫灯物联网节点被盗被破坏问题,本研究以太阳能杀虫灯物联网为应用场景,对太阳能杀虫灯硬件进行改造设计以获取更多的传感信息;提出了太阳能杀虫灯辅助设备——无人机杀虫灯,用以被盗被破坏出现后的部署、追踪和巡检等应急应用。通过上述硬件层面的改造设计和增加辅助设备,可以获取更为全面的信息以判断太阳能杀虫灯物联网节点被盗被破坏情况。但考虑到被盗被破坏发生时间短,仅改造硬件层面还不足以实现快速准确判断。因此,本研究进一步从内部硬件、软件算法和外形结构设计三个层面,探讨了设备防盗防破坏的优化设计、设备防盗防破坏判断规则的建立、设备被盗被破坏的快速准确判断、设备被盗被破坏的应急措施、设备被盗被破坏的预测与防控,以及优化计算以降低网络数据传输负荷六个关键研究问题,并对设备防盗防破坏技术在太阳能杀虫灯物联网场景中的应用进行了展望。
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用一种杀虫灯试试,应该有效,而且绝对对人体无害,下面介绍下杀虫灯:频振杀虫灯是目前物理防治中最先进的诱杀工具,可以防治水稻、小麦、杂粮、棉花、蔬菜、果树、油料、林木、仓库等多种害虫应用频振杀虫灯,不仅可以减少化学农药的使用、减轻环境污染,延缓害虫的抗药性,而且对天敌的杀伤作用也较白炽灯、高压汞灯和黑光灯为轻。利用该灯治虫方法简便,费用低廉,经济、生态、社会效益显著。
使用方法:
1将杀虫灯吊挂在牢固的物体上,然后放置在农田中,控制面积为60亩/台,吊挂高度在农作物生长前期为15米,后期为略高于农作物。
2按照灯标指电压(220V或380V)接通电源按下开关,指示灯发亮即进入工作状态。
3如果田间无电源或田间布线确有困难的地方,可将频振灯吊挂在村周围200~300米处诱杀。
4以4月中旬装灯,8月中旬撤灯为宜。即要在越冬代或第一代发生前期开始安装使用。每日开灯时间为21点,闭灯时间为次日凌晨4点。开灯时就避开用电高峰,以免不易起辉。
注意事项:
1雷雨天气不要开灯。
2接通电源后,切勿触摸高压电网,如电网上布满成虫残体须停电清除。
3使用电压范围必须在220V±5%、380V±5%,以防电压过高将灯烧毁。
4灯在农田使用必须挂接虫袋,而且接虫袋要光滑或在接虫袋中加入毒棉花,以防止伤虫爬出。
如用于养鱼场等水产养殖业,可直接挂在池塘上面,不必挂接虫袋,使诱杀的成虫直接落入水中。
害虫的克星 无公害的帮手
预防为主,综合防治是植保工作的方针。在物理防治方法中,利用灯光诱杀,对某些重要害虫的防治也有一定的效果。频振杀虫灯能有效地弥补以往使用的几种诱捕灯具不足之处,科学地运用了光、波、色、味4种诱杀方式,不仅增加了诱杀害虫的数量和种类,而且对人、畜无害,对天敌相对安全。因此,频振式杀虫灯的研制成功,使灯光治虫技术取得了重大进展。
一、基本特点
佳多频振式杀虫灯是河南汤阴佳多科工贸公司新开发的产品。该灯的原理是利用害虫较强的趋光、波、色、味的特性,将光波设置在特定的范围内,近距离用光,远距离用波,加以色和味引诱成虫扑灯,灯外配以频振高压电网触杀。它选用了能避天敌习性的光源、波长、波段,对植食性害虫有极强的诱杀力,因而对天敌相对安全,而对害虫的诱杀作用强。由于应用的是光源,对环境无污染,对人畜安全,有利于维护生态平衡。且耗电量小,投资少,具有明显的经济效益、生态效益和社会效益。
二、效果显著
据全国各地的示范应用表明,频振式杀虫灯对蔬菜、棉花、果树、茶园及山林草坪的害虫具有良好的诱杀效果。一般落卵量、虫量较无灯区减少60-80%。如:温州市农科院在2000年7月19日至9月4日,用5盏频振式杀虫灯,诱杀蔬菜害虫30余种,其中斜纹夜蛾5840头,占总诱杀量的699%;慈溪市植保站在1999年7月23日至11月4日的96天中,设置在30亩菜地中的一只频振式杀虫灯,共诱杀斜纹夜蛾3571头,甜菜夜蛾279头,2000年4月10日至7月30日的111天中,共诱集小菜蛾8876头,斜纹夜蛾433头,甜菜夜蛾100头,其它种类6384头;河北省廊坊市在1999年8月19日至10月24日,诱集果树害虫4146克,平均每晚诱虫63克;新疆洛浦县农技站在1998年4—8月份开灯99天,诱杀各类害虫13244只,平均日单灯诱虫量为1338只,其中棉铃虫2942只,占总数的222%;各种地老虎成虫8196只。由此可见,频振式杀虫灯的应用,对杀灭成虫,减少害虫的发生量,效果显著。
三、前景看好
随着农业产业结构的调整,本市的经济作物得到了迅速发展,蔬菜已经成为支柱产业,茶叶、水果的比重也较高。但是由于农业生态、耕作制度、气候等多方面的影响,虫害发生越来越频繁、危害程度越来越严重、防治难度越来越大,已成为提高农产品档次、实现农业增效农民增收的主要制约因子。而化学农药长期、大量的使用,不仅产生了严重的负面影响,还造成农产品农残超标,严重威胁着人类的安全与健康。频振式杀虫灯的应用是一项防治害虫的新技术,经多个省区的大面积推广应用表明:该灯能大量诱杀蔬菜、茶叶、果树、棉花、园林及仓储害虫,大幅度降低害虫虫口密度,减少化防次数及用药量,减轻环境污染,延缓害虫抗药性的产生,是目前发展无公害农产品生产的一种经济有效、简便易行的重要物理防治措施。
该灯十分适用于本市的蔬菜、茶叶和水果基地,以及园林绿化、粮油经营和酿造企业的仓储场所;还可作为虫情测报工具,为及时、有效地防治害虫提供决策依据。该灯所创造的经济、社会和生态综合效益十分显著,应用前景十分广阔。
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