农作物病虫害智能化监测站建设方案

农作物病虫害智能化监测站

建设方案

目录

1.建设背景 (2)

2.建设原则 (2)

3.建设目标 (2)

4.建设内容 (2)

5.系统组成 (3)

5.1 无线虫情测报系统 (3)

5.2 孢子捕捉仪 (3)

5.3 病虫发生实时监控系统 (4)

5.4 害虫自动性诱监测仪 (4)

5.5 野外自动气象监测仪 (5)

5.6 病虫监测智能网关 (6)

5.7 手持病虫调查统计器 (7)

5.8太阳能供电系统 (8)

6.项目案例 (9)

1.建设背景

农作物病虫害一直农业生产管理的一大难题，造成大量损失，也加重了农药的使用，农业物联网的应用，将面对一系列在广域空间分布的信息获取、高效可靠的信息传输与互联、面向不同应用需求和不同应用环境的智能决策系统集成的科学技术问题。它既需要电子、信息、通信科技与产业界对关键共性技术的突破和提供低成本、使用可靠和易用性好的硬、软件产品与服务的支持，又需要农业信息工程科学家们的协力研究、面向农业应用需求的技术整合和运营服务模式创新的保障。信息科技将融入各种农业应用领域，成为生物、农艺、工程交叉汇聚学科的纽带。物联网农业应用技术的创新，将打破学科与部门的界限，促进不同学科间的交叉融合和衍生新的交叉学科，将大力推进以需求和应用为导向的协力研究模式，为新兴产业的发展和转变农业发展方式创造新的机会。

根据目前国内农业物联网技术研发及应用情况，农作物病虫害防治与预警系统信息采集以自动化采集为主，辅助以人工采集两方面组成。目前依靠自动化信息采集的主要是外部生产环境参数，待农作物本体感知技术研发突破后，及时增加相应的自动化采集参数，逐步减少人工采集。

2.建设原则

根据具体项目情况，综合选择适用于本项目要求的设计方案。考虑到系统相关需求，同时参考相关信息系统建设成功经验，确定采用以下设计原则进行系统设计：

先进性：系统将采用国际上最先进、成熟、实用的技术标准，既保证系统实现的功能，又满足未来若干年应用发展的需要。

安全性：提供全面符合国家和工信部有关信息安全政策法规、核心技术自主的整体安全解决方案。能够适应业务专网和工信部信息安全系统建设规范等多层次的安全要求。

可靠性：本系统的设计将在尽可能减少投资的情况下，从系统结构、网络结构、技术措施、设备选型等方面综合考虑，以确保系统稳定可用，实现7×24小时的不间断服务。

开放性：系统设计采用的各项软、硬件设备均应符合国际通用标准，符合开放性原则，要与技术发展的潮流吻合，保证系统的开放性和技术延伸性。

高效性：采用新技术和稳定的产品，将整个系统的信息流量维持在一个均衡高效的指标内。

可维护性：系统的管理、维护和维修应具有简易性和可操作性。

可延展性：方案的设计要有技术的延续性、灵活的扩展性和广泛的适应性及良好的用户界面，注意分步实施的可操作性，保证前期投资的有效和后期投入的衔接，最大限度的保证其兼容性和经济性。

3.建设目标

农作物病虫害智能化监测站主要监测设备安装于病虫观测圃内。若无病虫观测圃，应选择其他交通方便、常年有人值守地点，且周围有较大面积作物田。监测设备的安装采用集中建设和分散设置相结合的方式，注重实用和有效。自动虫情测报灯、田间小气候监测仪、自动孢子捕捉仪、病虫监测智能网关以及太阳能供电系统等互相不干扰的设备可采用围栏式集中安装；害虫性诱监测工具等易受干扰设备应采用分散设置方式进行安装。所有设备安装应按统一的标准进行设置，确保安装整齐一致。

同时将采集数据实时传输至山东省病虫监测网络中心平台，实现对农作物虫情、墒情、视频等相关参数的实时采集、为农作物生产提供技术服务和救灾指导，为各级领导进行生产决策提供数据支持。农作物病虫害智能化监测系统达到以下目标：

1）农林病虫害生物防控、物理防控代替农药防控，减少农药使用。

2）农林病虫害测控实现自动化，网络化、可视化，集预测、预警、防控一体化，降低植保费用。

3）提高农产品质量，保证粮食生产安全，带动农民增收。

4.建设内容

每个基地安装害虫智能化监测系统可通过野外气象站、虫情测报灯、害虫性诱监测仪、视频采集设备、病虫调查统计器等相关设备实现对每个监测点的病虫状况、灾害情况、空气温度、空气湿度、露点温度、土壤温度、光照强度等各种作物生长过程中重要的参数进行实时监测。测量结果可以在监测站的的大屏电视机和LED屏上实时展示，同时可以将数据传入分析系统平台上，配合专业的分析处理功能，可以对作物生长环境信息的处理分析，提供更多更好的科学指导。

5.系统组成

5.1 无线虫情测报系统

根据项目要求每基配置一套固定式虫情测报灯（也可以是太阳能虫情测报灯），测报灯会对设定时间段内收集的害虫分别进行分段存放和拍照与计数，并将数据发送至监测平台，平台整理分析每天的数据，形成数据库，以供农业专家远程诊断。每个监测点各安装一套，可以安装在检测点的任何位置。测报灯内置800W高清摄像头，通过系统设置或远程设置后自动拍照将现场拍摄的图片无线发送至监测平台，平台整理并计算每天的数据，形成数据库，以供农业专家远程诊断。根据图片与数据,专业分析人员可对每个时间段内收集的害虫进行分类与计数。具远程编程功能，设备的各种功能可通过网络远程设置、修改和读取，还可根据需要远程拍摄自己需要的照片并上传到服务器。

虫情测报灯

5.2 孢子捕捉仪

可检测随空气流动、传染的病害病原菌孢子及花粉尘粒,主要用于监测病害孢子存量及其扩散动态,为预测和预防病害流行、传染提供可靠数据。是农业植保部门应当配备的农作物病害监测专用设备。

1).符合GB/T 24689.3-2009植物保护机械孢子捕捉仪（器）标准。

2).可固定在测报区域内，定点观察特定区域孢子种类及数量。

3).可连续、定时可调工作。

孢子捕捉仪

5.3 病虫发生实时监控系统

病虫发生实时监控系统由摄像、传输、控制、显示、存储五大部分组成。根据项目要求，在指定区域安装固定式枪式摄像机和360°远红外摄像机各一套，用户通过视频系统可清晰直观的实时查看病虫害情况，并对突发性异常事件的过程进行及时监视和记忆，用以提供及时高效的指挥和调度。每个监测点安装一套。

5.4害虫自动性诱监测仪

害虫自动性诱监测仪是新一代害虫自动检测系统，系统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。

1)、界面友好，操作简单：7寸全彩触摸屏，Android操作系统，全中文操作菜单。

2)、时效性强：实时采集各通道的害虫数量和环境因子,并保存展示。并可根据设置的上传周期通过GPRS上传采集信息。

3)、信息采集完整：采集的信息包诱虫时间、诱虫种类、诱虫数量、监测点、温度、湿度等相关信息。

4)、信息检索完善：数据存储功能强大，实现历年虫情数据的保存，可随时查询不同年份的虫情相关数据，信息检索功能更便捷、完善。

5)、信息处理全面：可以依据诱虫种类选择时段查询查看报表及曲线图，并可通过计算机打印报表。

6)、超限报警：可以设置报警限值，最多可以设置5个报警号码。

7)、实时数据查看：用户可通过向监测仪拨打电话，以短信的形式获得实时监测数据。也可以通过APP或者登录网站查看检测数据。

8)、参数设置多样化：用户可通过短信设置仪器参数。

9)、带避雷针，有效防雷功能。

10)、太阳能供电系统，节能环保方便野外工作！

害虫自动性诱监测仪

5.5 野外自动气象监测仪

自动气象监测仪是由数据采集终端和各种环境传感器组成，仪器可将采集的传感器数值通过GPRS/WIFI网络传输至远端服务器或存储至采集终端待客户下载，也可根据客户需要将采集值实时显示至现场LED屏。

1、7寸全彩触摸屏，Android系统，全中文操作菜单。

2、一键式切换，可手动或自动采集数据。

3、交、直流两用。

4、数据保存功能强大，最大可储存120000条数据，即可在主机上查看数据，也可用U盘导出数据。

5、探头具有一致性，不同气象参数的传感器接口可以互换，不影响精度。

6、可将数据通过GPRS/WIFI实时传输至远端服务器。

7、用户可通过向监测仪拨打电话，以短信的形式获得实时监测数据。

8、用户可通过短信设置仪器参数包括报警参数和采集参数。

9、现场可选配LED显示屏。

野外自动气象监测仪

5.6 病虫监测智能网关

病虫监测智能网关是一种采用嵌入式微计算机系统的数据采集专用装置，是病虫监测物联网的技术关键，是实现全省统一标准的病虫监测物联网系统的基础，具有设备集成、数据采集、数据存储、数据处理、数据传输、设备管理等功能。系统硬件主要包括微处理器、I/O 接口、人-机接口、通信接口 4 部分，软件部分功能执行程序和监控程序组成。

1)、网关应内置 10/100M 网络接口、RS-232 接口、RS-485接口、usb Host 接口，能够满足现场各种监测设备的有线接入。

2)、网关应内置无线传输芯片，能实现较远距离（1公里以上）监测设备的无线接入。

3)、通过与配套的无线视频传输设备，网关能实现较远距离（1 公里）的视频、高分辨率图片采集设备的无线接入。

4)、支持主动定时采集和根据上位机或数据中心命令采集两种数据采集模式，能实现对不同种类、不同品牌设备的监测数据进行采集。

5)、网关应支持不小于 32G 的存储空间，能满足对各种类型24监测数据不短于30 天的存储。

6)、应支持对接入设备所监测数据的解析，具有加、减、乘、除等算数运算功能，同时，根据远传数据包格式，在数据包中添加相关监测站（点）代码、监测设备代码、时间、设备运行状态等附加信息，使用 XML 格式进行数据打包，并通过TCP 协议进行数据远传。

7)、应内置有线和无线网络传输模块，支持有线和 2/3/4G全网通无线接入互联网，能够将监测数据传输至软件平台或数据中心。

8)、应具备通讯故障恢复后数据续传功能，如因传输网络故障等原因未能将数据定时远传，则待传输网络恢复正常后能利用存储的数据重新上传。

9)、能够实现设备接入认证、用户登录身份认证等网络安全功能。

10)、通过与平台软件相互配合，能实现对现场设备的远程配置、升级、管理、控制，实时查看设备状态运行状态。

11)、应支持本地和远程配置管理功能，支持本地/远程软件升级、查询、校时、配置数据读取频率等功能。

12)、定位功能:内置定位模块，支持 GPS 和北斗两种定位方式。

5.7手持病虫调查统计器

病虫调查统计器主要应用于农业、林业、检疫等领域的病虫预测、预报、预警、研究等工作。设有昆虫名称、采集地点、分类数量等项，可随时录入，存储病虫的调查统计数据资料，并能将统计数据上传至计算机，编辑、生成图表，从

而实现统计、分析自动化、标准化。

1)、系统可通过GPS定位系统自动定位采集人员采集位置,确保位置准确度。

2)、可根据需求设置采集方法计算昆虫数量，并可统计昆虫级别。

3)、系统配备4G可存储SD卡，可实现农林病虫害数据10年海量存储和信息永久保存，为农林病虫害预测预报研究提供了基础数据支持。

4)、系统采用当前主流的Android操作系统，方便使用。

5)、系统配备300万像素相机，可随时随地采集昆虫及植物病害信息图片。

6)、可根据各种植物的病虫项目，自行设定分类科目和种类。

7)、可注明采集时间、地点（含精确经纬度信息）、植物名及统计方法等。

8)、记录病虫数据无上限，显示累加值。

9)、体积小巧，携带方便，可放于口袋中或挂在脖颈上。

10)、电源为锂聚合物智能充电电池。

11)、带有数据传输端口，方便与计算机联机操作。

12)、具有数据导出功能，可对利用病虫数据进行编辑、按需生成各种图形（表）。

13)、配有病虫调查统计器专用操作软件。

14)、7寸触摸屏，采用android操作系统，使用方便。

手持病虫调查统计器

5.8太阳能供电系统

通过在观测点放置太阳能板和蓄电池，满足观测站点各类设备的用电需求。

6.项目案例

某县农作物重大病虫害智能化检测仪器设备项目（201706）