一种蛀木害虫在线监测装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种蛀木害虫在线监测装置

【技术实现步骤摘要】
一种蛀木害虫在线监测装置、系统和方法


[0001]本专利技术涉及林业病虫害监测领域，具体涉及一种蛀木害虫在线监测装置
、
系统和方法
。

技术介绍

[0002]蛀木害虫的幼虫取食于皮
、
木之间，切断水分
、
养分的输送，引起树叶黄化，长势衰退，重则引起风折
、
雪折，严重时很快造成整株或整枝树木死亡
。
直接影响林木的速生丰产和优质良材的形成
。
[0003]蛀木虫害的发生不是一次发生在一棵或一个地区，如果蛀木虫害得不到有效控制，就会对区域森林植被造成破坏
。
由于我国主要采用区域单一种植模式，一旦出现同一树种，蛀木虫害将迅速扩大，从一棵树蔓延到整个林区
。
[0004]目前针对蛀木虫害的监测主要依赖人工巡检的方式，当发现树干出现木屑堆积，听到有咬噬木头的声音，敲击木头，有空洞的声音，极有可能是蛀木害虫在里面为害
。
实地考察和频繁检查树木的人工成本是昂贵的，而且当巡检的树木数量较大时，人工巡检不合适
。
此外，人工检查一棵树的时间有限，幼虫可能存在但在检查期间不活动
。
[0005]因此很有必要寻求一种新的蛀木害虫在线监测装置
、
系统和方法，来解决上述问题
。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于通过简单的装置
、
系统和方法来高频次
、
周期性r/>、
无线获取林木蛀虫的微小活动信息，进而分析出蛀木虫害种类及其所处生长期
。
[0007]为了实现上述功能，本专利技术的一种技术方案是：
[0008]一种蛀木害虫在线监测装置，包括：特制声耦合器
(4)、
加速度传感器
(6)、
集成电路板
(7)、
防水密封壳体
(5)、
单晶太阳能充电板
(8)、
铝合金底座
(9)
；
[0009]所述特制声耦合器
(4)
水平紧密固定在受害虫侵害的林木主干
(1)
的侧端，特制声耦合器
(4)
的尖端部分需完全插入林木主干
(1)
的木质部；特制声耦合器
(4)
是前端为针状且后端带有外螺纹的不锈钢棒；
[0010]所述铝合金底座
(9)
一侧与特制声耦合器
(4)
以螺旋固定方式连接，另一侧与防水密封壳体
(5)
以螺丝螺母固定方式连接；
[0011]所述集成电路板
(7)
包括
STM32F4
最小系统电路
、
外部存储模块
、4G
通讯模块
、
北斗定位模块
、
模拟信号处理电路和电源管理电路；
[0012]所述加速度传感器
(6)
是型号为
805
Μ1‑
0020
‑
01
的三线制加速度传感器，所述加速度传感器
(6)
的“+EXC”端与集成电路板
(7)
的电源接口“+3.3V”相连，所述加速度传感器
(6)
的“+OUT”端与集成电路板
(7)
的电阻
R6
相连，所述加速度传感器
(6)
的“GND”端与集成电路板
(7)
的电源接口“GND”相连；
[0013]所述外部存储模块是具有
16M
字节存储空间的
W25Q128
芯片；
[0014]所述
4G
通讯模块与
SIM
电信卡相连；
[0015]所述北斗定位模块与所述
STM32F4
最小系统电路通过
TTL
串口连接；
[0016]所述电源管理电路与充电锂电池
、
单晶太阳能充电板
(8)
相连；
[0017]所述模拟信号处理电路包括运算放大
、
滤波
、
偏置和稳压模块；
[0018]所述稳压电源是高精密线性稳压电源；
[0019]所述放大器是低温漂
、
低噪声运算放大器；
[0020]所述滤波电路是低通滤波电路
。
[0021]一种蛀木害虫在线监测方法：
[0022]将所述声耦合器水平安装在林木主干的侧端；
[0023]所述加速度传感器将声耦合器上的振动信号转化成时变的加速度电压值；
[0024]所述的集成电路板对所述时变电压信号进行局部放大和低通滤波，再经过微处理器内部的模数转换获得一定时长的时域离散加速度值序列；
[0025]所述微处理器采用汉明窗将时域离散序列分割成多个等长片段，再通过短时傅里叶变换和图堆叠获得能够反应林木害虫活动状态的二维时频图
。
[0026]所述的二维时频图可以通过
4G
通讯模块发送给远端的的物联网平台
。
[0027]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：特制声耦合器能够将林木主干木质部中蛀虫的微小活动以声波振动的方式高灵敏传导至加速度传感器，微处理器结合边缘计算和特征提取算法，最终以无线传输的方式发送虫情至物联网云平台
。
由于虫情的分析在现场自动实现，系统采集频次高，且无视极端天气的影响，免维护，无需换电，支持重复使用，特别适合林业病虫害监测领域，实用性强，减少人工巡检的成本，适合大范围示范推广
。
附图说明
[0028]图1本专利技术实施例的林木蛀虫害在线监测装置示意图
。
[0029]图中：1‑
待测林木主干，2‑
蛀虫，3‑
蛀虫微小活动带来的主干振动信号，4‑
特制生耦合器，5‑
防水密封壳体，6‑
高灵敏加速度传感器，7‑
集成电路板
、8
‑
单晶太阳能充电板
、9
‑
铝合金底座
。
[0030]图2本专利技术实施例的集成电路板的模拟信号调理电路
。
具体实施方式
[0031]下面结合附图，对专利技术的具体实施方式作进一步描述
。
以下实施例仅用于更加清楚地说明本专利技术的技术方案，而不能以此来限制本专利技术的保护范围
。
[0032]如图1所示，一种林木蛀虫害在线监测装置
、
系统和方法，包括特制声耦合器
4、
高灵敏加速度传感器
6、
集成电路板
7、
防水密封壳体
5、
单晶太阳能充电板
8本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种蛀木害虫在线监测装置，其特征在于：包括：特制声耦合器
(4)、
加速度传感器
(6)、
集成电路板
(7)、
防水密封壳体
(5)、
单晶太阳能充电板
(8)、
铝合金底座
(9)
；所述特制声耦合器
(4)
水平紧密固定在受害虫侵害的林木主干
(1)
的侧端，特制声耦合器
(4)
的尖端部分需完全插入林木主干
(1)
的木质部；特制声耦合器
(4)
是前端为针状且后端带有外螺纹的不锈钢棒；所述铝合金底座
(9)
一侧与特制声耦合器
(4)
以螺旋固定方式连接，另一侧与防水密封壳体
(5)
以螺丝螺母固定方式连接；所述加速度传感器
(6)
是型号为
805
Μ1‑
0020
‑
01
的三线制加速度传感器，所述加速度传感器
(6)
的“+EXC”端与集成电路板
(7)
的电源接口“+3.3V”相连，所述加速度传感器
(6)
的“+OUT”端与集成电路板
(7)
的电阻
R6
相连，所述加速度传感器
(6)
的“GND”端与集成电路板
(7)
的电源接口“GND”相连
。2.
根据权利要求1所述的林木害虫在线监测装置，其特征在于，所述集成电路板
(7)
包括
STM32F4
最小系统电路
、
外部存储模块
、4G
通讯模块
、
北斗定位模块
、
模拟信号处理电路和电源管理电路
。3.
根据权利要求2所述的集成电路板
(7)
，其特征在于，所述外部存储模块是具有
16M
字节存储空间的
W25Q128
芯片<...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄聪，王聪，朱雅君，印丽萍，乔曦，刘博，钱万强，
申请(专利权)人：中国农业科学院农业基因组研究所，
类型：发明
国别省市：