诱芯诱捕器自动计数系统的研发

摘要

农业害虫测报是植物保护乃至农业生产的基础性工作，但目前害虫测报普遍存在着害虫种类鉴定困难、统计数据误差大、工作效率低以及智能化程度低等方面的问题，造成虫情测报的准确性和可信度偏低，且耗费大量的时间和人力物力。鉴于此，本研究开发出一套集太阳能供电、专一性害虫诱捕、害虫自动计数、虫源方向判定、害虫数据自动传输以及害虫数据统计分析于一体的诱芯诱捕器自动计数系统，致力于降低测报工作者的劳动强度，为虫情测报工作提供可靠的技术保障。
　　 本研究主要立足于单片机技术，在总结前人以及其他学科领域研究成果的基础上，从虫情测报工作的实际情况出发，构建诱芯诱捕器自动计数系统的设计方案。并对设计方案的可行性进行全面的分析论证，完成了从理论设计到模拟实验再到大田测试的整个技术流程。最终完成了基于单片机、I2C总线协议以及RS485总线接口通信协议等模块的诱芯诱捕器自动计数系统。研究的主要结果如下:
　　 1、设计了特定害虫[本研究具体为桔小实蝇（Bactrocera dorsalis Hendel）和斜纹夜蛾（Prodenia litura Fabricius）]诱捕器的机械构造与诱捕方案。
　　 2、设计实现了红外计数传感器、STC11F04E单片机控制核心、实时时钟系统和继电器控制电路等。每个进虫口由两只红外发射管和两只红外接收管组成，红外发射和红外接收管组成两组对射型光电传感器，呈90°交叉排列，当任何一束光线被目标害虫遮挡时均能被检出。实验证明其检测准确度与灵敏度较高，误差较小，完全能满足计数需求。
　　 3、采用C语言，设计编制了红外计数传感器信号处理程序、继电器控制程序、数据存储程序。采用易语言编制了PC端软件的数据收集处理程序。
　　 4、实现了片外存储器的读写，EEPROM电可擦存储器提供8K存储容量，每条记录占用4字节，总计可存储2000条数据。
　　 5、设计完成了USB转串口通信模块，实现了PC与单片机的远距离通信功能，通过远程PC端软件即可以设置诱捕器参数的功能。
　　 6、进行了桔小实蝇为期6个月、斜纹夜蛾为期4个月的大田虫情测报试验，初步检测出桔小实蝇和斜纹夜蛾的部分月份发生情况。其中检测到桔小实蝇2个发生高峰期，斜纹夜蛾3个发生高峰期。通过与逐日人工计数的对比，得出诱芯诱捕器自动计数系统的计数准确率在95％左右或以上，初步达到设计要求。

目录

声明

摘要

1．前言

1．1 害虫测报工具及方法的研究进展

1．2 红外线自动计数系统的研究进展

1．3 害虫测报工具的发展趋势

1．4 本课题研究目的及意义

1．5 主要研究内容

1．6 技术路线

2．系统方案设计

2．1 系统的功能要求和基本组成结构

2．1．1 桔小实蝇诱芯诱捕器自动计数系统基本构造

2．1．2 斜纹夜蛾诱芯诱捕器自动计数系统基本构造

2．2 系统工作流程

2．3 单片机的选择

2．3．1 STC11F04E主要性能参数归纳

2．4 通信方式的选择

3．系统硬件设计

3．1 单片机最小系统设计

3．1．1 最小系统的电路

3．3 电源电路的设计

3．4 红外检测电路及信号处理电路的设计

3．5 EEPROM电路的设计

3．6 时钟电路的设计

3．7 RS485通讯电路的设计

3．8 系统电路总图

4．系统软件设计

4．1 系统软件构成

4．2 开发语言选择

4．3 开发工具选择

4．4 红外计数传感器程序设计

4．4．1 桔小实蝇红外计数传感器程序设计

4．4．2 斜纹夜蛾红外计数传感器程序设计

4．5 PC端数据采集软件设计

4．5．1 易语言软件简介

4．5．2 软件主界面的设计

4．5．3 关于软件模块的设计

4．5．4 使用帮组模块的设计

4．5．5 软件代码的编写

5．系统检测

5．1 室内模拟害虫测试实验

5．1．1 实验情况

5．1．2 实验方案与过程

5．1．2 模拟实验结果与分析

5．2 大田害虫测试实验

5．1．1 实验材料与对象

5．1．2 实验方案与过程

6．结论与讨论

6．1 结论

6．2 讨论

6．3 问题与展望

6．3．1 存在问题

6．3．2 展望

6．4 创新点

致谢

参考文献

附录 发表学术论文情况学术论文