水情测报系统 [设计农作物病虫害自动测报系统]

　　摘要：病虫害对农作物造成的损害对人类生活有着极大的负面影响，以往防治病虫害的方法都是通过手工方式，即用喷洒农药进行病虫害防止，但这却带来了农药残留，致使环境受到污染。为了减少环境污染，我们运用生物、电子和计算机技术，编制相关控制软件进行自动识别害虫类型、数目等相关内容，适用于不同区域使用，提高了农业的科技含量，效果良好，符合预期目标，推进了农业数字化、信息化的发展。
　　关键词：农作物；病虫害；自动测报系统
　　中图分类号：TP274 文献标识码：A 文章编号：1674-0432（2012）-06-0070-1
　　病虫害对农作物造成了极大的损失，随着知识与经济全球化进程明显加快，作物病虫害防治采取各种措施与药剂防治相结合，改革农业科技体制与运行机制，以大大降低防治成本，加快了农业科技创新步伐，减少了农药用量和环境污染。农作物病虫害自动测报系统集信息技术于农业中，数字农业是用数字化技术，通过计算机先进技术实现农业数字化和信息化。其意义主要体现在提高了农业的科技含量，解放了农保员的劳动力，提高了农业的产量和质量，有利于农业企业的日常管理和决策。
　　1 农作物病虫害自动测报技术概述
　　农作物病虫害自动测报全面促进了农业、农村可持续发展，便于农业的日常管理和相应的决策，其发展具有非常重大的战略意义。
　　数字农业在国外具有比较高的水平，如美国采用多光谱分析和模式识别相结合进行检测害虫，具体体现在农业中应用计算机处理农业数据，利用害虫生物学特性开发农业知识工程及专家系统；我国虫害测报技术尚待发展，《“十五”粮食行业科技发展规划》取得了很大的进展，在害虫的综合预测模型方面进行了大量的研究，为害虫的综合防治提供科学的决策依据，用信息技术构建结构病虫害自动测报系统，准确地给出害虫的种类、密度等信息，是具有重大的实际意义。
　　信息技术和农作物病虫害防治工作的结合，在信息素诱捕方面和在信息技术与害虫检测技术的结合方面推广应用将具有可观的社会效益和经济效益，达到保护环境、害虫天敌及生态的目的，对害虫预测、农药使用和天敌释放具有有效地指导意义，为害虫综合防治提供了可靠、科学决策。
　　2 农作物害虫自动测报系统设计方案
　　构建分机系统+主机+计算机信息发布系统的布局，其中每台分机可以接4个诱捕器，分机和主机通过无线传输组成简单网络，充分利用硬件资源，节约总的投入。计算机软件的控制下，实施对昆虫进行检测，完成数据采集、数据清零、记录号设定等，由单片机进行数据的统计和处理，由计算机信息处理系统完成数据汇总并显示在分机的面板上，实施短信发送、决策等。
　　分机用7位数码管来显示，设置自动休眠和唤醒功能，通过按键查看历史纪录，内置无线接收器，并设有电瓶充电保护，无电源供给情况下，可以永久保留数据，计算机用市电供给。分机结构设计包括天线、电源口和传感器接口，用传感器对昆虫进行检测，按键设置为+1键、-1键、发送、确认键和清零、设置键，完成数据自动采集。
　　主机结构设计包括通信口、天线接口和电源接口。
　　3 农作物害虫自动测报系统软、硬件设计
　　分机包括CPU电路、主板、键盘、害虫检测电路、无线传感模块以及电源供给。系统中分机是固定在田野或草原的各个角落，为防止太阳能对电瓶的过充，采用太阳能电池与电瓶给系统分机供电，并防止电瓶在阴雨天连续放电造成过放，这样便可以节省工作量，并能节约能源。使用充电控制器来完成充、放的控制。
　　分机电源中对电瓶还设有过放电保护电路，考虑太阳能和电瓶的成本，采用12V电瓶直接用三端稳压块7805稳压，要求分机系统的电流越小越好，选用容量小的电瓶不影响使用时间情况下，可以降低系统成本。
　　本系统采用STC89C52单片机，其本系统采用STC89C52单片机，进行数据的统计和处理，具有超强抗干扰、高速、低功耗，作电压为5．5V—3．4V／3．8V—2．0V，内置看门狗，低电平触发中断方式唤醒，作温度范围：(0—75)℃／(-40—85)℃。
　　害虫检测采用光电检测方式，将VCC、GND分别接到电源5V电源上，免去了比较器、抗干扰等处理电路，显示电路采用动态扫描方法，能直观的看出当前的记录号及采集的数据,节约了硬件开支，减少了系统工作电流。在面板上设置了两个指示灯，显示记录害虫数和诱捕器号。
　　分机按键电路设计置四个按键，ANl为清零／设置键, AN2为发送／确认键, AN3为+1键,AN4为-1键。通信电路设计根据实际要求选用STR-30型大功率无线传输模块，主要参数包括发射功率、ISM频段工作频率和多信道，多速率。无线传输速率与接口波特率成正比，具有输距离远、透明的数据传输、抗干扰能力和低误码、TTL接口方式、完善的通讯协议，数据实时通信，智能数据控制，低功耗及休眠功能，可靠性强，体积小、重量轻，看门狗实时监控以及铅环保工艺；STR一30型无线模块标准型信道配置方法，提供1个9针的连接器，通信信道半双工适合于点对多点的通信；分机硬件调试。首先检查连接线是否正确，从输入端加上+12V电压，将电源接到主板上，一切就绪后可确定硬件工作状态。
　　主机系统的功能比较简单，电源电路设有指示灯，选择了232接口与计算机的串口相连，变压器功率选用1.5W。
　　农作物害虫自动测报系统软件设计。正常开机程序包括键盘子程序、数据处理子程序、虫检测子程序、中断程序。并用单步以及断点功能对子程序进行调试。在键值保存指令处设置断点，可以进行独立调试，借用串口调试工具进行调试，用调试软件发送规定的数据，查看计算机接收到的数据情况，然后观察实际效果。
　　对于范围较大的农作物种植区域，扩展系统由分机系统多了一个手持器，远距离采集各个分机的数据，一键方式将手持器的数据依次发送到计算机，设置系统实际工作时分机总数，并用干电池供电。其中语音电路的设计包括语音芯片WT588D的功能、T588D语音电路硬件图和强音的录制及语音存储、语音的播放。语音的录制采用计算机中录音机功能记录朗读声，或用专门的声音处理软件录制朗读声，并且采样率越大，音质越好，文件体积也大。
　　参考文献
　　[1] 赵明华.农作物病虫害综合防治技术.泰安农业信息网,2009,6.
　　[2] 高万龙.中国农业信息化的可行性发展战略.红旗文稿,2005,6.