CN214962117U - 一种带有双摄识别吸附式病媒生物情测报装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种带有双摄识别吸附式病媒生物情测报装置，装置包括：上盖单元，用于利用二氧化碳、诱捕液和诱捕灯光中的一种或多种对病媒生物进行诱捕，并利用垂直摄像头对诱捕的病媒生物进行实时图像采集；内腔接虫单元，用于对诱捕的病媒生物进行吸附，并利用侧摄像头对吸附的病媒生物进行实时图像采集；通信单元，用于提供4G/5G、蓝牙、USB和RS485中的一种或多种通信方式；数据处理与分析单元，用于对采集的病媒生物的图像信息进行预处理，通过通信单元向上位机传送数据。本实用新型解决了传统病媒生物监测手段效率低，病媒生物采集结果误差大，数据远程传输时效性差等问题。

Description

一种带有双摄识别吸附式病媒生物情测报装置

技术领域

本实用新型涉及病媒环境监测技术领域，具体涉及一种带有双摄识别吸附式病媒生物情测报装置。

背景技术

随着城市建设规模的日益扩大，农村城镇化进程的加快，人们的生活水平大大提高，公共卫生安全问题也越来越受到人们的关注，如疾病防控、病媒生物监测等。

在我国开展的城市病媒生物项目是病虫害综合治理理论指导下的一种较大规模的实践，产生了积极的社会意义。但仍然是基于传统手段去获取有关数据，主要缺陷为：1)目前国内的病虫害监测多为人工监测手段为主，这种方式效率低下，浪费人力物力，且测报数据缺乏连续性。2)市场上已有的是通过紫外诱捕与图像识别的监测技术，但是紫外诱捕装置是利用紫外线传感技术诱捕周围生物，但在诱捕过程中其他类生物也会引诱过来，这就导致了多种监测数据处理复杂度高，且监测结果误差大。3)市场上已有的病虫测报灯在数据或图像传输大部分采用WiFi或者GPRS，但采用WiFi不适用于户外，GPRS只适用数据传输，不适合多帧图像传输。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种带有双摄识别吸附式病媒生物情测报装置，用于解决传统病媒生物监测手段效率低，病媒生物采集结果误差大，数据远程传输时效性差等问题。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种带有双摄识别吸附式病媒生物情测报装置，包括：外壁单元和安装于外壁单元的上盖单元、内腔接虫单元、数据处理与分析单元和通信单元；所述上盖单元，用于利用二氧化碳、诱捕液和诱捕灯光中的一种或多种对病媒生物进行诱捕，并利用垂直摄像头对诱捕的病媒生物进行实时图像采集；所述内腔接虫单元，用于对诱捕的病媒生物进行吸附，并利用侧摄像头对吸附的病媒生物进行实时图像采集；所述通信单元，用于提供4G/5G、蓝牙、USB和RS485中的一种或多种通信方式；所述数据处理与分析单元，用于对采集的病媒生物的图像信息进行预处理，通过所述通信单元向上位机传送数据。

进一步的，所述装置还包括：接集尸盒单元，用于对病媒生物的尸体进行收集；电池单元，用于提供电源；电压处理单元，用于对电源进行电压处理后，输出给装置的各组成单元进行供电。

进一步的，所述数据处理与分析单元，还用于对装置的各组成单元进行监测控制，包括：摄像头控制、二氧化碳阀门控制、诱捕液填充开关控制、吸风/排风开关控制等。

进一步的，所述上盖单元设于外壁单元的外部上方，包括顶盖、加热盖、用于容纳诱捕液的诱捕液舱、用于容纳二氧化碳的二氧化碳气舱、用于加热诱捕液的加热装置、垂直摄像头支架、锥盖、垂直摄像头和补光灯板。

进一步的，所述上盖单元与外壁单元之间的间距可调，以实现对不同病媒生物的诱捕；所述补光灯板上的灯光类型可调，以实现对不同类型病媒生物的诱捕。

进一步的，所述内腔接虫单元设于外壁单元的内部上端，包括侧摄像头、侧摄像头罩、上漏斗、接虫板、下漏斗、风扇、内腔壁和内腔底盖。

进一步的，所述接集尸盒单元设于外壁单元的内部中段，包括接尸漏斗、集尸盒和吸风风扇。

进一步的，所述电池单元设于外壁单元的内部底部，包括太阳能充放电电池、光伏板和控制器；所述太阳能充放电电池采用磷酸铁锂电池或铅酸电池，通过导线与光伏板和控制器相连。

从以上技术方案可以看出，本实用新型的有益效果在于：

本实用新型技术方案，适用于复杂环境下的病媒生物诱捕，能够方便的进行病媒生物图像采集和图像信息预处理，具有效率高、准确性高、数据传输时效性高等优点，可以解决现有技术中病虫害监测设备集成度差，效率低，不同类型病虫害数据间处理复杂度高，采集结果误差大，实时数据更新不及时，传输时效性差，人工成本高等缺陷，从而方便在不同生态环境状态下对病媒生物的有效测报，并提高安装便捷性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例技术方案，下面将对实施例和现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1是本实用新型实施例提供的一种带有双摄识别吸附式病媒生物情测报装置的结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的一种带有双摄识别吸附式病媒生物情测报装置的主控电路的原理图；

图3是本实用新型实施例装置的病媒生物采集控制软件流程图；

图4是本实用新型实施例中频域高频FFT检测图像处理算法的流程示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。

本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”等是用于区别不同的对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、***、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

下面通过具体实施例，分别进行详细的说明。

图1所示为本实用新型实施例提供的一种带有双摄识别吸附式病媒生物情测报装置的结构示意图，该装置包括装置主体和主控电路24，装置主体包括：上盖单元、内腔接虫单元、接集尸盒单元、外壁单元1和电池单元22，主控电路24包括数据处理与分析单元、通信单元和电压处理单元。

上盖单元设于外壁单元1外部上方，包括顶盖7、加热盖8、用于容纳诱捕液的诱捕液舱4、用于容纳二氧化碳(CO2)的二氧化碳气舱6、用于加热诱捕液的加热装置5、垂直摄像头支架9、锥盖10、垂直摄像头11、补光灯板12，用于利用二氧化碳、诱捕液和/或诱捕灯光对病媒生物进行诱捕，和利用垂直摄像头11对病媒生物进行实时图像采集。补光灯板12上可设有摄像补光灯和能够发出诱捕灯光的诱捕灯。

内腔接虫单元设于外壁单元1内部上端，包括侧方位的侧摄像头3、侧摄像头罩2、上大下小的上漏斗13、接虫板(档蚊板)14、上小下大的下漏斗15、风扇16、内腔壁(导流板)17和内腔底盖18，用于对诱捕到的病媒生物进行吸附，利用侧摄像头13对吸附的病媒生物进行实时图像信息采集，以及排放所吸附的病媒生物。

接集尸盒单元设于外壁单元1内部中段，包括接尸漏斗19、集尸盒20、吸风风扇21，用于对病媒生物尸体进行收集。

外壁单元1是整个装置的主体承载部件，用来安装部署装置的其它组成单元，并可用于吸风和排风，即，外壁单元1可开设有吸风口和排风口。

电池单元22设于外壁单元1内部底部，包括太阳能充放电电池、光伏板、控制器，用于提供电源，对装置的供电。太阳能充放电电池可采用磷酸铁锂电池或铅酸电池，通过导线与光伏板和控制器相连。

主控电路24安装在外壁单元1内部底部所设的固定板23上，主要由数据处理与分析单元、通信单元、电压处理单元组成，作为整个装置的控制中心。其中，数据处理和分析单元，由基于Linux***的处理器构成，用于进行数据处理和分析，处理的数据包括通过垂直摄像机和侧摄像机采集的视频数据、图像数据等，还用于对装置的其他各组成单元的电子电器设备进行监测、预警和控制，以及用于通过通信单元向上位机传送数据。通信单元包括4G/5G通信模块、蓝牙模块、USB通信模块和RS485模块，提供4G/5G、蓝牙、USB和RS485等通信方式。电压处理单元，用于对电池单元提供的电源进行电压处理后，提供给装置各组成单元的电子电器设备进行供电，具有电压切换和断电保护功能，还有防浪涌、防静电、电磁兼容(EMC)等功能。

以上，该装置的各个单元(上盖单元、内腔接虫单元、接集尸盒单元、外壁单元、电池单元、数据处理与分析单元、通信单元、电压处理单元)独立安装可通过粘胶或锁螺丝固定。

上盖单元中：顶盖7设于最上方，起防护作用；垂直摄像头支架9设于顶盖7下方、外壁单元1上方的中央；垂直摄像头支架9安装于垂直摄像支架9内，镜头朝向下方；加热盖8位于锥盖10上方，两者均环绕垂直摄像头支架9设置；二氧化碳气舱6布置在加热盖8的上方；诱捕液舱4形成于锥盖10内；加热装置5设于诱捕液舱4；补光灯板12设于垂直摄像头支架9的下方，其对应于垂直摄像头11的镜头的位置开设有避让孔。

上盖单元的各模块(顶盖7、加热盖8、诱捕液舱4、二氧化碳气舱6、加热装置5、垂直摄像头支架9、锥盖10、垂直摄像头11、补光灯板12)采用密封安装处理。锥盖10采用锥底开孔设计，开孔采用至上而下的孔径依次从小到大的进行设计。二氧化碳进气孔采用密封设计。垂直摄像头支架9采用齿轮式可调设计，可上下调整垂直摄像头、也可左右调整垂直摄像头。垂直摄像头镜头向下对焦拍照，通过USB连接线与主控电路连接。摄像补光灯位于补光灯板12上，通过导线与主控电路相连。诱捕液舱4贴有温度加热模块作为加热装置5，温度可设定在32-37℃之间，并通过温感装置对诱捕液舱内温度进行自适应的调整。通过调整上盖单元与外壁单元之间的间距，可实现对不同病媒生物的诱捕。通过改变安装在补光灯板12上的不同类型灯光，可实现对不同类型病媒生物的诱捕。

内腔接虫单元中：内腔壁17同轴设置于外壁单元1内部上端，内腔底盖18用来封闭内腔壁17的底部开口，该内腔接虫单元的其它组件均设置在内腔壁17的内部。其中，上漏斗13、接虫板14和下漏斗15从上往下依次连接，上漏斗13的外沿连接于内腔壁17的上沿，上漏斗13的中心对准垂直摄像头11，侧摄像头3位于上漏斗13上沿一侧、由侧摄像头罩2进行安装固定，接虫板14上设有允许病媒生物通过的多个开孔，风扇16设于下漏斗15的下方。内腔底盖18底部设有开口。内腔壁17上可开设有出风口。

内腔接虫单元的各模块(侧摄像头3、侧摄像头罩2、上漏斗13、接虫板(档蚊板)14、下漏斗15、风扇16、内腔壁17和内腔底盖18)采用密封安装处理。侧摄像头罩2采用齿轮式可调设计，保证摄像头焦距可调。接虫板14采用开孔设计，其上密集开设多个通孔，可通过粘胶与下漏斗15相连，下漏斗15与正反转风扇16、内腔底盖18通过锁螺丝固定，并通过密封圈进行密封处理。正反转风扇16可包含单个正反转风扇、两个独立的正转风扇反向合体实现正反转。通过配置接虫板的孔径大小和风扇的风量，可以实现对不同病媒生物的吸附功能。

接集尸盒单元的各模块(接尸漏斗19、集尸盒20、吸风风扇21)采用密封安装处理。集尸盒20的底板中间开吸风孔，开孔区间小于吸风风扇直径，集尸盒20可采用抽屉式与外壳相连，以方便的取出。

使用本实施例的该装置时：通过调整上盖单元与外壁单元之间的间距可以实现对不同病媒生物的诱捕。通过调整垂直摄像头与侧摄像头的焦距可以实现对不同病媒生物的图像采集。通过调整接虫板的孔径大小、风扇的风量、内腔/外腔出风口的口径可以实现对不同病媒生物的吸附能力。通过改变安装在补光灯板上的不同类型灯光可以实现对不同病媒生物的诱捕。

图2为本实用新型主控电路的电路原理图。主控电路包括数据处理与分析单元、通信单元和电压处理单元，安装在固定板23上。主控电路可采用底板集核心板方式实现。核心板包括主处理器(MPU)模块、寄存器模块、存储器模块、USB接口模块、蓝牙接口模块、时钟模块等。底板包括电源处理模块、电压处理模块、按键模块、显示模块、声光报警模块、IIC接口/SPI接口/RS485接口模块、4G/5G通信模块(带GPS功能)、浪涌/ESD/EMC防护模块。核心板与底板通过顶针接插或金手指开孔进行拼接。通信单元中，提供了4G/5G通信模块、蓝牙模块、USB模块、RS485模块、IIC接口、SPI接口等通信方式，用于将监测数据或其它数据发送给上位机。上位机可包括云平台、数据库、web后端、web前端及APP客户端。数据显示模块包括触控显示屏和非触控显示屏。

图3为本实施例装置的病媒生物采集控制软件流程图的示意图。图3中的(1)为初始化软件程序设计流程，(2)为采集线程软件程序设计流程，(3)为控制线程软件程序设计流程。初始化软件程序设计流程包括初始化4G/5G模块、初始化温度传感器、初始化脉冲宽度调制(PWM)模块、初始化摄像头、开启线程等步骤。采集线程软件程序设计流程包括采集线程、打开摄像头采集图片、发送图片到上位机、关闭摄像头、关闭吸风机同时开启吹风机、睡眠等待一小时循环等步骤。控制线程软件程序设计流程包括控制线程、开启二氧化碳气阀、睡眠等待半小时循环等步骤。

图4为本实施例中，数据处理与分析单元采用频域高频FFT检测图像处理算法进行处理与分析的流程示意图。算法软件模型包括图像采集模块、初值滤波模块、图像分割模块、中值滤波模块、拉普拉斯算子模块、平滑/归一化模块、特征参量提取模块、特征参量分析/对比模块、执行处理模块。算法流程包括图像采集、初值滤波、图像分割、中值滤波、拉普拉斯算子处理、平滑/归一化、特征参量(参数)提取、特征参量(参数)分析/对比、执行处理等步骤。

基于上述算法，本实施例提供一种用于在线信息处理方法，包括：利用垂直摄像头和侧摄像头采集病媒生物的图像信息，对采集的病媒生物的图像信息进行预处理；从而实现对病媒生物图片信息的粗加工处理，处理后的数据可利用4G/5G、蓝牙、USB和RS485中的一种或多种通信方式向上位机传送，从而在为后续在后台上位机进行的图像处理与识别提供数据参考的同时减轻后台处理的压力。其中，预处理步骤可包括图像采集、初值滤波、图像分割、中值滤波、拉普拉斯算子处理、平滑/归一化、特征参数提取和特征参数分析，特征参数分析可包括数据归类和数据比对。

所述方法是对各种传感器、摄像头采集的数据进行分析和处理。通过对采集到的病媒生物图像信息的预处理，实现特征参数提取、数据归类、数据比对的粗加工处理，进而建立和不断训练预测模型，进而实现对图像信息进行初判断，初判断结果用于为后续的图像识别算法模型和人工智能算法模型提供数据参考。有助于进一步提高识别准确率和精度。且减轻了服务器在大数据处理与分析上的压力。

数据处理与分析单元除了执行上述的在线信息处理方法，还用来执行对装置的其他各组成单元的电子电器设备进行监测、预警和控制，即，对摄像机采集图像的拍照控制、二氧化碳的阀门控制、各类风扇的吸风/排风开关控制、诱捕液的填充开关控制等，还包括启停时间、运行的逻辑顺序、运行周期等。

本实用新型技术方案，适用于复杂环境下的病媒生物诱捕，能够方便的进行病媒生物图像采集和图像信息预处理及特征参数提取，具有效率高、准确性高、数据传输时效性高等优点，可以解决现有技术中病虫害监测设备集成度差，效率低，不同类型病虫害数据间处理复杂度高，采集结果误差大，实时数据更新不及时，传输时效性差，人工成本高等缺陷，从而方便在不同生态环境状态下对病媒生物的有效测报，并提高安装便捷性。

本实用新型通过远程监测和集中控制技术提高应急响应机制，降低人力和时间成本；通过垂直和侧方位双摄像头识别的图像获取装置和频域高频FFT检测图像预处理算法提高病媒生物监测的识别准确率；装置扩展性强和增加灵活性，可集成多种传感器实现环境监测，同时针对智慧生态，可基于建立的病媒生物算法模型对多种病虫害进行测报和防治等优点。

本实用新型通过采用高性能嵌入式芯片和嵌入式控制技术保证装置的持续高效稳定的工作，基于传统的***设计支撑模式识别、人工智能算法从而提高病媒生物模型的准确率，通过新型自组网技术实现更可靠地远程数据传输。

以上，通过具体实施例对本实用新型的技术方案进行了详细说明。在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详细描述的部分，可以参见其它实施例的相关描述。

应当理解，上述各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；本领域的普通技术人员，可以对上述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和保护范围。

Claims (7)

1.一种带有双摄识别吸附式病媒生物情测报装置，其特征在于，

包括：外壁单元和安装于外壁单元的上盖单元、内腔接虫单元、数据处理与分析单元和通信单元；

所述上盖单元，用于利用二氧化碳、诱捕液和诱捕灯光中的一种或多种对病媒生物进行诱捕，并利用垂直摄像头对诱捕的病媒生物进行实时图像采集；

所述内腔接虫单元，用于对诱捕的病媒生物进行吸附，并利用侧摄像头对吸附的病媒生物进行实时图像采集；

所述通信单元，用于提供4G/5G、蓝牙、USB和RS485中的一种或多种通信方式；

所述数据处理与分析单元，用于对采集的病媒生物的图像信息进行预处理，通过所述通信单元向上位机传送数据。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括：

接集尸盒单元，用于对病媒生物的尸体进行收集；

电池单元，用于提供电源；

电压处理单元，用于对电源进行电压处理后，输出给装置的各组成单元进行供电。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，

所述上盖单元设于外壁单元的外部上方，包括顶盖、加热盖、用于容纳诱捕液的诱捕液舱、用于容纳二氧化碳的二氧化碳气舱、用于加热诱捕液的加热装置、垂直摄像头支架、锥盖、垂直摄像头和补光灯板。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，

所述上盖单元与外壁单元之间的间距可调，以实现对不同病媒生物的诱捕；

所述补光灯板上的灯光类型可调，以实现对不同类型病媒生物的诱捕。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，

所述内腔接虫单元设于外壁单元的内部上端，包括侧摄像头、侧摄像头罩、上漏斗、接虫板、下漏斗、风扇、内腔壁和内腔底盖。

6.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，

所述接集尸盒单元设于外壁单元的内部中段，包括接尸漏斗、集尸盒和吸风风扇。

7.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，

所述电池单元设于外壁单元的内部底部，包括太阳能充放电电池、光伏板和控制器；所述太阳能充放电电池采用磷酸铁锂电池或铅酸电池，通过导线与光伏板和控制器相连。

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