一種自適應(yīng)捕蟲方法
【專利摘要】一種自適應(yīng)捕蟲方法，屬于捕蟲【技術(shù)領(lǐng)域】。在有蟲害的地方設(shè)置捕m個捕蟲燈，m為整數(shù)并且m≥1；每個捕蟲燈之間是互相通信，相鄰節(jié)點(diǎn)燈之間可以通過通信模塊直接通信，不相鄰的節(jié)點(diǎn)燈以中間節(jié)點(diǎn)燈為中繼路由以多跳的形式實(shí)現(xiàn)通信；這樣m個捕蟲燈形成捕蟲燈網(wǎng)絡(luò)；控制器控制捕蟲燈的發(fā)光頻率；每個捕蟲燈具有捕蟲計數(shù)功能；每個節(jié)點(diǎn)捕蟲燈裝置包括燈、燈驅(qū)動電路、與驅(qū)動電路相連的微處理器，其中微處理器包括隨機(jī)函數(shù)模塊以及參數(shù)值設(shè)置模塊、光電傳感器模塊；隨機(jī)函數(shù)模塊根據(jù)不同的參數(shù)值隨機(jī)產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)，隨機(jī)數(shù)經(jīng)驅(qū)動電路后驅(qū)動燈發(fā)出不同頻率的光。
【專利說明】一種自適應(yīng)捕蟲方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種自適應(yīng)捕蟲方法，屬于捕蟲【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]據(jù)調(diào)查，因農(nóng)業(yè)害蟲而損失的糧食產(chǎn)量占世界糧食總產(chǎn)量的10%_15%，傳統(tǒng)的防治方法主要有物理防治和化學(xué)防治，其中化學(xué)防治會造成環(huán)境污染、害蟲抗藥性增加等不利后果；物理防治中利用害蟲的趨光特性通過捕蟲燈誘殺的方式，由于其低成本、環(huán)保、效率高燈特點(diǎn)，已成為主流的捕蟲方法。下面分別從害蟲趨光特性機(jī)理、現(xiàn)有捕蟲燈技術(shù)比較兩方面做一下介紹。
[0003]1、害蟲趨光特性機(jī)理
[0004]趨光性昆蟲的視網(wǎng)膜上有一種色素，它能吸收某一特殊波長的光，并引起反應(yīng)，刺激視覺神經(jīng)，通過神經(jīng)系統(tǒng)指揮運(yùn)動器官，從而引起昆蟲翅和足的運(yùn)動，趨向光源。在波長為320-400nm長波紫外光和可見光的光譜范圍內(nèi)，光譜范圍越寬，誘蟲種類越多。
[0005]2、現(xiàn)有捕蟲燈技術(shù)比較
[0006]目前，黑光燈、頻振式殺蟲燈、雙光燈、以及太陽能LED殺蟲燈等已被廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)捕蟲領(lǐng)域。這些新型農(nóng)業(yè)捕蟲技術(shù)，節(jié)能環(huán)保，投入資金少，但是仍存在不足。
[0007]綜上分析可知，現(xiàn)有的捕蟲燈存在的共同缺點(diǎn)是單燈不能測得自身的捕蟲量、燈發(fā)光頻率等信息，單燈波長單一化；多燈同時工作時，燈與燈之間獨(dú)立工作，不能協(xié)同工作。這樣就會出現(xiàn)不能很好的殺 滅害蟲。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明針對以上問題的提出了一種自適應(yīng)捕蟲方法。
[0009]本發(fā)明的技術(shù)手段如下:
[0010]1、一種自適應(yīng)捕蟲方法，其特征在于:包括以下幾個步驟:
[0011]第一步:在有蟲害的地方設(shè)置捕m個捕蟲燈，m為整數(shù)并且m3 I ;每個捕蟲燈之間是互相通信，相鄰節(jié)點(diǎn)燈之間可以通過通信模塊直接通信，不相鄰的節(jié)點(diǎn)燈以中間節(jié)點(diǎn)燈為中繼路由以多跳的形式實(shí)現(xiàn)通信；這樣m個捕蟲燈形成捕蟲燈網(wǎng)絡(luò)；控制器控制捕蟲燈的發(fā)光頻率；每個捕蟲燈具有捕蟲計數(shù)功能；每個節(jié)點(diǎn)捕蟲燈裝置包括燈、燈驅(qū)動電路、與驅(qū)動電路相連的微處理器，其中微處理器包括隨機(jī)函數(shù)模塊以及參數(shù)值設(shè)置模塊、光電傳感器模塊；隨機(jī)函數(shù)模塊根據(jù)不同的參數(shù)值隨機(jī)產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)，隨機(jī)數(shù)經(jīng)驅(qū)動電路后驅(qū)動燈發(fā)出不同頻率的光；當(dāng)害蟲被捕捉時會遮擋光電傳感器發(fā)出的光脈沖，產(chǎn)生脈沖延遲信號，根據(jù)此信號的個數(shù)可以測得每個節(jié)點(diǎn)燈的捕蟲量，設(shè)定捕蟲燈的初始頻率以此光照強(qiáng)度為參考，設(shè)定m個捕蟲燈共發(fā)出(n+1)個不同頻率-fn;每個捕蟲燈將各自的捕蟲量和各自的捕蟲燈發(fā)出的波長這兩個信息發(fā)送給其他的捕蟲燈；
[0012]第二步:采用自適應(yīng)方法捕蟲。
[0013]2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自適應(yīng)捕蟲方法，其特征在于:第二步所述的自適應(yīng)方法捕蟲為:
[0014]第一步:對捕蟲燈網(wǎng)絡(luò)的每個燈設(shè)置不完全相同的初始發(fā)光波長，發(fā)光波長的范
圍在fQ~fn ;
[0015]第二步:每個捕蟲燈計算各自的捕蟲量；
[0016]第三步:捕蟲燈工作一段時間后可以得到最大捕蟲量捕蟲燈的發(fā)光波長，這時把一部分w個捕蟲燈發(fā)光波長設(shè)置為與最大捕蟲量的捕蟲燈的發(fā)光波長一致，設(shè)置最大捕蟲量的捕蟲燈的發(fā)光波為ft，f ft fn ;其余m-w個捕蟲燈的波長設(shè)置不完全相同的波長，m-w個捕蟲燈的波長范圍fm_w設(shè)置&~fm_w，fm_w~fn ；
[0017]第四步:捕蟲燈計算各自的捕蟲量，當(dāng)捕蟲燈的捕蟲總量量降低到一個閾值時，回到第一步重新開始。
[0018]本發(fā)明原理及有益效果:傳統(tǒng)的黑光燈捕蟲和本文提出的一種自適應(yīng)捕蟲方法都能誘捕害蟲，但是防治效果存在明顯的差異，其原因是傳統(tǒng)的燈光捕蟲方法每個燈的發(fā)光頻率單一，且燈與燈之間不能通信來適應(yīng)環(huán)境中蟲的變化，所以捕蟲量維持在相對低的值，且捕蟲效果不穩(wěn)定。但是本論文提出的一種自適應(yīng)捕蟲方法，捕蟲燈發(fā)光波長多樣，并且燈之間可以相互通信，使捕蟲網(wǎng)絡(luò)隨蟲種類、數(shù)量的變化，自適應(yīng)調(diào)節(jié)誘蟲波長，所以最終捕蟲量較高，且捕蟲效果穩(wěn)定。(I)單燈的多頻率特性。每個捕蟲燈可隨環(huán)境中害蟲種類變化相應(yīng)的調(diào)節(jié)自身頻率，提高了對環(huán)境的監(jiān)測敏感度和捕蟲的有效性；(2)多個捕蟲燈構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)的協(xié)調(diào)工作。網(wǎng)路中每個捕蟲燈對捕蟲數(shù)的計算及燈節(jié)點(diǎn)間的相互通信，使網(wǎng)絡(luò)可以自適應(yīng)得到捕蟲最有效的波長，即最佳波長，并將大部分燈調(diào)為最佳波長，由此可有效捕殺害蟲，同時又保證部分節(jié)點(diǎn)為非最佳波長，這部分燈起到監(jiān)測環(huán)境中蟲種類變化的作用，最終實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)捕蟲方法的最優(yōu)化。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1是單燈結(jié)構(gòu)簡圖。。
[0020]圖2 (a)本發(fā)明的一個實(shí)施例的第一步簡圖。
[0021]圖2 (b)本發(fā)明的一個實(shí)施例的第二步簡圖。
[0022]圖3本發(fā)明的流程圖。
[0023]圖4本發(fā)明的一個實(shí)施例的流程圖。
[0024]圖5黑光燈捕蟲方法與發(fā)明提出的方法捕蟲效果比`較。
[0025]圖6黑光燈捕蟲與本發(fā)明提出的方法捕蟲比較。
【具體實(shí)施方式】
[0026]一種自適應(yīng)捕蟲方法，其特征在于:包括以下幾個步驟:
[0027]1、第一步:在有蟲害的地方設(shè)置捕m個捕蟲燈，m為整數(shù)并且m3 I ;每個捕蟲燈之間是互相通信，相鄰節(jié)點(diǎn)燈之間可以通過通信模塊直接通信，不相鄰的節(jié)點(diǎn)燈以中間節(jié)點(diǎn)燈為中繼路由以多跳的形式實(shí)現(xiàn)通信；這樣m個捕蟲燈形成捕蟲燈網(wǎng)絡(luò)；控制器控制捕蟲燈的發(fā)光頻率；每個捕蟲燈具有捕蟲計數(shù)功能；`每個節(jié)點(diǎn)捕蟲燈裝置包括燈、燈驅(qū)動電路、與驅(qū)動電路相連的微處理器，其中微處理器包括隨機(jī)函數(shù)模塊以及參數(shù)值設(shè)置模塊、光電傳感器模塊；隨機(jī)函數(shù)模塊根據(jù)不同的參數(shù)值隨機(jī)產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)，隨機(jī)數(shù)經(jīng)驅(qū)動電路后驅(qū)動燈發(fā)出不同頻率的光；當(dāng)害蟲被捕捉時會遮擋光電傳感器發(fā)出的光脈沖，產(chǎn)生脈沖延遲信號，根據(jù)此信號的個數(shù)可以測得每個節(jié)點(diǎn)燈的捕蟲量，設(shè)定捕蟲燈的初始頻率以此光照強(qiáng)度為參考，設(shè)定m個捕蟲燈共發(fā)出(n+)個不同頻率A-fn;每個捕蟲燈將各自的捕蟲量和各自的捕蟲燈發(fā)出的波長這兩個信息發(fā)送給其他的捕蟲燈；
[0028]第二步:采用自適應(yīng)方法捕蟲。
[0029]2、根據(jù)權(quán)利要求所述的一種自適應(yīng)捕蟲方法，其特征在于:第二步所述的自適應(yīng)方法捕蟲為:
[0030]第一步:對捕蟲燈網(wǎng)絡(luò)的每個燈設(shè)置不完全相同的初始發(fā)光波長，發(fā)光波長的范
圍在fQ-fn ;
[003]第二步:每個捕蟲燈計算各自的捕蟲量；
[0032]第三步:捕蟲燈工作一段時間后可以得到最大捕蟲量捕蟲燈的發(fā)光波長，這時把一部分w個捕蟲燈發(fā)光波長設(shè)置為與最大捕蟲量的捕蟲燈的發(fā)光波長一致，設(shè)置最大捕蟲量的捕蟲燈的發(fā)光波為ft，f。 ft fn ;其余m-w個捕蟲燈的波長設(shè)置不完全相同的波長，m-w個捕蟲燈的波長范圍fm_w設(shè)置&-fm_w，fm_w-fn ；
[0033]第四步:捕蟲燈計算各自的捕蟲量，當(dāng)捕蟲燈的捕蟲總量量降低到一個閾值時，回到第一步重新開始。
[0034]1關(guān)于捕蟲燈基本特性的介紹
[0035]1)燈光捕蟲原理
[0036]燈光捕蟲的工作原理是利用趨光性害蟲趨光的習(xí)性，引誘其趨向光源，在光源外圍設(shè)置高壓網(wǎng)或燈下放裝有毒劑或性激素的水盆殺滅各種夜行害蟲，是將光伏發(fā)電技術(shù)、照明技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)相結(jié)合的一種害蟲誘殺裝置。由于其環(huán)保、使用壽命長等特點(diǎn)，適合在農(nóng)林行業(yè)的害蟲防治與測報。
[0037]2)問題的理論描述
[0038]本論文針對傳統(tǒng)捕蟲燈存在的單燈頻率單一化、多燈不能通信造成捕蟲效率低的問題，提出了一種自適應(yīng)捕蟲方法。該方法由多燈自適應(yīng)捕蟲網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成，其中單燈具有可選頻性，并且燈節(jié)點(diǎn)間可協(xié)調(diào)工作。下面給出此問題的理論描述:
[0039]根據(jù)多燈網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)間的協(xié)調(diào)工作，捕蟲燈可以發(fā)出多種波長，波長的組合A, λ2...λ n，并得出相應(yīng)的捕蟲量QA，Qa2...0值，也就是得λ為自變量的多元時變捕蟲量函數(shù)，問題就是怎樣使捕蟲量Ολ的期望值保持最大。
[0040]對于傳統(tǒng)的黑光燈捕蟲，捕蟲燈波長在365nm附近，波長單一固定，因此對于特定環(huán)境捕蟲量1的期望值也是相對不變的。
[004]3)自適應(yīng)捕蟲方法數(shù)學(xué)模型
[0042]本發(fā)明提出了一種自適應(yīng)捕蟲方法，由多燈自適應(yīng)捕蟲網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成，其中單燈具有可選頻性，并且燈節(jié)點(diǎn)間可協(xié)調(diào)工作。
[0043]首先介紹下中心極限定理，如果隨機(jī)變量為大量(乃至無窮多個)隨機(jī)因素的總合，其中每個隨機(jī)因素的單獨(dú)作用微不足道，而且各因素的作用相對均勻，那么它就服從(或近似地服從)正態(tài)分布，下面我們將按嚴(yán)格的數(shù)學(xué)形式來表述這一定理。
[0044]在許多情形下，隨機(jī)變量X可以表示為或近似地表示為大量獨(dú)立隨機(jī)變量之和，
[0045][0046]其中，式中Ipl1......ξη直觀上表示某種隨機(jī)因素的效應(yīng)，假如式(I)包含了決定X的充分多的隨機(jī)因素的效應(yīng)(即η充分大)，則多種隨機(jī)因素的效應(yīng)之和∑n i=1 ζ1的分布就近似于X的分布，即X的分布是正態(tài)分布。
[0047]而對于本論文提出的一種自適應(yīng)捕蟲方法，此方法中單燈具有可選頻性，多燈捕蟲總量Qa即符合上面介紹的中心極限定理，它是不同波長λ捕捉的不同種類的蟲子數(shù)量之和歸一化，即如下式(2)所示
【權(quán)利要求】
1.一種自適應(yīng)捕蟲方法，其特征在于:包括以下幾個步驟: 第一步:在有蟲害的地方設(shè)置捕m個捕蟲燈，m為整數(shù)并且m3 I ;每個捕蟲燈之間是互相通信，相鄰節(jié)點(diǎn)燈之間可以通過通信模塊直接通信，不相鄰的節(jié)點(diǎn)燈以中間節(jié)點(diǎn)燈為中繼路由以多跳的形式實(shí)現(xiàn)通信；這樣m個捕蟲燈形成捕蟲燈網(wǎng)絡(luò)；控制器控制捕蟲燈的發(fā)光頻率；每個捕蟲燈具有捕蟲計數(shù)功能；每個節(jié)點(diǎn)捕蟲燈裝置包括燈、燈驅(qū)動電路、與驅(qū)動電路相連的微處理器，其中微處理器包括隨機(jī)函數(shù)模塊以及參數(shù)值設(shè)置模塊、光電傳感器模塊；隨機(jī)函數(shù)模塊根據(jù)不同的參數(shù)值隨機(jī)產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)，隨機(jī)數(shù)經(jīng)驅(qū)動電路后驅(qū)動燈發(fā)出不同頻率的光；當(dāng)害蟲被捕捉時會遮擋光電傳感器發(fā)出的光脈沖，產(chǎn)生脈沖延遲信號，根據(jù)此信號的個數(shù)可以測得每個節(jié)點(diǎn)燈的捕蟲量，設(shè)定捕蟲燈的初始頻率以此光照強(qiáng)度為參考，設(shè)定m個捕蟲燈共發(fā)出(n+1)個不同頻率~fn ;每個捕蟲燈將各自的捕蟲量和各自的捕蟲燈發(fā)出的波長這兩個信息發(fā)送給其他的捕蟲燈； 第二步:采用自適應(yīng)方法捕蟲。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自適應(yīng)捕蟲方法，其特征在于:第二步所述的自適應(yīng)方法捕蟲為: 第一步:對捕蟲燈網(wǎng)絡(luò)的每個燈設(shè)置不完全相同的初始發(fā)光波長，發(fā)光波長的范圍在f0 ~4 ; 第二步:每個捕蟲燈計算各自的捕蟲量； 第三步:捕蟲燈工作一段時間后可以得到最大捕蟲量捕蟲燈的發(fā)光波長，這時把一部分w個捕蟲燈發(fā)光波長設(shè)置為與最大捕蟲量的捕蟲燈的發(fā)光波長一致，設(shè)置最大捕蟲量的捕蟲燈的發(fā)光波為ft，f0≤ ft ≤fn ;其余m_w個捕蟲燈的波長設(shè)置不完全相同的波長，m-w個捕蟲燈的波長范圍fm_w設(shè)置fo~f?，fm_w~fn ; 第四步:捕蟲燈計算各自的捕蟲量，當(dāng)捕蟲燈的捕蟲總量量降低到一個閾值時，回到第一步重新開始。
【文檔編號】A01M1/04GK103444678SQ201310279587
【公開日】2013年12月18日 申請日期:2013年7月4日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月4日
【發(fā)明者】王智森, 楊慧, 侯天印, 劉書翰, 苗美媛, 畢建峰 申請人:大連工業(yè)大學(xué)