祁东县2018年佳多ATCSP物联网系统应用情况总结

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　　[摘要]本文对佳多ATCSP物联网系统应用情况进行试验示范，对系统内虫情信息自动采集、小气候信息自动采集、病虫远程实时监测和病虫监测预警无线遥控运用进行综合分析，证实其实用效果，以便将来提升现代植保预警预测水平，加快推进新型测报工具示范推广与应用，推进农作物重大病虫害监测自动化、信息化。
　　[关键词]物联网;虫情;小气候;远程监控
　　近年来，受气候变化、生产水平提高和病虫抗药性增强等因素影响，农作物重大病虫害发生规律和趋势较以往出现了更多新变化和新特点，导致病虫害监测和预报任务变得更为复杂和艰巨，传统“一个盘、一根棍、一盏灯”病虫测报技术手段相对落后于社会发展。为了探求新的测报方法，根据湖南省植保植检站的安排，受祁东县植保植检中心的委托，我们对运用佳多ATCSP物联网系统实施虫情信息实时监测、自动记载和远程传输试验示范，现将其结果报道如下。
　　1试验的基本情况
　　1.1试验地点
　　本试验位于祁东县风石堰镇杨井堰村谢财生责任田内，面积1.5亩，海拔高度125.5米，东经111°58’54.65”，北纬26°49'22.43”，区域内主栽作物为双季水稻，水田面积1652.5亩。
　　1.2试验材料
　　1.2.1佳多ATCSP物联网监测系统
　　本系统安装于2017年12月，该ATCSP物联网监测系统由河南佳多科工贸有限责任公司生产提供，该系统包括虫情信息自动采集、小气候信息自动采集、病虫远程实时监测和病虫监测预警无线遥控综合分析（ATCSP专用）等四大系统组成。
　　1.2.2 佳多牌自动虫情测报灯
　　作对照安装于2015年12月，也由河南佳多科工贸有限责任公司生产，距离ATCSP物联网100米以外，以防相互干扰影响。
　　1.3试验方法
　　本试验设佳多ATCSP物联网监测系统区和对照区佳多牌自动虫情测报灯。ATCSP物联网我县应用了3个监测系统：是小气候信息采集系统。包含百叶箱、风向标、雨量筒、蒸发量筒、辐射量测量仪、地温探头等。系统每隔10min实时记录空气温度、空气湿度、土壤温度（10cm、20cm、30cm）、土壤湿度、光照度、蒸发量、风速、风向、结露、气压、总辐射、光合有效辐射等气象因子数据。自动统计每天的各个因子的平均值。二是生态远程监控系统。远程监控系统的可连续定点摄像，定点拍照，全程录像，并通过电脑控制摄像头拍摄方向，调节焦距和倍数，对田间作物种类、生育进度、分布状况及观测场等进行实时监测。监控系统上的高清摄像头可观察到叶面上病虫害发生情况，可以将采集的各类数据和拍摄画面传送到中央控制室的电脑上，也可以对监测区范围的情况进行监控、录像，画面清晰，从而为病虫防治工作提供依据。其单路摄像进行定点监控范围达到：10m以内可以观测到植物叶面、茎干蚜虫等害虫，25m内可以看到病虫害的发生状况，200m内可清晰的监测到植物叶面等生长情况，500m内看观察本区域范围内作物整体长势状况，1000m内可直观本区域内边缘轮廓、特征。三是虫情信息采集系统。系统对害虫、天敌种群实现野外昆虫自动诱集、红外处理、时段取像、信息无线传输。虫情信息采集系统工作原理昆虫收集在集虫筒内，通过红外线将未死的杀死并烤干。达到设定时间阀门打开，同时落虫盘转动，昆虫撒在落虫盘上，摄像头拍照。扫虫刷扫除虫子，进入下一周期。照片上传至电脑。拍照间隔可通过红外处理时间调整，可分为10档。根据虫量大小调整拍照间隔，虫量多时，拍照间隔宜短，减少虫子堆集。反之宜长，减少照片张数。扫下来的昆虫集中在收虫盆中，进行人工计数，与物联网传输图片计数比对，验证数据的可靠性。虫情信息采集系统处理过程：诱虫灯诱虫一落虫盘接虫一摄像头拍照一扫虫刷扫虫一接虫箱收虫，数据的传输每个系统将采集的数据、照片等通过无限传输设备传输到离监测点3米左右的主机上，数据经主机处理后再传输到物联网，工作人员就可以直接在办公室电脑查看所有的数据信息。试验数据采集方法监测害虫种类：稻纵卷叶螟、大螟、稻飞虱、二化螟4种。虫情自动化监测系统根据全天候实时采集，自动上传的高清图像数据可准确掌握区域内害虫发生、发展数据信息。该系统我们经过2018年1-4月多次磨合测试，2018年4月25日正常运作开始至2018年9月30日止。
　　1.4数据统计与分析
　　每天统计各监测实际情况，所有监测情况记录（表：2018年祁东物联网系统对比诱虫情况记载表），稻纵卷叶螟、大螟、稻飞虱、二化螟4种常规监测工具的使用和记载方法按害虫测报技术规范执行。分析误差的原因，以便今后完善运用。
　　2结果与分析
　　2.1诱捕昆虫的效果比较
　　在156天（除7/1、7/2、7/3中3天维修外）的监测过程中，从记载表（详见表）可知诱捕采集二化螟、稻纵卷叶螟、稻飞虱、大螟四种昆虫数目，其中物联网拍照目数分别2070只、531只、2922只、80只，物联网收虫数分别2108只、539只、3020只、82只，自动虫情灯对照数分别2349只、673只、3570只、119只，且二化螟诱蛾高峰物联网和自动虫情灯一代都是4/28（第二次，第一次错过），诱蛾量分别45只、59只;二代第一次都是6/17，诱蛾量分别81只、77只，第二次都是6/28，诱蛾量分别53只、50只;三代第一次都是7/25，诱蛾量分别55只、54只，第二次都是7/31，诱蛾量分别38只、41只;四代第一次都是9/2，诱蛾量分别38只、42只，第二次都是9/9，诱蛾量分别49只、47只。稻纵卷叶螟诱蛾高峰物联网和自动虫情灯一代迁入都不明显;二代迁入第一次都是5/28，诱蛾量分别12只、12只，第二次都是6/2，诱蛾量分别16只、24只，第三次都是6/24，诱蛾量分别8只、11只;三代迁入第一次都是7/10，诱蛾量分别5只、6只，第二次都是7/14，诱蛾量分别8只、10只，第三次都是7/23，诱蛾量分别35只、17只;四代迁人第一次都是8/5，诱蛾量分别13只、11只，第二次都是8/9，诱蛾量分别9只、8只;五、六代迁人只有次都是9/1，诱蛾量分别11只、10只;稻飞虱高峰物联网和自动虫情灯一代迁人第一次都是4/28，诱虫量分别6只、7只，第二次都是5/3，诱虫量分别5只、6只，第三次都是5/9，诱虫量分别15只、21只，第四次都是5/13，诱虫量分别25只、30只，第五次都是5/25，诱虫量分别22只、30只;二代迁入第一次都是6/2，诱虫量分别44只、56只，第二次都是6/8，诱虫量分别20只、27只，第三次都是6/14，诱虫量分别23只、21只，第四次都是6/25，诱虫量分别24只、25只;三代迁入第一次都是7/10，誘虫量分别33只、29只，第二次都是7/14，诱虫量分别22只、35只，第三次都是7/25，诱虫量分别38只、44只;四代第一次都是8/4，诱虫量分别29只、30只，第二次都是8/18，诱虫量分别18只、20只，第三次都是8/28，诱虫量分别39只、40只;五、六代迁入第一次都是9/2，诱虫量分别54只、57只，第二次都是9/19，诱虫量分别20只、23只，第三次都是9/25，诱虫量分别24只、28只;大螟因发生量不大，都没有明显诱蛾高峰，可见物联网和自动虫情灯对本县二化螟、稻纵卷叶螟、稻飞虱、大螟四种主要昆虫均有较好的诱捕效果，均能体现发生变化，涨消趋势一致，但诱捕效果有些差异。物联网与自动虫情灯诱虫差异原因：两者相差100米，各自周围水稻种植水平（施肥、灌水、除草、病虫害防控等）有差异而田间小气候不同，导致各自周围田间虫量不同而引起。 　　2.2物联网诱虫的准确性
　　在156天的监测过程中，从记载表可知，物联网中拍照数与收虫数数二化螟、稻纵卷叶螟、稻飞虱、大螟四种主要昆虫数据出现差异分别19天、7天、36天、1天，误差率分别为12.18%、4.49%、23.08%、0.64%，平均误差率为10.10%，可见物联网系统拍照清晰，准确性较高，但诱虫的绝对量仍有差别，特别是稻飞虱误差率23.08%。差别的原因：一是稻飞虱昆虫体积较小，难辨别影响图片有效计数;二是在晚上19点一21点诱虫量较多时，易堆积，虫体较小的被覆盖，无法数;三是虫体特征不明显，易被漏计。从试验示范可知物联网准确性较高，可作虫情预测预报用，且以河南佳多研发生物传感硬件为前端感知层，在具有中国特色传统农业的基础上，结合通过互联网与无线技术，实现自动完成野外田间病虫实时监测、小气候数据实时采集、建立病虫发生趋势预警专用模型，通过大数据平台运算分析智能遥控指挥物理、生物手段的无害化防控工具、智能调控滴灌、水肥一体化、设施农业大棚等相关设备，在生产上运用可作试验示范。
　　2.3物联网小气候的准确性
　　通过小气候信息采集系统与县气象局采集的各气象因子的比较，以评估ATCSP小气候采集系统的数据准确性，小气候信息采集系统的日平均气温、日最高气温、日最低气温、日相对湿度与县气象局四种数据进行比对。试验156天期间日平均气温为26.13C，日最高气温39.5C，日最低气温15.7C，总降雨量为714.6mm，期间有5天降雨量大于40mm，与县气象局统计资料差不多，可见物联网小气候的准确性好。
　　3结论与讨论
　　根据佳多ATCSP物联网系统应用试验，结果表明：一是准确率、可靠性较高。对田间主要害虫（二化螟、稻纵卷叶螟、稻飞虱、大螟）平均误差率为10.10%，可见对害虫发生发展期预测的准确性和可靠性较高，结合田间系统调查和大面积调查，能很好地指导大面积防治。二是信息量大。ATCSP物联网生态远程实时监测系统可定时采集作物、植物生长发育状态和各类生物在自然状态下的动态、病虫害活动的高清图片，农作物的长势也清晰可见。还可采集小气候和拍照虫情。三是减轻劳动强度。ATCSP物联网单路摄像进行定点监控范围达到：10m以内可以观测到植物叶面、茎干蚜虫等害虫，25m内可以看到病虫害的发生状况，200m内可清晰的监测到植物叶面等生长情况，500m内看观察本区域范围内作物整体长势状况，1000m内可直观本区域内边缘轮廓、特征。這些画面，通过无线网络传输，千百里外也可以通过手机电脑也能实时看到，被称为测报人员的“听诊器”“千里眼”，降低测报工作人员劳动强度。
　　总之，ATCSP物联网系统可作为虫情预测预报用。但建议应改装为主要害虫自动识别，达到更加简化系统，提高效率。附件：
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