防控新技术

您的位置:首页 > 技术服务 > 防控技术 > 防控新技术 >

鼠害智能监测防控系统

来源:   发布时间:2021-11-25 14:07:15   浏览:

1、鼠害智能监测系统

        目前对鼠害监测主要依靠传统手段,如粉剂法、鼠夹法、粘鼠板、目测法等方法,在鼠密度计算及鼠情评价上存在诸多不足,如误差大、效率低,无法观察鼠类形态特征、活动规律等。

\

        随着大数据、物联网、云计算、人工智能等技术的不断发展,通过采用图像自动采集、数字图像处理、人工智能识别、无线传输等多项技术融合构建监测系统,可实现对鼠情的实时监测管理。在现有的鼠害智能监测系统中,最具有代表性的莫过于鼠害物联网智能监测系统(VIMS4.0)。

\

图1 鼠害物联网智能监测系统(VIMS4.0)

        鼠害物联网智能监测系统是将计算机视觉技术、大数据技术、模式识别技术融合生物分类学、几何形态学和生物信息学设计研发的全新监测平台,专用于啮齿动物动态数据精准采集、处理分析预测预警,为农牧、林草、口岸、城市公共卫生等领域各类生态系统啮齿动物科学监测、风险分析、危险度评价和风险管理提供技术支持和数据服务。

       该系统由4个子系统组成:

(1)基于物联网的数据采集系统,即鼠情监测终端,主要部件组成包括箱体、红外监测模块、体重测量模块、温度湿度模块、高清摄像模块(像素1920×1080)、无线通信模块、大容量直流电源等;

(2)基于机器视觉的模式识别系统, 通过对摄像机采集的视频序列图像进行分析,利用粒子滤波器在每一帖图像中定位运动害鼠,利用时间序列分析方法对害鼠的行为序列进行分析、建模,并利用模型解析行为数据,从而实现害鼠分类分析;

(3)基于大数据的挖掘分析系统,利用分布式聚类方法将特征相近的害鼠聚成一类,对每个聚类利用基于多层卷积神经网络的深度学习模型,对多分类的害鼠图像进行建模训练,从而实现高精度的害鼠识别分类。在聚类分析结果基础上,利用深度学习方法对害鼠图片进行建模分析,训练生成自动识别害鼠的分类器;

(4)可视化展示系统,将各种类型的数据,通过不同的呈现方式,包括结合地理信息系统、数据统计图表、三维建模、时空态势展示等丰富的展现形式,将数据直观地呈现给用户。

        其中,集成了模式识别系统的鼠情监测终端主要安装在农区、林区等监测区域,基于大数据的挖掘分析系统和可视化展示系统集中在青岛数据中心。

        基于鼠情监测终端实时记录的害鼠影像、体重、活动节律、环境信息、地理坐标等参数,通过智能识别系统自动对害鼠种类进行鉴定并分类统计。通过大数据挖掘分析系统,输出展示监测区可视化分析,如鼠种分布主题分析、群落结构分析、种群数量动态分析、密度趋势分析、数据对比关联分析、年报数据分析、监测视频元数据查询、监测设备分布查询及异常设备实时预警等(曾娟等,2019)。

2、鼠害智能防控系统

       常用灭鼠方法为机械法、化学药物法、生物防治法等。

       机械灭鼠法如鼠夹,其灭鼠效率低,难以重复使用,且不适用于大面积或害鼠密度高的情况。化学药物法易对人、畜造成危害。此外,室内驱鼠产品较为丰富,通过多种方案均能达到驱鼠的效果,但室外的驱鼠产品少见,尤其是针对草原农田的产品驱鼠效果一般,并不能大面积、远距离地有效驱鼠。

       根据西北地区地广人稀、太阳能资源丰富等自然条件,刘成(2021)设计了一款太阳能农田草原防盗智能驱鼠装置,产品实物如图2所示,该装置体积小,由太阳能供给电能,AT89C51单片机作为主控,可从多方面检测老鼠的活动情况,并通过传感器将信息反馈至单片机,根据不同鼠类的听觉频率自动筛选数据库,通过计算发射出针对活动鼠类的可变频超声波和猫叫声,主要是利用25000Hz~50000Hz频率的超声波干扰老鼠的神经系统,以此刺激和破坏老鼠的大脑、听觉系统。

\

图2 太阳能农田草原防盗智能驱鼠装置

        整个装置由主控模块、太阳能光伏板和蓄电池模块、猫叫芯片、超声波模块、红外传感器和声波传感器组成。

       在鼠类繁殖高峰期,即4月至6月,该装置在某草原和玉米地分别进行了实验,按0.067hm2地计算,老鼠破坏玉米面积下降30%,可提高经济收益约168元,老鼠破坏草原面积下降20%。该装置一次性安装好后,系统自动运行,当灭鼠量达到一定数量时,系统将报警并把信息反馈至客户,进行鼠类尸体清理;该装置的电源部分具有自动向阳转动功能,在白天可根据太阳的经纬度进行旋转,保障最大能源供给,且其功率较小,蓄电池在连续阴雨天可提供5个工作日的能量供给。

参考文献

曾娟,韩立亮,郭永旺,赵心蕊.基于大数据的物联网智能监测系统在农区鼠害监测中的应用效果初报[J].中国植保导刊,2019,39(07):28-35.

刘成.基于AT89C51的太阳能农田防盗智能驱鼠装置设计[J].南方农机,2021,52(04):123-124.

免责声明:以上部分图片和资料均来源于网络,由我方整理,版权归原作者所有;内容如有不妥之处,请联系改正或删除 。

关于我们 / 网站声明 / 管理员登录 /