如何利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)來設(shè)計昆蟲吊飛裝置

現(xiàn)代電子技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的進步使得物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用獲得了極大的發(fā)展，它被稱為繼計算機、互聯(lián)網(wǎng)之后世界信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展的第三次浪潮。物聯(lián)網(wǎng)的一個是重要特征是全面感知。利用射頻識別RFID、傳感器、二維碼等隨時隨地獲取物體的信息。

農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)是基于傳感器技術(shù)構(gòu)建的智能化作物管理系統(tǒng)，其依賴物聯(lián)網(wǎng)和傳感器與信息技術(shù)，實現(xiàn)了傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)和現(xiàn)代信息化技術(shù)的結(jié)合，節(jié)省了人力，提高了農(nóng)業(yè)的現(xiàn)代化進程。農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)是物聯(lián)網(wǎng)的重點應(yīng)用領(lǐng)域，可極大地提高農(nóng)業(yè)的機械化和產(chǎn)品管理的信息化水平?；谝惶赚F(xiàn)實的農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)工程開發(fā)過程，詳細(xì)闡述了采用AVR單片機設(shè)計昆蟲吊飛裝置的基本過程。同時，介紹了該方面的研究現(xiàn)狀，給出了系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)、原理及系統(tǒng)的軟件設(shè)計。

1 研究現(xiàn)狀

昆蟲吊飛裝置是農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的重要組成部分。為實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)農(nóng)業(yè)管理的科學(xué)化與合理化過程，需要設(shè)計昆蟲吊飛裝置來進行實際農(nóng)田昆蟲的監(jiān)控，以便了解其生活遷徙規(guī)律和飛行能力，并以此作為農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)決策部署的重要依據(jù)。

參考文獻(xiàn)［1］中設(shè)計了利用計算機記錄昆蟲飛行狀態(tài)的實驗裝置，該裝置由兩部分組成，一部分是飛行磨供昆蟲飛行;另一部分是光電傳感器和微機檢測系統(tǒng)，記錄信號并對信號進行識別、分析、歸類，最后送往計算機顯示和打印。但是該裝置采取的微控制器速度低，一次能夠控制的通道少，并且實驗時需要對每一個通道進行布線，增加了復(fù)雜性。

參考文獻(xiàn)［2］設(shè)計了基于普通計算機的飛行磨軟件，應(yīng)用圖表控件和表格控件來實現(xiàn)對昆蟲飛行數(shù)據(jù)進行收集、顯示、對比分析等操作。其缺點是不能夠按照每種昆蟲的習(xí)性對其飛行數(shù)據(jù)進行有針對性的對比分析。

參考文獻(xiàn)［3］介紹了一種基于STC12C5A60S2單片機的多通道飛行磨，能同時進行20路昆蟲數(shù)據(jù)的采集。還可對吊飛環(huán)境的溫濕度進行實時監(jiān)測。但這對于需要較多通道的實驗來說，效率很低。前面分別介紹了幾個具有各自特點的吊飛裝置。雖然能夠測量得到一部分昆蟲飛行數(shù)據(jù)，但也存在著實驗通道少、時間不夠精確、不能智能化地采集數(shù)據(jù)以及不能快速地對飛行數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計等缺點。

本文以Atmel公司的AVR單片機為控制芯片設(shè)計了一款基于物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的昆蟲吊飛裝置，能對30路的中小型昆蟲的飛行距離和飛行速度進行精確的測試和檢測，并能把相關(guān)參數(shù)通過USB數(shù)據(jù)線傳輸給控制臺，以數(shù)據(jù)表格的形式顯示和打印。該系統(tǒng)具有溫濕度傳感器和報警控制的功能，能夠近似模擬自然條件下昆蟲個體的飛行與營養(yǎng)、溫度、濕度、光照等相關(guān)參數(shù)之間的關(guān)系。實驗測試，整套系統(tǒng)具有容易操作、結(jié)構(gòu)簡單、精度高、抗干擾能力強等特點。

2 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)及原理

系統(tǒng)由MCU控制單元、溫濕度檢測、光照檢測、采集通道、光電傳感器、USB串口轉(zhuǎn)換電路及控制臺組成。系統(tǒng)框圖如圖1所示。