儲糧害蟲遠程監(jiān)視檢測系統(tǒng)應(yīng)用試驗*

王正建 張子羽 朱海軍

(中央儲備糧濟寧直屬庫有限公司 272112)

儲糧害蟲體軀微小，日常查蟲耗費保管員大量精力、體力與時間，且在密閉熏蒸的環(huán)境中，無法實現(xiàn)安全、有效地對階段性殺蟲效果實時監(jiān)測，熏蒸殺蟲效果評估缺少影像資料相關(guān)數(shù)據(jù)支撐。為此，開發(fā)了“糧食殺蟲過程監(jiān)控與殺蟲效果評估系統(tǒng)”，該系統(tǒng)集害蟲殺滅信息采集、殺蟲效果評估于一體，為儲糧害蟲監(jiān)控、殺蟲作業(yè)提供有效設(shè)備和技術(shù)支撐。同時，有效降低保管員工作強度，提高儲糧害蟲綜合治理水平。

1 材料與方法

1.1 試驗背景

根據(jù)“十三五”國家重點研發(fā)計劃項目“食品腐敗變質(zhì)以及霉變環(huán)境影響因素的智能化實時監(jiān)測預(yù)警技術(shù)研究”課題“糧食蟲害及控制的智能化實時監(jiān)測預(yù)警技術(shù)研究(2017YFC1600804)”要求，河南工業(yè)大學與我?guī)炻?lián)合開展糧食殺蟲過程監(jiān)控與熏蒸殺蟲效果評估系統(tǒng)的驗證應(yīng)用。

1.2 系統(tǒng)配置

該系統(tǒng)包括儲糧害蟲遠程監(jiān)視檢測終端及相應(yīng)的數(shù)據(jù)系統(tǒng)軟件，監(jiān)視終端由1個信息終端和若干個集成誘捕裝置組成(見圖1)。信息終端設(shè)備采用4/5G WIFI無線傳輸模式，使用終端需安裝APP監(jiān)控軟件，可實現(xiàn)即時害蟲在線監(jiān)測。無線害蟲集成誘捕器見圖2，圖3。

圖1 設(shè)備配置

圖2 集成誘捕器內(nèi)置結(jié)構(gòu)圖

注：1-攝像通訊電源控件室；2-插卡開關(guān)充電窗口；3-SD卡插孔；4-充分插孔；5-復(fù)位開關(guān)；6-電源開關(guān)；7-插卡開關(guān)充電窗口密封硅塑膠；8-誘蟲通道孔；9-放射分布的誘捕孔道；10-集蟲杯；11-觀測平臺；12-光源；13-攝像頭；14-電源。

1.3 型號規(guī)格

監(jiān)測終端型號GR-13002，尺寸：長寬高(單個)：300mm×190mm×160mm；集成誘捕器尺寸：高(單個)：210mm直徑：150mm。終端主要技術(shù)參數(shù)見表1。

表1 監(jiān)測終端技術(shù)參數(shù)

1.4 方法

監(jiān)測終端置于倉內(nèi)入口平臺處，其4G/5G天線置于倉外。集成誘捕器的位置可根據(jù)實際需要在倉內(nèi)任意布置。接通電源、插上天線即進入自檢狀態(tài)，同時打開集成誘捕器開關(guān)，5min內(nèi)自動完成與信息監(jiān)測終端的鏈接。安裝APP檢測軟件后進行集成誘捕器添加，需依次單個進行添加，不可多臺同時添加。打開集成誘捕器上的密封膠塞，撥動設(shè)備電源開關(guān)，從害蟲引誘通道中看到白燈點亮，按住復(fù)位鍵5s后放開，即可進行網(wǎng)路配置。在集成誘捕器終端視頻觀測平臺內(nèi)，放置試蟲樣本后，置入熏蒸或氣調(diào)密閉環(huán)境內(nèi)，可通過手機APP和終端裝置遠程監(jiān)視殺蟲過程中的害蟲存活狀態(tài)，進而直觀可見地監(jiān)測殺蟲效果。

集成誘捕器采用低功耗電池無線供電模式，內(nèi)置2只18650電池，充電一次可使用3～4個月，預(yù)留有充電接口，支持手機喚醒設(shè)備。終端是基于害蟲誘捕技術(shù)、視頻與圖象采集、遠程信息監(jiān)測、移動網(wǎng)絡(luò)等于一體的儲糧害蟲在線監(jiān)測裝置，自帶無線收發(fā)單元，內(nèi)置1路GPRS通信接口和物聯(lián)卡。具備隨時隨地實時動態(tài)查看、錄像、拍照等功能。手機APP輕松實現(xiàn)遠程實時動態(tài)監(jiān)測，錄像、拍照任意保存，可滿足同時多點位查看或拍照，全高清分辨率。

1.5 使用范圍

集成誘捕器孔道采用放射狀分布的通道設(shè)計，能有效避免雜質(zhì)對投影效果的影響,適用于小麥、玉米、大豆等顆粒狀儲糧的害蟲監(jiān)控。攝像頭、充電電池與影像傳輸、接收等相關(guān)模組位于方形密閉盒，采用像膠圈壓蓋密封，具有一定防水、防潮、防氣體腐蝕等功能，可適用于通風作業(yè)，環(huán)流熏蒸等各種儲糧環(huán)境。

2 監(jiān)控系統(tǒng)及檢測終端性能穩(wěn)定性試驗過程與結(jié)果

2.1 試驗場地

本庫區(qū)35號平房倉為試驗倉，倉內(nèi)儲存當年新入小麥。倉長：32.48m，寬：23.36m，糧堆高度5.62m，墻體為磚混結(jié)構(gòu)，厚度490mm；設(shè)計倉容3417t，氣密性40s。

2.2 試驗準備

35號倉軸流風機運行正常，開啟地籠通風口，布設(shè)通風作業(yè)警戒線。將集成誘捕器監(jiān)控設(shè)施充電后布設(shè)于該倉內(nèi)四角及中間糧面部位。投放試蟲樣品至集成誘捕器內(nèi)。確定周圍無信號屏蔽后，將信號終端發(fā)射器布設(shè)于倉內(nèi)，連接倉內(nèi)電源。安裝手機或電腦終端APP監(jiān)控軟件，依照說明書步驟開啟設(shè)備。

2.3 試驗過程

啟動軸流風機進行均溫通風作業(yè)，運行手機或電腦終端APP監(jiān)控軟件，按軟件提示進入監(jiān)控畫面，此時試驗倉內(nèi)目測集成誘捕器監(jiān)控攝像頭燈光照明開啟。檢測倉內(nèi)通風環(huán)境，倉溫30.2℃，倉濕87%。

2.4 試驗結(jié)果

試蟲觀察杯中的蟲害活動畫面清晰，蟲害類型及數(shù)量清晰可辨，遠程監(jiān)視檢測設(shè)備運行穩(wěn)定。

3 熏蒸殺蟲監(jiān)控試驗過程與結(jié)果

3.1 試驗準備

將試蟲觀察杯上部約三分之二位置環(huán)狀均勻涂抹聚四氟乙烯，無塵環(huán)境倒置靜置1h(防止蟲害爬出試蟲觀察杯)。選取50頭成蟲，其中玉米象25頭、銹赤扁谷盜25頭。分別按1:1比例均勻投放至5個試蟲觀察杯內(nèi)，并投放8～10粒水分含量13.0%(±0.5%)的小麥籽粒，作為培養(yǎng)口糧置于試蟲觀察杯底部。擰開集成誘捕器將試蟲觀察杯垂直平穩(wěn)放入裝置底部。將集成誘捕器旋轉(zhuǎn)安裝后，使用5個紗網(wǎng)抽繩袋進行包裹，放置于試驗倉四角及中間熏蒸氣體濃度取樣點附近，進行糧面垂直布設(shè)，使得誘蟲通道孔平于糧面。信號終端發(fā)射器布設(shè)于倉內(nèi)，連接倉內(nèi)電源，電源進行了專業(yè)防熏蒸氣體腐蝕處理。

3.2 試驗過程

布設(shè)警戒線，按熏蒸操作流程對35號倉進行28d密閉環(huán)流熏蒸作業(yè)，期間開啟手機終端APP監(jiān)控軟件，為確保集成誘捕器運行電量，采取間斷性觀測并錄制視頻留存。

3.3 試驗結(jié)果

熏蒸殺蟲過程中監(jiān)控系統(tǒng)在檢測倉內(nèi)空間磷化氫濃度高峰值為1200mL/m3的環(huán)境中正常運行，蟲害擊倒視頻畫面清晰，信號傳輸穩(wěn)定。

4 注意事項

放置試蟲觀察杯時要保持監(jiān)測裝置平穩(wěn)垂直，避免蟲杯中試蟲掉落。每次使用前旋轉(zhuǎn)集成誘捕器中端螺旋開關(guān)，對所捕害蟲進行滅殺、清理，防止蟲害交叉感染。進行糧面垂直布設(shè)時，將誘蟲通道孔平于糧面，否則容易導(dǎo)致糧堆內(nèi)微小雜質(zhì)經(jīng)孔道混入。信號終端發(fā)射器整體需提前做好熏蒸氣體耐腐蝕處理，在高濃度磷化氫的密閉環(huán)境中，密切關(guān)注設(shè)備的運行情況。

5 試驗結(jié)論

綜合兩項試驗結(jié)果，儲糧害蟲遠程監(jiān)視儀器可于高溫、高濕、機械通風、熏蒸密閉等儲糧環(huán)境中正常運行，性能穩(wěn)定，視頻清晰，信號傳輸穩(wěn)定。在有效降低保管員勞動強度的同時，滿足日常及熏蒸期間蟲害實時動態(tài)的監(jiān)測要求。將記錄的不同階段磷化氫濃度，與蟲害活動實時動態(tài)、擊倒的視頻影像信息及相關(guān)數(shù)據(jù)進行分析，為熏蒸殺蟲實時效果與殺蟲效果評估提供了真實有效的數(shù)據(jù)支撐。

該系統(tǒng)具有智能化技術(shù)含量，對于安全生產(chǎn)、綠色儲糧和保障糧食安全等具有重要意義，將該設(shè)備所提供的監(jiān)測數(shù)據(jù)與現(xiàn)有儲糧技術(shù)相結(jié)合，可根據(jù)倉房的氣密性、害蟲種類的抗藥性、熏蒸環(huán)境的溫濕度、糧食質(zhì)檢信息、磷化氫濃度檢測信息等，繼續(xù)分階段進行害蟲的滅殺節(jié)點試驗，不僅有利于保證殺蟲效果，更可在此基礎(chǔ)上進行化學藥劑使用次數(shù)與熏蒸用量的科學減少試驗，降低害蟲的抗藥性發(fā)展。

在糧食熏蒸殺蟲過程中實施的監(jiān)測作業(yè)，可收集科學使用熏蒸藥劑量有效殺蟲的分析大數(shù)據(jù)，并錄制視頻進行影像資料支撐，對提高糧食害蟲的綜合治理水平，具有較好的應(yīng)用研究價值，值得推廣應(yīng)用。