基于ZigBee的智能白蟻監(jiān)測(cè)餌站系統(tǒng)

孔令魁

徐州市白蟻防治管理處（徐州市白蟻防治所）成立于1995年，是直屬于徐州市住房保障和房產(chǎn)管理局的全民事業(yè)單位，面向社會(huì)提供白蟻防治公益服務(wù)。目前主要業(yè)務(wù)為新建房屋和建筑的白蟻防治、現(xiàn)有建筑的白蟻滅殺及蟑螂、螞蟻等害蟲的滅治工作。由于施工范圍廣，缺乏有效的主動(dòng)監(jiān)控及滅治手段，同時(shí)也可監(jiān)控流程執(zhí)行的過(guò)程，大大提高了業(yè)務(wù)執(zhí)行的效率和用戶的滿意度。

【關(guān)鍵詞】ZigBee 白蟻防治 智能餌站

1 前言

白蟻是破壞性極大的世界性害蟲，其危害幾乎涉及到國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域。為了控制白蟻的危害保護(hù)環(huán)境，需要更多地了解應(yīng)用區(qū)域內(nèi)白蟻種群的生態(tài)學(xué)特性。對(duì)白蟻生態(tài)學(xué)特性的研究與分析，有利于進(jìn)一步了解不同品種白蟻的活動(dòng)和危害特點(diǎn)，從而破壞白蟻的生存條件，掌握最佳的滅殺時(shí)機(jī)，最優(yōu)化地設(shè)計(jì)和布局各項(xiàng)防治措施，對(duì)開展白蟻防治工作具有極其重要的現(xiàn)實(shí)意義。

2 智能白蟻監(jiān)測(cè)餌站系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

但是，由于白蟻活動(dòng)的隱蔽性給人類對(duì)白蟻的監(jiān)測(cè)控制以及生態(tài)學(xué)研究帶來(lái)了困難。長(zhǎng)期以來(lái)缺乏有效的監(jiān)測(cè)手段，有關(guān)白蟻活動(dòng)習(xí)性、種群密度、取食間隔、活動(dòng)范圍、種群遷移等可靠數(shù)據(jù)非常有限。亟需開展相關(guān)研究為監(jiān)控技術(shù)在我國(guó)白蟻防治領(lǐng)域的推廣應(yīng)用提供生態(tài)學(xué)方面的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

本文提出了一種基于Zigbee的智能白蟻監(jiān)測(cè)餌站系統(tǒng)。該系統(tǒng)能夠通過(guò)傳感器感知白蟻活動(dòng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)白蟻的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)，現(xiàn)有的白蟻防治餌站主要存在以下缺陷：

（1）僅適用于白蟻誘殺，而不能實(shí)現(xiàn)對(duì)白蟻生態(tài)學(xué)研究方面相關(guān)數(shù)據(jù)的自動(dòng)采集；

（2）需要定期排查和更換，浪費(fèi)人力物力。

為此，本文的研究目的在于提出一種遠(yuǎn)程白蟻監(jiān)測(cè)餌站系統(tǒng)，該系統(tǒng)利用多種傳感器對(duì)地下白蟻的自然生態(tài)環(huán)境數(shù)據(jù)溫濕度、酸堿度、光照度、二氧化碳濃度等和活動(dòng)數(shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)實(shí)時(shí)采集、傳輸、存儲(chǔ)和查詢等，實(shí)現(xiàn)對(duì)白蟻生態(tài)學(xué)研究需要的相關(guān)數(shù)據(jù)的自動(dòng)獲取和自動(dòng)分析。適用于一切有白蟻存在的區(qū)域。為白蟻生物學(xué)、生態(tài)學(xué)特性研究提供科學(xué)依據(jù)，針對(duì)性的制定科學(xué)的滅殺和防治方案，可大幅度提高白蟻防治效果和效率。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本系統(tǒng)包括傳統(tǒng)白蟻餌站用于存放誘餌以引誘白蟻聚集，包括：殼體，殼體內(nèi)部設(shè)置有空腔，空腔內(nèi)添加有誘餌以引誘白蟻聚集，木屑制品為白蟻喜愛食物，另在木屑中加入白蟻引誘劑，最大程度吸引檢測(cè)器周圍的白蟻。監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)采集裝置，用來(lái)監(jiān)測(cè)所述殼體內(nèi)的環(huán)境數(shù)據(jù)和白蟻活動(dòng)數(shù)據(jù)。

監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)采集裝置包括傳感器采集模塊、信息處理和報(bào)警模塊、無(wú)線通訊模塊和電池供電模塊。

傳感器采集模塊，用于采集所述殼體內(nèi)的環(huán)境數(shù)據(jù)，包括：

雷達(dá)探測(cè)傳感器，位于殼體的內(nèi)部且固定于所述卡槽上，用于探測(cè)活動(dòng)物體，并可探測(cè)物體的數(shù)量，當(dāng)白蟻聚集到餌站附近時(shí)，該傳感器會(huì)探測(cè)到活動(dòng)，并轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)發(fā)給信息處理和報(bào)警模塊進(jìn)行處理。

信息處理和報(bào)警模塊，用于處理傳感器采集模塊各種傳感器采集到的數(shù)據(jù)，并給出報(bào)警，該模塊包括：

（1）中央處理單元MCU，用于計(jì)算處理傳感器采集到的各種數(shù)據(jù)，采用超低功耗芯片。

（2）A/D轉(zhuǎn)換單元，用于將傳感器采集到模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)。

（3）存儲(chǔ)Flash， 用于保存?zhèn)鞲衅鞑杉降母鞣N環(huán)境數(shù)據(jù)。

（4）蜂鳴器，用于監(jiān)測(cè)到白蟻之后的報(bào)警提示。

ZigBee是一種嶄新的，專注于低功耗、低成本、低復(fù)雜度、低速率的近程無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)?；?ZigBee 的無(wú)線設(shè)備工作在 868MHZ， 915MHZ 和 2.4Z 頻帶。其最大數(shù)據(jù)速 率是 250Kbps. ZigBee 技術(shù)主要針對(duì)以電池為電源的應(yīng)用，這些應(yīng)用對(duì)低數(shù)據(jù)速率、低成本、更長(zhǎng)時(shí)間的電池壽命有較高的需求。

基于ZigBee的無(wú)線通訊模塊，用于將采集到的數(shù)據(jù)發(fā)送給終端設(shè)備，包括：

（1）低功耗ZigBee無(wú)線通訊模塊，用于將白蟻數(shù)據(jù)傳送到通訊網(wǎng)關(guān)。

（2）通訊網(wǎng)關(guān)，用于將白蟻監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)發(fā)送到白蟻防治管理部門。通過(guò)在蜂窩移動(dòng)通信模塊中插入手機(jī)卡，通過(guò)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)接入因特網(wǎng)。

電池供電模塊，用于給傳感器采集模塊，信息處理和報(bào)警模塊、采用CR2032紐扣電池。如圖2所示。

遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)餌站一旦監(jiān)測(cè)到白蟻的活動(dòng)信息，就發(fā)送報(bào)警信息給通訊網(wǎng)關(guān)，該網(wǎng)關(guān)通過(guò)手機(jī)短信的形式將該信息和餌站的編號(hào)、位置發(fā)送給白蟻防治人員，做到白蟻防治的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與告警，大大提升了白蟻防治管理水平。

參考文獻(xiàn)

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作者單位

徐州市白蟻防治管理處 江蘇省徐州市 221000