白蟻危害無(wú)源射頻監(jiān)測(cè)系統(tǒng)野外試驗(yàn)

郝曉東，吳 佳，陳建順

(1.杭州市臨安區(qū)白蟻防治管理處，浙江 杭州 311300； 2.安吉縣林業(yè)局，浙江 安吉 313300； 3.杭州市白蟻防治研究所，浙江 杭州 310000)

白蟻被列為世界性五大害蟲之一，種類繁多，分布十分廣泛，房屋建筑、園林綠化、水庫(kù)土壩、地下電纜、經(jīng)濟(jì)林木等都會(huì)遭受其危害[1]。傳統(tǒng)蟻害的區(qū)域性監(jiān)測(cè)往往監(jiān)測(cè)地域比較廣，涉及監(jiān)測(cè)點(diǎn)數(shù)量多，一些采用有線聯(lián)網(wǎng)方式的白蟻監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，施工及維護(hù)成本高，監(jiān)測(cè)點(diǎn)通訊線路及電源線路多數(shù)埋設(shè)在室外，系統(tǒng)整體穩(wěn)定性較差，不適合進(jìn)行大面積推廣使用[2]。為進(jìn)一步改進(jìn)和提高白蟻防治監(jiān)測(cè)控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)區(qū)域性的白蟻整體防治，杭州市白蟻防治研究所組織研發(fā)了《一種基于無(wú)源射頻技術(shù)的白蟻監(jiān)測(cè)系統(tǒng)》，該系統(tǒng)可在一定范圍內(nèi)自動(dòng)報(bào)警監(jiān)測(cè)白蟻是否存在或發(fā)生危害，對(duì)此，我們?cè)诎紫佪^易生存的植被等地表環(huán)境臨安區(qū)錢王陵園進(jìn)行了野外試驗(yàn)。現(xiàn)將試驗(yàn)結(jié)果報(bào)道如下。

1 材料與方法

1.1 材料

檢測(cè)儀以及特制的白蟻監(jiān)測(cè)器等，主要包括白蟻傳感發(fā)生器模塊、白蟻信號(hào)采集讀取器模塊和系統(tǒng)后臺(tái)管理模塊。

1.2 方法

1.2.1 監(jiān)控原理

監(jiān)控原理是將白蟻的取食等行為轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，然后由微電子元件對(duì)電信號(hào)進(jìn)行分析甄別，通過(guò)射頻識(shí)別，利用無(wú)線射頻方式進(jìn)行非接觸雙向通信，以達(dá)到識(shí)別目的，并交換數(shù)據(jù)，最后傳送至計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)做出防治處理指令。同時(shí)，這一裝置還能與其他白蟻防治方法相結(jié)合，達(dá)到對(duì)白蟻的監(jiān)測(cè)、防治等綜合功能[3-4]。

其原理有點(diǎn)像家里的紅外防盜器，一旦有白蟻進(jìn)入裝置，就會(huì)觸及裝置釋放的探測(cè)光線，白蟻的行動(dòng)就會(huì)被電子芯片記錄[5]。定期巡查時(shí)，不用刨開土層，只需用掃描裝置在埋置的裝置附近掃描一下，埋置裝置芯片記錄的信息就會(huì)傳送到掃描儀里。

1.2.2 監(jiān)測(cè)器埋設(shè)

2012年9月26—28日，在錢王陵園內(nèi)，以錢王陵為中心的陵園小道邊兩側(cè)1.5 m，間隔5 m埋1個(gè)的方式，共埋設(shè)245個(gè)監(jiān)測(cè)器，并通過(guò)了數(shù)據(jù)的首次讀取和上傳，以及后續(xù)的跟蹤檢查監(jiān)測(cè)等。

1.2.3 監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)采集

在埋設(shè)監(jiān)測(cè)器后的1個(gè)月里，按照每7 d采集1次數(shù)據(jù)的要求，做好信息記錄，并把采集數(shù)據(jù)信息及時(shí)上傳到后臺(tái)管理系統(tǒng)。11月至翌年3月份，由于氣溫下降，白蟻活動(dòng)明顯減弱，按照每14 d采集1次數(shù)據(jù)，并進(jìn)行數(shù)據(jù)上傳；2014年1—5月份按照每1個(gè)月采集1次數(shù)據(jù)，并做好數(shù)據(jù)上傳。對(duì)于發(fā)現(xiàn)報(bào)警(包括誤報(bào))的監(jiān)測(cè)器，采集數(shù)據(jù)1次，并記錄報(bào)警原因，同時(shí)，對(duì)裝置的白蟻等蟲體采取噴施2.5%氟蟲腈粉劑處理，再重新放置[6]。試驗(yàn)結(jié)束時(shí)全部收回，檢查是否存在不報(bào)現(xiàn)象。

1.2.4 數(shù)據(jù)分析方法

對(duì)跟蹤檢查時(shí)每發(fā)現(xiàn)報(bào)警的監(jiān)測(cè)器，首先記錄為報(bào)警1個(gè)，然后打開裝置檢查報(bào)警原因，非白蟻危害引起的，則記錄為誤報(bào)1個(gè)，然后把每次對(duì)245個(gè)裝置檢查時(shí)的報(bào)警(包括誤報(bào))相加求和，算出報(bào)警率、誤報(bào)率并進(jìn)行分析。

報(bào)警率越大，說(shuō)明危害率高，監(jiān)測(cè)系統(tǒng)靈敏度高。誤報(bào)率越大，表示監(jiān)測(cè)裝置受到其他干擾因素增多。

2 結(jié)果與分析

經(jīng)過(guò)20個(gè)月的野外試驗(yàn)，于2014年5月底結(jié)束，監(jiān)測(cè)器全部收回檢查沒(méi)有發(fā)現(xiàn)存在不報(bào)現(xiàn)象，不報(bào)率為0.0%。經(jīng)過(guò)跟蹤檢查并對(duì)監(jiān)測(cè)器進(jìn)行數(shù)據(jù)采集發(fā)現(xiàn)，共有31個(gè)顯示有“白蟻危害”，報(bào)警率為12.7%，其中誤報(bào)1次，誤報(bào)率為3.2%。打開監(jiān)測(cè)器檢查發(fā)現(xiàn)顯示“白蟻危害”的原因主要有以下幾種情況：黑翅土白蟻Odontotermesformosanus危害的有23個(gè)，黃翅大白蟻Macrotermesbarneyi危害的有5個(gè)，臺(tái)灣乳白蟻Coptotermesformosanus危害的有2個(gè)，誤報(bào)的1個(gè)是監(jiān)測(cè)器木料里灌進(jìn)泥漿[7]。

試驗(yàn)表明白蟻危害無(wú)源射頻監(jiān)測(cè)系統(tǒng)有以下幾個(gè)特點(diǎn)：較為準(zhǔn)確地知道地下監(jiān)測(cè)器內(nèi)有無(wú)白蟻；報(bào)警率高，反應(yīng)靈敏，只要有白蟻危害等其他情況發(fā)生均會(huì)報(bào)警；雖受長(zhǎng)時(shí)間降雨灌進(jìn)泥漿等干擾因素的影響，但影響較小。

3 小結(jié)與討論

試驗(yàn)結(jié)果表明，基于無(wú)源射頻技術(shù)的白蟻監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可以在一定范圍內(nèi)監(jiān)測(cè)白蟻是否存在或發(fā)生危害，通過(guò)將白蟻的取食行為轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，然后由微電子元件對(duì)電信號(hào)進(jìn)行分析甄別，再通過(guò)射頻識(shí)別即RFID技術(shù)，利用無(wú)線射頻方式進(jìn)行非接觸雙向通信，以達(dá)到識(shí)別目的并交換數(shù)據(jù)。如果與其他白蟻防治方法相結(jié)合，可以達(dá)到對(duì)白蟻的監(jiān)測(cè)和防治[3-5]。無(wú)源射頻監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可以應(yīng)用于區(qū)域性的白蟻整體監(jiān)測(cè)。通過(guò)整合蟻害傳感器技術(shù)，RFID技術(shù)，無(wú)線通訊，嵌入式系統(tǒng)，計(jì)算機(jī)軟件及數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)，可以解決傳統(tǒng)的白蟻監(jiān)測(cè)技術(shù)局限性，適合大面積推廣使用[2-3]。總之白蟻危害無(wú)源射頻監(jiān)測(cè)系統(tǒng)將為今后有效地控制白蟻危害，完成在電腦上實(shí)時(shí)監(jiān)控野外白蟻活動(dòng)狀態(tài)，進(jìn)一步推進(jìn)辦公室電腦遠(yuǎn)程操控和野外試驗(yàn)監(jiān)測(cè)一體化進(jìn)程提供第一手資料[8]。

雖然白蟻危害無(wú)源射頻監(jiān)測(cè)系統(tǒng)野外試驗(yàn)效果良好，但離理想要求還存在一定的差距，故提出以下改進(jìn)意見。

改進(jìn)餌料的引誘效果。如把松香類木料等磨成粉末，添加到模板縫隙中，增強(qiáng)白蟻的適口性，同時(shí)，對(duì)木料進(jìn)行防霉處理，避免霉菌生長(zhǎng)影響報(bào)警誤報(bào)率。改進(jìn)監(jiān)測(cè)器外殼。改進(jìn)監(jiān)測(cè)器外殼的結(jié)構(gòu)設(shè)置或材質(zhì)，增強(qiáng)對(duì)泥漿水的引導(dǎo)或阻擋，減少特大暴雨后泥漿水的沉淀對(duì)監(jiān)測(cè)探頭的影響，減少誤報(bào)率。改進(jìn)紅外監(jiān)測(cè)探頭的安裝。每次查看監(jiān)測(cè)器或噴施粉劑等均需旋轉(zhuǎn)打開，在這個(gè)過(guò)程中均要觸動(dòng)紅外監(jiān)測(cè)探頭，對(duì)喜歡安靜的白蟻帶來(lái)了一定的驚擾，大大影響了試驗(yàn)效果。