一种病虫害检测和预警方法及系统

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1.本发明主要涉及到农林作物病虫害绿防控技术领域，特指一种病虫害检测与预警系统和方法，可广泛应用于作物生产。本发明的作物包括农业、林业、果树、茶叶、花卉、药材等因人类需要而栽培的植物。

背景技术：

2.近年来，随着我国国民经济的发展，人们的生活水平日益提升，人们对绿、有机的农产品需求日益提升，但是我国现阶段农业规模化、现代化程度较低，在病虫害防治方面主要还是通过人工巡视发现病虫害再通过农药喷洒的手段来控制病虫害。
3.目前，我国正在逐步推进农业的规模化、现代化建设工作，农业部也启动农作物绿防控和病虫害检测上报技术的研究和应用推广。目前市场上有很多种类的杀虫灯，放置在野外引诱各种蚊、虫、蛾等害虫，并将引诱的害虫通过各种手段灭杀，但是这种杀虫灯功能比较单一，只能杀特定种类的虫害，而不能对虫害进行系统的监测预警，虫害及作物的生长发展情况还是需要大量的人员进行现场巡视和查勘，不但人力成本高且因为巡视人员虫害认识水平的参差不齐，导致虫害不能及时发现和灭杀，严重的影响了作物的产量和质量。
4.专利号201410468347 .9的发明专利，说明书中提出了一种智能农业监控预警系统及方法，如图1所示，该系统由监控相机智能识别系统、二维转台系统、高分辨率相机智能识别系统和发射装置组成：监控相机智能识别系统拍摄农田图像，并提取出可疑目标；高分辨率相机智能识别系统获取高分辨率可疑目标图像，并将可疑目标图像与灾害数据库进行匹配识别，根据匹配识别结果输出预警信息；信号发射装置将预警信息实时发送至相关工作人员。
5.在对现有技术的研究和实践过程中，本发明的发明人发现现有技术存在以下问题：1、现有病虫害检测和预警系统采用的分布式系统，图像识别在各个子系统中进行，系统结构复杂、成本高，随着病虫害数据库、灾害数据库的逐步完善和图像识别技术的更新换代可能会导致病虫害检测和预警系统在硬件上不能满足软件升级的要求，所以需要不断的增加或升级硬件设备，因此病虫害检测技术的升级可能会导致增加额外的硬件升级费用，从而提高了成本，后续的维护升级成本高；2、现有的病虫害检测和预警系统只能完成病虫害的检测和预警，不能制定针对病虫害的灭虫策略；3、仅利用本地气象和地质信息进行病虫灾害预测，不能利用农业和气象部门病虫灾害预测信息，灾害预测不准确，导致灾害防治措施不及时。

技术实现要素：

6.本发明要解决的技术问题就在于：针对现有病虫害检测和预警系统结构复杂、成本高等问题，本发明提供一种结构
简单紧凑、成本低廉、利用云计算等大数据处理技术和专业技术人员现场核实相结合的方式，快速准确的发现病虫害并及时制定最佳灭虫方案的病虫害检测与预警系统和方法。
7.为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：一种病虫害检测和预警方法及系统，其特征在于：包括一个以上的信息采集终端、环境监测仪、交换机1、本地控制中心、交换机2、病虫害上报系统、云计算中心、远程监控系统和上级灾害预测系统，所述的信息采集模块、环境监测仪的输出端分别与交换机1的输入端相连，所述的交换机1输出端与本地控制中心的输入端相连，，所述本地控制中心的输出端经交换机2与病虫害上报系统、云计算中心、远程监控系统和上级灾害预测系统分别相连。
8.定时采集所述信息采集终端的病虫害和农作物照片信息，将所述的照片信息通过交换机1上传到本地控制中心；所述的环境监测仪用于采集光照、温度、风速、降水量、风向等环境气象信息并通过交换机1上传到本地控制中心；所述的上级灾害预测系统将病虫害预测信息通过交换机2下达到本地控制中心；所述的本地控制中心将收集到的采集终端传输的相应照片信息、环境信息、病虫害预测信息和人工核实信息整合编码后通过交换机2上传到云计算中心；所述的云计算中心依据知识库、数据库、图像识别模块和本地控制中心传输的信息，通过云计算处理器制定出病虫害预警和灭虫策略，其中，包括云计算处理器将本地控制中心传输的图像信息传输给图像识别模块，图像识别模块将识别信息传回云计算处理器，云计算处理器将图像识别信息存储到数据库中，然后在知识库中对病虫害进行查和匹配，检测出病虫害信息，将病虫害信息在知识库中进一步进行查和匹配制定出病虫害预警和灭虫策略，并将病虫害信息、病虫害预警与灭虫策略存储在数据库中并下发到本地控制中心；所述的本地控制中心接收到云计算中心下发的病虫害预警和灭虫策略后将所述病虫害预警信息通过交换机2上传到病虫害上报系统，完成病虫害信息上报；所述的本地控制中心通知专业技术人员对所述的病虫害预警和灭虫策略进行人工核实，其中，包括远程控制所述的信息采集终端远程查看病虫害实际情况、农作物生长情况，远程查看所述的环境监测仪的环境信息，核实确定所述的病虫害预警和灭虫策略是否准确。
9.作为优选方案：所述信息采集终端包括高清摄像头以及两个以上病虫诱捕器。所述高清摄像头至少可以180
°
旋转，用于定时采集病虫诱捕器诱捕到的病虫照片信息和作物的生长照片信息通过交换机1上传到本地控制中心，可以依据本地控制中心下发的指令实时采集诱捕器和作物生长信息。
10.作为优选方案：所述本地控制中心包括显示器、本地处理器、本地病虫及自然灾害数据库、人工核实请求发送及输入模块和防火墙；所述的显示器，用于显示实时病虫害信息，可以随时查看任何一个病虫诱捕器的捕虫、任何区域农作物的生产情况；所述的防火墙用于隔离外围病毒，保护本地控制中心；所述的本地病虫及自然灾害数据库用于储存本地已发生的病虫害信息及作物各
生长阶段常见的虫害及自然灾害信息；所述的人工核实请求发送及输入模块用于发送人工核查病虫害信息通知和将日常人工现场或远程巡视时发现的病虫害隐患信息或者其它信息的输入给所述的本地处理器；所述的本地处理器将接收到的信息采集终端信息、环境气象信息、人工输入信息和灾害预测信息进行相应的处理后发送给云计算中心，并接收云计算中心的病虫害检测及预警信息；当发生病虫害时，本地处理器将病虫害信息上传到病虫害上报系统。
11.作为优选方案：所述的云计算中心包括专家知识库、云计算处理器、数据库、图像识别模块。
12.所述的云计算处理器接受到本地控制中心传输的信息后，将相应的图像信息发送给所述的图像识别模块，图像识别模块完成图像信息识别后将相应信息发送到云计算处理器，所述的云计算处理器依据知识库、数据库完成病虫害检测并制定出检测和预警策略；作为优选方案：所述的诱捕器和高清摄像头由太阳能发电和蓄电池储能系统供电。
13.与现有技术相比，本发明的优点在于：1、在本发明方案提供的方案中，通过云计算中心完成图像识别、病虫害检测并制定出检测和预警策略，可以避免因病虫害检测技术的升级可能会导致增加额外的硬件升级费用；2、在本发明方案提供的方案中，通过云计算中心准确快速的图像识别和灾害预测，减少了系统的重复投资；3、利用农业和气象部门灾害预测信息和本地环境气象信息相结合的方式，通过云计算中心完成灾害预测，灾害预测及时准确。
附图说明
14.图1是现有技术的系统示意图。
15.图2 为本发明提供的病虫害检测和预警方法流程图。
16.图3 为本发明提供的病虫害检测和预警系统模块图。
17.图4 为本发明提供的本地控制中心模块图。
18.图5为本发明提供的云计算中心模块图。
具体实施方式
19.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
20.本发明实施例提供了一种病虫害检测和预警方法和系统，如图3所示，包括：包括一个以上的信息采集终端（1）、环境监测仪（2）、交换机1（3）、本地控制中心（4）、交换机2（5）、病虫害上报系统（6）、云计算中心（7）、远程监控系统（8）和上级灾害预测系统（9），所述的信息采集模块（1）、环境监测仪（2）的输出端分别与交换机1（3）的输入端相连，所述的交
换机1（3）输出端与本地控制中心（4）的输入端相连，，所述本地控制中心（4）的输出端经交换机2（5）与病虫害上报系统（6）、云计算中心（7）、远程监控系统（8）和上级灾害预测系统（9）分别相连；定时采集所述信息采集终端（1）的病虫害和农作物照片信息，将所述的照片信息通过交换机1（3）上传到本地控制中心（4）；所述的环境监测仪（2）用于采集光照、温度、风速、降水量、风向等环境信息并通过交换机1（3）上传到本地控制中心（4）；所述的上级灾害预测系统（9）将病虫害预测信息通过交换机2（5）下达到本地控制中心（4）；所述的本地控制中心（4），将收集到的采集终端（1）传输的相应照片信息、环境气象信息、上级病虫害预测信息和人工核实信息整合编码后通过交换机2（5）上传到云计算中心（7）；所述的云计算中心（7），依据知识库（71）、数据库（73）、图像识别模块（74）和本地控制中心（4）传输的信息，通过云计算处理器（72）制定出病虫害预警和灭虫策略，其中，包括云计算处理器（72）将本地控制中心（4）传输的图像信息传输给图像识别模块（74），图像识别模块（74）将识别信息传回云计算处理器（72），云计算处理器（72）将图像识别信息存储到数据库（71）中，然后在知识库（71）中对病虫害进行查和匹配，检测出病虫害信息，将病虫害信息在知识库中（71）进一步进行查和匹配制定出病虫害预警和灭虫策略，并将病虫害信息、病虫害预警与灭虫策略存储在数据库（73）中并下发到本地控制中心（4）；所述的本地控制中心（4）接收到云计算中心（7）下发的病虫害预警和灭虫策略后将所述病虫害预警信息通过交换机2（5）上传到病虫害上报系统（6），完成病虫害信息上报；所述的本地控制中心（4）通知专业技术人员对所述的病虫害预警和灭虫策略进行人工核实，其中，包括远程控制所述的信息采集终端（1）远程查看病虫害实际情况、农作物生长情况，远程查看所述的环境监测仪（2）的环境信息，核实确定所述的病虫害预警和灭虫策略是否准确。
21.由于上述病虫害检测和预警方法的具体实现存在多种方式，下面通过具体实施例进行详细说明：请参照图2所示，图2 所示的为一种病虫害检测和预警方法的流程图，该方法包括：步骤s11、定时（可设置为每半小时）所述信息采集终端的病虫害和农作物照片信息，将所述的照片信息通过交换机1发送到本地控制中心；其中所述信息采集终端病虫害照片信息为高清摄像头拍摄的病虫诱捕器诱捕到的病虫照片信息，每个信息采集终端可以有多个病虫诱捕器；其中所述信息采集终端的农作物照片信息为高清摄像头拍摄的农作物生长情况照片，每个信息采集终端可以采集多个区域的农作物照片信息；步骤s12、采集所述的环境监测仪的环境气象信息通过交换机1发送到本地控制中心；其中所述的环境监测仪用于采集光照、温度、风速、降水量、风向等环境气象信息；步骤s13、所述的本地控制中心接收上级灾害预测系统的灾害预测信息和长期天气预测信息（15天以上的天气预测）；步骤s14、所述的本地控制中心接收人工核实输入信息；其中所述的人工核实输入信息包括农作物生长、天气气象和病虫害等相关信息；步骤s15、所述的本地控制中心将收集到的采集终端传输的相应照片信息、环境气象信息、上级病虫害预测信息和人工核实信息整合编码后通过交换机2上传到云计算中心；步骤s16、所述的云计算中心接收到本地控制中心传输的信息后，云计算处理器将
相应信息进行解码，并将所述采集终端的病虫害和农作物照片信息发送到图像识别模块，所述的图像识别模块将识别信息传回云计算处理器，云计算处理器将图像识别信息存储到数据库中，然后在知识库中对病虫害进行查和匹配，检测出病虫害信息，将病虫害信息在知识库中进一步进行查和匹配制定出病虫害预警和灭虫策略，并将病虫害信息、病虫害预警与灭虫策略存储在数据库中并下发到本地控制中心；步骤s17、所述的本地控制中心接收到云计算中心下发的病虫害预警和灭虫策略后将所述病虫害预警信息通过交换机2上传到病虫害上报系统，完成病虫害信息上报；所述的本地控制中心通知专业技术人员对所述的病虫害预警和灭虫策略进行人工核实，其中，包括通过本地控制处理器远程控制所述的信息采集终端远程查看病虫害实际情况、农作物生长情况，远程查看所述的环境监测仪的环境信息，核实确定所述的病虫害预警和灭虫策略是否准确，并将相应核实信息通过人工核实请求发送及输入模块输送到所述的本地处理器，返回到步骤s15。
22.对于信息采集终端（1），其实现信息采集的过程如下：所述信息采集终端（1）包括高清摄像头（11）以及两个以上病虫诱捕器（12），所述高清摄像头（11）至少可以180
°
旋转，用于定时（可以依据需要设置，默认为30分钟）采集病虫诱捕器诱捕到的病虫照片信息和作物的生长照片信息通过交换机1（3）上传到本地控制中心（4），可以依据本地控制中心（4）下发的指令实时采集诱捕器和任一作物生长照片信息。
23.对于本地控制中心（4），其实现信息收集和上传信息的过程如下：参见图4，所述本地控制中心包括显示器（41）、本地处理器（42）、本地病虫及自然灾害数据库（43）、人工核实请求发送及输入模块（44）和防火墙（45）；所述的显示器（41），用于显示实时病虫害信息，可以随时查看任何一个病虫诱捕器的（12）捕虫、任何区域农作物的生产情况；所述的防火墙（45）用于隔离外围病毒，保护本地控制中心（4）；所述的本地病虫害数据库（43）用于储存本地已发生的病虫害信息及作物各生长阶段常见的虫害及自然灾害信息；所述的人工核实请求发送及输入模块（44）用于发送人工核查病虫害信息通知和将日常人工现场或远程巡视时发现的病虫害隐患信息或者其它信息的输入给所述的本地处理器（42）；所述的本地处理器（42）将接受到的信息采集终端（1）信息、环境信息、人工输入信息和灾害预测信息进行相应的处理后发送给云计算中心（7），并接收云计算中心（7）的病虫害检测及预警信息；当发生病虫害时，本地处理器将病虫害信息上传到病虫害上报系统（6）。
24.对于与计算中心（7），其实现病虫害预警和灭虫策略制定的过程如下：参加图5，所述的云计算中心包括专家知识库（71）、云计算处理器（72）、数据库（73）、图像识别模块（74）；所述的云计算处理器（72）接收到本地控制中心传输的信息后，将信息进行解码处理后，将相应的图像信息发送给所述的图像识别模块（74），其余信息暂存在本地处理器暂存模块；所述的图像识别模块（74）完成图像信息识别后将相应信息发送到云计算处理器（72），所述的云计算处理器依据知识库（71）、数据库（73）、暂存信息完成病虫害检测并制定出预警和灭虫策略。
25.以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。

技术特征：

1.一种病虫害检测和预警方法及系统，其特征在于：包括一个以上的信息采集终端、环境监测仪、交换机1、本地控制中心、交换机2、病虫害上报系统、云计算中心、远程监控系统和上级灾害预测系统，所述的信息采集模块、环境监测仪的输出端分别与交换机1的输入端相连，所述的交换机1输出端与本地控制中心的输入端相连，所述本地控制中心的输出端经交换机2与病虫害上报系统、云计算中心、远程监控系统和上级灾害预测系统分别相连；定时采集所述信息采集终端的病虫害和农作物照片信息，将所述的照片信息通过交换机1上传到本地控制中心；所述的环境监测仪用于采集光照、温度、风速、降水量、风向等环境气象信息并通过交换机1上传到本地控制中心；所述的上级灾害预测系统将病虫害预测信息通过交换机2下达到本地控制中心；所述的本地控制中心将收集到的采集终端传输的相应照片信息、环境信息、病虫害预测信息和人工核实信息整合编码后通过交换机2上传到云计算中心；所述的云计算中心依据知识库、数据库、图像识别模块和本地控制中心传输的信息，通过云计算处理器制定出病虫害预警和灭虫策略，其中，包括云计算处理器将本地控制中心传输的图像信息传输给图像识别模块，图像识别模块将识别信息传回云计算处理器，云计算处理器将图像识别信息存储到数据库中，然后在知识库中对病虫害进行查和匹配，检测出病虫害信息，将病虫害信息在知识库中进一步进行查和匹配制定出病虫害预警和灭虫策略，并将病虫害信息、病虫害预警与灭虫策略存储在数据库中并下发到本地控制中心；所述的本地控制中心接收到云计算平台下发的病虫害预警和灭虫策略后将所述病虫害预警信息通过交换机2上传到病虫害上报系统，完成病虫害信息上报；所述的本地控制中心通知专业技术人员对所述的病虫害预警和灭虫策略进行人工核实，其中，包括远程控制所述的信息采集终端远程查看病虫害实际情况、农作物生长情况，远程查看所述的环境监测仪的环境信息，核实确定所述的病虫害预警和灭虫策略是否准确。2.根据权利要求1所述的病虫害检测与预警系统和方法，其特征在于：每个所述信息采集终端包括高清摄像头以及两个以上病虫诱捕器；所述高清摄像头至少可以180
°
旋转，用于定时采集病虫诱捕器诱捕到的病虫照片信息和作物的生长照片信息通过交换机1上传到本地控制中心，可以依据本地控制中心下发的指令实时采集诱捕器和作物生长信息。3.根据权利要求1所述的病虫害检测与预警系统和方法，其特征在于：所述本地控制中心包括显示器、本地处理器、本地病虫及自然灾害数据库、人工核实请求发送及输入模块和防火墙；所述的显示器，用于显示实时病虫害信息，可以随时查看任何一个病虫诱捕器的捕虫、任何区域农作物的生产情况；所述的防火墙用于隔离外围病毒，保护本地控制中心；所述的本地病虫及自然灾害数据库用于储存本地已发生的病虫害信息及作物各生长阶段常见的虫害及自然灾害信息；所述的人工核实请求发送及输入模块用于发送人工核查病虫害信息通知和将日常人工现场或远程巡视时发现的病虫害隐患信息或者其它信息的输入给所述的本地处理器；
所述的本地处理器将接收到的信息采集终端信息、环境信息、人工输入信息和病虫害预测信息进行相应的处理后发送给云计算中心，并接收云计算中心的病虫害检测及预警信息；当发生病虫害时，本地处理器将病虫害信息上传到病虫害上报系统。4.根据权利要求1所述的病虫害检测与预警系统和方法，其特征在于：所述的云计算中心包括专家知识库、云计算处理器、数据库、图像识别模块；所述的云计算处理器接受到本地控制中心传输的信息后，将相应的图像信息发送给所述的图像识别模块，图像识别模块完成图像信息识别后将相应信息发送到云计算处理器，所述的云计算处理器依据知识库、数据库完成病虫害检测并制定出检测和预警策略。5.根据权利要求1所述的病虫害检测与预警系统和方法，其特征在于：所述的诱捕器和高清摄像头由太阳能发电和蓄电池储能系统供电。

技术总结

本发明公开了一种病虫害检测和预警方法及系统，包括一个以上的信息采集终端、环境监测仪、交换机1、本地控制中心、交换机2、病虫害上报系统、云计算中心、远程监控系统和上级灾害预测系统；信息采集终端包括一个以上的诱捕器、高清摄像头；高清摄像头用于定时的将诱捕器诱捕到的病虫照片发送到本地控制中心；云计算中心包括云计算处理器、图像识别模块、数据库、专家知识库；云计算处理器，根据知识库、图像识别模块和本地控制中心传输的信息制定出病虫害预警和灭虫策略。本发明利用大数据处理和专业技术人员远程核实相结合的方式，快速完成病虫害检测及灭虫策略制定，具有结构简单、成本低、效率高、适用范围广、易于维护和升级等优点。优点。优点。