物联网与病虫测报

物联网与病虫测报全国农业技术推广服务中心病虫害测报处姜玉英2015年9月汇报提纲1.物联网概况1.1物联网产生背景1.2物联网定义1.3物联网关键技术1.4物联网本质特征1.5物联网技术架构1.6物联网应用模式2.物联网与病虫测报2.1害虫性诱自动计数与传输2.2病菌孢子捕捉与自动识别2.3马铃薯晚病监测预警系统2.4病虫害监测物联网系统2.5迁飞性害虫的雷达监测1.物联网概况1.1物联网产生背景1990年：最早的物联网实践——施乐公司的NetworkedCokeMachine。1999年：在美国召开的移动计算和网络国际会议上，麻省理工学院MITAuto-ID实验室的Ashton教授在射频识别技术（RFID）的研究中首次提出“物联网”概念。该会议提出“传感网是下一个世纪人类面临的又一个发展机遇”。2003年：美国《技术评论》提出传感网络技术将是未来改变人们生活的十大技术之首。2005年：在突尼斯举行的信息社会世界峰会（WSIS）上，国际电信联盟（ITU）发布《ITU互联网报告2005：物联网》，指出物联网的定义和范围已经发生了变化，覆盖范围有了较大的拓展，不再只是指基于RFID技术的物联网。1.1物联网产生背景2008年后，为了促进科技发展，寻找经济新的增长点，各国政府开始重视下一代的技术规划，将目光放在了物联网上。2009年：美国总统奥巴马圆桌会议，接受了IBM高层提出的“智慧地球”策略。当年，美国将新能源和物联网列为振兴经济的两大重点。2009年：温家宝总理提出“感知中国”，物联网被正式列为国家五大新兴战略性产业之一，写入《政府工作报告》。物联网在十二五期间产业规模将达到6000亿，研究机构预测十年内物联网将成为一个上万亿产业，规模比互联网大30倍。物联网在中国受到了全社会极大的关注，其受关注程度是在美国、欧盟以及其他各国不可比拟的，物联网已被贴上“中国式”标签。1.2物联网定义按国际电信联盟(ITU)的定义，物联网主要解决三大互联问题：物品与物品(ThingtoThing,T2T)：基于PC机的互联网没有考虑的问题人与物品(HumantoThing,H2T)：人利用通用装置与物品之间的连接,从而使得物品连接更加的简化；人与人(HumantoHuman,H2H)：指人之间不依赖于PC而进行的互连。中国物联网校企联盟将物联网定义为：当下几乎所有技术与计算机、互联网技术的结合，实现物体与物体之间，环境以及状态信息实时的共享以及智能化的收集、传递、处理、执行。广义上说，当下涉及到信息技术的应用，都可以纳入物联网的范畴。1.2物联网定义倪光南院士认为：物联网是通过各种传感技术（RFID、传感器、GPS、摄像机、激光扫描器……）、各种通讯手段（有线、无线、长距、短距……），将任何物体与互联网相连接，以实现远程监视、自动报警、控制、诊断和维护，进而实现“管理、控制、营运”一体化的一种网络。“物”的涵义——要满足以下条件才能够被纳入“物联网”的范围：1、要有数据传输通路；2、要有一定的存储功能；3、要有CPU；4、要有操作系统；5、要有专门的应用程序；6、遵循通用物联网的通信协议；7、在世界网络中有可被识别的唯一编号。通用物联网的通信协议：为了让不同设备之间的数据进行共享，及互联互通，可集成同类物联网设备生产厂家的系统共性，并进行重新的函数定义，从而达到不同系统之间的信息共享、数据读取及可受控的数据写入、控制等功能的通信协议1.2物联网定义（分类）私有物联网（PrivateIoT）：单一机构内部提供服务公有物联网（PublicIoT）：基于互联网面向大众或大型用户提供服务社区物联网（CommunityIoT）：向一个关联的社区或机构群体提供服务混合（HybridIoT）：两种以上物联网的组合传感器技术。绝大部分计算机处理的都是数字信号。自从有计算机以来就需要传感器把模拟信号转换成数字信号计算机才能处理，因此传感器技术是物联网的前提。嵌入式系统技术。是综合了计算机软硬件、传感器技术、集成电路技术、电子应用技术为一体的复杂技术。经过几十年的演变，以嵌入式系统为特征的智能终端产品随处可见；小到人们身边的MP3，大到航天航空的卫星系统。射频识别（RFID）技术。RFID（RadioFrequencyIdentification）又称无线射频识别，可通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据，而无需识别系统与特定目标之间建立机械或光学接触。射频一般是微波，1-100GHz，适用于短距离识别通信。RFID读写器也分移动式的和固定式的，目前RFID技术应用很广，如：图书馆，门禁系统，食品安全溯源等1.3物联网三大技术1.4物联网本质特征物联网是互联网的应用拓展。应用创新是物联网发展的核心。以用户体验为核心的创新则是物联网发展的灵魂。物联网的本质概括起来主要体现在三个方面：一是互联网特征，即对需要联网的物一定要能够实现互联互通的互联网络，即任意时间、任意地点、任意物体的连通性；二是识别与通信特征，即纳入物联网的“物”一定要具备自动识别与物物通信的功能；三是智能化特征，即网络系统应具有自动化、自我反馈与智能控制的特点。1.4物联网本质特征全面感知：利用RFID技术、传感器、二维码及其他机器，能够随时采集物品动态可靠传输：通过网络将感知的信息实时传输智能处理：利用云计算等技术及时对海量信息（大数据）进行处理，实现人与人、物与物、人与物的连通1.5物联网技术架构感知层由各种传感器以及感知终端构成，包括二氧化碳浓度、温湿度传感器、二维码标签、RFID标签和读写器、摄像头、GPS等感知终端。感知层的作用相当于人的眼耳鼻喉和皮肤等神经末梢，它是物联网识别物体、采集信息的来源，其主要功能是识别物体，采集信息。网络层由各种私有网络、互联网、有线和无线通信网、网络管理系统和云计算平台等组成，相当于人的神经中枢和大脑，负责传递和处理感知层获取的信息。应用层是物联网和用户（包括人、组织和其他系统）的接口，它与行业需求结合，实现物联网的智能应用。1.5物联网技术架构1.6物联网应用模式信息采集信息分析处理信息发布信息传递2.物联网与病虫测报病虫测报基本流程（关键环节）物联网应用的切入点病虫测报基本流程—信息采集调查对象虫态或发生期系统调查方法和目标大田普查方法和目标虫害成虫灯诱、性诱、诱蛾器、糖醋盆:虫量动态、交配状态、雌蛾卵巢发育级别网捕、百步惊蛾、赶蛾、盆拍、目测:虫量、为害率和为害程度卵草把诱卵、剥查、目测:卵量动态、卵发育进度草把诱卵、剥查、目测:卵量幼虫/若虫目测、盆拍、剥查、淘土:虫量动态、发育进度目测、盆拍、剥查、淘土:虫量、为害率、为害程度蛹/茧挖土剥查、茬口剥查:发育进度，存活率挖土剥查、茬口剥查:虫量，存活率病害病源调查抗逆体（子囊盘、子囊壳、孢囊……）埋查剥查，传播体（子囊孢子、分生孢子、夏孢子……）孢子捕捉仪捕获镜检：病原菌萌发进度、外来菌源监测——病情调查定点目测：病株率、病叶率、严重度多点目测：病田率、病株率、病叶率、严重度病毒调查介体调查（同虫害）多点采样检测、目测：介体或植株带毒率、病田率、病株率、严重度注：病虫害种类不同，调查具体方法和指标不同2.1害虫性诱自动计数与传输昆虫类型诱捕器害虫种类螟蛾类钟罩倒置漏斗式稻纵卷叶螟、二化螟、三化螟、大螟、黏虫、草地螟、二点委夜蛾、亚洲玉米螟、二点螟、高粱条螟、桃蛀螟、棉铃虫、棉红铃虫、烟青虫、豆荚斑螟、豆荚野螟、瓜绢螟、茶毛虫夜蛾类圆筒菱形入口式小地老虎、黄地老虎、斜纹夜蛾、甜菜夜蛾、大豆食心虫小型昆虫类翅膀形粘胶式小菜蛾、梨小食心虫、桃小食心虫、茶细蛾、棉盲蝽果（实）蝇类罐（瓶）式桔小实蝇、柑橘大实蝇、瓜食蝇及其他多种果实蝇公益性行业（农业）项目“昆虫性诱剂合成与缓释技术研究”螟蛾类性诱系统棉铃虫、玉米螟、草地螟等螟蛾类自动计数系统的安装用220V交流电或锂电池（电池型号：YFD-12680，输入电压：12.6VDC，输出电压：12VDC，电容量为6800mAh）供电方式，理论上可供用电5～7d），也可采用太阳能板（蓄电池，25W，12V，12Ah，充足电时可连续工作7～10d）供电方式储存卡最多可8个月内每小时记录数据的存储，支持U盘导出、手机短信接收等数据传输夜蛾类性诱自动计数系统的安装斜纹夜蛾甜菜夜蛾小地老虎豆荚螟枣尺蠖蛾量高、计数准确、峰期明显引自：姜玉英等,2015.新式诱捕器及其自动计数系统在棉铃虫监测中的应用.《中国植保导刊》010203040506070805.255.306.46.96.146.196.246.297.47.97.147.197.247.298.38.88.138.188.238.289.29.79.12诱虫量（头）日期诱捕器1诱捕器2自动计数诱捕器黑光灯图2性诱和灯诱虫量0510152025305.255.316.66.126.186.246.307.67.127.187.247.308.58.118.178.238.299.49.10诱虫量（头）日期自动计数人工计数图3诱捕器自动计数与人工计数诱虫量2.1害虫性诱自动计数与传输北京依科曼生物技术有限公司生产的闪讯TM害虫远程实时监测系统年全国农技中心安排北京、辽宁、上海、浙江、福建、江西、山东、河南、广东、重庆、新疆等11省（区、市）的13个县（市）试验稻纵卷叶螟、二化螟、玉米螟、棉铃虫、桃小食心虫、小菜蛾、甜菜夜蛾、斜纹夜蛾等8种害虫2.2病菌孢子捕捉与自动识别目前可以自动识别的病菌孢子——小麦白粉病菌图1河南南阳2013年5月20日捕捉病菌图像和孢子种类Fig1TheequipmenttakepictureofsporespeciesMay20,20111.叶枯病菌交链孢SporeofAlternariatenuissima，2.白粉病菌分生孢子SporeofOidiummonilioidesNees.，3.叶枯病菌蠕孢SporeofDrechslerasorokiniana，4.锈病菌冬孢子TeliosporeofPucciniareconditaRob，5.叶枯病菌壳二孢SporeofAscochytaspp.,6.锈病菌夏孢子SporeofPucciniareconditaRob，7.霜霉病菌孢子囊SporeofSclerophthoramacrospora(Sacc.)Thrium.etal.，8.叶枯病菌壳针孢SporeofSeptoriatritici2.3马铃薯晚病监测预警系统基本功能：实时自动气象数据采集实时侵染分析防治决策制定气象数据共享手机气象数据浏览应用范围（监测点）：10个省份的260多个监测点推广应用，实现了全国联网和信息共享2.4病虫害监测物联网系统佳多病虫害自动测控系统（ATCSP）生物诱控系统虫情信息自动采集系统病菌孢子自动捕捉系统小气候信息采集系统生态远程实时监控系统虫情信息自动采集系统完成虫情远程监测虫情图像自动采集虫体自动红外处理小气候信息采集系统采用先进的生物传感器、微型控制器，对病虫害测报必需的区域性气象数据进行定点自动采集、存贮、打印，单机累计存贮365天，可导入Excel进行编辑分析生物诱控系统是由虫情信息自动采集系统采集的虫情信息和小气候信息采集系统采用气象信息，经昆虫模型智能运算分析，依得出的结果可远程指挥频振诱控技术自动进入防控系统病菌孢子自动捕捉系统分析田间病菌数量动态预测病害发生时间、发生程度和传播路线定时、定量自动采集病菌培养、自动成像远程无线传输建立病菌孢子图像信息库生态远程实时监控系统集成网络、视频技术，利用自主研发的信息转换器和专用软件，实现对植物、昆虫、病害及环境的远程实时监测，其中还借助机械手由计算机对图像采集器进行推拉，使图像采集器在空间内平衡移动定位200920052001-20022006~2003~2007~