智能监测白蚁危害防治系统的研究与应用

智能监测白蚁危害防治系统的研究与应用一、立项的背景与意义1.1立项背景白蚁是等翅目昆虫，是至今地球上最为古老的社会性昆虫，可能在中生代后期就广泛存在于世界的热带地区，从化石考证，距今已有2.5亿年的历史了。由于白蚁危害的广泛性、严重性，尤其在热带、亚热带、温带地区，国际昆虫生理生态研究中心（位于肯尼亚内罗毕，简称“ICTPE”）把白蚁列为世界五大害虫（须舌蝇、蜱、蚊子、粘虫和白蚁）研究对象之一，集中世界上最先进的科学研究单位的昆虫生理学家、遗传学家、生态学家和化学家合作进行研究。又据报道，现在有人将白蚁列为世界上最难防治的六大害虫之一（六大害虫分别是火蚁、白蚁、蚊子、蝗虫、苍蝇和杀人蜂）。白蚁虽然形态原始、变态简单，但在进化道路上却获得了极其独特的习性。它不仅营巢而居的集群生活，而且群体内有不同的品级分化，各品级分工明确又联系紧密，使得白蚁类群得以生存繁衍。白蚁遍布于全世界欧、亚、非、澳、美等五大洲，其主要分布在以赤道为中心，南、北讳度45°之间。世界上有2600多种白蚁，据美国科学家的电脑模拟分析，全球白蚁资源数量人均约占有0.5吨，而以白蚁的个体重量1克为计算，人类拥有的白蚁个体数人均约有50余万头，确是一个耸人听闻的数字，事实确实如此。美国4科17属45种，因它的危害造成的经济损失高达34亿美元，至少有200万栋房屋遭受白蚁的严重为害，其中加州、夏威夷约损失10亿美元，在美国东南部地区，白蚁造成的危害是任何农产品害虫的2-10倍；日本白蚁危害相当于每年木屋遭受的火灾的损失；黄复生等在《中国动物志》昆虫纲第十七卷等翅目一书中记载我国已知的白蚁有4科44属，共476种，我国到目前为止，除黑龙江、吉林、内蒙古、宁夏、青海和新疆外，其余各省、市均有白蚁分布，其危害面积接近全国总面积的40%，东自台湾，西达西藏，南起海南，北至辽宁丹东市，特别是长江以南各省、市蚁害尤为严重。据资料统计，仅房屋建筑方面，长江流域白奴危害率一般可占房屋总数的40%-50%，华南地区可达60%-80%。最近有人统计，我国房屋因白蚁蛀害造成的损失达26亿元，不包括水库堤坝遭受蛀害的损失。由于白蚊筑巢在地下、木材等人们不易察觉的地方，不易引起人们的注意，且白蚁的危害对象很广，对堤坝、建筑、农林作物、交通、通讯设施及各种室内用品等都有很大的破坏。因此白蚁的危害具有隐蔽性、严重性、广泛性等特点，是很难彻底防治的一种害虫。目前市面上白蚁防治系统大多是传统的阻隔带加上化学药物，以及人工查看的方式，极少有自动监测的功能。同国外生产的白蚁监测饵剂系统有一定范围的使用，比如湖南某地区有使用Sentricon群体消除系统；但是，国外白蚁监测系统的价格昂贵，供货周期长，后期需消耗大量人力，维护困难，性价比不高。而国内生产的白蚁监测饵剂系统从使用情况来看，对白蚁群体的治理还不够全面；从防治白蚁的效果来看，还不是很理想。1.2立项意义白蚁防治行业是一个狭小的行业领域，全国三百多家白蚁防治机构多为政府设立的事业单位，目前已建立自己的信息化系统的单位不足５０家，很多机构仍然是手工操作，有的虽然建立有信息系统，但因为系统更新不及时而形同虚设。白奴防治行业的现状给白蚁防治管理工作带来了巨大的不便，不利于业务人员的管理，更不利于技术的革新，且工作效率很低，所以在白蚁防治行业现有白蚁防治方式主要存在以下缺点：1、采用药物阻隔带的方式容易造成环境污染，造成严重的环境破坏。2、采用人工监测的方式需要人工进行监测，效率低下，成本很高。3、国外进口的防治系统，价格昂贵，供货周期长，后续需消耗大量人力物力，维护困难，性价比低。二、国内外研究现状与发展趋势因为体制结构的不同和治理理念的不同，国外的白蚁防治业务管理模式与国内是完全不同的。20世纪初期，美国白蚁防治机构为了做好白蚁预防工作，在房屋设计和施工上就有对白蚁预防的详细要求，如通过对施工地基进行树木、杂物的清理来清除白蚁隐患；使用白蚁规避性材料代替普通材料等来减少房屋白蚁入侵。美国目前对白蚁防治的管理工作侧重在杀白奴药物的审批和防治企业及技术人员的监管。美国白蚁防治具体工作主要由虫害控制公司负责，农药协会负责杀白蚁药物监管，国家昆虫管理协会等机构则提供技术支持。美国的白蚁防治业务基本以市场化运作为主，政府制定各项行业法规来约束市场运作。同时政府要求从业人员一律实行执证上岗，公司负责人员管理，岗位证书设有效期，超过有效期需要进行继续教育在管理信息系统方面，因为美国等国家都是市场化运作的，管理系统也都是以公司的内部管理系统为基础，以项目为单位由各单位自行对白蚁防治信息进行管理。另外因为国外多采用设备监控的方式防控白蚁危害，通过电术和网络技术，将设备的信息国内白蚁防治信息化建设相对于其他行业来说起步较晚，杭州市白蚁防治研究所是第一批进行信息化建设的白蚁防治单位，2003年当时主要是依托房管信息系统，实现了简单的业务受理。该系统采用的是C/S系统结构，ORACLE数据库，对新建白蚁防治业务、旧房灭治等业务进行了有效的管理，后来通过不断更新和完善，又追加了综合防治和绿地白蚁防治等功能模块。该系统一大特色是将GIS管理引入到白蚁防治管理中，虽然具体应用上还有待完善，但这已2012年开始，一大批白蚁防治单位发现信息系统给白蚁防治业务带来的巨大便利，开始大批量的幵展信息化建设。萧山白蚁防治研究所开始设计开发基于白蚁防治收费系统的白蚁防治业务系统，把研究重点放在了收费和业务受理上，系统用．NET开发，目2013年，南京水利部门开始研究开发水利工程中的白蚁防治信息化系统，他们主要运用计算机管理系统、地理信息技术等，建立了一个可实现白蚁管理各部门的白蚁危害检查、防治、复查等功能的系统，实现了在线上报功能、数据统计功能、报表功能、专题电子地图等，提高了信息化服务和白蚁防治管理水平，为白蚁防治管理工作提供信息三、项目实施主要内容、技术关键与创新点、预期目标3.1实施主要内容本项目的目的是针对背景技术中存在：1、采用药物阻隔带的方式容易造成环境污染，造成严重的环境破坏。2、采用人工监测的方式需要人工进行监测，效率低下，成本很高。3、国外进口的防治系统，价格昂贵，供货周期长，后续需消耗大量人力物力，维护困难，性价比低等问题。加以改进和创新，提供一种白蚁危害防治系统。本系统构选一种包括前端诱集监测部分、中间传输存储部分和中心处理警示部分的白蚁防治系统，其中所述的前端诱集监测部分设置在白蚁危害区域；所述的前端诱集监测部分包括诱集检测单元和连接诱集检测单元的监测单元，其诱集检测单元引诱白蚁集聚并检测集聚干扰信号，其监测单元接收并处理及传送干扰信号数据；所述的中间传输存储部分连接前端诱集监测部分，并把前端诱集监测部分发出的信号数据传输到中心处理警示部分，同时对接收的数据进行存储和备份；所述的中心处理警示部分连接中间传输存储部分，用于接收中间传输存储部分发来的信号并转换成警示信号发出。3.2技术关键前端诱集监测部分：由两大单元组成：诱集检测单元和监测单元。诱集检测单元包括诱集监测管和设置在诱集监测管内的诱集检测件。诱集监测管包括放置诱集物的外层、放置饵剂及诱集检测件的内层和顶盖，配套使用的饵剂药物为4%克蚁星粉剂和0.03%克蚁星毒饵按1：1.5-3.3的比例配制而成，有效成分均为伊维菌素。诱集检测件包括设置在诱集监测管内的检测棒和连接并传送检测棒异动电信号的检测仪，其中所述的检测棒上设有白蚁诱食材料，且检测棒及白蚁诱食材料上包覆有导电粉末材料层，所述的诱食检测棒发出的异动电信号通过检测仪传送给监测单元。诱集监测管外壳的设计以圆筒状为主要形式，并在筒壁上开有取食孔以利白蚁进入监控管取食，各种产品的圆筒大小、长短、开孔形状则各异，保证管内的检测棒(或药饵)能够有效地被白蚁发现和取食，同时对日常的检查和杀灭白蚁提供便利。设计的白蚁监测管，尺寸130mm×180mm，外形圆筒型，底部为圆锥形。监测管又分为外层与内层，外层可以放置诱集物，而在内层可放置白蚁饵剂和电导检测件。当检查发现管内有白蚁时，不用取出外层引诱物，即可直接在内层放入饵剂，从而减少惊动白蚁，使其食入饵剂，继而达到大量白蚁相互感染而杀灭蚁巢的良好效果。诱集监测管6外观设计为圆筒状，包括放置诱集物的外层、放置饵剂及诱集检测件的内层和顶盖。其中外层筒壁上开有利于白蚁进入的取食孔6-1，外层筒壁上设有标识区6-2。所放置的饵剂为4%克蚁星粉剂和0.03%克蚁星毒饵按1：1.5-3.3的比例配制而成。诱集检测件7包括设置在诱集监测管6内的检测棒7-1和连接并传送检测棒异动电信号的检测仪（图略）。其中检测棒上设有白蚁诱食材料，且检测棒及白蚁诱食材料上包覆有导电粉末材料层，所述的诱食检测棒发出的异动电信号通过检测仪传送给监测单元。监测单元5设有控制区5-1、通信传输及电源区5-2和接口区5-3，所述接口区5-3连接诱集检测件7，所述通信传输及电源区5-2连接接口区5-3及控制区5-1，所述控制区5-1连接中间传输存储部分2。3.3创新点相比传统白蚁饵站等防治系统，白蚁防治监测系统的特点：不需要人工定时去查看地下饵站是否有白蚁，本系统能发现地下饵站有白蚁后，前端监测装置能输出于有效信号，通过无线方式通知白蚁防治人员，能启到反应迅速，及时通知，避免投放饵剂时机的拖延，从而达到更快消灭蚁群的目的，大大提高了效率。检测方式的创新：采用电导检测方法，利用白蚁取食电导材料破坏导电回路，发出报警信号；检测单元的创新：采用导电粉末材料，当监控管设置后，检测棒被白蚁不断取食，导电性能开始发生变化，检测仪检测到其电阻的变化，从而发出报警信号。传输方式的创新：1、单个检测：各监测装置可通过检测线接出监测装置，检测时持手持式检测仪进行检测，如果检测仪报警，则表示监测装置中的检测棒被白蚁取食，需采取杀灭措施。2、无线传输技术：各监测装置都带分别带有SIM卡装置或无线接入装置，两者可选装，传输装置可通过网络中继设备自动将监测白蚁的情况发送到局域网中心控制节点，或者通过4G数据传输功能将信息传送到后台中心部分；检测装置的创新：监控管发送的电信号中断时，检测仪检测到变化将电信号转换为声光信号报警，这些报警信号可以单台检测仪形式显示，可以将这些信号传输到这个监控区域的总控台上显示，这些信号可以转变为数字信号在电脑上显示，实现现代化白蚁监控管理。从人工监测到智能监测的创新：建立自动检测装置，通过电子设备获得监控站覆盖范围内的白蚁发生信息，并根据采集的信息才起防治对策。3.4主要技术成果1、技术性指标叙述：①检测准确度：大于99%；②白蚁防治效果(5%克蚁星粉剂和0.04%克蚁星毒饵)：大于95%；③检测响应时间：小于24小时；④通信（TRS）：1420-1510；⑤内部缺陷：1%；2、实现了人工监测到智能监测的转变，反应迅速，及时通知，达到了更快消灭蚁群的目的，大大提高了效率。3、我公司新型的白蚁危害防治系统研究成果如经推广可以迅速产业化创造企业经济效益和社会效益。四、应用或产业化前景与市场需求4.1产业化前景本系统对提高白蚁防治技术含量,增强白蚁检测产品市场竞争力,提升白蚁行业整体服务水平,保持白蚁防治行业持续、健康、稳定地发展将发挥重要作用,应用前景非常广阔。公司开发了白蚁危害防治装置、环境友好地发展新一轮技术革新；填补了国内空白，打破进口同类型产品的价格垄断与供应瓶颈，满足了白蚁防治行业的迅速发展需要；项目实施并推广应用后，将为企业创造良好的经济效益，并为社会可持续发展产生有力的促进作用。检测系统针对性地克服了化学屏障技术的不足,采用主动监测、有效杀灭、持续监控的方式,具有操作方法简单的特点,适合各类复杂建筑物。它选择的毒饵剂量少、无意外迁移的特点,在整个防治过程中,仅当检测站中发现白蚁活动后,并仅仅在检测站内使用,因此它对环境的影啊很小。白蚁检测技术从本质上而言也是诱杀技术,是一种新型的饵剂技术。白蚁饵剂技术多是在有白蚁危害发生时使用的一种灭治技术,控制白蚁是其唯一的功能。但在消灭白蚁的区域,由于白蚁的分飞、蔓延、扩散,可能有新白蚁入侵。这意味着饵剂必