專利名稱：一種基于性信息素與寬譜光源的太陽能滅蟲燈裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種基于性信息素與寬譜光源的太陽能滅蟲燈裝置，尤其能夠滿足農(nóng)田、果園、稻田、公園等戶外場所的滅蟲需求。
背景技術(shù)：
隨著人們對于生活質(zhì)量要求的不斷提高，綠色食品、綠色能源、綠色環(huán)境等一系列綠色字眼不斷出現(xiàn)在人們的面前。在傳統(tǒng)農(nóng)、林、水果栽種過程中，為了提高產(chǎn)量降低植被蛀蟲率，農(nóng)藥的大面積使用始終扮演著重要的角色，然而大多數(shù)農(nóng)藥水溶性十分有限，這與人們對于綠色食品的需求形成了互相矛盾的局面。因此一系列戶外滅蟲產(chǎn)品應(yīng)用而生，滅蟲燈的使用在降低農(nóng)藥使用量，提高農(nóng)作物產(chǎn)量等方面發(fā)揮了十分重要的作用。目前滅蟲燈主要采用利用紫外光源引誘，高壓電網(wǎng)觸死的方式對害蟲進(jìn)行捕殺，其特點在于方法簡單作用時間較長；缺點在于誘捕效率有限，長時間使用昆蟲容易產(chǎn)生抗性，降低誘捕效果。滅蟲燈的應(yīng)用主要利用昆蟲趨光性的生理行為對其進(jìn)行誘捕。一般認(rèn)為人眼可見光波長為400 700nm之間,對黃綠光十分敏感。昆蟲可見光主要集中于250 700nm之間，其中對紫外光尤為敏感。如棉鈴蟲和煙青蟲對330nm和365nm的光波趨性最強(qiáng)。然而單一波長光源不能滿足戶外多種昆蟲誘捕的目的，因此滅蟲燈應(yīng)采用320nm 680nm覆蓋長波紫外光和可見光的寬譜誘蟲光源作為誘捕源，實現(xiàn)廣譜引誘的功能。雖然寬譜誘蟲光源的使用能夠提高滅蟲燈的誘捕效率，但是昆蟲的趨光性會受到如日照周期變化，光強(qiáng)度變化等因素的影響。光強(qiáng)度單位常用勒克斯(LX，米燭光)，光強(qiáng)度主要作用于昆蟲交配、產(chǎn)卵、取食、棲息等生理活動。如小麥吸漿蟲常在ILx強(qiáng)度一下活動；蚊蟲多在O. 5Lx I. 5Lx強(qiáng)度下活動；蚜蟲有翅蚜在黑暗中不起飛，光強(qiáng)超過IOOOOLx對其起飛也有抑制作用。同時日照周期的變化作用于昆蟲生物鐘，從而調(diào)節(jié)其取食、棲息等生理行為。因此夜間固定光強(qiáng)度下滅蟲燈僅能作用于特定昆蟲群體，效果受到局限。作為一種新型誘捕方式，昆蟲性信息素正在不同的領(lǐng)域中被人們所逐漸認(rèn)識與使用。昆蟲性信息素主要在鞘翅目、直翅目、同翅目等害蟲中誘捕中應(yīng)用較多，鱗翅目昆蟲中的透翅蛾科以及菜蛾科的種類也有較高的實用價值。昆蟲性信息素作為同種異性昆蟲之間生殖階段的化學(xué)通訊工具，其特點在于利用個體昆蟲對化學(xué)物質(zhì)產(chǎn)生反應(yīng)而被殺，不會產(chǎn)生后代，故無抗性發(fā)生。同時由于其化學(xué)結(jié)構(gòu)的高度復(fù)雜性和特殊性是昆蟲種間生殖隔離的重要保證，因此，不同昆蟲之間的性信息素相互不能替代，也不會引起混淆具有種特異性，即專一性、對益蟲、天敵不會造成危害。其缺點在于昆蟲性信息素特異性較強(qiáng)，僅能有針對性的誘捕某種昆蟲，因此不存在廣譜誘捕的功能。這也限制了其在野外誘捕領(lǐng)域的發(fā)展。正是由于上述各種條件的約束與限制，目前主流的集中滅蟲燈都存在各自的弊端，不能實現(xiàn)真正意義上的光譜高效滅蟲。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型所要解決的技術(shù)問題是構(gòu)建一種基于性信息素與寬譜光源的太陽能滅蟲燈裝置，該裝置能夠真正意義上實現(xiàn)昆蟲的廣譜誘捕，并且根據(jù)日照周期，光照強(qiáng)度，環(huán)境溫度自動調(diào)節(jié)誘捕參數(shù)，從而實現(xiàn)裝置工作的高效性與持續(xù)性。本實用新型所采用的技術(shù)方案是該裝置主要包括環(huán)境參數(shù)采集模塊、控制模塊、太陽能電源管理模塊、誘捕劑釋放驅(qū)動模塊等幾個部分。采用DS18B20溫度傳感器、GL7516光敏電阻、HSllOl濕度傳感器構(gòu)成環(huán)境參數(shù)采集模塊，經(jīng)串行總線接口接入控制模塊，控制模塊采用Intel 80C51微控制器構(gòu)成；環(huán)境參數(shù)經(jīng)MCU處理后驅(qū)動誘捕劑釋放驅(qū)動模塊，其主要控制高壓電網(wǎng)是否工作、昆蟲性信息素的釋放口半徑、昆蟲性信息素外圍電阻絲溫度、寬譜誘蟲光源光強(qiáng)等；太陽能電源管理模塊為裝置能量來源，為高壓電網(wǎng)提供工作電源，其工作狀態(tài)由MCU處理后的環(huán)境參數(shù)進(jìn)行控制。該系統(tǒng)的優(yōu)點有I)根據(jù)環(huán)境參數(shù)(光強(qiáng)度、溫度、濕度)的變化智能調(diào)控裝置的工作狀態(tài)，可以大 大提高裝置的工作效率與使用壽命。2)采用昆蟲性信息素與寬譜誘蟲光源兩種方式誘捕昆蟲實現(xiàn)廣譜與特異性的結(jié)合，提高昆蟲的誘捕效率。3)采用太陽能電板形式對裝置進(jìn)行供電，降低了裝置對于工作環(huán)境的要求與鋪設(shè)成本。4)采用紅外防觸電保護(hù)，提高裝置的安全性能。

圖I裝置工作原理圖。圖2太陽能電源管理模塊工作原理圖。圖3高壓電網(wǎng)工作原理圖。
具體實施方式
該基于昆蟲性信息素與寬譜誘蟲光源的太陽能光伏滅蟲燈裝置的工作原理圖如圖I所示。其中環(huán)境參數(shù)采集模塊能夠采集多種環(huán)境參數(shù)，溫度參數(shù)由DS18B20溫度傳感器進(jìn)行采集。太陽能電板電源經(jīng)處理后可以輸出穩(wěn)定電壓，由于DS18B20與控制模塊采用串行接口通信模式，因此DS18B20讀寫必須滿足其時序設(shè)定，同時為了提高采集數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，DS18B20與80C51微控制器布線時已經(jīng)充分阻抗匹配問題，布線采用4芯雙絞線，其中一對線接地線與信號線，另一對線接VCC和地線，屏蔽層在源端單點接地。光敏電阻根據(jù)其光強(qiáng)電壓特性將環(huán)境溫度相關(guān)參數(shù)反饋至80C51微控制器。環(huán)境濕度參數(shù)主要由HSllOl濕度傳感器進(jìn)行采集，根據(jù)環(huán)境濕度的變化其電容值也自動隨著調(diào)整。相關(guān)參數(shù)經(jīng)串行總線傳輸至MCU經(jīng)處理后，裝置判斷其目前工作環(huán)境(晝夜、陰晴、季節(jié)等)，根據(jù)MCU內(nèi)置參數(shù)對應(yīng)工作表，智能調(diào)整裝置工作狀態(tài)，如高壓電網(wǎng)是否工作、昆蟲性信息素的釋放口半徑、昆蟲性信息素外圍電阻絲溫度、寬譜誘蟲光源光強(qiáng)等。該裝置能量主要采用晶體硅太陽能電池板的形式獲得同時輔以220V電源備用，日照強(qiáng)于下晶體硅吸收一部分光子能量，使晶體硅內(nèi)部原子發(fā)生躍遷，從而形成電位差產(chǎn)生電流驅(qū)動裝置運(yùn)行。太陽能電源管理模塊主要包含晶體硅太陽能電池板、太陽能控制器、蓄電池、逆變器。太陽能電池板是太陽能電源管理模塊的核心部分，其作用是將太陽的輻射能力轉(zhuǎn)換為電能，或送往蓄電池中存儲起來，或推動負(fù)載工作；太陽能控制器的作用是控制整個模塊的工作狀態(tài)，并對蓄電池起到過充電保護(hù)、過放電保護(hù)的作用；蓄電池采用鋰電池，其作用是在有光照時將太陽能電池板所發(fā)出的電能儲存起來，到需要的時候再釋放出來；逆變器完成低壓太陽能輸出變換至220V高壓輸出的功能，其功能原理圖如圖2所示。太陽能電源管理模塊220V輸出驅(qū)動高壓電網(wǎng)工作，如圖3所示。電路中，光控開關(guān)電路由光敏電阻器RG、電容器CO、燈管EL、電阻器R，雙向觸發(fā)二極管V和晶閘管VT組成；倍壓整流電路由電容器C1-C5和整流二極管VD1-VD5組成。在白天，RG受光照射而呈低阻狀態(tài)，將CO短路，VT無觸發(fā)電壓而處于截止?fàn)顟B(tài)，倍壓整流電路不工作。夜晚無光照射時，RG恢復(fù)高阻狀態(tài)，交流220V電壓經(jīng)EL和R對CO充電，當(dāng)CO上的電壓充至一定值時，V導(dǎo)通，使VT受觸發(fā)而導(dǎo)通，倍壓整流電路通電工作。交流220V電壓經(jīng)倍壓整流電路五次倍壓整流后，產(chǎn)生約1450V的高壓加在電網(wǎng)上。當(dāng)有害蟲趨光飛來觸碰到電網(wǎng)時，就會立即被高壓擊斃。同時為了裝置的安全使用，外加紅外線位置傳感器，一旦用戶接近裝置，則高壓自動切斷，提高了安全系數(shù)。隨著綠色生活的發(fā)展，這種以新型綠色技術(shù)滅蟲的方法必將大幅減少農(nóng)作物種植過程中的農(nóng)藥使用范圍和數(shù)量，因此該基于昆蟲性信息素與寬譜誘蟲光源的太陽能光伏滅蟲燈裝置具有十分廣闊的發(fā)展空間和應(yīng)用前景。
權(quán)利要求1.一種基于性信息素與寬譜光源的太陽能滅蟲燈裝置，其特征在于該裝置主要包括環(huán)境參數(shù)采集模塊、控制模塊、太陽能電源管理模塊、誘捕劑釋放驅(qū)動模塊幾個部分；采用DS18B20溫度傳感器、GL7516光敏電阻、HSllOl濕度傳感器構(gòu)成環(huán)境參數(shù)采集模塊，經(jīng)串行總線接口接入控制模塊，控制模塊采用Intel 80C51微控制器構(gòu)成；環(huán)境參數(shù)經(jīng)MCU處理后驅(qū)動誘捕劑釋放驅(qū)動模塊，其主要控制高壓電網(wǎng)是否工作、昆蟲性信息素的釋放口半徑、昆蟲性信息素外圍電阻絲溫度、寬譜誘蟲光源光強(qiáng)，最終達(dá)到高效長時誘捕昆蟲的功能。
專利摘要提供了一種基于性信息素與寬譜光源的太陽能滅蟲燈裝置。該裝置以太陽燈電板為主要能量來源，通過昆蟲性信息激素和320nm～680nm覆蓋長波紫外光和可見光的寬譜誘蟲光源兩種方式引誘半徑80～100m(30～45畝)的多種害蟲，以高壓電網(wǎng)的形式將接近該裝置的害蟲觸死。為提高滅蟲等作用效率和作用時間，采用Intel 80C51微控制器依據(jù)DS18B20溫度傳感器、HS1101濕度傳感器等裝置采樣環(huán)境溫度信息，智能調(diào)節(jié)昆蟲性信息激素的釋放速率；同時使用GL7516光敏電阻設(shè)計感光模塊，根據(jù)環(huán)境光強(qiáng)參數(shù)動態(tài)控制昆蟲性信息激素、寬譜誘蟲光源以及太陽能電板的工作狀態(tài)。
文檔編號A01M1/04GK202738659SQ2012202217
公開日2013年2月20日 申請日期2012年5月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月17日
發(fā)明者陳心浩, 馬楠, 陳軍波 申請人:中南民族大學(xué)