[发明专利]一种仓储害虫发生信息实时监测方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及针对粮食仓储害虫的监测技术，特指利用嗅觉可视化技术监测害虫的信息素发生状况的方法及系统。

背景技术

粮食收购一般正值夏季高温期，是害虫最容易发生发展的时期，因此，新入仓的粮食普遍带有害虫，特别是隐蔽性害虫。害虫在粮食入仓初期发生数量较少，危害不大，但到达一定时间段后，害虫的种群则会迅速繁殖发展（依照逻辑斯蒂克公式），相应的危害量也急剧增加。在中国的中部，在适宜的条件下，入仓三个月的且未进行任何害虫治理措施的粮食重量损失可达11.25%，6个月则高达35.12%。对于入仓时间较长的粮食，由于害虫防治时熏蒸需要密闭及散气，不适合继续入粮，所以害虫防治过早会给后期入粮造成较大的不便，而防治太迟则使粮食遭受重大损失，因此，最好在害虫大规模繁殖之前这一合适的时机采取防治措施。目前，对入仓粮食害虫的防治时机通常根据工作人员的经验来判断，其缺陷是：对正确的防治时机的判断很难把握，导致粮食储藏的安全隐患。

粮仓内害虫的最佳防治时机，即害虫繁殖的高峰期前，害虫在繁殖交配之前，雌虫会向雄虫发出信息素，使得雄虫得以寻找到雌虫并交配繁殖。在害虫繁殖高峰期前，仓库中即有大量雌虫发出的信息素，如能采用合宜方法对害虫的信息素进行监测，即能获取害虫发生状况，把握合理的防治时机对害虫进行综合治理。

目前，有采用气相色谱法和其它仪器分析法对害虫信息素气体成分和含量的检测分析，但这些方法的实施需要对样品进行前处理，实验耗时比较长，主要应用在实验室研究中，并不能应用于粮库实时检测分析害虫的信息素。因此，粮食储藏迫切需求一种快速、客观、可实时检测和分析害虫活动状况的监测方法。

发明内容

 本发明的目的是为了解决现有粮食仓储过程中的害虫发生状况监测和防治时机无法选择的问题，提供一种基于嗅觉可视化技术的仓储害虫发生信息实时监测的方法及系统，可采集并分析各种主要害虫雌虫发生的信息素，并可快速、客观、可靠地监测粮食仓储害虫发生繁殖状况。

 本发明仓储害虫发生信息实时监测系统采用的技术方案是：该系统包括若干个气体采集室、气体反应室和计算机，若干个气体采集室分散放置在粮仓的信息素监测区域内，每个气体采集室的出口处均通过气流导管汇集后连接微型泵的输入端，微型泵的输出端通过气流导管连接气体反应室；气体反应室内腔中固定设置嗅觉可视化传感器和摄像头，嗅觉可视化传感器由传感器底板和固定在传感器底板上表面的嗅觉可视化传感器阵列组成，摄像头位于嗅觉可视化传感器阵列的正面；摄像头通过信号线连接图像采集卡，图像采集卡连接计算机，图像采集卡和计算机位于气体反应室外部。

本发明仓储害虫发生信息实时监测系统的监测方法采用的技术方案包括如下步骤：A、通过常规经验知识确定需要监测信息素发生状况的几种主要害虫，确定这些害虫雌虫散发信息素成分和浓度；选择对这些信息素敏感的色敏材料制成嗅觉可视化传感器；B、通过计算机获取嗅觉可视化传感器阵列在纯净空气中各个色敏材料的信息，作为基准颜色信息；C、开启微型泵使各个气体采集室采集粮仓内的气体，当气体反应室内气体成分和浓度发生变化时，嗅觉可视化传感器阵列的气体色敏材料颜色即发生变化；计算机获取变化后的颜色图像，将变化后的颜色信息的RGB像素值减去所述基准颜色信息的RGB像素值，得到反应前后的颜色变化值；D、当颜色变化值超过预设的阈值时，计算机将每一个颜色变化值转化为相应的信号值，将各个信号值相融合得到与储粮害虫挥发出信息素成分和浓度相关的嗅觉可视化传感器信号响应特征矩阵，对信号响应特征矩阵进行主成分分析，选取主成分特征向量，将主成分特征向量与步骤A中已确定的储粮害虫信息素成分和浓度一起建立偏最小二乘回归模型；E、实测害虫信息素时，根据所述偏最小二乘回归模型得到害虫信息素浓度值。 

本发明的有益效果是：

1、本发明利用嗅觉可视化监测仓库中害虫发生状况，即通过可视化传感器阵列颜色信息的变化，判断粮仓中发生的主要害虫散发的信息素浓度，可快速、智能地检测害虫信息素的发生状况，以此判别害虫的交配状况，不用进粮仓，在仓外即可了解粮仓内的主要害虫发生信息，从而可选择合适的防治时机，为把握害虫的合理防治时机提供重要参考。

2、本发明提供了柔性技术，可根据粮仓内发生的主要害虫确定雌虫的信息素成分，选择相应灵敏度强的色敏材料，制作高灵敏度、专一性的嗅觉可视化传感器阵列。此外，还可以根据粮仓内害虫取食和呼吸发出的气体及粮食霉变发出的气体，更换嗅觉可视化传感器阵列，实时监测仓内粮食的信息。