提供者：湖北宏辉智讯科技有限公司 发布时间：2024/6/5 14:57:44 阅读次数：1081次 进入该公司店铺
一、中心监测站建设方案
1.1需求分析与设备选型
×××特殊的地理和生态环境，形成了多样化的草原类型，也成为草原生物灾害多发的主要原因之一，尤其是草原鼠虫害，不仅给草原植被造成严重破坏，导致草原出现大面积退化和沙化，进一步影响草原生态平衡，同时可能会给草原地区人民群众健康代理隐患，所以对草原有害生物进行科学监测，生物防治工作十分重要。
针对×××的重点草原有害生物，通过鼠害智能监测技术，蝗虫智能监测技术，灯诱技术，气象、视频采集技术，物联网、云计算、人工智能等技术，建立一套综合性的草原有害生物地面监测网络。每个站点布置××套草原鼠害智能监测终端，×××台蝗虫智能监测终端，×××台有害生物物联网测报灯，×××套气象监测设备、×××生境远程实时监控设备。
蝗虫智能监测终端 | 蝗虫发生种群结构监测，种群密度监测，发生期预测，发生程度监测和范围监测。 | |
物联网测报灯 | 光谱趋光性害虫诱集，害虫图片采集与上传，图片识别与数据统计数据分析与预警预报。 | |
气象监测系统 | 空气温湿度采集，雨量、风向、风俗、光照采集，有.效积温分析。 | |
生境远程实时 监控系统 | 草原有害生物危害监控，草原危害状态监控，草地保护实时监控。 | |
草原普查智能监测系统 | 草原普查app，可有.效监测提高人工效率 | |
草原测报工具箱 | 草原普查专用设备 |
草原有害生物智能监测系统总体构架分为三层，第.一层为采集层，运用各种先.进有害生物数据采集设备，采集鼠虫害、气象、视频数据，数据通过光纤或4G无线网络传输至云服务器，以模型分析、智能识别、图形化分析为技术支撑的专用数据分析系统对采集的数据进行归类，识别、应用化和图形化分析后，以符合草原行业需要的方式展现，最终实现有害生物监测预警预报的实时化、智能化、可视化。
建设方案采用集中建设，根据现场实际情况设计监测站大小，场地小要求不小于4.5m*2.5m，内部集中布置智能监测网关、物联网测报灯、害虫远程实时监测系统、小气候及生境远程监控设备。
二、软件系统适配
2.1适应性开发原则
功能适配：根据该测报站主要设备，选择相应的功能进行展示，同时扩展展示鼠害、蝗虫等系统功能。
主题适配：根据用户要求，选择登陆界面，大屏展示界面等位置显示用户名称和logo，可根据用户主题标志进行相应的适应性开发。
设备互联：实现不同物联网监测设备数据集成到同一系统中，一套账号管理多种物联网监测数据。
区域互联：实现不同监测点，不同地区的物联网监测平台互联互通，用户在获得权限时，可以在一个平台中获得其他区域或监测点的监测数据。
权限管理：对不同地区用户，不同级别用户实现权限分配及管理。
2.2软件系统架构
草原生物物联网监控系统采用四层网络架构，分别为：
1、数据采集层：
主要为鼠害、蝗虫及其他有害生物及相关环境、图片、视频监测数据的采集和传输。
2、功能支撑层：
后台功能支撑是物联网系统的核心，通过支撑功能的开发，嵌入数据表分析模块，模型分析模块，人工智能图像识别等分析模块，实现对有害生物数据的管理和分析。
3、业务可视化层：
业务层是用户实现数据管理，查看，设备管理与交互的可视化界面，可视化业务层通过各种图形化、交互化分析模块，实现数据科学展现，提升预测警示水平，增加人机交互体验，从而提升用户对有害生物数据管理和分析效率。
4、用户层
本系统实现多级用户访问权限管理，最高可达国家、省、市、县、乡，监测点6级管理，不同级别用户分类全县，省级用户具有最高的管理权限，可控制数据分享级别及范围。
图4系统架构图
2.3监测预警指挥主要功能模块简介
（1）大屏展示
实时大屏展示是物联网监测系统的门户，实现全省有害生物智能监测系统的全局网格化、模块化展示。所有数据实时动态通过大屏进行展现，提供最及时，最准确的有害生物数据分析结果。
图1：综合性可视化集成分析平台示意图
（2）地图展示
该模块实现地图与设备数据的交互管理和展示，用户可以通过地图上最直接简单的方式管理其权限下的所有设备，可以获得的信息有：设备种类信息，关联数量信息，位置信息。可供接入的设备有：鼠害监测仪，蝗虫监测仪，迁飞性害虫高空灯，性诱监测仪、物联网测报灯，小气候，生境监控，孢子捕捉仪，无人机管理系统。
在地图上点击设备图标，即可出现设备当前的实时监测信息，可以获得信息有：设备类型，安装位置，所属区域，安装时间，网络状态，实时监测信息，7日内监测数据汇总与分析。
图2：地图展示
（3）数据管理
（3-1）蝗虫数据管理系统
实现自动采集的蝗虫图片数据管理。支持地点、时间、实时图片，数量填报等数据管理。可通过人工识别和机器识别两种方式进行数据统计，多维度保证数据准确性，数据可通过饼图，柱状图，曲线图实现不同有害生物单独分析，交互分析，历史数据环比分析，历史数据同比分析，未来发生情况预测分析等功能。
图3：蝗虫图片识别
可通过系统实时查看设备运行状态，并可远程重启，远程指令设置等。
（3-2）鼠害智能监测系统
视频采集信息管理及图像识别。支持对终端采集视频数据的存储，分割、数据提取，图像识别，鼠种鉴定，身体指标分析、鼠群密度分析、鼠群结构分析。
可通过系统远程对鼠害设备进行管理，查看运行运营位置，实时运行环境信息，电量信息，网络状态信息等。
图4：农田鼠害数据分析示意图
（3-3）气象数据管理系统
支持温湿度、光照、风速、风向、雨量等8大环境气象因子数据管理与查看。
可以实时查看环境数据情况，也可通过选择时段，进行历史信息回放与趋势图统计分析
图5小气候数据分析示意图
（3-4）生境数据管理系统
支持局域生境视频监控信息管理。支持地点、时间、视频等数据管理。可以通过区域、设备号等信息对设备进行管理，通过云台控制系统远程调节摄像头方向，焦距等，支持水平360度旋转和垂直180度旋转。可以通过小窗口或全屏展示。
图6生境数据管理系统示意图
三、资金预算（万元）
费用类别 | 名称 | 单位 | 规模 | 单价 | 总价 |
设备费 | 鼠害智能监测系统（三终端） | 套 | 14.5 | ||
蝗虫智能监测系统 | 套 | 3.5 | |||
物联网测报灯 | 套 | 7 | |||
小气候 | 套 | 3 | |||
视频生境 | 套 | 3 | |||
鼠洞调查无人机 | 台 | 16 | |||
草原测报工具箱 | 台 | 0.3 | |||
软件费 | 鼠虫害移动调查系统（选配） | 套 | 1.5 | ||
安装、施工费 | 护栏及安装 | 套 | 0.8 | ||
水泥基座 | 套 | 0.4 | |||
共计 | |||||
三、技术参数（万元）
鼠害智能监测系统（一托二） | 功能简介： 鼠害智能采集终端综合应用图像自动采集技术，数字图像处理技术，人工智能模式识别技术，数据无线传输技术，动物分类学，生物信息学，几何形态学等多技术和学科，实现了鼠害数据采集，害鼠种类识别，害鼠数量统计，害鼠年龄结构、身体指标、群落结构等的分析。采用充放电技术，一块电池应用时间高达2个月，支持4G网络传输模式。 特色功能： （1）鼠害视频瞬时抓拍技术，与野外红外相机相比，具有图片背景单一、完整性高，细节清晰的特点，能提高机器辨识度。 （2）基于视频识别的深度学习技术，是国内应用于有害生物识别监测的首创，识别度达100%。 （3）在分辨种类的同时，能达到分辨鼠龄、鼠活性功能。 |
蝗虫智能监测系统 | 蝗虫智能监测系统 功能简介： 该系统根据蝗虫行为学设计诱捕器并采用特异性引诱剂及特异性光源实现对蝗虫高效诱捕作用，并对诱集到的蝗虫发生密度及各龄期发生情况进行自动化、智能化监测并上传到植物保护监测预警软件进行分析，从而准确判断出各区域虫害发生情况，因地制宜，为及时防治提供先机，减少消耗。采用太阳能或交流电两种供电方式，支持4G，网口，WIFE等多种网络传输模式。 特色功能： （1）灯光+诱剂双诱作用，提升对蝗虫的诱集能力。 （2）高清拍照系统能自动定时采集蝗虫照片。 （3）联合农科院植保所、国家林草防治总站开发的蝗虫识别系统，能对蝗虫种类精确识别与计算。 |
物联网测报灯 | （1）灯诱害虫远程实时监测系统组成：由灯诱害虫诱集系统、害虫定量分离系统，图像采集系统，数据传输系统、图像处理及数据统计系统，整体结构采用304不锈钢，符合GB/T 24689.1-2009植物保护机械 虫情测报灯。 （2）光源：主波长365nm 20W黑光灯管；电压：AC220V；功率：≤450W 待机≤5W；绝缘电阻：≥2.5MΩ（有漏电保护装置）；灯体尺寸：600mm×600mm×2000mm；电压波动范围：220V±60V，电源稳定调控器能保证输出电压220V±5V；灯管启动时间：≤5s；撞击屏：互成120°角，单屏尺寸：长595±2mm,宽213±2mm,厚5mm。 （2）雨虫分离系统：高精度雨水感应系统+DCRI双通道旋转互换式雨虫分离系统。保证雨水不进入机体，保持机体内电子元器件及图片采集平台干燥。 ★（3） 虫体定量输送：内置GSS齿轮式虫体定量输送批处理系统，以固定频率，实现害虫逐批次输送到图像采集平台。系统可通过远程控制虫体降落频率，可远程调控虫体降落最大极限数量，从而保证及时段时间引诱虫量较大的情况出现时，图像采集平台上的虫体仍能实现单层不堆积。GSS旋转频率0-10转/min，提供国.家级农业机械监测机构监测报告，原件备查。 ★（4）图像采集系统：内置1300万工业级摄像头，摄像头以可调节频率拍摄进入采集平台的虫体。可现实远程调节图像采集频率，图像采集频率6s-24h/张，提供国.家级农业机械监测机构监测报告，原件备查。 （5）数据传输系统：可通过3G、4G、RJ45、WIFI、Bluetooth、lora网关等多种方式实现数据接入服务器。 （6）图像处理及数据统计系统：通过人工智能技术实现对图像的预处理，预处理包括底层色彩白化，非立体阴影点位白化，立体阴影点位画面分割，虫体种类智能识别，数据人工矫正，矫正数据与智能识别数据标记与统计，数据保存与可视化展现。虫体自动计数准确度大于90%，且随着应用时间增加，识别及准确度会逐步增加。 （7）虫体终处理系统：采集图像后的虫体，如果需要保留虫体可以存储在大容量存储仓内，如不需要保留虫体，则通过大功率抽风粉碎机排出机体。 （8）环境参数采集：可采集环境温湿度。 （9）工作状态实时采集：可实时采集设备工作电压，灯管状态，DCRI雨虫分离系统状态，红外加热仓工作状态，GSS虫体定量分离批处理系统工作状态，摄像系统工作状态，数据传输系统状态等设备运行状态。 （10）位置信息采集，内置GPS位置采集系统。 |
害虫远程实时监测系统 | 由性诱自动计数诱捕器，主机及数据传输系统，太阳能供电系统组成。 性诱自动计数诱捕器： （1）害虫自动诱捕感应计数系统：自动计数诱捕器外形尺寸:长(37±0.1)cm;宽(25±0.1)cm;高(25±0.1)cm.结构尺寸:顶部进虫口直径(11±0.1)cm;底部出虫口直径(12±0.1)cm； （2）害虫自动感应检测系统包括电流感应装置、电机驱动运行装置、电路调节装置、循环清洁装置、错误排除装置、信号识别装置、数据统计装置、人体安全限流装置。 (3)配备害虫自动储存盒，加载自动拍照系统，内置工业摄像头，像素500万。 （4）自动计数效果经过验证，具有国家森防总站及全国农技中心出具的试验示范证明文件。 数据传输系统. 内置工业级RTU，支持2G，4G数据传输，支持远程开关机，远程重启设置，支持信号检测功能 包含3年无线网络服务费。 具备设备故障远程诊断和维护功能，设备异常或故障远程提醒、远程开关机、性诱剂到期更换时间提醒功能；②数据远程自动报传功能；数据应涵盖：害虫数量、诱捕时间、GPS信息、温湿度等内容；④数据报传方式支持短信和无线数据网络两种，数据上传端口不低于5个，并可根据上传数据包大小在两种方式之间任意切换；⑤监测数据可以通过——林业有害生物远程实时监测系统进行查看及管理；⑥系统服务平台可实现数据查看、地图查看、图表自动生成功能，包括设备维护及安装，诱芯更换提醒；⑦可分级管理，根据不同管理权限管理不同的设备；⑧数据列表查看功能支持不同设备之间，不同区域之间的监测数据一键对比分析，害虫自动感应系统内置电流感应。 太阳能供电系统：：不锈钢支架，防水防锈，高3-4.5米，可调节；太阳能电池板：功率≥75W；锂电池容量≥60Ah； |
小气候监测系统 | 1、采用先.进的微型控制技术，监测不小于6项气象环境因子 2、供电电压：AC220V（适用 DC12V、太阳能、风能等电源） 3、主机功率：≤200mA（12V）整机功耗：≤600mA（12V） 4、工作电压：DC12V 5、设计寿命：5 年 ★ 6、绝缘电阻： ≥ 2.5 MΩ ★7 、高温试验: 60℃ ★8 、低温试验: －40℃ ★9、采集数据分辩率及允差: 项目 显示分辨率 允差 空气温度： 0.1℃ ±0.3℃ 空气湿度： 1%RH ±3%RH 风速： 0.2m/s ±5% 蒸发量 0.1㎜ ±0.1% 降雨量 0.1㎜ ±4% 光照度： 0.1×103Lx ±8% 10、数据存储量：至少可以存储一年的数据（8760次） 11、具有通过移动设备将数据转存到计算机功能，能够与计算机联接，实时显示数据、图形显示。 12、微机可数据信息资源网络共享，可以和历史资料对比 13、辅助电源：蓄电池：DC12V/65Ah 14、供电电压AC220V断开情况下可工作时间：≥96充分保证数据完整性。 15、可以实现本地化存储，操作多样性方式，可实现电脑网页版、手机APP实时数据同步。 16、设备所采集的数据可按要求设置上传的次数。 |
生境远程实时监控系统 | 设备构成：含支架、供电系统，摄像系统，传输系统及视频数据管理软件一套。 支架高度5米，球机高度可调整范围1-4.5米 摄像头像素500W，内置云台，可远程控制球机左右360度，上下90度旋转，18倍光学变焦，图像5-150米拉远拉近 工业级产品，适合-30到+65度环境，365天*24小时长时间工作 超强夜视功能，红外夜视150米 内置工业级准4G高速无线模块，保证不掉线。 高清视频采集，H.264压缩 IP66全防水外壳设计，64G视频存储。 1年免费包换机芯，维修期不走过2个工作日 可以用220V市电或蓄电池、太阳能供电 |
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