名称：一种智能仿生频率合成可变光谱频闪杀虫灯装置
专利人： 吴平庆
专利号：201710082369.5
技术领域
本发明属于植物害虫生物物理防治方法领域。涉及一种智能仿生频率合成可变光谱频闪杀虫灯装置。它能自动适应各种害虫的趋光频率特性、扑灯时间差异要求，尤其是能够从害虫的生物角度自动跟踪害虫的趋光高峰生物活动习性，自动在不同的时域合成不同频率的光波，集中能量专门有针对性的在不同的环境下诱杀目标害虫，保护昆虫的多样性，同时屏蔽害虫的天敌光波频率段，减少光波污染，保护益虫，提高太阳能利用率。
背景技术
目前，公知黑光灯的光谱在300－390nm之间，如CN201510457503.6，公开了一种黑光杀虫灯，以对田间的害虫进行辅助性的捕杀。在诱杀害虫的同时也诱杀了大量的益虫，发达国家在70年代就已停止使用，而我国还在大量使用。这种黑光灯能耗大、光效低、寿命短。双波灯在黑光灯的基础上进行改进，在一定程度上提高了杀虫效率是，但诱虫灯的光波频率仍是固定的不变的，不能根据害虫的趋光时域不同、趋光频率不同的要求动态的诱杀害虫；也不能自动的适应不同的使用环境集中能量有针对性的诱杀害虫，以保护生物的多样性和害虫的天敌。
近年来，频振式杀虫灯杀虫种类广，可诱杀多种蔬菜害虫，就是根据害虫成虫的趋向性，近距离用光，远距离用波，黄色光源，性信息等原理设计的，它的主要元件是频振灯管和高压电网，频振灯管能产生特定频率的光波，引诱害虫靠近，高压电网缠绕在灯管周围能将飞来的害虫杀死或击昏，以达到防治害虫的目的。如CN201320666197.3，涉及一种太阳能智能光谱频振杀虫灯，其解决了现有杀虫灯杀虫能力弱、当电网供电异常时无法使用的技术问题。但没有解决仿生的、自动频率合成产生不同频谱光波来诱杀目标害虫。
目前，国内研制的LED杀虫灯已经获得一定的应用。主要是LED杀虫灯光效高、寿命长，单色性好，可以有针对性诱杀害虫。如CN201410664332.X，针对不同季节不同种类的森林虫害的不同发育代、不同发育期，根据森林害虫趋光、趋色、趋性、趋波的特性，根据林地虫情发生种类、规律，危害时间，最佳扑杀时机，编制目标林地的防治工程程序输入单片机，实现太阳能杀虫灯光控、雨控智能化自动调控。程序能够根据森林害虫的活动时间开启杀虫灯，但由于杀虫灯的频率与光波段不能根据害虫变化而变化，不能仿生的进行频率合成生成不同频率的光波段，所以针对性不强。
CN201410330361.2，提供的多色频闪智能LED杀虫灯，在控制器的控制下可发出白、蓝、红、绿、黄等多种颜色，以满足对多种害虫的高效诱杀要求。该灯的程序不是按照昆虫的生物习性自动的开启相关频率的杀虫灯，当害虫目标发生变化时，需要人工在现场进行按键操作。每天24小时各种害虫的活动时间是不相同的，每当目标害虫出现并需要诱杀时就要到现场按不同的杀虫键，这给用户带来不便。同时按键是有限的，不能根据虫情的变化动态的杀灭害虫，相对于精准频段光波杀虫来说是粗放型的，没有解决在不同的生物信息时间合成不同频率的光波段诱杀目标害虫。
CN201510726572.2，包括步骤S1，输入杀虫时段；步骤S2，选择所述杀虫时段对应的杀虫灯的输出电压值；步骤S3，控制杀虫灯在所述杀虫时段与电源模块连接；步骤S4，控制杀虫灯输出与所述杀虫时段对应的输出电压值；步骤S5，在所述杀虫时段内，实时检测杀虫灯外特定范围的温度值和杀虫灯的重量；步骤S6，判断杀虫灯外特定范围的温度值是否超过预设温度值，若是，则控制杀虫灯与电源模块断开连接；若否，则执行步骤S7；步骤S7，判断杀虫灯的重量是否超过预设重量值，若是，则控制杀虫灯与电源模块断开连接；若否，则重新回到步骤S5。本发明能够提供可选的杀虫灯工作时间段以及可选的杀虫灯输出电压，增加用户体验。但其实际就是改变杀虫的光强。许多害虫对光强变化的趋光性反应并不是很强。没有从根本上解决仿生害虫频率合成可变光波有针对性诱杀目标害虫的要求。而按照仿生的要求来诱杀害虫，杀虫的时间是不定，所以光控和程序给应用带来的局限性。
综上所述，现有技术不具备自选、广谱的杀虫要求，也不能满足在不同环境下、不同时域情况下对不同害虫产生不同频率光波的要求，更不能满足在林业、农业、牧业、菜地、果园、南方与北方等不同工作场地的要求和对昆虫的测报与科学研究需求。现有的杀虫灯无法做到有针对性的杀虫又具有广普性和广泛的适应性，也就是说无法做到既要在特定的时域杀灭特定环境下的特定害虫又要保护生物的多样性，最大限度的保护益虫。由于LED单波性比较好，发光效率高，寿命长，这就为现代杀虫灯提供了一种理想的光源。不同昆虫的趋光性对应不同的特定光波频率，它们对不同光波的敏感度是不一样的。LED可变光谱光源是解决现有杀虫灯不足的新型环保生物多样性杀虫灯。
发明内容
为了克服现有的杀虫灯不能仿生、动态的有针对性的在不同环境下诱杀特定的害虫，保护生物的多样性，最大限度的保护益虫，提高太阳能利用率，减少光污染这一主题，本发明提供了一种智能仿生频率合成可变光谱频闪杀虫灯装置。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种智能仿生频率合成可变光谱频闪杀虫灯装置，包括太阳能电池、太阳能电池支撑架、灯体吊杆、灯体和灯杆，还包括雷达探测器、雨控检测头和控制箱，控制箱通过控制箱支架安装在灯杆上并处于灯体的下方；雷达探测器安装在控制箱上方的一侧；雨控检测头安装在控制箱上方的另一侧；所有电力线、信号线、控制线通过灯杆内腔后再引入控制箱内。
进一步，根据不同的环境和不同的害虫在300nm-700nm波长范围内选择配置5个LED灯组。
进一步，合成频率LED光波是由一组5个独立的8W单色LED灯组成，一组灯的合成频率波段数为30个。
进一步，所述的控制箱中包括PCB主控电路板、LED恒流源、太阳能管器、雨控与雷达信号输入接线排、蓄电池、设备电源开关、蓄电池的充放电开关和太阳能电源开关；主控板DC12V电源输入接电源开关的输出端，电源开关的输入端接太阳能管理器的负载端；控制板的DC12VPWM输出接线排端口与恒流源电源板的输入接线排的对应端口相连；恒流源的输出接线排与对应的5个LED灯相连；蓄电池开关的输入端接太阳能管理器的“蓄电池的+、-”接口；太阳能电源开关的输入端接太阳能板的输出端，太阳能开关的输出端接太阳能管理器的输入接口；雨控与雷达信号输入线分别接到雨控雷达信号输入接线排，信号引入线接对应的信号接线位。
进一步，控制箱控制部分为包括：
单片机，单片机选用AT89C52，包括用于程序的运行与管理、与外部设备的数据交换、数据的输入与输出、执行程序命令输出；AT89C52中P0端口为人机对话液晶显示外设数据端口；P1端口的P1.0-P1.2为时间芯片数据与控制端口；P1.3-P1.5为人机对话液晶显示控制端口；P1.6-P1.7为外部数据存储器接口；P2.0为DC12V输出控制接口；P2.1为PWM输出接口；P2.2-P2.6为灯具所需频率合成数据接口；P2.7为控制系统工作指示灯；P3.0为雨天检测数据输入接口；P3.1为人体、动物雷达检测数据输入接口；P3.2\P3.4\P3.5\P3.6\P3.7为人机对话键盘数据处理芯片接口；
控制系统时钟芯片，控制系统时钟芯片选用DS1302。包括用于产生系统标准时间；SCLA接CPU的P1.1,I\0接CPU的P1.2,RST接CPU的P1.0；第8脚接电池正极；第一脚接DC5V；第二脚与第三脚接32.786KHz晶振；第四脚接地；
数据存储芯片，数据存储芯片选用24C12，包括用于储存开关机时间、冬季和春季不开机时间、仿生数据、频率合成数据、控制命令；
人机对话键盘信息处理芯片，人机对话键盘信息处理芯片选用74LS21，包括用于人机对话数据输入、时间设置；
人机对话液晶显示屏，人机对话液晶显示屏选用LCD1602，包括用于人机对话的数据输入、输出和程序运行数据输出；
雨控检测芯片，雨控检测芯片选用NE555，包括用于检测下雨天气；当天气正在下雨时杀虫灯不工作，雨停过后杀虫灯继续工作；
人体与动物雷达检测数据处理芯片，人体与动物雷达检测数据处理芯片选用NE555，包括用于雷达检测人体与生畜在靠近杀虫灯8m以内断开杀虫高压电源，以保证人畜安全；
控制电路板三端稳压电源芯片，控制电路板三端稳压电源芯片选用7805，包括将DC12V转换成DC5V，为控制电路板提供稳定的直流5V电源；
光电隔离芯片，光电隔离芯片选用PC817，包括用于外部设备与CPU的强电隔离；
及
大功率外部设备驱动管2SC3320。
进一步，灯体包括灯体上罩、上下铝板安装支柱、上底板、下底板、LED灯、上底板安装座；上下铝板安装支柱连接上底板和下底板；高压网安装座安装在上底板和下底板上，将左右的高压网安装在左右的高压网安装座上；左右的高压网正极相连，左右的高压网负极相连；五个LED灯的灯头并列安装在上底板下方；8个上底板安装座与灯体上罩相连接。
进一步，LED灯包括灯头正电极、绝缘片、灯头金属负极、绝缘环、铝散热头和上安装铝板，
上安装铝板与下安装铝板之间中部设有LED铝支架，外围通过铝外环连接透明外罩；LED铝支架四个水平方向上呈“十”字架结构，形成四条LED灯条槽，每条灯槽设有LED铝基板，每条灯槽灌封有硅胶；三个LED灯珠成一字型焊接在基板上，在铝基板的背面均匀的上一层具有固化作用的导热硅脂，各铝基板之间的正极与正极相连、负极与负极相连；每个LED灯珠设有一个LED灯珠罩和透镜；将四条灯槽的LED铝基板上的正、负电极引线穿入LED铝支架内腔，正极与正极、负极与负极进行并联后引出单根正、负极引线和灯头正电极、灯头金属负极进行焊接。
进一步，灯体通过灯体吊杆吊在灯杆上，灯体吊杆呈“F”字架结构，包括管件、弯头、三通和紧固镙帽，上水平管件通过弯头与竖直管件连接，竖直管件和下水平管件分别与三通的上接头和水平接头连接，三通下接头与紧固镙帽连接，上、下水平管件与灯杆连接。
进一步，三通下接头通过紧固镙帽与灯体中的灯体上罩连接，各灯导线、高压DC12V电源输入线穿过三通下接头的外丝、紧固镙帽和三通内腔，再通过灯杆内腔后引入到控制箱内。
本发明杀虫灯在程序的控制下能够自动的根据不同的害虫在不同的趋光时间仿生的产生所需光波频率，将太阳能集中转化成特定的光波能量，诱杀特定环境下、特定时域的害虫。这不仅提高了太阳能的利用率而且屏蔽了其他不需要产生的光波频率，即做到了杀灭特定害虫又保护了生物的多样性和害虫的天敌，同时减少了光波的污染。该灯在植物多样性环境下具有杀虫的广域性、广谱性，即可用于虫情测报也非常适合对昆虫进行科学研究。
本发明的有益效果是；能根据害虫的生物习性，对具有正趋光性的害虫在程序的控制下产生特定频率的光谱有针对性的进行诱杀，屏蔽不需要的光谱，保护昆虫的生物多样性，保护天敌，减少光波污染，提高太阳能转换光能的利用率。
