一、系統(tǒng)定義與學術定位

托普云農(nóng)小蟲體智能測報系統(tǒng)（型號 TPCB-XCDY-P，浙江托普云農(nóng)科技股份有限公司研制）是針對毫米級趨光性農(nóng)林害蟲（典型靶標為稻飛虱屬、葉蟬科、綠盲蝽等）開發(fā)的野外自動化蟲情監(jiān)測終端。該系統(tǒng)以昆蟲正趨光性（Phototaxis）為基礎原理，融合專屬誘蟲光譜匹配、物理篩分進蟲結(jié)構(gòu)、活體高清成像、邊緣端/云端深度學習目標檢測算法及物聯(lián)網(wǎng)（IoT）遠程傳輸，實現(xiàn)微小蟲體的自動誘集、圖像采集、種類鑒別、數(shù)量統(tǒng)計與蟲情時空演化分析，傳統(tǒng)蟲情測報燈對體長≤5 mm 微小蟲體識別率低、計數(shù)困難的空白。

二、核心硬件構(gòu)成與光學設計

專屬波段誘蟲光源：采用匹配微小趨光性害蟲敏感波段的 LED 或多波段黑光管（近紫外—可見光譜段），夜間自動開啟以提高稻飛虱、葉蟬等靶標誘集效率，抑制非靶標大蟲干擾。

毫米級進蟲篩分結(jié)構(gòu)：設計縮小版漏斗與格柵式進蟲口，物理攔截體型較大的鱗翅目、鞘翅目成蟲，僅允許毫米級小蟲進入成像與收集艙，降低背景噪聲與算法誤檢率。

活體成像單元：內(nèi)置工業(yè)級高清 CCD/CMOS 相機與可控背景光源，在蟲體落入收集倉后于活體狀態(tài)下完成背部朝上姿態(tài)下的垂直俯拍，保留蟲體完整形態(tài)特征供后續(xù)識別。

環(huán)境感知與防護：集成光傳感器（晝關夜開）、雨控百葉（蟲雨分離，雨天可正常作業(yè)）、溫控及內(nèi)置 GPS/北斗 定位模塊，支持設備站點地圖化管理與防盜追蹤。

供電與通信：標配市電/太陽能雙模供電，通過 4G/5G 或以太網(wǎng)將數(shù)據(jù)及圖像上傳至植保物聯(lián)網(wǎng)云平臺。

三、工作流程與運行機制

趨光誘集：日落后光控模塊觸發(fā)誘蟲光源啟動，田間趨光性微小害蟲被吸引撞擊屏落后經(jīng)篩分進蟲口落入落蟲通道。

活體輸送與整姿：蟲體經(jīng)導流通道進入成像室，借助重力或微弱氣/振動輔助使活蟲背部朝上、分散排布，避免重疊遮擋。

高清圖像采集：工業(yè)相機按預設時間間隔或觸發(fā)條件抓拍活體蟲群圖像，原始圖像暫存于嵌入式處理單元。

AI 識別與計數(shù)：圖像輸入預訓練卷積神經(jīng)網(wǎng)絡（CNN）/深度學習目標檢測模型（基于大量標注的毫米級蟲體樣本集），完成蟲體區(qū)域檢測、輪廓提取、特征比對與物種分類，輸出各靶標種類的單體計數(shù)與時間戳。

數(shù)據(jù)上傳與云端分析：結(jié)構(gòu)化計數(shù)數(shù)據(jù)與原始/處理后圖像經(jīng) IoT 模塊上傳云平臺，平臺按日/旬/月聚合發(fā)生量，結(jié)合歷史蟲情、氣象因子及作物生育期進行趨勢擬合與暴發(fā)性預警。

終端可視化：植保人員通過 Web 端或移動 APP 查看各監(jiān)測點蟲情曲線、空間分布熱力圖、識別詳情及防治建議，并可遠程修改設備工作模式、拍照頻率等參數(shù)。

后續(xù)處置：部分機型在拍照完成后啟動遠紅外處理倉對蟲體進行滅殺與烘干，防止腐敗粘連影響后續(xù)維護。

四、關鍵技術創(chuàng)新點

活體拍照 + 專一誘蟲光譜：區(qū)別于傳統(tǒng)先殺后拍模式，對小蟲體優(yōu)先實施活體成像，保留蟲體自然舒展形態(tài)，配合靶標敏感波段光源，顯著提升毫米級蟲體識別置信度。

物理篩分抗干擾設計：專屬小口徑進蟲結(jié)構(gòu)與防雨百葉從硬件層面排除大蟲、雜物混入，降低算法假陽性。

微小蟲體專用深度學習模型：基于稻飛虱（褐飛虱、白背飛虱、灰飛虱）、葉蟬、綠盲蝽等大量微小蟲標注圖像訓練的目標檢測網(wǎng)絡，可區(qū)分近緣種并完成自動計數(shù)，支持用戶按需擴展識別蟲庫。

蟲情—氣象耦合預警：云端平臺引入溫濕、降雨等微氣象數(shù)據(jù)，建立害蟲發(fā)生量與環(huán)境因子的關聯(lián)模型，輔助預判遷飛始盛期與發(fā)生高峰。

五、核心功能

1.毫米級微小蟲體測報：稻飛虱測報系統(tǒng)特殊定制進蟲口結(jié)構(gòu)，過濾大蟲干擾，有效捕捉微小蟲體。

2.活體拍照，精準識別：活蟲吸入，蟲體完整度98%以上，活體害蟲背部朝上，形態(tài)特征信息更完整，有效提升識別準確率。

3.智能識別，自動計數(shù)：通過AI自動識別包含褐飛虱屬、白背飛虱、灰飛虱、葉蟬、綠盲蝽等微小蟲體，平均識別準確率達90%，平均識別速度100毫秒/張。

4.設備可聯(lián)網(wǎng)，支持遠程監(jiān)管：可通過APP與web端遠程控制設備，具有數(shù)據(jù)查詢分析，工作模式設置等功能。

5.內(nèi)置GPS定位功能：可在網(wǎng)頁地圖中查看設備站點等數(shù)據(jù)，設備被盜可追蹤。

6.光控控制：晚上自動開燈運行，白天自動關燈(待機)，在夜間工作狀態(tài)下，不受瞬間強光照射改變工作狀態(tài)。

7.防雨設計：下雨天可以正常工作，正常捕蟲。

8.支持定制化服務：稻飛虱測報系統(tǒng)可定制化識別其他趨光性微小害蟲，滿足特定需求。

六、學術意義與技術價值

該系統(tǒng)將傳統(tǒng)植保測報中高度依賴人工掃網(wǎng)、盤拍、鏡檢的毫米級微小害蟲調(diào)查流程，升級為全天候無人值守、定量化、可追溯的自動監(jiān)測范式，緩解了基層測報人員對微小近似種辨識難、調(diào)查頻次低、數(shù)據(jù)滯后的結(jié)構(gòu)性痛點。其"趨光誘集—物理篩分—活體成像—深度學習方法識別—IoT 云端時空分析"的技術路線，為區(qū)域性遷飛性微小害蟲的早期預警、精準防控決策及植保大數(shù)據(jù)積累提供了標準化硬件與算法支撐。

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