虫情与农业生产息息相关， 尤其当今随着世界气候环境的不断恶化， 虫害发生机率的不断扩大， 虫害的预报与防止渐渐走进了人们的视野。 尤其是美国白蛾的入侵， 使得人们不得不重新探索出一项简便、 有效的技术来预报和控制虫害的扩散， 尽量减少虫害对农林、 农业的危害。
研究表明天气、 气候条件影响病虫害防治的次数、时间和方法， 充分利用气象、 气候条件可以对农业病虫害进行有效的、 环保又廉价的防治。 应用预测、 预报技术， 可避免盲目用药， 减少农药的使用。 用技术替代农药是一种趋势， 符合绿色环保理念。
病虫害发生期的预测是比较容易的， 因为大部分昆虫都遵守有效基本法则。 关键及难点是发生数量的预测， 目前， 生产上应用的没有太多非常准确的方法， 因为病虫害的预测是建立在气候预测基础上的， 长期气候预测存在一定的难度， 病虫害预测也相应有一定难度。
虫情测报系统的研发与试验检测的成功， 标志着中国基本上探索出了一项可靠、 方便、 及时的预防和检测虫害的道路。 该系统已经在济南、 泰安农业中应用 ， 取得了良好的效果。
1 系统组成
如图1 所示 ， 该系统是用四个变送器收集外界空气和土壤的各种数据， 然后传送给主控制器 PLC， 主控制器根据内部处理程序做出相应动作控制同步电机，实现收集袋控制转盘转动， 诱虫灯的亮灭， 烤箱的加热， 实时的气象资料， 以达到系统气象检测、 害虫收集的目的。
图1 系统组成
2 主要单元电路工作原理
2.1 气象数据采集与原理
传感器是能够受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置的总称， 通常由敏感元件和转换元件组成。 当传感器的输出为规定的标准信号时， 则称为变送器。 变送器的种类很多， 按作用来说变送器主要有温度变送器， 压力变送器， 流量变送器， 电流变送器， 电压变送器等等。 两线制变送器的两条线既是电源线又是信号线， 接线较复杂， 所以该系统采用的PTWD-4 地温 、 FDS-100 地湿 、 JCJ100A 空气温湿度 、FC-2B 风速变送器都是采用的三线制的标准， 连接较方便， 使用可靠。 它们都具有体积小、 重量轻、 量程宽、精度高且响应速度快和长期工作稳定性好等特点。
JCJ100A 温湿度一体化变送器是采用高品质数字集成传感器做探头， 配以可靠的数字化处理电路 ， 从而将-40℃~80℃的环境中的温度和 0~100%的湿度转换成与之相对应的标准的4~20MA 的电流信号， 额定电压为直流24V。
PTWD-4 地温、 FDS-100 地湿变送器、 FC-2B 风速变送器经过传感器的信号采集， 配以可靠的数字化处理电路， 输出 1~5V 的电压值， 来表示 0~30m/s 的风速，额定电压值为24V。 信号采集原理如图 2 所示。
图2信号采集原理
根据图2，研究人员可以实时、轻松的采集到各地气象信号，这对气象研究和虫害预防起到关键性作用。
2.2 害虫的收集
该单元自上而下依次由诱虫器、 漏斗、 烤箱、 转盘收集袋组成， 夜间该系统工作时点亮诱虫灯， 各种害虫在诱虫灯的吸引下来到收集罩内， 由于害虫飞行速度较快， 它在撞上光滑、 透明的收集罩后滑到漏斗处， 漏斗在正常工作时间是漏向烤箱处的， 害虫到达烤箱后被高温烤死， 并使其烤干， 同步电机控制收集转盘转动使烤箱内的害虫落到收集袋内， 一段时间后转盘再次转动 ，收集到的害虫落到第二个收集袋内， 以此类推。 这样就实现了诱虫、 杀虫、 集虫的工作过程。
2.3 特殊情况处理
由于该系统是安放在田间、 林间等野外工作区 ， 所以野外的气象条件和工作环境对该系统的正常工作影响很大。 通常对该系统影响较大的不利因素有雷雨天 、 大风天气、 温度过高或过低、 电源断电。
针对这些不利条件， 该系统在设计时已提出解决方案。 根据空气和土壤的湿度得到雨天湿度特征 ， PLC 根据检测结果判断是否为下雨天， 若是就使整个系统停止工作， 而且使得漏斗指向流水通道， 以免损害烤箱和收 集 袋 内 收 集 到 的 害虫。 大风天气和温度不正常时PLC 根据风 速 变 送器和温度变送器监测到的结果， 控制整个系统的工作状态， 如果风速过大或者气温不正常就停止收集系统， 气象监测系统继续工作， 来收集气象信息。
当电源突然断电时， 该系统增加了UPS 掉电 保 护装置， 即当突然断电时 ，UPS给系统继续供电 ，PLC 检测到电流变化就关闭收集系统， 并使漏斗指向流水管道处， 等待人员处理。 特殊情况处理流程如图3 所示。
3 整机工作流程
该系统是在每年的5~10 月份工作 ，每天在18:00至次日4:00工作 。
上电后按照图4 流程开始工作。
图3 特殊愉况处理流程
图4 整机工作流程
图5 气象采集图
4 实验现象
经过一定时期的自动收集、 检测， 在收集袋内可以看到以上收集的害虫， 显示器可以观察到五大气象参数， 证明该系统可实现害虫收集和气象采集功能， 并且具有实际研究价值。
5 总结
该系统能实现本地区实时气象采集， 灵敏度较高，能适应野外恶劣条件下持续性自动工作， 能根据不同的特殊情况自动做出相应的处理动作， 并有掉电保护装置，安全可靠。 能实时采集本地区的各种虫害信息， 工作人员一个星期仅需采集查看一次， 方便做出分析研究结果，为当地的农业和林业的害虫防治提供可靠的技术支持。
