0 引言

粮食的安全问题是关系到国计民生的大事，是国家安全的重要基础。据统计，全世界每年粮食由于病虫害造成的损失达到5%，我国粮库储粮损失率在0.2%左右，其中病虫害造成的粮食损失是其中的一个重要原因^[1]。对于我国这样一个人口大国来讲，为了防止病虫害造成的储粮损失，对粮库的病虫害监测就显得十分重要。为保证粮食在粮库中的安全，实时监测粮库的病虫害情况是降低粮食损失的一个重要手段。随着科学技术的发展，传统的人工定时、定点监测已经不能够适应现代化粮库管理的需求，已经逐渐被先进的监测设备所取代^[2]。

本文采用JN5148无线传感芯片、声音传感器模块相结合，利用无线传输的方式，对[1]粮库的病虫害进行实时监测和数据传输，实现粮食存储环境中的病虫害的智能化监测。解决了粮库常规病虫害监测实时性差，维护困难等缺点，提高了粮库的现代化监测水平。

1  系统总体组成

根据粮库病虫害实时监测与数据无线传输的要求，该系统主要有病虫声音检测模块、无线终端节点、无线路由节点、无线网络协调器^[3]、监控主机组成。其总体结构如图1所示。

图1  基于无线传感网络的粮库病虫害监控系统总体结构

Fig 1  Based on wireless sensor network of grain of plant diseases and insect pests

monitoring system overall structure 

在粮库的各个合适的地点安装终端传感器节点，其实时采集病虫声音信息，并采用自组织的方式构成无线网络。各终端传感器节点数据经路由节点中继，传送给网络协调器节点。协调器节点管理所有与之相连的传感器节点，并将终端传感器节点传送来的数据进行收集，并上传给监控主机。监控主机实时显示粮库中各个终端节点所采集的数据。

2  系统硬件设计

系统主要有声音检测模块和无线传感网络模块组成。

2.1  声音检测模块

粮库中病虫害产生的重要信息是其病虫的爬行发出的声音和吃食的声音。将这些信号进行采集加以去噪处理，通过AD转换器后送到CPU，可以通过信号的强度，来判断病虫害的数量和危害程度^[4]。具有检测轻便、方法简单、快速准确、灵敏度高等优点。病虫害声音检测模块原理框图如图2所示。