一种基于信息素与视频动态监测的天敌智能保育箱及方法
本技术涉及生物防治领域，尤其涉及一种基于信息素与视频动态监测的天敌智能保育箱及方法。
背景技术：
1、在农业生产中，化学农药长期作为害虫防治的主要手段，但其过度使用易导致害虫抗药性增强、农产品农药残留超标及生态环境污染等问题。为减少对化学农药的依赖，生物防治技术逐渐受到重视，其中利用天敌昆虫控制害虫被认为是一种环境友好且可持续的方法。
2、然而，现有的天敌保育技术仍存在明显局限。一方面，天敌引诱手段单一，多依赖单一信息素或光源，引诱效率低、作用范围有限，且难以同时高效吸引多种天敌；另一方面，缺乏对天敌种群的实时监测与智能分析能力，无法准确掌握其数量、种类及行为动态，导致保育措施缺乏针对性。此外，传统天敌庇护设施往往忽视对内部环境的精确控制，天敌在捕获后常因温湿度不适、食物供给不足而大量死亡，存活率普遍偏低。更为突出的是，在实施化学防治时，常规施药方式无法区分害虫与天敌，极易误伤天敌种群，致使生物防治效果难以持续。
3、除上述问题外，现有天敌收集和保育设施大多固定设置于田间特定位置，仅作为简单的临时庇护场所，不具备移动运输和按需异地投放的能力。收集到的天敌往往被困在原地，即使存活也难以被转移至害虫爆发区域或其他地块进行释放利用，导致宝贵的生物防治资源被浪费，无法将保育的天敌资源充分转化为实际的田间控害能力。
4、因此，亟需一种能够实现天敌精准引诱、智能监测、生存保障、可移动部署与异地精准投放，并与化学防治协同运作的系统化方案，以提升天敌种群规模与存活质量，避免天敌资源浪费，使其能够在不同区域得到充分利用，从而有效推进农业绿色防控进程。
技术实现思路
1、本技术提供一种基于信息素与视频动态监测的天敌智能保育箱及方法，该保育箱
2、通过复合信息素缓释与嵌入式ai视频监测，实现了天敌的高效引诱、智能识别和环境精准调控，显著提升存活率；同时协同外部农药信息生成防护策略，引导避让施药以减少误伤，并结合可移动设计使保育的天敌能被安全转移和异地精准释放，有效避免资源浪费，推进了生物防治资源的循环利用。
3、第一方面，提供一种基于信息素与视频动态监测的天敌智能保育箱，所述保育箱包括：
4、保育箱本体，所述保育箱本体设置有进虫口、苗情监测装置、气象监测装置和避雷针，所述进虫口连接有诱虫漏斗；
5、引诱模块，所述引诱模块包括信息素缓释装置；
6、天敌视频监测模块，所述天敌视频监测模块包括天敌监测装置和嵌入式ai处理单元；
7、天敌保育模块，所述天敌保育模块包括多个保育抽屉、保育输液装置和环境参数控制装置；所述保育抽屉设置在所述诱虫漏斗下方；所述保育抽屉被配置为为天敌提供食物和农药防护；
8、控制模块，所述控制模块与云端分析平台连接，所述控制模块被配置为：接收所述云端分析平台发送的外部农药施用信息；获取所述天敌视频监测模块采集的天敌时空分布数据以及所述环境参数控制装置采集的环境数据；基于所述外部农药施用信息、天敌时空分布数据及环境数据生成天敌保育策略；其中，所述天敌保育策略包括天敌引诱策略、环境调控策略和农药防护策略。
9、结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，所述信息素缓释装置包括伸缩推杆、微胶囊缓释载体和诱剂底托；所述微胶囊缓释载体内置复合信息素，所述微胶囊缓释载体被配置为在预设时间内释放所述复合信息素。
10、应理解，所述信息素缓释装置中的微胶囊缓释载体采用微胶囊技术，其核心在于通过设计的囊壁物理屏障来控制复合信息素的释放动力学；该囊壁由可降解高分子材料构成，通过调控其壁厚、交联度与分子量等参数，能够精确控制复合信息素分子在预设时间内以近似恒定的速率缓慢扩散至外界，解决了传统引诱剂因直接暴露而快速挥发失效的痛点，实现了引诱半径的扩大与作用时间的持久化，为天敌的持续招募提供了稳定的化学信号源。
11、结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，所述引诱模块、所述天敌视频监测模块、所述天敌保育模块和所述控制模块均设置在所述保育箱本体内部；
12、所述保育箱本体设置在可移动平台上，所述可移动平台设置有牵引杆。
13、结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，所述嵌入式ai处理单元运行改进的yolovs目标检测模型与deepsort多目标跟踪算法，所述嵌入式ai处理单元用于对所述天敌进行识别、计数与行为轨迹分析；所述改进的yolov5目标检测模型通过通道剪枝与层融合技术进行轻量化处理，改进措施包括：损失函数中引入了角度敏感项以优化对昆虫倾斜姿态的检测精度。
14、应理解，所述嵌入式ai处理单元运行经通道剪枝与层融合轻量化处理的改进yolov5s目标检测模型，并在损失函数中引入角度敏感项以优化对昆虫倾斜姿态的检测精度，从而在复杂农田环境下显著提升了对多姿态天敌昆虫的识别精度与速度；同时，集成deepsort多目标跟踪算法，实现对个体天敌的持续轨迹追踪与行为分析，用于天敌的识别、计数与行为轨迹分析，使得该嵌入式系统在低功耗约束下能够完成天敌种群的精准监测与动态解析，为后续保育策略的智能调控与释放决策提供可靠的数据支撑。
15、结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，所述天敌引诱策略包括：基于所述天敌时空分布数据的分析结果，当监测到特定种类天敌数量低于预设阈值时，提高信息素缓释装置的释放速率。
16、结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，所述环境调控策略包括：基于所述天敌视频监测模块采集到的数据，控制所述环境参数控制装置，将所述保育箱本体配置为适合所述天敌生长的环境。
17、应理解，基于所述天敌视频监测模块采集到的天敌行为状态数据，控制所述环境参数控制装置进行动态闭环调节，以将所述保育箱本体内部环境始终配置为适合所述天敌生长的环境。这种数据驱动的智能调控模式有效克服了传统固定环境参数的局限性，显著提升了天敌在箱内的适应性与存活质量，为维持健康活跃的天敌种群提供了关键保障。
18、结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，所述农药防护策略包括：接收所述外部农药施用信息，基于所述天敌时空分布数据识别所述天敌聚集区与活跃时段，所述控制模块生成农药协同控制指令，所述指令用于指示外部农药设施在所述天敌时空分布数据指示的天敌低活跃时段及非聚集区域进行定向施药。
19、结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，所述云端分析平台内置农药残留降解模型，所述农药防护策略还包括：根据所述外部农药施用信息与所述农药残留降解模型，计算所述天敌的安全风险期；在所述安全风险期内，控制所述环境参数控制装置执行以下至少一项操作：将温度调节至天敌不活跃区间的下限、提高食物投喂频率、以及启动农药防护单元的光催化降解功能，所述农药防护单元内置于所述天敌保育模块中。
20、应理解，所述农药防护策略包括：接收外部农药施用信息，基于所述天敌时空分布数据识别天敌聚集区与活跃时段，控制模块生成农药协同控制指令，所述指令用于在所述天敌时空分布数据指示的天敌低活跃时段及非聚集区域进行定向施药；以及根据所述外部农药施用信息与所述农药残留降解模型计算天敌的安全风险期，并在所述安全风险期内控制所述环境参数控制装置执行以下操作：将温度调节至天敌不活跃区间的下限、提高食物投喂频率、以及启动光催化降解功能，由此形成外部精准避让与内部主动净化相结合的协同防护机制，最大程度降低化学防治对天敌种群的伤害风险。
21、结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，所述天敌保育策略还包括：基于所述天敌视频监测模块采集到的数据控制所述天敌的释放时机。
22、第二方面，提供一种基于信息素与视频动态监测的天敌智能保育方法，其所述方法利用如第一方面中任一实现方式所述的保育箱进行天敌保育，包括：
23、控制引诱模块释放天敌诱集用化学信息物质，以引诱目标天敌进入所述保育箱本体；
24、通过所述天敌视频监测模块采集所述保育箱本体内的天敌图像，并对天敌进行种类识别、数量统计、轨迹追踪和活动状态分析；
25、获取所述环境参数控制装置采集的环境数据以及所述云端分析平台发送的外部农药施用信息；
26、根据天敌的种类、数量和活动状态数据、所述环境数据以及所述外部农药施用信息，生成天敌引诱策略、环境调控策略和农药防护策略；
27、根据所述天敌引诱策略调节所述化学信息物质的释放速率，根据所述环境调控策略调节所述保育箱本体内部环境，并根据所述农药防护策略控制所述进虫口、农药防护单元和光催化降解功能的启闭；
28、根据天敌种类、数量及活动状态、外部环境数据和农药安全风险期，确定天敌适宜释放时段并输出天敌释放提示信息。
29、本技术提供的技术方案的有益效果包括：
30、1）通过微胶囊缓释复合信息素实现长效精准引诱，扩大引诱范围并提升天敌招募效率；
31、2）利用轻量化改进模型与多目标跟踪算法，在低功耗下实现天敌精准识别、计数与行为分析；
32、3）基于视频数据动态调控内部环境，精准匹配天敌生存需求，显著提升存活率；
33、4）协同外部农药信息规划避让施药，结合安全风险期内环境调控与光催化净化，有效降低化学防治对天敌的误伤；
34、5）借助可移动平台实现天敌资源安全转移与异地精准释放，避免生物防治资源浪费。
