用于确定臭虫活动的设备和用于检测臭虫的方法与流程

本发明涉及用于确定和监测昆虫活动(特别是臭虫)，并将检测结果发送到远处的设备。

此外，本发明涉及用于确定和监测昆虫活动(特别是臭虫)的方法。

发明背景

臭虫在公共场所、酒店和私人住宅中是一个日益严重的问题。臭虫常见于酒店、公寓楼、游轮、公共汽车、飞机、火车和候车室，所有这些地方都是许多人经过或短暂停留的地方。臭虫是夜间活动的，白天藏在小缝隙和褶皱中，例如在床、织物、地板、家具、木头和纸屑中。它们以非常高的速度繁殖，并且一旦它们污染了一个空间，就很难除去它们。

臭虫是由旅行者传播的，因为它们藏在袋子和衣服里，因此会从一个地方转移到另一个地方。重要的是在早期发现臭虫的存在，以获得尽可能快地阻挡它们传播的有利机会，从而节省努力和成本，以及人类和宠物的身体痛苦。臭虫的污染能够对游客和酒店业务造成严重损害，因为当客人暴露于臭虫并且受其攻击时，可能会警告其他客人这种不愉快，然后贬低酒店。

臭虫喜欢黑暗，晚上活跃，白天躲藏。臭虫靠人类的血液滋养，由于它们被睡眠者吸出的CO2所吸引，因此它们能够通过靠近床头的粪便痕迹(即小黑点)而被追踪。臭虫喜欢狭窄紧密的空间，能够沿着外观和边缘被找到，诸如在角落的紧密区域、床垫和床架之间的缝隙以及织物褶皱中。如果床上没有人，臭虫就会一直躲着，直到有人来。它们能够在没有食物(即血液)的情况下存活数月甚至数年。

为了限制和阻挡臭虫的传播，已经尝试提出不同的方法和设备以用于检测、监测和捕捉臭虫。

澳大利亚专利申请2013200548描述了一种监测臭虫存在的装置，其包括感测设备，该感测设备包括一个或更多个传感器，该传感器被构造成分析由该设备接收的物质并生成一个或更多个对应的传感器信号。可操作地耦合到所述感测设备的控制器被构造成具有操作逻辑，以基于一个或更多个对应的传感器信号来确定物质中是否包含载体硝化蛋白(nitrophorin)，并响应于物质中存在载体硝化蛋白而生成表示臭虫存在的输出信号。

US 2013/0208114提出了一种数字臭虫设备，该设备是用于害虫管理专业人员的扩展的第一警报外围电子设备，其在新发生的臭虫侵扰将发展之前提供增加的预警通知。该设备包括带有腔室的盒子，该腔室具有裂缝和缝隙入口。视频数码相机布置在电子耦合到监视器和/或录像机的盒子中。该设备与二氧化碳管相连，并且红外光产生的热量被供应到腔室。

WO 2017/212112公开了一种用于诸如臭虫的昆虫的监测设备，其包括构成家具腿的长形构件，该家具腿具有内部空间和至少一个昆虫可以进入的开口，其中该开口通过倾斜且光滑的通道连接到该空间，使得进入该开口的昆虫将滑动到该空间。还提出用于臭虫监测的对应的设备和方法。

美国专利9,664,813描述了一种自动昆虫监测系统，该系统包括具有内部腔室的壳体，该内部腔室具有地板、用于从自动昆虫监测系统的外部进入内部腔室的缝隙和光源。光源布置成照亮地板的一部分，并且多像素光学传感器布置在壳体内，使得光学传感器的多个像素各自对应于地板的唯一部分。处理电路布置在壳体内，并被配置成接收和分析来自多像素光学传感器的光学数据，以通过将最近接收的光学数据与先前接收的光学数据进行比较来检测昆虫向内部腔室的侵入，并响应于检测到昆虫向内部腔室的侵入而生成指示。

WO 2018/217639提出了害虫控制设备，其包括传感器，该传感器包括传感器单元，其中传感器单元的表面涂覆有与害虫分泌的目标生化分析物反应的试剂。控制器耦合到传感器，并且被配置成从传感器单元接收传感器数据，该传感器数据指示在传感器单元的表面上检测到的传感器质量的变化，其中变化率与目标生化分析物的浓度增加相关。控制器基于接收到的数据确定传感器质量中的速率变化是否超过预定阈值速率，并且响应于确定变化速率超过阈值速率，向服务器发送害虫检测警报通知。

目前可用的监测和捕捉臭虫的设备通常包括某种类型的生物或化学物质(诸如CO2)，并且通常被设计用于捕捉臭虫或计算臭虫的数量。这些设备在功能和性能方面有局限性，制造成本高，并且结构笨重。检测臭虫的存在对于尽快限制传播至关重要。因此，需要一种改进的设备，其使得能够在早期检测和监测空间或房间中臭虫的存在。

发明概述

本发明的目的是通过提供根据所附专利权利要求的设备，单独地或以任何组合的方式减轻或消除现有技术的一个或更多个缺陷和缺点，诸如上述缺陷和缺点。

在第一方面，本发明涉及当臭虫已经进入放置在房间中的设备时，用于确定和监测房间或位置中臭虫存在的设备。

根据第一实施例，所述设备包括壳体，该壳体具有用于昆虫的几个开口，并且具有布置在壳体内的昆虫检测区。此外，该设备包括被配置成引导光通过昆虫检测区的光发射器、被配置成接收来自昆虫检测区的光的光学传感器和控制单元。

一个或更多个用于昆虫的通道布置成通过壳体，其中每个通道穿过检测区。控制单元被配置成控制光发射器和光学传感器，并且检测穿过昆虫检测区的昆虫的通过。光发射器和光学传感器布置在昆虫检测区的近端，并且反射表面布置在昆虫检测区的远端，其中光学传感器被配置成接收来自光发射器的经由反射表面的光。

此外，设备包括电源，例如电池。电源或电池可通过布置在设备短边处的充电端口充电。根据替代实施例，电源通过布置在用于提供室内收获的设备处的集成太阳能电池板来充电。

光学传感器是红外传感器。在替代实施例中，光学传感器是光电晶体管或射频传感器。

光发射器是发射红外光的二极管。在替代实施例中，光发射器是被配置成发射电磁波谱内具有波长在340nm至15cm之间的光子的发射器。

根据第一实施例，昆虫检测区的长度的尺寸在50mm至400mm之间，并且更优选在100mm至300mm之间，并且最优选在150mm至250mm之间。此外，昆虫检测区的宽度在3mm至20mm之间，更优选地在5至10mm之间。根据替代实施例，检测区的尺寸可以选择为不同于上述指示的尺寸。

几个开口的宽度和长度的尺寸在3mm至10mm之间。开口的数量至少是两个，但是可以是例如6至20个或更多。根据第一实施例，开口布置成沿着壳体的两个长边。根据替代实施例，开口可以仅布置在壳体的一个长边处，或者布置在设备的盖中或底部中。

一条或更多条通道在壳体的开口处开始和结束。在开口和昆虫检测区之间提供空间。用于从开口到昆虫检测区的环境光的直接光路被设置在开口和检测区之间的空间中的遮光罩阻挡。

控制单元被配置成周期性地对光发射器施加脉冲并读取光学传感器读数，并且昆虫通过昆虫检测区的确定包括执行第一读取、执行第二读取并确定第一读取和第二读取之间的差超过阈值，这定义了对昆虫的检出。昆虫的检出与时间戳存储在设备的存储器中。

此外，所述设备包括无线电模块，并且所述控制单元被配置成周期性地唤醒所述设备，并且启动所述无线电模块用于与远程服务器通信，并且发送存储的检出。无线电通信经由网络接口被执行。网络接口优选地是无线接口，诸如经由无线网络、蓝牙、2G/3G/4G、NB-IoT、LTE-M、SigFox、LoRa、Z-wave或ZigBee来执行无线电通信。

此外，壳体包括用于储存昆虫引诱剂(诸如适合臭虫的信息素)的腔室。

在第二方面，本发明涉及检测和监测已经进入设备的臭虫的方法。

根据第一实施例的方法包括提供设备的步骤，该设备包括具有用于昆虫的几个开口的壳体和布置在壳体内的昆虫检测区，其中该设备还包括光发射器、光学传感器和控制单元。

此外，所述方法包括以下步骤：将光发射器和传感器布置在昆虫检测区的近端，并提供反射器，以及将反射器布置在昆虫检测区的远端。

此后，所述方法开始以下步骤：周期性地从光发射器发出脉冲光通过昆虫检测区，并读取光学传感器读数，执行第一读取和第二读取，并确定第一读取和第二读取之间的差超过阈值，这定义了昆虫的检出。

此外，所述方法包括以下步骤：将检出与时间戳存储在设备的存储器中，并且周期性地唤醒设备并启动设备的无线电模块以用于与远程服务器通信，并且发送存储的检出。

本发明的进一步的目的、特征和优势将从以下详细描述、附图和附加的权利要求中出现。

附图简述

为了解释本发明，下面将用参考附图描述本发明的实施例，其中：

图1是根据本发明的设备的透视图；

图2是设备从其长边看的侧视图，示出了用于昆虫的开口，

图3是设备从其短边看的视图，示出了充电端口，

图4是根据第一实施例的设备的俯视图，其中设备的盖被移除，

图5是图4中设备的放大部分的透视图，示出了其内部，

图6是盖的仰视图，示出了用于昆虫引诱剂的腔室，

图7是盖的侧视图，示出了用于昆虫引诱剂的腔室，

图8是示出根据第一实施例的设备的部件的框图，

图9是示出用于检测和监测正在进入或已经进入设备的臭虫的方法的步骤的流程图，以及

图10是示出已经进入设备的臭虫的检出的图。

为了增加描述的可读性并且为了清楚起见，在附图中相似的附图标记用于表示相似的部分。

发明实施例的描述

现在将参照附图来详细讨论本发明的特定实施例。本发明可以以许多不同的形式实施，并且不应被解释为限于本文所阐述的实施例；提供这些实施例使得本公开彻底而完整，并且将针对本领域技术人员充分地传达本发明的范围。附图中示出的实施例的详细描述中使用的术语不旨在限制本发明。

根据本发明的设备10被配置成确定和检测房间或场所中的昆虫活动(特别是来自臭虫的活动)，然后向远处的管理员通知臭虫的存在。

图1示意性地示出了设备10的透视图。设备10具有带盖12的长形壳体11。根据第一实施例，几个开口13沿着壳体11的每个长边布置，用于让臭虫进入设备10。根据替代实施例，开口仅布置在壳体11的长边之一处，或者布置在壳体11的盖12中或者壳体11的底部中。

图2从侧视图中示出了设备10，示出了沿着壳体11的每个长边间隔布置的开口13。开口13适于让臭虫进入设备10，其中每个开口13的下边缘14具有阶段性半径(phased radius)，以便于臭虫进入。

开口13的宽度和长度的尺寸在3mm至10mm之间。开口的数量至少是两个，但是可以是例如6至20个或更多。根据第一实施例，开口沿着壳体11的两个长边布置。根据替代实施例，开口可以仅布置在壳体11的一个长边处，或者布置在盖12中或者设备10的底部中。

图3从短边示出了设备10，其中布置了用于给电源充电的端口15。端口15被配置成用于向设备10供电，诸如USB端口、专用连接器、感应充电端口等。

图4示出了设备10的壳体11，其中盖12被移除。隔室40布置在壳体11的近端41，其适于布置控制单元(未示出)和电源81(图8中示出)。电源例如是电池，并且布置成靠近端口15。控制单元包括CPU和电子设备。此外，设备10包括布置在隔室40内的无线电模块82(图8中示出)。无线电模块例如被配置成经由WiFi、蓝牙LE、2G/3G/4G、NB-IoT、LTE-M、SigFox、LoRa、Z-wave或ZigBee电子设备进行操作。

设备10的壳体11包括昆虫检测区42，用于检测已经通过开口13进入壳体11的臭虫。昆虫检测区42布置在壳体11内并沿着壳体11，并且具有近端43和远端44。昆虫的通道从一个开口13开始且到另一个开口结束，其中每个通道都穿过昆虫检测区42。例如，通道在壳体11的一个长边的开口13处开始，在壳体的另一个长边的另一个开口13处结束，或者在壳体11的同一长边的另一个开口13处结束。

根据第一实施例，昆虫检测区的长度的尺寸在50mm至400mm之间，更优选在100mm至300mm之间，最优选在150mm至250mm之间。此外，昆虫检测区42的宽度在3mm至20mm之间，更优选地在5至10mm之间。根据替代实施例，昆虫检测区42的尺寸可以选择为不同于以上指示的尺寸。

光发射器83(图8所示)布置在昆虫检测区42的近端43，并且被配置成引导光穿过昆虫检测区42。光学传感器84(图8所示)布置在昆虫检测区42的近端43，并且被配置成接收来自昆虫检测区42的光。反射器或反射表面布置在昆虫检测区42的远端44。光学传感器84被配置成接收来自光发射器83的经由反射表面的光。反射面由铝带或其他反射材料制成。

光发射器例如是发射红外光的二极管，诸如IR LED，或者是被配置成发射电磁波谱内具有波长在340nm和15cm之间的光子的发射器。光学传感器84例如是光电晶体管，诸如红外传感器或射频传感器。

控制单元被配置成控制光发射器83和光学传感器84，其中控制单元被配置成确定昆虫穿过昆虫检测区42，这将在下面结合图9进行描述。

在每个开口13和检测区42之间提供了空间，这意味着被布置成防止来自开口的环境光到达检测区42。根据第一实施例，遮光罩45以这样的方式布置，使得它们阻挡每个开口13和昆虫检测区42之间的直接视线。遮光罩45布置成平行于或倾斜于设备10的长边，因此昆虫能够四处走动，但是来自室内灯泡或窗户的环境光被阻挡进入昆虫检测区42。

根据第一实施例，遮光罩45被构造成布置在距开口13一定距离处的壁。通过在垂直于设备10的长边的空间内和空间之间布置隔板46，形成用于每个开口13的部分47。由于其尺寸小，因此这些部分47将吸引臭虫，并且当它们不活动时(即当它们不寻找食物时)，这会邀请它们筑巢。

根据替代实施例，遮光罩45可以是Z形、V形或L形。用于防止环境光干扰检测臭虫进入检测区42的其他装置是光吸收壁，这也将最小化反射。

图5是没有盖的设备10的放大部分的透视图，其示出了根据第一实施例的壳体11的内部的构造，其中隔板46形成用于每个开口13的部分47，并且遮光罩45布置在每个部分47中。

图6是盖12的仰视图，示出了用于容纳昆虫引诱剂的腔室60，该腔室布置在盖12的底侧61。当盖12组装到壳体11时，腔室60容纳在壳体11的第二隔室48中(图4所示)。腔室60被配置成通过槽49(图4所示)将引诱剂缓慢地分配到昆虫检测区42中，槽49布置在第二隔室48面向昆虫检测区42的一侧。引诱剂是例如适于臭虫的信息素。

图7是盖12的侧视图，示出了从盖12的底侧61突出的腔室60。

图8是示出根据第一实施例的设备10的部件的框图。设备10包括被配置成用于给设备10的电子设备80和电源81充电的端口15，然后电源81将向无线电模块82、光发射器83和光学传感器84供电。通常，设备10的电源81定期充电；例如一周一次、一个月一次或一年一次，这取决于设备10所需的功耗，然后将在没有连续充电的情况下操作以避免电缆和电线，这将在下面详细解释。

壳体11和盖12由聚合材料(诸如PVC、PC、PE、PP或者热塑性弹性体)制成。聚合材料应该阻挡光，这能够通过在模制时向聚合物颗粒中添加颜料来实现，并且该材料是无线电透明的，以允许设备10和远程站点处的服务器之间的无线电通信。

图9是示出用于检测进入设备10的臭虫的方法的步骤的流程图。为了确保设备10能够在电源81必须被充电之前运行一段确定的时间，在大多数时间中，将设备10设置在省电模式是必要的，这在步骤90中完成。在该步骤90中，检测和无线电通信被关闭，导致电源81的功耗非常低。电源81例如是根据设备10的第一实施例的电池。

设备10被配置成周期性地唤醒，例如通常每秒一次。当设备在步骤91中被唤醒时，它将在短时间段内(例如通常为一毫秒)对光发射器83施加一次脉冲，同时无线电通信保持关闭。在光发射器83已经发送脉冲之后，当光被反射表面反射回来时，光学传感器84将进行读取。

紧接在光发射器83发送脉冲之后，光学传感器(诸如光电晶体管)将进行读取，并且在下一步骤92中将该读取与先前的脉冲读取进行比较。

如果读取之间的差高于某个阈值TH，就会进行检出，这将在昆虫(臭虫)阻挡通常由反射器反射回来的光时发生。无线电通信保持关闭。

在步骤93中，如果第一和第二脉冲读取之间的差D高于设定阈值TH，则执行检出并将与时间戳存储在设备存储器中，这将在臭虫阻挡通常由反射器反射回来的光时发生。在步骤93期间，无线电通信保持关闭，并且设备10此后将返回到省电模式90。如果第一和第二脉冲读取之间的差D不高于设定阈值TH，则没有检出要存储，并且设备将返回到省电模式90。

在步骤94中，设备10被配置成周期性地唤醒(例如通常每天一次)，用于将存储的检出发送到远程站点处的后端服务器。设备10然后将开始无线电通信，并开始与后端服务器的通信信道，用于发送已经执行和存储的任何检出。此后，设备10将返回到省电模式90。

应当理解，能够经由控制单元更经常地唤醒设备10以发送存储的检出，诸如每小时一次或每隔一小时一次等。然而，重要的是大部分时间以省电模式操作设备10，以确保脉冲和读取能够连续地重复而无需对电源81充电。

图10是示出检测臭虫进入设备10的图。紧接在光发射器83发出脉冲后，光学传感器84将进行读取，并将该读取与之前的读取进行比较。如果第一脉冲和第二脉冲之间的振幅差D高于特定阈值TH，则进行检出，这将在臭虫阻挡昆虫检测区42中通常将由反射表面反射回来的光时发生。

设备10的机械组件被设计成旨在消除或最小化来自灯泡或窗户的环境光的影响。控制单元的算法将考虑环境光的变化，以避免误报(false positive)检出。只有当反射的变化显示出臭虫进入设备10的昆虫检测区42的特征时，才会进行检出。

在替代实施例中，例如，当必须更快地执行检测时，能够通过在更长的时间段期间执行非常快速的测量(诸如在5秒的时间段期间每毫秒一个脉冲读取)来改进检测算法，只要检测到脉冲读取的变化超过设定阈值，就能够启动检出。在这种情况下，分析不同昆虫的运动特征将是可能的。

本发明的设备10被设计成优选地布置在靠近床头的床的下表面，在此臭虫经常藏在缝隙和褶皱中。

本发明的设备10特别适用于诸如假日期间酒店被预订一空并且客人频繁更换的情况。设备10使得管理员能够快速提醒服务经理和工作人员关闭特定的房间，并且当检测到昆虫(特别是臭虫)，已经被登记并且被发送到远程站点的后端服务器时，清洁该房间。

以上描述应被认为是本发明原理的范例，而不是要将本发明限制于所示的具体实施例。除了所描述的实施例之外的其他实施例能够存在于保护范围内，例如，设备的替代实施例能够具有壳体11的不同设计。

应该强调的是，当在本说明书中使用时，术语“包括/包括(comprise/comprising)”用来指定所陈述的特征、整数、步骤或部件的存在，但是不排除一个或更多个其他特征、其他元素或步骤的存在或添加。参考标记被提供为澄清示例且不应该解释为以任何方式限制范围。