1 太阳能杀虫灯被盗被破坏现状
表1 杀虫灯盗窃破坏的相关文献、报道Table 1 Related literatures and reports on theft and destruction of solar insecticidal lamps |
时间 | 标题 | 相关文献、报道的表述 |
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2001 | 频振式杀虫灯在园林害虫防治上的应用[3] | 黑光灯上部件时常有丢失或被损坏 |
2003 | 频振式杀虫灯防治油松毛虫试验[4] | 在护林的同时对杀虫灯加以管护,防止电源线脱落、杀虫灯的丢失损坏等 |
2004 | 频振式杀虫灯防治落叶松鞘蛾效果分析[5] | 建立人与灯结合的管理制度,每人管理10台灯,负责开灯、闭灯、收虫、记录、分析、处理,并定期维护灯箱、擦拭灯管等,消除安全隐患,防止丢失、损坏 |
2010 | 宜川县苹果害虫发生现状与防控 技术[6] | 杀虫灯人为丢失、损坏现象严重 |
2011 | 新型杀虫灯诱杀玉米螟技术[7] | 由于蓄电池可以随时安装和取下, 所以夜间在屯外路边的秸秆垛诱虫时, 偶尔会出现蓄电池丢失现象 |
2011 | 杀虫灯频遭“黑手”市政:盗走使用不当有害无益[8] | 接连好几天发现安装在线杆上的多个灭蛾灯丢失,“白天发现灭蛾灯没有了,工作人员来安装上,第二天又丢了。” |
2011 | 三亚政府免费安装千盏杀虫灯 两月后百盏遭破坏[9] | 灭虫灯遭破坏,有的电池被偷,有的太阳能发电板被偷,有的电网和灯管被砸坏……据三亚有关部门统计,截至目前,约100多盏太阳能灭虫灯遭到破坏 |
2012 | 太阳能智能杀虫灯应用效果研究[10]太阳能杀虫灯防治果园害虫试验[11] | 在田间使用容易丢失,没有防盗功能,太阳能电池板容易被人为损坏 |
2013 | 广州市植保新技术新方法推广现状分析[12] | 新技术推广应用过程中, 后续维护和管理跟不上, 常出现杀虫灯灯管易损耗、外壳易老化、接虫袋丢失, 个别地方出现电线或杀虫灯被盗的情况 |
2013—2014 | 积极争取公共财政扶持 扎实推进病虫害绿色防控[13] 1.65万盏杀虫灯让30万亩花生告别灌药历史[14] | 香城镇2007年以来先后购置频振式杀虫灯4000盏, 使用之初, 由于以村为单位分散管理, 责任利益不明确, 丢失、坏损, 甚至不正常安装使用的现象时有发生 |
2015 | 邹城市农作物病虫害专业化统防统治与绿色防控融合推进的实践及 成效[15] | 香城镇通过实施洪山流域生态农业示范区建设项目,先后购买杀虫灯3000盏、性诱捕器1万套、粘虫板50万块。使用之初,由于以村为单位分散管理, 责任利益不明确,丢失损坏、安装使用不正常的现象时有发生 |
2015 | 浅析从化学防治到物理防治的转变——关于太阳能杀虫灯的应用[16] | 由于太阳能杀虫灯价值较高, 大田使用中容易丢失。这需要在使用中做好防盗工作, 如加装防盗监控设施等, 或者对产品作进一步改进, 增加防盗功能 |
2016 | 太阳能杀虫灯对蔬菜害虫的诱杀 效果[17] | 应在农田适合位置用水泥固定安装太阳能杀虫灯,加强养护巡逻,严防偷盗 |
2017 | 物理诱虫灯成功控制虫害动了谁的奶酪[2] | 自2007年,本团队为蒋家庄村民免费装的太阳灯杀虫灯或交流电杀虫灯,不断被破坏,前后损失十几万元 |
2018 | 花生病虫害全覆盖式绿色防控工作的实践与思考[18] | 杀虫灯、诱捕器等植保产品使用之初是以村集体为单位分散管理, 责任利益不明确, 容易丢失、损坏、安装使用不当的情况时有发生 |
2018 | 文山州太阳能杀虫灯使用现状与问题及对策[19] | 太阳能杀虫灯靠太阳能蓄电池蓄电, 一般安装于田间距村庄住户比较远, 普遍距地面比较近, 没有防护罩, 大人小孩容易接触到, 太阳能蓄电池容易被损坏、盗走, 我州部分县 (市) 蓄电池被盗事情频发。大大缩短了使用年限, 而且维修起来花费较高, 杀虫灯的后期管理维护困难重重 |
2018 | 太阳能诱虫灯对玉米害虫诱杀效果初探[20] | 但单灯智能太阳能灯由于安装简易, 较矮, 易丢失 |
2018 | 农业生产切莫浪费了杀虫灯[21] | 最初推广杀虫灯时, 某580亩豇豆基地放了由农业部门免费送的15盏频振式杀虫灯, 使用后效果奇好, 可不到二三年时间, 灯陆续坏了, 无人修理, 至今弃之不用 |
2020 | 太阳能杀虫灯在农业生产中的推广及应用[22] | 对易损件要定期检查维护,防止人为损坏 |
表2 物联网设备安全研究现状对比分析Table 2 Comparative analysis of research status of Internet of Things equipment safety |
场景描述 | 场景特点 | 设备安全问题类型举例 | 设备安全问题的特点 | 设备安全问题形成原因 | 应对对策 | 应对对策特点 |
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与能量管理相关,如智能电网 | 户外场景,覆盖范围广,排查困难 | 电缆被盗[30],输电线被盗[31,32],智能电表被破坏[33-36] | 随机性,易被破坏性,设备安全问题会造成局部影响 | 人为因素、自然因素 | 电路信号检测[30],传感器检测[32],行为分析[33,35,36] | 快速响应并定位[30],数据驱动[33-35],用户用电隐私保护[36] |
与具有计算能力的可移动设备相关,如智能手机,无人机,汽车,摩托车和共享单车等 | 可移动,便携,价值高,智能化 | 智能手机被盗[37-41],无人机被破坏[42],汽车被盗及组件被破坏[43-46],摩托车组件被盗[47],共享单车被盗[48] | 针对性,随机性,设备安全问题会造成相应的设备财产损失 | 人为因素、自然因素 | 设备远程锁定[37,38,48],RFID [39],行为分析[40,46],授权访问[41,42],定位分析[43],视频监控[44,45] | 用户信息隐私保护[37,38,42],无源检测[39],用户使用习惯学习[40,46],用户生物特征识别[41],异常信号 [43-45,47] |
场景内所有设备参与自组网,如文物、办公设备和智能家居等 | 关联性强,自组网,数量多 | 文物被盗[49],办公设备被盗[50],智能家居被破坏[51] | 针对性,关联性,组网设备的状态会受到产生安全问题设备的影响,例如空调温度模块被破坏,造成智能开窗通风,这会增加室内被盗风险 | 人为因素、自然因素 | RFID[49],传感器检测[50],行为分析[51] | 无源检测[49],被盗后追踪[50],关联性分析[51] |
太阳能杀虫灯物联网 | 户外场景,覆盖范围广,价值高,智能化,自组网,数量多 | 太阳能杀虫灯被盗、被破坏(详见 | 针对性,随机性,关联性 | 人为因素、自然因素 | 视频监控[52-54],定位防盗[25-29] | 防盗警示,短信报警[25-29] |
2 物联网节点防盗防破坏改造设计
2.1 改造设计需求
2.2 改造方案可行性分析
表 3 不同模块和传感器的性能对比Table 3 Performances comparison of different modules and sensors |
模块和传感器 | GPRS模块 | 视频采集模块 | 电压、电流传感器 | 加速度传感器 | 门控开关 |
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成本/CNY | ≥40.0 | ≥100.0 | 6.0 | 16.5 | 0.4 |
持续工作能耗 | 高 | 高 | 低 | 低 | 低 |
模块安装工作量 | 低 | 中 | 低 | 低 | 低 |
模块被盗被破坏风险 | 低 | 中 | 低 | 低 | 低 |
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2.3 防盗防破坏系统总体设计
2.4 功能可行性验证
3 基于无人机的防盗防破坏辅助设备设计
3.1 目标需求
3.2 无人机杀虫灯原型设计及可行性验证
3.2.1 结构组成
3.2.2 载灯飞行测试及模拟杀虫测试
3.3 无人机杀虫灯与太阳能杀虫灯的对比
表4 无人机杀虫灯与太阳能杀虫灯的对比分析Table 4 Comparison between unmanned aerial vehicle insecticidal lamp and solar insecticidal lamp |
对比项 | 无人机杀虫灯 | 太阳能杀虫灯 |
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杀虫覆盖范围 | 林区2~2.67 hm2 丘陵及平原3.34~4 hm2 | 林区2~2.67 hm2丘陵及平原3.34~4 hm2 |
设备成本 | 8000元左右 | 2000元左右 |
是否固定 | 否,可高速移动 | 固定,拆装费时 |
供电方式 | 两种锂电池 | 单一蓄电池 |
能量来源 | 充电设备 | 太阳能 |
工作时长 | 较短,受限于电池容量 | 较长,可通过太阳能充电 |
被盗被破坏难易程度 | 容易 | 容易 |
智能化操控要求 | 高 | 中 |
作业环境要求 | 雨天可飞、不可杀虫,强风天不可飞 | 雨天不杀虫 |
通信协议频段 | 2.4 GHz | 2.4 GHz |
是否支持拍照、视频 | 是 | 否 |