Remote monitoring of the Bactrocera oleae(Gmelin) (Diptera: Tephritidae) population using an automated McPhail trap controlled by a Raspberry Pi.

Abstract

In the context of this thesis we have developed an autonomous electronic trap, which may be used for monitoring the population of Bactrocera oleae (Gmelin) (Diptera: Tephritidae) population in olive fields, so that it can help the end users (farmers and agriculturists) to identify potential threats on time and proceed in proper actions (bait sprays). The proposed system is based on the concept initially presented in (Doitsidis et al., 2016), but with some fundamental differences. All processes are performed on-board therefore minimizing the need to transfer large amount of information in a remote server and also the system has adequate computational power to support a variety of extra sensors (camera, temperature, humidity, barometric pressure, Ambient light {infrared, full-spectrum and human-visible light}, wind speed, battery voltage), which results in extended capabilities. The extra sensors provide additional information about the area of interested, therefore allowing the end users to take proper actions not only for bait sprays but also for other activities related to the olive tree day to day treatment. To support the functionality of the autonomous electronic trap detailed algorithms and procedures using machine vision techniques were implemented on-board and the insects were identified properly. A dedicated web server was also developed which can support the interaction of users with multiple devices, and allows them to monitor the data using a customized interface. The proposed system was tested and performed adequately for an extensive period of time.

Στα πλαίσια της μεταπτυχιακής εργασίας αναπτύχθηκε αυτόνομη ηλεκτρονική παγίδα που μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την απομακρυσμένη παρακολούθηση του πληθυσμού δάκου της ελιάς, Bactrocera oleae (Gmelin) (Diptera: Tephritidae) που προσβάλει το σύνολο των Ελληνικών ελαιώνων. Στόχος είναι να βοηθηθούν οι τελικοί χρήστες (αγρότες και γεωπόνοι) με την έγκαιρη και σωστή αναγνώριση πιθανής απειλής έτσι ώστε να προχωρήσουν στις κατάλληλες ενέργειες (π.χ. δολωματικός ψεκασμός). Το προτεινόμενο σύστημα βασίζεται σε μία ιδέα που είχε αρχικά παρουσιασθεί το 2016 (Doitsidis, L., et al. (2016). Remote Monitoring of the Bactrocera oleae(Gmelin) (Diptera: Tephritidae) Population Using an Automated McPhail Trap. Computers and Electronics in Agriculture) αλλά με κάποιες βασικές αλλαγές. Το προτεινόμενο σύστημα έχει αρκετή υπολογιστική ισχύ, με την χρήση ενός raspberry pi, ώστε να υποστηρίξει: α) Την εκτέλεση μεγάλου πλήθους υπολογιστικών εργασιών στο πεδίο, β) την διαχείριση πλήθους αισθητήριών όπως κάμερα, αισθητήρα θερμοκρασίας, υγρασίας, βαρομετρικής πίεσης, φωτισμού {υπέρυθρου, πλήρους φάσματος και ορατού φωτός}, ταχύτητας ανέμου, φόρτισης μπαταρίας) που προσφέρουν επιπρόσθετη πληροφορία εκτός του πληθυσμού του δάκου. Οι επιπλέον πληροφορίες για την περιοχή ενδιαφέροντος, επιτρέποντας στους τελικούς χρήστες να κάνουν τις κατάλληλες ενέργειες όχι μόνο για τους δολωματικούς ψεκασμούς αλλά και για άλλες δραστηριότητες που σχετίζονται με τις καθημερινές εργασίες των ελαιόδεντρων. Για την υποστήριξη των λειτουργιών της αυτόνομης ηλεκτρονικής παγίδας, αναπτύχθηκαν ειδικοί αλγόριθμοί που εκτελούνταν στο raspberry pi και με τεχνικές μηχανικής όρασης τα έντομα εντοπίζονται επιτυχώς. Στα πλαίσια της πτυχιακής αναπτύχθηκε και ένας εξυπηρετητής ιστοσελίδων που υποστηρίζει την συγκέντρωση δεδομένων από πολλές παγίδες καθώς και την αλληλεπίδραση με τους χρήστες που θέλουν να μελετήσουν τα δεδομένα που έχουν συγκεντρωθεί χρησιμοποιώντας μια ειδικά διαμορφωμένη διεπαφή χρήστη. Το προτεινόμενο σύστημα δοκιμάσθηκε και λειτούργησε καλά για εκτεταμένη χρονική περίοδο και σε περιβάλλον εργαστηρίου όσο και σε χωράφι.