一種林區監控方法及系統技術方案

本發明專利技術公開了一種林區監控方法及系統，包括多個遠程監控平臺和位于林區的多個立木尺寸檢測裝置；多個立木尺寸檢測裝置設置在被測的多個立木上；多個立木尺寸檢測裝置檢測的立木尺寸數據發送到遠程監控平臺；所述的立木尺寸檢測裝置包括抱箍(1)和剪叉式量角裝置；剪叉式量角裝置上設有與數據處理模塊相連的通訊模塊。該林區監控系統結構巧妙，自動化程度高，易于實施。

A monitoring method and system for forest area

The invention discloses a forest area monitoring method and system, including a plurality of remote monitoring platforms and a plurality of stand size detection devices located in the forest area; a plurality of standing tree size detection devices are set on a plurality of measured standing trees; the number of standing trees detected by a plurality of standing tree size detection devices is sent to a remote monitoring platform; The device for measuring the standing wood size includes a hoop (1) and a scissors angle measuring device, and a cutting fork type angle measuring device is provided with a communication module connected with the data processing module. The monitoring system of the forest area is ingenious in structure, high in automation and easy to implement.

【技術實現步驟摘要】
一種林區監控方法及系統
本專利技術涉及一種林區監控方法及系統。
技術介紹
現有的森林生長監控依賴人工進行立木尺寸檢測，其測量效率低，耗時長，且人工不同的測量員進行量測時，其一致性差，人為誤差較大。因此，需要提供一種新型的監測方式。另外，針對森林的監測，還需要進一步監測森林現場的環境數據，如光照，溫濕度等，有利于獲取大數據以對樹木的生長進程做深入的分析研究。因此，有必要設計一種林區監控方法及系統。
技術實現思路
本專利技術所要解決的技術問題是提供一種林區監控方法及系統，該林區監控方法及系統，自動化程度高，易于實施。專利技術的技術解決方案如下：一種林區參數檢測系統，其特征在于，包括多個遠程監控平臺和位于林區的多個立木尺寸檢測裝置；多個立木尺寸檢測裝置設置在被測的多個立木上；多個立木尺寸檢測裝置檢測的立木尺寸數據發送到遠程監控平臺；所述的立木尺寸檢測裝置包括抱箍(1)和剪叉式量角裝置；抱箍用于箍抱住被測的立木；剪叉式量角裝置包括2根鉸接的量臂(3)；2個量臂的長度相同；量臂的2個張開的端部分別與抱箍的兩端鉸接；剪叉式量角裝置上設有角度傳感器；立木尺寸檢測裝置上設有電源以及用于計算立木直徑或周長的數據處理模塊，電源為數據處理模塊供電；角度傳感器的數據輸出端與數據處理模塊相連；剪叉式量角裝置上設有與數據處理模塊相連的通訊模塊。通訊模塊為近場通信模塊或遠程通信模塊。林區參數檢測系統還包括設置在林區的傳感器組；所述的傳感器組包括溫濕度傳感器和光照傳感器中的至少一種；傳感器組直接或通過匯聚節點將采集的參數傳送到遠程監測平臺。匯聚節點可以是固定的匯聚節點也可以是移動的匯聚節點。林區參數檢測系統還包括至少一個作為匯聚節點的移動式數據采集終端，移動式數據采集終端用于移動采集現場的圖像數據以及匯總現場的傳感器組采集的數據，移動式數據采集終端與遠程監測平臺通信連接。數據匯聚終端為移動式車載數據采集終端或飛行器，移動式車載數據采集終端或飛行器上設有通訊模塊和相機。數據匯聚終端上還設有噴液機構。用于噴灑農藥或肥料。剪叉式量角裝置上設有與數據處理模塊相連的顯示屏；剪叉式量角裝置上設有與數據處理模塊相連的定位模塊。定位模塊為GPS模塊或北斗模塊，北斗模塊還具有位置通信功能。如發送短報文。量臂與抱箍鉸接的鉸接部件(2)為轉軸。所述的通訊模塊為GPRS、3G、4G或5G通信模塊，通信模塊用于將檢測到的數據傳輸到遠程監測平臺。電池紐扣電池或鋰電池；電池連接有太陽能充電模塊。周長的計算公式為：周長c＝L0+π*arccos[(2*R0^2-(2*L*sin(a/2))^2)/(2*R0^2)]；直徑的計算公式為：直徑D＝L0+π*arccos[(2*R0^2-(2*L*sin(a/2))^2)/(2*R0^2)]/π；其中，L0表示抱箍的長度，R0為最近一次檢測的半徑；a為2個量臂的夾角；L為量臂的有效長度，即量臂與抱箍的連接點到2個量臂的鉸接點之間的距離；π為圓周率，arccos(.)為反余弦函數。剪叉式量角裝置設有與現場的數據匯聚終端通信的現場通信模塊；所述現場通信模塊為WiFi模塊或藍牙模塊；數據匯聚終端用于收集立木尺寸檢測裝置采集的數據并打包傳輸到遠程監測平臺，數據匯聚終端還用于接收遠程監測平臺發出的指令；數據匯聚終端為移動式車載數據采集終端或飛行器。一種林區監控方法，采用前述的林區參數檢測系統采集林區數據；(1)采集立木尺寸數據；(2)基于傳感器組采集現場環境參數；(3)采集圖像數據；(4)實施主動的噴灑作業。立木尺寸檢測裝置還通過通信模塊接收數據匯聚終端或遠程監測平臺發出控制指令，在控制指令的要求下啟動檢測。電池為蓄電池或鋰電池。車載平臺上設有用于為電池充電的恒流充電電路。移動檢測終端上還設有噴液機構，如噴水，或噴廢料，或噴農藥等。數據監控平臺和多個移動檢測終端能形成一個檢測系統(即監控系統)；移動檢測終端與數據監控平臺無線通信連接；移動檢測終端能與在土壤中設置的多個固定式檢測終端進行通信，移動檢測終端能作為移動數據匯聚節點。固定式檢測終端上設有溫濕度傳感器；固定式檢測終端與數據監控平臺有線或無線通信連接；移動檢測終端具有電動行走機構和鋰電池；鋰電池用于驅動電動行走機構，還用于為移動檢測終端上設置的檢測設備供電；在監控區域中或監控區域外至少設有一個無線充電平臺；無線充電平臺中設有無線充電機構能為移動檢測終端充電。農業監控系統還包括具有相機的飛行器；飛行器降落在無線充電平臺上時，無線充電平臺能為飛行器無線充電，飛行器上還設有儲液箱以及噴灑機構，飛行器用于噴灑農藥以及獲取大場景的監控圖像或視頻。移動檢測終端也設有噴淋裝置，用于噴灑特殊液體，如液態肥料等。移動檢測終端可以在地面上行走，必要時，移動檢測終端也可以通過通道卡到移動檢測終端上。車載平臺(移動檢測終端)上設有相機支撐桿，相機支撐桿的頂端設有相機；相機的控制端與MCU相連，相機采集的圖像數據傳輸到與MCU相連的存儲器上，圖像數據還在于MCU相連的顯示屏上顯示。MCU還連接有無線通信模塊和定位模塊。定位模塊為北斗和GPS模塊，無線通信模塊為GPRS、3G、4G或5G模塊或WiFi模塊。噴槍的前端為噴嘴，噴槍上設有調節水流大小的調節器；噴槍的支撐座設置在水平旋轉平臺上，支撐座上設有支撐柱，噴槍設置通過水平的轉軸機構設置在支撐柱上(水平的轉軸機構的軸線水平，噴槍能繞轉軸機構在豎直平面內旋轉，從而抬高或下降噴嘴的角度，支撐座能相對于車載平臺360°水平旋轉)。水平旋轉平臺和轉軸機構均由電機驅動，電機和調節器均受控于MCU。即MCU能通過電機控制噴槍在水平面和豎直平面內旋轉，還能通過調節器控制水流大小，從而控制其射出的水的遠近。車載平臺上設有相機支撐桿，相機支撐桿的頂端設有相機；相機的控制端與MCU相連，相機采集的圖像數據傳輸到與MCU相連的存儲器上，圖像數據還在于MCU相連的顯示屏上顯示。車載平臺上設有帶攝像頭的無人機，無人機升空后，獲取的圖像信息返回到遠程監控中心，遠程監控中心控制或調度車載平臺實現遠程輔助噴灑，輔助包括為車載平臺規劃路線等。鎖緊帶用于防止抱箍脫落，增加抱箍安裝的穩定性。有益效果：本專利技術的林區監控系統，能自動檢測出立木的直徑和周長，結構緊湊，易于實施。另外，基于這種立木尺寸檢測裝置林地監測系統，還具有以下功能：(1)溫度、濕度、光照參數的采集和控制；固定式檢測終端采集溫度、濕度和光照參數返回到數據監控平臺；數據監控平臺實現溫度、濕度和光照檢測；(2)基于飛行器的監控圖像采集；飛行器按預定飛行路線飛行，或由后臺的操作員控制其飛行，從而采集圖像或視頻。另外，還包括：(3)基于飛行器的病蟲害防治控制；通過固定式檢測終端處設置的害蟲檢測裝置獲取病蟲害數據，若該數據超過預設的閾值，則起動飛行器在發生病蟲害的某一區域(或包括相鄰區域)噴灑農藥(優選有機農藥)。具體飛行路徑進行自動規劃或由后臺操作員控制。另外，還包括：(4)充電控制。飛行器以及移動檢測終端在充電平臺上時，啟動無線充電裝置對飛行器及移動檢測終端實現無線充電。綜上所述，林地監測系統功能豐富，易于實施，能執行數據檢測及噴灑任務，靈活性好。附圖說明圖1為林區監控系統總體架構圖；圖2為立木尺寸檢測裝置結構示意圖；圖3為立木尺寸計本文檔來自技高網...

【技術保護點】
1.一種林區參數檢測系統，其特征在于，包括多個遠程監控平臺和位于林區的多個立木尺寸檢測裝置；多個立木尺寸檢測裝置設置在被測的多個立木上；多個立木尺寸檢測裝置檢測的立木尺寸數據發送到遠程監控平臺；所述的立木尺寸檢測裝置包括抱箍(1)和剪叉式量角裝置；抱箍用于箍抱住被測的立木；剪叉式量角裝置包括2根鉸接的量臂(3)；2個量臂的長度相同；量臂的2個張開的端部分別與抱箍的兩端鉸接；剪叉式量角裝置上設有角度傳感器；立木尺寸檢測裝置上設有電源以及用于計算立木直徑或周長的數據處理模塊，電源為數據處理模塊供電；角度傳感器的數據輸出端與數據處理模塊相連；剪叉式量角裝置上設有與數據處理模塊相連的通訊模塊。

【技術特征摘要】
1.一種林區參數檢測系統，其特征在于，包括多個遠程監控平臺和位于林區的多個立木尺寸檢測裝置；多個立木尺寸檢測裝置設置在被測的多個立木上；多個立木尺寸檢測裝置檢測的立木尺寸數據發送到遠程監控平臺；所述的立木尺寸檢測裝置包括抱箍(1)和剪叉式量角裝置；抱箍用于箍抱住被測的立木；剪叉式量角裝置包括2根鉸接的量臂(3)；2個量臂的長度相同；量臂的2個張開的端部分別與抱箍的兩端鉸接；剪叉式量角裝置上設有角度傳感器；立木尺寸檢測裝置上設有電源以及用于計算立木直徑或周長的數據處理模塊，電源為數據處理模塊供電；角度傳感器的數據輸出端與數據處理模塊相連；剪叉式量角裝置上設有與數據處理模塊相連的通訊模塊。2.根據權利要求1所述的林區參數檢測系統，其特征在于，林區參數檢測系統還包括設置在林區的傳感器組；所述的傳感器組包括溫濕度傳感器和光照傳感器中的至少一種；傳感器組直接或通過匯聚節點將采集的參數傳送到遠程監測平臺。3.根據權利要求1所述的林區參數檢測系統，其特征在于，林區參數檢測系統還包括至少一個作為匯聚節點的移動式數據采集終端，移動式數據采集終端用于移動采集現場的圖像數據以及匯總現場的傳感器組采集的數據，移動式數據采集終端與遠程監測平臺通信連接。4.根據權利要求3所述的林區參數檢測系統，其特征在于，數據匯聚終端為移動式車載數據采集終端或飛行器，移動式車載數據采集終端或飛行器上設有通訊模塊和相機。5.根據權利要求3所述的林區參數檢測系統，其特征在于，數據匯聚終端上還設有噴液機構。6.根據權利要求1所述的林區參數檢...

【專利技術屬性】
技術研發人員：賀超英，
申請(專利權)人：中南林業科技大學，
類型：發明
國別省市：湖南,43