[發明專利]一種林業微環境監測及預警系統

在審

• 申請號: 201710590584.6
• 申請日: 2017-07-19
• 公開（公告）號: CN107328441A
• 公開（公告）日: 2017-11-07
• 發明（設計）人: 鄭一力;趙燕東;劉衛平;田昊
• 申請（專利權）人: 北京林業大學
• 主分類號: G01D21/02
• 分類號: G01D21/02
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司11002
• 代理人: 王瑩,吳歡燕

1.一種林業微環境監測系統，其特征在于，包括：

微環境監測傳感器組，用于采集林業微環境的原始參數，所述微環境監測傳感器組包括土壤參數監測傳感器組、大氣參數監測傳感器組、光照參數監測傳感器組以及植物參數監測傳感器組；

數據采集與處理裝置，輸入端與所述微環境監測傳感器組的輸出端連接，用于對所述林業微環境的原始參數進行采集和解析，獲得林業微環境數據；以及進行數據的無線傳輸、本地存儲與顯示。

云服務器，輸入端與所述數據采集與處理裝置的輸出端連接，所述云服務器用于存儲、顯示和查詢所述林業微環境數據并根據所述林業微環境數據進行火情預警、活立木病害預警和苗圃灌溉控制。

2.如權利要求1所述的林業微環境監測系統，其特征在于，所述土壤參數監測傳感器組包括土壤分層濕度傳感器組、土壤分層溫度傳感器組、土壤電導率傳感器以及土壤酸堿度傳感器；

所述大氣參數監測傳感器組包括風速風向傳感器、降雨量傳感器、大氣蒸發量傳感器、二氧化碳濃度傳感器以及負氧離子濃度傳感器；

所述光照參數監測傳感器組包括光照強度傳感器、日照時數傳感器、光合有效值傳感器、總輻射傳感器、凈輻射傳感器、直接輻射傳感器以及紫外輻射傳感器；

所述植物參數監測傳感器組包括植物莖干水分傳感器、葉溫傳感器以及植物莖流傳感器。

3.如權利要求2所述的林業微環境監測系統，其特征在于，還包括：

供電裝置，與所述微環境監測傳感器組以及數據采集與處理裝置連接，用于向所述微環境監測傳感器組以及數據采集與處理裝置供電；

其中，所述供電裝置包括：

220V市電輸入電路和太陽能板；

太陽能市電互補控制器，輸入端與所述220V市電輸入電路和太陽能板連接。

4.如權利要求3所述的林業微環境監測系統，其特征在于，所述數據采集與處理裝置包括：

傳感器數據采集電路，輸入端與所述微環境監測傳感器組的輸出端連接，所述傳感器數據采集電路用于將所述林業微環境的原始參數由模擬信號轉換為數字信號；

微處理器，輸入端與所述傳感器數據采集電路的輸出端連接，所述微處理器用于對所述數字信號進行解析，獲得林業微環境數據；

數據顯示電路，輸入端與所述微處理器的輸出端連接，所述數據顯示電路用于將所述林業微環境數據進行顯示；

數據存儲電路，輸入端與所述微處理器的輸出端連接，所述數據存儲電路用于將所述林業微環境數據存儲在本地SD卡中；

無線通信電路，輸入端與所述微處理器的輸出端連接，輸出端與所述云服務器無線通訊連接，所述無線通信電路用于將所述林業微環境數據通過采用GPRS網絡、北斗衛星和銥星衛星中的一種或多種發送至所述云服務器；

電壓變換電路，輸入端與所述供電裝置的輸出端連接，所述電壓變換電路的輸出端與所述微處理器、數據顯示電路、數據存儲電路、無線通信電路以及所述微環境監測傳感器組連接。

5.如權利要求4所述的林業微環境監測系統，其特征在于，所述云服務器包括：

數據接收模塊，用于接收所述數據采集與處理裝置發送的林業微環境數據；

數據報表模塊，用于根據林業微環境數據生成日報表、月報表以及年報表；

數據顯示模塊，用于根據林業微環境數據生成日變化曲線、月變化曲線以及年變化曲線。火情預警模塊，用于從所述林業微環境數據中獲取當日最高溫度、最小相對濕度、最大風力以及連續無降雨天數進行火情指數判斷，根據火情等級判斷結果進行火情預警；

活立木病害預警模塊，用于從所述林業微環境數據中獲取活立木的莖干含水率，將所述活立木的莖干含水率與同時期、同品種和同區域健康活立木的莖干含水率，對活立木病害進行預警；

灌溉控制模塊，用于從所述林業微環境數據中獲取土壤分層溫度和植物莖干含水率，根據設定的灌溉閾值，發出灌溉開始和停止指令。

6.如權利要求5所述的林業微環境監測系統，其特征在于，還包括塔架，所述塔架的上端設置所述大氣參數監測傳感器組、光照參數監測傳感器組以及太陽能板，所述塔架的中端設置箱體，所述箱體中設置所述數據采集與處理裝置和太陽能市電互補控制器。

7.如權利要求6所述的林業微環境監測系統，其特征在于，所述傳感器數據采集電路包括：

模擬電流電壓轉換模塊，輸入端與所述微環境監測傳感器組的輸出端連接；

運算放大器，輸入端與所述模擬電流電壓轉換模塊連接；

AD轉換芯片，輸入端與所述運算放大器的輸出端連接，所述AD轉換芯片的輸出端與微處理器的輸入端連接。