[發(fā)明專利]一種基于物聯(lián)網(wǎng)的林區(qū)綜合信息監(jiān)控方法及系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810055557.3
• 申請日: 2018-01-19
• 公開（公告）號: CN108154671B
• 公開（公告）日: 2020-12-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 賀超英
• 申請（專利權(quán)）人: 中南林業(yè)科技大學(xué)
• 主分類號: G08C17/02
• 分類號: G08C17/02;H04L29/08;G01B21/00;G01D21/02;G06Q50/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種基于物聯(lián)網(wǎng)的林區(qū)綜合信息監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，包括多個遠(yuǎn)程監(jiān)控平臺和位于林區(qū)的多個便攜式立木尺寸測量儀；多個便攜式立木尺寸測量儀設(shè)置在被測的多個立木上；

多個便攜式立木尺寸測量儀檢測的立木尺寸數(shù)據(jù)發(fā)送到遠(yuǎn)程監(jiān)控平臺；

基于帶量臂抱箍的便攜式立木尺寸測量儀，其特征在于，包括抱箍（1）和與抱箍相連的2條量臂；

抱箍用于箍抱住被測的立木；

抱箍為具有一個開口的圓弧形抱箍；

兩條量臂的第一端與抱箍開口處的2個端部連接；量臂為直線型，量臂與抱箍的所述端部處的切線垂直；

2條量臂的第二端處設(shè)有測量2條量臂張開缺口距離的位移傳感器；

立木尺寸檢測裝置上設(shè)有電源以及用于計(jì)算立木直徑或周長的數(shù)據(jù)處理模塊，電源為數(shù)據(jù)處理模塊供電；位移傳感器的數(shù)據(jù)輸出端與數(shù)據(jù)處理模塊相連；

位移傳感器包括線輪（6）、拉線（5）和與線輪同軸設(shè)置能與線輪隨動的碼盤；線路設(shè)置在第一條量臂的外端，拉線的一端纏繞在線輪上，拉線的另一端固定在第二條量臂的外端；

基于物聯(lián)網(wǎng)的林區(qū)綜合信息監(jiān)測系統(tǒng)還包括設(shè)置在林區(qū)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(jié)點(diǎn)將采集的參數(shù)傳送到遠(yuǎn)程監(jiān)測平臺；

基于物聯(lián)網(wǎng)的林區(qū)綜合信息監(jiān)測系統(tǒng)還包括至少一個作為匯聚節(jié)點(diǎn)的移動式數(shù)據(jù)采集終端，移動式數(shù)據(jù)采集終端用于移動采集現(xiàn)場的圖像數(shù)據(jù)以及匯總現(xiàn)場的傳感器組采集的數(shù)據(jù)，移動式數(shù)據(jù)采集終端與遠(yuǎn)程監(jiān)測平臺通信連接；

數(shù)據(jù)匯聚終端為移動式車載數(shù)據(jù)采集終端和飛行器，移動式車載數(shù)據(jù)采集終端或飛行器上設(shè)有通訊模塊和相機(jī)；

數(shù)據(jù)匯聚終端上還設(shè)有噴液機(jī)構(gòu)；

便攜式立木尺寸測量儀上設(shè)有與數(shù)據(jù)處理模塊相連的顯示屏;便攜式立木尺寸測量儀上設(shè)有與數(shù)據(jù)處理模塊相連的定位模塊；

量臂與抱箍鉸接的鉸接部件（2）為轉(zhuǎn)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(shù)據(jù)傳輸?shù)竭h(yuǎn)程監(jiān)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(jì)算公式為：

周長c= L0+2*R0*arcsin{X/[2*(R0+L)]}}；

直徑的計(jì)算公式為：

直徑D= L0/π+2* R0arcsin{X/[2*(R0+L)]} /π;

其中，X為2個量臂外端部之間的距離；

L0表示抱箍的長度，R0為最近一次檢測的半徑；L為量臂的長度π為圓周率，arcsin（.）為反正弦函數(shù)；

便攜式立木尺寸測量儀設(shè)有與現(xiàn)場的數(shù)據(jù)匯聚終端通信的現(xiàn)場通信模塊；所述現(xiàn)場通信模塊為WiFi模塊或藍(lán)牙模塊；數(shù)據(jù)匯聚終端用于收集便攜式立木尺寸測量儀采集的數(shù)據(jù)并打包傳輸?shù)竭h(yuǎn)程監(jiān)測平臺，數(shù)據(jù)匯聚終端還用于接收遠(yuǎn)程監(jiān)測平臺發(fā)出的指令；

通過固定式檢測終端處設(shè)置的害蟲檢測裝置獲取病蟲害數(shù)據(jù)，若該數(shù)據(jù)超過預(yù)設(shè)的閾值，則起動飛行器在發(fā)生病蟲害的某一區(qū)域噴灑農(nóng)藥；

傳感器組還包括害蟲檢測裝置，害蟲檢測裝置具有用于與主節(jié)點(diǎn)設(shè)備通信的無線通信模塊；害蟲檢測裝置具有氣墊式底座、支架和太陽能板；支架安裝在氣墊式底座上，太陽能板設(shè)置在支架上，由支架支撐；害蟲檢測裝置上集成有子節(jié)點(diǎn)控制器、溫濕度傳感器、水位傳感器、光強(qiáng)傳感器和定位模塊；氣墊式底座上還設(shè)有昆蟲收集瓶；昆蟲收集瓶的底部設(shè)有誘蟲底燈，昆蟲收集瓶的頂部設(shè)有誘蟲頂燈；昆蟲收集瓶具有彎折的瓶口；用于防止昆蟲進(jìn)入后在出去；昆蟲收集瓶的頸部設(shè)有用于檢測昆蟲是否進(jìn)入的光電檢測模塊并實(shí)現(xiàn)進(jìn)入瓶體內(nèi)的昆蟲計(jì)數(shù)；昆蟲收集瓶由設(shè)置在支架上的瓶體固定板固定；溫濕度傳感器、水位傳感器、光電檢測模塊、光強(qiáng)傳感器和定位模塊均與子節(jié)點(diǎn)控制器相連；害蟲檢測裝置上集成有溶解氧氣傳感器、氣泵和加氣管；加氣管為多根，位于墊式底座的底部；溶解氧傳感器與子節(jié)點(diǎn)控制器相連；加氣管與氣泵相連；氣泵受控于子節(jié)點(diǎn)控制器；所述的支架包括固定支桿和由頂桿驅(qū)動機(jī)構(gòu)驅(qū)動的頂桿；固定支桿支撐太陽能電池板的一側(cè)；頂桿支撐太陽能電池板的另一側(cè)；頂桿升降以調(diào)節(jié)太陽能電池板的傾斜角度；昆蟲收集瓶具有推拉式底板，推拉式底板由推拉驅(qū)動模塊驅(qū)動，用于定期清理瓶內(nèi)的昆蟲；

飛行器包括支架、旋翼、底板、云臺、支腿和相機(jī)；旋翼和云臺設(shè)置在支架上；底板固定在支架底部；相機(jī)安裝在云臺上；支腿固定在底板的底部；相機(jī)包括機(jī)身和復(fù)合式鏡頭；機(jī)身內(nèi)設(shè)有CCD傳感器，機(jī)身上設(shè)有用于鏡頭對準(zhǔn)的光電發(fā)射與接收裝置；復(fù)合式鏡頭上設(shè)有轉(zhuǎn)軸；復(fù)合式鏡頭內(nèi)集成有4個子鏡頭；子鏡頭沿復(fù)合式鏡頭的周向均勻布置；復(fù)合式鏡頭的后端還設(shè)有與所述光電發(fā)射與接收裝置適配的光反射片；機(jī)身內(nèi)還設(shè)有用于驅(qū)動鏡頭旋轉(zhuǎn)的步進(jìn)電機(jī)；光電發(fā)射與接收裝置和光反射片為2套，呈軸線對稱，只有2套光電發(fā)射與接收裝置和光反射片都對準(zhǔn)后，才認(rèn)為鏡頭與CCD傳感器對準(zhǔn)；支腿為4根，支腿豎直設(shè)置，相鄰支腿之間的設(shè)置有水平的橫梁；支腿包括上支腿、下支腿和腳釘；上支腿下端設(shè)有導(dǎo)向槽；下支腿上端設(shè)有導(dǎo)向桿；導(dǎo)向桿插裝在導(dǎo)向槽中；在導(dǎo)向槽內(nèi)設(shè)有彈簧；彈簧設(shè)置在導(dǎo)向槽的頂壁與導(dǎo)向桿頂端之間； 下支腿的下端部設(shè)有腳釘；下支腿的下端部的外壁設(shè)有外螺紋；下支腿的下端部套接有帶內(nèi)螺紋的套筒，套筒的下端設(shè)有墊環(huán)；底盤上還設(shè)置有陀螺儀和無線通信模塊；陀螺儀用于導(dǎo)航，無線通信模塊用于接收遙控器的指令，并將拍攝的照片和視頻信息傳送到地面接收端設(shè)備；所述的支架為由4個結(jié)構(gòu)相同的伸縮式懸臂組成的十字形懸臂架；每一個伸縮式懸臂包括外臂和內(nèi)臂；外臂的內(nèi)端部與內(nèi)臂的外端部通過鎖扣相連；鎖扣上設(shè)有帶倒刺的插腳；鎖扣為多個；外臂的內(nèi)端部和內(nèi)臂的外端部均設(shè)有多組用于插腳穿過的插孔；每組插孔包括至少2個插孔；旋翼包括主旋翼和副旋翼；在外臂的外端部設(shè)有主旋翼和副懸臂；主旋翼和副懸臂共軸線設(shè)置，且主旋翼位于外臂的上方，副旋翼位于外臂的下方；主旋翼的槳徑大于副旋翼的槳徑；副旋翼為涵道風(fēng)扇，副旋翼通過涵道風(fēng)扇固定件7固定在外臂的底部；鎖扣具有殼體；殼體包括外殼體、壓塊和壓簧；插腳為2根；插腳固定在外殼體上；壓塊位于外殼體內(nèi)并套裝在2根插腳上；壓塊能沿插腳移動；壓塊與插腳之間設(shè)有壓簧，壓簧套裝在插腳的根部；外臂的內(nèi)端部設(shè)有2組用于插腳穿過的插孔；外臂上的每組插孔包括2個插孔；鎖扣為2個；內(nèi)臂的外端部上等間距設(shè)有4組用于插腳穿過的插孔；內(nèi)臂上的每組插孔包括2個插孔；副旋翼的槳徑與主旋翼的槳徑之比為0.2-0.35；墊環(huán)為橡膠材質(zhì)，腳釘為不銹鋼材質(zhì)。

2.一種基于物聯(lián)網(wǎng)的林區(qū)綜合信息監(jiān)測方法，其特征在于，采用權(quán)利要求1所述的基于物聯(lián)網(wǎng)的林區(qū)綜合信息監(jiān)測系統(tǒng)采集林區(qū)數(shù)據(jù)；

（1）采集立木尺寸數(shù)據(jù)；

（2）基于傳感器組采集現(xiàn)場環(huán)境參數(shù)；

（3）采集圖像數(shù)據(jù)；

（4）實(shí)施主動的噴灑作業(yè)。