一种林区监控方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种林区监控方法及系统，包括多个远程监控平台和位于林区的多个立木尺寸检测装置；多个立木尺寸检测装置设置在被测的多个立木上；多个立木尺寸检测装置检测的立木尺寸数据发送到远程监控平台；所述的立木尺寸检测装置包括抱箍(1)和剪叉式量角装置；剪叉式量角装置上设有与数据处理模块相连的通讯模块。该林区监控系统结构巧妙，自动化程度高，易于实施。

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.

【技术实现步骤摘要】
一种林区监控方法及系统
本专利技术涉及一种林区监控方法及系统。
技术介绍
现有的森林生长监控依赖人工进行立木尺寸检测，其测量效率低，耗时长，且人工不同的测量员进行量测时，其一致性差，人为误差较大。因此，需要提供一种新型的监测方式。另外，针对森林的监测，还需要进一步监测森林现场的环境数据，如光照，温湿度等，有利于获取大数据以对树木的生长进程做深入的分析研究。因此，有必要设计一种林区监控方法及系统。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种林区监控方法及系统，该林区监控方法及系统，自动化程度高，易于实施。专利技术的技术解决方案如下：一种林区参数检测系统，其特征在于，包括多个远程监控平台和位于林区的多个立木尺寸检测装置；多个立木尺寸检测装置设置在被测的多个立木上；多个立木尺寸检测装置检测的立木尺寸数据发送到远程监控平台；所述的立木尺寸检测装置包括抱箍(1)和剪叉式量角装置；抱箍用于箍抱住被测的立木；剪叉式量角装置包括2根铰接的量臂(3)；2个量臂的长度相同；量臂的2个张开的端部分别与抱箍的两端铰接；剪叉式量角装置上设有角度传感器；立木尺寸检测装置上设有电源以及用于计算立木直径或周长的数据处理模块，电源为数据处理模块供电；角度传感器的数据输出端与数据处理模块相连；剪叉式量角装置上设有与数据处理模块相连的通讯模块。通讯模块为近场通信模块或远程通信模块。林区参数检测系统还包括设置在林区的传感器组；所述的传感器组包括温湿度传感器和光照传感器中的至少一种；传感器组直接或通过汇聚节点将采集的参数传送到远程监测平台。汇聚节点可以是固定的汇聚节点也可以是移动的汇聚节点。林区参数检测系统还包括至少一个作为汇聚节点的移动式数据采集终端，移动式数据采集终端用于移动采集现场的图像数据以及汇总现场的传感器组采集的数据，移动式数据采集终端与远程监测平台通信连接。数据汇聚终端为移动式车载数据采集终端或飞行器，移动式车载数据采集终端或飞行器上设有通讯模块和相机。数据汇聚终端上还设有喷液机构。用于喷洒农药或肥料。剪叉式量角装置上设有与数据处理模块相连的显示屏；剪叉式量角装置上设有与数据处理模块相连的定位模块。定位模块为GPS模块或北斗模块，北斗模块还具有位置通信功能。如发送短报文。量臂与抱箍铰接的铰接部件(2)为转轴。所述的通讯模块为GPRS、3G、4G或5G通信模块，通信模块用于将检测到的数据传输到远程监测平台。电池纽扣电池或锂电池；电池连接有太阳能充电模块。周长的计算公式为：周长c＝L0+π*arccos[(2*R0^2-(2*L*sin(a/2))^2)/(2*R0^2)]；直径的计算公式为：直径D＝L0+π*arccos[(2*R0^2-(2*L*sin(a/2))^2)/(2*R0^2)]/π；其中，L0表示抱箍的长度，R0为最近一次检测的半径；a为2个量臂的夹角；L为量臂的有效长度，即量臂与抱箍的连接点到2个量臂的铰接点之间的距离；π为圆周率，arccos(.)为反余弦函数。剪叉式量角装置设有与现场的数据汇聚终端通信的现场通信模块；所述现场通信模块为WiFi模块或蓝牙模块；数据汇聚终端用于收集立木尺寸检测装置采集的数据并打包传输到远程监测平台，数据汇聚终端还用于接收远程监测平台发出的指令；数据汇聚终端为移动式车载数据采集终端或飞行器。一种林区监控方法，采用前述的林区参数检测系统采集林区数据；(1)采集立木尺寸数据；(2)基于传感器组采集现场环境参数；(3)采集图像数据；(4)实施主动的喷洒作业。立木尺寸检测装置还通过通信模块接收数据汇聚终端或远程监测平台发出控制指令，在控制指令的要求下启动检测。电池为蓄电池或锂电池。车载平台上设有用于为电池充电的恒流充电电路。移动检测终端上还设有喷液机构，如喷水，或喷废料，或喷农药等。数据监控平台和多个移动检测终端能形成一个检测系统(即监控系统)；移动检测终端与数据监控平台无线通信连接；移动检测终端能与在土壤中设置的多个固定式检测终端进行通信，移动检测终端能作为移动数据汇聚节点。固定式检测终端上设有温湿度传感器；固定式检测终端与数据监控平台有线或无线通信连接；移动检测终端具有电动行走机构和锂电池；锂电池用于驱动电动行走机构，还用于为移动检测终端上设置的检测设备供电；在监控区域中或监控区域外至少设有一个无线充电平台；无线充电平台中设有无线充电机构能为移动检测终端充电。农业监控系统还包括具有相机的飞行器；飞行器降落在无线充电平台上时，无线充电平台能为飞行器无线充电，飞行器上还设有储液箱以及喷洒机构，飞行器用于喷洒农药以及获取大场景的监控图像或视频。移动检测终端也设有喷淋装置，用于喷洒特殊液体，如液态肥料等。移动检测终端可以在地面上行走，必要时，移动检测终端也可以通过通道卡到移动检测终端上。车载平台(移动检测终端)上设有相机支撑杆，相机支撑杆的顶端设有相机；相机的控制端与MCU相连，相机采集的图像数据传输到与MCU相连的存储器上，图像数据还在于MCU相连的显示屏上显示。MCU还连接有无线通信模块和定位模块。定位模块为北斗和GPS模块，无线通信模块为GPRS、3G、4G或5G模块或WiFi模块。喷枪的前端为喷嘴，喷枪上设有调节水流大小的调节器；喷枪的支撑座设置在水平旋转平台上，支撑座上设有支撑柱，喷枪设置通过水平的转轴机构设置在支撑柱上(水平的转轴机构的轴线水平，喷枪能绕转轴机构在竖直平面内旋转，从而抬高或下降喷嘴的角度，支撑座能相对于车载平台360°水平旋转)。水平旋转平台和转轴机构均由电机驱动，电机和调节器均受控于MCU。即MCU能通过电机控制喷枪在水平面和竖直平面内旋转，还能通过调节器控制水流大小，从而控制其射出的水的远近。车载平台上设有相机支撑杆，相机支撑杆的顶端设有相机；相机的控制端与MCU相连，相机采集的图像数据传输到与MCU相连的存储器上，图像数据还在于MCU相连的显示屏上显示。车载平台上设有带摄像头的无人机，无人机升空后，获取的图像信息返回到远程监控中心，远程监控中心控制或调度车载平台实现远程辅助喷洒，辅助包括为车载平台规划路线等。锁紧带用于防止抱箍脱落，增加抱箍安装的稳定性。有益效果：本专利技术的林区监控系统，能自动检测出立木的直径和周长，结构紧凑，易于实施。另外，基于这种立木尺寸检测装置林地监测系统，还具有以下功能：(1)温度、湿度、光照参数的采集和控制；固定式检测终端采集温度、湿度和光照参数返回到数据监控平台；数据监控平台实现温度、湿度和光照检测；(2)基于飞行器的监控图像采集；飞行器按预定飞行路线飞行，或由后台的操作员控制其飞行，从而采集图像或视频。另外，还包括：(3)基于飞行器的病虫害防治控制；通过固定式检测终端处设置的害虫检测装置获取病虫害数据，若该数据超过预设的阈值，则起动飞行器在发生病虫害的某一区域(或包括相邻区域)喷洒农药(优选有机农药)。具体飞行路径进行自动规划或由后台操作员控制。另外，还包括：(4)充电控制。飞行器以及移动检测终端在充电平台上时，启动无线充电装置对飞行器及移动检测终端实现无线充电。综上所述，林地监测系统功能丰富，易于实施，能执行数据检测及喷洒任务，灵活性好。附图说明图1为林区监控系统总体架构图；图2为立木尺寸检测装置结构示意图；图3为立木尺寸计本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种林区参数检测系统，其特征在于，包括多个远程监控平台和位于林区的多个立木尺寸检测装置；多个立木尺寸检测装置设置在被测的多个立木上；多个立木尺寸检测装置检测的立木尺寸数据发送到远程监控平台；所述的立木尺寸检测装置包括抱箍(1)和剪叉式量角装置；抱箍用于箍抱住被测的立木；剪叉式量角装置包括2根铰接的量臂(3)；2个量臂的长度相同；量臂的2个张开的端部分别与抱箍的两端铰接；剪叉式量角装置上设有角度传感器；立木尺寸检测装置上设有电源以及用于计算立木直径或周长的数据处理模块，电源为数据处理模块供电；角度传感器的数据输出端与数据处理模块相连；剪叉式量角装置上设有与数据处理模块相连的通讯模块。

【技术特征摘要】
1.一种林区参数检测系统，其特征在于，包括多个远程监控平台和位于林区的多个立木尺寸检测装置；多个立木尺寸检测装置设置在被测的多个立木上；多个立木尺寸检测装置检测的立木尺寸数据发送到远程监控平台；所述的立木尺寸检测装置包括抱箍(1)和剪叉式量角装置；抱箍用于箍抱住被测的立木；剪叉式量角装置包括2根铰接的量臂(3)；2个量臂的长度相同；量臂的2个张开的端部分别与抱箍的两端铰接；剪叉式量角装置上设有角度传感器；立木尺寸检测装置上设有电源以及用于计算立木直径或周长的数据处理模块，电源为数据处理模块供电；角度传感器的数据输出端与数据处理模块相连；剪叉式量角装置上设有与数据处理模块相连的通讯模块。2.根据权利要求1所述的林区参数检测系统，其特征在于，林区参数检测系统还包括设置在林区的传感器组；所述的传感器组包括温湿度传感器和光照传感器中的至少一种；传感器组直接或通过汇聚节点将采集的参数传送到远程监测平台。3.根据权利要求1所述的林区参数检测系统，其特征在于，林区参数检测系统还包括至少一个作为汇聚节点的移动式数据采集终端，移动式数据采集终端用于移动采集现场的图像数据以及汇总现场的传感器组采集的数据，移动式数据采集终端与远程监测平台通信连接。4.根据权利要求3所述的林区参数检测系统，其特征在于，数据汇聚终端为移动式车载数据采集终端或飞行器，移动式车载数据采集终端或飞行器上设有通讯模块和相机。5.根据权利要求3所述的林区参数检测系统，其特征在于，数据汇聚终端上还设有喷液机构。6.根据权利要求1所述的林区参数检...

【专利技术属性】
技术研发人员：贺超英，
申请(专利权)人：中南林业科技大学，
类型：发明
国别省市：湖南,43