一种基于物联网的野生动物智能监视方法技术

本发明专利技术公开了一种基于物联网的野生动物智能监视方法，步骤1：目标监测；基于监测终端处布置的多个红外热释电传感器网络，采用红外热释电传感器监控目标；步骤2：触发拍照；目标出现时，触发摄像头旋转角度并拍照，获取目标图像；步骤3：图像上传；监测终端将目标图像上传到服务器；监测终端为红外跟踪拍摄模块。该基于物联网的野生动物智能监视方法易于实施，灵活性好。

A Wildlife Intelligent Surveillance Method Based on Internet of Things

The invention discloses an intelligent wildlife surveillance method based on the Internet of Things, step 1: target monitoring; infrared pyroelectric sensor network arranged at monitoring terminal is used to monitor the target; step 2: trigger photography; trigger camera rotation angle and take photos when the target appears to obtain the target image; step 3: image upload monitoring; The terminal uploads the target image to the server, and the monitoring terminal is an infrared tracking and shooting module. The intelligent wildlife surveillance method based on Internet of Things is easy to implement and flexible.

【技术实现步骤摘要】
一种基于物联网的野生动物智能监视方法
本专利技术涉及一种基于物联网的野生动物智能监视方法。
技术介绍
红外相机技术是指通过自动相机系统，如被动式、主动式红外触发相机或定时拍摄相机等来获取野生动物图像数据(如照片和视频)，并通过这些图像来分析野生动物的物种分布、种群数量、行为和生境利用等重要信息，从而为野生动物保护管理和资源利用提供有效的参考信息。近20年来，红外相机技术在我国的生物多样性监测领域得到了快速发展和广泛应用，已成为野生动物的一项常规监测技术。相比于各种传统技术，红外相机调查技术具有可在野外长时间独立工作、对动物干扰小、较少受调查人员能力差异的影响等优点。国外红外相机或其他自动相机用于野生动物的研究已有较长的历史，而我国起步较晚，近年来，红外相机在我国野生动物监测中也得到了越来越多的应用。据不完全统计，近年我国各地投入使用的红外相机累计达到了1万多台。目前市场上的红外相机都只是单向拍摄，拍摄角度有限，而且从触发到拍照有短暂的时间差，难以捕获快速行进的野生动物的影像，增加相机数量又会使成本高昂。同时，由于野生动物生活的环境远离人类活动区，大多不在网络的覆盖范围内，工作人员难以及时获取相机的工作情况，无法判断相机是否正常工作，是否拍摄到野生动物。同时，现有的红外相机如果投入野外进行拍摄活动，需要人工巡查进行维护，无疑增加了更多的人力成本。因此，有必要设计一种基于物联网的野生动物智能监视方法。
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基于物联网的野生动物智能监视方法，该基于物联网的野生动物智能监视方法易于实施，灵活性好。专利技术的技术解决方案如下：一种基于物联网的野生动物智能监视方法，包括以下步骤：步骤1：目标监测；基于监测终端处布置的多个红外热释电传感器网络，采用红外热释电传感器监控目标；步骤2：触发拍照目标出现时，触发摄像头旋转角度并拍照，获取目标图像；步骤3：图像上传监测终端将目标图像上传到服务器；一般情况下，上传云服务器的是拍摄图像的信息，如照片数，拍摄时间，进一步，还可以直接上传拍摄的图像。监测终端为红外跟踪拍摄模块。步骤3中，图像通过中继模块上传到服务器。每次传输图片信息的同时，还会将系统的工作情况一并传送到云平台。系统的工作情况包括系统运行时长，摄像机中累计拍摄照片数，各传感器节点的剩余电量，中继各节点的剩余电量，中继链路通信质量等信息。如果有异常状况还是提示告警。这些信息便于管理人员判断并及时前往现场收集图像资料或处理异常状况。服务器为云服务器。摄像头由电动云台驱动旋转。红外热释电传感器采用HC-SR501器件。目标未出现时，摄像头处于休眠状态，本次拍摄完成后，摄像头回复到休眠状态。当热释电红外传感器未检测到目标时(此时认为目标未出现，或从监控区域消失)，控制摄像头处于休眠状态。一种基于物联网的野生动物智能观测系统，包括红外跟踪拍摄模块、中继通信模块和云平台；红外跟踪拍摄模块用于拍摄图像；中继通信模块用于将拍摄的图像传输到云平台(即云服务器，或服务器)；云平台用于存储红外图像；目前中继和云平台传输和存放的主要是系统的工作信息和拍摄照片的信息。由于传输照片数据量较大，从节能长时间待机角度考虑暂不传输图片。可能可以考虑传输低分辨率的缩略图。红外跟踪拍摄模块包括MCU、摄像头、电动云台、中继通信单元和多个红外热释电传感器；摄像头、中继通信单元、电动云台和多个红外热释电传感器均与MCU相连，MCU为拍摄控制器；红外热释电传感器用于追踪野生动物所在的方位，电动云台用于带动摄像头旋转。电动云台中具有舵机。中继通信单元为LoRa无线通信单元。LoRa无线模块通信距离受到使用环境、发射功率、灵敏度、干扰等因素的影响，因此不同功率的模块在不同环境下使用通信距离都是不一样的。LoRa模块通信距离可达到8千米以上，能够解决复杂中的超远距离通信的问题。中继通信模块通过GPRS、3G、4G或5G通信模块与云平台通信连接。基于卫星的通信模块通信模块实现数据远程传输，即中继通信模块为基于卫星的通信模块。如，中继通信单元为北斗通信单元；利用北斗的通信功能传输数据，或卫星天基互联网WiFi通讯。红外热释电传感器通过ZigBee模块与MCU相连。将所有的红外热释电传感器固定并进行编码；并设定每一个红外热释电传感器与摄像头的初始位置的偏差角度；初始位置由安装的霍尔传感器检测确定，或者，初始位置由电动云台的编码器确定，考虑使用电动云台的话，云台本身带有编码器，即可定位摄像头的转向角；当某一个红外热释电传感器感应到目标时，感应信号被发送至MCU；MCU根据红外热释电传感器的编码判断目标接近的方向并得出摄像头需要偏转的角度，通过电动云台提前将摄像头对准目标方向，当目标在拍摄范围时自动进行拍摄。红外热释电传感器采用HC-SR501器件。多个红外跟踪拍摄模块呈一圈或同心的多圈设置，摄像头位于圆心位置。呈一圈设置，是指多个红外跟踪拍摄模块的连线形成一个圆圈，同心的多圈设置是指，将多个红外跟踪拍摄模块分为多组，每一组的多个红外跟踪拍摄模块排成一圈，总共形成多个同心圆，这样能实现无死角的检测。摄像头为多个，一个处于工作状态，其余的处于备用状态。本专利技术的特点：(1)利用ZigBee模块和红外传感器组建一个立体的红外感应网络，当有动物进入感应范围，主机根据触发的传感器判断野生动物接近的方向。(2)通过云台提前将摄像头对准目标方向，当动物在拍摄范围时自动进行拍摄。解决了动物快速移动时难以拍摄的问题，提高了相机的使用效率，可获取信息更丰富、更有价值的照片。(3)拍摄完成后，通过多个LoRa模块作为中继将相机拍摄照片的时间、数量等信息传输到有网络的地方，再通过GPRS将信息传输到OneNET云平台进行数据存储。(4)管理者可以在手机APP上看到何时、何地的红外相机拍摄到了多少张动物照片，便于及时对相机进行维护、获取照片，提高管理效率。红外检测模块包括热释电红外传感器、光敏电阻和红外热释电处理芯片U1，红外热释电处理芯片的型号为BISS0001；热释电红外传感器具有3个端子，热释电红外传感器的第一端和第三端分别接VCC端和地；VCC为直流电源正极；热释电红外传感器的第二脚接U1的14脚；VCC端依次经电阻R1和光敏电阻D1接地；电阻R1和光敏电阻D1的连接点接U1的9脚；U1的2脚经电阻R7输出检测信号到红外信号处理芯片的IO端口。有益效果：本专利技术的基于物联网的野生动物智能监视方法，具有以下特征：一、监控系统工作方式：本系统采用由安装在可旋转的云台上的红外相机和多个组成阵列的红外传感器构成监控系统。这种结构可以减少较贵的红外相机的布放数量，同时达到监控更广阔区域的目标。相比只能固定拍摄角度的相机更灵活，另外，相比相机不停的自动转动的方案，本专利技术采取的是长时间待机，触发后快速转动到预定方位再拍照的方法，更节能，即能节约电能，延长使用时间。二、数据传输：考虑到监测装置在野外布放，研究人员不易经常到达现场，查看设备的工作状况以及获取照片的信息。本系统可以通过LoRa技术，将这这些信息通过自构建的通信中继传送到有网络覆盖地区，再传送到云端服务器，供研究人员查看使用，成本低，易于实施。或采用的是地面站+物联卫星的组网模式传输模式。后者，虽然传输数本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于物联网的野生动物智能监视方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：目标监测；基于监测终端处布置的多个红外热释电传感器网络，采用红外检测模块监控目标；步骤2：触发拍照目标出现时，触发摄像头旋转角度并拍照，获取目标图像；步骤3：图像上传监测终端将目标图像上传到服务器；监测终端为红外跟踪拍摄模块。

【技术特征摘要】
1.一种基于物联网的野生动物智能监视方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：目标监测；基于监测终端处布置的多个红外热释电传感器网络，采用红外检测模块监控目标；步骤2：触发拍照目标出现时，触发摄像头旋转角度并拍照，获取目标图像；步骤3：图像上传监测终端将目标图像上传到服务器；监测终端为红外跟踪拍摄模块。2.根据权利要求1所述的基于物联网的野生动物智能监视方法，其特征在于，步骤3中，图像通过中继模块上传到服务器。3.根据权利要求1所述的基于物联网的野生动物智能监视方法，其特征在于，服务器为云服务器。4.根据权利要求1所述的基于物联网的野生动物智能监视方法，其特征在于，摄像头由电动云台驱动旋转。5.根据权利要求1所述的基于物联网的野生动物智能监视方法，其特征在于，红外检测模块包括热释电红外传感器；将所有的红外热释电传感器固定并进行编码；并设定每一个红外热释电传感器与摄像头的初始位置的偏差角度；初始位置由安装的霍尔传感器检测确定；当某一个红外热释电传感器感应到目标时，感应信号被发送至MCU；MCU根据红外热释...

【专利技术属性】
技术研发人员：任嘉，徐卓农，张永忠，邹大智，吴楚梁，肖升泰，兰小武，
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