一种秸秆燃烧定位系统及方法技术方案

本发明专利技术提供一种秸秆燃烧定位系统及方法，包括：监控中心，协调器，定位监测节点，路由监测节点，移动监测节点，以及与移动监测节点一一对应匹配的无人机；监控中心通过协调器与路由监测节点和/或定位监测节点通信连接，路由监测节点与下一级路由监测节点和/或下一级定位监测节点通信连接，定位监测节点与下一级路由监测节点和/或下一级定位监测节点通信连接，构成簇—树状网络结构；移动监测节点设置于无人机上，并通过网络通信模块与监控中心通信连接；检测结果准确，无需人工参与检测，节省人工成本，更加安全，实用性更高。

A straw burning positioning system and method

The invention provides a straw burning positioning system and method, including a monitoring center, a coordinator, a positioning monitoring node, a routing monitoring node, a mobile monitoring node, and an UAV matching with the mobile monitoring node one by one; a monitoring center communicates with the routing monitoring node and/or positioning monitoring node through a coordinator, and a routing monitoring node communicates with the next level routing monitoring node. Point and/or next-level location monitoring nodes communicate with each other, and the location monitoring nodes communicate with the next-level routing monitoring nodes and/or the next-level location monitoring nodes, forming a cluster-tree network structure; mobile monitoring nodes are installed on UAVs and communicate with the monitoring center through network communication module; the detection results are accurate, no manual participation is required, and labor costs are saved. It is safer and more practical.

【技术实现步骤摘要】
一种秸秆燃烧定位系统及方法
本专利技术涉及秸秆燃烧领域，尤其涉及一种秸秆燃烧定位系统及方法。
技术介绍
目前，国内解决秸秆燃烧监测的方法，基本上都是依赖人工区域驻扎的方式进行人工检测。人工监测秸秆燃烧的方式存在以下不足：监测效率低，依靠检测人员经验进行监测，监测失误率较高，而且造成了大量的人力成本；依赖人工区域驻扎的方式危险性高，监测人员易受伤害。当前也有采用自动监测方式检测秸秆燃烧的，在监测区域内设置多个监测点，每个监测点设置定位模块，导致系统成本较高。
技术实现思路
为了克服上述现有技术中的不足，本专利技术提供一种秸秆燃烧定位系统，包括：监控中心，协调器，用于监测区域内燃烧信息监测、具有定位、路由和数据转发功能的定位监测节点，用于监测区域内燃烧信息监测、具有路由和数据转发功能的路由监测节点，移动监测节点，以及与移动监测节点一一对应匹配的无人机；监控中心设有用于储存农作物秸秆燃烧程度数据、获取并处理移动监测节点检测的秸秆燃烧信息的秸秆燃烧数据库；监控中心通过协调器与路由监测节点和/或定位监测节点通信连接，路由监测节点与下一级路由监测节点和/或下一级定位监测节点通信连接，定位监测节点与下一级路由监测节点和/或下一级定位监测节点通信连接，构成簇—树状网络结构；移动监测节点设置于无人机上，并通过网络通信模块与监控中心通信连接；移动监测节点设有用于获取秸秆燃烧现场图像信息的摄像头、用于根据摄像头获取的秸秆燃烧现场图像信息进行秸秆燃烧程度初次确认的颜色传感器、用于对秸秆燃烧现场的秸秆燃烧程度进行二次确认的第三远红外传感器。优选的，移动监测节点还包括：圆柱形外壳、微控制器；圆柱形外壳一端圆心处设有摄像头，环绕摄像头均匀设有多个颜色传感器、第一远红外传感器；圆柱形课题内部设有微控制器；微控制器分别与颜色传感器、第一远红外传感器、摄像头连接，并通过网络通信模块与监控中心通信连接。优选的，微控制器采用AT89C51型微控制器。优选的，颜色传感器、第三远红外传感器交叉设置于圆柱形外壳一端。优选的，路由监测节点包括：第一远红外传感器、第一温度传感器、第一烟雾传感器、第一处理器、第一Zigbee无线通信模块以及用于为内部元器件供电的第一电源模块；第一远红外传感器、第一温度传感器、第一烟雾传感器、第一Zigbee无线通信模块分别与处理器通信连接。优选的，定位监测节点包括：第二远红外传感器、第二温度传感器、第二烟雾传感器、第二处理器、第二Zigbee无线通信模块、GPS定位模块以及用于为内部元器件供电的第二电源模块；第二远红外传感器、第二温度传感器、第二烟雾传感器、第二Zigbee无线通信模块、GPS定位模块分别与处理器通信连接。优选的，定位监测节点数量占定位监测节点和路由监测节点总数的40％—50％。一种秸秆燃烧定位方法，包括：步骤一：簇—树状网络结构中的定位监测节点将自身的节点信息以洪泛的方式在ZigBee网络传播；步骤二：定位监测节点之间相互接收对方的节点信息，路由监测节点接收各定位监测节点的节点信息；定位监测节点和路由监测节点分别比较同一定位监测节点的传输的节点信息，保留同一定位监测节点最小的跳数值；步骤三：根据公式计算定位监测节点的平均每跳距离为第i个定位监测节基于均方误差计算得到的平均每跳距离；N为簇—树状网络结构中定位监测节点的数目，hj为第i个定位监测节点与第j个定位监测节点之间的最小跳数，dij为第i个定位监测节点与第j个定位监测节点的间距；步骤四：定位监测节点以洪泛的方式在自己的ID和平均每跳距离在Zigbee网络中传输；路由监测节点将所有定位监测节点的平均每跳距离进行加权求平均值获得路由监测节点的每跳距离，权重值根据路由监测节点和定位监测节点之间最小跳数的大小进行反序设置；步骤五：需要定位的路由监测节点根据三个定位监测节点的定位信息，以及所述的路由监测节点与三个定位监测节点的最小跳数、每跳距离，依托三边测量法获得位置信息。优选的，三边测量法包括：S1：定位监测节点根据最小跳数和路由监测节点的每跳距离，得到定位监测节点和所述的路由监测节点的距离；S2：三个定位监测节点分别以自身所在位置为圆心，以与所述的路由监测节点的距离为半径画圆，三个圆的交点即为所述的路由监测节点。从以上技术方案可以看出，本专利技术具有以下优点：本专利技术将移动监测和定点监测两种监测方式相结合，路由监测节点和定位监测节点进行定点监测；移动监测节点设置于无人机上，控制无人机在秸秆燃烧现场飞行，移动监测节点检测现场的秸秆燃烧信息，与秸秆燃烧数据库内的燃烧信息进行匹配，确认秸秆燃烧程度；多种监测方式相结合，检测结果准确，无需人工参与检测，节省人工成本，更加安全，实用性更高；定位监测节点设有GPS定位模块，路由监测节点的位置信息根据定位监测节点计算获得；计算方法依托均方误差准则，计算误差减小，定位精度提高；定位监测节点和路由监测节点均具有燃烧检测功能，路由监测节点的位置信息根据定位监测节点计算获得，不必设置GPS定位模块，降低了成本。附图说明为了更清楚地说明本专利技术的技术方案，下面将对描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术示意图。图2为移动监测节点结构示意图。图3为本专利技术定位监测节点装置示意图。图4为本专利技术路由监测节点装置示意图。图5为本专利技术实施例三结构示意图。其中，1、监控中心，2、无人机，3、移动监测节点，301、圆柱形外壳，302、第一远红外传感器，303、摄像头，304、颜色传感器，4、协调器，5、定位监测节点，501、第二处理器，502、第二远红外传感器，503、第二温度传感器，504、第二烟雾传感器，505、第二Zigbee无线通信模块，506、第二电源模块，507、GPS定位模块，6、路由监测节点，601、第一处理器，602、第一远红外传感器，603、第一温度传感器，604、第一烟雾传感器，605、第一Zigbee无线通信模块，606、第一电源模块。具体实施方式为使得本专利技术的专利技术目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将运用具体的实施例及附图，对本专利技术保护的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而非全部的实施例。基于本专利中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利保护的范围。实施例一：本实施例提供一种秸秆燃烧定位系统，如图1所示，包括：监控中心1，协调器4，用于监测区域内燃烧信息监测、具有定位、路由和数据转发功能的定位监测节点5，用于监测区域内燃烧信息监测、具有路由和数据转发功能的路由监测节点6，移动监测节点3，以及与移动监测节点3一一对应匹配的无人机2；监控中心1设有用于储存农作物秸秆燃烧程度数据、获取并处理移动监测节点3检测的秸秆燃烧信息的秸秆燃烧数据库；监控中心1通过协调器4与路由监测节点6和/或定位监测节点5通信连接，路由监测节点6与下一级路由监测节点6和/或下一级定位监测节点5通信连接，定位监测节点5与下一级路由监测节点6和/或下一级定位监测节点5通信连接，构成簇—树状网络结构；移动监测本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种秸秆燃烧定位系统，其特征在于，包括：监控中心(1)，协调器(4)，用于监测区域内燃烧信息监测、具有定位、路由和数据转发功能的定位监测节点(5)，用于监测区域内燃烧信息监测、具有路由和数据转发功能的路由监测节点(6)，移动监测节点(3)，以及与移动监测节点(3)一一对应匹配的无人机(2)；监控中心(1)设有用于储存农作物秸秆燃烧程度数据、获取并处理移动监测节点(3)检测的秸秆燃烧信息的秸秆燃烧数据库；监控中心(1)通过协调器(4)与路由监测节点(6)和/或定位监测节点(5)通信连接，路由监测节点(6)与下一级路由监测节点(6)和/或下一级定位监测节点(5)通信连接，定位监测节点(5)与下一级路由监测节点(6)和/或下一级定位监测节点(5)通信连接，构成簇—树状网络结构；移动监测节点(3)设置于无人机(2)上，并通过网络通信模块与监控中心(1)通信连接；移动监测节点(3)设有用于获取秸秆燃烧现场图像信息的摄像头(303)、用于根据摄像头(303)获取的秸秆燃烧现场图像信息进行秸秆燃烧程度初次确认的颜色传感器(304)、用于对秸秆燃烧现场的秸秆燃烧程度进行二次确认的第三远红外传感器(302)。...

【技术特征摘要】
1.一种秸秆燃烧定位系统，其特征在于，包括：监控中心(1)，协调器(4)，用于监测区域内燃烧信息监测、具有定位、路由和数据转发功能的定位监测节点(5)，用于监测区域内燃烧信息监测、具有路由和数据转发功能的路由监测节点(6)，移动监测节点(3)，以及与移动监测节点(3)一一对应匹配的无人机(2)；监控中心(1)设有用于储存农作物秸秆燃烧程度数据、获取并处理移动监测节点(3)检测的秸秆燃烧信息的秸秆燃烧数据库；监控中心(1)通过协调器(4)与路由监测节点(6)和/或定位监测节点(5)通信连接，路由监测节点(6)与下一级路由监测节点(6)和/或下一级定位监测节点(5)通信连接，定位监测节点(5)与下一级路由监测节点(6)和/或下一级定位监测节点(5)通信连接，构成簇—树状网络结构；移动监测节点(3)设置于无人机(2)上，并通过网络通信模块与监控中心(1)通信连接；移动监测节点(3)设有用于获取秸秆燃烧现场图像信息的摄像头(303)、用于根据摄像头(303)获取的秸秆燃烧现场图像信息进行秸秆燃烧程度初次确认的颜色传感器(304)、用于对秸秆燃烧现场的秸秆燃烧程度进行二次确认的第三远红外传感器(302)。2.根据权利要求1所述的秸秆燃烧定位系统，其特征在于，移动监测节点(3)还包括：圆柱形外壳(301)、微控制器；圆柱形外壳(301)一端圆心处设有摄像头(303)，环绕摄像头(303)均匀设有多个颜色传感器(304)、第一远红外传感器(602)；圆柱形课题内部设有微控制器；微控制器分别与颜色传感器(304)(、第一远红外传感器(602)、摄像头(303)连接，并通过网络通信模块与监控中心通信连接。3.根据权利要求2所述的秸秆燃烧定位系统，其特征在于，微控制器采用AT89C51型微控制器。4.根据权利要求2所述的秸秆燃烧定位系统，其特征在于，颜色传感器(304)、第三远红外传感器(302)交叉设置于圆柱形外壳(301)一端。5.根据权利要求1所述的秸秆燃烧定位系统，其特征在于，路由监测节点(6)包括：第一远红外传感器(602)、第一温度传感器(603)、第一烟雾传感器(604)、第一处理器(601)、第一Zigbee通信模块(605)以及用于为内部元器件供电的第一电源模块(606)；第一远红外传感器(602)、第一温度传感器(603)、第一烟雾传感器(604)...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜庆红，杨涛，刘岳，
申请(专利权)人：山东闪迪智能科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37