CN104333570A - 珍稀野生植物智能定位管理系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种珍稀野生植物智能定位管理系统，包括姿态位置感知节点等，姿态位置感知节点、气象感知节点、电脑终端、手机终端都与中央处理服务器连接，姿态位置感知节点包括姿态感知模块、位置感知模块、搭载感知模块、处理器、区域网络传输模块、运营商网络传输模块、卫星网络传输模块、供电模块、供电选通开关，姿态感知模块、位置感知模块、搭载感知模块都与处理器连接，姿态感知模块、位置感知模块、搭载感知模块、处理器、区域网络传输模块、运营商网络传输模块、卫星网络传输模块都与供电模块之间通过供电选通开关连接。本发明实现在三维或者平面地图上，对某一林区进行直观、清晰、便捷地珍稀植物分布监控和一体化实时管理。

Description

珍稀野生植物智能定位管理系统

技术领域

本发明涉及一种管理系统，具体地，涉及一种珍稀野生植物智能定位管理系统。

背景技术

在自然界长期不间断的演变过程中，野生动植物经过了数十亿年的寒热风霜，艰难地和人类一起生存发展到今天，它们是自然界演变过程的教科书，它们以一种生物链的方式营造成人类的生存环境，它们为人类提供食物、御寒、知识、经济、利益，使人类认识到了这些物种的特性和价值。在生产力高速发展的今天，人类对动植物的猎杀、砍伐已经造成了不计其数的物种灭绝。沙漠化、温室效应、大气雾霾，无一不和自然环境的迅速退化联系在一起，在治理整顿对环境造成危害的原因的同时，切实保护好业已脆弱的生态环境和人类自身的发展联系在一起。当一个物种灭绝以后，作为生物链的一个环节就成为一个永远无法弥补的漏洞。所以经常听到因为一些植物物种的灭绝，导致了一些动物的灭绝，而一些动物的灭绝，又反过来造成植物的灭绝，当然也因此产生了一些新的物种，也导致了一些物种变异，人类的发展历程不断地伴演一幕幕这样的场景。

为了有效制止对野生植物，特别是珍稀野生植物的砍伐，保护现存物种，维护目前的自然环境，必须对野生植物进行有效地的保护。在保护过程中，林业部门在对资料的调查、建档、巡护方面已经作出非常巨大的努力，但是现在缺少一种直接的技术监察防范措施。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种珍稀野生植物智能定位管理系统，其实现在三维或者平面地图上，对某一林区进行直观、清晰、便捷地珍稀植物分布监控和一体化实时管理。

根据本发明的一个方面，提供一种珍稀野生植物智能定位管理系统，其特征在于，包括姿态位置感知节点、气象感知节点、中央处理服务器、电脑终端、手机终端，姿态位置感知节点、气象感知节点、电脑终端、手机终端都与中央处理服务器连接，姿态位置感知节点包括姿态感知模块、位置感知模块、搭载感知模块、处理器、区域网络传输模块、运营商网络传输模块、卫星网络传输模块、供电模块、供电选通开关，姿态感知模块、位置感知模块、搭载感知模块都与处理器连接，姿态感知模块、位置感知模块、搭载感知模块、处理器、区域网络传输模块、运营商网络传输模块、卫星网络传输模块都与供电模块之间通过供电选通开关连接，区域网络传输模块、运营商网络传输模块、卫星网络传输模块都与处理器连接，气象感知节点包括相互连接的风力感知模块、风向感知模块、气温感知模块、湿度感知模块，中央处理服务器包括依次连接的结果输出引擎、数据分析引擎、知识学习引擎、知识数据库。

优选地，所述区域网络传输模块105包括相互连接的ZigBee传输模块和ZigBee天线。

优选地，所述运营商网络传输模块包括相互连接的2/3/4G通讯模块和2/3/4G天线。

优选地，所述卫星网络传输模块包括相互连接的北斗数据通讯模块和北斗通讯天线。

优选地，所述处理器包括依次连接的感知唤醒模块、姿态感知触发模块、位置感知激活模块、搭载感知激活模块、网络信号质量检测模块、网络数据选择模块、网络设置模块。

优选地，所述搭载感知模块包括相互连接的温湿度传感器和微型视频传感器。

优选地，所述供电模块包括依次连接的太阳能发电模块、振动发电模块、供电控制模块、蓄电池。

优选地，所述姿态感知模块包括相互连接的倾角传感器和加速度传感器。

优选地，所述位置感知模块包括相互连接的北斗定位模块、GPS定位模块、北斗GPS接收天线。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：珍稀植物分布监控是在地图上明确地表明每一棵野生珍稀植物的地理位置和这棵野生植物的有关的各种资料信息。一体化实时管理则是对野生珍稀植物的动态和位置进行智能化监控，直观地告诉使用者在地图上哪一棵野生植物正在发生异常活动、位置变化以及位置移动轨迹。通过长期不间断地数据收集，可以从现实数据中更加进一步了解、学习和掌握那些野生珍稀植物的生存条件和生长因素，为后期野生珍稀植物的保护和人工种植提供可靠数据以及技术支撑。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明珍稀野生植物智能定位管理系统的原理框图。

图2为本发明中区域网络传输模块的原理框图。

图3为本发明中运营商网络传输模块的原理框图。

图4为本发明中卫星网络传输模块的原理框图。

图5为本发明中处理器的原理框图。

图6为本发明中搭载感知模块的原理框图。

图7为本发明中供电模块的原理框图。

图8为本发明中姿态感知模块的原理框图。

图9为本发明中位置感知模块的原理框图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。

如图1所示，本发明珍稀野生植物智能定位管理系统包括姿态位置感知节点100、气象感知节点200、中央处理服务器300、电脑终端401、手机终端402，姿态位置感知节点100、气象感知节点200、电脑终端401、手机终端402都与中央处理服务器300连接，姿态位置感知节点100包括姿态感知模块101、位置感知模块102、搭载感知模块103、处理器104、区域网络传输模块105、运营商网络传输模块106、卫星网络传输模块107、供电模块108、供电选通开关109，姿态感知模块101、位置感知模块102、搭载感知模块103都与处理器104连接，姿态感知模块101、位置感知模块102、搭载感知模块103、处理器104、区域网络传输模块105、运营商网络传输模块106、卫星网络传输模块107都与供电模块108之间通过供电选通开关109连接，区域网络传输模块105、运营商网络传输模块106、卫星网络传输模块107都与处理器104连接，气象感知节点200包括相互连接的风力感知模块201、风向感知模块202、气温感知模块203、湿度感知模块204，中央处理服务器300包括依次连接的结果输出引擎301、数据分析引擎302、知识学习引擎303、知识数据库304。

如图2所示，区域网络传输模块105包括相互连接的ZigBee传输模块1051和ZigBee天线1052，ZigBee传输模块用于通过ZigBee协议在ZigBee网络覆盖的范围内传输感知数据。

如图3所示，运营商网络传输模块106包括相互连接的2/3/4G通讯模块1061和2/3/4G天线1062，2/3/4G通讯模块通过运营商网络在其信号覆盖范围内传输感知数据。

如图4所示，卫星网络传输模块107包括相互连接的北斗数据通讯模块1071和北斗通讯天线1072，北斗数据通讯模块采用北斗数据网络在其信号覆盖范围内传输感知数据。

如图5所示，处理器104包括依次连接的感知唤醒模块1041、姿态感知触发模块1042、位置感知激活模块1043、搭载感知激活模块1044、网络信号质量检测模块1045、网络数据选择模块1046、网络设置模块1047，感知唤醒模块1041用于唤醒感知模块，姿态感知触发模块1042用于响应姿态感知的触发信号，位置感知激活模块1043用于激活位置感知功能，搭载感知激活模块1044用于激活搭载感知功能，网络信号质量检测模块1045用于检测网络信号的质量，网络数据传输选择模块1046用于选择信号质量更好的网络传输模块，网络设置模块1047用于对各网络传输模块进行设置。

如图6所示，搭载感知模块103包括相互连接的温湿度传感器1031和微型视频传感器1032。

如图7所示，供电模块108包括依次连接的太阳能发电模块1081、振动发电模块1082、供电控制模块1083、蓄电池1084。

如图8所示，姿态感知模块101包括相互连接的倾角传感器1011和加速度传感器1012。

如图9所示，位置感知模块102包括相互连接的北斗定位模块1021、GPS定位模块1022、北斗GPS接收天线1023。

本发明珍稀野生植物智能定位管理系统的工作原理如下：姿态位置感知节点是以一种集成传感器形式表现出来的一个产品，姿态感知模块感知本节点当前的六个空间自由度上的参数变化和在这自由度上的加速度参数变化，位置感知模块用于感知本节点当前在地球坐标系统中的具体位置参数。搭载感知模试制在本节点根据需要而配置的专业感知模块，例如微信摄像传感器、微型温湿度传感器等。姿态感知模块的参数、位置感知模块的参数经处理器模块加工计算后，同区域网络传输模块、运营商网络传输模块和卫星网络传输模块中之一的模块周期性地传送到数据中心的中央处理服务器。区域网络传输模块用于提供区域网络传送的功能，运营商网络传输模块用于提供运营商网络传送的功能，卫星网络传输模块用于提供卫星网络传输的功能，供电模块给各个元件提供电源。

气象感知节点是一种集成的多参数传感器，通过气温感知模块感知现场的大气温度，通过湿度感知模块感知现场的大气湿度，通过风力感知模块感知现场的风力，通过风向感知模块感知现场的风向，这些参数周期性地传送到数据中心的中央处理服务器。

中央处理服务器对收到的姿态数据、位置数据和其它感知数据，会同现场气温、湿度、风力、风向一起进行计算处理。

知识学习引擎的作用是在巨量的姿态位置参数和巨量的气象数据之间找到相互之间的必然联系，并将其存入知识数据库。数据分析引擎对接收到的每一个姿态位置感知节点的每一条姿态位置数据和气象数据按照知识数据库中所有已知的数据关系和逻辑进行比对和计算，判断接收到的每一个姿态位置感知节点现时传送上来的数据正常与否，如果该数据正常，则结束；否则将通知结果输出引擎向电脑终端和手机终端进行报警；如果发出报警的数据被确认为误判误报，则知识学习引擎将其收入到知识数据库。因为知识数据库将收纳一个地区成千上万姿态位置感知节点的数据，多个相邻的姿态位置感知节点的数据，和气象感知节点的数据之间将形成一定量的确定关系和逻辑，这些确定关系和逻辑将成为数据分析引擎判断异常的依据。

感知模块包括姿态感知模块、位置感知模块和搭载感知模块，这些模块平时并不是不停地在工作，通过配置，可以选用感知唤醒模块的功能来周期性地唤醒相关感知模块；也可以选用姿态感知触发模块的工作模式。在姿态感知触发模块的工作模式下，位置感知模块和搭载感知模块是不工作的，姿态感知模块中倾角传感器和加速度传感器处于工作状态，它将感知在六自由度空间中本节点的姿态发生了变化，那怕极微渺的变化，当姿态感知数据触发处理器计算后，确认姿态变化后，处理器将激活位置感知模块，位置感知模块有北斗定位模块、GPS定位模块和北斗GPS接收天线组成，实际使用中可以根据需要采用一种全球定位系统，也可以采用欧洲的伽利略和俄罗斯的格洛纳斯系统。处理器接收到位置感知模块的数据后进行计算后，通过网络数据选择模块所开通的网络数据模块将数据发送到中央处理服务器。搭载感知模块是根据客户需要，利用处理器模块已有的物理接口和处理能力来增加姿态位置感知节点的感知能力，可以搭载例如温湿度传感器和微型视频传感器。

网络传输模块是本发明的关键部分之一，它由三种网络传输方式可选择，区域网络传输模块包括ZigBee传输模块和ZigBee天线，运营商网络传输模块包括针对运营商网络的特殊芯片构成的2/3/4G通讯模块和2/3/4G天线，卫星网络传输模块包括北斗数据通讯模块和北斗通讯天线。这些网络传输方式可以根据客户的实际需要进行选择性的使用，当选择二个以上的传输模块是，处理器将通过网络信号质量来选择确定网络传输模块，网络信息质量通过处理器的网络信号质量检测模块来获得。在实际使用中，每一种网络传输方式的传输距离、带宽和信号覆盖在一个特定的区域都是不一样的。因此多种传输方式的组合将相互弥补不足。

处理器是本发明中的核心，它承担着本节点的所有数学计算和逻辑判断工作，如果需要暂存计算数据的，可以在处理器模块中增加存储芯片以满足暂存数据的要求。

供电模块108包括依次连接的太阳能发电模块1081、振动发电模块1082、供电控制模块1083、蓄电池1084。大多数情况下，本节点采用蓄电池供电，通过优化电路设计和控制软件，一颗锂电池可以维持本节点工作一年或以上。如果本节点所搭载的感知电路较多或者这些电路开启工作的时间交频繁或者工作时间较长，可以考虑采用振动发电模块和太阳能发电模块为蓄电池充电。供电选通开关109是在处理器的控制下对每一个感知模块和网络传输模块进行电力供应控制，切断对不工作的模块的供电将有利于降低蓄电池电量的损耗。

物联网技术的诞生为珍稀野生植物的保护提供了切实可行的技术手段，它是互联网应用的延伸，它使得自然界中各种变化和人类活动紧密地联系到一起，通过物联网末端的传感器，使用者可以足不出户快速有效地了解到千里之外的微小变化，使用者可以仅仅通过电脑终端，甚至手机终端就可以看见并且干预那些变化趋势，使用者也可以调整和维护那些设备和传感器。同时物联网不是现有计算机技术的简单叠加，它有相关的技术标准、网络通讯协议、应用逻辑和使用方法。物联网联接了现场传感器和使用者所操作的电脑终端和手机终端，使用者可以方便的掌握原始森林中珍稀植物的即时信息，例如现在是否起风了，什么风向，现在树枝晃动的力度，树木是否刮倒，有没有移位等等。

本发明珍稀野生植物智能定位管理系统有以下作用：第一，监测树木晃动情况，通过监测树木晃动情况来甄别珍稀植物是否正在被砍伐或者正在遭受自然灾害；第二，监测树木移动情况，通过监测树木移动情况来跟踪珍稀植物被盗运的轨迹，利于快速定位和追踪；第三，监测现场的气象情况，通过监测现场的气象情况来了解、学习珍稀植物的生存环境，和在特定气象条件下的表现，为模拟环境人工种植提供科学依据，同时通过自我学习技术，有效地降低和避免系统误报；第四，监视进入林区的道路，发现和记录人类和动物活动，有效地震慑不法人员的违法心理，最大程度上阻止犯罪，同时也可以有效地监视野生动物的活动，为珍稀野生动物的保护提供实际资料；第五，通过以上的多种监测和监控，有效地掌握珍稀植物的成长规律，为长期可持续的保护和扩大珍稀野生植物的种群，提供现实数据和理论依据。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims (9)

1.一种珍稀野生植物智能定位管理系统，其特征在于，包括姿态位置感知节点、气象感知节点、中央处理服务器、电脑终端、手机终端，姿态位置感知节点、气象感知节点、电脑终端、手机终端都与中央处理服务器连接，姿态位置感知节点包括姿态感知模块、位置感知模块、搭载感知模块、处理器、区域网络传输模块、运营商网络传输模块、卫星网络传输模块、供电模块、供电选通开关，姿态感知模块、位置感知模块、搭载感知模块都与处理器连接，姿态感知模块、位置感知模块、搭载感知模块、处理器、区域网络传输模块、运营商网络传输模块、卫星网络传输模块都与供电模块之间通过供电选通开关连接，区域网络传输模块、运营商网络传输模块、卫星网络传输模块都与处理器连接，气象感知节点包括相互连接的风力感知模块、风向感知模块、气温感知模块、湿度感知模块，中央处理服务器包括依次连接的结果输出引擎、数据分析引擎、知识学习引擎、知识数据库。

2.根据权利要求1所述的珍稀野生植物智能定位管理系统，其特征在于，所述区域网络传输模块包括相互连接的ZigBee传输模块和ZigBee天线。

3.根据权利要求1所述的珍稀野生植物智能定位管理系统，其特征在于，所述运营商网络传输模块包括相互连接的2/3/4G通讯模块和2/3/4G天线。

4.根据权利要求1所述的珍稀野生植物智能定位管理系统，其特征在于，所述卫星网络传输模块包括相互连接的北斗数据通讯模块和北斗通讯天线。

5.根据权利要求1所述的珍稀野生植物智能定位管理系统，其特征在于，所述处理器包括依次连接的感知唤醒模块、姿态感知触发模块、位置感知激活模块、搭载感知激活模块、网络信号质量检测模块、网络数据选择模块、网络设置模块。

6.根据权利要求1所述的珍稀野生植物智能定位管理系统，其特征在于，所述搭载感知模块包括相互连接的温湿度传感器和微型视频传感器。

7.根据权利要求1所述的珍稀野生植物智能定位管理系统，其特征在于，所述供电模块包括依次连接的太阳能发电模块、振动发电模块、供电控制模块、蓄电池。

8.根据权利要求1所述的珍稀野生植物智能定位管理系统，其特征在于，所述姿态感知模块包括相互连接的倾角传感器和加速度传感器。

9.根据权利要求1所述的珍稀野生植物智能定位管理系统，其特征在于，所述位置感知模块包括相互连接的北斗定位模块、GPS定位模块、北斗GPS接收天线。