CN105867226B - 野外生物探测与预警系统 - Google Patents
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Abstract
野外生物探测与预警系统,包括多功能智能探测系统和移动通信终端;多功能智能探测系统由主控制器模块、从控制器模块、伺服电机驱动模块、探测模块、语音报警模块及WIFI无线传输模块构成,探测模块包括野外生物探测模块、环境参数检测模块和GPS定位模块;WIFI无线传输模块包括无线路由器和高清摄像头;环境参数检测模块包括PM2.5传感器、有害气体浓度传感器;主控制器模块分别与从控制器模块、语音报警模块、伺服电机驱动模块、无线路由器、野外生物探测模块相连;从控制器模块分别与GPS定位模块、环境参数检测模块相连;还设有电源模块,电源模块与多功能智能探测系统相连。本发明能提高监测数据的实时性、准确性和可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及一种野外生物探测与预警系统。
背景技术
我国是野外资源丰富的大国,但由于环境复杂、恶劣,经常会受到野猪、马蜂等野生动物以及瘴气等的威胁,给野外工作人员带来人身安全问题。但当前,我国对野外生物探测与预警系统的研究非常少且功能单一,市场上也还未见到有成套的野外生物探测与预警系统。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是,克服上述背景技术的不足,提供一种能有效提高监测数据实时性、准确性和可靠性的野外生物探测与预警系统。
本发明解决其技术问题采用的技术方案是,一种野外生物探测与预警系统,包括多功能智能探测系统和移动通信终端;所述多功能智能探测系统由主控制器模块、从控制器模块、伺服电机驱动模块、探测模块、语音报警模块及WIFI无线传输模块构成,所述探测模块包括野外生物探测模块、环境参数检测模块和GPS定位模块;所述WIFI无线传输模块包括无线路由器和高清摄像头;所述野外生物探测模块包括雷达模块、红外测体温模块、音频检测模块;所述环境参数检测模块包括PM2.5传感器、有害气体浓度传感器;所述GPS定位模块用于检测工作面上的位置;所述雷达模块用于检测移动的野外生物;所述红外测体温模块用于检测野外生物体温;所述音频检测模块用于检测野外生物翅膀扇动的频率;所述PM2.5传感器用于检测PM2.5浓度;所述有害气体浓度传感器用于检测有害气体浓度;多功能智能探测系统的各功能模块将数据实时传递至移动通信终端显示并驱动相应的语音报警模块;
所述主控制器模块分别与从控制器模块、语音报警模块、伺服电机驱动模块、无线路由器、野外生物探测模块相连;所述野外生物探测模块的雷达模块、红外测体温模块、音频检测模块分别与主控制器模块相连;所述从控制器模块分别与GPS定位模块、环境参数检测模块相连,所述环境参数检测模块的PM2.5传感器、有害气体浓度传感器分别与从控制器模块相连;所述高清摄像头通过USB接口与无线路由器相连;所述移动通信终端通过WIFI与多功能智能探测系统上的无线路由器通信;还设有电源模块,所述电源模块与多功能智能探测系统相连,为多功能智能探测系统的各功能模块提供工作电压。
进一步,所述WIFI无线传输模块还包括云台;所述高清摄像头安装在云台上,由云台带动高清摄像头实现水平方向旋转和垂直方向俯仰运动;所述云台由两路伺服电机驱动,两路伺服电机分别由控制云台水平方向左右旋转的水平伺服电机和控制云台垂直方向俯仰运动的垂直伺服电机构成。
进一步,所述无线路由器与高清摄像头通过USB通信,所述无线路由器与主控制器模块通过UART串口通信。
进一步,所述移动通信终端为Android手机平台。
进一步,所述移动通信终端上设计有UI操作界面,可实现对该探测系统的远程控制和视频、文本显示。
进一步,所述移动通信终端上的UI操作界面左侧设置有显示区,用以显示文本预警信息;右上角设置用于显示GPS定位信息、PM2.5及有害气体浓度的文本信息;右下角设置有视频信息采集控制区与复位区,用于两路控制伺服电机运行从而带动高清摄像头俯仰左右运行及复位;UI操作界面上端的正中间设置有红色闪烁警示器。
进一步,所述主控制器模块为主单片机,所述从控制器模块为从单片机,所述主单片机通过串口控制野外生物探测模块对生物信息进行采集、处理与运算,处理完毕的数据存储在主单片机内置的EEPROM内,以便后续进行分析,与此同时传送到移动通信终端显示,并根据是否探测到野外生物确立是否驱动语音报警模块发出预警;当探测系统需要拍摄清晰图像时,通过移动通信终端的UI操作界面的触摸键发出指令,即可调节主单片机或从单片机PWM的占空比,驱动云台上的伺服电机调整各方位角度,带动高清摄像头调至所需的角度或复位至正常状态;从单片机一端通过串口与主单片机通信,另一端通过串口与环境参数检测模块及GPS定位模块连接,检测环境参数、GPS定位信息、PM2.5及有害气体浓度,并通过串口送入主单片机处理。
与现有技术相比,本发明的优点如下:通过移动通信终端将WIFI技术应用在野外作业等特殊环境中,以监测作业面的实时图像、野生生物的有无与出没、何种野生生物、具体方位、环境参数等多项参数,有效提高监测数据的实时性、准确性和可靠性;为及时准确地掌握工作面的情况,预防和减少事故的发生提供技术支持。
附图说明
图1为本发明实施例的结构示意图。
图2是图1所示实施例的工作流程图。
图3是图1所示实施例中手机控制端创建连接流程图。
图4是图1所示实施例中机控制端面向Socket网络通信连接流程图。
图5是图1所示实施例中无线路由器数据传输流程图。
图6是图1所示实施例中GPS定位流程图。
图7是图1所示实施例中摄像头伺服电机运行的PWM控制流程图。
图8是图1所示实施例中串口通信流程图。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步详细描述。
参照图1,本实施例包括多功能智能探测系统2(简称下位机)和移动通信终端1(简称上位机);其中,多功能智能探测系统2由主控制器模块2-1、从控制器模块2-2、伺服电机(又称舵机)驱动模块2-5、探测模块、语音报警模块2-4及WIFI无线传输模块构成,探测模块包括野外生物探测模块2-8、环境参数检测模块2-9和GPS定位模块2-3;WIFI无线传输模块包括无线路由器2-7和高清摄像头2-6;野外生物探测模块2-8包括雷达模块(又称多普勒微波探测模块)2-8-1、红外测体温模块2-8-2、音频检测模块2-8-3;环境参数检测模块2-9包括PM2.5传感器2-9-1、有害气体浓度传感器2-9-2;GPS定位模块2-3用于检测工作面上的位置(包括经纬度、海拔高度及精度);雷达模块2-8-1用于检测移动的野外生物;红外测体温模块2-8-2用于检测野外生物体温;音频检测模块2-8-3用于检测马蜂翅膀扇动的频率;PM2.5传感器2-9-1用于检测PM2.5浓度;有害气体浓度传感器2-9-2用于检测有害气体浓度;多功能智能探测系统2的各功能模块并将数据实时传递至移动通信终端1显示并驱动相应的语音报警模块2-4。
主控制器模块2-1分别通过串口总线与从控制器模块2-2、语音报警模块2-4、伺服电机驱动模块2-5、无线路由器2-7、野外生物探测模块2-8相连;其中,野外生物探测模块2-8的雷达模块2-8-1、红外测体温模块2-8-2、音频检测模块2-8-3分别与主控制器模块2-1相连;从控制器模块2-2分别通过单向串口总线与GPS定位模块2-3、环境参数检测模块2-9相连,其中,环境参数检测模块2-9的PM2.5传感器2-9-1、有害气体浓度传感器2-9-2分别与从控制器模块2-2相连;高清摄像头2-6通过USB接口与无线路由器2-7相连;移动通信终端1通过WIFI与多功能智能探测系统2上的无线路由器2-7通信。
还设有电源模块3,电源模块3与多功能智能探测系统2相连,为多功能智能探测系统2的各功能模块提供工作电压。
WIFI无线传输模块还包括云台;高清摄像头2-6安装在云台上,由云台带动高清摄像头2-6实现水平方向旋转和垂直方向俯仰运动;云台由两路伺服电机(又称舵机)驱动,两路伺服电机分别由控制云台水平方向左右旋转的水平伺服电机和控制云台垂直方向俯仰运动的垂直伺服电机构成,无线路由器2-7与高清摄像头2-6通过USB通信,无线路由器2-7与主控制器模块2-1通过UART(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter,通用异步收发传输器)串口通信。
移动通信终端1为Android手机平台。
移动通信终端1上设计有UI操作界面,可实现对该探测系统的远程控制和视频、文本显示。移动通信终端1上的UI操作界面左侧设置有显示区,用以显示文本预警信息(如“请注意有某某生物靠近”);右上角设置用于显示GPS定位信息(包括经纬度、海拔高度及精度)、PM2.5及有害气体浓度的文本信息;右下角设置有视频信息采集控制区与复位区,用于两路控制伺服电机运行从而带动高清摄像头2-6俯仰左右运行及复位;UI操作界面上端的正中间设置有红色闪烁警示器。
通过UI操作界面的触摸键输入指令,移动通信终端1显示实时视频与文本信息,以实现野外生物探测与预警系统的人机对话。
伺服电机驱动模块2-5由伺服电机驱动电路及辅助电路构成。
电源模块3包括伺服电机工作电源及集成电路电源。
主控制器模块2-1为主单片机,从控制器模块2-2为从单片机,主单片机通过串口控制野外生物探测模块2-8对生物信息进行采集、处理与运算,处理完毕的数据存储在主单片机内置的EEPROM内,以便后续进行分析,与此同时传送到移动通信终端1显示,并根据是否探测到野外生物确立是否驱动语音报警模块2-4发出预警;另一方面,当探测系统需要拍摄清晰图像时,通过移动通信终端1的UI操作界面的触摸键发出指令,即可调节主单片机或从单片机PWM的占空比,驱动云台上的伺服电机调整各方位角度,带动高清摄像头2-6调至所需的角度或复位至正常状态。
从单片机一端通过串口与主单片机通信,另一端通过串口与环境参数检测模块2-9及GPS定位模块2-3连接,检测环境参数、GPS定位信息(包括经纬度、海拔高度及精度)、PM2.5及有害气体浓度,并通过串口送入主单片机处理。
在本实施例中,探测模块检测的各参数通过Socket网络通信接口以图像和文本形式传输给手机控制端显示与处理;另一方面将手机控制端上通过自带WIFI发回的操作信息,通过UART串口(如RS-232/RS-485)转发给主单片机,主单片机作为预警系统的下位机,根据指令控制探测与预警系统上各功能模块工作。
在本实施例中,无线路由器2-7采用TL-WR703N型迷你系列,其最高传输速率为150Mbps。
在本实施例中,高清摄像头2-6采用索尼迷你高清摄像头CES2009。
在本实施例中,主控制器模块2-1的主单片机采用STC12C5608AD芯片;从控制器模块2-2的从单片机采用EXP-89S51芯片。
在本实施例中,由于主控制器模块2-1和从控制器模块2-2所驱动的负载较多,为减少各负载工作时的相互干扰、提高系统的稳定性,本发明采用独立供电方式。220V AC外电源经过变压器、桥式整流后路,输出24V AC电压并被分成五路:其中:一路经过LM2576-3.3稳压、滤波后输出3.3V;一路经过LM2576-5.0稳压、滤波后输出5V;一路经过LM2576-ADJ,调节10K电位器,经稳压、滤波后输出6V;一路经过LM2576-ADJ,调节10K电位器,经稳压、滤波后输出9V;一路经过LM2576-ADJ,调节10K电位器,经稳压、滤波后输出12V;分别给各功能模块供电。
在本实施例中,主控制器模块2-1的主单片机的I/O接口中:P1^2接以HB100微波探测模块为核心的雷达模块2-8-1、P1^1接HC-SR501热释电红外模块作为红外测体温模块2-8-2、P1^3接以LM567鉴频芯片作为音频检测模块2-8-3、P1^4接以ISD1820为核心的语音报警模块2-4。为实现高速、低功耗、强抗干扰,主控制器模块2-1采用带内置EEPROM和A/D转换器,指令代码完全兼容传统8051的STC12C5608AD系列单片机。主单片机一方面通过串口控制野外生物探测模块对生物信息进行采集、处理与运算,并对从单片机所输送来的各种信息数据进行处理与运算,所有处理完毕的数据存储在主单片机内置的EEPROM内,以便后续进行分析,与此同时传送到移动智能终端显示,并根据探测到野外生物种类确立驱动语音报警模块2-4发出相对物种的预警语音;另一方面,当探测系统需要拍摄清晰图像时,通过移动智能终端操作控制区UI操作界面的触摸键发出“上、下、左、右”运行控制信号,主单片机接收手到这些指令,即可调节PWM的占空比,驱动云台上的伺服电机调整各方位角度,从而带动高清摄像头2-6调至所需的角度或复位至正常状态。
作为从从控制器模块2-2的从单片机的I/O接口中:P1^1与MQ-6有害气体浓度传感器2-9-2连接、P1^0与PM2.5传感器2-9-1连接、P3^0和P3^1与ATK-NEO-6M-V2.3型的GPS定位模块2-3相接,用来采集环境参数、GPS定位信息(包括经纬度、海拔高度及精度)、PM2.5及有害气体浓度,并通过串口送入主控制器模块2-1处理。
主单片机和从单片机采用SPI通信协议进行数据交换,通信需要4根信号线,分别是SDO(主设备数据输入,从设备数据输出)、SDI(主设备数据输出,从设备数据输入)、SCLK(时钟信号,由主设备产生)、CS(从设备使能信号,由主设备控制),而单向传输数据时仅需要3根信号线。由SCLK提供时钟脉冲,SDI、SDO则基于此脉冲完成数据传输。数据输出通过SDO线,在时钟上升沿或下降沿时改变,在紧接着的下降沿或上升沿被读取,主单片机完成一位数据传输,从单片机的数据读取也一样。这样,在至少8次时钟信号的改变(上沿和下沿为一次),就可以完成8位数据的传输。
参照图2,本发明野外生物探测与预警系统的工作流程如下:
S1:系统开启;
S2:各模块初始化;
S3:探测模块采样并进行处理和储存;
S4:各类数据发送给无线路由器2-7;
S5:将Android手机平台的控制端启动,与无线路由器2-7建立通信;
S6:无线路由器2-7把视屏级文本参数上传至Android手机平台并显示;
S7:判断Android手机平台控制端有无操作控制,若有,进入步骤S8;如无,返回步骤S3;
S8:高清摄像头2-6上下、左右摆动;
S9:判断高清摄像头2-6是否检测到野外生物;如果是,进入步骤S10;如果否,返回步骤S3;
S10:启动语音报警模块2-4;
S11:判断预警时间是否到10s,如果是,进入步骤S12,;如果否,返回步骤S10;
S12:关闭预警。
在本实施例中,设定该探测与预警系统处于某个野外环境,其当前环境参数如下:地理位置是:经度为112.5417628.E、纬度为28.2170921.N、海拔高度为113.0 m,有一头野猪和多只马蜂,有害气体浓度范围为0-10000ppm间(如:9.2ppm),PM2.5浓度为19.270 ug/m3;预警系统一方面通过探测模块采集温地理位置信息、移动野猪的体温(如:38-39.5℃)、马蜂翅膀扇动的频率(如:约250Hz/s)、有害气体浓度和PM2.5的浓度,此时采集到的各参数量即为误差允许范围内的实际值,所采集信号或数据经主单片机和从单片机处理和运算后,实时传送到手机控制终端显示在UI界面的右上角,并储存到主单片机内置的EEPROM;与此同时,UI界面的左侧会显示“请注意有野猪和马蜂靠近!!!”,主控制器模块2-1驱动语音报警模块2-4不间断地交叉地发出已录制在语音报警模块2-4中猪叫声和嗡嗡的蜂叫声各10s,同时,UI界面的上端中间的红色报警器也不断地闪烁,以示系统检测到野猪和马蜂类;另一方面,高清摄像头2-6在手机控制端的控制下对探测预警系统所处环境的四周进行图像采集(如:有无野猪和马蜂出现)等,并将所拍摄的视频信号通过USB口传输给无线路由器2-7,无线路由器2-7通过WIFI实时传输回Android手机平台控制端,有利实时直观地掌握探测预警系统所处环境的各类所需信息。
本实施例设置如下技术参数:
1)伺服电机驱动电压为6V;在Android手机平台的控制下高清摄像头2-6上下左右旋转90度拍摄图像信息,传输画面流畅,画质清晰。
2)无线路由器2-7设备供电电压为5V,使用USB与UART串口通讯,串口通讯的波特率为9600bps。
3)有害气体浓度传感器2-9-2的浓度检测范围为0-1000PPM,检测参数精准。
4)PM2.5传感器2-9-1的敏灵度的为0.1ug/m3,与粉尘环境下测试对比效果明显。
5)红外测体温模块2-8-2能探测距离为2米开外野猪的体温(38-39.5℃)。
6)雷达模块2-8-1能及时发现距离自己20m开外的移动速度为1m/s的野猪,Android手机平台显示物种提示。
7)音频检测模块2-8-3检测距离为5米,频宽200Hz-440Hz,能敏灵地在Android手机平台显示物种提示。
8)GPS定位模块2-3精准,室外为精度为0.2m。
9)雷达模块2-8-1采用CW供电模式,供电电压必须稳定在4.75V~5.25V,两级放大的增益约为82db。
参照图3,本实施例采用Android2.3.3以上版本的操作系统,通过Eclipse插件ADT创建一个手机控制端,通过手机控制端与无线路由器通信,接收并显示视频和文本信息,同时发送各种控制信息,其控制指令可设定,通过触动手机控制端自由操控探测与预警系统。
手机控制端的UI操作界面用于显示视频信息和接受到的数据信息,通过一个虚拟按键区实现对检测与预警系统的操作,在手机控制端中,将RawInputEvent(原输入事件)转换成KeyEvent (按键事件)以实现虚拟按键操作;右下方四个按键用于操作两个摄像头伺服电机的0-90度旋转以及中间一个摄像头的回正键,界面左侧显示出现的物种信息,右上角显示有害气体浓度、PM2.5数值以及GPS定位信息与定位精度,界面上端的正中间设置有红色闪烁警示器。
参照图4,手机控制端通信采用Socket的网络,Socket通信是采用客户机/服务器(Client/Server)的工作模式,利用Socket网络通信接口来实现手机控制端和无线路由器2-7的通信。本发明采用的是面向连接的方式。Android中提供了Socket和Server Socket2个类,实现了所有的Socket客户端和服务器双向连接。
参照图5,本实例通过获取OpenWrt官方源代码,并加入ser2net配置文件、mjpg-streamer和UVC摄像头驱动,以便挂载摄像头,进行视频传输及通过串口与主单片机进行通信。通过这种方式,方便的建立了探测与预警系统高速、稳定、便捷的无线信息传输媒介。
参照图6,GPS数据的处理包含两个部分,一是对GPRMC数据的解析;二是对GPGGA数据的解析。在对GPRMC数据的解析时需定义一个字符型变量ch,并判断所接收到数据的第五个字符,若第五个字符是C,再判断定位状态status是否为A,若是则从单片机就将接收到的经度、纬度、日期和时间等数据通过软件程序控制转换成字符型数据。在对GPGGA数据的解析时,也需定义一个字符型变量ch,判断所接收到数据的第四个字符,如果第四个字符是G,且定位状态标志位status不等于“,”,那么从单片机就将GPS发送来的海拔高度和水平面高度等数据通过软件程序转换成字符型数据。
参照图7,探测车搭载二路伺服电机使高清摄像头2-5俯仰、左右转动来拍摄周围的环境。伺服电机转动的角度由PWM信号控制,若设计伺服电机输入的PWM周期为20ms,转动的角度最大为左右90度,当PWM输出脉冲宽度1.5ms,即占空比为2.5%时,伺服电机右转90度;当PWM输出1.5ms,即占空比7.5%时,伺服电机回归正中;当PWM输出2.5ms,即占空比12.5%时,舵机左转90度。
本实例采用STC12C5608AD单片机内部的PWM模块实现对伺服电机转角的控制。STC12C5608AD的PCA有4路可编程计数器阵列模块:模块0连接到P3^7、模块1连接到P3^5、模块2连接到P2^0、模块3连接到P2^4。通过操作有关的特殊功能寄存器可以方便的输出PWM信号,特殊功能寄存器包括工作模式寄存器CMOD、控制寄存器CCON、PWM寄存器CCAPnL/CCAPnH/CCAPMn等。采用定时器T0的溢出作为PCA的输入脉冲,根据系统11.0592MHz的晶振频率,计算出定时器T0的TH0=FFH,TL0=B8H。由此只需要向寄存器CCAPnL和CCAPnH中写入设定值即可实现调节伺服电机转动角度的目的。
参照图8,本实例通过主单片机串口与无线路由器2-7建立通信,采用串行通讯方式1,波特率=(2SMOD/32)*(T1溢出率),其中SMOD由电源管理寄存器PCON设定,如果设置为1,则波特率加倍。本实例的晶振频率为11.0592MHZ,波特率为9600bps,计算得定时器T1的TH1=FDH,TL1=FDH。主单片机与无线路由器2-7设备通信的通信协议如表一所示。
每进行一次操作传输一个40位的数据包,包括起始码、功能控制位、操作方式位、伺服电机角度位以及结束码。其中起始码“EE”为数据包的开始,功能控制位对应是伺服电机,操作方式位为执行控制的方式,伺服电机角度位为操作高清摄像头2-6转动的角度,结束码“FF”为数据包的结束标志。
本实施例野外生物探测与预警系统通过嵌入式Android手机平台远程控制生物探测与预警系统,该系统利用高清摄像头2-6来采集作业面视频信息,并通过无线WIFI将视频实时回传手机,以观察作业面是否存在威胁;利用雷达模块2-8-1探测野外生物(如野猪)的出现;采用红外测体温模块2-8-2探测野外生物(如野猪)的体温,以进一步确认野外生物(如野猪)的出没;利用音频检测模块2-8-3野外生物(如马蜂)翅膀扇动的频率。当探测系统探测到上述野生动物时,将信息发送给Android手机平台控制端,控制端显示物种的种类和“请注意有某某生物靠近!!!”的文本预警信息,同时,红色闪烁警示器闪烁预警,并向主控制器模块2-1发出预警驱动,语音报警模块2-4则根据物种的种类发出猪叫声或“嗡嗡”的蜂鸣声。另外,该系统还能对野外作业环境中的有害气体浓度、PM2.5参数进行测量和显示,且配备了GPS定位模块2-3,以便实时地提供系统所在地的准确位置信息。
本领域的技术人员可以对本发明进行各种修改和变型,倘若这些修改和变型在本发明权利要求及其等同技术的范围之内,则这些修改和变型也在本发明的保护范围之内。
说明书中未详细描述的内容为本领域技术人员公知的现有技术。
Claims (7)
1.一种野外生物探测与预警系统,其特征在于:包括多功能智能探测系统(2)和移动通信终端(1);所述多功能智能探测系统(2)由主控制器模块(2-1)、从控制器模块(2-2)、伺服电机驱动模块(2-5)、探测模块、语音报警模块(2-4)及WIFI无线传输模块构成,所述探测模块包括野外生物探测模块(2-8)、环境参数检测模块(2-9)和GPS定位模块(2-3);所述WIFI无线传输模块包括无线路由器(2-7)和高清摄像头(2-6);所述野外生物探测模块(2-8)包括雷达模块(2-8-1)、红外测体温模块(2-8-2)、音频检测模块(2-8-3);所述环境参数检测模块(2-9)包括PM2.5传感器(2-9-1)、有害气体浓度传感器(2-9-2);所述GPS定位模块(2-3)用于检测工作面上的位置;所述雷达模块(2-8-1)用于检测移动的野外生物;所述红外测体温模块(2-8-2)用于检测野外生物体温;所述音频检测模块(2-8-3)用于检测野外生物翅膀扇动的频率;所述PM2.5传感器(2-9-1)用于检测PM2.5浓度;所述有害气体浓度传感器(2-9-2)用于检测有害气体浓度;多功能智能探测系统(2)的各功能模块将数据实时传递至移动通信终端(1)显示并驱动相应的语音报警模块(2-4);
所述主控制器模块(2-1)分别与从控制器模块(2-2)、语音报警模块(2-4)、伺服电机驱动模块(2-5)、无线路由器(2-7)、野外生物探测模块(2-8)相连;所述野外生物探测模块(2-8)的雷达模块(2-8-1)、红外测体温模块(2-8-2)、音频检测模块(2-8-3)分别与主控制器模块(2-1)相连;所述从控制器模块(2-2)分别与GPS定位模块(2-3)、环境参数检测模块(2-9)相连,所述环境参数检测模块(2-9)的PM2.5传感器(2-9-1)、有害气体浓度传感器(2-9-2)分别与从控制器模块(2-2)相连;所述高清摄像头(2-6)通过USB接口与无线路由器(2-7)相连;所述移动通信终端(1)通过WIFI与多功能智能探测系统(2)上的无线路由器(2-7)通信;还设有电源模块(3),所述电源模块(3)与多功能智能探测系统(2)相连,为多功能智能探测系统(2)的各功能模块提供工作电压。
2.如权利要求1所述的野外生物探测与预警系统,其特征在于:所述WIFI无线传输模块还包括云台;所述高清摄像头(2-6)安装在云台上,由云台带动高清摄像头(2-6)实现水平方向旋转和垂直方向俯仰运动;所述云台由两路伺服电机驱动,两路伺服电机分别由控制云台水平方向左右旋转的水平伺服电机和控制云台垂直方向俯仰运动的垂直伺服电机构成。
3.如权利要求1或2所述的野外生物探测与预警系统,其特征在于:所述无线路由器(2-7)与高清摄像头(2-6)通过USB通信,所述无线路由器(2-7)与主控制器模块(2-1)通过UART串口通信。
4.如权利要求1或2所述的野外生物探测与预警系统,其特征在于:所述移动通信终端(1)为Android手机平台。
5.如权利要求1或2所述的野外生物探测与预警系统,其特征在于:所述移动通信终端(1)上设计有UI操作界面,可实现对该探测系统的远程控制和视频、文本显示。
6.如权利要求5所述的野外生物探测与预警系统,其特征在于:所述移动通信终端(1)上的UI操作界面左侧设置有显示区,用以显示文本预警信息;右上角设置用于显示GPS定位信息、PM2.5及有害气体浓度的文本信息;右下角设置有视频信息采集控制区与复位区,用于两路控制伺服电机运行从而带动高清摄像头(2-6)俯仰左右运行及复位;UI操作界面上端的正中间设置有红色闪烁警示器。
7.如权利要求6所述的野外生物探测与预警系统,其特征在于:所述主控制器模块(2-1)为主单片机,所述从控制器模块(2-2)为从单片机,所述主单片机通过串口控制野外生物探测模块(2-8)对生物信息进行采集、处理与运算,处理完毕的数据存储在主单片机内置的EEPROM内,以便后续进行分析,与此同时传送到移动通信终端(1)显示,并根据是否探测到野外生物确立是否驱动语音报警模块(2-4)发出预警;另一方面,当探测系统需要拍摄清晰图像时,通过移动通信终端(1)的UI操作界面的触摸键发出指令,即可调节主单片机或从单片机PWM的占空比,驱动云台上的伺服电机调整各方位角度,带动高清摄像头(2-6)调至所需的角度或复位至正常状态;从单片机一端通过串口与主单片机通信,另一端通过串口与环境参数检测模块(2-9)及GPS定位模块(2-3)连接,检测环境参数、GPS定位信息、PM2.5及有害气体浓度,并通过串口送入主单片机处理。
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