CN107067054B - 基于物联网的林业有害生物防治监测信息系统及实现方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于物联网的林业有害生物防治监测信息系统及实现方法，其特点是：包括RFID标签、手持射频读写终端、无线通讯网络、数据库服务器、操控显示终端，RFID标签植入到疫木上，利用RFID标签物理卡号的唯一性,对每一棵疫木进行跟踪防治。手持射频读写终端登记疫木的信息、疫情写入RFID标签，通过无线通讯网络发送到数据库服务器，对疫木的信息进行分类登记、建立疫木档案并进行统计，管理人员通过各操控显示终端监控疫木疫情，指派工作人员对疫木进行处理，处理结果同步更新到RFID标签和数据库服务器，管理人员跟踪疫木的处理流程直到疫木的疫情终结。监督、指导防治工作人员对疫木进行有效处理，提高了管理效率。

Description

基于物联网的林业有害生物防治监测信息系统及实现方法

技术领域

本发明涉及一种用于林木虫害监测和防治的信息系统,属于林业病虫害监测防治技术领域，具体说是一种基于物联网的林业有害生物防治监测信息系统及实现方法。

背景技术

森林病虫害是我国森林的主要灾害之一，有着“不冒烟的森林火灾”之称，近年来森林病虫害发生面积不断增加，防治难度增大；随着人工造林面积的增加，特别是单一树种纯林的增加，病虫危害尤其是 危险性病虫害的危害加剧。目前森林病虫害的防治主要采用大面积喷洒化学农药的方式，这种方式导致病虫抗药性增强、污染环境、杀伤天敌，形成恶性循环，尤其是对疫木防治效果差。目前，疫木的发现、采伐、运输和销毁全过程，均采用人工记录和监管，疫木处理进度和效率低，且易遗漏。管理者对疫木种类、虫害种类、疫木数量、疫木位置信息、疫木处理等信息统计不详，导致部分疫木漏处理或病虫害再次流入森林，致使疫木数量增加，难以有效管控。林业病虫害的监测与防治是国家减灾工程的重要组成部分，但目前缺少行之有效的监测防治方法。

发明内容

本发明为解决现有技术存在的上述问题，提供一种基于物联网的林业有害生物防治监测信息系统，对每棵疫木实行全程跟踪，提高管理者对疫木的管理效率，监督、指导防治工作人员对疫木进行有效处理，保护森林资源。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种基于物联网的林业有害生物防治监测信息系统，其特征在于，系统包括：RFID标签、手持射频（PDA）读写终端、无线通讯网络、路由器、数据库服务器、操控显示终端、通讯协议，所述的RFID标签设置在疫木上，手持射频（PDA）读写终端对疫木进行身份登记后将登记信息写入RFID标签，同时通过无线通讯网络发送到数据库服务器，数据库服务器对疫木的信息进行分类登记，建立该疫木的档案并进行统计，管理人员通过操控显示终端调用数据库服务器的数据进行分析并提出疫木处理方式，指派相关工作人员对疫木进行处理：管理人员将需要处理的疫木身份信息及解决措施发送到所指派的工作人员的手持射频（PDA）读写终端上；工作人员根据疫木身份信息，找到疫木并进行处理，将处理结果通过手持射频（PDA）读写终端更新到所述疫木上的RFID标签中，同时也发送到数据库服务器，数据库服务器将处理结果登记到所述疫木的档案中；管理人员跟踪所述疫木的处理流程直到该疫木的疫情终结。

对上述技术方案的改进：所述的RFID标签植入到疫木上，每棵疫木在树干和树桩上分别植入一枚RFID标签。

对上述技术方案的进一步改进：所述的RFID标签为钉式固定结构，包括植入到疫木的树干和树桩内的螺钉、RFID标签体、标签头，所述的标签头具有倒角的圆形底盘，所述圆形底盘上设置与专用安装工具吻合的卡口。

对上述技术方案的进一步改进：所述的RFID标签还包括设置在螺钉和标签体之间的标记物。

对上述技术方案的进一步改进：所述的手持射频（PDA）读写终端包括：RFID标签读写模块、摄像头、GPS定位模块、无线发送模块、蓝牙模块、功率调节模块及触摸屏。

对上述技术方案的进一步改进：所述的数据库服务器包括：服务器电脑、RFID标签注册模块、手持射频（PDA）读写终端管理模块、疫木档案数据库、疫木防治工作人员管理模块、防治工作指派模块、疫木信息查询模块、数据统计模块。

对上述技术方案的进一步改进：所述的疫木身份信息包括：日期、疫木编号、疫木图片、所属木种名称、所属林区、方位信息、疫情（虫害）类别；

所述的疫木处理方式包括：多次喷药、截枝、疫木砍伐、疫木伐后去向、疫木销毁；

所述的疫木档案信息库包括：疫木身份登记信息、疫木防治过程信息，疫木防治过程信息包括：疫木处理方式信息、每次处理责任人、处理日期、当前状态；

所述的疫木防治工作人员管理模块包括：姓名、所属林区、所属班组、防治工作属性登记、工作日志记录、完成情况评价。

一种利用上述基于物联网的林业有害生物防治监测信息系统的防治监测方法，其特征在于：包括如下步骤：

（1）通过操控显示终端，启动RFID标签注册模块对每个RFID标签的物理卡号（ID）进行注册登记，建立RFID标签数据库。物理卡号是RFID标签的唯一ID 标记,完成物理卡号注册才可用手持射频读写终端2对RFID标签进行读写操作；

（2）通过操控显示终端，启动手持射频（PDA）读写终端管理模块对手持射频（PDA）读写终端进行登记、编号，规定设备的权限；建立手持射频（PDA）读写终端数据库；

（3）通过操控显示终端，启动疫木防治工作人员管理模块对工作人员进行登记、编号、并根据工作性质为其分派权限（包括领用RFID标签权限、操作手持射频读写终端权限、）；建立防治工作人员数据库；

（4）通过操控显示终端，在服务器上建立疫木档案信息库；

（5）通过操控显示终端，在服务器上建立疫木信息查询数据库；

（6）通过操控显示终端，启动防治工作指派模块，指派防治工作人员到林区进行疫情普查，并将每位工作人员及其领用的RFID标签ID、手持射频读写终端编号关联到相关数据库；

（7）当工作人员发现疫木时，将RFID标签植入疫木的树干，如果判定疫木应当砍伐，则将两枚RFID标签分别植入疫木的树干和树桩，用手持射频读写终端扫描RFID标签获取标签ID号，记录疫木疫情、虫害种类，必要时拍摄疫木图片，将上述信息连同由射频读写终端上的GPS定位模块产生的地理方位信息发送到服务器端；服务器根据规则将这些信息关联到疫木档案信息库；

（8）管理人员根据疫木档案信息库中的疫木信息，做出处理决定，并进入防治工作指派模块指派工作人员进行喷药灭虫或砍伐等处理，工作人员根据射频读写终端上收到的含有疫木信息的指令，找到疫木进行处理，并更新该疫木的状态信息，发回服务器端；服务器根据规则将这些信息归集到疫木档案信息库；

(9如果疫木被砍伐，被砍疫木树干转到运输环节，运输人员用射频读写终端扫码后发回服务器端，服务器确认该疫木已被运输；

(10)被砍伐疫木树干到达处理场所后，用射频读写终端扫码后发回服务器端，并销毁疫木，服务器确认该疫木已被销毁，并将此信息归集到疫木档案信息库；

(11)被伐疫木树桩仍然作为疫木被定期巡检；

(12)服务器自动对疫木信息进行分类统计，通过终端可监管疫木的状态和病虫害发展走势以及疫木的整个销毁过程，又可进行大数据分析和数据的查询等操作，为管理层下步决策提供依据。

重复步骤(7)到(12)，实现林业有害生物监测和防治。

本发明与现有技术相比的优点和积极效果是：

本发明基于物联网的林业有害生物监测信息系统对每棵疫木实行身份登记，对其位置、疫情、防治、采伐、运输、销毁实行全程跟踪，提高了管理者对疫木及工作人员的管理效率，监督、指导防治工作人员对疫木进行有效处理，对保护森林资源、促进生态环境建设有着积极作用。

附图说明

图1是本发明一种基于物联网的林业有害生物监测信息系统的结构示意图；

图2是本发明一种基于物联网的林业有害生物监测信息系统的RFID标签结构示意图；

图3是本发明一种基于物联网的林业有害生物监测信息系统的组成框图；

图3由A、B、C三个部分组成，A、B、C三个部分自左向右按顺序排列，拼接成完整的图3；

图4是本发明一种基于物联网的林业有害生物监测信息系统的防治监测流程图。

图中：1- RFID标签、1.1-螺钉、1.2-标签体、1.3-标签头、1.4-标记物、2-手持射频读写终端、3-无线通讯网络、4-路由器、5-数据库服务器、6-操控显示终端、7-疫木。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细描述：

参见图1，本发明一种基于物联网的林业有害生物防治监测信息系统的实施例，系统包括： RFID标签1、手持射频（PDA）读写终端2、无线通讯网络3、路由器4、数据库服务器5、操控显示终端6、通讯协议。

如图2所示，上述的RFID标签1为钉式固定结构，包括螺钉1.1、标签体1.2、标签头1.3，所述的标签头1.3具有倒角的圆形底盘，在圆形底盘上设置与专用安装工具吻合的卡口，如:卡口为※ 形，专用安装工具的一端与所述※ 形卡口吻合，具有防拆功能。每棵疫木7在树干和伐桩上分别植入一枚RFID标签1，由于RFID标签的物理卡号（ID号）具有唯一性,因此，当疫木7被植入RFID标签1后就有了唯一的识别标记，当疫木7被砍伐时，伐桩上的RFID标签1后期继续跟踪其疫情状态；树干上的RFID标签1可持续跟踪监管疫木7的运输和销毁的环节。RFID标签1的钉式固定结构便于疫木7的钉入树干和伐桩，使其不易被取下；在螺钉1.1和标签体1.2之间设置一标记物1.4（如：飘带、反光片等），便于发现。

参见图3，上述手持射频（PDA）读写终端2包括：RFID标签读写模块、摄像头、GPS定位模块、无线发送模块、蓝牙模块、功率调节模块及触摸屏，功率调节模块用来调节扫描距离。读写终端2用来对疫木7进行身份登记后将登记信息写入RFID标签1，同时通过无线通讯网络3发送到数据库服务器5。疫木身份登记信息包括：日期、疫木编号、疫木图片、所属木种名称、所属林区、方位信息、疫情（虫害）类别等。

上述的数据库服务器5包括：服务器电脑、RFID标签注册模块、手持射频（PDA）读写终端管理模块、疫木档案数据库、疫木防治工作人员管理模块、防治工作指派模块、疫木信息查询模块、数据统计模块。

上述技术方案的进一步改进：所述的疫木身份信息包括：日期疫木图片、所属木种名称、所属林区、方位信息、疫情（虫害）类别；

RFID标签注册模块用来对标签的物理卡号进行登记，完成物理卡号注册才可用手持射频读写终端2对RFID标签进行读写操作。

手持射频（PDA）读写终端管理模块用来对手持射频（PDA）读写终端2进行登记、编号，规定设备的权限。

疫木档案信息库包括：疫木身份登记信息、疫木防治过程信息，疫木防治过程信息包括：疫木处理方式（包括：多次喷药、截枝、疫木砍伐、疫木伐后去向、疫木销毁。）、每次处理责任人、处理日期、当前状态。

疫木防治工作人员管理模块包括：工作人员姓名、所属林区、所属班组、防治工作属性登记、工作日志记录、完成情况评价。

防治工作指派模块用于管理人员指派防治工作人员到林区进行疫情普查，并将每位工作人员及其领用的RFID标签ID、手持射频读写终端编号关联到相关数据库。

管理人员通过操控显示终端6调用数据库服务器5的数据进行分析并提出疫木处理方案，指派相关工作人员对疫木7进行处理：管理人员将需要处理的疫木身份信息及解决措施发送到所指派的工作人员的手持射频（PDA）读写终端2上；工作人员根据疫木身份信息，找到疫木7并进行处理，将处理结果通过手持射频（PDA）读写终端2写入该疫木7上的RFID标签1中，同时也发送到数据库服务器5，数据库服务器5将处理结果登记到该疫木的档案中；管理人员跟踪该疫木的处理流程直到该疫木的疫情终结。

参见图4，本发明利用上述基于物联网的林业有害生物防治监测信息

系统的防治监测方法的实施例，包括如下步骤：

（1）通过操控显示终端6，启动RFID标签注册模块对每个RFID标签1的物理卡号（ID）进行注册登记，建立RFID标签数据库。物理卡号是RFID标签的唯一ID 标记,完成物理卡号注册才可用手持射频读写终端2对RFID标签进行读写操作；

（2）通过操控显示终端6，启动手持射频（PDA）读写终端管理模块对手持射频（PDA）读写终端进行登记、编号，规定设备的权限；建立手持射频（PDA）读写终端数据库；

（3）通过操控显示终端6，启动疫木防治工作人员管理模块对工作人员进行登记、编号、并根据工作性质为其分派权限（包括领用RFID标签权限、操作手持射频读写终端权限、）；建立防治工作人员数据库；

（4）通过操控显示终端6，在服务器上建立疫木档案信息库；

（5）通过操控显示终端6，在服务器上建立疫木信息查询数据库；

（6）通过操控显示终端6，启动防治工作指派模块，指派防治工作人员到林区进行疫情普查，并将每位工作人员及其领用的RFID标签ID、手持射频读写终端编号关联到相关数据库；

（7）当工作人员发现疫木时，将RFID标签植入疫木的树干，如果判定疫木应当砍伐，则将两枚RFID标签分别植入疫木的树干和树桩，用手持射频读写终端2扫描RFID标签获取标签ID号，记录疫木疫情、虫害种类，必要时拍摄疫木图片，将上述信息连同由射频读写终端上的GPS定位模块产生的地理方位信息发送到服务器端；服务器根据规则将这些信息关联到疫木档案信息库；

（8）管理人员根据疫木档案信息库中的疫木信息，做出处理决定，并进入防治工作指派模块指派工作人员进行喷药灭虫或砍伐等处理，工作人员根据射频读写终端上收到的含有疫木信息的指令，找到疫木进行处理，并更新该疫木的状态信息，发回服务器端；服务器根据规则将这些信息归集到疫木档案信息库；

(9如果疫木被砍伐，被砍疫木树干转到运输环节，运输人员用射频读写终端扫码后发回服务器端，服务器确认该疫木已被运输；

(10)被砍伐疫木树干到达处理场所后，用射频读写终端扫码后发回服务器端，并销毁疫木，服务器确认该疫木已被销毁，并将此信息归集到疫木档案信息库；

(11)被伐疫木树桩仍然作为疫木被定期巡检；

(12)服务器自动对疫木信息进行分类统计，通过终端可监管疫木的状态和病虫害发展走势以及疫木的整个销毁过程，又可进行大数据分析和数据的查询等操作，为管理层下步决策提供依据。

重复步骤(7)到(12)，实现林业有害生物监测和防治。

当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不限于上述举例，本技术领域的普通技术人员，在本发明的实质范围内所作出的变化、改型、添加或替换，也属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种基于物联网的林业有害生物防治监测信息系统，其特征在于，系统包括： RFID标签、手持射频读写终端、无线通讯网络、路由器、数据库服务器、操控显示终端、通讯协议，所述的RFID标签设置在疫木上，手持射频读写终端对疫木进行身份登记后将登记信息写入RFID标签，同时通过无线通讯网络发送到数据库服务器，数据库服务器对疫木的信息进行分类登记，建立疫木的档案并进行统计，管理人员通过操控显示终端调用数据库服务器的数据进行分析并提出疫木处理方式，指派相关工作人员对疫木进行处理：管理人员将需要处理的疫木身份信息及解决措施发送到所指派的工作人员的手持射频读写终端上；工作人员根据疫木身份信息，找到疫木并进行处理，将处理结果通过手持射频读写终端更新到所述疫木上的RFID标签中，同时也发送到数据库服务器，数据库服务器将处理结果登记到所述疫木的档案中；管理人员跟踪所述疫木的处理流程直到所述疫木的疫情终结;所述的RFID标签植入到疫木上，每棵疫木在树干和树桩上分别植入一枚RFID标签;所述的RFID标签为钉式固定结构，包括植入到疫木的树干和树桩内的螺钉、RFID标签体、标签头，所述的标签头具有倒角的圆形底盘，所述圆形底盘上设置与专用安装工具吻合的卡口，所述的RFID标签还包括设置在螺钉和标签体之间的标记物。

2.按照权利要求1所述的基于物联网的林业有害生物防治监测信息系统，其特征在于，所述的手持射频读写终端包括：RFID标签读写模块、摄像头、GPS定位模块、无线发送模块、蓝牙模块、功率调节模块及触摸屏。

3.按照权利要求1或2所述的基于物联网的林业有害生物防治监测信息系统，其特征在于，所述的数据库服务器包括：服务器电脑、RFID标签注册模块、手持射频读写终端管理模块、疫木档案数据库、疫木防治工作人员管理模块、防治工作指派模块、疫木信息查询模块、数据统计模块。

4.按照权利要求3所述的基于物联网的林业有害生物防治监测信息系统，其特征在于，所述的疫木身份信息包括：日期、疫木编号、疫木图片、所属木种名称、所属林区、方位信息、疫情类别；所述的疫木处理方式包括：多次喷药、截枝、疫木砍伐、疫木伐后去向、疫木销毁；所述的疫木档案信息库包括：疫木身份登记信息、疫木防治过程信息，疫木防治过程信息包括：疫木处理方式信息、每次处理责任人、处理日期、当前状态；所述的疫木防治工作人员管理模块包括：姓名、所属林区、所属班组、防治工作属性登记、工作日志记录、完成情况评价。

5.一种如权利要求1-4任一项所述的基于物联网的林业有害生物防治监测信息系统的实现方法，其特征在于：包括如下步骤：

（1）通过操控显示终端，启动RFID标签注册模块对每个RFID标签的物理卡号进行注册登记，建立RFID标签数据库；物理卡号是RFID标签的唯一ID 标记,完成物理卡号注册才可用手持射频读写终端2对RFID标签进行读写操作；

（2）通过操控显示终端，启动手持射频读写终端管理模块对手持射频读写终端进行登记、编号，规定设备的权限；建立手持射频读写终端数据库；

（3）通过操控显示终端，启动疫木防治工作人员管理模块对工作人员进行登记、编号、并根据工作性质为其分派权限；建立防治工作人员数据库；

（4）通过操控显示终端，在服务器上建立疫木档案信息库；

（5）通过操控显示终端，在服务器上建立疫木信息查询数据库；

（6）通过操控显示终端，启动防治工作指派模块，指派防治工作人员到林区进行疫情普查，并将每位工作人员及其领用的RFID标签ID、手持射频读写终端编号关联到相关数据库；

（7）当工作人员发现疫木时，将RFID标签植入疫木的树干，如果判定疫木应当砍伐，则将两枚RFID标签分别植入疫木的树干和树桩，用手持射频读写终端扫描RFID标签获取标签ID号，记录疫木疫情、虫害种类，必要时拍摄疫木图片，将上述信息连同由射频读写终端上的GPS定位模块产生的地理方位信息发送到服务器端；服务器根据规则将这些信息关联到疫木档案信息库；

（8）管理人员根据疫木档案信息库中的疫木信息，做出处理决定，并进入防治工作指派模块指派工作人员进行喷药灭虫或砍伐等处理，工作人员根据射频读写终端上收到的含有疫木信息的指令，找到疫木进行处理，并更新该疫木的状态信息，发回服务器端；服务器根据规则将这些信息归集到疫木档案信息库；

(9如果疫木被砍伐，被砍疫木树干转到运输环节，运输人员用射频读写终端扫码后发回服务器端，服务器确认该疫木已被运输；

(10)被砍伐疫木树干到达处理场所后，用射频读写终端扫码后发回服务器端，并销毁疫木，服务器确认该疫木已被销毁，并将此信息归集到疫木档案信息库；

(11)被伐疫木树桩仍然作为疫木被定期巡检；

(12)服务器自动对疫木信息进行分类统计，通过终端可监管疫木的状态和病虫害发展走势以及疫木的整个销毁过程，又可进行大数据分析和数据的查询等操作，为管理层下步决策提供依据；

重复步骤(7)到(12)，实现林业有害生物监测和防治。

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