CN110262319A - 一种远程监控装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种远程监控装置。包括：发射器、接收器、控制处理模块、网络模块和供电模块；发射器为第一导电探针,用于发送探测信号；接收器为第二导电探针，用于接收探测信号的回波，即回波信号；发射器与接收器之间设置有被监控对象，被监控对象作为发射器和接收器间的传播介质；控制处理模块，用于对回波信号进行分析，得到监控结果；并将监控结果通过网络模块发送至指定服务器；监控结果包含电导率信息；供电模块，用于向控制处理模块和网络模块供电。利用处理电路内部数模D/A转换及模数A/D转换资源，采用了少量元件，使用软件编程的方式来实现测量电导率的目的，简化了电路，节约了成本。
Description
技术领域
本发明涉及远程监控领域，尤其涉及一种远程监控装置。
背景技术
目前，对造林的成活率、林木的存活率的统计大部分采用全额抽样的方法进行，费时费力效率低，不能满足信息化的需要。
发明内容
本发明的目的在于解决现有技术存在的缺陷。
为达到上述目的，本发明公开了一种远程监控装置。包括：发射器1、接收器2、控制处理模块3、网络模块4和供电模块5；其中，
发射器1为第一导电探针,用于发送探测信号；接收器2为第二导电探针，用于接收探测信号的回波，即回波信号；发射器1与接收器2之间设置有被监控对象，被监控对象作为发射器1和接收器2间的传播介质；控制处理模块3，用于对回波信号进行分析，得到监控结果；并将监控结果通过网络模块4发送至指定服务器；监控结果包含电导率信息；供电模块5，用于向控制处理模块3和网络模块4供电。
优选地，控制处理模块3包括：电源管理电路、信号发生电路、信号接收电路和处理电路；其中，
电源管理电路，用于管理供电模块5，包括供电方式切换和电量监控；信号发生电路连接处理电路和第一导电探针，由处理电路控制产生探测信号并发送给第一导电探针；信号接收电路连接第二导电探针和处理电路，用于接收第二导电探针采集的探测信号的回波，即回波信号，并将回波信号发送至处理电路。处理电路，由处理器及其外围电路组成，用于控制探测信号的产生和接收回波信号，并对回波信号进行分析得到监控结果。
优选地，对回波信号进行分析得到监控结果，具体包括：对探测信号的幅值进行模数转换得到参考幅值，对回波信号的幅值进行模数转换得到探测幅值；根据参考幅值和探测幅值计算出被监控对象的电导率，将电导率作为监控结果。
优选地，电导率EC＝k×(D3/D2-1)；其中，k为常数，是电极常数与参考电阻的比值，可通过装置器件的标定获得；D3为探测幅值；D2为参考幅值。
优选地，还包括：温度传感器8。温度传感器8直接与处理电路连接；用于采集被监控对象和/或被监控对象所处环境的温度信息，将温度信息发送至处理电路，通过处理电路进行分析，得到温度分析结果；并通过网络模块4将温度信息和/或温度分析结果发送到指定服务器。
本发明的优点在于：采用监控电导率的方法实时监测。利用处理电路内部数模D/A转换及模数A/D转换资源，采用了少量元件，使用软件编程的方式来实现测量电导率的目的，简化了电路，节约了成本。
附图说明
为了更清楚说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需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发明的一些实施例，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为一种远程监控装置框图；
图2为本发明实施例的一种林木成活远程监控方法流程图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明公开了一种远程监控装置。通过电导率监控被监控对象，该监控装置包括：发射器1、接收器2、控制处理模块3、网络模块4和供电模块5；其中，
发射器1为第一导电探针,用于发送探测信号；接收器2为第二导电探针，用于接收探测信号的回波，即回波信号；发射器1与接收器2之间设置有被监控对象，被监控对象作为发射器1和接收器2间的传播介质；控制处理模块3，用于对回波信号进行分析，得到监控结果；并将监控结果通过网络模块4发送至指定服务器；监控结果包含电导率信息；供电模块5，用于向控制处理模块3和网络模块4供电。
具体的，控制处理模块3包括：电源管理电路、信号发生电路、信号接收电路和处理电路；其中，
电源管理电路，用于管理供电模块5，包括供电方式切换和电量监控；信号发生电路连接处理电路和第一导电探针，由处理电路控制产生探测信号并发送给第一导电探针；信号接收电路连接第二导电探针和处理电路，用于接收第二导电探针采集的探测信号的回波，即回波信号，并将回波信号发送至处理电路。处理电路，由处理器及其外围电路组成，用于控制探测信号的产生和接收回波信号，并对回波信号进行分析得到监控结果。
具体的，对回波信号进行分析得到监控结果，具体包括：对探测信号的幅值进行模数转换得到参考幅值，对回波信号的幅值进行模数转换得到探测幅值；根据参考幅值和探测幅值计算出被监控对象的电导率，将电导率作为监控结果。
电导率EC＝k×(D3/D2-1)；其中，k为常数，是电极常数与参考电阻的比值，可通过装置器件的标定获得；D3为探测幅值；D2为参考幅值。
根据需求不同，该装置还可以包括：温度传感器8。温度传感器8直接与处理电路连接；用于采集被监控对象和/或被监控对象所处环境的温度信息，将温度信息发送至处理电路，通过处理电路进行分析，得到温度分析结果；并通过网络模块4将温度信息和/或温度分析结果发送到指定服务器。
在一个具体实施例中，将上述远程监控装置，应用于监控林木成活方面，如图1所示。该监控装置包括：发射器1、接收器2、温度传感器8、控制处理模块3、网络模块4、供电模块5、绝缘外壳6和固定装置7。
其中，发射器1为第一导电探针，接收器2为第二导电探针；控制处理模块3包括：电源管理电路、信号发生电路、信号接收电路和处理电路；网络模块4为窄带物联网NB-IOT模块；供电模块5包括：蓄电池和太阳能板。
太阳能板设置于绝缘外壳6外侧；控制处理模块3、网络模块4和蓄电池设置在绝缘外壳6内部，并由固定装置7将绝缘外壳6内部封闭。绝缘外壳6用于保护该装置内的所有模块。固定装置7用于将整个装置固定在被监控对象上。固定装置7上设置两个开孔，第一开孔处设置发射器1，发射器1于绝缘外壳6内部与控制处理模块3连接，第二开孔处设置接收器2，接收器2于绝缘外壳6内部与控制处理模块3连接；第一开孔处还设置有温度传感器8，温度传感器8于绝缘外壳6内部与控制处理模块3连接。
该装置通过固定装置7固定在树木表面，第一导电探针和第二导电探针刺入树体。在本实施例中，电源管理电路根据预设的时间粒度，周期性的启动该装置，进行周期性的树木成/存活监控。应当理解，可以根据需求自行设置变化或固定的时间粒度已达到周期性的监控目的，且除本实施例使用的电源管理电路控制周期性启动外，还可通过外界控制信号等方法进行周期性启动。
在一次监控过程中，如图2所示。该装置执行如下步骤对数目进行是否成活的监控：
步骤S110：接受第一数字信号D1。
步骤S120：根据第一数字信号D1，得到交流探测信号AC1。
具体的，第一数字信号D1于处理电路中，经过数模D/A转换，得到第一模拟信号A1。对第一模拟信号A1进行反相处理得到反相模拟信号A1’，并根据预设时间粒度对第一模拟信号A1和反相模拟信号A1’进行交叉取样处理，得到交流探测信号AC1。
在进行步骤S120的同时，执行步骤S121：根据第一数字信号D1，得到其对应的阈值T。阈值T在步骤S150中作为判定区间来评判探测幅值。
步骤S130：发射交流探测信号AC1，并接受回波信号AC2。
具体的，第一导电探针于待测物体内，即树体内。信号发生电路向树体内发射交流探测信号AC1。经由树体作为导电介质的传导，第二导电探针接收回波信号AC2，并经由信号接收电路发送给处理电路。
步骤S140：对回波信号AC2的幅值进行模数转换，得到探测幅值D3。
具体的，回波信号AC2于处理电路中进行同相位放大处理，将处理后的回波信号AC2的幅值作为第三模拟信号A3，对第三模拟信号A3进行模数A/D转换，得到第三数字信号D3，作为探测幅值。
步骤S150：判断探测幅值D3是否位于阈值T内。
具体的，判断探测幅值D3是否位于阈值T内，若位于阈值T内，则执行步骤S160。若不位于阈值T内，则重新接受另一第一数字信号D1，并重复步骤S110-S150。
步骤S160：计算探测幅值D3的电导率EC，并发送至指定服务器。
具体的，计算探测幅值D3的电导率EC，并将电导率EC作为监控结果通过NB-IOT模块发送至指定服务器。
其中，电导率EC＝k×(D3/D2-1)。其中，k为常数，是电极常数与参考电阻的比值，可通过装置器件的标定获得；D3为探测幅值；D2为参考幅值。其中，参考幅值D2通过以下步骤获得：
提取交流探测信号AC1的幅值作为第二模拟信号A2，对第二模拟信号A2进行模数A/D转换，得到第二数字信号D2，作为参考幅值。
在步骤S160之前，还包括步骤S210～步骤S220。
步骤S210：温度传感器8采集被监控对象和/或被监控对象所处环境的温度信息，将上述温度信息发送至处理电路。
步骤S220：处理电路分析温度信息，得到温度分析结果。并将温度分析结果作为监控结果的一部分发送至NB-IOT模块。
在步骤S160中，该装置中的处理电路，还可以根据预设规则及电导率确定被监控对象(即被监控树木)的是否成/存活及生长情况，并将判断结果作为监控结果的一部分发送至NB-IOT模块。
服务器软件或技术人员也可以根据预设规则通过监控结果中的电导率EC，判断被监控对象是否成/存活及生长情况。
本发明提供了一种远程监控装置。采用监控电导率的方法实时监测。利用处理电路内部数模D/A转换及模数A/D转换资源，采用了少量元件，使用软件编程的方式来实现测量电导率的目的，简化了电路，节约了成本。
以上的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种远程监控装置，其特征在于，包括：发射器(1)、接收器(2)、控制处理模块(3)、网络模块(4)和供电模块(5)；其中，
发射器(1)为第一导电探针,用于发送探测信号；接收器(2)为第二导电探针，用于接收探测信号的回波，即回波信号；发射器(1)与接收器(2)之间设置有被监控对象，所述被监控对象作为发射器(1)和接收器(2)间的传播介质；
控制处理模块(3)，用于对回波信号进行分析，得到监控结果；并将所述监控结果通过所述网络模块(4)发送至指定服务器；所述监控结果包含电导率信息；
供电模块(5)，用于向所述控制处理模块(3)和所述网络模块(4)供电。
2.根据权利要求1所述的监控装置，其特征在于，所述控制处理模块(3)包括：电源管理电路、信号发生电路、信号接收电路和处理电路；其中，
电源管理电路，用于管理所述供电模块(5)，包括供电方式切换和电量监控；
信号发生电路连接所述处理电路和所述第一导电探针，由所述处理电路控制产生探测信号并发送给所述第一导电探针；
信号接收电路连接所述第二导电探针和处理电路，用于接收所述第二导电探针采集的探测信号的回波，即回波信号，并将所述回波信号发送至处理电路；
处理电路，由处理器及其外围电路组成，用于控制所述探测信号的产生和接收所述回波信号，并对所述回波信号进行分析得到监控结果。
3.根据权利要求1所述的监控装置，其特征在于，所述分析所述回波信号，得到监控结果，具体包括：对探测信号的幅值进行模数转换得到参考幅值，对回波信号的幅值进行模数转换得到探测幅值；根据参考幅值和探测幅值计算出被监控对象的电导率，将电导率作为监控结果。
4.根据权利要求3所述的监控装置，其特征在于，电导率EC＝k×(D3/D2-1)；其中，k为常数，是电极常数与参考电阻的比值，可通过装置器件的标定获得；D3为探测幅值；D2为参考幅值。
5.根据权利要求1所述的监控装置，其特征在于，还包括：温度传感器(8)。
6.根据权利要求5所述的监控装置，其特征在于，所述温度传感器(8)直接与处理电路连接；用于采集被监控对象和/或被监控对象所处环境的温度信息，将所述温度信息发送至处理电路，通过所述处理电路进行分析，得到温度分析结果；并通过网络模块(4)将所述温度信息和/或温度分析结果发送到指定服务器。
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