CN213632453U - 一种植被群落与高原鼠兔自动监测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种植被群落与高原鼠兔自动监测系统，属于电子技术领域，包括下底座1、固设在下底座1上侧的上底座17和固设在上底座17上侧的竖向杆18，竖向杆18上从上至下依次设有风速传感器11、风向传感器10、4G天线9、横向走线盒7、横杆8、百叶箱13、太阳能电池板19和保护箱14，横向杆8的两端下侧均固设有固定臂，其中一个固定臂上设有双光谱摄像机12，另一个固定臂上设有多光谱相机6，上底座上侧还设有竖向走线盒15，电池组盒2内设有电池组B1，保护箱14内设有数据采集仪，百叶箱13内设有数字传感器组，解决了自动监测站能够监控电池温度的技术问题，本实用新型为电池组提供温度电测电路，MCU可以实时读取电池温度值。

Description

一种植被群落与高原鼠兔自动监测系统

技术领域

本实用新型属于电子技术领域，涉及一种植被群落与高原鼠兔自动监测系统。

背景技术

自动监测站是基于传感器物联网、人工智能与大数据分析技术，专门为草原监测部门研发的智能监测站。可实现在无人值守情况下，获取草地植被、气象、土壤与高原鼠兔有害生物的关键指标21项。

目前的自动监测站由于是工作在比较恶劣的环境下，在长时间工作后，其线路容易出现被雨水侵蚀的情况，由于其工作在无人值守环境中，其电池容易在长时间运行时产生高温，从而使其损坏。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种植被群落与高原鼠兔自动监测系统，解决了自动监测站能够监控电池温度的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种植被群落与高原鼠兔自动监测系统，包括下底座1、固设在下底座1上侧的上底座17和固设在上底座17上侧的竖向杆18，竖向杆18上从上至下依次设有风速传感器11、风向传感器10、4G天线9、横向走线盒7、横杆8、百叶箱13、太阳能电池板19和保护箱14，横杆8的两端下侧均固设有固定臂，其中一个固定臂上设有双光谱摄像机12，另一个固定臂上设有多光谱相机6，上底座上侧还设有竖向走线盒15，还包括均埋于地下的模拟传感器组16和电池组盒2,电池组盒2内设有电池组B1，保护箱14内设有数据采集仪，百叶箱13内设有数字传感器组。

优选的，所述数据采集仪包括电池温度检测单元、稳压模块、 MCU、AD模块、两个USB接口和串口模块，电池温度检测单元、稳压模块、AD模块、所有USB接口和串口模块均与MCU电连接，串口模块与数字传感器组连接，一个USB接口与多光谱相机6连接，另一个USB接口与双光谱摄像机12，AD模块与模拟传感器组连接；

电池测温单元模块温度传感器RT、电阻R2、电阻R1、电池检测模块IC3、电容C1和电容CD1，温度传感器RT一端连接地线、另一端通过电阻R2连接5V电源，电池检测模块IC3的1脚连接地线、 5脚连接5V电源、4脚通过电阻R1连接电阻R2与温度传感器RT的连接节点、8脚连接MCU的一个IO口；

稳压模块包括三端稳压器IC1、三端稳压器IC2、DC-DC模块 IC4、电容C3、电容C4、场效应管A2、场效应管A1、电感L1和电容C2；

三端稳压器IC1的输入端连接电池组B1的正极，电池组B1的负极输出地线，三端稳压器IC1的输出端输出5V电源，电容C3为三端稳压器IC1的输出端的滤波电容；

场效应管A2的D极连接5V电源、G极连接MCU的一个IO口、 S极通过电感L1输出VCC电源，电容C2为VCC电源的滤波电容；

三端稳压器IC2的输入端连接电池组B1的正极、输出端输出 3.3V电源，电容C4为三端稳压器IC2的输出端的滤波电容；

场效应管A1的D极连接电池组B1的正极、S极连接DC-DC模块 IC4的V1输入端，DC-DC模块IC4的G1输入端连接地线、V2输出端输出12V电源、G2输出端输出与12V电源对应的第二地线；场效应管A1的G极连接MCU的一个IO口。

优选的，所述12V电源为多光谱相机6和双光谱摄像机12供电；所述VCC电源为数字传感器组和模拟传感器组供电；所述3.3V电源为MCU、AD模块、USB接口和串口模块供电。

优选的，所述数字传感器组包括风向传感器KX-FX、风速传感器 KX-FS、温度传感器KX-QW、湿度传感器KX-SD、气压传感器KX-Q、降水传感器KX-Y、蒸发传感器KX-ZF和总太阳辐射传感器KX-ZF；

所述模拟传感器组包括土壤温湿度传感器、土壤PH传感器和盐分传感器。

优选的，所述太阳能电池板19与所述电池组B1点连接，为电池组B1充电。

优选的，所述数据采集仪还包括4G通信DTU，其型号为USR- G780 V2。

优选的，下底座1埋于地下，上底座17底部埋于地下、顶部向上延伸至地面5上侧。

本实用新型所述的一种植被群落与高原鼠兔自动监测系统，解决了自动监测站能够监控电池温度的技术问题，本实用新型为电池组提供温度电测电路，MCU可以实时读取电池温度值，本发明还为电池组的供电回路提供了可控开关电路，通过控制场效应管的通断可以切断电池组的供电负载，减少电池组的功耗，确保电池组的正常工作。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型的数据采集仪的电路图方框图；

图3是本实用新型的电池温度检测单元和稳压模块的电路图；

图中：下底座1、电池组盒2、草坪3、标尺4、地面5、多光谱相机6、横向走线盒7、横杆8、4G天线9、方向传感器10、风速传感器11、双光谱摄像机12、百叶箱13、保护箱14、竖向走线盒 15、模拟传感器组16、上底座17、竖向杆18、太阳能电池板19、固定臂20。

具体实施方式

如图1-图3所示的一种植被群落与高原鼠兔自动监测系统，设于草地3上，其包括下底座1、固设在下底座1上侧的上底座17和固设在上底座17上侧的竖向杆18，下底座1埋于地下，上底座 17底部埋于地下、顶部向上延伸至地面5上侧。

竖向杆18竖直设置，竖向杆18上从上至下依次安装有风速传感器11、方向传感器10、4G天线9、横向走线盒7、横杆8、百叶箱 13、太阳能电池板19和保护箱14，横向走线盒7和横杆8均水平设置，横向走线盒7固定连接在横杆8上侧，横杆8的两端下侧均固设有固定臂20，其中一个固定臂20上设有双光谱摄像机12，另一个固定臂20上设有多光谱相机6，保护箱14和百叶箱13均固设在竖向杆18上,电池组盒2内设有电池组B1，保护箱14内设有数据采集仪，百叶箱13内设有数字传感器组，上底座上侧还固设有竖向走线盒15，竖向走线盒15竖直设置并固定连接在竖向杆18的侧边。

横向走线盒7和竖向走线盒15均用来保护通信线路不受外部环境侵蚀。

还包括均埋于地下的模拟传感器组16和电池组盒2。

一种植被群落与高原鼠兔自动监测系统的侧边地面上还插设一根竖直的标尺4，标尺4底端插入地下，上部向上延伸至地面上侧，标尺4用来为视频图片提供标尺参考。

优选的，所述数据采集仪包括电池温度检测单元、稳压模块、 MCU、AD模块、两个USB接口和串口模块，电池温度检测单元、稳压模块、AD模块、所有USB接口和串口模块均与MCU电连接，串口模块与数字传感器组连接，一个USB接口与多光谱相机6连接，另一个USB接口与双光谱摄像机12，AD模块与模拟传感器组连接；

双光谱摄像机12用于拍摄草坪视频图片。

电池测温单元模块温度传感器RT、电阻R2、电阻R1、电池检测模块IC3、电容C1和电容CD1，温度传感器RT一端连接地线、另一端通过电阻R2连接5V电源，电池检测模块IC3的1脚连接地线、 5脚连接5V电源、4脚通过电阻R1连接电阻R2与温度传感器RT的连接节点、8脚连接MCU的一个IO口；

温度传感器RT用于测量电池组B1的温度，并通过电池检测模块 IC3将温度值转化成数字数据输入到MCU中。电池检测模块IC3的型号为DS2438。

稳压模块包括三端稳压器IC1、三端稳压器IC2、DC-DC模块 IC4、电容C3、电容C4、场效应管A2、场效应管A1、电感L1和电容C2；

场效应管A2用来切断和导通三端稳压器IC1的负载。

场效应管A1用来切断和导通DC-DC模块IC4的供电。

用户可以通过控制场效应管A2和场效应管A1来控制电池的负载，从而对电池起到保护作用。

三端稳压器IC1的输入端连接电池组B1的正极，电池组B1的负极输出地线，三端稳压器IC1的输出端输出5V电源，电容C3为三端稳压器IC1的输出端的滤波电容；

场效应管A2的D极连接5V电源、G极连接MCU的一个IO口、 S极通过电感L1输出VCC电源，电容C2为VCC电源的滤波电容；

三端稳压器IC2的输入端连接电池组B1的正极、输出端输出 3.3V电源，电容C4为三端稳压器IC2的输出端的滤波电容；

场效应管A1的D极连接电池组B1的正极、S极连接DC-DC模块 IC4的V1输入端，DC-DC模块IC4的G1输入端连接地线、V2输出端输出12V电源、G2输出端输出与12V电源对应的第二地线；场效应管A1的G极连接MCU的一个IO口。

优选的，所述12V电源为多光谱相机6和双光谱摄像机12供电；所述VCC电源为数字传感器组和模拟传感器组供电；所述3.3V电源为MCU、AD模块、USB接口和串口模块供电。

优选的，所述数字传感器组包括风向传感器KX-FX、风速传感器 KX-FS、温度传感器KX-QW、湿度传感器KX-SD、气压传感器KX-Q、降水传感器KX-Y、蒸发传感器KX-ZF和总太阳辐射传感器KX-ZF；

所述模拟传感器组包括土壤温湿度传感器、土壤PH传感器和盐分传感器。

所述土壤温湿度传感器、所述土壤PH传感器和所述盐分传感器均为现有技术故不详细叙述，本实施例中，土壤温湿度传感器型号为RS-WS-V5-TR-1；土壤PH传感器的型号为YDBS-3001-2-PH；所述盐分传感器ECTDS10。

优选的，所述太阳能电池板与所述电池组B1点连接，为电池组 B1充电。

优选的，所述数据采集仪还包括4G通信DTU，其型号为USR- G780 V2。

优选的，下底座1埋于地下，上底座17底部埋于地下、顶部向上延伸至地面5上侧。

使用时，多光谱相机用来拍摄高原鼠兔活动特征，并将拍摄到的图像通过MCU和4G通信DTU发送到上位机进行处理。

所述数字传感器组和所述模拟传感器组用来检测气候数据和土壤数据并通过MCU和4G通信DTU发送到上位机进行处理。

本实用新型所述的一种植被群落与高原鼠兔自动监测系统，解决了自动监测站能够监控电池温度的技术问题，本实用新型为电池组提供温度电测电路，MCU可以实时读取电池温度值，本发明还为电池组的供电回路提供了可控开关电路，通过控制场效应管的通断可以切断电池组的供电负载，减少电池组的功耗，确保电池组的正常工作。

Claims (7)

1.一种植被群落与高原鼠兔自动监测系统，其特征在于：包括下底座(1)、固设在下底座(1)上侧的上底座(17)和固设在上底座(17)上侧的竖向杆(18)，竖向杆(18)上从上至下依次设有风速传感器(11)、风向传感器(10)、4G天线(9)、横向走线盒(7)、横杆(8)、百叶箱(13)、太阳能电池板(19)和保护箱(14)，横杆(8)的两端下侧均固设有固定臂，其中一个固定臂上设有双光谱摄像机(12)，另一个固定臂上设有多光谱相机(6)，上底座上侧还设有竖向走线盒(15)，还包括均埋于地下的模拟传感器组(16)和电池组盒(2),电池组盒(2)内设有电池组B1，保护箱(14)内设有数据采集仪，百叶箱(13)内设有数字传感器组。

2.如权利要求1所述的一种植被群落与高原鼠兔自动监测系统，其特征在于：所述数据采集仪包括电池温度检测单元、稳压模块、MCU、AD模块、两个USB接口和串口模块，电池温度检测单元、稳压模块、AD模块、所有USB接口和串口模块均与MCU电连接，串口模块与数字传感器组连接，一个USB接口与多光谱相机(6)连接，另一个USB接口与双光谱摄像机(12)，AD模块与模拟传感器组连接；

电池测温单元模块温度传感器RT、电阻R2、电阻R1、电池检测模块IC3、电容C1和电容CD1，温度传感器RT一端连接地线、另一端通过电阻R2连接5V电源，电池检测模块IC3的1脚连接地线、5脚连接5V电源、4脚通过电阻R1连接电阻R2与温度传感器RT的连接节点、8脚连接MCU的一个IO口；

稳压模块包括三端稳压器IC1、三端稳压器IC2、DC-DC模块IC4、电容C3、电容C4、场效应管A2、场效应管A1、电感L1和电容C2；

三端稳压器IC1的输入端连接电池组B1的正极，电池组B1的负极输出地线，三端稳压器IC1的输出端输出5V电源，电容C3为三端稳压器IC1的输出端的滤波电容；

场效应管A2的D极连接5V电源、G极连接MCU的一个IO口、S极通过电感L1输出VCC电源，电容C2为VCC电源的滤波电容；

三端稳压器IC2的输入端连接电池组B1的正极、输出端输出3.3V电源，电容C4为三端稳压器IC2的输出端的滤波电容；

场效应管A1的D极连接电池组B1的正极、S极连接DC-DC模块IC4的V1输入端，DC-DC模块IC4的G1输入端连接地线、V2输出端输出12V电源、G2输出端输出与12V电源对应的第二地线；场效应管A1的G极连接MCU的一个IO口。

3.如权利要求2所述的一种植被群落与高原鼠兔自动监测系统，其特征在于：所述12V电源为多光谱相机(6)和双光谱摄像机(12)供电；所述VCC电源为数字传感器组和模拟传感器组供电；所述3.3V电源为MCU、AD模块、USB接口和串口模块供电。

4.如权利要求2所述的一种植被群落与高原鼠兔自动监测系统，其特征在于：所述数字传感器组包括风向传感器KX-FX、风速传感器KX-FS、温度传感器KX-QW、湿度传感器KX-SD、气压传感器KX-Q、降水传感器KX-Y、蒸发传感器KX-ZF和总太阳辐射传感器KX-ZF；

所述模拟传感器组包括土壤温湿度传感器、土壤PH传感器和盐分传感器。

5.如权利要求2所述的一种植被群落与高原鼠兔自动监测系统，其特征在于：所述太阳能电池板(19)与所述电池组B1点连接，为电池组B1充电。

6.如权利要求2所述的一种植被群落与高原鼠兔自动监测系统，其特征在于：所述数据采集仪还包括4G通信DTU，其型号为USR-G780 V2。

7.如权利要求1所述的一种植被群落与高原鼠兔自动监测系统，其特征在于：下底座(1)埋于地下，上底座(17)底部埋于地下、顶部向上延伸至地面(5)上侧。

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