(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 CN 105783694 A(43)申请公布日 2016.07.20
(21)申请号 201610259915.3(22)申请日 2016.04.22
(71)申请人 无锡职业技术学院
地址 214121 江苏省无锡市高浪西路1600
号无锡职业技术学院(72)发明人 刘全胜 张平 侯立功 (74)专利代理机构 南京君陶专利商标代理有限
公司 32215
代理人 奚胜元 奚晓宁(51)Int.Cl.
G01B 7/12(2006.01)
权利要求书1页 说明书3页 附图2页
(54)发明名称
树木胸径自动测量仪(57)摘要
本发明一种树木胸径自动测量仪涉及一种测量装置，特别涉及一种基于无线传感网的树木胸径自动测量仪器，属于树木测量工具技术领域。具有绑带，绑带为电阻带，电阻带一端设有固定结点，电阻带的另一端设有活动结点；固定结点安装在固定结点盒中，在固定结点盒侧面设有第一卡扣；活动结点安装在弹簧压力盒内，在弹簧压力盒侧面设有第二卡扣，所述第一卡扣和第二卡扣处于同一水平面，第一卡扣和第二卡扣之间通过卡带相连；在固定结点和活动结点上分别连接固定结点导线和活动结点导线，固定结点和活动结点的尾端封闭在弹簧压力盒内；固定结点导线与活动结点导线的尾端为卷曲状；在弹簧压力盒内设有测量控制单元。测量读数准确，效率高，安全性好。
CN 105783694 ACN 105783694 A
权 利 要 求 书
1/1页
1.一种树木胸径自动测量仪具有绑带，其特征在于：所述绑带为电阻带，电阻带一端设有固定结点，电阻带的另一端设有活动结点；固定结点安装在固定结点盒中，在固定结点盒
在弹簧压力盒侧面设有第二卡扣，所述侧面设有第一卡扣；活动结点安装在弹簧压力盒内，
第一卡扣和第二卡扣处于同一水平面，分别位于固定结点盒和弹簧压力盒相面对的位置，第一卡扣和第二卡扣之间通过卡带相连，用以将树木胸径自动测量仪固定在待测树木上；在固定结点和活动结点上分别连接有固定结点导线和活动结点导线，固定结点和活动结点的尾端封闭在弹簧压力盒内；所述固定结点导线与活动结点导线上、下对应设置；固定结点导线与活动结点导线的尾端均为卷曲状，以便随树木生长拉伸；
在弹簧压力盒内设有测量控制单元，所述测量控制单元具有传感器、与传感器相联的数据采集器、与数据采集器分别相联的微功耗处理器以及无线传输模块，所述传感器用于测量树干半径生长的变化；所述数据采集器用于收集传感器中测量的树干半径的变化信息；所述微功耗处理器用于将数据采集器收集的树干半径变化信息通过分析计算，实时控制树木胸径自动测量系统的测量、测量信息的发送和预警；所述无线传输模块用于将数据采集器所采集的树干半径的变化信息数据通过无线传输模块，以无线模式发送给远端服务器或手持监控设备。
2.根据权利要求1所述的树木胸径自动测量仪具有绑带，其特征在于：所述电阻带采用合金钢。
3.根据权利要求1所述的树木胸径自动测量仪具有绑带，其特征在于：所述卡带为弹性卡带。
2
CN 105783694 A
说 明 书树木胸径自动测量仪
1/3页
技术领域
[0001]本发明一种树木胸径自动测量仪涉及一种测量装置，特别涉及一种基于无线传感网的树木胸径自动测量仪器，属于树木测量工具技术领域。背景技术
[0002]树木胸径生长量的测量主要是以年为时间单位了解树木胸径生长量。现有树木胸径测量用的围尺，与常用的卷尺结构相当，在实际测量过程中，人工将围尺围绕猜测量树木的树干上，然后通过看围尺上的读数获得测量结果。由于测量树木胸径一般都是在野外操作，工作人员在连续测量多个树木胸径之后会比较疲惫，读数就会产生不准确的情况，尤其是在冬季或夏季；另外，对于一些偏远森林，由于长期无人监护测量，每次测量时都需要找标准木，此时需要测量人员进入陌生的野外环境，携带手动工具进行测量和记录，测量效率低，同时安全性差。发明内容
[0003]本发明的目的是针对上述不足之处提供一种树木胸径自动测量仪，测量读数准确，适合野外长期无人监护树木的测量，不需要每次都找标准木，不需要测量人员进入野外，效率高，安全性好。
[0004]本发明是采取以下技术方案实现的：
一种树木胸径自动测量仪具有绑带，所述绑带为电阻带，电阻带一端设有固定结点，电阻带的另一端设有活动结点；固定结点安装在固定结点盒中，在固定结点盒侧面设有第一卡扣；活动结点安装在弹簧压力盒内，在弹簧压力盒侧面设有第二卡扣，所述第一卡扣和第二卡扣处于同一水平面，分别位于固定结点盒和弹簧压力盒相面对的位置，第一卡扣和第二卡扣之间通过卡带相连，用以将树木胸径自动测量仪固定在待测树木上；在固定结点和活动结点上分别连接有固定结点导线和活动结点导线，固定结点和活动结点的尾端封闭在弹簧压力盒内；所述固定结点导线与活动结点导线上、下对应设置；固定结点导线与活动结点导线的尾端均为卷曲状，以便随树木生长拉伸；
在弹簧压力盒内设有测量控制单元，所述测量控制单元具有传感器、与传感器相联的数据采集器、与数据采集器分别相联的微功耗处理器以及无线传输模块，所述传感器用于测量树干半径生长的变化；所述数据采集器用于收集传感器中测量的树干半径的变化信息；所述微功耗处理器用于将数据采集器收集的树干半径变化信息通过分析计算，实时控制树木胸径自动测量系统的测量、测量信息的发送和预警；所述无线传输模块用于将数据采集器所采集的树干半径的变化信息数据通过无线传输模块，以无线模式发送给远端服务器或手持监控设备。
[0005]所述电阻带采用合金钢。[0006]所述卡带为弹性卡带，以便随树木生长拉伸。[0007]树木胸径自动测量仪使用时，将绑带环绕在树干上，采用绑带两边的卡扣和卡带
3
CN 105783694 A
说 明 书
2/3页
配合将绑带固定在树干上；再将固定导线的尾端封装进弹簧压力盒，此时树木胸径自动测量仪安装完毕；随着树木的生长，树木周长也随之增加，固定结点导线和活动结点导线都被拉长，此时，固定结点和活动结点之间的电阻也增加，传感器通过电桥原理测试阻值变化，将变化值发送到数据采集器，进而传送到微功耗处理器中通过计算得出电阻带长度，再换算成树的直径，即可得到监控结果。[0008]本发明的优点：树木胸径自动测量仪利用电阻带随着树的增长周长也随着增加，相应的两点间的电阻也增加的规律，通过电桥原理测试阻值变化，然后通过计算得出电阻带长度换算成树的直径；首次安装在固定的标准木上后，能实现自动检测，测量读数准确，适合野外长期无人监护树木的测量，不需要每次都找标准木，不需要测量人员进入野外，效率高，安全性好。附图说明
[0009]以下将结合附图对本发明作进一步说明：
图1是本发明树木胸径自动测量仪的结构示意图。[0010]图2是本发明树木胸径自动测量仪的测量流程图。[0011]图中：1、绑带，2、固定结点，3、活动结点，4、固定结点盒，5-1、第一卡扣，5-2、第二卡扣，6、弹簧压力盒，7、卡带，8、固定结点导线，9、活动结点导线，10、测量控制单元。具体实施方式
[0012]参照附图1，本发明树木胸径自动测量仪具有绑带1，所述绑带1为电阻带，电阻带一端设有固定结点2，电阻带的另一端设有活动结点3；固定结点2安装在固定结点盒4中，在固定结点盒4侧面设有第一卡扣5-1；活动结点3安装在弹簧压力盒6内，在弹簧压力盒6侧面设有第二卡扣5-2，所述第一卡扣5-1和第二卡扣5-2处于同一水平面，分别位于固定结点盒4和弹簧压力盒6相面对的位置，第一卡扣5-1和第二卡扣5-2之间通过卡带7相连，用以将树木胸径自动测量仪固定在待测树木上；在固定结点2和活动结点3上分别连接有固定结点导线8和活动结点导线9，固定结点2和活动结点3的尾端封闭在弹簧压力盒6内；所述固定结点导线8与活动结点导线9上、下对应设置；固定结点导线8与活动结点导线9的尾端均为卷曲状，以便随树木生长拉伸；
在弹簧压力盒6内设有测量控制单元10，所述测量控制单元10具有传感器、与传感器相联的数据采集器、与数据采集器分别相联的微功耗处理器以及无线传输模块，所述传感器用于测量树干半径生长的变化；所述数据采集器用于收集传感器中测量的树干半径的变化信息；所述微功耗处理器用于将数据采集器收集的树干半径变化信息通过分析计算，实时控制树木胸径自动测量系统的测量、测量信息的发送和预警；所述无线传输模块用于将数据采集器所采集的树干半径的变化信息数据通过无线传输模块，以无线模式发送给远端服务器或手持监控设备。
[0013]树木胸径自动测量仪使用时，将绑带1环绕在树干上，采用绑带1两边的第一卡扣5-1、第二卡扣5-2以及卡带7配合将绑带1固定在树干上；再将固定节点导线8的尾端封装进弹簧压力盒6，此时树木胸径自动测量仪安装完毕；随着树木的生长，树木周长也随之增加，固定结点导线8和活动结点导线9都被拉长，此时，固定结点2和活动结点3之间的电阻也增
4
CN 105783694 A
说 明 书
3/3页
加，传感器通过电桥原理测试阻值变化，将变化值发送到数据采集器，进而传送到微功耗处理器中通过计算得出电阻带长度，再换算成树的直径，即可得到监控结果。[0014]参照附图2，所述微功耗处理器采用STM8S103型号的处理器,微功耗处理器工作流程如下：
1）桥路电路接收到电阻带的微弱信号，经过放大电路放大后，再经A/D转换得出相应的电压值；
2）微功耗处理器根据相应的电压值通过查表方式得出相应的长度并换算成树的直径，同时，微功耗处理器控制传输模块把信息通过传输模块发送给远端服务器；
所述无线传输模块采用市售的MG2639型号的GPRS通讯模块，或采用WIFI模块与远端基站以及3G网络通讯。
[0015]由于采用微功耗处理器，树木胸径自动测量仪采用电池供电，平时处于睡眠状态，定时发送数据，所以整机功耗很小；能准确完整的实现对树木胸径无人自动测量，实现其主要功能。
[0016]上述具体实例已经充分揭露了本发明的具体实施方式。需要指出的是，熟悉该领域的技术人员对本发明的具体实施方式所做的任何改动均不脱离本发明的权利要求书的范围。相应地，本发明的权利要求的范围也并不仅仅局限于所述具体实施方式。
5
CN 105783694 A
说 明 书 附 图
1/2页
图1
6
CN 105783694 A
说 明 书 附 图
2/2页
图2
7
