一种基于超声波的上塔动物识别和驱逐方法及系统与流程

本发明属于通信铁塔维护技术领域，特别是涉及一种基于超声波的上塔动物识别和驱逐方法及系统。

背景技术：

目前通信铁塔主要由人工进行检测和维护。当出现动物及非维护人员上塔的情况，如果不能及时主动发现并驱逐，可能会造成不可估量的后果。虽然目前超声波动物驱逐技术已经开始应用，但是还没有出现将超声波动物驱逐技术与铁塔检测相结合从而实现准确识别上塔动物并驱逐的技术方案，为此提出一种基于超声波的上塔动物识别和驱逐方法及系统。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是对上塔动物及非维护人员进行有效识别和驱逐的问题，提出一种基于超声波的上塔动物识别和驱逐方法及系统。

本发明涉及的基于物联网的铁塔系统应用场景，如图1所示。在通信铁塔固定位置安装传感器设备，传感器采集铁塔相关参数并通过通信模块传输至系统，系统对传感数据进行保存和处理，客户端与系统交互获得所需信息。

基于物联网的铁塔系统的整体系统架构如图2所示。系统硬件部分包括通信铁塔本身、安装在塔身上的传感设备，传感设备的通信模块与系统进行实时通信；系统软件部分包括系统数据库、数据处理平台、数据管理发布平台，其中系统数据库接收来自传感设备的传感数据并保存所有系统日志，数据处理平台调取系统数据库中的数据进行处理和分析，数据管理发布平台接收数据处理平台的数据处理结果和系统数据库中的相应记录进行管理和发布；系统应用平台包括管理设备和客户端，管理设备包括但不限于工作站、电脑等设施，客户端包括但不限于APP、微信、Html网页等形式；本系统的应用人员包括但不限于管理人员和维护人员，其接口分别为管理设备和客户端。

本发明的实现依托上述应用场景和系统架构，在通信铁塔相应位置(如图1所示)安装压力传感设备检测该位置的压力数据，通过数据分析判断上塔动物的信息，并通过安装在铁塔相应位置的超声波驱逐器或广播设备进行动物或人员驱逐。

本发明提出的基于超声波的上塔动物识别和驱逐系统，包括定时采集压力传感器数据模块、提取数据并判断上塔动物类型模块、根据不同动物类型执行不同驱逐方式模块。

1、定时采集压力传感器数据模块：安装在铁塔上的压力传感器按照采样间隔定时检测是否有物体进入，并将传感器数据传输至系统数据库存储。

2、提取数据并判断上塔动物类型模块：系统提取N个压力传感器数据，记为p₁～p_N，其中N是事先设置的常量，计算压力平均值p＝(p₁+p₂+…+p_N)/N，系统设置判定标准值包括安全压力临界值L、人体压力值范围X～Y；如果p≤L，则系统判定此时上塔动物为微小动物，返回提取数据并判断上塔动物类型模块，否则系统比较压力平均值p与人体压力范围值的大小关系；如果X<p≤Y，则系统判定此时为人员上塔，否则系统判定此时上塔动物为危险动物。

3、根据不同动物类型执行不同驱逐方式模块：系统根据判断出的上塔动物类型执行不同的驱逐方式。如果系统判定此时为人员上塔，则系统通过广播设备播送警告信息；如果系统判定此时上塔动物为危险动物，则系统启动超声波驱逐器，利用超声波对上塔动物进行驱逐。

基于超声波的上塔动物识别和驱逐系统的系统框图，如图3所示。

本发明提出一种基于超声波的上塔动物识别和驱逐方法，其实现基础为系统已经通过传感器采集并存储压力传感器数据。该方法实现按照如下步骤：

步骤1、设置初始值。

系统设置安全压力临界值L、人体压力值范围X～Y、常量N。

步骤2、提取压力传感器数据并计算平均值。

系统提取N组压力传感器数据p₁～p_N，计算压力平均值p＝(p₁+p₂+…+p_N)/N。

步骤3、判断上塔动物类型。

系统根据压力平均值p与判定标准值对比判断上塔动物类型。如果p≤L，则系统判定此时上塔动物为微小动物，返回步骤2；否则系统比较p与人体压力范围值的大小关系。如果X<p≤Y，则系统判定此时为人员上塔；否则系统判定此时上塔动物为危险动物。

步骤4、根据不同动物类型执行不同驱逐方式。

系统根据判断出的上塔动物类型执行不同的驱逐方式。若系统判定此时为人员上塔，则系统通过广播设备播送警告信息，返回步骤2；若系统判定此时上塔动物为危险动物，则系统启动超声波驱逐器，利用超声波对上塔动物进行驱逐，返回步骤2。

基于超声波的上塔动物识别和驱逐方法的方法流程图如图4所示。

本发明的方法及系统具有以下两个优点：

(1)本发明根据不同类型动物，执行不同的驱逐策略，驱逐效果更好。

(2)本发明实现了上塔动物的主动发现和自动驱逐，能够及时排除铁塔受损隐患。

附图说明

图1是本发明的应用场景示意图；

图2是本发明的应用场景整体系统架构图；

图3是本发明的系统框图；

图4是本发明的方法流程图。

具体实施方式

下面对本发明优选实施例作详细说明。

本发明涉及的基于物联网的铁塔系统应用场景，如图1所示。在通信铁塔固定位置安装传感器设备，传感器采集铁塔相关参数并通过通信模块传输至系统，系统对传感数据进行保存和处理，客户端与系统交互获得所需信息。

基于物联网的铁塔系统的整体系统架构如图2所示。系统硬件部分包括通信铁塔本身、安装在塔身上的传感设备，传感设备的通信模块与系统进行实时通信；系统软件部分包括系统数据库、数据处理平台、数据管理发布平台，其中系统数据库接收来自传感设备的传感数据并保存所有系统日志，数据处理平台调取系统数据库中的数据进行处理和分析，数据管理发布平台接收数据处理平台的数据处理结果和系统数据库中的相应记录进行管理和发布；系统应用平台包括管理设备和客户端，管理设备包括但不限于工作站、电脑等设施，客户端包括但不限于APP、微信、Html网页等形式；本系统的应用人员包括但不限于管理人员和维护人员，其接口分别为管理设备和客户端。

本发明的实现依托上述应用场景和系统架构，在通信铁塔相应位置(如图1所示)安装压力传感设备检测该位置的压力传感器数据，通过数据分析判断上塔动物的信息，并通过安装在铁塔相应位置的超声波驱逐器或广播设备进行动物或人员驱逐。

下面是本发明方法及系统实施例的实现过程：

本发明提出的基于超声波的上塔动物识别和驱逐系统，包括定时采集压力传感器数据模块、提取数据并判断上塔动物类型模块、根据不同动物类型执行不同驱逐方式模块。

1、定时采集压力传感器数据模块：安装在铁塔上的压力传感器按照采样间隔T定时检测是否有物体进入，并将传感器数据传输至系统数据库存储。本实施例中，采样间隔T＝1s。

2、提取数据并判断上塔动物类型模块：系统提取N个压力传感器数据，记为p₁～p_N，其中N是事先设置的常量，计算压力平均值p＝(p₁+p₂+…+p_N)/N，系统设置判定标准值包括安全压力临界值L、人体压力值范围X～Y；如果p≤L，则系统判定此时上塔动物为微小动物，返回提取数据并判断上塔动物类型模块，否则系统比较压力平均值p与人体压力范围值的大小关系；如果X<p≤Y，则系统判定此时为人员上塔，否则系统判定此时上塔动物为危险动物。本实施例中，系统设置安全压力临界值L＝5N、人体压力值范围X～Y为250N～1250N、常量N＝5，提取5组压力传感器数据p₁～p₅分别为：p₁＝100N，p₂＝300N，p₃＝150N，p₄＝100N，p₅＝50N，计算压力平均值p＝(p₁+p₂+…+p_N)/N＝140N。5N<p＝140N<X＝250N，故系统判定此时上塔动物为危险动物。

3、根据不同动物类型执行不同驱逐方式模块：系统根据判断出的上塔动物类型执行不同的驱逐方式。如果系统判定此时为人员上塔，则系统通过广播设备播送警告信息；如果系统判定此时上塔动物为危险动物，则系统启动超声波驱逐器，利用超声波对上塔动物进行驱逐。本实施例中，系统判定此时上塔动物为危险动物，则启动超声波驱逐器。

本发明提出一种基于超声波的上塔动物识别和驱逐方法，其实现基础为系统已经通过传感器采集并存储压力传感器数据。该方法实现按照如下步骤：

步骤1、设置初始值。

本实施例中，设置安全压力临界值L＝5N、人体压力值范围X～Y为250N～1250N、常量N＝5。

步骤2、提取压力传感器数据并计算平均值。

本实施中，系统提取5个压力传感器数据p₁～p₅分别为：p₁＝100N，p₂＝300N，p₃＝150N，p₄＝100N，p₅＝50N。计算压力平均值p＝(p₁+p₂+…+p_N)/N＝140N。

步骤3、判断上塔动物类型。

系统根据压力平均值p与判定标准值对比判断上塔动物类型，其中判定标准值包括安全压力临界值L和人体压力值范围X～Y。如果p≤L，则系统判定此时上塔动物为微小动物，返回所述步骤2，否则系统比较压力平均值p与人体压力范围值的大小关系；如果X<p≤Y，则系统判定此时为人员上塔，否则系统判定此时上塔动物为危险动物。本实施例中，5N<p＝140N<X＝250N，故系统判定此时上塔动物为危险动物。

步骤4、根据不同动物类型执行不同驱逐方式。

系统根据判断出的上塔动物类型执行不同的驱逐方式。如果系统判定此时为人员上塔，则系统通过广播设备播送警告信息，返回步骤2；如果系统判定此时上塔动物为危险动物，则系统启动超声波驱逐器，利用超声波对上塔动物进行驱逐，返回步骤2。本实施例中，系统判定此时上塔动物为危险动物，则启动超声波驱逐器，返回步骤2。

当然，本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上实施例仅是用来说明本发明的，而并非作为对本发明的限定，只要在本发明的范围内，对以上实施例的变化、变型都将落入本发明的保护范围。