本发明属于森林计测学技术领域，具体地涉及一种数字化多功能电子测树枪。
背景技术：
中国是世界林业大国，对森林计测仪器产品的需求量大，使用面广。目前国内高精度、便携性森林计测设备主要依赖进口日本、瑞典、芬兰、美国等国的产品。这些产品普遍存在功能单一、价格昂贵等缺点。为了满足中国林业生产和现代林业的发展需求，中国已开始重视这方面的研究，微电子技术、传感器技术、计算机科学的发展有力地推动了森林计测设备向集成化、数字化方向发展，但尚处于起步阶段。
国外对森林计测设备的研究起始于20世纪40－50年代，在胸径测量方面，主要的产品有卡尺、Biltmore测仗、测径尺，巴尔和斯特劳德光学测树仪等，Kennel等对卡尺和测径尺分别用于断面积的估测精度进行了比较。在树高测量方面，主要有布鲁莱斯测高器、阿布尼水准仪、克里斯屯测高器等，这些测高仪的测量原理主要有基于三角函数原理和相似三角形几何原理2类，测量精度都不高，除此之外，还有伸缩杆，伸缩杆主要用于测量在15m以下立木高度，树高超过15m则难以操作。在多用测树仪方面，主要有比特里希林分速测镜、巴尔斯-特劳测树仪等，此类仪器能测量立木直径、林木每公顷胸高断面积等多项因子。近年来，具有代表性的测树产品主要有日本生产的Forestry 550，瑞典生产的Vertex系列等。
目前，国内对森林计测设备的研发主要分为2类，一类是引进或对现有测绘仪器进行改造，用于森林计测。冯仲科等发明了电子角规，利用森林罗盘仪、电子经纬仪、全站仪、测树型超站仪、PDA（personal digital assistant）等设备进行森林计测，并对其精度进行了研究，全站仪测量树高的精度达1/1400，测量直径的精度达1/200，树心平面坐标定位精度达15 mm，冠幅测量精度达1/13 000。全站仪用作森林计测工具，精度虽高，但体积大，质量大，不易携带，坡度较大和郁闭度高的林地架站困难，操作复杂，成本高。国内目前研制的上述新型测树仪器均存在功能单一、精度一般、操作复杂、便携性差、成本昂贵等一个或多个问题，在一定程度上限制了设备在林业领域的使用。
技术实现要素：
本发明就是针对上述问题，弥补现有技术的不足，提供一种数字化多功能电子测树枪；本发明能够实现树高测量、任意处直径测量、角规绕测计数、林分平均高测量、株数密度测量、基本测量等功能，具有数字化、精准化、信息化和内外业一体化的特点。
为实现本发明的上述目的，本发明采用如下技术方案。
本发明一种数字化多功能电子测树枪，包括角规、倾角传感器、激光测距传感器、电子罗盘、中央控制单元MCU、存储器、液晶显示屏LCD、键盘、USB数据通信接口、电源；其结构要点是：所述中央控制单元MCU的信号输入端分别与角规、倾角传感器、激光测距传感器、电子罗盘和键盘连接，所述中央控制单元MCU的信号输出端与液晶显示屏LCD连接，所述中央控制单元MCU的信号输入/输出端分别与存储器、USB数据通信接口相互连接；所述电源分别给倾角传感器、激光测距传感器、电子罗盘、中央控制单元MCU、液晶显示屏LCD、存储器进行供电。
作为本发明的一种优选方案，所述中央控制单元MCUC采用8051F410单片机。
作为本发明的另一种优选方案，所述倾角传感器采用三轴加速传感器LIS331DLH。
作为本发明的另一种优选方案，所述电子罗盘采用集成电路芯片GY-26。
作为本发明的另一种优选方案，所述液晶显示屏LCD采用GY1606A4FSW6Q。
作为本发明的另一种优选方案，所述USB数据通信接口采用集成电路芯片LPC2148。
作为本发明的另一种优选方案，所述电源采用集成电路芯片TPS61020。
本发明的有益效果是。
本发明提供的一种数字化多功能电子测树枪，包括角规、倾角传感器、激光测距传感器、电子罗盘、中央控制单元MCU等，利用激光测距传感器、测角传感器、电子罗盘获得测站点到目标点的距离、倾角和磁方位角，基于三角函数原理、角规测树原理，由MCU（microcontroller unit）内嵌程序自动解算出树高、直径、角规计数值、株数密度等森林计测参数，并和外围器件进行高密度、高可靠集成；本发明能够实现树高测量、任意处直径测量、角规绕测计数、林分平均高测量、株数密度测量、基本测量等功能。经过试验测试，树高测量精度最高达99.39%，林分平均高测量精度最低为94.97%，其他功能精度都在95%以上，可以满足林业外业调查的需要。
附图说明
图 1 是本发明一种数字化多功能电子测树枪的硬件连接结构图。
具体实施方式
如图 1 所示，为本发明一种数字化多功能电子测树枪的硬件连接结构图。图中，包括角规、倾角传感器、激光测距传感器、电子罗盘、中央控制单元MCU、存储器、液晶显示屏LCD、键盘、USB数据通信接口、电源；其结构要点是：所述中央控制单元MCU的信号输入端分别与角规、倾角传感器、激光测距传感器、电子罗盘和键盘连接，所述中央控制单元MCU的信号输出端与液晶显示屏LCD连接，所述中央控制单元MCU的信号输入/输出端分别与存储器、USB数据通信接口相互连接；所述电源分别给角规、倾角传感器、激光测距传感器、电子罗盘、中央控制单元MCU、存储器、液晶显示屏LCD、键盘、USB数据通信接口进行供电。
所述中央控制单元MCUC采用8051F410单片机，主要完成对各种传感信号的采集、处理和输出；所述存储器采用C8051F410 片内闪存,用于存储测量数据。
所述倾角传感器采用三轴加速传感器LIS331DLH；用于测量电子测树枪和测点间的倾斜角。所述激光测距传感器基于集成电路芯片LMC6482、PL613、PL673；用于测量电子测树枪到测点的距离。所述电子罗盘采用集成电路芯片GY-26；用于测量电子测树枪到测点的磁方位角。
根据倾斜角、距离和磁方位角3个测量参数，利用三角函数关系可实现树高、林分平均高、株数密度、任意处直径的间接测量。
所述液晶显示屏LCD采用GY1606A4FSW6Q；用于显示测量参数。
所述USB数据通信接口采用集成电路芯片LPC2148；用于测量数据的导出。
所述电源采用集成电路芯片TPS61020；用于向各器件供电。所述键盘用于对各种功能的操作。所述角规为可旋转机械拨片，旋转拨片可实现4种断面积系数的选择。
可以理解的是，以上关于本发明的具体描述，仅用于说明本发明而并非受限于本发明实施例所描述的技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换，以达到相同的技术效果；只要满足使用需要，都在本发明的保护范围之内。