一种树木胸径测量系统的制作方法

本实用新型涉及树木胸径测量装置，特别涉及一种基于Zigbee无线传感网络的实时树木胸径测量系统，属于树木测量工具技术领域。

背景技术：

通过测量树木胸径，计算、分析林木生长量，可以从一个方面了解林木生长情况和生长规律，判断林木的成熟程度和估算林木收获量，并为采取相应的经营措施，培育速生丰产林提供科学依据。

树木胸径生长量的测量涉及的时间长，范围广，环境恶劣。目前，树木胸径主要采用皮尺测量，测量的人工误差较大。另外，我国对于树木生长信息的提取方法相对落后，基本是定期定点的人工职守，测量、记录，然后将数据上报，再做定性定量的分析；这种方案耗时，费力，有着很多的局限性，同时安全性差。

技术实现要素：

本实用新型的目的是针对上述不足之处提供一种树木胸径测量系统，它能够准确测量树木胸径，测量简便，同时适合长期无人监护树木的测量，不需要测量人员进入野外，保护人身安全，提高效率与安全性。

本实用新型采用的技术方案是：

本实用新型所述的树木胸径测量系统，它包括一个绑带，绑带一端连接在用于固定在树木上的固定结点，绑带的另一端为自由端；固定节点面对树木的内侧面上开有凹槽，环绕树木后的绑带自由端穿过凹槽；环绕树木的弹簧一端与绑带自由端相连，另一端与固定节点相连，弹簧在常态时使得绑带抱紧树木；在穿过凹槽的绑带上粘贴着薄膜电位计，在凹槽内设置有触头，在凹槽与触头之间设置有压簧，压簧在常态时收到触头压紧在薄膜电位计上；薄膜电位计的两个固定引脚之间加载电压；在薄膜电位计的压迫引脚与一固定引脚之间设置有电压检测电路。

本实用新型采用在弹簧作用下的绑带实时抱紧树木，等树木生长，胸径不大，绑带克服弹簧的拉力使得自由端相对于固定端移动，薄膜电位计即相对于固定节点移动，这样触头压住薄膜电位计上的位置就会改变，因此压迫引脚与一固定引脚之间的电阻值就会改变，当然电压检测电路测出的电压值就会改变，通过该电阻值或者电压值的变化即可知道树木胸径的变化。该测量装置结构简单，适合长期监护树木的胸径，测量结果准确。薄膜电位计、电压检测电路等属于现有技术，薄膜电位计外接引脚有三个：两个固定引脚，一个压迫引脚。两个固定引脚之间的电阻是固定的，当压迫薄膜电位计不同位置的印制电路，压迫引脚与一固定引脚之间的电阻值就会改变。当在两个固定引脚加载一定电压时，压迫引脚与一固定引脚之间的电压值就会改变。

上述的树木胸径测量系统，绑带为不锈钢带。

上述的树木胸径测量系统，在凹槽的底面开有盲孔，触头设置在盲孔内，所述压簧位于盲孔与触头之间。这样盲孔对触头的导向性好，不会因为薄膜电位计随着绑带的移动而使得触头移动，触头能够始终压紧在薄膜电位计上。

上述的树木胸径测量系统，它还包括模数转化模块，无线通信模块，所述模数转化模块将薄膜电位计的压迫引脚与一固定引脚之间电压信号转化成数字信号，无线通信模块将数字信号发送到远端服务器或手持监控设备。模数转化模块，无线通信模块、模数转化模块与薄膜电位计的压迫引脚、固定引脚等连接电路、模数转化模块与无线通信模块之间的连接电路等属于现有技术。采用模数转化模块，无线通信模块后，能够把反映树木胸径变化的压迫引脚与一固定引脚之间的电压变化数据实时传送到远端服务器或手持监控设备，人们可以实时监测树木胸径，不需要测量人员进入野外，保护人身安全，提高效率与安全性。

当然，无线通信模块可以采用含有Zigbee模块的无线通信模块。这样，可以在树林中的每棵树上均安装该测量系统；所述Zigbee模块用于将采集到的树干半径的变化信息汇总发送到协调器，协调器可以通过4G模块将采集到的数据发送到远端服务器或手持监控设备。当有多个终端信号采集节点时，可以通过Zigbee网络，实现组网的功能，因此可以达到测量整片林地的效果。Zigbee模块、4G模块、服务器、手持监控设备等属于现有技术。

附图说明

图1为树木胸径测量系统的平面图；

图2为树木胸径测量系统的安装示意图；

图3为固定节点背面图；

图4为树木胸径测量系统在使用时的正面示意图；

图5为树木胸径测量系统在使用时的装配示意图；

图6为自动测量流程图。

图中，安装孔1、触头2、安装孔3、固定引脚4，压迫引脚5，固定引脚6，固定结点7、自由端8、薄膜电位计9、绑带10，弹簧18的另一端11、薄膜压力传感器电阻电压信号转换模块，无线传感网络部分13、凹槽14、盲孔15、压簧16、树木17、弹簧18。

具体实施方式

参照附图1、2、5，本实用新型的实时树木胸径测量系统具有绑带10，所述绑带10为不锈钢带，不锈钢带一端焊接固定结点7，不锈钢带的另一端为设有自由端8；固定结点7通过穿过固定节点上的安装孔1、3的销钉固定在所测树木上，固定节点的背面（面对树木的内侧面）有一个宽度与比绑带10略宽的凹槽14，凹槽的底面开有盲孔15，触头2设置在盲孔内，所述压簧16位于盲孔底面与触头之间。不锈钢带的自由端8围绕树木一周后从凹槽内穿过。弹簧（拉簧）18的一端与自由端8相连，环绕树木17后的弹簧18的另一端11与固定节点7相连。在穿过凹槽的绑带上面对凹槽的表面粘贴着薄膜电位计9，薄膜电位计的粘贴位置根据实际情况选取，必须保证粘贴着薄膜电位计的穿过凹槽，同时，触头2在压簧16作用下按压住薄膜电位计。为了保护薄膜电位计，可以将薄膜电位计封装上一层保护膜之后再粘贴。

树木生长拉伸时，触头按压薄膜电位计的位置发生变化。所述薄膜电位计有三个引脚，依次为固定引脚4，压迫引脚5，固定引脚6；两个固定引脚4、6之间为固定电阻，压迫引脚5、固定引脚6之间的电阻值根据触点2压迫薄膜电位计的位置不同而改变。

薄膜电位计的引脚与薄膜压力传感器电阻电压信号转换模块相连，薄膜压力传感器电阻电压信号转换模块与Zigbee模块相连，薄膜电位计，薄膜压力传感器电阻电压信号转换模块和Zigbee模块一起构成了一个完整的终端信号采集节点。

参照附图6，所述终端节点采用含有CC2530型号芯片的Zigbee模块,所述协调器采用含有CC2530型号芯片的Zigbee模块，所述4G模块采用USR-LTE-7S4模块；终端节点数据采集部分的工作流程如下：

第一步，通过薄膜电位计得到阻值的变化，薄膜压力传感器电阻电压信号转换模块将获得的阻值经过放大转换得出相应的电压值，并转换成数字信号。

第二步，Zigbee模块接收到电压信号，通过自组网发送到协调器，协调器通过4G模块发送到服务器或手持监控设备；通过薄膜电位计的电压与长度的关系，得出树木直径的变化。

实时树木胸径测量系统的终端节点采用Zigbee模块，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。

上述具体实例已经充分揭露了本实用新型的具体实施方式；需要指出的是，熟悉该领 域的技术人员对本实用新型的具体实施方式所做的任何改动均不脱离本实用新型的权利要求书的范围；相应地，本实用新型的权利要求的范围也并不仅仅局限于所述具体实施方式。