一种基于二进制计数原理的树木胸径快速测量系统及方法

本发明涉及树木胸径测量，尤其涉及一种基于二进制计数原理的树木胸径快速测量系统及方法。

背景技术：

1、本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

2、森林调查是获取森林资源信息和进行林业各种分析决策的一项基础技术工作，而不同的调查方法获得的森林蓄积量有所差异，在野外森林调查中，往往需要建立样方并对样方内的所有树木进行跟踪测量，其中，树木胸径测量是一项重要内容，目前，野外测量中通用的方法是人工使用胸径尺进行测量或者安装胸径测量环并且在固定时间人工逐个读取，每五年复测一次，这种传统的方法对样地内所有树木进行测量，耗时耗力，而且准确性非常低；另外，每隔一段时间需要复测时，又需要人工重新开始测量，浪费人力、测量效率低。安装胸径测量环提高了准确性，但是效率的提高有限，仍然需要对每棵树逐个读数。

3、且现有的胸径测量环，采用十进制计数原理对树木胸径进行测量，为了实现十进制计数原理，设置了毫米rfid卡组、分米rfid卡组和厘米rfid卡组，每组rfid卡组由包含10个rfid卡，rfid卡使用量大，导致成本较高，且系统不稳定，同时设置毫米齿轮、厘米齿轮的齿数满足毫米、厘米之间的倍数关系，从而导致胸径测量环整体体积较大，携带不便。

技术实现思路

1、本发明为了解决上述问题，提出了一种基于二进制计数原理的树木胸径快速测量系统及方法，能够利用二进制计数原理对树木胸径进行测量，减小了rfid卡的使用数量及胸径测量器的整体体积，提高了系统稳定性，且便于携带。

2、为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、第一方面，提出了一种基于二进制计数原理的树木胸径快速测量系统，包括阅读器和胸径测量器；胸径测量器包括齿条、齿条固定器和多级齿轮轴，为每级齿轮轴对应设置一个rfid卡，并在每级齿轮轴上圆周设置多个导体片，齿轮轴转动，能够带动导体片运动至该齿轮轴对应的rfid卡处，触发该rfid卡向阅读器发送计数信号，由阅读器进行二进制计数；

4、相邻级齿轮轴通过齿轮组连接，齿轮组包括相啮合的小齿轮和大齿轮，小齿轮固定于上级齿轮轴上，大齿轮固定于下级齿轮轴上，齿条与一级齿轮轴上的小齿轮啮合，齿条缠绕于齿条固定轴上，齿条的一端固定于齿条固定轴上，另一端能够与齿条固定器连接，将齿条绕在树木胸径外部，并将齿条与齿条固定器连接后，当树木胸径变大时，能够使齿条移动伸长，进而带动各齿轮轴依次转动，使齿轮轴上的导体片触发rfid卡向阅读器发送计数信号。

5、第二方面，提出了第一方面提出的一种基于二进制计数原理的树木胸径快速测量系统的测量方法，包括：

6、将齿条绕树木胸径一周后，与齿条固定器连接；

7、随着树木的生长，齿条移动伸长，进而带动各齿轮轴依次转动；

8、当齿轮轴上的导体片触发rfid卡向阅读器发送计数信号时，阅读器进行二进制计数；

9、根据阅读器二进制计数结果获得树木胸径。

10、与现有技术相比，本发明的有益效果为：

11、1、本发明通过在每个齿轮轴上设置多个导体片，每个导体片均能触发对应的rfid卡向阅读器发送计数信号，由阅读器进行二进制计数，实现了利用二进制计数原理对树木胸径进行测量，减小了rfid卡的使用数量及胸径测量器的整体体积，提高了系统稳定性，便于携带。

12、2、本发明可以通过阅读器向rfid卡发送测量信号，当rfid卡接收到测量信号后，当rfid卡被激发后可以向阅读器发送计数信号，由阅读器进行计数，故能够实现对树木胸径的复测。

13、3、本发明能够实现对多个树木胸径的同时测量，提高测量效率。

14、本发明附加方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

技术特征：

1.一种基于二进制计数原理的树木胸径快速测量系统，其特征在于，包括阅读器和胸径测量器；胸径测量器包括齿条、齿条固定器和多级齿轮轴，为每级齿轮轴对应设置一个rfid卡，并在每级齿轮轴上圆周设置多个导体片，齿轮轴转动，能够带动导体片运动至该齿轮轴对应的rfid卡处，触发该rfid卡向阅读器发送计数信号，由阅读器进行二进制计数；

2.如权利要求1所述的一种基于二进制计数原理的树木胸径快速测量系统，其特征在于，大齿轮与小齿轮的齿数比为2:1。

3.如权利要求1所述的一种基于二进制计数原理的树木胸径快速测量系统，其特征在于，多个导体片沿齿轮轴圆周均布设置，且相邻导体片之间间隔一个小齿轮齿。

4.如权利要求1所述的一种基于二进制计数原理的树木胸径快速测量系统，其特征在于，每个rfid卡上均设置栅格，在每个栅格内均设置有两个断开的箔片，两个箔片分别与rfid卡中的导线圈的两端连接；导体片能够到达对应rfid卡的栅格，当导体片到达对应的rfid卡的栅格时，导体片与两个箔片接触，该rfid卡被触发向阅读器发送计数信号。

5.如权利要求1所述的一种基于二进制计数原理的树木胸径快速测量系统，其特征在于，阅读器为每个rfid卡设置计数位，当阅读器接收到rfid卡的计数信号时，该rfid卡对应的计数位计数为1，当阅读器没有接收到rfid卡的计数信号时，该rfid卡对应的计数位计数为0。

6.如权利要求1所述的一种基于二进制计数原理的树木胸径快速测量系统，其特征在于，阅读器用于将二进制计数结果转换为十进制计数。

7.如权利要求1所述的一种基于二进制计数原理的树木胸径快速测量系统，其特征在于，为每个rfid卡设置单独的编号，当rfid卡被触发时，将rfid卡自身的编号信息作为计数信号，发送至阅读器。

8.如权利要求1所述的一种基于二进制计数原理的树木胸径快速测量系统，其特征在于，系统在初始状态时，所有齿轮轴上的导体片均没有触发rfid卡，阅读器计数为0。

9.如权利要求1所述的一种基于二进制计数原理的树木胸径快速测量系统，其特征在于，包括多个胸径测量器，每个胸径测量器用于对单独的树木胸径进行测量。

10.如权利要求1-9任一项所述的一种基于二进制计数原理的树木胸径快速测量系统的测量方法，包括：

技术总结
本发明公开的一种基于二进制计数原理的树木胸径快速测量系统及方法，为每级齿轮轴对应设置一个RFID卡，并在每级齿轮轴上圆周设置多个导体片，齿轮轴转动，能够带动导体片运动至该齿轮轴对应的RFID卡处，触发该RFID卡向阅读器发送计数信号，由阅读器进行二进制计数；实现了利用二进制计数原理对树木胸径进行测量，减小了RFID卡的使用数量及胸径测量器的整体体积，提高了系统稳定性，便于携带。

技术研发人员：胡祥云,刘伟国,赵琛琳,闫琰
受保护的技术使用者：西北农林科技大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16