一种用于野外的大熊猫无线智能称重系统的制作方法

本发明涉及大熊猫称重，具体是指一种用于野外的大熊猫无线智能称重系统。

背景技术：

1、大熊猫是世界上最珍稀濒危的野生动物之一，是保护生物学上的旗舰物种。解决大熊猫走向灭绝，其核心问题是防止其栖息地破碎化。解决措施有两类，一是就地保护，即根据野生大熊猫的分布划分自然保护区，但受制于地理障碍，其基因交流有所限制；二是迁地保护，即通过人工繁育进行大熊猫圈养，从根本上解决其走向灭绝。目前，虽然就地保护和迁地保护取得了较好成绩，但野生大熊猫的数量不足2000只，而圈养个体的数量却持续上升，因此，大熊猫野化放归势在必行。

2、对于野化培训个体来说，其处于野化训练过渡区或野外环境中，体重监测具有一定的难度，并且大熊猫野化培训圈面积较普通圈舍大，且需尽量减少对野化培训个体的人为干扰。

3、总之，于野外环境下对大熊猫称重具有一定难度，目前也没有明确的定论，其无线称重系统尚不统一。

技术实现思路

1、本发明目的在于提供一种用于野外的大熊猫无线智能称重系统，用于实现野外大熊猫的体重智能检测。

2、本发明通过下述技术方案实现：

3、一种用于野外的大熊猫无线智能称重系统，包括电源模块，还包括与所述电源模块信号连接的：传感模块，包括温度传感器与质量传感器，所述温度传感器用于采集待测区域的温度信息，所述质量传感器用于采集待测区域的实时质量信息，并将温度信息与质量信息按照时间序列绑定生成称重包；处理模块，与所述传感模块信号连接，且设置有下阈值与上阈值，并保留称重包内下阈值与上阈值之间的数据，再通过数据处理模型对保留数据进行处理得到待测目标的质量数据；存储模块，与所述处理模块信号连接，用于存储称重包数据与质量数据；以及无线传输模块，与所述存储模块信号连接，用于无线回传称重包数据与质量数据，其中，下阈值为大熊猫的理论最低质量数据，上阈值为大熊猫的理论最高质量数据，数据处理模型为卷积神经网络模型。需要说明的是，现有技术中，处于野化训练过渡区或野外环境中的大熊猫，其体重监测具有一定的难度，并且大熊猫野化培训圈面积较普通圈舍大，且需尽量减少对野化培训个体的人为干扰，因此，对于野外的大熊猫的体重监测存在着较大的困难。

4、基于上述问题，申请人提出了一种用于野外的大熊猫无线智能称重系统，采用完全区别与现有技术中的实时称重的方式，即通过传感模块记录在某一个设定时间周期内重量变化的数据包，并排除了最小重量与最大重量变化的影响，保留了符合于大熊猫运动规律内的重量变化区间数据，再通过对该重量变化区间内的稳定变化数据进行训练分析，最终得到大熊猫在本申请称重系统上的重量数据，较大程度地实现了稳定智能称重。并且，在上述过程中，还存在着其他动物影响的不确定性，通过引入下阈值与上阈值的方式来减少上述影响，具体地，如，某一小动物对称重板造成的重量影响小于下阈值，则这种不利影响能够通过下阈值的筛选直接排除，上阈值的排除同理。

5、进一步地，所述称重系统还包括称重板，所述传感模块设置在所述称重板下方，所述称重板上方设置有用于吸引大熊猫的饵料。需要说明的是，称重板的设置可以理解为一个大型台称的称面，温度传感器与质量传感器均设置在称重板的下方，称重板上还可以设置草坪等进行迷惑性装饰，饵料优选设置在称重板的几何重心上，当大熊猫受到饵料诱惑进入称重板后，再基于大熊猫的生活习性可知，质量传感器能够采集到上述过程中称重板的质量变化，即大熊猫在称重板上的质量数据。

6、进一步地，所述质量传感器还信号连接有误差补偿模块，所述误差补偿模块基于rms方法对质量传感器的误差进行合成得到合成误差，合成误差满足：其中，σt为质量传感器的合成误差；σ1为质量传感器的非线性误差；σ2为质量传感器的不重复性误差；σ3为质量传感器的滞后误差；σ4为温度变化引起质量传感器的零点变动误差；σ5为温度变化引起质量传感器感器系数变动误差；t为质量传感器周围环境温度变化的幅度。需要说明的是，质量传感器的误差主要是来自于两个方面，一个是客观的硬件方面，它的不重复性、滞后性、非线性会很大程度上影响质量传感器的误差；另外还有一方面来自于外在环境，环境变化等因素，可能会使得质量传感器的一些参数发生变化。所有这些错误已经通过质量传感器制造中的各种补偿措施降低到可能的最低水平。但是其它还有不容易补偿以及纠正的，可以通过上述合成过程进行统一补偿，进而减少误差对质量传感器的影响，能够较大程度地辅助提高大熊猫称重过程中的准确性。

7、进一步地，所述数据处理模块内输入有时间阈值，所述数据处理模型的数据处理过程为：统计保留数据中的突变点，并归纳出大于所述时间阈值内的各突变区间，再计算出各突变区间对应的质量数据。需要说明的是，由于传感模块采集的是一个持续时间段内的数据，即称重板在外界环境的影响下可能会持续的记录变化数据，而这些变化数据并不对应大熊猫的质量数据，基于大熊猫的平均体重而言，在称重板上的表现必然存在着一个突变点，将保留数据中的突变点进行归纳整理，能够进一步筛选出符合大熊猫质量的对应区间，进而准确测量出大熊猫的准确质量。

8、进一步地，所述质量传感器还用于记录所述饵料的质量，并将匹配有时间序列的饵料变化数据传递至数据处理模型。需要说明的是，饵料优选的有竹子、竹笋等，通过该饵料的重量变化能够佐证出质量变化区间对应的质量数据为大熊猫重量数据。

9、进一步地，所述数据处理模型基于接收到带有时间序列的饵料变化数据从各突变区间内筛选出与该饵料变化数据匹配的特定突变区间，所述特定突变区间对应的质量数据即为大熊猫的质量数据。

10、作为优选，所述无线传输模块包括信号连接的：低噪音放大器、混频器、滤波器以及解调器。需要说明的是，当无线传输模块接收到称重包数据与质量数据后，将数据从内部的差分信号引脚输入，经过低噪音放大器将信号放大，同时降低了噪音的产生，放大后的信号经过混频器进行变频，产生中频信号，中频信号经过数据处理，自动增益控制，频率经过滤波后，经由解调器将信号解调出来，再经过纠错/交织变化，最后将数据包进行回传，基于上述过程，能够极大程度的减小回传过程中的失真率，并且降低了信号传输过程中的干扰问题。

11、本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

12、1、本发明通过传感模块记录在某一个设定时间周期内重量变化的数据包，并排除了最小重量与最大重量变化的影响，保留了符合于大熊猫运动规律内的重量变化区间数据，再通过对该重量变化区间内的稳定变化数据进行训练分析，最终得到大熊猫在本申请称重系统上的重量数据，较大程度地实现了稳定智能称重；

13、2、本发明通过引入下阈值与上阈值的方式来减少上述影响，具体地，如，某一小动物对称重板造成的重量影响小于下阈值，则这种不利影响能够通过下阈值的筛选直接排除，上阈值的排除同理；

14、3、本发明通过合成误差过程进行统一补偿，进而减少误差对质量传感器的影响，能够较大程度地辅助提高大熊猫称重过程中的准确性。

技术特征：

1.一种用于野外的大熊猫无线智能称重系统，包括电源模块，其特征在于：还包括与所述电源模块信号连接的：

2.根据权利要求1所述的一种用于野外的大熊猫无线智能称重系统，其特征在于：所述称重系统还包括称重板，所述传感模块设置在所述称重板下方，所述称重板上方设置有用于吸引大熊猫的饵料。

3.根据权利要求1所述的一种用于野外的大熊猫无线智能称重系统，其特征在于：所述质量传感器还信号连接有误差补偿模块，所述误差补偿模块基于rms方法对质量传感器的误差进行合成得到合成误差，合成误差满足：

4.根据权利要求2所述的一种用于野外的大熊猫无线智能称重系统，其特征在于：所述数据处理模块内输入有时间阈值，所述数据处理模型的数据处理过程为：统计保留数据中的突变点，并归纳出大于所述时间阈值内的各突变区间，再计算出各突变区间对应的质量数据。

5.根据权利要求4所述的一种用于野外的大熊猫无线智能称重系统，其特征在于：所述质量传感器还用于记录所述饵料的质量，并将匹配有时间序列的饵料变化数据传递至数据处理模型。

6.根据权利要求5所述的一种用于野外的大熊猫无线智能称重系统，其特征在于：所述数据处理模型基于接收到带有时间序列的饵料变化数据从各突变区间内筛选出与该饵料变化数据匹配的特定突变区间，所述特定突变区间对应的质量数据即为大熊猫的质量数据。

7.根据权利要求1所述的一种用于野外的大熊猫无线智能称重系统，其特征在于：所述无线传输模块包括信号连接的：低噪音放大器、混频器、滤波器以及解调器。

技术总结
本发明涉及大熊猫称重技术领域，具体是指一种用于野外的大熊猫无线智能称重系统，包括电源模块，还包括与所述电源模块信号连接的传感模块、处理模块、存储模块以及无线传输模块。通过传感模块记录在某一个设定时间周期内重量变化的数据包，并排除了最小重量与最大重量变化的影响，保留了符合于大熊猫运动规律内的重量变化区间数据，再通过对该重量变化区间内的稳定变化数据进行训练分析，最终得到大熊猫在本申请称重系统上的重量数据，较大程度地实现了稳定智能称重。

技术研发人员：李倜,黄炎,李德生,吴代福,黄晓宇,屈元元,胡海平,何胜山
受保护的技术使用者：中国大熊猫保护研究中心
技术研发日：
技术公布日：2024/1/25