一种森林树表装置的制作方法

本技术属于物联网测量器械和仪器，具体涉及一种森林树表装置。

背景技术：

1、森林既为人类提供木材、林产品等物质资料，又可以提供固碳释氧、净化空气、涵养水源等生态效益，但目前像水表和电表一样，可以实时测量森林价值的计量装置现实中是缺乏的。如何利用树木生长发育过程细胞分裂和扩大，使树木的形体和重量不断增加的特性，通过树木生长驱动机械部件转动，由电子部件将转动的角度转化为森林生长量的计量装置有待开发。

2、综上所述，亟需提供一种可实现森林生长量实时监测、制作工艺简单的森林树表装置。

技术实现思路

1、本实用新型的目的是提供一种可实现森林生长量实时监测、制作工艺简单的森林树表装置。

2、上述目的是通过如下技术方案实现：一种森林树表装置，包括壳体、拉动件以及设置所述壳体内的第一转轮、第二转轮和角度测量构件，所述第一转轮和第二转轮分别与所述壳体转动连接，所述壳体设有出口，所述拉动件绕设在所述第一转轮上，从所述第一转轮上引出的拉动件的一端缠绕所述第二转轮后经所述出口由壳体内拉出至壳体外，所述第一转轮设有用于将拉动件拉紧的收紧机构，所述角度测量构件用于检测所述第二转轮的转动角度。

3、具体应用过程中，将本实用新型放置于被测立木的胸径处，拉动拉动件从出口延伸出的一端，环绕被测立木一圈后，将拉动件端部进行固定，利用收紧装置绷紧拉动件，使得本实用新型固定于被测立木上，当树木生长发育过程细胞分裂和扩大，使树木的形体和重量不断增加时，树木生长胸径增大，驱动拉动件拉出带动第二转轮转动，角度测量构件检测第二转轮转动角度，进而计算出林木生长量。应用过程中，拉动件可以是拉线或者具备一定宽度的拉带，当然也可以是能起到相同作用的其他形状部件。

4、本实用新型通过树木生长驱动拉动件伸长，将转动的角度转化为森林的生长量，实现森林的实时监测，再通过相关生物量和生态效益模型，计算出森林的物质价值和生态价值。本实用新型通过增加第二转轮结构，通过第二转轮转动计算拉动件拉伸距离，有效消除由于拉动件在第一转轮的不规则缠绕导致的测量误差，提升了测量精度和降低校正难度。

5、进一步的技术方案是，所述角度测量构件包括磁性构件和磁场传感器，所述磁性构件或磁场传感器固定在所述第二转轮上，所述磁性构件与磁场传感器配合测量所述第二转轮的转动角度。

6、进一步的技术方案是，所述森林树表装置还包括控制器和电源，所述电源与所述磁场传感器和控制器电连，所述磁场传感器与所述控制器通信连接并将检测的信息传递至所述控制器，所述控制器用于测量数据的储存和/或计算。电源与电路板连接，为整个装置提供供电服务。

7、进一步的技术方案是，所述森林数表装置还包括显示机构，所述磁场传感器或控制器与所述显示机构通信连接并用于将检测的信息发送至所述显示机构，所述显示机构用于显示预定的信息。具体，森林数表装置包括电路板，控制器与电路板或磁场传感器电连，电路板可以设置无线通信接口，无线通信接口用于与智能通信网关进行信息交换并将所述测量结果或计算结果发送至所述显示机构，进行远程显示；当然，电路板也可直接设置显示器的物理连接接口，显示机构（led显示屏）直接连接在电路板上并直接显示测量或计算结果。

8、进一步的技术方案是，所述磁性构件固定在所述第二转轮上并与所述第二转轮同轴设置，所述磁场传感器与所述磁性构件相对设置，所述磁性构件为径向磁铁。如此设置，保证检测数据精确；径向磁铁为采用径向充磁的磁铁。

9、进一步的技术方案是，所述第二转轮包括线轮轴承和线轮轴，所述壳体内设有线轮槽，所述线轮轴承固定在所述线轮槽中，所述线轮轴套在所述线轮轴承内，由所述第一转轮引出的拉动件环绕在所述线轮轴上，所述磁性构件固定在所述线轮轴上。如此，保证拉动件带动线轮轴转动的同时，径向磁铁同线轮轴同步转动；通过第二转轮带动径向磁铁旋转计算拉动件拉伸距离，可有效消除由于拉动件在第一转轮的不规则缠绕导致的测量误差，提升了测量精度和降低校正难度。

10、进一步的技术方案是，所述收紧机构包括发条弹簧，所述第一转轮包括转轮本体和转轴，所述转轴固定在所述壳体上，所述转轮本体套设在所述转轴上，所述转轴设有内钩口，所述转轮本体设有外钩口，所述发条弹簧套入所述转轴且两端分别扣入所述内钩口和外钩口。

11、进一步的技术方案是，所述转轮本体设有拉动件固定部，所述拉动件的一端扣入所述拉动件固定部，另一端环绕在所述转轮本体上后交叉绕过第二转轮。

12、进一步的技术方案是，所述森林数表装置还包括电路板，所述控制器电连在所述电路板上，所述电路板上设有磁场传感器接口和电源接口，所述磁场传感器和电源分别通过磁场传感器接口和电源接口与电路板相连。如此，通过电路板实现电源、磁场传感器和控制器的电连。

13、进一步的技术方案是，所述控制器包括微控制单元，所述电路板还包括无线通信接口、调试接口和唤醒按钮，所述磁场传感器的测量结果传输至所述微控制单元，所述微控制单元用于测量数据的计算、存储和控制，所述无线通信接口用于将所述微控制单元的计算结果与智能通信网关进行信息交换，所述调试接口用于开发、测试使用；所述唤醒按钮用于将所述森林树表装置唤醒并执行进入工作状态。

14、具体，其中微控制单元内含内存、计数器、a/d转换等，完成磁场传感器数据测量的计算、存储和控制。磁场传感器可以采用固定时间唤醒工作，其余时间休眠的工作模式，并且处于工作状态数据采集仅仅需1秒钟左右，故能实现低功耗的长期监测，唤醒按钮用于唤醒磁场传感器。

15、进一步的技术方案是，所述电路板还包括实时时钟和指示灯，所述实时时钟用于提供精准可靠的系统时间，所述指示灯用于标识森林树表装置处于工作状态或睡眠状态。应用过程中，指示灯亮，表示传感器处于工作状态，指示灯灭，表示森林树表装置处于睡眠状态。

16、进一步的技术方案是，所述拉动件为拉线，所述壳体设有用于固定拉线的拉线固定件。如此，拉出拉线绕过树干后将拉线拉出的一端通过拉线固定件固定，防止拉线受力缩回。

17、进一步的技术方案是，所述拉线固定件包括固定挂钩，所述壳体的背侧设有凹口，所述固定挂钩的一端固定在所述壳体的背侧，另一端延伸至所述凹口。拉线固定件固定于壳体背面，拉动件绕在第一转轮上，并交叉绕过第二转轮后，从出口伸出，再绕测立木后固定于拉线固定件；当拉动件端部固定于拉线固定件上后，发条弹簧伸展，带动第一转轮回滚，第二转轮也随之旋转，进而带动固定于第二转轮上的径向磁铁逆时针回转，最终使拉线在拉线固定件处拉紧固定。当从出口拉动拉动件时，拉动件带动第二转轮转动，进而带动固定于第二转轮上的径向磁铁顺时针转动，与此同时带动第一转轮联动，第一转轮使发条弹簧收缩，对拉动件产生收缩拉力。

18、进一步的技术方案是，所述壳体设有排水孔。

19、相比于现有技术，本实用新型技术方案的实施具备如下优势：

20、1、可实时监测森林的生长量。本实用新型通过树木生长驱动拉动件伸长，进而驱动磁场传感器计算，将径向磁铁转动的角度转化为森林的生长量，像水表和电表一样实现森林的实时监测，通过相关生物量和生态效益模型，可计算出森林的物质价值和生态价值。

21、2、提升了测量精度并降低了校正难度。本实用新型通过增加第二转轮结构，通过第二转轮带动径向磁铁旋转计算拉动件拉伸距离，有效消除由于拉动件在第一转轮的不规则缠绕导致的测量误差，提升了测量精度和降低校正难度。

22、3、制作工艺简单，防护能力加强。本实用新型使用磁场传感器，其中径向磁铁在机械结构部分，测角传感器在电路板部分，两者由于通过磁场进行测量，物理不接触。可以分开制作机械和电子部分。对于电子部分可以单独做三防处理，整体组装工艺更简单，设备防护能力加强。