/D转换器4、超声波测距模块6、键盘11、液晶屏S0128647、存储器8、蓝牙模块10以及电源3连接。其主要的功能是:读取经过A/D转换后倾角传感器的数字值；接受来自键盘的指令、超声波模块的数值、蓝牙模块的信号、GPS定位模块的值，并通过内部数据的处理，将中间的数据以及数据送给液晶显示，并将有用数据送入存储器存储或通过蓝牙将数据送给外部设备。所述的A/D转换器4与倾角传感器SCA609连接，其作用是将倾角传感器输出的模拟信号转化为数字信号送给处理器处理。所述的超声波模块6与数据处理模块2相连接，作用是如图二所示，测量仪器由A点上升到B点的距离。所述的蓝牙模块10与数据处理模块2的输出端口相连接，作用是进行数据交换，用户在测量过程中，可以将有用信息上传到外部存储设备中。所述的键盘11与数据处理模块2相连，用于向处理器发送指令。
[0020]本发明的工作原理如下:
测量时，如附图2中所述L为测量仪器距树木的水平距离，Ii1和h2分别为测量点A到树根和树冠的垂直距离，h3为测量点B到A之间的上升距离，a i和β i分别为测量点A到树根和树冠的倾角，α2和β2分别为测量点B到树根和树冠的倾角。根据三角形勾股定理可得:
tan a j= h^Ltan β != h2/Ltan a 2 = 0^+1?) /L
h=hl+h2 = L氺(tan a i+tan β j = [ (tan a j+tan ^1)/ (tan a 2_tan a ^ ]氺 h3
实际测量时，只要任意选定两个测量点A，B。首先将测量仪放置在A点，倾角传感器SCA60测出A点到树根的倾角a !和到树冠的倾角β:，之后将测量仪器的高度上升到B点，再通过倾角传感器SCA60测出B点到树根的倾角(12和8点到树冠的倾角β2，同时利用超声波模块测出仪器离地的高度h3，然后通过一定的算法即上面的公式求得被测树木的高度。
[0021]本发明的工作过程是:
实际测量时，首先打开电源开关，本发明仪器开始进入工作状态。通过测量模式选择键选择测量模式。如果此时需要测树高，请选择测树高功能:首先将仪器放在A点，打开读数制动键，此时倾角传感器开始测数据，依次获得测量点到树根的倾角a 1和到树冠的倾角β:，然后将其值送入A/D转换器件转化为数字信号，并将转化后的数字进行存储，接着将仪器放在B点，打开另一个读数制动键，此时倾角传感器又开始测数据，依次获得测量点到树根的倾角α 2和到树冠的倾角β2，并其值送入A/D转换器件转化为数字信号，将转化后的数字进行存储，同时超声波模块测得从A点到B点的上升距离。各工作点测量完毕以后，接收按键的中断请求信号，与此同时数据处理单元通过一定的算法，求得其树高值，一方面将树高值送入液晶上显示，另一方面将有用的数值存储起来，并选择是否通过蓝牙上传给外部设备。
[0022]如需要测定树的相对坐标时，模式键选择测相对坐标功能。GPS信息接收模块开始工作，接受GPS卫星发送的信息，在将此信息通过RS232送入处理器，接着通过一定的算法将其转化为乔木在方形样地的相对坐标值，然后将值送入液晶显示，另一方面将有用的数值存储起来，并选择是否通过蓝牙上传给外部设备。
【主权项】
1.一种便携式的乔木树高及相对坐标测量仪器，其特征是:包括外壳(I)、数据处理器模块⑵、电源(3)、A/D转换器(4)、GPS定位模块(5)、超声波测距模块(6)、液晶显示模块(7)、存储器模块(8)、倾角传感器(9)、蓝牙模块(10)，键盘(11)，在物理上，所述超声波测距模块(6)的输出端口与数据处理模块(2)的第一输入端口相连,所述的GPS定位模块(5)的输出端口与数据处理模块(2)的第二输入端口相连；所述的存储器模块(8)与数据处理模块(2)及蓝牙模块(10)相连接；所述数据处理模块(2)包括中央处理器和A/D转换器(4)，其中A/D转换器(4)的输入端口与倾角传感器(9)相连接，输出端口与数据处理器模块(2)相连接；所述的蓝牙模块(10)与中央处理器模块相连；所述的键盘(11)与处理器相连；所述的液晶显示器(7)与处理器相连。2.根据权利要求1所述的乔木树高及相对坐标测量仪器，其特征是:所述的数据处理模块(2)选用三星公司的ARM9芯片S3C2440A，所述的倾角传感器模块(9)选用SCA60，超声波测距模块(6)选用US-100，所述的液晶显示模块(7)的型号S012864，所述的GPS定位模块(5)选用GPS-NE0-M6-001，所述蓝牙(10)选用HC-05，所述的电源模块(3)选用可反复充电的锂电池或者太阳能电极板。3.根据权利要求1所述的乔木树高及相对坐标测量仪器，其特征是:在测量乔木的相对坐标的时候，首先在A点测得到树根的倾角a 1和到树冠的倾角P1，然后将测量仪器的高度上升到B点，再通过倾角传感器SCA60测出A点到树根的倾角a 2和A点到树冠的倾角β2，同时利用超声波模块测出仪器离地的高度匕，然后通过一定的算法即上面的公式求得被测树木的高度。
【专利摘要】本发明涉及一种便携式的乔木树高及其相对坐标测量仪。本发明组成包括：检测模块、数据处理模块、超声波测距模块、存储器模块、蓝牙模块、显示及键盘输入模块、GPS定位模块、电源模块。超声波测距模块的输出端口与数据处理模块的第一输入端口相连，GPS定位模块的输出端口与数据处理模块的第二输入端口相连，存储器模块与数据处理模块及通信模块相连接。数据处理模块包括中央处理器和A/D转换器，其中A/D转换器的输入端口与检测模块相连，输出端口与中央处理器相连接；蓝牙模块与中央处理器模块相连。本仪器采用一种新的树高算法，不需要测量观察者到乔木之间的水平距离，携带方便，还可以获得乔木的相对坐标值。
【IPC分类】G01B17/00
【公开号】CN105571539
【申请号】CN201410528740
【发明人】魏识广, 李林, 陈军, 李鹏, 覃理嘉, 朱雪冬
【申请人】桂林电子科技大学
【公开日】2016年5月11日
【申请日】2014年10月10日