一种基于野生植物保护的远程监控系统

摘要

本发明提供一种基于野生植物保护的远程监控系统，包括旋翼无人机和无线充电接收模块，所述无线充电接收模块由旋翼无人机进行搭载并电性连接，所述旋翼无人机用作对野生植物保护区进行巡查、遥感拍照并将监控数据保存在机载存储装置中，或是实时回传至后台计算机，以供后续进行保护野生植物生存状态的研究。通过载波通信技术，有力解决了大范围布设摄像头时监控数据回传不便的问题，使用成本更低，将无线充电技术设备搭载在监视塔架上，从而实现了拓宽普通无人机飞行的范围，解决了续航焦虑问题，且改装工作量小，成本控制更加合理。

说明书

技术领域

本发明涉及植物保护技术领域，具体为一种基于野生植物保护的远程监控系统。

背景技术

植物是生命的主要形态之一，可分为种子植物、藻类植物等，绿色植物的光合作用能够释放出大量的氧气，故对于大量野生植物的保护，不仅有利于维护地球生命的多样性，同时也有利于维护地球的环境。

现有野生植物保护的远程监控系统面临着大范围布设摄像头时，数据回传不便的问题，需要架设基站或者单独布设信号线，严重影响了成本的控制，同时担任空中移动监控任务的普通旋翼无人机，则面临着续航里程小的问题，不利于提高工作效率。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种基于野生植物保护的远程监控系统，解决了大范围布设的摄像头数据回传不便以及空中监控无人机里程小的问题。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种基于野生植物保护的远程监控系统，包括摄像头、监控模块、主处理器、载波通信模块一、载波通信模块二、后台计算机、云数据库、无线充电输出模块、旋翼无人机和无线充电接收模块，所述无线充电接收模块由旋翼无人机进行搭载并电性连接，所述旋翼无人机用作对野生植物保护区进行巡查、遥感拍照并将监控数据保存在机载存储装置中，或是实时回传至后台计算机，以供后续进行保护野生植物生存状态的研究，所述无线充电接收模块用作为旋翼无人机拓展无线充电的功能，以提升旋翼无人机的续航能力、使用便捷性以及拓展监控范围；所述后台计算机分别连接云数据库和载波通信模块二，所述云数据库用于存储回传的摄像头和旋翼无人机拍摄的监控数据；所述摄像头、监控模块、主处理器、载波通信模块一和无线充电输出模块共同搭载在同一高架上，高架搭载的用电设备由220V输电线进行供电，且载波通信模块二与载波通信模块一均与该220V输电线连接，其中，载波通信模块一与主处理器连接，通过载波通信模块一和载波通信模块二的电波信号解调能力，从而在主处理器与后台计算机之间实现信号连接；所述监控模块连接主处理器和摄像头，监控模块用于将输入电压稳压至符合摄像头工作所需的状态，摄像头用于对野生植物保护区进行定点监控，并将监控数据回传给主处理器，进而通过载波通信模块一和载波通信模块二的电波信号解调能力，将拍摄的监控数据回传给后台计算机；所述无线充电输出模块连接主处理器，旋翼无人机降落在降落平台上后，后台计算机通过载波通信模块一和载波通信模块二指令主处理器为无线充电输出模块供电，进而通过第一互感线圈以及无线充电接收模块连接的第二互感线圈，为降落在降落平台上的旋翼无人机进行无线充电，以实现旋翼无人机远离母港时的电能补充目的。

优选的，还包括电机，所述电机连接主处理器，当旋翼无人机在降落平台上起降时，后台计算机通过载波通信模块一和载波通信模块二指令主处理器控制电机动作，进而控制弧形球罩的开闭状态，从而实现旋翼无人机充电时的防护目的。

优选的，一种基于野生植物保护的远程监控装置，所述基于野生植物保护的远程监控装置是基于所述的一种基于野生植物保护的远程监控系统的监控装置，包括多座塔柱，多座所述塔柱散布安装在野生植物保护区内，所述塔柱的顶端均安装有降落平台，所述降落平台的顶端中部均安装有第一互感线圈，所述降落平台的两侧均转动连接有弧形球罩，两侧所述弧形球罩的同一边转轴的外端均固定连接有齿轮，所述齿轮之间啮合连接，所述降落平台的内部边缘处一侧固定连接有电机，所述电机的驱动端均对应固定连接在其中一侧所述弧形球罩的转轴上。

优选的，所述塔柱的内部上方均穿插并安装有支杆，所述支杆的一侧上方以及另一侧下方均通过U形螺栓安装有摄像头，所述支杆的一侧上方均安装有避雷针，所述支杆的另一侧下方均通过U形螺栓安装有控制箱，所述控制箱分别与摄像头、第一互感线圈和电机连接。

优选的，还包括旋翼无人机，所述旋翼无人机的底部雪橇支架之间安装有无线充电接收模块且无线充电接收模块的底部感应区贴近雪橇支架最低点，所述旋翼无人机的机载电池包与无线充电接收模块电性连接。

优选的，所述弧形球罩由碳纤维制成，且所述弧形球罩的外表面均涂抹有白色反光涂层。

本发明提供了一种基于野生植物保护的远程监控系统，具备以下有益效果：（1）本发明通过载波通信技术，有力解决了大范围布设摄像头时监控数据回传不便的问题，免去了以往需要架设通信基站的情况，使用成本更低，同时也避免了对于野生植物保护区的建设破坏，更有利于野生植物的保护；（2）本发明通过将无线充电技术设备搭载在监视塔架上，从而实现了拓宽普通无人机飞行的范围，解决了续航焦虑问题，且装置改装工作量小，成本控制更加合理，便于植物保护领域的广泛使用；（3）本发明通过将各监控用设备集成在同一塔架上，使得结构布置更加紧凑，生产使用更加便捷，同时与旋翼无人机有机结合，实现动、静双模式的监控目的。

附图说明

图1为本发明的系统框图；图2为本发明的监控装置立体示意图；图3为图2中A处的放大图；图4为本发明的监控装置中降落平台结构示意图；图5为本发明的监控装置中弧形球罩结构示意图；图6为本发明的监控装置中无线充电接收模块结构示意图；其中，1、塔柱；2、支杆；3、摄像头；4、控制箱；5、避雷针；6、降落平台；7、第一互感线圈；8、弧形球罩；9、齿轮；10、电机；11、旋翼无人机；12、无线充电接收模块。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

实施例：如图1所示，本发明实施例提供一种基于野生植物保护的远程监控系统，包括摄像头3、监控模块、主处理器、载波通信模块一、载波通信模块二、后台计算机、云数据库、无线充电输出模块、旋翼无人机11和无线充电接收模块12，无线充电接收模块12由旋翼无人机11进行搭载并电性连接，旋翼无人机11用作对野生植物保护区进行巡查、遥感拍照并将监控数据保存在机载存储装置中，或是实时回传至后台计算机，以供后续进行保护野生植物生存状态的研究，无线充电接收模块12用作为旋翼无人机11拓展无线充电的功能，以提升旋翼无人机11的续航能力、使用便捷性以及拓展监控范围；后台计算机分别连接云数据库和载波通信模块二，云数据库用于存储回传的摄像头3和旋翼无人机11拍摄的监控数据；摄像头3、监控模块、主处理器、载波通信模块一和无线充电输出模块共同搭载在同一高架上，且监控模块、主处理器、载波通信模块一和无线充电输出模块安置在同一控制箱4中，高架搭载的用电设备由220V输电线进行供电，且载波通信模块二与载波通信模块一均与该220V输电线连接，其中，载波通信模块一与主处理器连接，通过载波通信模块一和载波通信模块二的电波信号解调能力，从而在主处理器与后台计算机之间实现信号连接；

监控模块连接主处理器和摄像头3，监控模块用于将输入电压稳压至符合摄像头3工作所需的状态，摄像头3用于对野生植物保护区进行定点监控，并将监控数据回传给主处理器，进而通过载波通信模块一和载波通信模块二的电波信号解调能力，将拍摄的监控数据回传给后台计算机；载波通信模块一和载波通信模块二为现有成熟的载波通信技术运用，在此不在赘述，其基本特征为：载波通信模块一和载波通信模块二均包括依次连接的阻波器、信号耦合器、滤波器、放大器和微处理器，其中阻波器与220V输电线进行连接，两个微处理器对应与主处理器或后台计算机连接，在220V输电线中的控制箱4通过将电力线中的有效通讯信号分解出来，处理放大后用于控制摄像头3或无线充电输出模块，反之则向后台传递监控数据。

无线充电输出模块连接主处理器，旋翼无人机11降落在降落平台6上后，后台计算机通过载波通信模块一和载波通信模块二指令主处理器为无线充电输出模块供电，进而通过第一互感线圈7以及无线充电接收模块12连接的第二互感线圈，为降落在降落平台6上的旋翼无人机11进行无线充电，以实现旋翼无人机11远离母港时的电能补充目的。

还包括电机10，电机10连接主处理器，当旋翼无人机11在降落平台6上起降时，后台计算机通过载波通信模块一和载波通信模块二指令主处理器控制电机10动作，进而控制弧形球罩8的开闭状态，从而实现旋翼无人机11充电时的防护目的。

当电机10动作时，能够带动其连接的一侧弧形球罩8进行翻转，进而通过齿轮9之间的啮合连接，使得另一侧弧形球罩8同步进行对称动作，从而实现了弧形球罩8的开闭动作，达到了保护进行无线充电的旋翼无人机11的目的，密闭状态的弧形球罩8既能为旋翼无人机11遮风挡雨，又能在旋翼无人机11自燃时起到控制火灾的效果，实现了对野生植物的另一重保护。

如图2-6所示，一种基于野生植物保护的远程监控装置，基于野生植物保护的远程监控装置是基于一种基于野生植物保护的远程监控系统的监控装置，包括多座塔柱1，多座塔柱1散布安装在野生植物保护区内，塔柱1的顶端均安装有降落平台6，降落平台6的顶端中部均安装有第一互感线圈7，降落平台6的两侧均转动连接有弧形球罩8，两侧弧形球罩8的同一边转轴的外端均固定连接有齿轮9，齿轮9之间啮合连接，降落平台6的内部边缘处一侧固定连接有电机10，电机10的驱动端均对应固定连接在其中一侧弧形球罩8的转轴上。

塔柱1的内部上方均穿插并安装有支杆2，支杆2的一侧上方以及另一侧下方均通过U形螺栓安装有摄像头3，支杆2的一侧上方均安装有避雷针5，支杆2的另一侧下方均通过U形螺栓安装有控制箱4，控制箱4分别与摄像头3、第一互感线圈7和电机10连接。

一上一下布置的摄像头3能够实现无死角监控覆盖，同时在上布置的摄像头3还能够兼顾在旋翼无人机11起降时的监视工作，同时通过U形螺栓安装的方式，便于后续设备的拆装、加装及维护，使用更加便利。

还包括旋翼无人机11，旋翼无人机11的底部雪橇支架之间安装有无线充电接收模块12且无线充电接收模块12的底部感应区贴近雪橇支架最低点，旋翼无人机11的机载电池包与无线充电接收模块12电性连接。

通过加装无线充电接收模块12即可为旋翼无人机11拓宽飞行范围，该设计改装工作量小，成本较低。

弧形球罩8由碳纤维制成，且弧形球罩8的外表面均涂抹有白色反光涂层。

碳纤维具有强度高、阻燃能力高的特点，同时利用白色反光涂层能够反射太阳辐射，进一步降低密闭的弧形球罩8的内部温度，提高旋翼无人机11无线充电时的环境舒适性。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。