1.一种基于频谱感知技术的天然橡胶采集监控方法,其特征在于具体步骤为:
(1)设置一种天然橡胶采集报警装置,包括:固定环、保护罩、导流槽、传感器支架、液位传感器、接胶桶和底座;固定环将保护罩固定在橡胶树上;保护罩位于导流槽及接胶桶正上方,将导流槽与接胶桶上方完全罩住;导流槽连接橡胶树割开口及接胶桶;液位传感器安装在接胶桶内的传感器支架上;接胶桶位于导流槽正下方;底座放在地面上,将接胶桶固定于导流槽正下方;
所述固定环用于将保护罩固定在橡胶树上;
所述保护罩用于保护导流槽及接胶桶,防止落叶、飞虫及雨水等掉入导流槽及接胶桶内,破坏橡胶树乳液的纯度;
所述导流槽尖头部分插入橡胶树割开口下方的树干内,另一端放于接胶桶内,用于将橡胶树乳液导流至接胶桶内;
所述传感器支架分为两部分,顶部为一个正方形PVC片,用于放置传感器电路板,正方形PVC片中间正下方为一镀锌钢管,设置为圆柱形,用于放置液位传感器,能够保护液位传感器免受橡胶乳液的流动冲击;
所述液位传感器负责感应接胶桶中橡胶树乳液液位的变化,并与位置信息已知的锚传感器节点相结合,以确定液位传感器的位置,从而确定橡胶桶的位置;
所述接胶桶用于盛放橡胶树乳液,能够移动;
所述底座用于固定接胶桶,使接胶桶位于导流槽正下方;
(2)割胶工人在橡胶树上割开树皮,橡胶树乳液从切口处顺着导流槽流入接胶桶内;接胶桶内的液位传感器感应橡胶树乳液的液位信息,同时与位置信息已知的锚传感器节点相结合,对自身位置信息进行计算,从而确定液位传感器的位置,即接胶桶的位置,然后将液位信息与位置信息通过汇聚节点及授权网络实时传输至监控中心;当橡胶桶中的橡胶树乳液液位达到设定数值时,报警系统发出报警,监控端将发出报警信号的接胶桶的位置信息发送至运输工人的移动终端,运输工人根据位置信息便可准确找到待运输的接胶桶,从而实现了天然橡胶的智能采集监控;
(3)橡胶林监控系统包括前端系统、传输系统及监控中心;前端系统主要指感知层,包括液位传感器、锚传感器节点、温湿度传感器、视频摄像传感器和汇聚节点;液位传感器安装在接胶桶内的传感器支架上,锚传感器节点、温湿度传感器、视频摄像传感器及汇聚节点部署在橡胶林内;
所述温湿度传感器对橡胶林生长环境的温度和湿度进行数据信息采集,当达到设定温湿度时,触发监控中心的报警系统进行报警,橡胶林管理者根据报警信息做出适当处理;
所述视频摄像传感器对橡胶林进行视频监控,能够实现防火、防盗等功能;
所述锚传感器节点为位置信息已知的节点,液位传感器、温湿度传感器及视频摄像传感器根据锚传感器节点计算自身的位置;
所述汇聚节点负责将液位传感器、温湿度传感器、视频摄像传感器采集到的信息及自身位置信息进行汇聚并通过授权网络转发至监控中心;
所述传输系统指传输层,利用3G/4G、蓝牙或WiFi技术实现实时监测数据及位置信息的传输;
所述监控中心指应用层,包括报警系统、监控端及移动终端,负责对接胶桶中的橡胶乳液进行实时监控;
所述监控端通过传输网络接收汇聚节点的信号,实时获取橡胶桶中橡胶树乳液的液位信息及橡胶桶的位置信息,当橡胶桶中的橡胶树乳液液位达到设定数值时,报警系统发出报警,监控端将发出报警信号的接胶桶的位置信息发送至运输工人的移动终端,以便运输工人能够及时准确地找到待运输的接胶桶;同时监控端还需要接收温湿度传感器及视频摄像传感器的信号,并进行相应处理;
(4)基于频谱感知的橡胶林无线传感器网络架构包括具有频谱感知能力的液位传感器、锚传感器节点、温湿度传感器和视频摄像传感器,这些感知节点均为无线节点,与汇聚节点组成认知无线传感器网络,感知节点首先从外部无线环境中通过感知算法感知空闲频谱,然后对检测到的可用频谱进行频谱分析,并估算其参数,根据分析得到的数据以及自身的需求信息选择适当的频谱,采用合适的算法进行接入,最后以自组织多跳的方式将数据信息发送至汇聚节点,汇聚节点再将这些数据通过授权网络发送至监控中心,即实现基于频谱感知技术的天然橡胶采集监控。