专利名称:一种便携式的乔木树高及其相对坐标测量仪的利记博彩app
【专利摘要】本实用新型组成包括：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。
【专利说明】一种便携式的乔木树高及其相对坐标测量仪
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种测量仪器，具体涉及一种树木高度及其相对坐标的便携式测量仪。
【背景技术】
[0002]树木高度及其坐标的测定是林业生产和森林资源调查中的重点和难点，在生物量测定研究中至关重要。其中树高是评定立地质量和树木生长状况以及划分林木分层的重要依据。其相对坐标亦是生态调查中不可缺少的部分，它是空间生态学必须的基础数据。
[0003]现阶段，国内外对树高的测量方法主要有:机械式仪器测树高，经纬仪、全站仪测树高、激光式仪器测树高以及摄影技术法测树高。机械式仪器测树高属于传统的方法，这类仪器的优点在于价格低廉，使用方便，但其精度较低、操作效率低下，功能单一，并且对采集的数据处理较麻烦。在电子化、信息化的今天，该类测量仪器体现了传统林业信息采集手段的落伍性、滞后性与粗放性。
[0004]电子经纬仪、全站仪这些仪器测树高虽然节省了时间、降低了劳动强度、提高了功效和精度，实现了数据的自动采集、传输和测算，但是这类仪器存在着携带困难、操作繁琐、使用复杂，对专业的知识需求较高，并且林区道路崎岖不平，对全站仪的摆放和调平也带来了一些问题。因此在森林调查工作中，能方便携带和操作的测高仪器越来越突显其重要性。
[0005]目前广泛使用的便携式测高仪器根据原理的不同可以分为以下几种:机械式、超声波式以及激光式。这三种测高仪器的共同特点就是只能精准测量平地或者坡度很小的地面上的物体的高度，因为此种测高仪器普遍采用三角法测树高，而此方法在测量过程中，往往要首先测量观察者与树木之间的水平距离，而大多数森林测量作业都是在崎岖不平的山路或坡面上进行的，测得斜距后在换算为水平距，再根据公式算出树高值，其换算工作繁琐且精度不高，故测量所得的树高值不太准确。
[0006]而且这类测高仪器一般只能实现对当前树木高度的测量，不能测量其相对参考点的相对坐标。但是在林业调查工作中，出于对树木维护的需要，管理者往往要知道树木的位置信息，因此这些测高仪器不满足当代林业调查工作的需要。
[0007]由以上可知，在现有的便携式测高仪器中，还不存在既能对树木高度的精准测量，又能测量树木的相对坐标的测高仪器，如果能提供这样的仪器，将会在林业工作中有非常大的实用价值。
[0008]
【发明内容】
[0009]本发明所要解决的技术问题是提供一种体积小、重量轻、成本低廉、方便携带、容易操作的测量仪器，并且该仪器既能实现对树高测量，又能对树木的相对坐标测量。
[0010]为了解决上述的技术问题，本实用新型采用以下技术方案实现:
[0011]所提供的用于树木高度测量的测高仪器包括:倾角传感器、数据处理模块、超声波测距模块、存储器模块、蓝牙、显示及键盘输入模块、GPS定位模块、电源模块；所述的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；所述的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，所述的存储器模块的输入端口与数据处理模块的输出模块相连；所述的键盘输入模块的输出端口、显示模块的输入端口、蓝牙模块分别与数据处理模块的输入/输出模块相连接。其中数据处理模块包括中央处理器、A/D转换器；A/D器的输入端口与倾角传感器相连接，输出端口与中央处理器相连接。
[0012]仪器工作原理:当测量树高时，首先由倾角传感器依次测得A点到树根和树冠的倾角；然后将测得的数据通过A/D转换模块送入中央处理器进行处理；其次由倾角传感器依次测得B点到树根和树冠的倾角，同时超声波测距模块测得A点到B点的上升距离；再次将测得的数据通过A/D模块送入中央处理器进行处理，中央处理器将测得的所有数据按照一定的算法求得树高值；最后将计算得出的树高值一方面在液晶显示屏上显示，另一方面在存储模块中存储。当使用者想把有用数据传给外部设备时，可以选择使用蓝牙模块。当测量树木坐标时，首先由GPS模块获得树木的绝对坐标值；然后将所测的值送入中央处理器进行处理，转化为树木的在样地的相对坐标值，最后将其值显示，并存储起来，也可以通过蓝牙模块将有用数据送给外部设备。
[0013]本发明的特点在于:
[0014]1.本实用新型采用一种全新的树高算法，在用于树木的高度测量时不需要测量观察者与树木之间的水平距离，提高了树木高度的精准测量能力。
[0015]2.本实用新型仪器满足了用户在测量过程中自动存储的要求，同时还配有蓝牙模块，用户在测量后可以将被测物体的一些重要数据上传到随身携带的设备中，方便用户的信息管理。
[0016]3.本实用新型电源模块选用可充电式锂电池作为供电电源，能够满足用户防尘、防水及较长使用时间的要求，同时为了适应野外检测环境，电源要求大，续航能力强等，可选用太阳能电极板作为备用的电池。
[0017]4.本实用新型不仅能够测量树高，而且具备对树木相对坐标进行测量的能力，通过GPS定位模块对树木位置的测量，林业工作者能快速的查找到该树木，这在树木的维护，林业的管理方面有重要的应用价值。
【附图说明】
[0018]图1本实用新型的结构示意图。
[0019]图2本实用新型的测量树高原理示意图。
【具体实施方式】
[0020]实施例1:
[0021]一种便携式的乔木树高及其相对坐标测量仪，其组成包括:外壳1、所述的外壳内装有数据处理模块2，所述的数据处理模块2包括中央处理器和A/D转换器4 ;所述的处理器连接有电源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8、倾角传感器9、蓝牙10，所述的外壳连接有键盘11。
[0022]本实用新型中，所述的中央处理器选用三星公司的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。
[0023]在物理上，中央处理器的芯片S3C2440A与GPS定位模块5、A/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2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。
[0024]本实用新型的工作原理如下:
[0025]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，％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:
[0026]tan a j= h^L
[0027]tan β!= h2/L
[0028]tan a 2 = (h^hg) /L
[0029]h=hl+h2 = L* (tan a j+tan β ^ = [ (tan a j+tan P1)/ (tan a 2_tan a J ] * h3
[0030]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 1和到树冠的倾角β i，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a 2和B点到树冠的倾角β 2，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。
[0031]本实用新型的工作过程是:
[0032]实际测量时，首先打开电源开关，本实用新型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 !和到树冠的倾角β工，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％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。
[0033]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。
【权利要求】
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⑶、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。
【文档编号】G01B17-00GK204286385SQ201420581589
【发明者】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