用于野生动物监测的卫星通信设备

1.本实用新型属于无人区监控技术领域，涉及用于野生动物监测的卫星通信设备。


背景技术：

2.目前在我国范围内，因技术手段受限，占地面积极广的自然保护区大多数处于不可知、不可察状态。常用的红外相机方案因其所获取数据存在极大延后性（最长可能达到3个月），仅能做到野生动物个体行为研究、珍贵影像资料获取，无法通过这些不具有时效性的数据了解、研究野生动物种群。现有观测系统不能进行数据无线传输，仅能将观测到的数据储存在本地端设备内存卡中，由研究人员定期进行内存卡换取才能进行动物信息获取及分析，这导致动物信息获取滞后，不能在第一时间获取动物状态与位置。由于现有观测系统布设、日常维护以及数据取回等工作均需要人力完成，受保护区地形和面积影响较大，从而导致其监测的区域面积有限，尤其是在森林覆盖率较高的保护区，现有观测系统所能覆盖的面积非常有限。因此，在有限区域内，有限观测点所取得的监测数据有时不具有全面性与代表性，不足以说明保护区野生动物实际情况，更不能对野生动物分布、活动规律，以及昼夜活动节律等进行深入研究与分析。目前，自然保护地在观测系统管理方面依旧面临数据海量，空拍率、误拍率高，存储方式原始，缺乏数据技术、数据挖掘空白等困境。科学存储和管理海量影像数据，专业高效完成数据鉴定和科学分析并运用于管理和科研，已成为自然保护区监测工作中的重大难题。自然保护区内多为原始生态环境，条件较为恶劣，设备布设后将会长时间处于暴露环境中，经受日晒雨淋。因此对于设备的防风、防水、防沙方面性能要求极高，同时还会面临体型较大的动物的干扰，因此在摄像头的高度上也必须尽量做到不被动物接触到。


技术实现要素：

3.本实用新型提供用于野生动物监测的卫星通信设备，解决现有技术中野生动物观测时，信息获取滞后，不能及时获取动物状态及位置的问题；及现有技术中观测资料因受环境限制不具有全面性与代表性，及监测设备易受环境、野生动物干扰的问题。
4.本实用新型所采用的技术方案是用于野生动物监测的卫星通信设备，包括太阳能光伏板，在太阳能光伏板背面固定连接有第一连接结构，第一连接结构上设有第一槽、第二槽、第三槽，第一槽用于安装锂电池，第二槽用于安装itx
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b190工控一体机电脑，第三槽用于安装sc310天通卫星通信模块；第一连接结构上固定连接有元器件盖板，元器件盖板与第一连接结构形成封装体；第二连接结构一面固定连接在元器件盖板上，第二连接结构另一面通过驱动系统连接在立杆上，驱动系统包括电动机，轴，支撑梁，轴承支座；电动机连接在轴上；第二连接结构与支撑梁固定连接，支撑梁通过轴与轴承支座固定连接，轴承支座固定连接在立杆上；立杆固定连接在底座上，在立杆上固定连接有摄像头支座，摄像头支座与摄像头同样用驱动系统连接，摄像头支座上固定连接有轴承支座，轴承支座通过轴与支撑梁连接，摄像头与支撑梁固定连接；摄像头与itx
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b190工控一体机电脑间采用rj45接口电路
连接；itx
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b190工控一体机电脑与sc310天通卫星通信模块之间采用rj45接口电路连接；太阳能光伏板与锂电池集成电源，电源与itx
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b190工控一体机电脑、sc310天通卫星通信模块、摄像头的连接方式均为12v dc接口；摄像头下方固定连接有热释电红外传感器，热释电红外传感器串口与摄像头主控连接。
5.进一步的，电动机转动带动轴转动，使支撑梁带动太阳能光伏板、第一连接结构、元器件盖板，及第二连接结构发生转动；电动机转动带动轴转动，使支撑梁带动摄像头发生转动。
6.进一步的，立杆呈圆柱体，直径80mm，高1.6米，为中空结构。
7.进一步的，摄像头支座设在立杆距离地面1米处，长30mm；立杆和摄像头支座均由钢材制成，可通过一体成型制得。
8.进一步的，元器件盖板上设有航插接口；元器件盖板侧面设有防水檐。
9.进一步的，所述立杆的中空结构可通过摄像头与itx
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b190工控一体机电脑间的连接线路。
10.进一步的，太阳能光伏板及锂电池采用12v50ah规格。
11.本实用新型的有益效果是：实现在自然保护区无人区域规模化的图像采集及传递，并且减少了工作人员日常巡检以及长期设备维护，且能够布设在工作人员难以到达的地方，达到广度更广、密度更密的效果。减少了现有技术中存在的空拍、误拍，使无信号区域的数据实时回传，可以及时获取动物的状态及位置。采用太阳能供电系统，结构设计可靠性高，耐用性强，一经安装可多年免维护。避免了观测资料、监测设备受环境限制的问题。
附图说明
12.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
13.图1是本实用新型实施例提供的用于野生动物监测的卫星通信设备示意图。
14.图2是第一连接结构示意图；
15.图3是驱动系统结构示意图。
16.图中，1、太阳能光伏板，2、第一连接结构，3、第一槽、4、第二槽、5、第三槽，6、元器件盖板，7、第二连接结构，8、立杆，9、摄像头支座，10、底座，11、电动机，12、轴，13、支撑梁，14、轴承支座，15、摄像头。
具体实施方式
17.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
18.如图1所示为本实用新型实施例提供的用于野生动物监测的卫星通信设备示意图，包括太阳能光伏板1，在太阳能光伏板1背面固定连接有第一连接结构2。如图2所示为第
一连接结构示意图，第一连接结构2上设有第一槽3、第二槽4、第三槽5，第一槽3用于安装锂电池，第二槽4用于安装itx
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b190工控一体机电脑，第三槽5用于安装sc310天通卫星通信模块；第一连接结构2由不锈钢材料制成，经过零件校核，结构有着良好的强度、刚度和稳定性。第一连接结构2上固定连接有元器件盖板6，元器件盖板6与第一连接结构2形成封装体，将锂电池、sc310天通卫星通信模块、装itx
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b190工控一体机电脑封装在封装体内，可减少环境对元器件的影响，提高元器件使用寿命。元器件盖板6上设有航插接口，作为器件连接线路通道，可避免频繁打开元器件盖板；元器件盖板6侧面设有防水檐，在雨天水滴顺着檐滴落不会流入航插影响装置正常运行。第二连接结构7一面固定连接在元器件盖板6上，第二连接结构7另一面通过驱动系统连接在立杆8上面，其中，驱动系统结构示意图如图3所示，包括电动机11，轴12，支撑梁13，轴承支座14，其中第二连接结构7与支撑梁13固定连接，支撑梁13通过轴12与轴承支座14固定连接，轴承支座14固定连接在立杆8上；电动机11连接在轴12上，随着太阳的移动，根据时间变化，电动机11通过罗克韦尔智能电机控制实现启动或关闭电机开关，电动机11转动，带动轴12转动，使支撑梁13带动太阳能光伏板1与电动机11发生转动，从而及时地改变了太阳能光伏板1的倾角成为最佳倾角，进而达到太阳能利用效率最大化，保证装置正常工作。立杆8固定连接在底座10上，在立杆8上固定连接有摄像头支座9，摄像头支座9与摄像头15同样用驱动系统连接，摄像头支座9上固定连接有轴承支座14，轴承支座14通过轴12与支撑梁13连接，摄像头15与支撑梁13固定连接；电动机11通过罗克韦尔智能电机控制实现启动或关闭电机开关，电动机11转动，带动轴12转动，进而使支撑梁13带动摄像头15发生转动，实时改变摄像头15的倾角，更加全面的监测到周围的动物。
19.立杆8呈圆柱体，直径80mm，高1.6米，为中空结构；摄像头支座9设在立杆8距离地面1米处，长30mm；立杆8和摄像头支座9均由钢材制成，可通过一体成型制得；选择摄像头距离底面1米，是因为这个高度能够很好的捕捉大熊猫、朱鹮、金丝猴和羚牛等秦岭珍稀保护动物的生活行动。
20.itx
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b190工控一体机电脑与摄像头15之间采用rj45接口电路连接，线路通过立杆8的中空结构；itx
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b190工控一体机电脑与sc310天通卫星通信模块之间采用rj45接口电路连接；太阳能光伏板1及锂电池采用12v50ah规格。太阳能光伏板1与锂电池集成电源充放电管理芯片、升降压芯片作为一个整体，电源与itx
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b190工控一体机电脑、sc310天通卫星通信模块、摄像头的连接方式均为12v dc接口。
21.整个装置也可以进行墨绿色或者迷彩色的涂装，减少人为痕迹，降低装置在自然中的突兀感，增加隐蔽性，从而不容易引起野生动物的注意。装置布设在自然生态区存在一定的拟态要求，立杆结构近似于树的结构，存在一定的拟态属性，辅助以树枝等装饰即可较好的融入自然。
22.选取光照充足，地势较为平缓，视野不被树木所遮挡的安置点安装装置，先打开itx
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b190工控一体机电脑操作系统，进行sc310天通卫星通信模块、摄像头等的测试，测试无误后对装置进行整体性调试。摄像头15下方固定连接有热释电红外传感器，热释电红外传感器串口与摄像头主控连接实现数据输出。在无动物出现的情况下摄像头将处于待机状态，当动物出现时热释电红外传感器对摄像头15传递一个唤醒信号，摄像头唤醒后对动物进行抓拍并录像；动物离去后影像头将本次唤醒产生的相关数据存贮在itx
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b190工控一体机电脑指定路径，之后进入低功耗工作模式等待唤醒。itx
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b190工控一体机电脑实时监测
影像头捕捉到的图像，并对图像进行识别筛选，对动物进行分类，得到最终的分类结果，然后将分类的最终结果传输至sc310天通卫星通信模块，sc310天通卫星通信模块可以将最终的数据实时传回终端设备，进而实现野生动物实时监测。
23.为适应情况复杂的野生动物生存环境，摄像头模块为可替换设计，设备安置时可根据安置现场具体情况选用合适的摄像头模组。太阳能光伏板与结构设计使装置拥有野外长时间续航能力。影像头借助热释电红外传感器及背景差分法移动监测技术解决长时间使用时摄像头功耗问题。
24.以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本实用新型的保护范围内。