[发明专利]一种沙漠监测系统及其操作方法

权利要求书

1.一种沙漠监测系统，其特征在于：包括沙漠监测节点、降落伞和上位机，所述沙漠监测节点与所述上位机之间无线连接，所述沙漠监测节点的顶部连接有可自动切断的降落伞；

所述沙漠监测节点包括框架（1），所述框架（1）为前后开口的结构；所述框架（1）的底部嵌入设置有超声波测距模块（2）；所述框架（1）内设有供电系统和控制主板（4），所述控制主板（4）位于所述供电系统的上方；所述供电系统为所述沙漠监测节点供电；

所述控制主板（4）包括电路板，所述电路板上集成设置有显示屏（42）、北斗定位模块（43）、无线通信模块（44）、多个传感器和一个单片机（41）；所述超声波测距模块（2）、北斗定位模块（43）以及多个所述传感器均与单片机（41）连接进行数据采集和处理；

所述框架（1）的顶部设有摄像头（7）和继电器（8）；

所述框架（1）的左右两侧转动连接有太阳能电板（5），所述框架（1）的后侧转动连接有土壤湿度插针（6）；

所述框架（1）的左右两侧和后侧分别设有舵机（11），位于框架左右两侧的两个所述舵机（11）分别与其对应的所述太阳能电板（5）连接；位于框架（1）后侧的所述舵机（11）与所述土壤湿度插针（6）连接；

所述降落伞的末端设有圆环锁扣，所述框架（1）的顶部设有与所述圆环锁扣相匹配的电磁锁（9），所述电磁锁（9）与所述继电器（8）电连接，控制所述圆环锁扣的打开和闭合；

所述供电系统包括12V电源（31）、5V电源（32）和降压模块（33），所述太阳能电板（5）与所述12V电源（31）和所述5V电源（32）连接，所述降压模块（33）与所述12V电源（31）连接，且所述降压模块（33）能够将12V的电压转换成5V的电压；

所述12V电源（31）为所述电磁锁（9）提供电源，所述5V电源（32）为所述继电器（8）、所述单片机（41）和多个所述传感器提供电源，所述降压模块（33）将12V的电压转换成5V电压为所述舵机（11）提供电源；

多个所述传感器包括温湿度传感器（45）、光照强度传感器（46）以及土壤湿度传感器（47）；所述土壤湿度传感器（47）与所述土壤湿度插针（6）之间导线连接；

所述沙漠监测系统的操作方法包括以下步骤：

S1：将控制主板和供电系统连接在框架内，且控制主板位于供电系统的上方，位于沙漠监测节点底部的供电系统电池质量较大，而控制主板以及上面集成的传感器质量较轻，位于沙漠监测节点的上部，形成了上轻下重的结构；

S2：将安装好的沙漠监测节点与所述降落伞连接；

S3：打开上位机，连接沙漠监测节点，初始化系统；

S4：上位机发布指令，利用沙漠监测节点上轻下重的特点，将沙漠监测节点和降落伞进行空投，此时沙漠监测节点处于近乎竖直的状态；

S5：沙漠监测节点底部的超声波测距模块测量与地面的距离，当距离达到1m-2m时，通过继电器控制电磁锁打开，切断降落伞；沙漠监测节点自动下落；

S6：沙漠监测节点着陆时，控制舵机转动，将太阳能电池板打开，为沙漠监测节点的供电系统充电；同时，与土壤湿度插针相连的舵机转动，使土壤湿度插针插入沙土中；此时，太阳能电板处于展开状态，沙漠监测节点处于水平状态；

S7：温湿度传感器检测空气的温度和湿度，光照强度传感器采集沙漠中的光照强度，土壤湿度传感器检测沙漠中的土壤湿度，北斗定位模块获取沙漠监测节点的经度、纬度和海拔数据，摄像头对周围环境进行拍照，数据和照片经过单片机处理后显示在沙漠监测节点的显示屏上，并且通过无线通信模块传输给上位机；

S8：每隔一段时间，在太阳能电板处于水平状态的基础上，控制舵机继续向下转动，带动太阳能电板也随之向下转动，支撑起整个沙漠监测节点向上移动，之后再迅速恢复水平状态，多次重复操作，使得沙漠监测节点多次抖动，以便除去沙漠监测节点上的沙尘。