[发明专利]基于物联网的自适应低功耗野生动物抓拍装置及方法

权利要求书

1.一种基于物联网的自适应低功耗野生动物抓拍装置的方法，其特征在于包括以下步骤：

首先搭建基于物联网的自适应低功耗野生动物抓拍装置，包括铝合金壳体，该铝合金壳体内设置有主控制器MCU(1)，该主控制器MCU(1)的远距离红外采集端连接有第一鉴别传感器(2)，所述主控制器MCU(1)的聚焦红外采集端上连接有第二鉴别传感器(3)，所述主控制器MCU(1)的光采集端上连接有光照度传感器(4)，所述主控制器MCU(1)的补光拍摄端连接有补光摄像设备(5)，所述主控制器MCU(1)的图像处理端连接有图像处理模块(6)，所述主控制器MCU(1)的存储端上连接有存储器(7)，所述主控制器MCU(1)的通信端上连接有传输通信模块(12)，该传输通信模块(12)与所述图像处理模块(6)连接，所述主控制器MCU(1)的定位端上连接有定位模块(9)，所述主控制器MCU(1)的倾倒检测端上连接有倾倒传感器(10)，所述主控制器MCU(1)的振动检测端上连接有振动传感器(11)，所述主控制器MCU(1)的内部环境检测端上连接有内环境传感器(K)，所述主控制器MCU(1)供电端上连接有自供电模块(13)；

所述第一鉴别传感器(2)包括红外传感器(22)，该红外传感器为双红外热释电敏感元件反向串联形成，所述壳体上开设有第一鉴别孔，该第一鉴别孔上设置有菲涅尔透镜(21)，所述红外传感器(22)的红外采集端正对所述菲涅尔透镜(21)，所述红外传感器(22)与红外传感器驱动电路输入端连接，该红外传感器驱动电路输出端输出的红外波形信号与所述主控制器MCU(1)的聚焦红外采集端连接；

所述第二鉴别传感器(3)包括红外阵列传感器(32)，所述铝合金壳体上开设有第二鉴别孔，该第二鉴别孔内设置有红外透镜(31)，所述红外阵列传感器(32)的红外采集端正对所述红外透镜(31)，所述红外阵列传感器(32)的温度信号与所述主控制器MCU(1)的聚焦红外采集端连接；

其次：

用于进行鉴别、判定、抓拍的步骤；

用于无线传输图片的步骤；

用于定时上传抓拍系统工作状态的步骤；

用于倾倒与防盗监测的步骤；

用于进行鉴别、判定、抓拍的步骤为：

预处理：设定红外波形离散系数阈值U和环境光照度

S11：主控制器MCU(1)处于低功耗状态，并控制第一鉴别传感器(2)实时获取红外波形信号，当主控制器MCU(1)获取到红外波形信号u(t)后进入步骤S12；

S12：主控制器MCU(1)退出低功耗状态，并对获取到的红外波形信号u(t)进行数据处理、帧间差分处理、特征量提取，得到红外波形离散系数u1(t)；

S13：主控制器MCU(1)比较两次红外波形离散系数u1(t)与红外波形离散系数阈值U；若两次红外波形离散系数u1(t)均大于等于红外波形离散系数阈值n，则进入步骤S14；否则，返回步骤S11，进入低功耗状态；

S14：主控制器MCU(1)启动第二鉴别传感器(3)，并连续获取至少三个第二鉴别传感器(3)采集的温度信号，形成热成像图像，建立红外阵列温度图片，进行帧间差分分析；

S15：主控制器MCU(1)结合图像处理模块(6)进行人工智能动物模式识别，得出动物判定结果；若为动物，则进入步骤S16，否则返回步骤S11；

S16：主控制器MCU(1)启动光照度传感器(4)，并获取当前环境光照度；

S17：若当前环境光照度低于预设环境光照度，则主控制器MCU(1)启动补光摄像设备(5)进行补光、拍摄得到彩色图片RGB，并保存至存储器(7)；否则主控制器MCU(1)启动补光摄像设备(5)进行拍摄并保存至存储器(7)；

步骤S12得到的红外波形离散系数u1(t)所携带的频谱信息为一个特定的频谱范围；

将u1(t)进行傅立叶变换FFT，通过变换公式，得出u1(t)的频率谱和幅度谱；

根据经验公式与试验数据，取频率f在(1，10)离散点的幅度，进行差分对比：

设第一次采样结果在频率范围1～10中的a处取得最大值m1，即：在f₁＝a{a∈(0,10)}处有最大幅度谱

设第二次采样结果在频率范围a～10中的b处取得最大值m2，即：在f₂＝b{b∈(a,10)}处有最大幅度谱

若m₁大于等于红外波形离散系数阈值n，且m₂大于等于红外波形离散系数阈值n；则进入步骤S14。