1.本发明涉及森林生态数据监测技术领域，尤其涉及一种基于无人机的森林生态数据监测系统。


背景技术：

2.森林生态系统是森林所有生物及其生活环境共同构成的整体，一旦遭受破坏，就会引起一系列环境问题，如温室效应加剧、气候失调、生物多样性锐减等。森林生态监测系统是针对保护和改善生态环境，防治污染，维护生态平衡，提高农产品的安全性而开发的一种系统。可对生态保护区内的气象环境因子实时监测，并为地区的环境保护提供科学气象数据和资料。传统人工巡检方式，劳动强度大，效率低，且信息获取不准确，而卫星对森林资源的信息获取，由于获取周期长，时效性差，无法满足实时监控的需求。通过无人机飞行平台携带相关任务载荷(如高清相机载荷、多光谱相机及红外可见光双光等载荷传感器)，完成对目标地区的实时监控。无人机应用技术具备灵活机动、成本低、操作简单、风险性低等特点，使其在电力巡检、环境监测、测绘测量、消防救援、农业植保、应急救灾、城市规划等诸多领域中得到了良好的应用与发展。
3.现有技术中，森林生态数据监测系统在使用过程中，不便于对摄像头进行防护，且不便于对摄像头进行清洁，从而降低了摄像头的成像质量，且飞行过程中摄像头易发生损坏，为此我们提出了一种基于无人机的森林生态数据监测系统用于解决上述问题。


技术实现要素：

4.本发明的目的是为了解决现有技术中存在森林生态数据监测系统在使用过程中，不便于对摄像头进行防护，且不便于对摄像头进行清洁，从而降低了摄像头的成像质量，且飞行过程中摄像头易发生损坏的缺点，而提出的一种基于无人机的森林生态数据监测系统。
5.为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
6.一种基于无人机的森林生态数据监测系统，包括控制模块，所述控制模块连接有无人机模块，无人机模块连接图像采集模块，图像采集模块连接有数据传输模块，数据传输模块连接有分析处理模块，图像采集模块包括安装座，安装座的底部通过焊接固定安装有安装箱，安装箱的底部开设有矩形口，安装箱的两侧内壁均开设有第一滑槽，两个第一滑槽内滑动安装有同一个固定板，固定板的底部通过螺栓固定安装有摄像头，安装座内开设有第一空槽，安装座内开设有对称的两个第二空槽，安装座内开设有第三空槽，第一空槽的一侧内壁开设有第一通孔，第一通孔内转动安装有第一转轴，第一空槽的一侧内壁通过焊接固定安装有电机，电机的输出轴与第一转轴的一端通过焊接固定连接，当开启电机时，电机可以带动第一转轴转动，两个第二空槽内设置有升降机构，安装座的一侧开设有第二滑槽，第二滑槽内滑动安装有滑板，滑板的底部通过焊接固定安装有竖板，竖板的底部开设有第三滑槽，第三滑槽内滑动安装有防护板，滑板内开设有第四空槽，第四空槽内设置有防护机
构，安装箱内通过焊接固定安装有立柱，立柱内开设有第五空槽，第五空槽内设置清洁机构，立柱内开设有第六空槽，第六空槽的底部内壁开设有第二通孔，第二通孔与第五空槽相通，第二通孔内转动安装有第二转轴，安装箱的一侧与立柱的一侧均开设有滑孔，滑孔与第六空槽相通，两个滑孔内滑动安装有同一个齿杆，齿杆的一端与竖板的外侧通过焊接固定连接，第二转轴的一端通过焊接固定安装有齿轮，齿轮与齿杆啮合，当齿杆水平移动时，齿轮可以带动第二转轴转动。
7.优选的，所述升降机构包括两个第一螺杆，两个第二空槽的底部内壁均开设有第四通孔，两个第四通孔分别与两个第一滑槽相通，固定板上开设有对称的两个螺纹孔，两个螺纹孔的内壁分别与两个第一螺杆的外侧螺纹连接，第一转轴的外侧通过焊接固定套设有两个第一伞齿轮，两个第一螺杆分别位于两个第二空槽内的一端均通过焊接固定安装有第二伞齿轮，两个第二伞齿轮分别与两个第一伞齿轮啮合。
8.优选的，所述第三空槽的一侧内壁开设有第六通孔，第六通孔与第二滑槽相通，滑板的一侧开设有第二螺纹槽，第二螺纹槽内螺纹安装有第三螺杆，第三螺杆的一端通过焊接固定安装有第四伞齿轮，第三螺杆的一端开设有矩形槽。
9.优选的，所述防护机构包括蜗杆，第四空槽的一侧内壁通过焊接固定安装有第一轴承，第一轴承的内圈与蜗杆的外侧通过焊接固定连接，第四空槽的底部内壁均开设有第五通孔，第五通孔与第三滑槽相通，防护板的顶部开设有第一螺纹槽，第一螺纹槽内螺纹安装有第二螺杆，第二螺杆的一端通过焊接固定安装有蜗轮，蜗轮与蜗杆啮合。
10.优选的，所述第四空槽的一侧内壁开设有安装孔，安装孔与第二螺纹槽相通，安装孔内转动安装有矩形杆，矩形杆的一端与蜗杆的一端通过焊接固定连接，矩形杆的外侧与矩形槽的内壁滑动连接。
11.优选的，所述清洁机构包括第三转轴，第五空槽的一侧内壁开设有第三通孔，第三通孔的内壁与第三转轴的外侧滑动连接，第三转轴的一端通过焊接固定安装有转盘，转盘的一侧连接有清洁海绵，第三转轴的外侧通过焊接固定套设有小锥齿轮，第二转轴的一端通过焊接固定安装有大锥齿轮，大锥齿轮与小锥齿轮啮合。
12.优选的，所述第一空槽的一侧内壁和两个第一滑槽的顶部内壁均通过焊接固定安装有第二轴承，三个第二轴承的内圈分别与第一转轴和两个第一螺杆的外侧通过焊接固定连接，第三空槽的一侧内壁、第二螺纹槽的一侧内壁、第四空槽的底部内壁和第五空槽的顶部内壁均通过焊接固定安装有第三轴承，四个第三轴承的内圈分别与第三螺杆、矩形杆、第二螺杆和第二转轴的外侧通过焊接固定连接。
13.优选的，所述第一转轴的外侧通过焊接固定套设有第三伞齿轮，第三伞齿轮与第四伞齿轮啮合。
14.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
15.1、本方案当开启电机时，电机带动第一转轴转动，两个第一伞齿轮分别带动两个第二伞齿轮转动，两个第一螺杆带动固定板竖直移动固定板带动摄像头竖直移动，从而可以对摄像头进行升降。
16.2、本方案当第一转轴转动时，第三伞齿轮带动第四伞齿轮转动，第三螺杆带动滑板水平向右移动，滑板带动竖板水平向右移动，同时第三螺杆带动矩形杆转动，蜗杆带动蜗轮转动，第二螺杆带动防护板竖直向下移动，从而在飞行过程中防护板可以对摄像头进行
防护。
17.3、本方案当竖板水平移动时，齿杆带动齿轮转动，齿轮带动第二转轴转动，大锥齿轮带动小锥齿轮转动，第三转轴带动转盘和清洁海绵旋转，从而清洁海绵可以对摄像头进行清洁，提高摄像头的成像质量。
18.本发明能够在使用过程中，便于对摄像头进行防护，且便于对摄像头进行清洁，从而可以提高摄像头的成像质量，且飞行过程中避免摄像头发生损坏，结构简单，使用方便。
附图说明
19.图1为本发明提出的一种基于无人机的森林生态数据监测系统的结构框图；
20.图2为本发明提出的一种基于无人机的森林生态数据监测系统中图像采集模块立体的结构示意图；
21.图3为本发明提出的一种基于无人机的森林生态数据监测系统中图像采集模块主视的结构示意图；
22.图4为本发明提出的一种基于无人机的森林生态数据监测系统中图像采集模块侧视的结构示意图；
23.图5为本发明提出的一种基于无人机的森林生态数据监测系统图3中a部分放大的结构示意图；
24.图6为本发明提出的一种基于无人机的森林生态数据监测系统图3中b部分放大的结构示意图；
25.图7为本发明提出的一种基于无人机的森林生态数据监测系统图3中c部分放大的结构示意图；
26.图8为本发明提出的一种基于无人机的森林生态数据监测系统图4中d部分放大的结构示意图。
27.图中：1、安装座；2、安装箱；3、第一滑槽；4、固定板；5、摄像头；6、矩形口；7、电机；8、第一空槽；9、第二空槽；10、第一转轴；11、第一螺杆；12、第一伞齿轮；13、第二伞齿轮；14、第三空槽；15、第二滑槽；16、滑板；17、第三螺杆；18、第三伞齿轮；19、第四伞齿轮；20、矩形杆；21、第四空槽；22、蜗杆；23、竖板；24、防护板；25、第二螺杆；26、蜗轮；27、立柱；28、第五空槽；29、第三转轴；30、转盘；31、清洁海绵；32、第二转轴；33、齿杆；34、齿轮；35、大锥齿轮；36、小锥齿轮；37、第六空槽；38、矩形槽；39、第三滑槽；40、第一轴承。
具体实施方式
28.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
29.实施例一
30.参照图1
‑
8，一种基于无人机的森林生态数据监测系统，包括控制模块，控制模块采用控制程序设置无人机的路径、飞行高度、飞行路径等，通过wifi或lte技术发送给无人机以控制其飞行，控制模块连接有无人机模块，无人机模块用于携带相关任务载荷(如高清相机载荷、多光谱相机及红外可见光双光等载荷传感器)，完成对目标地区的实时监控，无人机模块连接图像采集模块，图像采集模块用于实时获取森林资源的高清航拍数据，图像
采集模块连接有数据传输模块，数据传输模块用于对高清航拍数据实时传输，数据传输模块连接有分析处理模块，分析处理模块用于对高清航拍数据进行分析，以便及时作出处理方案，图像采集模块包括安装座1，安装座1的底部通过焊接固定安装有安装箱2，安装箱2的底部开设有矩形口6，安装箱2的两侧内壁均开设有第一滑槽3，两个第一滑槽3内滑动安装有同一个固定板4，固定板4的底部通过螺栓固定安装有摄像头5，安装座1内开设有第一空槽8，安装座1内开设有对称的两个第二空槽9，安装座1内开设有第三空槽14，第一空槽8的一侧内壁开设有第一通孔，第一通孔内转动安装有第一转轴10，第一空槽8的一侧内壁通过焊接固定安装有电机7，电机7的输出轴与第一转轴10的一端通过焊接固定连接，当开启电机7时，电机7可以带动第一转轴10转动，两个第二空槽9内设置有升降机构，安装座1的一侧开设有第二滑槽15，第二滑槽15内滑动安装有滑板16，滑板16的底部通过焊接固定安装有竖板23，竖板23的底部开设有第三滑槽39，第三滑槽39内滑动安装有防护板24，滑板16内开设有第四空槽21，第四空槽21内设置有防护机构，安装箱2内通过焊接固定安装有立柱27，立柱27内开设有第五空槽28，第五空槽28内设置清洁机构，立柱27内开设有第六空槽37，第六空槽37的底部内壁开设有第二通孔，第二通孔与第五空槽28相通，第二通孔内转动安装有第二转轴32，安装箱2的一侧与立柱27的一侧均开设有滑孔，滑孔与第六空槽37相通，两个滑孔内滑动安装有同一个齿杆33，齿杆33的一端与竖板23的外侧通过焊接固定连接，第二转轴32的一端通过焊接固定安装有齿轮34，齿轮34与齿杆33啮合，当齿杆33水平移动时，齿轮34可以带动第二转轴32转动。
31.本实施例中，升降机构包括两个第一螺杆11，两个第二空槽9的底部内壁均开设有第四通孔，两个第四通孔分别与两个第一滑槽3相通，固定板4上开设有对称的两个螺纹孔，两个螺纹孔的内壁分别与两个第一螺杆11的外侧螺纹连接，第一转轴10的外侧通过焊接固定套设有两个第一伞齿轮12，两个第一螺杆11分别位于两个第二空槽9内的一端均通过焊接固定安装有第二伞齿轮13，两个第二伞齿轮13分别与两个第一伞齿轮12啮合，当第一转轴10转动时，两个第一伞齿轮12可以分别带动两个第二伞齿轮13转动。
32.本实施例中，第三空槽14的一侧内壁开设有第六通孔，第六通孔与第二滑槽15相通，滑板16的一侧开设有第二螺纹槽，第二螺纹槽内螺纹安装有第三螺杆17，第三螺杆17的一端通过焊接固定安装有第四伞齿轮19，第三螺杆17的一端开设有矩形槽38，当第四伞齿轮19转动时，第三螺杆17可以带动滑板16水平移动。
33.本实施例中，防护机构包括蜗杆22，第四空槽21的一侧内壁通过焊接固定安装有第一轴承40，第一轴承40的内圈与蜗杆22的外侧通过焊接固定连接，第四空槽21的底部内壁均开设有第五通孔，第五通孔与第三滑槽39相通，防护板24的顶部开设有第一螺纹槽，第一螺纹槽内螺纹安装有第二螺杆25，第二螺杆25的一端通过焊接固定安装有蜗轮26，蜗轮26与蜗杆22啮合，当蜗杆22转动时，蜗轮26可以带动第二螺杆25转动。
34.本实施例中，第四空槽21的一侧内壁开设有安装孔，安装孔与第二螺纹槽相通，安装孔内转动安装有矩形杆20，矩形杆20的一端与蜗杆22的一端通过焊接固定连接，矩形杆20的外侧与矩形槽38的内壁滑动连接，当第三螺杆17转动时，矩形杆20可以带动蜗杆22转动。
35.本实施例中，清洁机构包括第三转轴29，第五空槽28的一侧内壁开设有第三通孔，第三通孔的内壁与第三转轴29的外侧滑动连接，第三转轴29的一端通过焊接固定安装有转
盘30，转盘30的一侧连接有清洁海绵31，第三转轴29的外侧通过焊接固定套设有小锥齿轮36，第二转轴32的一端通过焊接固定安装有大锥齿轮35，大锥齿轮35与小锥齿轮36啮合，当第二转轴32转动时，大锥齿轮35可以带动小锥齿轮36转动。
36.本实施例中，第一空槽8的一侧内壁和两个第一滑槽3的顶部内壁均通过焊接固定安装有第二轴承，三个第二轴承的内圈分别与第一转轴10和两个第一螺杆11的外侧通过焊接固定连接，第三空槽14的一侧内壁、第二螺纹槽的一侧内壁、第四空槽21的底部内壁和第五空槽28的顶部内壁均通过焊接固定安装有第三轴承，四个第三轴承的内圈分别与第三螺杆17、矩形杆20、第二螺杆25和第二转轴32的外侧通过焊接固定连接，当第一转轴10、两个第一螺杆11、第三螺杆17、矩形杆20、第二螺杆25和第二转轴32转动时，三个第二轴承可以分别起到稳固第一转轴10和两个第一螺杆11转动的作用，四个第三轴承可以分别起到稳固第三螺杆17、矩形杆20、第二螺杆25和第二转轴32转动的作用。
37.本实施例中，第一转轴10的外侧通过焊接固定套设有第三伞齿轮18，第三伞齿轮18与第四伞齿轮19啮合，当第一转轴10转动时，第三伞齿轮18可以带动第四伞齿轮19转动。
38.工作原理，在使用时，可以将安装座1通过螺栓固定安装在无人机的底部，当无人机进行飞行航拍时，可以通过开启电机7，电机7带动第一转轴10转动，第一转轴10带动两个第一伞齿轮12转动，两个第一伞齿轮12分别带动两个第二伞齿轮13转动，两个第二伞齿轮13分别带动两个第一螺杆11转动，两个第一螺杆11带动固定板4竖直向下移动，固定板4带动摄像头5竖直向下移动，当摄像头5移动至一定位置时，进而摄像头5可以对森林进行航拍，同时第一转轴10带动第三伞齿轮18转动，第三伞齿轮18带动第四伞齿轮19转动，第四伞齿轮19带动第三螺杆17转动，第三螺杆17带动滑板16水平向右移动，滑板16带动竖板23水平向右移动，同时通过矩形杆20的外侧与矩形槽38的内壁滑动连接的设置，第三螺杆17带动矩形杆20转动，矩形杆20带动蜗杆22转动，蜗杆22带动蜗轮26转动，蜗轮26带动第二螺杆25转动，第二螺杆25带动防护板24竖直向下移动，进而在无人机飞行航拍过程中，防护板24可以对摄像头5进行防护，避免摄像头5被异物碰撞损坏，同时在竖板23竖直移动时，竖板23可以带动齿杆33水平移动，齿杆33带动齿轮34转动，齿轮34带动第二转轴32转动，第二转轴32带动大锥齿轮35转动，大锥齿轮35带动小锥齿轮36转动，小锥齿轮36带动第三转轴29转动，第三转轴29带动转盘30和清洁海绵31旋转，从而清洁海绵31可以对摄像头5的表面进行清洁，保证无人机航拍过程中摄像头5的成像质量。
39.实施例二
40.与实施例一之间的区别在于：防护机构包括蜗杆22，第四空槽21的一侧内壁通过焊接固定安装有第一轴承40，第一轴承40的内圈与蜗杆22的外侧通过焊接固定连接，第四空槽21的底部内壁均开设有第五通孔，第五通孔与第三滑槽39相通，防护板24的顶部开设有第一螺纹槽，第一螺纹槽内螺纹安装有第二螺杆25，第二螺杆25的一端通过焊接固定安装有蜗轮26，蜗轮26与蜗杆22啮合，当蜗杆22转动时，蜗轮26可以带动第二螺杆25转动，防护板24上开设有对称的两个安装口，两个安装孔内均通过螺栓固定安装有防护网。
41.工作原理，在使用时，可以将安装座1通过螺栓固定安装在无人机的底部，当无人机进行飞行航拍时，可以通过开启电机7，电机7带动第一转轴10转动，第一转轴10带动两个第一伞齿轮12转动，两个第一伞齿轮12分别带动两个第二伞齿轮13转动，两个第二伞齿轮13分别带动两个第一螺杆11转动，两个第一螺杆11带动固定板4竖直向下移动，固定板4带
动摄像头5竖直向下移动，当摄像头5移动至一定位置时，进而摄像头5可以对森林进行航拍，同时第一转轴10带动第三伞齿轮18转动，第三伞齿轮18带动第四伞齿轮19转动，第四伞齿轮19带动第三螺杆17转动，第三螺杆17带动滑板16水平向右移动，滑板16带动竖板23水平向右移动，同时通过矩形杆20的外侧与矩形槽38的内壁滑动连接的设置，第三螺杆17带动矩形杆20转动，矩形杆20带动蜗杆22转动，蜗杆22带动蜗轮26转动，蜗轮26带动第二螺杆25转动，第二螺杆25带动防护板24竖直向下移动，进而在无人机飞行航拍过程中，防护板24可以对摄像头5进行防护，避免摄像头5被异物碰撞损坏，两个防护网可以减小风的阻力，提高无人机飞行过程中的稳定性，同时在竖板23竖直移动时，竖板23可以带动齿杆33水平移动，齿杆33带动齿轮34转动，齿轮34带动第二转轴32转动，第二转轴32带动大锥齿轮35转动，大锥齿轮35带动小锥齿轮36转动，小锥齿轮36带动第三转轴29转动，第三转轴29带动转盘30和清洁海绵31旋转，从而清洁海绵31可以对摄像头5的表面进行清洁，保证无人机航拍过程中摄像头5的成像质量。
42.其余与实施例一相同。
43.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。