名貴樹木防盜電子圍欄管理系統(tǒng)

　　一、需求背景

　　長久以來，沉香木都是珍貴的香料，被用作燃燒熏香、提取香料、加入酒中，或直接雕刻成裝飾品。沉香樹因病變開始結(jié)香后，會經(jīng)歷漫長的生長期，至少需要幾年至十幾年的時(shí)間，但一塊優(yōu)質(zhì)的沉香木要數(shù)十年甚至上百年才能形成，產(chǎn)量極少，市場供不應(yīng)求，因此十分珍貴，具有很高的收藏價(jià)值。

　　現(xiàn)在廣西省有一片沉香木的樹林，很多沉香木的日常管理都是采用人工記錄的方式，防盜防割采用人工監(jiān)督巡查的方式，遺漏、偷割、偷砍一直是很難解決的問題，廣州萬物信息科技股份有限公司結(jié)合RFID系統(tǒng)的高科技產(chǎn)品使沉香木的管理更加智能，更好地杜絕偷盜行為。

　　二、使用流程

　　1.電子圍欄管理系統(tǒng)效果圖

　　圖1 電子圍欄管理系統(tǒng)效果圖

　　追蹤頁面如圖1所示，圓點(diǎn)表示樹木管理主機(jī)安裝的位置，在樹林的外圍，每200米(基站覆蓋范圍半徑100米的圓形)安裝一個(gè)RFID樹木管理主機(jī)，主機(jī)之間的RFID信號相連，形成一個(gè)環(huán)形信號的電子圍欄。當(dāng)發(fā)現(xiàn)有非法沉香木通過時(shí)，主機(jī)即顯示告警，并顯示非法沉香木靠近的基站和沉香木自身ID號，方便管理人員及時(shí)做出行動安排。

　　2.安裝樹木有源標(biāo)簽

　　圖2 安裝樹木有源標(biāo)簽

　　如圖2所示，每棵沉香木都安裝一個(gè)樹木有源標(biāo)簽，樹的孔直徑是2cm，深度是8cm，孔離地面的距離大概是2米，樹木標(biāo)簽代表沉香木的ID身份，綁定該沉香木的信息。

　　3.防盜管理

　　如圖3所示，系統(tǒng)由樹木有源標(biāo)簽、樹木管理主機(jī)、無人機(jī)基站盤點(diǎn)、手持機(jī)盤點(diǎn)和后臺管理系統(tǒng)五部分組成，樹木有源標(biāo)簽隱藏在沉香樹內(nèi)。樹木有源標(biāo)簽利用射頻信號以無線的方式傳送數(shù)據(jù)信息，定時(shí)發(fā)送一次自身ID給樹木管理主機(jī)。

　　圖3 系統(tǒng)拓?fù)鋱D

　　在沉香木樹林外圍布上樹木管理主機(jī)，形成一個(gè)環(huán)形信號的電子圍欄。平時(shí)主機(jī)是接收不到信號的，只有當(dāng)有非法分子偷砍沉香木，接近主機(jī)的信號覆蓋范圍，樹木管理主機(jī)才識別到沉香木信號，即知道樹木被非法帶走。主機(jī)讀到后即通過4G上傳到后臺，后臺即告警。

　　三、產(chǎn)品介紹

　　1.樹木有源標(biāo)簽

　　圖4 樹木有源標(biāo)簽三視圖

　　樹木有源標(biāo)簽隱藏在沉香木中，每棵沉香木安裝一個(gè)標(biāo)簽，記錄該沉香木的ID號，定時(shí)發(fā)送自身ID信息，當(dāng)標(biāo)簽進(jìn)入樹木管理主機(jī)的覆蓋范圍時(shí)，主機(jī)接收標(biāo)簽信息，并通過4G上傳到系統(tǒng)后臺。

　　樹木有源標(biāo)簽具有堅(jiān)固耐用、小巧方便、工作時(shí)間長等特點(diǎn)，采用超低功耗設(shè)計(jì)，使用時(shí)間為6年，當(dāng)電池低電時(shí)系統(tǒng)會提醒工作人員及時(shí)更換樹木標(biāo)簽。標(biāo)簽效果圖如圖4所示，外觀尺寸為Ø17mm×72cm，工作溫度為-20°C~70°C，完全滿足廣西沉香木的生長環(huán)境。樹木標(biāo)簽承受砍伐過程和運(yùn)輸過程所產(chǎn)生的震動。

　　2.樹木管理主機(jī)

　　圖5 樹木管理主機(jī)三視圖

　　在樹林的外圍，每200米(基站覆蓋范圍半徑100米的圓形)安裝一個(gè)樹木管理主機(jī)，如圖5所示，沉香木進(jìn)出不同道口時(shí)，會被最近的主機(jī)先識別，告警信號通過4G網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)较到y(tǒng)后臺，方便工作人員及時(shí)做出處理。

　　主機(jī)尺寸263mm*185mm*130mm。主機(jī)的防水防塵滿足暴雨和臺風(fēng)等惡劣環(huán)境。工作溫度-20℃~80℃，考慮道口的戶外環(huán)境比較惡劣，可采用太陽能供電的方式安裝主機(jī)。

　　3.無人機(jī)基站

　　圖6 無人機(jī)基站盤點(diǎn)

　　如圖6所示，無人機(jī)基站掛載在無人機(jī)上，通過操作無人機(jī)進(jìn)行飛行盤點(diǎn)，盤點(diǎn)數(shù)據(jù)通過4G傳輸?shù)较到y(tǒng)后臺。

　　基站的尺寸為263mm*185mm*130mm，重量約1500g(含電池)，覆蓋范圍100~150米。

　　4.手持機(jī)

　　圖7 手持機(jī)三視圖

　　手持機(jī)的效果圖如圖7所示，主要是沉香木樹林工作人員巡檢管理，用于盤點(diǎn)樹木數(shù)量。

　　手持機(jī)外觀尺寸162mm*78mm*22mm， 4.7寸屏。搜索距離是空曠場地100米左右(與沉香木的環(huán)境有關(guān))可充電鋰電池，工作時(shí)間8小時(shí)(視具體環(huán)境而定)。

　　四、軟件系統(tǒng)

　　1.系統(tǒng)登錄

　　圖8 系統(tǒng)登錄界面

　　如圖8所示，沉香木管理員輸入用戶名和密碼登錄名貴樹木防盜電子圍欄管理系統(tǒng)，沒有授權(quán)的人員無法獲知沉香木的具體信息，更好地保障沉香木的信息安全。

　　2.沉香木信息管理

　　圖9 沉香木信息管理界面

　　如圖9所示，管理員將樹木編號和防盜編號綁定一起錄入名貴樹木防盜電子圍欄管理系統(tǒng)，并綁定相關(guān)的負(fù)責(zé)人以及沉香木的所在地區(qū)，滿足分區(qū)管理、落實(shí)責(zé)任到個(gè)人等相關(guān)要求。界面顯示標(biāo)簽電量是否正常，低電時(shí)系統(tǒng)告警提示。

　　3.告警信息管理

　　圖10 系統(tǒng)告警界面

　　如圖10所示，當(dāng)沉香木被非法帶走時(shí)，基站接收到沉香木標(biāo)簽信息，系統(tǒng)告警。界面顯示告警時(shí)間和告警基站編號，方便管理員及時(shí)做出處理。

　　五、系統(tǒng)優(yōu)勢

　　圖11 沉香木

　　1.讀寫距離遠(yuǎn)

　　RFID標(biāo)簽讀寫的距離遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于無源標(biāo)簽，系統(tǒng)會在沉香木外圍形成電子圍欄對沉香木進(jìn)行監(jiān)控，保證準(zhǔn)確性，這樣在對沉香木進(jìn)行監(jiān)控管理時(shí)，可以快速讀取被盜樹木的信息。

　　2.無死角識別

　　由于有源標(biāo)簽的無線信號是以球面波的方式發(fā)送出去，這樣對安裝在沉香木的有源標(biāo)簽的安裝方向沒有要求，不管沉香木以哪個(gè)方向通過路口，都能被樹木管理主機(jī)識別。

　　3.輻射影響小

　　無源標(biāo)簽工作時(shí)需要主機(jī)提供能量，所以對主機(jī)的無線信號發(fā)射功率相對要求較高，當(dāng)無線信號功率達(dá)到一定值時(shí)會對人體有危害。相對無源標(biāo)簽，樹木有源標(biāo)簽可自身提供能量，這樣主機(jī)和標(biāo)簽的發(fā)射功率可以做得比較小，對人體基本沒什么危害。

　　4.工作時(shí)間長

　　有源標(biāo)簽用到的是低數(shù)據(jù)量、低功耗的無線技術(shù)，休眠功耗為uA級別，這樣有源標(biāo)簽可以長時(shí)間工作，工作時(shí)間可以長達(dá)6年。