基于物联网技术的草原防灾减害监控解决方案.pdf

基于物联网技术的草原防灾减害监控解决方案是一种创新的草原鼠害/鼠疫监测方法，这一方案在世界范围内首次将分布式光纤传感技术应用于鼠害监测中，开创了鼠害防控技术的新纪元。以下是对该方案的详细解析： 分布式光纤传感技术是一项应用光纤在几何上的一维特性进行测量的技术，通过将被测参量作为光纤位置长度的函数来获取沿光纤路径分布的外部参量的空间分布状态和随时间变化的状态。这一技术为草原鼠害监测提供了基础。 方案的主要组成部分包括： 1. 数据采集：使用定位型分布式光纤传感技术采集鼠类活动频次数据。数据采集端采用的是定制研发的振动敏感型防鼠咬光缆，能够以5km的范围实时监测振动信号，并区分不同敷设深度的光缆。 2. 分析处理：采用IoT边缘计算方法解析传感光缆采集到的大量数据包，并通过神经网络运算解析和机器学习过滤无用数据，选取有效数据上传至服务器。 3. 网络传输：利用4G回传技术进行数据传输，将设备端采集的数据通过4G网络上传至云服务器，并下发至终端及连接APP软件系统。 4. 终端显示：集控软件平台及显示屏幕实时展示监测数据。 针对数据采集的光缆敷设，方案在牧区草场中采用S型敷设方式，通过GIS和GPS定位监测区域。在分析处理端，振动主机采集的振动信号先进行IoT边缘计算，再上传至天翼云服务器进行模式识别和干扰噪音去除算法计算。为了降低网络和服务器的压力，方案在设备的上位机端增加了IoT算法软件，以滤除无效信息，选取有效信息，并考虑了不同敷设深度对信号识别的影响。 网络传输方面，本系统的运转依赖于现代通信网络，它实现了数据流的转化和传输。基于光纤的相干瑞利散射效应，通过光神经网络算法，实现了振动事件的精确定位。IoT智能算法能够有效提取数据，并在服务器端排除噪音。 此外，方案着重于鼠疫的防控，监测草原牧区老鼠的数量是关键判据。在2020年世界害虫日活动中，鼠害/鼠疫的防治工作被提升至全球认知高度。国家和地方也出台了相关政策支持鼠疫的防控。 通过这项技术，能够有效进行草原鼠害的在线监测，使管理部门能够实时了解不同区域的鼠害情况。该方案不仅能够帮助防控鼠疫，减小其对当地民生和经济的影响，尤其是在新冠肺炎疫情期间，防止民众恐慌心理的产生，而且可以大幅减少人工监测的劳动强度和成本，提高监测效率和准确性。 基于物联网技术的草原防灾减害监控解决方案在鼠害监测领域展现了先进的技术优势和应用前景。它成功结合了光纤传感技术、大数据、云平台和边缘计算等多个现代信息技术，不仅对于草原鼠害防控具有重要价值，也为其他类似监测领域提供了宝贵的技术和应用经验。