嵌入式技术在森林资源采集中的应用
蔡
俊，刘
英,
倪
超，李玉荣，谢
超
(南京林业大学机械电子学院，江苏南京210037)
摘
要：基于嵌入式技术开发的掌上信息采集系统应用于森林资源信息采集，不仅能解决原始手工信息采集遇
到的各种问题，而且还可以与“3S ”技术紧密结合。介绍了基于O MAP 3530的WEBGIS 森林资源信息系统的数据传输、体系结构、功能模块和实现方法，为提高林业管理的信息化水平，满足当前“数字林业”的整体要求提供技术支撑。
关键词:OMAP3530;WEBGIS ；嵌入式；森林资源中图分类号:TP 393
文献标识码:Ａ
文章编号:1001-4462(2011)05-0038-02
得所Application of Embedded Technology in Collection of Forest Resources
CAI Jun,LIU Ying,
NI Chao,
LI Yu-rong,XIE Chao
(College of Mechanical and Electronic Engineering,Nanjing Forestry University,Nanjing Jiangsu 210037,China )
Abstract :The info rm a tio n co lle ction s ys te m de ve lo pe d o n the ba s is o f a n e m be dded te chno lo g y tha t ha s bee n us e d to co lle ct
fo re s t re s o urce s in the wild ca n not o nly s o lve a varie ty o f dra w ba cks in the o rig ina l m a nua l co lle ction,but ca n a ls o be clo s e ly com bine d with “3S ”te chno lo g y.O MAP 3530-bas e d da ta tra ns fe r,s ys te m s tructure ,functio n m o dule s a nd im ple m e nta tio n
m e tho ds o f WEBGISfo re s t re s o urce inform ation s ys te m a re intro duced with the aim to im pro ve the le ve l o f fores t info rm a tio n m a na g em e nt,m ee t the curre nt o vera ll re quire m entso f “Digital Fores try ”a nd pro videte chnica l s uppo rt.Key words :O MAP 3530;WEBG IS ;e m be dde d;fo re s t re s o urce
将最新的嵌入式技术以及3G 网络的森林资源信息采集仪与WEBGIS 森林资源信息管理系统相结合，可实现对森林资源的数字化、信息化、网络化的信息管理和采集[1]，满足
“数字林业”的发展需求。1嵌入式技术与林业发展需求
随着林业的发展，除了要掌握传统的森林资源数据外，为了更好地分析林木生长状态，还需要采集森林的生态环境数据以及林木的图片或视频。当今的森林资源数据量越来越大、种类越来越多，掌上采
集设备不仅要处理大量数据，还要对数据中的图片或视频的文件进行压缩，因此对整个系统的处理器提出了更高的要求。在与数据管理服务器的通讯上，传统的GPRS 网络已经不能满足需求，需要选择更稳定、更高速的无线
通讯网络。
深圳市普泰科技有限公司曾推出了“星源通掌上森林资源调查仪”，将嵌入式技术应用到森林资源数据的采集上，设备集合了GPS 定位、调查数据录入等功能，但受当时的硬件开发限制，设备的处理速度并不快，在采集数据的处理上与现今大力发展的WEBGIS 森林资源信息管理系统并不契合，而且设备的功能也不够全面，不能完全满足森林资源信息的采集要求，因此未能得到很好的推广与应用。本文选择一个以OMAP3530双核处理器为核心，集成生态环境传感器,
GPS 模块、摄像头模块和3G 无线模块的系统平台进行研究，并应用于森林资源信息采集上，满足了当前林业发展的整体需求，具有较好的实用价值。2
基于WEBGIS 的森林资源信息系统
2.1森林资源信息系统的数据传输
收稿日期:2011-03-14
基金项目：江苏省林业三项工程“基于WEBGIS 的森林资源
信息管理系统开发与应用示范”[lysx (2009)46]
第39卷第5期
林业机械与木工设备
Vo139No.52011年5月
FORESTRY MACHINERY &WOODWORKING EQUIPMENT
May 2011
设计与计算
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如图1所示，野外林业工作人员通过手持式森林信息采集仪器将采集到的数据发送给远程主机，主机将数据进行归类和整理，然后向互联网发布数据，互联网用户只要得到主机的允许就可以远程访问森林资源数据，其中WEBGIS是整个架构的核心。
整个系统充分采用了当今比较先进和成熟的技术，契合了数字林业的客观需求，大大减少了在管理及采集森林资源信息过程中的工作量和错误率，实现了森林资源管理和采集的全面信息化，符合当前林业的发展要求。
2.2森林资源信息系统的体系结构
森林资源信息系统由图2所示的三层体系组成，森林资源WEBGIS服务选择Apache http Server+MapServer+
巴西英文PHP开发设计。Apache http Server+PHP是目前最流行的开源WEB服务开发软件，可以运行在广泛使用的计算机平台上，其在国内外有许多成功使用的案例。
MapServer是由一组C语言开发的CGI程序组成，当有地图服务请求时,MapServer通过Mapfile中定义的图层及地图要素样式特征生成影像后返回给用户[2]; MapServer支持图例、比例尺、鹰眼快图及图层要素属性等访问请求。MapServer提供了Windows、Linux和Mac OS等多种操作系统版本，这有利于将来系统升级时平台的移植，节约开发成本。
3嵌入式森林资源及生态环境信息采集系统的功能模块3.1系统实现的功能模块
如图3所示，整个采集系统由基于OMAP3530嵌入式平台、GPS模块、生态环境传感器模块和3G通信
模块组成。OMAP是TI公司最新推出的双核处理器，除了主频600MHz的Cortex-A8ARM处理器，还内置了
412MHz的DPS核心[3]。整个平台以OAMP3530为核心构建，其不仅能处理一般ARM系统的应用，还能用DPS来处理复杂的算法运算。
系统上层软件基于Linux操作系统设计，通过GPS 取得当前位置的定位数据，显示出相应的地图信息，传感器模块按需求将生态环境数据发送给系统，系统接受并显示。野外林业工作者可根据需要输入所在位置的相应森林资源信息，并按需求将所得到的数据通过无线通信模块发送给远程主机；同时，操作人员还可以按需求向主机查询信息。系统加入的摄像头模块可以现场采集图片或视频，并通过DSP计算压缩，发送给远程主机。
3.2系统实现的软件平台
身份证号码格式嵌入式森林资源及生态环境信息采集系统的软件平台采用Linux系统,Linux是一个开源的操作系统，不仅使用成本极其低廉，同时又因其具有高度的可设置性，所以在嵌入式系统中广泛应用[4]。编程语言选用C 语言，其具有良好的可移植性，尤其是在编写底层应用方面有非常大的优势，使用C语言编写的嵌入式程序体积小、运行速度快且占用的系统资源非常少。程序界面基于GTK+开发,GTK+是C语言环境下使用最广泛、发展最为成熟的一套跨多种平台的图形工具包。
①系统登录。主界面除了设计其他模块的入口外，还为不同操作人员使用同一台仪器提供了登录功能。程序运行后需要输入操作人员的编号和相关信息，此信息和采集到的数据一同发送给远程主机。
②GPS地图。将GPS的位置信号转化为实时的地图显示，可对地图进行放大、缩小等操作。正常使用时，地图文件从远程主机获取，以保证地图的实时性。在仪器电力不足或网络信号不佳时，操作人员也可以选择
森林资源信息
采集仪器
互联网
发布数据
林木种质资源数据维护与管理
林木种质资源
WEBGIS服务器
安全工作总结
互联网用户
图1森林资源与生态环境信息系统的数据传输
客户端B/S结构(浏览器)
Apa che WEB服务器
MapS erve r CGI应用脚本P HPMa pS cript应用脚本
Mapfile(地图及图层定义)
空间数据属性数据
地理数据
服务器端
ES RI S hapefile
图2森林资源的WEBGIS 体系结构
G PS模块
传感器模块摄像头模块
己土命无线通信模块
远程主机
基于OMAP3530
的处理平台
图3嵌入式森林资源及生态环境信息采集系统功能模块
蔡俊，等：嵌入式技术在森林资源采集中的应用39第5期
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读取本地的地图文件(需预先下载到仪器的存储卡上)。
③数据发送。在需要发送数据给远程主机时，软件将采集到的数据按需求归类并打包压缩，通过3G 无线通信模块发送出去。
竹柏的养殖方法和注意事项
④查询数据。将已输入和采集到的数据与向远程
主机查询到的数据做进一步的筛选和比对，将最终数据显示到界面上，提供给操作人员作参考。4小
结
本文介绍了WEBGIS 森林资源信息系统的数据传输、体系结构、功能模块和实现方法，该系统建立在基于OMAP3530的处理平台和Linux 软件环境上。OMAP3530的强大功能为整个采集系统提供了更多的可能，通过整合3G 模块和摄像头模块，不仅可以完成传统的数据采集，还可以实时采集现场的图片和视频,
并高速地与远程主机交互，为森林资源信息采集带来了质的变化。系统的便携性、高扩展性、可定制性及其他强大的功能，可以将森林资源采集完全信息化，符合“数字林业”发展的要求。
参考文献:
[1]郭振，谭伟.森林资源调查中的嵌入式GIS 研究与开发[J ].林业调查规划,2008(6).
[2]臧
卓，石军南，赵
亮，等.基于MapServer 的地图信息发布与
查询———以洞庭湖湿地为例[J ].湿地科学,2008(4).
[3]TI 公司采用最新ARM 内核，推出OMAP 新系列处理器[J ].世界电子元器件,2008(5).
[4]
戴振华.嵌入式Linux 平台应用研究[J ].湖南科技学院学报,2006(11).
第一作者简介：蔡俊(1981-)，男，硕士，南京林业大学
机械电子工程学院。
采伐联合机的稳定性分析
徐文轩，陆怀民
(东北林业大学机电工程学院，黑龙江哈尔滨150040)
摘
要：介绍了采伐联合机的基本结构和工作原理，分析了该机在坡路上作业时不发生纵翻、侧翻、侧倾及侧
滑的临界条件，计算出该机在坡路上可正常作业的极限坡度。
关键词：采伐联合机；侧翻；稳定性中图分类号:S 776.33
文献标识码:Ａ
文章编号:1001-4462(2011)05-0040-03
Stability Analysis of Logging Harvester
XU Wen-xuan,LU Huai-min
(College of Electromechanical Engineering,Northeast Forestry University,Harbin Heilongjiang 150040,China )
Abstract :The bas ic s tructure a nd the wo rking principle o f a log g ing harve s te r we re introduce d.The lim ite d co nditio ns if the ha rve s te r co uld not be s lippe d a nd o ve rturne d wa s a na lys
e d,a nd the s lo pe of the m o unta in w a s ca lcula te d whe n the ha rves te r co uld w o rk norm a lly.
Key words :log g ingharve s te r;o ve rturn;s ta ble
采伐联合机是集伐木、打枝、量材、造材作业工序为一体的联合机械，由于林区的特殊地形，该机经常要在坡路上行驶和作业，为了保证安全，应分析计算出采
伐联合机的临界作业坡度角以供驾驶员参考。1采伐联合机的基本结构及工作原理
如图1所示，采伐联合机主要由底盘、机械臂和伐收稿日期:2011-03-30
第39卷第5期
林业机械与木工设备
Vo139No.52011年5月
FORESTRY MACHINERY &WOODWORKING EQUIPMENT
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May 2011
致室友设计与计算
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