基于边缘计算的前端人工智能鸟类监测装置的制作方法

1.本发明涉及鸟类检测技术领域，尤其涉及一种基于边缘计算的前端人工智能鸟类监测装置。


背景技术：

2.广东连平黄牛石省级自然保护区地处粤北九连山脉，连平县北部，地理坐标为北纬2417
’‑
2531’、东经11424
’‑
11430’之间，北与江西省九连山国家级自然保护区相连，东北与连平县的上坪镇交界、西南与陂头镇接壤、东南和南面与元善镇毗邻，总面积4334hm。
3.2002年9月，由华南濒危动物研究所、广州大学生物与化学工程学院完成了保护区的资源调查工作，共记录保护区野生维管植物193科696属1360种，有国家重点保护植物9科9属9种，其中国家ⅰ级保护植物有南方红豆杉，其它8种为国家ⅱ级保护植物。
4.公开号为cn217985206u的实用新型专利公开了一种智能鸟类识别系统，包括控制柱，控制柱下端固定连接有连接盘，连接盘上端连接有伸缩气缸，伸缩气缸，伸缩气缸之间连接有同步环，伸缩气缸伸缩端固定连接有升降环，控制柱上端连接有光电照明灯，光电照明灯外侧设置有暗色防护罩，控制柱外侧设置有摄像机构，摄像机构包括摄像头，摄像头固定连接有底座，底座一侧连接有调节件，调节件包括偏转板，偏转板转动连接有连接页；产生了通过摄像数据对比识别鸟类的技术效果。
5.上述鸟类识别系统仅仅能够识别鸟类，但是无法将其抓拍并在终端显示，另外其功能单一，无法满足水质、气象的监测，实用性较低。


技术实现要素：

6.本发明的目的是解决上述问题而提供一种能够实时检测保护区内的鸟类，且整体能够监测水质、气象，并能够将其一并在终端显示，便于根据后台数据提高保护区整体管护能力的基于边缘计算的前端人工智能鸟类监测装置。
7.为实现上述目的，本发明的技术方案为：一种基于边缘计算的前端人工智能鸟类监测装置，包括鸟类监测识别系统、水文水质检测系统、生态气象站和生态云屏实时环境数据显示终端，所述水文水质检测系统、生态气象站、生态云屏实时环境数据显示终端和前端集成gpu算力模块分别通过控制中心单元cpu输送数据，所述鸟类监测识别系统抓拍的图片、水文水质检测系统检测和生态气象数据均在生态云屏实时环境数据显示终端显示。
8.优选的，所述鸟类监测识别系统包括底座、立杆、弯头杆和摄像机，所述弯头杆的一端设有连接块，另一端设有摄像机，所述弯头杆的拐角处设有太阳能板，所述立杆上设有与太阳能板连通的供电箱，所述立杆的顶部设有第一电机，第一电机的输出端设有花键轴，所述连接块内设有与花键轴相配合的花键槽，所述弯头杆的端部设有第二电机，所述第二电机穿过弯头杆与摄像机连接。
9.优选的，所述鸟类监测识别系统还包括前端ai鸟类识别系统，前端ai鸟类识别系统包括4g/5g通讯模块和存储单元，所述摄像机拍摄的照片储存至存储单元并通过4g/5g通
讯模块上传云服务器。
10.优选的，所述云服务器与应用终端数据连通，所述应用终端包括手机终端和电脑终端。
11.优选的，所述水文水质检测系统包括水质在线监测分析仪、数据采集传输系统、后台数据处理系统和信息监控管理平台，所述水质在线监测分析仪将采集的数据通过数据采集传输系统传输至后台数据处理系统，后台数据处理系统将数据处理分析后输送至信息监控管理平台，所述信息监控管理平台与生态云屏实时环境数据显示终端数据连通。
12.优选的，所述生态云屏实时环境数据显示终端还自动对接气象专有云数据，所述生态云屏实时环境数据显示终端为led/lcd屏。
13.本发明公开的一种基于边缘计算的前端人工智能鸟类监测装置，包括鸟类监测识别系统、水文水质检测系统和生态云屏实时环境数据显示终端，所述鸟类监测识别系统通过带ai算力的gpu模块对视频数据进行实时对比，所述水文水质检测系统、生态云屏实时环境数据显示终端和前端集成gpu算力模块分别通过控制中心单元cpu输送数据，所述鸟类监测识别系统抓拍的图片、节选视频和水文水质检测系统检测的数据均在生态云屏实时环境数据显示终端显示；与现有技术相比，该基于边缘计算的前端人工智能鸟类监测装置具有能够实时检测保护区内的鸟类，且整体能够监测水质、气象，并能够将其一并在终端显示，便于根据后台数据提高保护区整体管护能力的有益效果。
附图说明
14.图1为本发明一种基于边缘计算的前端人工智能鸟类监测装置的整体结构示意图。
15.图2为本发明中鸟类监测识别系统的示意图。
16.图3为本发明中水文水质监测系统的示意图。
17.图4为本发明中生态云屏显示终端的显示内容示意图。
18.图5为本发明中鸟类监测识别系统的结构示意图。
19.图6为本发明中鸟类检测识别系统的抓拍图一。
20.图7为本发明中鸟类检测识别系统的抓拍图二。
21.图8为本发明中生态云屏显示终端的显示图一。
22.图9为本发明中生态云屏显示终端的显示图二。
23.图10为本发明中生态云屏显示终端的显示图三。
24.图中：1、底座；2、立杆；3、第一电机；4、弯头杆；41、连接块；42、花键槽；5、太阳能板；6、第二电机；7、摄像机；8、供电箱。
具体实施方式
25.现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。附图为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
26.请参照图1-10，一种基于边缘计算的前端人工智能鸟类监测装置，包括鸟类监测识别系统、水文水质检测系统、生态气象站和生态云屏实时环境数据显示终端，所述水文水质检测系统、生态气象站、生态云屏实时环境数据显示终端和前端集成gpu算力模块分别通
过控制中心单元cpu输送数据，所述鸟类监测识别系统抓拍的图片、水文水质检测系统检测和生态气象数据均在生态云屏实时环境数据显示终端显示；该检测装置应用于保护区的管护中，能够对保护区内鸟类的数量、种类、分布等进行监测，融入网格化决策支持，提升自然保护区的资源保障能力，提高保护区管理处的整体管护和科普宣传水平。
27.其中所述鸟类监测识别系统包括底座1、立杆2、弯头杆4和400w超清摄像机7，所述弯头杆4的一端设有连接块41，另一端设有摄像机7，所述弯头杆4的拐角处设有太阳能板5，所述立杆2上设有与太阳能板连通的供电箱8，所述立杆2的顶部设有第一电机3，第一电机3的输出端设有花键轴，所述连接块41内设有与花键轴相配合的花键槽42，所述弯头杆4的端部设有第二电机6，所述第二电机6穿过弯头杆与摄像机7连接，其中第一电机能够带弯头杆和摄像机转动调整摄影方向，同时能够带动太阳能板转动，能够大范围的接受日照，另外第二电机能够单独运行，第一电机运行时第二电机的运行不受影响，随时带动摄像机转动调整拍摄方向；另外太阳能板带后备电源，采用4g实时传输方式，具备断网补传功能。
28.所述鸟类监测识别系统通过带ai算力的gpu模块对视频数据进行实时对比结合边缘高性能处理鸟类智能识别算法，对鸟类进行识别、追踪、分析及统计，以图形或表格展示鸟类时空数据，包括时间、数量、种类、种群、分布等。 支持鸟类发现、识别，图片上报，监控平台自动推送，指定手机消息图文推送等；gpu精准鸟类训练模型库支持类型识别，能够准确发现到有鸟，有几只鸟，是什么种类的鸟。其中所述摄像机集成算力gpu模块并嵌入ai人工智能深度学习算法，导入数十万鸟类照片模型训练库，实现各类湿地水鸟、保护区林鸟以及常见鸟类准确发现，实现自动拍照、精准识别、自动上传。
29.另外所述鸟类监测识别系统还包括前端ai鸟类识别系统，前端ai鸟类识别系统包括4g/5g通讯模块和存储单元，所述摄像机拍摄的照片储存至存储单元并通过4g/5g通讯模块上传云服务器；所述云服务器与应用终端数据连通，所述应用终端包括手机终端和电脑终端；支持本地存储至少一个月视频录像，根据识别结果，平台支持任意调取自定义识别时间点前后短视频录像，系统支持自动定时开关机，app实时，定时开关机；支持点对点远程焦距调整，巡航锚点轨迹设定，巡航预置点数及时间间隔设定等。
30.其中所述水文水质检测系统包括水质在线监测分析仪（也可搭载大气环境监测模块）、数据采集传输系统、后台数据处理系统和信息监控管理平台，该系统产品建立在浮标的基础上，可直接投放在被测水体内使用。浮标体采用不锈钢材质制作，抗撞击能力强，防生物附着性，耐腐蚀。且浮标具有自平衡能力，具有良好的抗风抗浪性能；可模块化加载常规各类水质监测模块，如水温、ph值、硬度、溶解氧、浊度等参数；支持nbiot、4g等数据通信模式；配套管理软件：app，多媒体监测展示系统，以及在线数据和设备管理系统；系统定时自检，自检记录本地存储，故障告警（声光指示，或上传服务器系统）；系统整体采用集约花低功耗设计，可通过太阳能板或有源dc12v电源为系统相关模块供电，通过内置的4g无线数据传输模块与大数据平台实现数据同步传输，实现电脑、手机端实时查看。系统同时内置北斗定位模块，安装完成系统即自动在平台gis定位，无需人工设置。系统集成智能供电系统模块，可实时监测查看当前太阳能系统发电总量，系统整体当前耗电总量，蓄电池实时剩余电量，以及太阳能、蓄电池实时电压、电流信息，做到app随时掌控。所述水质在线监测分析仪将采集的数据通过数据采集传输系统传输至后台数据处理系统，后台数据处理系统将数据处理分析后输送至信息监控管理平台，所述信息监控管理平台与生态云屏实时环境数据
显示终端数据连通。
31.其中所述生态云屏实时环境数据显示终端还自动对接气象专有云数据，数据实时更新，所述生态云屏实时环境数据显示终端为led/lcd屏。
32.生态云屏实时环境数据显示终端主要用于推送展现精细化预报内容、监测站数据、环保公益信息等。保护区生态监测数据、抓拍图片、节选视频短片，保护区游客公示、指南、互动信息。另外可自动对接省市县三级相关行业专有云数据，进行实时更新，为乡镇街道、公共场所、大型体育赛事提供精准的信息服务。如遇到影响较大的特殊恶劣天气，还可第一时间推送预警信息，有针对性提出防范建议，提高专业服务水平。
33.其中生态云屏实时环境数据显示终端采用高亮度55寸显示屏，55寸亮度达到2000nit，设计寿命50000h；高亮显示屏满足阳光下清晰可视，可视角度178
°
，显示屏配置自动感光系统，能根据环境光线改变显示屏亮度。
34.生态云屏实时环境数据显示终端还显示如下内容：（1）公共服务类信息； 1.1未来三天预报加本站整点温湿度实况展示页，背景支持动态天气变化，如：晴天、阴天、雨天、雪天等； 1.2未来七天预报，支持柱形图（高低温）与曲线图交替动态化自动显示； 1.3所在地区（全省/全市）行政地图预报展示页，并支持白天与晚上分类预报图标，页面风格背景支持随时更换； 1.4本地区整点六要素实况信息，分为温湿度和风速风向与降水两个模板展示页，支持柱形图与曲线图交替显示； 1.5本地区所有区域气象自动站多要素实时数据展示页； 1.6旅游风景区专用页面模板，所在地气象自动站天气实况，背景、logo、标题支持用户自定义； 1.7本市地区实时空气质量指数aqi（环保六要素）数据展示页； 1.8本市地区实时空气质量指数aqi区域监测点实况数据集中展示页； 1.9所在地区区域乡镇自动站数据列表展示信息页，支持背景、logo、标题用户自定义。
35.（2）专业服务类信息2.1省内最近8小时最新卫星云图，滚动播放；2.2省内最近80分钟最新雷达拼图，滚动播放；2.3基于gis的地区实时降水分布图；2.4基于gis的地区实时温度分布图；2.5基于gis地区环境aqi实况数据；2.6基于gis地区所有环境监测点实况数据；2.7基于gis地区气象生活指数数据（穿衣、带伞、过敏、感冒、洗车、运动、钓鱼、紫外线强度等常用生活指数）；2.8政策宣传服务类信息（用户自定义）：2.9用户自定义任意发布图文、视频、网址链接等信息，可以与上面其他预定义信息一起直接一键发布。
36.（3）综合功能要求 3.1所有模板信息无缝自动对接国家综合观测数据平台、国家城镇化天气预报、国家突发预警平台；3.2界面显示美观新颖、实时自动获取设备安装所在地区最新数据，自动显示所在地市县部门标识信息等； 3.3初始化支持至少：林业、气象、党建、环保、三农、公益等各类宣传信息； 3.4所有模板展示信息支持横屏1920*1080、竖屏1080*1920两种分辨率； 3.5所有
模板信息展示页支持实时气象预警信息图标，实时悬挂，实时撤销，与中心数据无缝自动对接； 3.6展示支持手动切换查询与自动轮动展示两种方式； 3.7数据通讯模块:能够使用wifi/4g通讯网络进行数据传输，数据传输及时、稳定；能够同时向多个中心站发送数据。
37.显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同型式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

技术特征：
1.一种基于边缘计算的前端人工智能鸟类监测装置，其特征在于，包括鸟类监测识别系统、水文水质检测系统、生态气象站和生态云屏实时环境数据显示终端，所述水文水质检测系统、生态气象站、生态云屏实时环境数据显示终端和前端集成gpu算力模块分别通过控制中心单元cpu输送数据，所述鸟类监测识别系统抓拍的图片、水文水质检测系统检测和生态气象数据均在生态云屏实时环境数据显示终端显示。2.根据权利要求1所述的基于边缘计算的前端人工智能鸟类监测装置，其特征在于，所述鸟类监测识别系统包括底座、立杆、弯头杆和摄像机，所述弯头杆的一端设有连接块，另一端设有摄像机，所述弯头杆的拐角处设有太阳能板，所述立杆上设有与太阳能板连通的供电箱，所述立杆的顶部设有第一电机，第一电机的输出端设有花键轴，所述连接块内设有与花键轴相配合的花键槽，所述弯头杆的端部设有第二电机，所述第二电机穿过弯头杆与摄像机连接。3.根据权利要求1或2所述的基于边缘计算的前端人工智能鸟类监测装置，其特征在于，所述鸟类监测识别系统还包括前端ai鸟类识别系统，前端ai鸟类识别系统包括4g/5g通讯模块和存储单元，所述摄像机拍摄的照片储存至存储单元并通过4g/5g通讯模块上传云服务器。4.根据权利要求3所述的基于边缘计算的前端人工智能鸟类监测装置，其特征在于，所述云服务器与应用终端数据连通，所述应用终端包括手机终端和电脑终端。5.根据权利要求1所述的基于边缘计算的前端人工智能鸟类监测装置，其特征在于，所述水文水质检测系统包括水质在线监测分析仪、数据采集传输系统、后台数据处理系统和信息监控管理平台，所述水质在线监测分析仪将采集的数据通过数据采集传输系统传输至后台数据处理系统，所述信息监控管理平台与生态云屏实时环境数据显示终端数据连通。6.根据权利要求1或5所述的基于边缘计算的前端人工智能鸟类监测装置，其特征在于，所述生态云屏实时环境数据显示终端还自动对接气象专有云数据，所述生态云屏实时环境数据显示终端为led/lcd屏。

技术总结
本发明公开了一种基于边缘计算的前端人工智能鸟类监测装置，包括鸟类监测识别系统、水文水质检测系统、生态气象站和生态云屏实时环境数据显示终端，所述水文水质检测系统、生态气象站、生态云屏实时环境数据显示终端和前端集成GPU算力模块分别通过控制中心单元CPU输送数据，所述鸟类监测识别系统抓拍的图片、水文水质检测系统检测和生态气象数据均在生态云屏实时环境数据显示终端显示；该基于边缘计算的前端人工智能鸟类监测装置能够实时检测保护区内的鸟类，且整体能够监测水质、气象，并能够将其一并在终端显示，便于根据后台数据提高保护区整体管护能力。提高保护区整体管护能力。提高保护区整体管护能力。


技术研发人员：闫金亮 申军伟 雷改平 魏敏 刘亦畅 汪汇洋 安明 张恒 张浩 方俊 刘建华
受保护的技术使用者：郑州和讯电子技术有限公司
技术研发日：2023.06.07
技术公布日：2023/8/16