名贵树木防盗电子围栏管理系统

　　一、需求背景

　　长久以来，沉香木都是珍贵的香料，被用作燃烧熏香、提取香料、加入酒中，或直接雕刻成装饰品。沉香树因病变开始结香后，会经历漫长的生长期，至少需要几年至十几年的时间，但一块优质的沉香木要数十年甚至上百年才能形成，产量极少，市场供不应求，因此十分珍贵，具有很高的收藏价值。

　　现在广西省有一片沉香木的树林，很多沉香木的日常管理都是采用人工记录的方式，防盗防割采用人工监督巡查的方式，遗漏、偷割、偷砍一直是很难解决的问题，广州万物信息科技股份有限公司结合RFID系统的高科技产品使沉香木的管理更加智能，更好地杜绝偷盗行为。

　　二、使用流程

　　1.电子围栏管理系统效果图

　　图1 电子围栏管理系统效果图

　　追踪页面如图1所示，圆点表示树木管理主机安装的位置，在树林的外围，每200米(基站覆盖范围半径100米的圆形)安装一个RFID树木管理主机，主机之间的RFID信号相连，形成一个环形信号的电子围栏。当发现有非法沉香木通过时，主机即显示告警，并显示非法沉香木靠近的基站和沉香木自身ID号，方便管理人员及时做出行动安排。

　　2.安装树木有源标签

　　图2 安装树木有源标签

　　如图2所示，每棵沉香木都安装一个树木有源标签，树的孔直径是2cm，深度是8cm，孔离地面的距离大概是2米，树木标签代表沉香木的ID身份，绑定该沉香木的信息。

　　3.防盗管理

　　如图3所示，系统由树木有源标签、树木管理主机、无人机基站盘点、手持机盘点和后台管理系统五部分组成，树木有源标签隐藏在沉香树内。树木有源标签利用射频信号以无线的方式传送数据信息，定时发送一次自身ID给树木管理主机。

　　图3 系统拓扑图

　　在沉香木树林外围布上树木管理主机，形成一个环形信号的电子围栏。平时主机是接收不到信号的，只有当有非法分子偷砍沉香木，接近主机的信号覆盖范围，树木管理主机才识别到沉香木信号，即知道树木被非法带走。主机读到后即通过4G上传到后台，后台即告警。

　　三、产品介绍

　　1.树木有源标签

　　图4 树木有源标签三视图

　　树木有源标签隐藏在沉香木中，每棵沉香木安装一个标签，记录该沉香木的ID号，定时发送自身ID信息，当标签进入树木管理主机的覆盖范围时，主机接收标签信息，并通过4G上传到系统后台。

　　树木有源标签具有坚固耐用、小巧方便、工作时间长等特点，采用超低功耗设计，使用时间为6年，当电池低电时系统会提醒工作人员及时更换树木标签。标签效果图如图4所示，外观尺寸为Ø17mm×72cm，工作温度为-20°C~70°C，完全满足广西沉香木的生长环境。树木标签承受砍伐过程和运输过程所产生的震动。

　　2.树木管理主机

　　图5 树木管理主机三视图

　　在树林的外围，每200米(基站覆盖范围半径100米的圆形)安装一个树木管理主机，如图5所示，沉香木进出不同道口时，会被最近的主机先识别，告警信号通过4G网络传输到系统后台，方便工作人员及时做出处理。

　　主机尺寸263mm*185mm*130mm。主机的防水防尘满足暴雨和台风等恶劣环境。工作温度-20℃~80℃，考虑道口的户外环境比较恶劣，可采用太阳能供电的方式安装主机。

　　3.无人机基站

　　图6 无人机基站盘点

　　如图6所示，无人机基站挂载在无人机上，通过操作无人机进行飞行盘点，盘点数据通过4G传输到系统后台。

　　基站的尺寸为263mm*185mm*130mm，重量约1500g(含电池)，覆盖范围100~150米。

　　4.手持机

　　图7 手持机三视图

　　手持机的效果图如图7所示，主要是沉香木树林工作人员巡检管理，用于盘点树木数量。

　　手持机外观尺寸162mm*78mm*22mm， 4.7寸屏。搜索距离是空旷场地100米左右(与沉香木的环境有关)可充电锂电池，工作时间8小时(视具体环境而定)。

　　四、软件系统

　　1.系统登录

　　图8 系统登录界面

　　如图8所示，沉香木管理员输入用户名和密码登录名贵树木防盗电子围栏管理系统，没有授权的人员无法获知沉香木的具体信息，更好地保障沉香木的信息安全。

　　2.沉香木信息管理

　　图9 沉香木信息管理界面

　　如图9所示，管理员将树木编号和防盗编号绑定一起录入名贵树木防盗电子围栏管理系统，并绑定相关的负责人以及沉香木的所在地区，满足分区管理、落实责任到个人等相关要求。界面显示标签电量是否正常，低电时系统告警提示。

　　3.告警信息管理

　　图10 系统告警界面

　　如图10所示，当沉香木被非法带走时，基站接收到沉香木标签信息，系统告警。界面显示告警时间和告警基站编号，方便管理员及时做出处理。

　　五、系统优势

　　图11 沉香木

　　1.读写距离远

　　RFID标签读写的距离远远大于无源标签，系统会在沉香木外围形成电子围栏对沉香木进行监控，保证准确性，这样在对沉香木进行监控管理时，可以快速读取被盗树木的信息。

　　2.无死角识别

　　由于有源标签的无线信号是以球面波的方式发送出去，这样对安装在沉香木的有源标签的安装方向没有要求，不管沉香木以哪个方向通过路口，都能被树木管理主机识别。

　　3.辐射影响小

　　无源标签工作时需要主机提供能量，所以对主机的无线信号发射功率相对要求较高，当无线信号功率达到一定值时会对人体有危害。相对无源标签，树木有源标签可自身提供能量，这样主机和标签的发射功率可以做得比较小，对人体基本没什么危害。

　　4.工作时间长

　　有源标签用到的是低数据量、低功耗的无线技术，休眠功耗为uA级别，这样有源标签可以长时间工作，工作时间可以长达6年。