植被冠層聯(lián)網(wǎng)分析儀

植被冠層聯(lián)網(wǎng)分析儀---LAINet用戶使用說明書2015年3月北京公司簡介.錯(cuò)誤！未定義書簽。TOC\o"1-5"\h\z儀器組成2\o"CurrentDocument"1.1冠層上節(jié)點(diǎn)2\o"CurrentDocument"1.2冠層下節(jié)點(diǎn)21.3匯聚節(jié)點(diǎn)3儀器規(guī)格參數(shù).4\o"CurrentDocument"儀器野外安裝4\o"CurrentDocument"3.1樣方的選擇5\o"CurrentDocument"3.2樣方內(nèi)節(jié)點(diǎn)部署5\o"CurrentDocument"3.3冠層上節(jié)點(diǎn)安裝5\o"CurrentDocument"3.4冠層下節(jié)點(diǎn)安裝.6\o"CurrentDocument"3.5匯聚節(jié)點(diǎn)安裝.7\o"CurrentDocument"儀器使用方法8\o"CurrentDocument"4.1啟動(dòng)與關(guān)閉8\o"CurrentDocument"4.2參數(shù)配置方法8\o"CurrentDocument"4.3數(shù)據(jù)接收軟件104.4數(shù)據(jù)處理軟件——VisualLAINet程序使用說明11\o"CurrentDocument"儀器維護(hù)常識(shí)125.1電源充電方法---離線充電12\o"CurrentDocument"5.2電源充電方法---在線充電135.3儀器維護(hù)13聯(lián)系方式錯(cuò)誤！未定義書簽。植被冠層聯(lián)網(wǎng)分析儀由四部分組成，分別為三類傳感器節(jié)點(diǎn)和支架附件。三

類傳感器分別是：冠層上節(jié)點(diǎn)，冠層下節(jié)點(diǎn)和匯聚節(jié)點(diǎn)。1.1冠層上節(jié)點(diǎn)用來測量太陽入射總輻射。圓形結(jié)構(gòu)，由3個(gè)光學(xué)傳感器組成。節(jié)點(diǎn)的尺寸:半徑3cm，高度6cm，下圖為冠層上節(jié)點(diǎn)圖例。圖1冠層上節(jié)點(diǎn)1.2冠層下節(jié)點(diǎn)用來測量冠層透過輻射。長條形結(jié)構(gòu)，由9個(gè)光學(xué)傳感器組成。節(jié)點(diǎn)長寬高分別為60cm，8cm和7cm，下圖為冠層下節(jié)點(diǎn)圖例傳感器圖3匯聚節(jié)點(diǎn)圖2冠層下節(jié)點(diǎn)1.3匯聚節(jié)點(diǎn)匯聚節(jié)點(diǎn)是整個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的中心，用來接收并轉(zhuǎn)發(fā)由冠層上節(jié)點(diǎn)和冠層下節(jié)點(diǎn)測量到的數(shù)據(jù)。包括：通信及微處理芯片、實(shí)時(shí)時(shí)鐘部分、儀器監(jiān)測部分、供電部分、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部分、串口通信部分及GPRS圖3匯聚節(jié)點(diǎn)圖2冠層下節(jié)點(diǎn)1.3匯聚節(jié)點(diǎn)匯聚節(jié)點(diǎn)是整個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的中心，用來接收并轉(zhuǎn)發(fā)由冠層上節(jié)點(diǎn)和冠層下節(jié)點(diǎn)測量到的數(shù)據(jù)。包括：通信及微處理芯片、實(shí)時(shí)時(shí)鐘部分、儀器監(jiān)測部分、供電部分、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部分、串口通信部分及GPRS通信部分。供電部分，電池串口通信GPRS通信部分通信及微處理芯片實(shí)時(shí)時(shí)鐘部分儀器監(jiān)測部分?jǐn)?shù)據(jù)存儲(chǔ)部分天線接口一供電部分：太陽能板儀器規(guī)格及參數(shù)設(shè)備用途用于植被冠層參數(shù)的野外測量與分析。技術(shù)參數(shù)可測量參數(shù)：可通過測量或擴(kuò)展分析，得到以下參數(shù)：冠層葉面積指數(shù)、冠層平均葉傾角、植被覆蓋度；測量頻率可人工設(shè)定，能實(shí)現(xiàn)小時(shí)、日、旬和月的測量；測量方式采用無線傳感器網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建，進(jìn)行定點(diǎn)連續(xù)測量；傳輸方式可通過無線網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程傳輸，傳輸速率可達(dá)到1200bps及以上；測量對象可進(jìn)行林地、草地、灌木、農(nóng)作物等四種以上植被類型的冠層參數(shù)測量；傳感器個(gè)數(shù)針對3種植被類型，共提供不彳氐于12個(gè)測量節(jié)點(diǎn)（無線傳感器）；聯(lián)網(wǎng)能力具有可擴(kuò)充能力，2個(gè)匯聚節(jié)點(diǎn)，具備可擴(kuò)展性，最多支持100個(gè)測量節(jié)點(diǎn)聯(lián)網(wǎng)測量的能力；環(huán)境要求環(huán)境要求：可適應(yīng)的環(huán)境溫度范圍為：-30?60°C；電源一次置換能保證連續(xù)半年以上的測量；配置冠層透過輻射測量節(jié)點(diǎn)（含天線）；太陽下行輻射測量節(jié)點(diǎn)（含天線）；數(shù)據(jù)無線收發(fā)器；太陽能供電系統(tǒng)；數(shù)據(jù)接收與處理軟件一套；數(shù)據(jù)處理筆記本一套；售后保修投標(biāo)商或生產(chǎn)廠家到最終用戶所在地安裝、調(diào)試試運(yùn)行合格后驗(yàn)收；驗(yàn)收合格后由生產(chǎn)廠家提供24月保修期，保修期內(nèi)包括消耗品在內(nèi)全部保修；技術(shù)支持由生產(chǎn)廠家為用戶提供現(xiàn)場技術(shù)培訓(xùn)，提供免費(fèi)的儀器操作、維護(hù)、維修的國內(nèi)培訓(xùn)2人5個(gè)工作日；質(zhì)量保證產(chǎn)品質(zhì)量按中華人民共和國有關(guān)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)實(shí)行“三包”服務(wù)；售后保障生產(chǎn)廠家為用戶提供產(chǎn)品終身技術(shù)服務(wù)。產(chǎn)品出現(xiàn)故障在24小時(shí)內(nèi)響應(yīng)，72小時(shí)內(nèi)到現(xiàn)場履行維修服務(wù)義務(wù)。（保修期外的現(xiàn)場服務(wù)由甲方承擔(dān)差旅等相關(guān)費(fèi)用）儀器交貨日期合同生效后90天；授權(quán)已必須取得制造廠商授權(quán)。儀器野外安裝3.1樣方的選擇在研究區(qū)中，樣方應(yīng)盡可能選擇通視較好的區(qū)域，避免建筑物等地類對樣方之間的通訊造成干擾。同時(shí)，樣方要均勻分布在研究區(qū)中。在滿足以上兩個(gè)條件后，樣方還可選擇在道路旁邊等容易到達(dá)的區(qū)域。3.2樣方內(nèi)節(jié)點(diǎn)部署在一個(gè)樣方內(nèi)，可根據(jù)樣方的面積布設(shè)一個(gè)或多個(gè)冠層下節(jié)點(diǎn)。若布設(shè)一個(gè)冠層下節(jié)點(diǎn)，則應(yīng)布設(shè)在樣方中心位置。若布設(shè)多個(gè)節(jié)點(diǎn)，可沿樣方中線或?qū)蔷€等布設(shè)，且盡可能使節(jié)點(diǎn)均勻分布在樣方中。圖4為幾個(gè)樣方內(nèi)節(jié)點(diǎn)部署參考圖。(y2節(jié)點(diǎn)3節(jié)點(diǎn)V4節(jié)點(diǎn)5節(jié)點(diǎn)圖4樣方內(nèi)節(jié)點(diǎn)部署參考圖3.3冠層上節(jié)點(diǎn)安裝°O安裝位置必須選擇在周圍開闊，一定范圍內(nèi)無物體遮擋區(qū)域。一般安裝在匯聚支架上部。QQr第一步：布設(shè)時(shí)傳感器近水平向上放置，并固定在支架上；第二步：連接天線，并將天線固定；第三步：打開開關(guān)。圖5為冠層上節(jié)點(diǎn)安裝后的參考照片。

圖5冠層上節(jié)點(diǎn)安裝參考圖3.4冠層下節(jié)點(diǎn)安裝丁？第一步：節(jié)點(diǎn)支架安裝。對于農(nóng)田樣方，支架方向應(yīng)垂直于壟或與壟成一定角度。支架高度應(yīng)高于地面30?40cm，但要保證節(jié)點(diǎn)在植被最低的葉片之下；第二步：將節(jié)點(diǎn)儀器近似水平向上放置在支架上，并將儀器兩端固定；第三步：連接天線。在農(nóng)田中，需將天線架高至植被冠層之上，保證其余匯聚節(jié)點(diǎn)天線的通視;在林地中，可將天線放置于與匯聚節(jié)點(diǎn)天線通視最佳的位置；第四步：通過調(diào)整支架的高度，及觀察儀器的水平氣泡，調(diào)平儀器；第五步：打開開關(guān)。圖6為冠層下節(jié)點(diǎn)安裝后的參考照片。

圖6冠層下節(jié)點(diǎn)安裝參考圖3.5匯聚節(jié)點(diǎn)安裝，第一步：組裝匯聚節(jié)點(diǎn)支架。主要包括儀器箱子和太陽能板的安裝；第二步：埋設(shè)匯聚節(jié)點(diǎn)支架。對于匯聚節(jié)點(diǎn)的朝向，須保證每天太陽能板最大限度的接收太陽照射。對于匯聚節(jié)點(diǎn)的位置，須將支架埋設(shè)于與周圍樣方通視較好的地方；同時(shí)，為了保證太陽能板的供電以及冠層上節(jié)點(diǎn)的測量精度，需保證周圍一定范圍內(nèi)不會(huì)受到物體遮蔽；第三步：線路連接。將儀器箱內(nèi)各線路連接，連接示意圖如圖7所示。圖7線路連接引導(dǎo)圖第四步：調(diào)試。當(dāng)太陽能電源控制器的“充電”指示燈呈黃色，并閃亮，說明供電部分安裝好。當(dāng)DTU指示燈呈：LINK燈常亮，DATA等閃亮，說明數(shù)據(jù)傳輸部分安裝好。若指示燈不正常，則須檢查線路連接是否正確。注意：在樣方選取時(shí)，應(yīng)特別考慮到樣方之間的距離，以及樣方與匯聚的距離。為保證節(jié)點(diǎn)之間以及節(jié)點(diǎn)與匯聚的正常通信，在地形平坦的農(nóng)田區(qū)域，樣方與匯聚節(jié)點(diǎn)之間的距離應(yīng)保持在400m以內(nèi)；在地形復(fù)雜的農(nóng)田區(qū)域，距離應(yīng)保持在300米以內(nèi)。在林地，由于傳播信號(hào)受到樹木枝干的影響，匯聚與樣方的距離應(yīng)保持在150m以內(nèi)。儀器使用方法4.1啟動(dòng)與關(guān)閉a?儀器的開關(guān)為紅色按鈕。xJS當(dāng)紅色按鈕按下時(shí)，為打開狀態(tài)，如下圖所示；圖8開關(guān)打開時(shí)狀態(tài)當(dāng)紅色按鈕松開時(shí)，為關(guān)閉狀態(tài)，如下圖所示。圖9開關(guān)關(guān)閉時(shí)狀態(tài)4.2參數(shù)配置方法第一步：將匯聚芯片板的串口與電腦連接。若電腦上無COM串口連接處，用USB轉(zhuǎn)串口線連接。須注意的是，此時(shí)要保證匯聚芯片板有供電。第二步：右鍵“我的電腦”——管理——設(shè)備管理器——端口。查看端口編號(hào)第三步：打開第三步：打開WDCC軟件。界面如圖10所示。圖10WDCC軟件截面圖在“串口”下拉菜單中選擇第二步中所查到的端口編號(hào)，點(diǎn)擊“Open”。第四步：在“采集器設(shè)置”一欄中，分別調(diào)整各參數(shù)。每調(diào)整一個(gè)參數(shù)，須點(diǎn)擊一次后面的“設(shè)置”按鈕，從而確認(rèn)自己的設(shè)置。其中“系統(tǒng)時(shí)間設(shè)置”是用來調(diào)整系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間；“采集時(shí)間間隔”是調(diào)整各節(jié)點(diǎn)儀器的采集數(shù)據(jù)時(shí)間間隔，單位為秒；“開始睡眠時(shí)間”是調(diào)整各節(jié)點(diǎn)儀器每天開始停止采集數(shù)據(jù)的時(shí)間；“結(jié)束睡眠時(shí)間”是用來調(diào)整各節(jié)點(diǎn)儀器每天開始采集數(shù)據(jù)的時(shí)間。串口設(shè)置系統(tǒng)時(shí)間設(shè)置：20:17:21設(shè)置采集時(shí)間間隔：300秒設(shè)置產(chǎn)始睡眠時(shí)間；|口d時(shí)mt串口設(shè)置系統(tǒng)時(shí)間設(shè)置：20:17:21設(shè)置采集時(shí)間間隔：300秒設(shè)置產(chǎn)始睡眠時(shí)間；|口d時(shí)mt分緒束睡眠時(shí)間：網(wǎng)▼］時(shí)叵三分設(shè)蚩設(shè)置無線目的地址：1設(shè)置MINITOOL:退出使用柔集器地址：讀取歷史數(shù)據(jù)清空歷史數(shù)據(jù)采集器設(shè)置圖11采集器設(shè)置欄在服務(wù)器上運(yùn)行“DTU數(shù)據(jù)接收程序”,并輸入用戶名“bnu_lainet@163.com”，密碼“bnulainet”，登錄之后可以看到有兩個(gè)DTU在線，DTU編號(hào)分別為：3061-4919-0573和061-4919-0936.在任意一個(gè)聯(lián)網(wǎng)的客戶端上部署Comway和rs232_data_logger軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)接收。在“wireless-接收程序-Comway-wlSer-bin”路徑下找到wlSer應(yīng)用程序，并打開該程序。輸入用戶名和密碼登錄。登錄無線串口服務(wù)器：用戶編號(hào)：bnu_lainet@163.ccnr|密碼：|登錄||退出］園保存帳戶忘記密碼圖12wlSer登錄界面選中一個(gè)DTU，右鍵選擇“添加虛擬串口”，待虛擬串口安裝結(jié)束后，右鍵選擇“添加串口映射”，并選擇添加的虛擬串口。圖13wlSerDTU添加虛擬串口界面虛擬串口映射安裝完畢后，運(yùn)行rs232_data_logger程序，安裝DataLogger。然后運(yùn)行DataLogger圖13wlSerDTU添加虛擬串口界面虛擬串口映射安裝完畢后，運(yùn)行rs232_data_logger程序，安裝DataLogger。然后運(yùn)行DataLogger。圖14DataLogger接收數(shù)據(jù)界面1軟件運(yùn)行環(huán)境軟件使用MatLab語言編寫，運(yùn)行在MatLab環(huán)境下。2運(yùn)行方式將軟件解壓縮，然后將解壓縮后的路徑添加到MatLab的運(yùn)行路徑下。在MatLab下打開combinData.m文件，這是一個(gè)主程序文件。運(yùn)行該程序。圖15LAI計(jì)算程序界面3程序功能（1）數(shù)據(jù)預(yù)處理該功能是為了將多日的觀測數(shù)據(jù)，按照日期分割開，分割的結(jié)果是每天個(gè)目錄，目錄名稱為觀測日期。（2）LAI計(jì)算設(shè)置數(shù)據(jù)文件的輸入路徑，計(jì)算結(jié)果的輸出路徑，開始計(jì)算的日期，結(jié)束計(jì)算的日期，設(shè)置研究區(qū)的經(jīng)緯度，選擇布置的研究區(qū)個(gè)數(shù)，然后開始計(jì)算。儀器維護(hù)常識(shí)5.1電源充電方法…離線充電關(guān)閉儀器開關(guān)后，卸下儀器后蓋，將電池取出，對電池充電。當(dāng)充電器指示燈為紅色時(shí)，說明電池還在充電狀態(tài)；當(dāng)充電器指示燈為黃色時(shí)，說明電池已充滿電。電池充滿后，將電池放回儀器電池槽中，安裝上后蓋即可。5.2電源充電方法…在線充電將自動(dòng)充電模塊的正負(fù)極（紅正黑負(fù)）連接到太陽能電源控制器的對應(yīng)正負(fù)極，并將充電器一端與設(shè)備連接好即可。在充電狀態(tài)下，充電模塊紅燈為亮起狀態(tài)，當(dāng)充電結(jié)束后，黃燈為亮起狀態(tài)。5.3儀器維護(hù)節(jié)點(diǎn)維護(hù)z冠層上和冠層下的節(jié)點(diǎn)，要避免在水中長時(shí)間浸泡，防止儀器進(jìn)水后損壞儀器主板。在野外測量時(shí)，保證天線與儀器連接完好，且水平放置；匯聚節(jié)點(diǎn)，要保證儀器箱不能進(jìn)水，以防損壞匯聚板和蓄電池。要定期對各樣方進(jìn)行巡查，防止儀器受到人為破壞。傳感器維護(hù)儀器自身具有一定的重量，使用時(shí)要輕拿輕放，以免摔壞零件或傷及他人。各儀器的開關(guān)和天線接口處要盡可能避免沙土的滲入，若有沙土或水的滲入，要及時(shí)清除。儀器上的每個(gè)傳感器白點(diǎn)