伏倒倾斜智能监测
一、产品介绍
S-CGYQ 树木伏倒倾斜智能监测仪是一款低功耗 4G 无线三轴倾角监测设备，专为古树、景观树、行道树等林木倒伏风险监测场景研发。设备集成三轴倾角检测、三轴加速度采集、温度感知功能，搭载高性能 MMES-3D 测斜单元与专利滤波融合算法，测量精度高、运行稳定性强。
设备内置 19AH 锂亚硫酸氯电池，超低功耗设计可支持野外长期无人值守作业，默认每 2 小时上传一次数据，单次续航时长可达 5 年以上。整机体积小巧、防护等级达 IP67，可适应野外复杂温湿度、风雨冲击等恶劣自然环境，依托 4G 网络将监测数据直接上传至云端服务器，支持远程参数配置、状态管控、异常报警，是林业防灾、古树保护、园林绿化智能化监测的专用设备。除林木监测外，也可兼容建筑、工程机械、地质边坡等多领域姿态监测。
二、功能特点
三、监测原理
本设备基于MEMS 重力加速度传感原理与三轴姿态检测技术实现树木倾斜、倒伏监测，整体分为数据感知、算法处理、无线传输、预警告警四大环节：
四、设备参数
分型号测量范围参数
数据字段说明（JSON 格式）
远程下发指令
表格
五、应用行业
六、安装方式
本设备专为树木监测优化安装方案，分为水平向上、水平向下、竖直向下三种主流安装方式，适用于树干不同位置、不同形态树木，安装前需固定设备并校准零点：
安装注意事项
八、效果分析
1. 监测精度效果
设备 0.01° 超高分辨率可识别树木微小型形变，0.1° 绝对精度杜绝误报、漏报，能够在树木出现明显倒伏前捕捉微小倾斜趋势，预警前置性强；专利滤波算法有效过滤风振、鸟鸣、人为触碰等瞬时干扰，野外监测数据准确率可达 99% 以上。
2. 续航与运维效果
19AH 大容量电池搭配 24μA 超低待机功耗，默认工况下续航超 5 年，大幅降低野外设备巡检、电池更换频次，减少人工运维成本；支持远程参数修改、状态查询，无需现场操作即可完成设备调试，适配大面积林区批量部署。
3. 预警防控效果
结合定时唤醒与运动唤醒双模式，树木缓慢倾斜、突发晃动均可被精准捕捉；自定义报警阈值实现分级预警，后台同步推送告警数据，管理人员可快速定位风险树木，及时采取支撑、修剪、移栽等措施，大幅降低树木倒伏引发的人员伤亡、财产损失。
4. 环境适配效果
IP67 防水防尘、宽温工作范围（-30℃~+60℃）、高抗冲击性能，可适配南方多雨、北方严寒、山区多风等全国各类户外环境，全年稳定运行，不受季节、气候影响。
5. 智能化管理效果
标准 JSON、MQTT 数据格式可无缝对接林业、园林现有智慧管理平台，实现单株、片区、区域树木监测数据统一汇总、可视化展示、趋势分析，推动林木管理从人工巡查向智能化、数字化、自动化转型。
九、国标规范
本产品设计、生产、检测、校准严格遵循以下国家、行业、军用及国际标准：
十、参考文献
[1] SJ 20873-2003，倾斜仪、水平仪通用规范 [S].
[2] JJF1119-2004，电子水平仪校准规范 [S].
[3] GB/T 17626，电磁兼容 试验和测量技术 [S].
[4] GJB150，军用装备实验室环境试验方法 [S].
[5] QJ 2318-92，陀螺加速度计测试方法 [S].
[6] GJB 2426A-2004，光纤陀螺仪测试方法 [S].
[7] ISO9001:2015，质量管理体系要求 [S].
[8] 倾角传感器原理与户外姿态监测应用技术手册 [Z]. 传感技术行业协会.
[9] 古树名木安全监测技术规范（林业行业内部规范）[Z].
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S-CGYQ 树木伏倒倾斜智能监测仪是一款低功耗 4G 无线三轴倾角监测设备，专为古树、景观树、行道树等林木倒伏风险监测场景研发。设备集成三轴倾角检测、三轴加速度采集、温度感知功能，搭载高性能 MMES-3D 测斜单元与专利滤波融合算法，测量精度高、运行稳定性强。
设备内置 19AH 锂亚硫酸氯电池，超低功耗设计可支持野外长期无人值守作业，默认每 2 小时上传一次数据，单次续航时长可达 5 年以上。整机体积小巧、防护等级达 IP67，可适应野外复杂温湿度、风雨冲击等恶劣自然环境，依托 4G 网络将监测数据直接上传至云端服务器，支持远程参数配置、状态管控、异常报警，是林业防灾、古树保护、园林绿化智能化监测的专用设备。除林木监测外，也可兼容建筑、工程机械、地质边坡等多领域姿态监测。
- 多维度数据采集：同步采集 X/Y/Z 三轴倾斜角度、三轴加速度、设备内部温度，全方位还原树木姿态与振动状态。
- 超高测量精度：全型号角度绝对精度 0.1°，分辨率 0.01°，可捕捉树木微小倾斜形变，提前预判倒伏隐患。
- 超低功耗长续航：待机功耗仅 24μA，电池自放电率极低；标配 19AH 大容量锂亚硫酸氯电池，按默认采集频率工作，续航超 5 年。
- 多重唤醒模式：支持定时唤醒、运动唤醒双模式，树木发生异常晃动、倾斜时自动触发高频监测与数据上报。
- 无线远程管控：采用 4G 全网通传输，通信协议兼容 TCP、MQTT，数据格式为标准 JSON，支持远程修改上报频率、休眠时长、报警阈值、零点模式。
- 强防护抗干扰：整机 IP67 防水防尘，抗冲击能力＞20000g，耐受野外强风、暴雨、外物撞击，工作温度适配户外四季环境。
- 智能报警预警：可自定义加速度报警阈值，树木倾斜、晃动超出阈值后自动上传报警信息，实现倒伏风险实时预警。
- 双零点模式：支持绝对零点、相对零点切换，可根据树木安装姿态校准基准，适配不同形态树木监测。
- 高稳定性运行：搭载专利滤波融合算法，抑制风振、温度漂移带来的数据干扰，长期工作稳定性＜0.1°。
三、监测原理
本设备基于MEMS 重力加速度传感原理与三轴姿态检测技术实现树木倾斜、倒伏监测，整体分为数据感知、算法处理、无线传输、预警告警四大环节：
- 姿态感知：设备固定于树木主干，以竖直状态为基准姿态。内置 MMES-3D 测斜单元与三轴加速度计，实时检测地球重力在传感器 X、Y、Z 三轴上的分量变化。当树木发生倾斜、晃动、偏移时，重力分量同步改变，传感器将物理姿态变化转化为电信号。
- 数据滤波与运算：通过专利滤波融合算法过滤野外风振、环境噪声、温度波动等干扰信号，结合零点温度补偿技术，精准计算树木三轴倾斜角度、振动加速度与环境温度，消除长期监测数据漂移问题。
- 数据传输：设备默认定时唤醒上传数据，树木出现异常运动时自动触发运动唤醒，通过 4G 网络以 JSON 格式将角度、加速度、温度、电池电量、设备状态等数据，经 TCP/MQTT 协议上传至云端服务器。
- 风险判断与预警：后台系统对比实时监测数据与预设报警阈值，当树木倾斜角度、晃动加速度超出安全范围时，立即触发倒伏预警；同时设备记录休眠状态、上报次数、零点类型等参数，便于管理人员追溯树木姿态变化趋势。
四、设备参数
| 参数名称 | 参数详情 |
| 测量轴 | X、Y、Z 三轴 |
| 加速度计量程 | ±1g |
| 检测频率 | 100Hz |
| 通信方式 | 4G 无线传输 |
| 通信协议 | TCP；数据格式：Tcp/JSON/ 云格式、MQTT |
| 默认数据上传频率 | 2 小时 / 次（可自定义设置） |
| 唤醒方式 | 定时唤醒、运动唤醒（全型号支持） |
| 待机功耗 | 24μA |
| 数据上传工作电流 | 80mA |
| 电池规格 | 19AH 锂亚硫酸氯电池 |
| 理论续航时长 | ≥55000 小时（默认频率） |
| 抗冲击性能 | ＞20000g，0.5ms，3 次 / 轴 |
| 绝缘电阻 | ≥100MΩ |
| 防水等级 | IP67 |
| 设备重量 | 250g（不含外包装） |
| 外形尺寸 | L115mm×W64mm×H52mm |
| 工作温度 | -30℃ ~ +60℃ |
| 储存温度 | -30℃ ~ +60℃ |
| 零点温度系数 | ±0.01°/℃（-40℃~+85℃区间） |
| 长期稳定性（25℃） | ＜0.1° |
| 参数 | S-CGYQ-10 | S-CGYQ-30 | S-CGYQ-60 | S-CGYQ-90 | 单位 |
| 倾斜测量范围 | ±10 | ±30 | ±60 | ±90 | ° |
| 绝对精度（-40℃~+85℃） | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | ° |
| 分辨率 | 0.01 | 0.01 | 0.01 | 0.01 | ° |
| 关键字 | 含义 | 备注 |
| GX/GY/GZ | X/Y/Z 轴倾斜角度 | 测量范围按型号区分 |
| AX/AY/AZ | X/Y/Z 轴加速度 | 量程 ±1g |
| TEMP | 设备实时温度 | 监测设备工作环境温度 |
| BAT | 电池电量 | 01~10，数值越大电量越充足 |
| OFFSETTYPE | 零点状态 | 0 = 绝对零点，1 = 相对零点 |
| SLEEP | 休眠时间 | 单位：分钟，最大 4320 分钟 |
| ALARM | 加速度报警阈值 | 超限自动报警 |
| SENDTIME | 单周期数据上传次数 | 建议 1~2 次，降低功耗 |
| SV | 设备软件版本 | 设备标识 |
表格
| 功能 | 下发指令（大写） | 补充说明 |
| 解锁下发权限 | {"SET"} | 远程配置前置指令 |
| 设置绝对零点 | {"OFFSETTYPE":0} | 校准基准姿态 |
| 设置相对零点 | {"OFFSETTYPE":1} | 适配树木初始倾斜姿态 |
| 设置休眠时间 | {"SLEEP":0000} | 最大支持 2043 分钟（72 小时） |
| 设置报警阈值 | {"ALARM":000} | 自定义倒伏预警阈值 |
| 设置上报次数 | {"SENDTIME":00} | 推荐 1-2 次，延长续航 |
五、应用行业
- 园林林业行业：城市行道树、公园景观树、山林乔木、古树名木倾斜与倒伏常态化监测，防范大风、暴雨引发的树木倒伏事故。
- 文物保护行业：古村落古树、名木古迹监测，无损监测树体姿态变化，守护历史文物资源。
- 市政安全行业：道路两侧树木、景区林木监测，避免树木倒伏砸伤行人、车辆，保障公共安全。
- 生态防灾行业：山区林地、边坡林木监测，结合地质灾害预警，综合防范树木倒伏、山体次生灾害。
- 延伸应用行业：桥梁附属设施、电线杆、信号塔、小型风电设备姿态监测；基坑、高支模、工程机械角度监测。
六、安装方式
本设备专为树木监测优化安装方案，分为水平向上、水平向下、竖直向下三种主流安装方式，适用于树干不同位置、不同形态树木，安装前需固定设备并校准零点：
- 水平向上安装
- 水平向下安装
- 竖直向下安装
安装注意事项
- 安装面需平整、牢固，避免设备松动造成数据误差；
- 户外安装做好基础防护，避免设备长期暴晒、积水浸泡（IP67 可短时防水，不建议长期浸水）；
- 安装完成后务必远程校准零点，匹配树木初始姿态。
- 古树名木保护：对百年古树、珍稀名木进行 7×24 小时不间断姿态监测，及时发现根系腐朽、树体老化引发的缓慢倾斜，提前开展加固养护。
- 城市行道树监测：道路两侧行道树、绿化带树木常态化监测，台风、强降雨天气下实时预警倒伏风险，规避交通安全事故。
- 景区 / 公园树木管理：大型公园、文旅景区景观树监测，保障游客人身安全，实现园区林木智能化管护。
- 山林野外树木监测：偏远山区、自然保护区林木监测，依托 4G 网络摆脱有线布线限制，适配野外无供电、无网络环境。
- 灾害应急预警：大风、暴雨、泥石流等极端天气前后，强化树木动态监测，快速定位高危倒伏树木，辅助应急抢险。
- 科研数据采集：林业科研机构采集树木风振、倾斜形变数据，用于树木生长、抗风性能等课题研究。
八、效果分析
1. 监测精度效果
设备 0.01° 超高分辨率可识别树木微小型形变，0.1° 绝对精度杜绝误报、漏报，能够在树木出现明显倒伏前捕捉微小倾斜趋势，预警前置性强；专利滤波算法有效过滤风振、鸟鸣、人为触碰等瞬时干扰，野外监测数据准确率可达 99% 以上。
2. 续航与运维效果
19AH 大容量电池搭配 24μA 超低待机功耗，默认工况下续航超 5 年，大幅降低野外设备巡检、电池更换频次，减少人工运维成本；支持远程参数修改、状态查询，无需现场操作即可完成设备调试，适配大面积林区批量部署。
3. 预警防控效果
结合定时唤醒与运动唤醒双模式，树木缓慢倾斜、突发晃动均可被精准捕捉；自定义报警阈值实现分级预警，后台同步推送告警数据，管理人员可快速定位风险树木，及时采取支撑、修剪、移栽等措施，大幅降低树木倒伏引发的人员伤亡、财产损失。
4. 环境适配效果
IP67 防水防尘、宽温工作范围（-30℃~+60℃）、高抗冲击性能，可适配南方多雨、北方严寒、山区多风等全国各类户外环境，全年稳定运行，不受季节、气候影响。
5. 智能化管理效果
标准 JSON、MQTT 数据格式可无缝对接林业、园林现有智慧管理平台，实现单株、片区、区域树木监测数据统一汇总、可视化展示、趋势分析，推动林木管理从人工巡查向智能化、数字化、自动化转型。
九、国标规范
本产品设计、生产、检测、校准严格遵循以下国家、行业、军用及国际标准：
- 质量管理体系：ISO9001:2015 质量管理体系要求
- 倾角传感器通用标准：GB/T 191、SJ 20873-2003 倾斜仪、水平仪通用规范
- 计量校准标准：JJF1119-2004 电子水平仪校准规范
- 加速度计测试标准：QJ 2318-92 陀螺加速度计测试方法
- 光纤陀螺相关标准：GJB 2426A-2004 光纤陀螺仪测试方法
- 环境试验标准：GJB150 军用装备实验室环境试验方法
- 电磁抗干扰标准：GB/T 17626 电磁兼容 试验和测量技术
十、参考文献
[1] SJ 20873-2003，倾斜仪、水平仪通用规范 [S].
[2] JJF1119-2004，电子水平仪校准规范 [S].
[3] GB/T 17626，电磁兼容 试验和测量技术 [S].
[4] GJB150，军用装备实验室环境试验方法 [S].
[5] QJ 2318-92，陀螺加速度计测试方法 [S].
[6] GJB 2426A-2004，光纤陀螺仪测试方法 [S].
[7] ISO9001:2015，质量管理体系要求 [S].
[8] 倾角传感器原理与户外姿态监测应用技术手册 [Z]. 传感技术行业协会.
[9] 古树名木安全监测技术规范（林业行业内部规范）[Z].
配置产品17850532774
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