基于北斗短报文通信技术的林业有害生物监测数据传输.pdf

DOI：10.12335/2096-8981.2022092101基于北斗短报文通信技术的林业有害生物监测数据传输张维军1 饶宁1 唐兰英2 李祥胜3*(1.宁夏哈巴湖国家级自然保护区管理局,宁夏盐池 751500；2.北京丽坤泰科技有限责任公司,北京 100000；3.图锐(北京)信息技术有限公司,北京 100000)摘要：【目的】在无网络信号覆盖的偏远林区，实现林业有害生物监测数据自动化采集是一个技术难题。为了解决偏远林区数据传输问题，以基层林业有害生物监测防控实际需求为切入点，开展基于北斗短报文通信技术的林业有害生物监测数据传输研究。【方法】采用“终端+平台”方式，进行相关硬件和软件的设计，并针对北斗短报文通信容量有限和丢包的问题，开展了数据压缩、数据分包和数据丢包重传机制设计。【结果】经过在保护区测试，研究结果表明，该系统数据传输成功率能保持在 99%以上，验证了本系统可作为通信盲区的林区虫情监测预警的一种可靠手段。【结论】能够有效地实现林业有害生物监测数据的远程传输，保障了数据的时效性，这对改善林业害虫防治、保护好森林资源和生态环境具有重要的意义和价值。关键词：北斗短报文；林业有害生物；监测；数据传输中图分类号：S763.305 文献标志码：A 文章编号：2096-8981（2023）03-0085-09张维军,饶宁,唐兰英,等.基于北斗短报文通信技术的林业有害生物监测数据传输 J.自然保护地，2023，3（3）：8593.ZHANG Weijun,RAO Ning,TANG Lanying,et al.Research on Data Transmission of Forest Pest Monitoring Based on Beidou ShortMessage Communication TechnologyJ.Natural Protected Areas,2023,3(3):8593.林业有害生物具有突发性强、蔓延速度快、危害性大等特点1，若在林业有害生物发生初期未能监测发现，并及时采取防治措施，则将会导致危害程度和范围不断扩大2。近年来，由于全球气候变暖导致极端灾害天气频发、国家和地区间经济贸易活动频繁等不利因素的叠加影响3，使得我国林业有害生物发生面积和危害程度持续处于高危态势。因此，有必要加强林业有害生物监测力度。同时，林业有害生物监测、虫情虫害统计预报是预防工作的重要环节和组成部分4，是科学开展灾害防治的基础，也是防止危险性和检疫性有害生物扩散蔓延的关键，直接关系到林木长势和森林生态系统健康，也关系到社会经济和生态环境的可持续发展，进而影响到我国生态文明和美丽中国建设进程。传统的林业有害生物测报工作通常依靠测报人员定期深入林区调查，存在测报工作量大、覆盖范围小、耗时长、效率低、时效性差以及数据精准性偏低等问题56，同时由于专业测报人员缺乏，导致在实际测报工作中容易发生错报、漏报或迟报现象7，无法满足新时代对林业有害生物监测数据快速获取的需求。随着物联网等新一代信息技术日益成熟，基于物联网技术的多类型监测设备在林业有害生物监测预警领域的应用越来越 收稿日期：20220921；修回日期：20221117 基金项目：林业生态建设与保护北斗示范应用系统工程项目（GFZX0303030200113）*通讯作者 Corresponding author,E-mail： 第 3 卷 第 3 期自然保护地Vol.3 No.32023 年 8 月Natural Protected AreasAug.,2023http:/ LoRa（远距离无线电）15组网等常规通信方式来实现数据的远程传输，虽然延伸了数据传输的距离，但依然无法有效地解决大多数林区因无网络信号覆盖而带来的数据采集与传输不便的问题。若通过架设通信基站或者敷设专网，则存在成本高昂、通信架构受限、建设与维护困难等问题。相较于易受地理因素限制的通信方式，卫星通信具有覆盖范围更广、通信距离远、不存在通信盲区、不易受监测区域气候以及自然灾害等因素影响的优点，是一种可靠的、有效的数据传输手段16。我国独立自主研发、建设的北斗卫星导航系统具有高精度、高可靠定位、导航及短报文通信功能17。其中，北斗短报文是北斗卫星导航系统的独特功能，支持双向通信，能够提供全天候无盲区服务，其优势表现为抗干扰能力强、误码率低和可靠性高18。在海洋、沙漠和野外等无网络通信的地方均可使用，也能适应复杂多样的林区环境。2020 年 7 月，我国北斗三号卫星导航系统建立，北斗短报文通信服务能力有了显著提升，不仅通信速率得到大幅提升，而且单次报文通信容量由原先最多可达 120 个汉字提升至 1 000 个汉字，可传输图像、语音等内容1920；但在传输大容量数据时，北斗短报文在通信容量、频度方面存在不足，易发生数据丢包现象21。目前，北斗短报文通信服务在矿业勘探测量22、环境监测、电力、军事、交通和应急救援等领域应用广泛2330，为林业外业数据采集、病虫害监测、森林防火监测31等业务应用提供了比较可靠的数据传输手段，降低了时间成本，提升了工作效率。本文充分考虑北斗短报文的数据传输容量限制和数据丢包情况，通过采取图像数据压缩、数据分包发送、数据丢包重传等方式进行数据传输设计，有效减轻数据传输压力，为满足林业有害生物监测预警需要，实现无信号区域数据远程传输提供了可靠保障。1 研究区概况宁夏哈巴湖国家级自然保护区位于宁夏回族自治区盐池县中北部（地理坐标：10653261073938 E、373717380204 N），地势南高北低，海拔 1 3001 622 m，属于典型的荒漠湿地自然生态系统。气候由干旱区向半干旱区过渡，属于典型的大陆性气候区，年均气温 7.7，年均降水量不足 300 mm，年均蒸发量大于 2 000 mm。土壤主要有灰钙土、风沙土、潮土、盐土、新积土以及淡灰钙土等类型。在保护区内野生植物有76 科、215 属、420 种，其中，分布着中麻黄（Ephedra intermedia）、甘 草（Glyrrhiza ura-lensis）、沙冬青（Ammopiptanthus mongolicus）、草麻黄（Ephedra sinica）、木贼麻黄（Ephedraequisetitina）以及沙芦草（Agropyron mongolicum）6 种国家重点保护植物3233。2 研究方法 2.1监测数据采集监测数据采集主要在虫情监测期进行，数据采集的频度一般是 1 天采集 1 次。通过悬挂昆虫信息素，包括昆虫性信息素、示踪信息素、报警信息素和聚集信息素等3435，不仅能够有效地诱杀靶标林业害虫，还能定时采集抓拍诱捕的害虫图像、设备运行参数以及温湿度环境信息。图像数据采用 JPG 格式，通过短报文通信技术实现数据远程传输至云服务器，这样方便用户能够实时查看监测点区域的虫情动态，以便根据监测数据及时制定有害生物防治对策，做到精准防控。2.2数据采集系统结构基于北斗短报文通信技术的林业有害生物监测数据传输系统采用“终端+平台”方式，由前端多个林业有害生物智能监测终端和云服务器（包含web 服务器、通信服务器和数据库服务器）构成，86自 然 保 护 地Natural Protected Areas2023,3(3):8593第 3 卷http:/ 1 所示。研发的系统能够实现基于北斗短报文的林业有害生物图像及空气温湿度数据的远程采集。林业有害生物智能监测设备通过北斗通信模块将数据发出，数据经过北斗卫星中转至地面控制站，待数据校验、解析之后，存储入云服务器，最后经过数据处理，以折线图或柱状图形式进行可视化展示，满足林业有害生物监测数据采集的需求。终端终端北斗卫星地面控制站云服务器移动端web 端 图1基于北斗短报文通信技术的林业有害生物监测数据传输系统结构Fig.1StructureofforestpestmonitoringdatatransmissionsystembasedonBeidoushortmessagecommunicationtechnology 2.3数据处理传输拍摄诱捕器内的害虫图像数据经过系统数据压缩程序处理后，传输的数据通常约为 140200 KB。数据传输采用北斗三号区域短报文通信模块，其通信服务能力单次最大传输 1 000 个汉字，通信频度为 2 s。通过对图像数据分包发送，完成图像数据传输所需时间在 5 min 内，能够满足林业有害生物监测数据的传输需求。2.4实验系统工作模式为了满足林业有害生物监测数据采集需求，实验系统设计为自动采集和手动采集 2 种工作模式。2.4.1 自动采集模式林业有害生物智能监测终端按照后台系统设置的采集任务时间间隔程序指令，自动定时将采集的林业害虫图像和温湿度数据进行上传。由后台服务器解析处理数据，并存入数据库中，以服务于 web 端和移动端应用。2.4.2 手动采集模式以人工控制方式实现林业有害生物监测数据的采集上传。通过一键拍照功能，向前端林业有害生物智能监测终端发送数据采集指令，抓拍此时诱捕器内诱捕的害虫图像，并采集温湿度数据，以实现数据实时采集；或者在数据缺失情况下进行补采，以保障数据采集的完整性。3 实验系统设计 3.1系统硬件设计林业有害生物智能监测终端采用分体结构模块化设计，便于在林区环境下运输和安装。终端由终端控制器模块、北斗模块、传感器模块以及供电系统模块等部分组成，如图 2 所示。终端控制器模块采用 32 位 STM32F103RET6处理器，是林业有害生物智能监测终端核心模块，主要用于其他模块硬件的控制以及数据处理工作。北斗模块包括北斗天线、北斗通信和北斗定位 3 个模块，能够实现林业有害生物智能监测终端设备的定位和数据短报文通信传输。本终端北斗通信模块为 DM222 北斗三号区域短报文通信模块，采用北斗三号通信终端通用数据接口 2.2 协议，第 3 期张维军，等：基于北斗短报文通信技术的林业有害生物监测数据传输87http:/ C 语言。传感器模块由 500 W 像素串口摄像机和数字温湿度传感器（精度：温度：0.5；湿度：3%RH（25）组成，在野外40+80 环境下能够正常工作。供电系统模块采用太阳能供电系统为终端设备供电。太阳能供电系统主要包含 40 W 单晶硅太阳能板、12 V/24 V 自动识别太阳能控制器和 12 Ah锂电池组件。3.2系统软件功能设计系统完成林业有害生物图像、温湿度环境数据等信息采集具体流程如下：1）按照预设程序，前端串口摄像机、数字温湿度传感器定时分别采集图像和温湿度环境数据，存储在本地，并自动对图像数据进行压缩，以提高传输效率。2）压缩完毕后，图像和温湿度信息按顺序分成多个数据包，并对数据包进行编号，确保后期检索数据包完整性。3）数据分包后，通过北斗通信模块进行发送，当北斗通信模块发送完最后一个数据包时，则完成数据远程传输发送任务。4）后台服务器自动处理接收到的数据包，并判定数据接收是否完整。若数据不完整，则会重新发送数据包；若数据接收完整，系统将图像数据包按照接收顺序进行整合，整合后形成图像文件，并存储在指定文件夹。在最后一包数据中提取发送端的位置信息拍摄图像的时间信息和温湿度信息，将其标注在对应的图像文件底部，以供查看。5）最终合成的图像在 web 端或移动手机端上可以得到展示，图像底端标注当时数据采集的时间戳和温湿度环境数据。系统软件功能设计流程如图 3 所示。开始拍摄图像并采集温湿度图像压缩与分包数据包发送数据包接收整理数据是否完整图像数据整合和提取温湿度信息图像和温湿度信息显示结束YN 图3系统软件功能设计流程Fig.3Systemsoftwarefunctiondesigndiagram 3.3数据传输技术由于北斗三号短报文通信能力单次传输最多为 1 000 个汉字，通信容量有限，且存在数据丢包问题。为了解决上述问题，增强林业有害生物监测图像和温湿度数据远程传输的能力，系统基于北斗短报文的通信协议，通过自定义系统通信协议，对北斗通信报文内容结构进行设置，采用图像压缩技术解决图像数据过大的问题，采用数据分包发送机制解决北斗短报文通信容量有限的问题，采用丢包重传机制解决数据丢包问题，从而保证数据传输的可靠性和完整性。3.3.1 图像压缩图像压缩是指使用尽可能少的数据进行图像数据的存储和传输，其压缩过程包括图像编码和图像解码，可使图像数据得到完全或部分恢复，从而获得原始图像数据所表达的信息。为了解决北斗短报文单次通信长度受限的问题，需要在传 北斗模块北斗天线模块北斗通信模块北斗定位模块传感器模块摄像头温湿度传感器终端控制器模块供电系统模块太阳能板太阳能控制器蓄电池 图2系统硬件结构Fig.2Systemhardwarestructure88自 然 保 护 地Natural Protected Areas2023,3(3):8593第 3 卷http:/ 格式压缩算法，是目前最常见的图像文件格式，压缩比可达到 25:1。其通过使用量化和无损压缩编码相结合的方式去掉冗余的图像信息，在获得极高压缩比的同时，能够用最小的存储空间得到较好的图像质量36。JPEG 压缩算法过程一般经过图像分割、图片转为 YCrCb 颜色空间、离散余弦变换、数据量化和编码 5 个过程实现。其中，图像分割每次取 1 700 B 的图像，直至取完整个图片数据为止；编码格式采用十六进制，为了兼顾图像清晰度和数据大小，本文将压缩比设置为50%，最终得到的拼接图像几乎与原图像相一致。3.3.2 数据分包发送为了解决北斗短报文单次通信容量有限的问题，本文采用数据分包发送方式，将一张图像数据进行分包处理，通过北斗通信模块（以下简称为“发送端”）多次发送来完成数据传输。为了确保云服务器（以下简称为“接收端”）能够正确地解析接收到的数据包内容，准确还原图像信息，按照北斗三号通信终端通用数据接口 2.2 协议进行数据分包编排，设置每个数据包最大为 1 750 B，且末尾附上序列号，以此确保图像数据传输的完整性。发送端数据包协议如表 1 所示，为了尽可能地传输更多的数据，少占用通信容量，每个数据项规定占用固定长度，按先后顺序排列，不用分隔符加以区分，且温度和湿度数值取整数部分，只传输数值，不传输单位。通过事先计算好图像数据分包数量，以最后一个图像数据包的序列号为标识符，表示图像数据已经发送完毕。图像数据包与温湿度数据包需要加以区分，在图像数据包中若报文内容数据类型最后 1 个字节为“1”，则代表图像数据包的标识符。在温湿度信息数据包中，若报文内容数据类型最后 1 个字节为“2”，则表示温湿度数据包的标识符。接收端协议如表 2 所示，主要对接收到的数据进行查询、检测、确认，反馈丢失的数据包序列号、重发计数、等待时间等内容。其中，丢失的数据包序列号的数据长度不作固定。3.3.3 数据丢包重传北斗短报文通信属于无线通信，由于无线信道易受到外部环境的干扰，使得发送端传输数据可能存在数据报文丢失的情况。针对此种情况，需要建立数据丢包重传机制以保障数据传输完整和成功率。当发送端每次发送完最后一个数据包，发送端会发送一个查询包序列号请求指令，接收端在接收到查询请求后，进行序列号接收完整性查询检测。若接收端查询检测发现数据包序列号 表1发送端数据包协议Table1Thesenderpacketprotocol数据名称数据长度（B）备注北斗数据包头3北斗卡号16数据类型1图像、温湿度时间日期5数据方向1上行、下行设备编号16数据长度2总包数2数据类型序号1图像/温湿度数据序号数据内容1 700图像/温湿度数据内容分包序列号2校验位1 表2接收端协议Table2Thereceiverprotocol数据名称数据长度（B）时间戳5丢失序列号若干重发计数1请求确认1等待时间1校验位1第 3 期张维军，等：基于北斗短报文通信技术的林业有害生物监测数据传输89http:/ 3 次，若超过 3 次依然未获得响应信息，则结束任务，发送端执行下一个任务（如图 4）。若执行上述流程之后，数据包依旧存在缺失或者数据传输失败，则可在系统上通过手动补采操作，实现图像数据采集上传。数据丢包重传一般可分为 2 种情况，其数据处理流程如图 5 所示。1）接收端缺失最后一个数据包。发送端向接收端发送查询指令请求，询问接收端是否接收了完整的数据包。接收端根据接收到的数据包解析出包的序列号、总包数等信息，将未接收到包的序列号反馈给发送端，发送端接收到响应信息后进行数据重新发送。2）接收端中间有数据包缺失。接收端接收到 开始发送端按顺序将数据包发送至接收端发送端发送完毕，发送查询包序列号请求等待接收端响应信息超过规定时间未收到响应信息，则重新发送查询指令请求，继续等待响应信息超过 3 次依然未获得响应信息，则结束任务，发送端执行下一个任务结束接收端检测据包序列号是否完整，接收端反馈响应信息至发送端 图4数据丢包重传流程Fig.4Datapacketlossretransmissionprocess 开始数据分包，添加包头，按顺序发送发送完毕后，发送端发送查询指令等待响应时间超过规定时间未收到响应信息，重新发送查询指令，并等待响应信息是否超过 3 次依然未收到响应信息此任务结束，开始执行下一任务结束收到接收端发送的丢包重传申请包信息数据丢包重传流程NY 图5发送端发起查询的数据发送处理流程Fig.5Processflowchartofdatasendinginitiatedbythesender90自 然 保 护 地Natural Protected Areas2023,3(3):8593第 3 卷http:/ 结果与分析为了验证基于北斗短报文通信技术的林业有害生物监测数据传输系统的实际运行效果，2022 年6 月，在保护区内部署 3 套林业有害生物智能监测设备，进行为期 20 d 持续运行的实地测试，选择的点位于地理位置偏僻，没有移动网络信号覆盖的有林区域，即保护区内的二道湖（1071724 E、373936 N）、高沙湖（107412 E、375924 N）和花马寺（107412 E、374236 N）3 个点位。每台设备设置为每天从 9：00 和 14：00 2 个时间点开始各上传一张诱捕器内的图像，并采集相关温湿度数据。按照图像数据压缩、北斗三号通信终端通用数据接口 2.2 协议进行数据分包发送、数据丢包重传机制、图像和温湿度数据区分等数据传输设计进行数据发送和数据接收的测试，对每台设备单次通信数据包发送量、接收的数据包量进行统计，以此来计算收包成功率。如表 3 所示，经过测试，基于北斗短报文通信技术的林业有害生物监测数据传输系统传输数据成功率达到 99%以上，能够满足林业有害生物监测数据传输的应用需求，后期可利用积累的害虫图像数据进行机器学习训练，大幅提升识别准确率，助力完善系统自动计数功能。图 6 是二道湖点位设备上传的图像。表3北斗短报文收包成功率Table3SuccessrateofBeidoushortmessagepacketreceiving序号点位发送数量/个接收数量/个成功率/%1二道湖4 0244 0241002高沙湖4 2404 23899.953花马寺4 8194 81199.83 图6手机端显示接收的图像Fig.6Receivedimagedisplayedbythemobilephone 5 结论与讨论针对北斗短报文存在的不足，笔者提出采用JPEG 格式压缩算法解决图像数据过大问题，并通过数据分包发送机制解决北斗短报文通信容量有第 3 期张维军，等：基于北斗短报文通信技术的林业有害生物监测数据传输91http:/ GZIP 压缩可满足传输需求；而本课题所采集的林业有害生物图像等数据量较大，对图像的清晰度和数据压缩比要求较高。本研究数据传输成功率测试结果与陈慧等开展的测试结果一致，均是达到了 99%以上。基于北斗短报文通信技术，本课题进行了林业有害生物监测数据传输系统研究，通过在保护区内进行实地运行测试，系统数据传输成功率可达 99%以上。这表明该系统能够为林业有害生物监测预报工作提供一个跨无信号区域的智能化、可靠的数据传输手段。打通林业有害生物数据，实现自动化采集的“最后一公里”技术障碍，延伸了数据传输的距离和范围，增强了数据传输的稳定性，加强了林业有害生物监测力度和覆盖范围，有效提高了监测数据的实时性和丰富性；助力物联网监测设备在林业有害生物监测方面应用成效，弥补了林业有害生物测报人员的不足，丰富了林业有害生物监测手段，为林业有害生物防治、多维度研究、森林资源保护和生态环境保护事业的发展提供了坚实的数据支撑；有利于降低虫害发生面积和危害程度，对保护森林生态系统、巩固林业建设成果、加快我国生态文明社会建设进程具有重大意义。随着北斗导航系统、物联网等相关技术不断成熟，未来将进一步优化设备各个软硬件模块设计，开展基于北斗传输模块作为发送端，进行多种通信传输机制对照研究，为提升数据远程传输效率和实现林业有害生物监测的智能化提供更好的产品支持。参考文献：王蓬.森林病虫害发生特点及可持续控制对策的探讨J.河南农业科学,2011,40(1):103106.1 顾晓丽,潘洁,张衡,等.基于物联网架构的我国森林病虫害监测研究进展J.世界林业研究,2015,28(2):4853.2 才琪,才玉石,李岩,等.林业有害生物防治压力区域差异及影响因素分析J.南京林业大学学报(自然科学版),2020,44(1):111118.3 宋玉双.论现代林业有害生物防治J.中国森林病虫,2010,29(4):4044.4 封传红,王胜,马利,等.构建四川“智慧测报”体系的探索与实践J.中国植保导刊,2016,36(8):7478.5 周运鸿,唐健民,范进顺,等.广西灵川县林业有害生物调查及防治J.中南林业调查规划,2018,37(2):4751.6 郭诗华,黄梦琦,李卓群,等.林业病虫害监测预警方面的研究进展J.民营科技,2018(9):9597.7 陈令芳,张姗姗,张凯,等.物联网技术在蓝莓病虫害监测预警中的应用初探J.物联网技术,2016,6(7):9596.8 闫瑞华.林草信息化改革的现实经验、逻辑动因及发展路径J.自然保护地,2022,2(1):102109.9 张小鹏,肖义发,李帅,等.大熊猫国家公园灾害防控体系建设:现状、困境及对策J.自然保护地,2022,2(1):2330.10 Dai C W,Yang S H,Knott R.Data Transfer over the Internet forReal Time ApplicationsJ.International Journal of Automationand Computing,2006,3(4):414424.11 徐伟恒,苏志芳,张晴晖,等.基于物联网架构和WebGIS的森林 火 灾 监 测 系 统 研 究J.安 徽 农 业 科 学,2012,40(1):589593.12 赵继春,孙素芬,郭建鑫,等.基于无线传感器网络的设施农业环境智能监测系统设计J.中国农机化学报,2020,41(4):146151.13 张军国,李文彬,韩宁,等.基于ZigBee无线传感器网络的森林火灾监测系统的研究J.北京林业大学学报,2007,29(4):4145.14 谭星,于新文,张旭,等.桉树人工林中433 MHz信道LoRa信号的传播特性J.林业工程学报,2020,5(2):137143.15 侯瑞霞,张乃静,肖云丹,等.多源森林资源空间数据集成技术与应用研究J.自然保护地,2021,1(2):7581.16 杨元喜.北斗卫星导航系统的进展、贡献与挑战J.测绘学报,2010,39(1):16.17 刘健,曹冲.全球卫星导航系统发展现状与趋势J.导航定位学报,2020,8(1):18.18 谢军,康成斌.北斗三号导航星座的工程创新与发展J.Engineering,2021,7(5):3749.19 蔡洪亮,孟轶男,耿长江,等.北斗三号全球导航卫星系统服务性能评估:定位导航授时、星基增强、精密单点定位、短报文通信与国际搜救J.测绘学报,2021,50(4):427435.20 杨双.一种用于北斗大容量通信的丢包重传机制的实现J.2192自 然 保 护 地Natural Protected Areas2023,3(3):8593第 3 卷http:/ 张利云,黄文德,张晓飞,等.基于北斗的天空地一体化环境监测平台研究J.电子测量技术,2021,44(20):6064.23 杨欣,郑禄,帖军,等.基于北斗短报文的农业环境数据采集通信机制研究J.电子技术应用,2021,47(11):4752.24 陈慧,谭志强,鲍捷.基于北斗短报文通信的新能源监测系统设计J.电测与仪表,2020,57(19):7885.25 李姿佳,李伟,邓鹏.基于北斗短报文的水下试验数据海上快速回传技术应用J.数字技术与应用,2022,40(6):6265.26 刘阳学,段卿培,蒋丽丽,等.铁路时空大数据应急辅助决策系统及关键技术J.铁路计算机应用,2021,30(10):1923.27 顾杨义,陈亮,梁坤,等.基于北斗短报文通信的NIMDO方案设计与实现J.计量学报,2022,43(5):662666.28 陈晓琳,李盛乐,刘坚,等.基于北斗卫星通信的地震应急指29挥系统研究J.地震工程学报,2020,42(6):14651472.许志强.海洋应急指挥机动通信组网系统中多模融合无线通信技术研究J.全球定位系统,2020,45(4):7682.30 周静,司莉青,王成虎,等.交界域森林火灾预防与人群疏散措施J.自然保护地,2022,2(4):109115.31 石慧书,刘惠芬,何兴东.宁夏哈巴湖国家级自然保护区社区共管模式探索与实践J.天津农学院学报,2021,28(1):7882.32 杜庆.湿地生态补偿理论与实践研究D.北京:北京林业大学,2016.33 严力,李卓睿,韩国志.昆虫信息素缓释技术的研究进展J.应用化学,2019,36(10):10991108.34 郑丽霞,吴兰花,余玲,等.昆虫类信息素研究进展及应用前景J.植物保护学报,2018,45(6):11851193.35 邱磊.JPEG算法研究及实现J.计算机时代,2009(9):5253,56.36ResearchonDataTransmissionofForestPestMonitoringBasedonBeidouShortMessageCommunicationTechnologyZHANG Weijun1RAO Ning1TANG Lanying2LI Xiangsheng3*(1.Ningxia Habahu National Nature Reserve Administration,Yanchi 751500,Ningxia China;2.Beijing Likuntai Technology Co.,LTD,Beijing 100000,China;3.Turui(Beijing)Information Technology Co.,Ltd,Beijing 100000,China)Abstract:【Objectives】In remote forest areas without network signal coverage,it has been a technical problem torealize the automatic collection of forest pest monitoring data.To solve the problem of data transmission in remoteforest areas,starting from the actual needs of forestry pest monitoring and control at the grassroots level,research onforest pest monitoring data transmission based on Beidou short message communication technology was carried out.【Methods】In this paper,the system adopted the terminal +platform mode to design related hardware andsoftware and carried out the design of data compression,data subcontracting,and data packet loss retransmissionmechanism given the limited communication capacity of Beidou short message and the problems of packet loss.【Results】After testing in the natural protected areas,the research results showed that the data transmission successrate of the system could remain above 99%,which verified that the system could be used as a reliable means ofmonitoring and warning of forest insect situations in communication blind districts.【Conclusions】This system caneffectively realize the remote transmission of forest pest monitoring data and ensure the timeliness of data.It is ofgreat significance and value to improve forest pest control and protect forest resources and the ecological environment.Keywords:Beidou short message;forest pests;monitoring;data transmission第 3 期张维军，等：基于北斗短报文通信技术的林业有害生物监测数据传输93http:/