摘要：大树由于树体高大、冠幅宽广，一旦出现倾斜、倒伏，极易造成公共安全隐患。结合4G物联网技术，部署土壤、风力、倾角传感器，构建一套前端智能监测系统，实时掌握大树根部土壤状态、倾斜角度和风速风向变化，实现远程预警和精准治理，保障城市生态与行人安全。
一、方案介绍
大树由于树体高大、冠幅宽广，一旦出现倾斜、倒伏，极易造成公共安全隐患。结合4G物联网技术，部署土壤、风力、倾角传感器，构建一套前端智能监测系统，实时掌握大树根部土壤状态、倾斜角度和风速风向变化，实现远程预警和精准治理，保障城市生态与行人安全。
二、监测目标
监测树根周围土壤含水量及稳定性；监测树干倾角变化、预判倒伏风险；监测瞬时风速、风压对大树影响；实现远程连续监测与平台报警联动；评估大树受力状态，辅助管理决策。三、需求分析
随着城市绿化密度提高，大树倒伏事故频发，主要由土壤疏松、水涝积水、台风强风等因素引发。人工巡查费时费力、响应不及时，需通过智能化手段对树体稳定性进行连续在线监控，精准预防灾害。
四、监测方法
在树根区域埋设土壤水分和电导率传感器，判断土壤含水量是否超标；树干基部安装三轴倾角传感器，记录树体倾斜角度变化；树冠区域或周围高处布设风速风向传感器，监测环境风力状况；所有监测数据通过4G无线模块传输至云平台，支持手机APP/微信/PC端远程查看。五、应用原理
系统以物联网为核心，通过“多源传感+边缘控制+云端分析”的技术架构，将土壤稳定性、风压荷载与树体位移数据相结合，综合评估树木倒伏风险。平台采用算法模型，对倾角变化速率和风力突变进行判断，并触发预警机制或控制现场广播提示。
六、功能特点
采用低功耗+太阳能供电+4G通信，适用于野外无人值守；多参数综合判断，避免单一数据误判；倾斜趋势实时分析，预知潜在危险；平台可视化，历史数据图表化分析；支持短信、微信、APP等多种报警通道；模块化部署，便于安装、迁移与维护。七、硬件清单
设备名称
数量
描述
土壤水分传感器
1~2
埋设于根部不同深度，检测水分变化
倾角传感器（三轴）
1
树干下部固定，监测姿态角度
风速风向仪
1
高位安装，采集风场数据
4G数据采集终端
1
集成通信、存储、边缘处理功能
太阳能供电系统
1
为设备独立供电
防水防尘控制箱
1
现场设备集中管理保护
八、硬件参数（量程、精度）
传感器类型
量程
精度
土壤水分传感器
0~100%
±2%
倾角传感器
-90° ~ +90°
±0.2°
风速传感器
0~70 m/s
±0.3 m/s
风向传感器
0~360°
±3°
九、方案实现
现场勘察树木生长位置与风险等级；确定传感器安装点位与深度；安装传感器与数据采集设备；完成平台对接与4G通信测试；设置预警阈值与通知人群；实现在线监控、异常报警、数据留存与分析。十、数据分析
系统实时采集每5~10分钟一组数据；可视化图表展示：风速-倾角-土壤含水关系；历史倾角波动趋势分析，识别潜伏变形；系统可识别异常突变，并自动生成报警报告；可导出数据用于灾害前后比对、应急溯源。十一、预警决策
倾斜角度持续上升超过预设值（如5°）自动报警；风速超过设定极值，结合倾角变化联合预警；土壤含水量持续高于饱和标准，预警土壤失稳；多条件触发策略提升预警准确性；支持联动广播系统、警示灯、推送信息至管理端。十二、方案优点
响应速度快：分钟级数据更新；覆盖面积广：支持多点布控、分区管理；风险感知强：早期识别倾斜苗头，避免事故；安装部署灵活：无需布线，太阳能供电；适应性强：城市街道、公园、林地均可部署。十三、应用领域
城市公园及道路行道树风景区古树保护管理学校、医院、机关大院大树防护台风高发地区树木安全巡查森林边缘防护林监测十四、效益分析
类别
效益说明
安全效益
避免树木倒伏砸人、砸车、阻断道路等重大事故
生态效益
保证大树健康生长，维系生态绿肺，助力低碳城市建设
管理效益
提高绿化管护数字化水平，减少人工巡检与误判风险
经济效益
降低保险赔付、救援成本与设备维修费用
十五、案例分享
广州某城市主干道行道树智能防倒伏项目：共部署树木监测点52处，通过倾角+风速实时感知，实现3起台风前提早警告，避免倒伏事件发生，成为城市绿化与安全融合典范。
来源：厦门涉川
