专利名称：一种森林防火监控系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种林地的防火监控，尤其涉及一种森林防火监控系统
背景技术：
森林是一个高密度树木的区域。这些植物群落覆盖着全球大面积并且对二氧化碳 下降、动物群落、水文湍流调节和巩固土壤起着重要作用，是构成地球生物圈当中的一个最 重要方面。森林火灾不仅能烧死许多树本，降低林分密度，破坏森林结构；同时还引起树种 演替，向低价值的树种、灌丛、杂草更替，降低森林利用价值。由于森林烧毁，造成林地裸露， 失去森林涵养水源和保持水土的作用，将引起水涝、干旱、山洪、泥石流、滑坡、风沙等其他 自然灾害发生。被火烧伤的林木，生长衰退，为森林病虫害的大量衍生提供了有利环境，加 速了林木的死亡。森林火灾后，促使森林环境发生急剧变化，使天气、水域和土壤等森林生 态受到干扰，失去平衡，往往需要几十年或上百年才能得到恢复。森林火灾能烧毁林区各种 生产设施和建筑物，威胁森林附近的村镇，危及林区人民生命财产的安全，同时森林火灾能 烧死并驱走珍贵的禽兽。森林火灾发生时还会产生大量烟雾，污染空气环境。此外，扑救森 林火灾要消耗大量的人力、物力和财力，影响工农业生产。有时还造成人身伤亡，影响社会 的安定。因此森林防火就显得尤为重要。而目前火灾监控方法，比较原始的是定点设置了望塔，配备望远镜，由工作人员轮 班监测火警的发生；条件较好的是在林区里架设摄像头，将森林图像传到监控室，由值班人 员监测，甚至有一些地方采用卫星遥感技术来分析有无火警。成本太高，反映迟缓，扑救不 及时，没有积极的预防措施，对于珍贵树木不能提供有效的保护。摄像监视系统本身对林区 有环境污染和弓I发火灾的危险。
发明内容
本发明目的是为了解决以下技术问题提供一种森林防火监控系统。1.供电能源为树木自身提供的电能，由多棵树并联组成一个供电模块，无其他任 何辅助能源。2.为珍惜树种提供生长状况的实时监测。3.能够预防森林火灾的发生，当局部林区枯叶层或环境温度过高时，由控制中心 人员采取降温措施，防患于未然。本发明为实现上述目的，采用如下技术方案本发明一种森林防火监控系统，包括以下部分设置于树木上的电极和电压变化 监测模块以及监控系统和在林区设立的若干监控点；电压变化监测模块将监测得到的电极 电压变化信号传输至监控点，监控点与监控系统无线连接。优选地，所述监控点包括避雷器、无线收发器、PLC控制器、升压稳压芯片、蓄电池 和多个温度传感器，避雷器的输入端与设置于树木上的电极电连接，避雷器的输出端串接 升压稳压芯片后接蓄电池的输入端，蓄电池给PLC控制器供电，温度传感器用于传感环境温度及树林枯叶层的温度，同时通过微波网络传输树木自身的电流波动信号至PLC控制 器，PLC控制器通过无线收发器与监控系统通信。优选地，供电能源为树木自身提供的电能，由多棵树并联组成一个供电模块。本发明1.由树木自身提供监控系统的电源2.在林区设立若干监控点，每个监控 点有多个温度传感器，传感环境温度及树林枯叶层的温度；同时传输树木自身的电流波动 信号3.树木电信号的发生与刺激因子有关，不同的刺激因子所引发的植物电信号的种类 和强度不同。其中，烧伤作为一种较为有效的伤害性刺激手段，可以获得明显的电流变化， 用以监测森林火灾。4.通过监测树木自身的电压电流变化可以获得树木生长良好与否情况 的信息5.监控系统采用无线收发器，控制中心与监控点之间由微波网络进行信息传输，控 制中心根据接收到的温度以及电流波动信号做出高危火警林区标示及采取人工降温措施。本发明具有低成本，实时性强，监测方法新颖，能够预防森林火灾的发生，采用新 能源，减低了系统本身对林区的污染和引发火灾的危险；同时，系统可以应用于国家保护树 种的生长情况监测，实时保护珍惜树种。
图1是本发明的森林防火监控系统的结构示意图。图2是元器件方案示意图。
具体实施例方式下面结合附图对技术方案的实施作进一步的详细描述首先如图1所示，通过将正极的石墨电极插入到树木的韧皮部，大约3至8毫米左 右的深度；再将负极的石墨电极插入树木附近的土壤中，获得电压。通过实地测量发现树木的电压一般在100至500mv附近波动，波动范围较大。将 森林周围的树木约50棵左右分为一组，将所得到的树木并联，提升总的输出电流；然后通 过升压稳压芯片提升电压。初步估计如果并联50棵树则这一组可以提供5毫瓦的功率。其次如图2所示，将这组的电能接入1元器件电路盒，由一个避雷器再传给PLC电 路来监测电压变化，接着传送给稳压升压芯片，之后将稳压后的电压传输到蓄电池，由PLC 控制传感器和无线发送终端。传感器的温度信号和电压变化监测的信号由无线发送端发送 出去，同时将接收到的其他监控点的信号发射出去。以上的装置除传感器外都放置于一个 隔热密封的盒子中，2温度传感器则置于枯叶层较厚的地方与3温度传感器空气环境中检 测温度。最后，由控制中心接收温度信号，实时监控森林中树木的生长状况以及枯叶层温 度的变化。
权利要求
一种森林防火监控系统，其特征在于包括以下部分设置于树木上的电极和电压变化监测模块以及监控系统和在林区设立的若干监控点；电压变化监测模块将监测得到的电极电压变化信号传输至监控点，监控点与监控系统无线连接。
2.根据权利要求1所述的一种森林防火监控系统，其特征在于所述监控点包括避雷 器、无线收发器、PLC控制器、升压稳压芯片、蓄电池和多个温度传感器，避雷器的输入端与 设置于树木上的电极电连接，避雷器的输出端串接升压稳压芯片后接蓄电池的输入端，蓄 电池给PLC控制器供电，温度传感器用于传感环境温度及树林枯叶层的温度，同时通过微 波网络传输树木自身的电流波动信号至PLC控制器，PLC控制器通过无线收发器与监控系 统通信。
3.根据权利要求1所述的一种森林防火监控系统，特征在于供电能源为树木自身提 供的电能，由多棵树并联组成一个供电模块。
全文摘要
本发明公布了一种森林防火监控系统，包括以下部分设置于树木上的电极和电压变化监测模块以及监控系统和在林区设立的若干监控点；电压变化监测模块将监测得到的电极电压变化信号传输至监控点，监控点与监控系统无线连接。本发明具有低成本，实时性强，监测方法新颖，能够预防森林火灾的发生，采用新能源，减低了系统本身对林区的污染和引发火灾的危险；同时，系统可以应用于国家保护树种的生长情况监测，实时保护珍惜树种。
文档编号G08B17/06GK101944265SQ20101027899
公开日2011年1月12日 申请日期2010年9月10日 优先权日2010年9月10日
发明者李楠垭, 王瑞龙, 罗文超, 肖建 申请人:南京航空航天大学