专利名称：一种森林火险测试及预警装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于森林火险监控技术领域，尤其是涉及一种森林火险测试及预警装置。
背景技术：
森林资源是人类最可宝贵的财富，如何保护好森林资源对每个国家和人民来说关系重大。森林所具有的巨大价值正在被人们所不断发现，森林里的珍稀物种、动植物为人类的生活提供各种各样的资源，此外森林在调节气候、保持水土等方面的巨大作用更是无法替代。每一片森林的形成都要历经数十年甚至上百年的历程。然而，每年都会由于人为或自然的原因导致一些森林大火的发生，其后果及带来的损失是巨大的。人们也一直在不断努力避免这类事情的发生，采取各种各样的措施以加大对森林管理上的投入，防止森林大火的发生。但是，由于森林的面积较大，而人力物力又有限，要想真正做到防患于未然并非易事。为了提高对森林的监控力度，需要一种体积小、便于布置且灵敏度高、智能化程度高的森林火险测试及预警装置，其能够对森林各区的温度、湿度、碳烟(微粒)、一氧化碳等进行有效监测，并能将数据传送到远程接收端。但是，现如今所采用的森林火险监控装置均不同程度地存在在线功能较差、不能准确显示火险发生位置、不能对火险情况进行现场预处理造成处理不及时等多种实际问题。
实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种森林火险测试及预警装置，其设计合理、安装方便、操控简便且使用效果好、可对各监控区域的具体地理位置进行准确提示，能解决现有森林火险监控装置存在的在线功能较差、不能准确显示火险发生位置、不能对火险情况进行现场预处理造成救险不及时等多种实际问题。为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是一种森林火险测试及预警装置，其特征在于包括分别布设在被监控森林中多个监控区域内的多个无线数据采集及发送端和分别与多个所述无线数据采集及发送端进行双向通信的远程数据接收端，多个所述无线数据采集及发送端组成对被监控森林中的火险情形进行实时监测的无线监测网络； 所述无线数据采集及发送端包括对所处监控区域内的火险情形进行实时监测的传感器组、 与传感器组相接的信号采集及调理电路模块、与信号采集及调理电路模块相接的数据分析处理模块、对所处监控区域的地理位置信息进行检测的GPS定位模块以及分别与数据分析处理模块相接的无线通信模块一、数据存储单元和电源模块，所述GPS定位模块与数据分析处理模块相接；所述远程数据接收端包括布设在森林火险监控部门内的远程监控机和由森林防护工作人员随身携带的手持式移动终端，所述远程监控机上接有无线通信模块二， 且手持式移动终端上接有无线通信模块三；所述远程监控机通过无线通信模块二和无线通信模块一与数据分析处理模块进行双向通信，所述手持式移动终端通过无线通信模块三和无线通信模块一与数据分析处理模块进行双向通信，所述远程监控机通过无线通信模块二和无线通信模块三与手持式移动终端进行双向通信。上述一种森林火险测试及预警装置，其特征是所述手持式移动终端的数量为多个。上述一种森林火险测试及预警装置，其特征是所述无线通信模块一、无线通信模块二和无线通信模块三均为GPRS无线数据传输模块、GSM无线通信模块或3G移动通信模块。上述一种森林火险测试及预警装置，其特征是所述无线数据采集及发送端还包括一个防潮防火且耐腐蚀的外壳，所述传感器组、信号采集及调理电路模块、数据分析处理模块、GPS定位模块、无线通信模块一和数据存储单元均安装在所述外壳内。上述一种森林火险测试及预警装置，其特征是所述传感器组包括环境温度传感器、环境湿度传感器、烟尘浓度传感器和一氧化碳浓度传感器，所述环境温度传感器、环境湿度传感器、烟尘浓度传感器和一氧化碳浓度传感器均与信号采集及调理电路模块相接。上述一种森林火险测试及预警装置，其特征是所述环境温度传感器、环境湿度传感器、烟尘浓度传感器和一氧化碳浓度传感器均为模拟信号传感器，所述信号采集及调理电路模块包括信号调理电路和与所述信号调理电路相接的A/D转换电路，所述环境温度传感器、环境湿度传感器、烟尘浓度传感器和一氧化碳浓度传感器均与所述信号调理电路相接，所述A/D转换电路与数据分析处理模块相接。本实用新型与现有技术相比具有以下优点1、方便安装和易于掌握、可操作性强，结构设计合理，测量精度高，使用寿命长。2、功耗低，数据采集发送终端采用可充电电池供电，同时可对各监控区域的具体地理位置进行准确提示。3、检测数据可靠，采用对温度、湿度、烟尘浓度、一氧化碳等检测灵敏度高、响应时间短的高精度微传感器，防震、防水且抗干扰能力强，保证数据的可信度。4、使用操作简便且智能化程度高，远程数据接收端可对无线数据采集及发送端的各项工作参数及采样频率等参数进行远程设置，同时其可同步采集各个监测点的实时数据并对接收到的数据依据报警参数进行判断，如报警生成保警记录并提示报警点位置。另外， 远程数据接收端上可同步直观显示各传感器的工作状态和数据采集的结果以及无线数据采集及发送端的初步判断结果。5、强大的数据交互和远程控制功能，用户可远程发送升级程序，对数据采集传输终端的程序进行远程升级。6、后续处理及时，无线数据采集及发送端中数据分析处理模块根据数据存储单元内预先存储的火险情形参考模板，对本监控区域当前情况下的火险情形进行初步判断，且当初步判断得出本监控区域出现火险情形时，则数据分析处理模块同步将火险情形初步判断结果连同本监控区域具体地理位置信息发送至手持式移动终端，以提醒森林防护工作人员及时去现场进行处理，有效解决了火险处理不及时、信息传送滞后等实际问题。7、实用价值高，能对森林中可能出现的火险情况进行实时监测、综合分析和预测， 并能通过传感网络将现场数据及时发送到相关工作人员的手机或电脑上，为工作人员和环保部门及时了解和掌控监控区域的环境状况提供原始数据。实际使用时，只需将无线数据采集及发送端安装在森林各监控区域即可，无线数据采集及发送端处于休眠模式，通过远程数据接收端发送工作指令后，无线数据采集及发送端进入工作模式，即可实现对监控区域内各环境参数进行远程监控，当发现某项指标异常时，及时发出监测数据，触发远程数据接收端发出警报信号，提醒工作人员注意。综上所述，本实用新型设计合理、安装方便、操控简便且使用效果好、可对各监控区域的具体地理位置进行准确提示，能有效解决现有森林火险监控装置存在的在线功能较差、不能准确显示火险发生位置、不能对火险情况进行现场预处理造成救险不及时等多种实际问题。下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
图1为本实用新型的电路原理框图。图2为本实用新型无线数据采集及发送端的工作原理框图。附图标记说明1-无线数据采集及发1-1-传感器组； 1-11-环境温度传感送端；器；1-12-环境湿度传感1--13-烟尘浓度传感 1-14- 一氧化碳浓度传器；器； 感器；1-2-信号采集及调理1--3-数据分析处理模1-4-GPS定位模块；电路模块；块；1-5-无线通信模块一；1-6-数据存储单元；1-7-电源模块；2-远程数据接收端；2-1-远程监控机； 2-2-手持式移动终端；2-3-无线通信模块二；2-4-无线通信模块三。
具体实施方式如图1、图2所示，本实用新型包括分别布设在被监控森林中多个监控区域内的多个无线数据采集及发送端1和分别与多个所述无线数据采集及发送端1进行双向通信的远程数据接收端2，多个所述无线数据采集及发送端1组成对被监控森林中的火险情形进行实时监测的无线监测网络。所述无线数据采集及发送端1包括对所处监控区域内的火险情形进行实时监测的传感器组1-1、与传感器组1-1相接的信号采集及调理电路模块1-2、与信号采集及调理电路模块1-2相接的数据分析处理模块1-3、对所处监控区域的地理位置信息进行检测的GPS定位模块1-4以及分别与数据分析处理模块1-3相接的无线通信模块
一1-5、数据存储单元1-6和电源模块1-7，所述GPS定位模块1-4与数据分析处理模块1_3 相接。所述远程数据接收端2包括布设在森林火险监控部门内的远程监控机2-1和由森林防护工作人员随身携带的手持式移动终端2-2，所述远程监控机2-1上接有无线通信模块
二2-3，且手持式移动终端2-2上接有无线通信模块三2-4。所述远程监控机2-1通过无线通信模块二 2-3和无线通信模块一 1-5与数据分析处理模块1-3进行双向通信，所述手持式移动终端2-2通过无线通信模块三2-4和无线通信模块一 1-5与数据分析处理模块1-3 进行双向通信，所述远程监控机2-1通过无线通信模块二 2-3和无线通信模块三2-4与手持式移动终端2-2进行双向通信。本实施例中，所述电源模块1-7为太阳能充电电池。本实施例中，所述手持式移动终端2-2的数量为多个。所述无线通信模块一 1-5、 无线通信模块二 2-3和无线通信模块三2-4均为GPRS无线数据传输模块、GSM无线通信模块或3G移动通信模块。实际安装时，所述无线数据采集及发送端1还包括一个防潮防火且耐腐蚀的外壳，所述传感器组1-1、信号采集及调理电路模块1-2、数据分析处理模块1_3、GPS定位模块 1-4、无线通信模块一 1-5和数据存储单元1-6均安装在所述外壳内。所述传感器组1-1包括环境温度传感器1-11、环境湿度传感器1-12、烟尘浓度传感器1-13和一氧化碳浓度传感器1-14，所述环境温度传感器1-11、环境湿度传感器1-12、 烟尘浓度传感器1-13和一氧化碳浓度传感器1-14均与信号采集及调理电路模块1-2相接。本实施例中，所述环境温度传感器1-11、环境湿度传感器1-12、烟尘浓度传感器 1-13和一氧化碳浓度传感器1-14均为模拟信号传感器，所述信号采集及调理电路模块 1-2包括信号调理电路和与所述信号调理电路相接的A/D转换电路，所述环境温度传感器 1-11、环境湿度传感器1-12、烟尘浓度传感器1-13和一氧化碳浓度传感器1-14均与所述信号调理电路相接，所述A/D转换电路与数据分析处理模块1-3相接。综上，本实用新型主要包括无线数据采集及发送端1和远程数据接收端2，且二者之间通过无线网络进行双向通信。实际使用时，远程数据接收端2通过无线网络向无线数据采集及发送端1发送控制指令和参数设置及更改指令，同时远程数据接收端2接收无线数据采集及发送端1所发送的采集信息和预处理信息，并对接收到的采集信息进行同步直观显示；所述无线数据采集及发送端1通过传感器组1-1对环境参数进行实时检测，并通过数据分析处理模块1-3对所采集环境参数进行预处理，且根据预处理结果对本监控区域内的火险情况进行初步分析判断，并将判断结果同步发送至远程数据接收端2。实际使用时，工作人员在远程监控机2-1的操作界面上设置无线数据采集及发送端1的工作参数后即可发送数据采集命令，在设置无线数据采集及发送端1的工作参数的同时，也同时设置报警提示上下限、数据采集时间间隔(即采集频率)等参数；而无线数据采集及发送端1接收到远程监控机2-1发送来的参数设置命令后立即进入工作状态，其数据分析处理模块1-3对接收到的命令进行解析和执行，并命令各传感器进入工作状态，开始采集本监控区域内环境的温度、湿度、烟尘浓度、一氧化碳等数据，所采集信号经过滤除噪声、还原失真等预处理过程和A/D转换电路调理后送入数据分析处理模块1-3，数据分析处理模块1-3提取特征数据并依据特定算法计算得到各检测参数的实际值且根据数据存储单元1-6内预先存储的火险情形参考模板，对本监控区域当前情况下的火险情形进行初步判断并将采集数据信息、本监控区域具体地理位置信息及火险情形初步判断结果同步上传至远程监控机2-1，当数据分析处理模块1-3初步判断得出本监控区域出现火险情形时，则数据分析处理模块1-3同步将火险情形初步判断结果连同本监控区域具体地理位置信息发送至手持式移动终端2-2，以提醒森林防护工作人员及时去现场进行处理；远程监控机2-1接收到无线数据采集及发送端1发送的数据后进行解析，并在显示屏上显示收到的数据。实际使用过程中，无线数据采集及发送端1按照预定数据采集频率采集和发送数据，远程监控机2-1将同步刷新数据，远程监控机2-1每次接收到数据后均根据存储空间自动生成存储文件，当分配的存储空间占满后自动删除旧数据、储存新数据；同时，远程监控机2-1会对新收到的数据进行判断，当满足报警条件时及时触动报警程序，发出报警铃声提醒工作人员某项指标不正常。 以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。
权利要求1.一种森林火险测试及预警装置，其特征在于包括分别布设在被监控森林中多个监控区域内的多个无线数据采集及发送端(1)和分别与多个所述无线数据采集及发送端(1) 进行双向通信的远程数据接收端O)，多个所述无线数据采集及发送端(1)组成对被监控森林中的火险情形进行实时监测的无线监测网络；所述无线数据采集及发送端(1)包括对所处监控区域内的火险情形进行实时监测的传感器组(1-1)、与传感器组(1-1)相接的信号采集及调理电路模块(1-2)、与信号采集及调理电路模块(1- 相接的数据分析处理模块(1-3)、对所处监控区域的地理位置信息进行检测的GPS定位模块(1-4)以及分别与数据分析处理模块(1- 相接的无线通信模块一(1-5)、数据存储单元(1-6)和电源模块 (1-7)，所述GPS定位模块(1-4)与数据分析处理模块(1- 相接；所述远程数据接收端 (2)包括布设在森林火险监控部门内的远程监控机(2-1)和由森林防护工作人员随身携带的手持式移动终端0-2)，所述远程监控机(2-1)上接有无线通信模块二 0-3)，且手持式移动终端(2- 上接有无线通信模块三(2-4)；所述远程监控机(2-1)通过无线通信模块二(2- 和无线通信模块一(1- 与数据分析处理模块(1- 进行双向通信，所述手持式移动终端(2- 通过无线通信模块三(2-4)和无线通信模块一(1- 与数据分析处理模块 (1-3)进行双向通信，所述远程监控机(2-1)通过无线通信模块二(2- 和无线通信模块三 (2-4)与手持式移动终端(2- 进行双向通信。
2.按照权利要求1所述的一种森林火险测试及预警装置，其特征在于所述手持式移动终端0-2)的数量为多个。
3.按照权利要求1或2所述的一种森林火险测试及预警装置，其特征在于所述无线通信模块一(1-5)、无线通信模块二(2- 和无线通信模块三(2-4)均为GPRS无线数据传输模块、GSM无线通信模块或3G移动通信模块。
4.按照权利要求1或2所述的一种森林火险测试及预警装置，其特征在于所述无线数据采集及发送端(1)还包括一个防潮防火且耐腐蚀的外壳，所述传感器组(1-1)、信号采集及调理电路模块(1-2)、数据分析处理模块(1-3)、GPS定位模块(1-4)、无线通信模块一 (1-5)和数据存储单元(1-6)均安装在所述外壳内。
5.按照权利要求1或2所述的一种森林火险测试及预警装置，其特征在于所述传感器组(1-1)包括环境温度传感器(1-11)、环境湿度传感器(1-12)、烟尘浓度传感器(1-13) 和一氧化碳浓度传感器(1-14)，所述环境温度传感器(1-11)、环境湿度传感器(1-12)、烟尘浓度传感器(1-1 和一氧化碳浓度传感器(1-14)均与信号采集及调理电路模块(1-2) 相接。
6.按照权利要求5所述的一种森林火险测试及预警装置，其特征在于所述环境温度传感器(1-11)、环境湿度传感器(1-12)、烟尘浓度传感器(1-13)和一氧化碳浓度传感器 (1-14)均为模拟信号传感器，所述信号采集及调理电路模块(1- 包括信号调理电路和与所述信号调理电路相接的A/D转换电路，所述环境温度传感器(1-11)、环境湿度传感器 (1-12)、烟尘浓度传感器(1-1 和一氧化碳浓度传感器(1-14)均与所述信号调理电路相接，所述A/D转换电路与数据分析处理模块(1- 相接。
专利摘要本实用新型公开了一种森林火险测试及预警装置，包括多个无线数据采集及发送端和与无线数据采集及发送端进行通信的远程数据接收端；无线数据采集及发送端包括传感器组、信号采集及调理电路模块、数据分析处理模块、GPS定位模块以及无线通信模块一、数据存储单元和电源模块；远程数据接收端包括布设在森林火险监控部门内的远程监控机和由森林防护工作人员随身携带的手持式移动终端，远程监控机上接有无线通信模块二且手持式移动终端上接有无线通信模块三。本实用新型设计合理、安装方便、操控简便且使用效果好，能解决现有森林火险监控装置存在的在线功能较差、不能准确显示火险发生位置、不能对火险情况进行现场预处理造成救险不及时等问题。
文档编号G08B25/10GK201955882SQ20112007295
公开日2011年8月31日 申请日期2011年3月18日 优先权日2011年3月18日
发明者于忠, 胡滨 申请人:西北工业技术研究院