基于北斗定位短信的远程森林火灾预警方法

本发明属于森林火灾预警方法技术领域，涉及一种基于北斗定位短信的远程森林火灾预警方法。

背景技术：

对于一些重大灾害，例如长达数月的澳大利亚林火，如果提前检测到相关数据，就能很有可能避免其发生。远程监控系统主要分为“监”和“控”两个部分，前者是通过网络来获取数据，后者是通过网络来控制目标设备执行各种操作。远程监控系统一般由前端设备、处理和传输设备、网络客户端组成。前端设备负责采集数据，例如各种传感器和摄像头等。处理和传输设备负责把传感器、摄像头收集到的信息处理后进行传输。网络客户端包括用户远程控制的操作界面并且为用户展示收集到的数据，用户可以根据收集到的数据采取相应的措施。

北斗卫星导航系统，是中国自主实施、独立运行的全球卫星导航系统。作为我国重要空间基础设施，北斗系统提供拥有全天候、全天时以及高精度标准导航定位服务的优势使其在多个领域都得到了成功应用，其服务对象和服务领域也在逐渐延伸。北斗卫星导航系统，北斗卫星导航系统致力于向全球用户提供精确定位、导航和高精度授时服务，对有更高要求的授权用户提供短报文通信等服务。其中北斗短报文通信系统可以实现较远距离的短报文和定位信息传输。将北斗卫星定位技术和短报文通信应用到野外数据监测场景中，配置有北斗芯片的传感模块，无论天气和环境条件如何，它都能快速定位到所在区域的位置，具有高精度和高可靠性。

现有技术中暂不存在将森林火灾与北斗卫星定位相结合的技术。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种基于北斗定位短信的远程森林火灾预警方法，通过分析温度传感器采集的温度数据及北斗芯片返回的位置数据判断并森林中是否有火灾发，可根据返回的位置坐标定位火灾发生地点并通知消防人员及时采取灭火措施。

本发明所采用的技术方案是，基于北斗定位短信的远程森林火灾预警方法，在无人机上装载有用户终端，用户终端同时与三颗北斗卫星无线通讯，三颗北斗卫星均通过无线通讯的方式连接卫星接收站，卫星接收站还通过无线通讯或有线通讯的方式连接有监控平台；

用户终端包括电源模块，电源模块通过线缆分别电连接有传感器模块、mcu模块及北斗通信模块，传感器模块和北斗通信模块均还通过线缆电通信连接mcu模块，北斗通信模块与三颗北斗卫星均通过无线通讯的方式连接；

具体按照如下步骤实施：

步骤1，搭载有用户终端的无人机在需要监测的森林区域按一定的轨迹飞行，由传感器模块每几分钟采集温度以及定位信息，然后将温度和定位信息依次传递给mcu模块、北斗通信模块、三颗北斗卫星、卫星接收站以及监控平台；

步骤2，监控平台将检测到的温度及定位信息进行显示及保存，以及对获得的信息进行分析，判断是否发生火灾，若判断为是，则进行警报提示，监控人员派出灭火设备及人员。

本发明的特征还在于，

传感器模块包括温度传感器和北斗定位芯片，温度传感器和北斗定位芯片均与mcu模块通过线缆电连接，北斗定位芯片与三颗北斗卫星无线通讯连接。

步骤1中三颗北斗卫星将定位信息传送给传感器模块中的北斗定位芯片，北斗定位芯片将定位信息以及温度传感器将收集到的数据发送给主控芯片即mcu模块，由mcu模块将采集的数据以一定的格式打包发送给北斗通信模块，然后由北斗通信模块通过三颗北斗卫星发送至卫星接收站，卫星接收站发送给监控平台。

监控平台包括显示屏，显示屏通过线缆连接有控制器，控制器还通过线缆连接有通信模块，通信模块通过无线或有线的方式与卫星接收站连接，控制器还通过线缆连接有预警器。

监控平台的北斗通信模块a接收到卫星接收站反馈的温度以及位置信息后传递给控制器进行保存，且控制器控制显示屏显示温度信息以及无人机的航行轨迹，控制器将温度数据与同一位置的历史温度进行比较分析，若判断为发生火灾，则通过预警器进行警报提示，监控人员派出灭火设备及人员。

控制器将温度数据与同一位置的历史温度进行比较分析具体为：根据当地气温认为设置一定的温度阈值，控制器将最近一次收到的温度数据与以往的所有历史数据均值进行比较，求出差值，将得到的差值与管理员设定的温度阈值进行比较，如果差值不在设定的阈值范围内，则判断为异常温度，发生火灾。

温度和位置采集每三分钟进行一次。

控制器内还保存有地图，地图上标注有经纬度数据，温度和地理位置在显示屏上显示的同时显示在地图上。

本发明的有益效果是：

本发明一种基于北斗定位短信的远程森林火灾预警方法，将采集到的森林温度数据以及坐标数据返回到监控平台，监控平台将收到的温度数据进行分析判断是否存在异常数据，若存在异常数据则发出报警信号，通知消防人员进行灭火；能够及时的发现森林火灾问题，进而能够及时处理森林中的火灾问题，避免重大火灾的发生，本发明以北斗定位为背景，可以全天候、全天时以及高精度标准提供导航定位服务。

附图说明

图1是本发明基于北斗定位短信的远程森林火灾预警方法中的信号传递图；

图2是本发明基于北斗定位短信的远程森林火灾预警方法中的用户终端的结构示意图；

图3是本发明基于北斗定位短信的远程森林火灾预警方法中的监控平台的结构示意图；

图4是本发明基于北斗定位短信的远程森林火灾预警方法中的具体信号传递示意图。

图中，1.用户终端，2.北斗卫星，3.监控平台，4.电源模块，5.传感器模块，6.mcu模块，7.北斗通信模块，8.卫星接收站；

3-1.显示屏，3-2.控制器，3-3.通信模块，3-4.预警器；

5-1.温度传感器，5-2.北斗定位芯片。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

本发明基于北斗定位短信的远程森林火灾预警方法，如图1所示，在无人机上装载有用户终端1，用户终端1同时与三颗北斗卫星2无线通讯，三颗北斗卫星2均通过无线通讯的方式连接卫星接收站8，卫星接收站8还通过无线通讯或有线通讯的方式连接有监控平台3；

如图2和4所示，用户终端1包括电源模块4，电源模块4通过线缆分别电连接有传感器模块5、mcu模块6及北斗通信模块7，传感器模块5和北斗通信模块7均还通过线缆电通信连接mcu模块6，北斗通信模块7与三颗北斗卫星2均通过无线通讯的方式连接；

具体按照如下步骤实施：

步骤1，搭载有用户终端1的无人机在需要监测的森林区域按一定的轨迹飞行，由传感器模块每几分钟采集温度以及定位信息，然后将温度和定位信息依次传递给mcu模块6、北斗通信模块7、三颗北斗卫星2以及监控平台3；

步骤2，监控平台3将检测到的温度及定位信息进行显示及保存，以及对获得的信息进行分析，判断是否发生火灾，若判断为是，则进行警报提示，监控人员派出灭火设备及人员。

传感器模块5包括温度传感器5-1和北斗定位芯片5-2，温度传感器5-1和北斗定位芯片5-2均与mcu模块6通过线缆电连接，北斗定位芯片5-2与三颗北斗卫星2无线通讯连接。

步骤1中三颗北斗卫星2将定位信息传送给传感器模块5中的北斗定位芯片5-2，北斗定位芯片5-2将定位信息以及温度传感器5-1将收集到的数据发送给主控芯片即mcu模块6，由mcu模块6将采集的数据以一定的格式打包发送给北斗通信模块7，然后由北斗通信模块7通过三颗北斗卫星发送至卫星接收站8，卫星接收站8发送给监控平台3。

如图3和4所示，监控平台3包括显示屏3-1，显示屏3-1通过线缆连接有控制器3-2，控制器3-2还通过线缆连接有通讯模块3-3，通讯模块3-3通过有线或无线的方式与卫星接收站8，控制器3-2还通过线缆连接有预警器3-4。

监控平台3的北斗通信模块a3-3接收到卫星接收站8反馈的温度以及位置信息后传递给控制器3-2进行保存，且控制器3-2控制显示屏3-1显示温度信息以及无人机的航行轨迹，控制器3-2将温度数据与同一位置的历史温度进行比较分析，若判断为发生火灾，则通过预警器3-4进行警报提示，监控人员派出灭火设备及人员。

控制器3-2将温度数据与同一位置的历史温度进行比较分析具体为：根据当地气温认为设置一定的温度阈值，控制器3-2将最近一次收到的温度数据与以往的所有历史数据均值进行比较，求出差值，将得到的差值与管理员设定的温度阈值进行比较，如果差值不在设定的阈值范围内，则判断为异常温度，发生火灾。

温度和位置采集每三分钟进行一次。

控制器3-2内还保存有地图，地图上标注有经纬度数据，温度和地理位置在显示屏1上显示的同时显示在地图上。

本发明北斗卫星导航系统采用无源定位方式，用户终端同时接收来自三颗北斗卫星的导航信号，通过测量终端到这三颗卫星的伪距，结合用户的高程信息，求解得出终端位置信息，不需要与地面控制中心通信，是一种主动式定位方式。

采用本发明的方法由于数据分析过程与历史均值有关，所以每采集一次数据，都要判断是否更新历史均值，如果采集到的温度数据正常，则需更新历史均值，如果采集到的温度数据异常，则无需更新历史数据，保证数据分析的正确率。

本发明以北斗定位为背景，可以全天候、全天时以及高精度标准提供导航定位服务。本发明中的监控平台可以将采集到的森林温度数据以及坐标数据保存，同时对采集到的温度数据进行分析，判断是否存在异常数据，若存在，立即报警并启动灭火设备，能够及时的发现和处理森林火灾问题，避免重大火灾的发生。