森林火灾无线传感监测系统的制作方法
【专利摘要】一种森林火灾无线传感监测系统。火灾是破坏性极大的灾害，是危及森林资源、威胁人类生存环境最为严重、处置难度较大的灾害之一，也是影响经济社会可持续发展的重要因素。一种森林火灾无线传感监测系统，其组成包括：太阳能供电系统（3）、无线接收模块（4），太阳能供电系统与电源处理模块（2）连接，电源处理模块分别与数据存储模块（5）、RS-232通信接口（7）、实时时钟模块（1）连接、传感器模拟信号采集接口（6）、驱动控制输出模块（8）和无线接收模块连接，实时时钟模块与无线接收模块连接，无线接收模块与驱动控制输出模块连接。本实用新型应用于森林防火系统。
【专利说明】
森林火灾无线传感监测系统
[0001 ] 技术领域:
[0002]本实用新型涉及一种森林火灾无线传感监测系统。
[0003]【背景技术】:
[0004]火灾是破坏性极大的灾害，是危及森林资源、威胁人类生存环境最为严重、处置难度较大的灾害之一，也是影响经济社会可持续发展的重要因素。我国是森林火灾多发的国家之一，由于自然与历史的原因，火灾发生频率较高，对森林资源和生态环境造成的损失难以估量。同时，由于气候异常、林区可燃物积累、野外火源增加等多种因素，更加造成森林火灾危险系数增加，使林业部门的森林防火工作面临更多挑战。
[0005]传统的人工巡山的防火方式过于简陋，只能做一些防备措施，不能主动实时监控森林的具体情况。一般认为，晴朗、高温和大风天气常使森林中可燃物的含水量下降到40%以下，这时最易发生森林火灾。了解森林火灾发生所需的条件，防火系统设计就有迹可循。
[0006]
【发明内容】
:
[0007]本实用新型的目的是提供一种森林火灾无线传感监测系统。
[0008]上述的目的通过以下的技术方案实现:
[0009]—种森林火灾无线传感监测系统，其组成包括:太阳能供电系统、无线接收模块，所述的太阳能供电系统与电源处理模块连接，所述的电源处理模块分别与数据存储模块、RS-232通信接口、实时时钟模块连接、传感器模拟信号采集接口、驱动控制输出模块和所述的无线接收模块连接，所述的实时时钟模块与所述的无线接收模块连接，所述的无线接收模块与所述的驱动控制输出模块连接。
[0010]所述的森林火灾无线传感监测系统，所述的传感器模拟信号采集接口和所述的数据存储模块分别与所述的无线接收模块连接，所述的无线接收模块与所述的RS-232通信接口连接。
[0011]所述的森林火灾无线传感监测系统，所述的无线接收模块为JN5121-000-M02模块有一个电源放大器和低噪声放大器，所述的RS-232通信接口的通信芯片为MAX3222，所述的实时时钟模块主要器件采用PCF8563时钟芯片。
[0012]所述的森林火灾无线传感监测系统，所述的太阳能供电系统采用太阳能供电单元，所述的太阳能供电单元由太阳能电池组、充电控制器和蓄电池组组成。
[0013]本实用新型的有益效果:
[0014]1.本实用新型针对传统人工巡山的森林防火方式过于简陋、不能主动实时掌握森林情况的现状，考虑到森林地形的特殊性，采用网状网络拓扑方法，以无线控制器JN5121-000-M02模块为监测节点核心，最大程度地扩展了监测范围。该系统可实时监测森林的环境指标，对提尚森林防火、灭火的效率具有积极的意义。
[0015]本实用新型无线传感网络用于森林防火系统，需要在森林里人工散布节点。这些节点通过自组织方式构成无线网络，以协作的方式感知、采集和处理网络覆盖区域中所需要的信息，实现对任意地点的信息在任意时间的采集、处理和分析。典型的传感器网络体系结构由分布式传感器节点、路由器节点、互联网和用户界面等组成。在这个网络中，传感器节点通过多跳中继方式将数据传到路由器上，由路由器将收集的数据通过Internet或者卫星传到远程控制中心进行集中处理。
[0016]本实用新型系统所有ZigBee节点都采用同样的电路设计，通过写入相应的程序来完成不同功能。所有节点都是由JN5121-000-M02模块、RS-232通信接口模块、驱动控制输出模块、数据存储模块、模拟信号处理电路、实时时钟模块、电源处理模块和太阳能供电单元共同组成。系统中的ZigBee节点所采用的JN5121-000-M02模块可以实现较远距离的无线通信，在空旷地段通信距离超过I 000 m。所有节点采用太阳能供电单元供电，开关电源为DC/DC MAX1837。模拟信号处理模块具有通用的传感器接口，无论是模拟信号，还是脉冲数字信号都能得到很好的处理，可以灵活地经过设置接入具有标准输出的传感器。驱动控制电路实现对现场脉冲电磁阀的开闭控制。
[0017]本实用新型具有低成本、易实现、数据传输可靠和低功耗等特点，非常适合于森林火灾监测。系统采用网状网络拓扑结构，保证系统稳定可靠，以最大限度地覆盖需要监测的区域，实时监测区域的环境因子，并根据数据变化及时发现易着火点的精确位置，真正为林火防治降低成本，提高效率。
[0018]【附图说明】:
[0019]附图1是本实用新型的结构示意图。
[0020]附图2是RS-232通信接口电路通信芯片的硬件连接图。
[0021]附图3是实实时钟模块的电路连接图。
[0022]附图4是数据存储模块电路连接图。
[0023]附图5是驱动控制输出模块电路连接图。
[0024]附图6是无线接收模块电路连接图。
[0025]【具体实施方式】:
[0026]实施例1:
[0027]—种森林火灾无线传感监测系统，其组成包括:太阳能供电系统3、无线接收模块4，所述的太阳能供电系统与电源处理模块2连接，所述的电源处理模块分别与数据存储模块5、RS-232通信接口 7、实时时钟模块I连接、传感器模拟信号采集接口 6、驱动控制输出模块8和所述的无线接收模块连接，所述的实时时钟模块与所述的无线接收模块连接，所述的无线接收模块与所述的驱动控制输出模块连接。
[0028]实施例2:
[0029]根据实施例1所述的森林火灾无线传感监测系统，所述的传感器模拟信号采集接口和所述的数据存储模块分别与所述的无线接收模块连接，所述的无线接收模块与所述的RS-232通信接口连接。
[0030]实施例3:
[0031]根据实施例1或2所述的森林火灾无线传感监测系统，所述的无线接收模块为JN5121-000-M02模块有一个电源放大器和低噪声放大器，所述的RS-232通信接口的通信芯片为MAX3222，所述的实时时钟模块主要器件采用PCF8563时钟芯片。
[0032]实施例4:
[0033]根据实施例1或2或3所述的森林火灾无线传感监测系统，所述的太阳能供电系统采用太阳能供电单元，所述的太阳能供电单元由太阳能电池组、充电控制器和蓄电池组组成。
[0034]实施例5:
[0035]N5121-000-M02模块有一个电源放大器和低噪声放大器，可加大通信距离。JN5121无线收发器工作在2.4 GHz频段，内部有128位AES加密的安全处理器;可以进行硬件处理MAC地址加速和报文地址检查，提升通信报文的产生速度，硬件处理报文自动确认以及报文的CRC生成;此外，模块内部集成了电源管理芯片和晶振休眠，可降低协同功耗。
[0036]实施例6:
[0037]通信芯片选用的是MAX3222JAX3222使用单一电源电压Vcc，电压值在3.3?
5.5 V范围内都能正常工作，额定电流为300 μΑ，可完成TTL与RS-232两种电平之间的转换。另外，它还可以通过引脚控制驱动器和接收器的工作状态，启动或禁止自动降低功能，使其工作在不同的能耗，从而达到降低功耗的目的。
[0038]实施例7:
[0039]存储电路模块，铁存储器(FRAM)是一种非易失性随机存取储存器，它既可以进行非易失性数据存储，又可以像RAM—样操作。在此，系统采用铁存储器FM25L256，它是具有先进铁电技术制造的32 kB非易失性存储器。FM25L256以总线速度进行写操作，无须延时，仅需几百纳秒；当数据写入芯片后，下一个总线周期可以立即开始而无须进行数据轮询。此夕卜，FM25L256具有无限的读写次数，且操作功耗非常低，工作电压在2.7?3.6 V之间，工作静态电流低至5 μΑ。
[0040]实施例8:
[0041 ]实时时钟模块主要器件采用PCF8563时钟芯片，它是低功耗的CMOS实时时钟/日历芯片，提供I个可编程时钟输出、I个中断输出和掉电检测器，所有的地址和数据通过I2C总线接口串行传递。该芯片为系统提供时间基准，可以根据设置值采集数据，定时存入数据存储器，同时也能唤醒微控制器进行自动采集，满足对实时时钟芯片的各种需要。
[0042]实施例9:
[0043]由于普通电池不能满足系统长时间的要求，因此，系统采用太阳能供电单元。该单元由太阳能电池组、充电控制器和蓄电池组组成。充电控制器的基本作用是为蓄电池提供最佳的使用寿命，同时保护蓄电池，避免发生过充电和过放电现象。
【主权项】
1.一种森林火灾无线传感监测系统，其组成包括:太阳能供电系统、无线接收模块，其特征是:所述的太阳能供电系统与电源处理模块连接，所述的电源处理模块分别与数据存储模块、RS-232通信接口、实时时钟模块连接、传感器模拟信号采集接口、驱动控制输出模块和所述的无线接收模块连接，所述的实时时钟模块与所述的无线接收模块连接，所述的无线接收模块与所述的驱动控制输出模块连接。2.根据权利要求1所述的森林火灾无线传感监测系统，其特征是:所述的传感器模拟信号采集接口和所述的数据存储模块分别与所述的无线接收模块连接，所述的无线接收模块与所述的RS-232通信接口连接。3.根据权利要求1或2所述的森林火灾无线传感监测系统，其特征是:所述的无线接收模块为JN5121-000-M02模块有一个电源放大器和低噪声放大器，所述的RS-232通信接口的通信芯片为MAX3222，所述的实时时钟模块主要器件采用PCF8563时钟芯片。4.根据权利要求1或2所述的森林火灾无线传感监测系统，其特征是:所述的太阳能供电系统采用太阳能供电单元，所述的太阳能供电单元由太阳能电池组、充电控制器和蓄电池组组成。
【文档编号】G08B17/00GK205541235SQ201620055203
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年1月21日
【发明人】于辉
【申请人】于辉