本发明属于智能消防技术领域，尤其涉及的是一种智能森林灭火系统及方法。
背景技术：
森林火灾是森林威胁森林生态圈有序发展的首要因素，也是林业中最可怕的自然或人为灾害。森林大火在干旱季节容易多发。其往往经由星星之火便能成势，在林地自由扩散蔓延发展为失控的森林火灾，处置救助极为困难。
现有的森林防火主要通过以下几种方式进行：①通过人力巡山，发现火源后及时劝阻并人工扑打的方式，该方式巡视和灭火效率低，并且起火发现滞后，容易错失引发大火；②通过视频图像监控系统人工监控，该方式线路众多容易引起视觉疲劳，漏报率高；③通过视频监控图像对起火状况智能监控，该方式仅能对森林树冠部位火情进行监控，对于地表和地下火势因树木遮挡检测具有极大的滞后性，并且需要大面积监控布线，线路装置寿命短成本高，线路老化失效后容易短路引起火灾。同时，现有技术中监测到火情后多通过派遣人工灭火或者远程发射灭火弹的方式进行灭火，然而山地林区人工到达缓慢，多半起辅助救火作用；灭火弹对于高山密集林区难于准确命中起火火源，对于树冠底部火势不能及时有效控制。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，尤其针对广域森林无法对起火火点实时预警并且对于底层火源扑灭精度不高的问题，提供一种智能森林灭火系统及方法。
本发明的技术方案如下：
一种智能森林灭火系统，其中，包括预警瞭望塔、多个片区基站和多个预置灭火器，所述预警瞭望塔设置于所巡视林区内，各所述片区基站设置于林区的各片区中央，所巡视林区的各片区内均匀布设有若干预置灭火器；
所述预警瞭望塔包括：用于实时巡视林区起火的红外巡视监控器；用于与片区基站通过大气激光通讯连接的激光通讯模块；以及塔基，所述红外巡视监控器通过用于巡视转动的驱动电机装置与塔基顶部转动连接；
所述片区基站包括：用于与预警瞭望塔和预置灭火器通讯连接的基站通讯模块；用于给片区基站供电的发电储能模块和用于在接收预警瞭望塔起火警情后开启供电的光电控制开关；用于接收到起火警情后定位起火火源的基站红外传感模块；以及支撑杆，所述基站通讯模块和所述红外传感模块设置于所述支撑杆顶端；
所述预置灭火器包括：用于接收片区基站引爆信号的接收通讯模块，以及用于周边区域灭火的灭火剂喷放模块。
优选的，所述基站通讯模块包括用于与预警瞭望塔相互通讯的预警通讯模块和用于向预置灭火器发射引爆信号的灭火指令模块，所述预警通讯模块的信号发送端和接收端与预警瞭望塔的激光通讯模块相对。
优选的，所述发电储能模块包括风力发电机和/或太阳能电池板。
优选的，所述灭火剂喷放模块设置于林区的树冠层、树干层和地表层。
进一步，所述预警瞭望塔还包括：用于获得起火警情后测量瞭望塔与火源距离的激光测距模块，用于将系统所得综合警情信息投影显示的激光投影模块，以及用于存储到达各片区基站的基站路径存储模块；
所述片区基站还包括：用于存储基站所在片区路径信息的片区路径存储模块，用于计算片区基站到达起火火源路径并与预警瞭望塔到达片区基站路径相结合的路径处理模块；以及灭火救援装置。
优选的，综合警情信息包括红外巡视监控器所得起火警情信息、红外传感模块所得火源警情信息和路径处理模块所得救火路径信息。
所述消防救援装置优选包括医疗救生设备以及消防器材设施，所述消防设施更优选包括灭火器、消防栓和消防软管。
本发明还提供一种采用上述系统的智能森林灭火方法，具体包括以下步骤：
1)按照片区基站的红外传感模块所能监控火源距离范围，和/或片区基站的灭火救援装置所能延伸距离范围，将所巡视林区划分为多个片区，每个片区至少设置一个片区基站进行监控；
2)通过预警瞭望塔的红外巡视监控器在绕中轴转动实时巡视林区内各片区，检测到起火警情后通过激光通讯模块发送至起火警情所在片区的片区基站的光电控制开关和基站通讯模块；
3)片区基站接收到起火警情后发电储能模块给片区基站供电，通过红外传感模块定位起火火源；通过基站通讯模块向起火火源周边的预置灭火器发射引爆信号指令，并将包含起火火源位置的火源警情信息发送至预警瞭望塔的激光通讯模块；
4)所述预置灭火器的接收通讯模块接收到引爆信号指令后，向周边区域喷放灭火剂。
进一步，在步骤1)中，预警瞭望塔测定到达起火警情所在片区的片区基站距离，并调取到达该片区基站的路径信息。
优选的，在步骤3)中，片区基站获得火源警情信息与预警瞭望塔到达片区基站路径信息后，通过片区路径存储模块调取片区路径信息，利用路径处理模块得到片区基站到达起火火源的路径，并与预警瞭望塔到达片区基站的路径相结合，获得救火路径信息；将救火路径信息发送至预警瞭望塔的激光通讯模块。
更优选的，在步骤4)中，所述预警瞭望塔的激光投影模块投射综合警情信息，提醒起火警情和火源警情，指导消防人员按照路径及时到达片区基站，获取消防救援装置，前往起火火源灭火救援。
上述方案，1、实现全林区消防警情的分片实时监控，降低误报漏报率，提高了消防响应速率；2、通过综合的大气激光技术，实现了火警设施的分级布设与多层监测，显著降低了布设成本，片区基站在出现起火警情后即行运作，第一时间引爆对应位置预置灭火器，降低火灾隐患乃至扑灭火源；3、通过两级红外探测及激光通讯系统，显著提高密林内起火火源发现及其定位响应速率和定位精度，精确灭火且便于消防人员及时赶到，并通过预设立体灭火体系对起火火源进行初期控制；4、因森林火灾多发于干燥晴朗的白天或夜晚，因此本发明有效规避了雨雪对大气激光与红外射线的衰减，并合理利用其信号集中、不易干扰、探测精准以及响应迅速的诸多优点，对林区进行全方位实时监控；5、结合激光测距与两级路径系统，通过激光投影提高消防人员反应效率，促进其尽快获取消防救援设施，并前往起火处救火，进一步提高响应速率。
综上，本发明使得系统能够在保证高响应速率的前提下，降低布设、监控和数据处理成本，有效提高森林火源定位和灭火精度，提升森林防火等级。
附图说明
图1为本发明智能森林灭火系统流程框图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例，对本发明进行详细说明。
实施例1
本发明主要针对广域森林无法对起火火点实时预警并且对于底层火源扑灭精度不高的问题，发明了一种智能森林灭火系统及方法，该系统流程图如图1所示，
所提供的智能森林灭火系统，包括预警瞭望塔1、多个片区基站2和多个预置灭火器3，所述预警瞭望塔1设置于所巡视林区内，各所述片区基站设置于林区的各片区中央，所巡视林区的各片区内均匀布设有若干预置灭火器3；
所述预警瞭望塔1包括：用于实时巡视林区起火的红外巡视监控器；用于与片区基站2通过大气激光通讯连接的激光通讯模块；以及塔基，所述红外巡视监控器通过用于巡视转动的驱动电机装置与塔基顶部转动连接；
所述片区基站2包括：用于与预警瞭望塔1和预置灭火器3通讯连接的基站通讯模块；用于给片区基站2供电的发电储能模块和用于在接收预警瞭望塔1起火警情后开启供电的光电控制开关；用于接收到起火警情后定位起火火源的基站红外传感模块；以及支撑杆，所述基站通讯模块和所述红外传感模块设置于所述支撑杆顶端；
所述预置灭火器3包括：用于接收片区基站2引爆信号的接收通讯模块，以及用于周边区域灭火的灭火剂喷放模块。
所述基站通讯模块包括用于与预警瞭望塔1相互通讯的预警通讯模块和用于向预置灭火器3发射引爆信号的灭火指令模块，所述预警通讯模块的信号发送端和接收端与预警瞭望塔1的激光通讯模块相对。
所述发电储能模块包括风力发电机和/或太阳能电池板。
所述灭火剂喷放模块设置于林区的树冠层、树干层和地表层。
所述预警瞭望塔1还包括：用于获得起火警情后测量瞭望塔1与火源距离的激光测距模块，用于将系统所得综合警情信息投影显示的激光投影模块，以及用于存储到达各片区基站2的基站路径存储模块；
所述片区基站2还包括：用于存储片区基站2所在片区路径信息的片区路径存储模块，用于计算片区基站2到达起火火源路径并与预警瞭望塔1到达片区基站2路径相结合的路径处理模块；以及灭火救援装置。
综合警情信息包括红外巡视监控器所得起火警情信息、红外传感模块所得火源警情信息和路径处理模块所得救火路径信息。
所述消防救援装置包括医疗救生设备以及消防器材设施，所述消防设施包括灭火器、消防栓和消防软管。
本实施例采用上述系统的智能森林灭火方法，具体包括以下步骤：
1)按照片区基站2的红外传感模块所能监控火源距离范围和片区基站2的灭火救援装置所能延伸距离范围，将所巡视林区划分为多个片区，每个片区设置一个片区基站2进行监控；
2)通过预警瞭望塔1的红外巡视监控器在绕中轴转动实时巡视林区内各片区，检测到起火警情后通过激光通讯模块发送至起火警情所在片区的片区基站2的光电控制开关和基站通讯模块；
3)片区基站2接收到起火警情后发电储能模块给片区基站2供电，通过红外传感模块定位起火火源；通过基站通讯模块向起火火源周边的预置灭火器3发射引爆信号指令，并将包含起火火源位置的火源警情信息发送至预警瞭望塔1的激光通讯模块；
4)所述预置灭火器3的接收通讯模块接收到引爆信号指令后，向周边区域喷放灭火剂。
在步骤1)中，预警瞭望塔1测定到达起火警情所在片区的片区基站2距离，并调取到达该片区基站2的路径信息。
在步骤3)中，片区基站2获得火源警情信息与预警瞭望塔到达片区基站2路径信息后，通过片区路径存储模块调取片区路径信息，利用路径处理模块得到片区基站2到达起火火源的路径，并与预警瞭望塔1到达片区基站2的路径相结合，获得救火路径信息；将救火路径信息发送至预警瞭望塔1的激光通讯模块。
在步骤4)中，所述预警瞭望塔1的激光投影模块投射综合警情信息，提醒起火警情和火源警情，指导消防人员按照路径及时到达片区基站2，获取消防救援装置，前往起火火源灭火救援。
综上，本系统能够在保证高响应速率的前提下，降低布设、监控和数据处理成本，有效提高森林火源定位和灭火精度，提升森林防火等级。
应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。