森林防火物联网预警装置的制作方法

专利名称：森林防火物联网预警装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种物联网安全预警装置，尤其涉及一种用于森林防火的物联网
安全预警装置。
背景技术：
目前国内森林防火技术中采用的火灾监测方法主要有地面巡护、瞭望台监测、航空巡护、卫星遥感技术等几大类，较少应用到通信基站。地面巡护，主要任务是宣传群众，控制人为火源，深入瞭望台观测的死角进行巡逻。对来往人员及车辆，野外生产和生活用火进行检查和监督。存在的不足是巡护面积小、视野狭窄、确定着火位置时，常因地形地势崎岖、森林茂密而出现较大误差；在交通不便、人烟稀少的偏远山区，无法进行地面巡护，需用各种交通工具费用及人员工资费用，只能用视频监测方法来弥补。瞭望台监测，是通过瞭望台来观测林火的发生，确定火灾发生的地点，报告火情，它的优点是覆盖面较大、效果较好。存在的不足无生活条件的偏远林区不能建设瞭望台；它的观察效果受地形地势的限制，覆盖面小，有死角和空白，观察不到，对烟雾浓重的较大面积的火场、余火及地下火无法观察；雷电天气无法上塔观察；瞭望是一种依靠了望员的经验来观测的方法，准确率低，误差大。另外瞭望员人身安全受雷电、野生动物等的威胁。航空巡护，是利用巡护飞机进行林火的探测。它的优点是巡护视野宽、机动性大、速度快同时对火场周围及火势发展能做到全面观察，可及时采取有效措施。但也存在着不足夜间、大风天气、阴天能见度较低时难以起飞，同时巡视受航线、时间的限制，而且观察范围小，只能一天一次对某一林区进行观察，如错过观察时机，当日的森林火灾也观察不至IJ，容易酿成大灾，固定飞行费用成本高，租用飞机费用昂贵，需要用定点视频监测来弥补其不足。卫星遥感，利用极轨气象卫星、陆地资源卫星、地球静止卫星、低轨卫星探测林火。能够发现热点，监测火场蔓延的情况、及时提供火场信息，用遥感手段制作森林火险预报，用卫星数字资料估算过火面积。它探测范围广、搜集数据快、能得到连续性资料，反映火的动态变化，而且收集资料不受地形条件的影响，影像真切。存在的不足卫星探测器准确率低，需要地面花费大量的人力、物力、财力进行核实，尤其是交通不便的地方，火情核实十分重要。当热点达到3个像素时，火已基本成灾。建立视频监控，系统成为国内主流的监控方式。这是传统城市视频监控的简单延伸，将采集视频图像通过微波或有线网络汇总到监控中心，由软件进行智能视频识别，并辅以人工完成集中监视。视频监控，在晴好天气条件下可对出林火灾的烟火特征进行识别，但在浓雾、雨雪等天气条件下，有效识别困难，容易造成误报或漏报等情况。人工监视，易造成肉眼疲劳，监控中心的视频线路较多，人工监视也无法一一监看，易造成漏报。所以，视频监控的最大缺点是适应林区气候困难，漏报或误报率较高；无法对早期火险灾进行预警。因此，建立物联网智能预警系统成为森林防火的主要发展方向，通过传感网探测早期林区火险灾，再通过物联网预警装置互联到预警中心，从而实现分布式的物联网森林防火
实用新型内容
本实用新型的目的在于针对上述存在的问题，提供一种支持无人值守火情预警监控的森林防火物联网预警装置。本实用新型采用的技术方案是这样的一种森林防火物联网预警装置，包括电源电路，其特征在于还包括全向天线(I)、RF通信模块(2)、微控制单元(3)和声光报警电路(5 )，其中所述电源电路用于向该森林防火物联网预警装置提供电源；所述全向天线(I)用于接收火情信号，并发送给该RF通信模块(2)；所述RF通信模块(2)用于在接收到该火情信号后发送一个中断信号唤醒所述微控制单兀(3)；所述微控制单元(3)用于在接收到该中断信号后读取该RF通信模块(2)中的火情信号，对该火情信号进行分析处理，并且在该火情信号显示出现火灾时控制该声光报警电路(5)进行声音报警和指示灯报警。所述电源电路由AC/DC电源电路(11)、电路管理电路(12)和蓄电池(13)组成，其中该AC/DC电源电路(11)连接电源管理电路(12 )，该电源管理电路(12 )连接蓄电池(13 )，该AC/DC电源电路(11)用于在市电供电的情况下将市电交流电转换成低压直流电，通过该电源管理电路(12)向该森林防火物联网预警装置提供电源，该蓄电池(13)用于在市电停止供电的情况下通过该电源管理电路(12)向该森林防火物联网预警装置提供电源。该森林防火物联网预警装置还包括RJ45通信模块(6)，所述微控制单元(3)用于控制该RJ45通信模块(6)，将报警信息通过RJ45通信模块发送至互联网。该森林防火物联网预警装置还包括GSM通信模块(7 )，所述微控制单元(3 )用于控制该GSM通信模块(7 )，将报警信息通过GSM通信模块发送至移动终端。该森林防火物联网预警装置还包括状态指示电路(4)，所述微控制单元(3)用于控制该状态指示电路(4)进行指示灯预警。该森林防火物联网预警装置还包括消警控制电路(9)，用于在按下消警控制键后，发送低电平信号给微控制单元(3 )，微控制单元(3 )控制声光报警电路(5 )停止声音报警和指示灯报警。该森林防火物联网预警装置还包括自恢复控制单元(10)，用于在微控制单元(3)处于死循环状态时发送复位信号给微控制单元(3 )，使得该微控制单元(3 )复位。所述全向天线(I)在水平方向上表现为360°都均匀辐射。综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是通过RF通信管理林区中由若干个无线火焰探测器组成的森林防火传感网络，并与之相互通讯，实现传感网路由管理、传感网火情接收、预警管理中心互联、远程火情转送、现场声光报警等，不需要人工值守看护，自动控制传感网管理、物联网互联和远程火情预警，将全国各林区的传感网互联到预警管理中心，实现全国分布式的物联网森林防火智能化监测及预警。
图I是本实用新型的电路原理图；图2是本实用新型的第一实施例中RF通信模块的电路图；图3是本实用新型的第一实施例中微控制单元及外围电路图；图4是状态指示电路、声光报警电路的电路图；图5是RJ45通信电路的电路图；图6是GSM通信模块电路的电路图； 图7是消警控制电路的电路图；图8是自恢复控制单元和电源电路的电路图。图中标记1为第一全向天线，2为RF通信模块，3为微控制单元，4为状态指示电路，5为声光报警电路，6为RJ45通信电路，7为GSM通信模块，8为第二全向天线，9为消警控制电路，10为自恢复控制单元，11为AC/DC电源电路，12为电源管理电路，13为蓄电池。
具体实施方式
以下结合附图，对本实用新型作详细的说明。为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，
以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。如图I所示，该森林防火物联网预警装置由第一全向天线I、RF通信模块2、微控制单元3、状态指示电路4、声光报警电路5、RJ45通信模块6、GSM通信模块7、第二全向天线2、消警控制电路9、自恢复控制单元10和电源电路组成，其中该电源电路用于向该森林防火物联网预警装置提供电源，该第一全向天线I在水平方向上表现为360°都均匀辐射，覆盖范围大，用于接收无线火焰探测器发出的火情信号。RF通信模块2接收到第一全向天线I传出的火情信号后，发出一个中断信号唤醒微控制单元3。该微控制单元3接收到RF通信模块2发出的中断信号后，读取RF通信模块2中的数字信号，并对该信号进行分析处理。状态指示电路4根据微控制单元的控制信号，发出指示灯预警信息。声光报警电路5根据微控制单元3的控制信号，发出声音报警和指示灯报警信息。RJ45通信模块6根据微控制单元3的控制信号，将报警信息发送到互联网。GSM通信模块7根据微控制单元3的控制信号，通过第二全向天线发出描述火情的通讯信息。消警控制电路9，当按下消警按键后，消警控制电路9传送一个低电平信号给微控制单元3，微控制单元3控制声光报警电路停止声音报警和指示灯报警。自恢复控制单元10在微控制单元3进入死循环状态时发出复位信号使微控制单元3复位。该电源电路包括AC/DC电源电路、电源管理电路、蓄电池DC12v。所述AC/DC电源电路使市电交流电转换成低压直流电，所述电源管理电路为RF通信模块、EMCU嵌入式微控制单元、状态指示电路、声光报警电路、RJ45通信电路、消警控制电路、自恢复控制单元供电，所述电源管理电路设置GSM电源电路为GSM通讯模块电路充电，所述蓄电池DC12v在电源电路在停止市电供电的情况下，为电路中各个模块供电。在本实用新型的第一实施例中，第一全向天线I在水平方向上表现为360°都均匀辐射，覆盖范围大。如图2所示，该RF通信模块2包括无线收发芯片Ul和无线开关芯片U2，全向天线I接收到无线火焰探测器发送的火情信号后，天线开关芯片U2接通电路，无线收发芯片Ul接收到火情信号。无线收发芯片Ul具有第一无线信号端RX_n、第二无线信号端RX_P、发送端TX、电源端VDD_RF、关闭输入端SDN、第一 IO 口 GPI0_1和第二 IO 口 GPI0_2，并且天线开关芯片U2具有第一 IO 口 VC1、第二 IO 口 VC2、天线输入端RF_in、第一输出端OUTl和第二输出端0UT2。无线收发芯片Ul上设置有第一无线信号端RX_n、第二无线信号端RX_p、发送端TX、电源端VDD_RF和关闭输入端SDN，无线收发芯片Ul的第一无线信号端RX_n与第一电感LI的第一端连接后与第二无线信号端RX_p连接，第一电感LI的第二端通过第五电容C5连接天线开关芯片U2的第一输出端OUTl，该第一无线信号端RX_n还与接地的第四电容C4连接。无线收发芯片Ul的发送端TX依次通过第i^一电容C11、第五电感L5、第六电感L6和第十四电容C14连接天线开关芯片U2的第二输出端0UT2，第i^一电容Cll与第五电感L5的串联节点分别通过第四电感L4、第十二电容C12与接地的第三电阻R3连接，第五电感L5与第六电感L6的串联节点与接地的第十三电容C13连接。无线收发芯片的发送端TX还通过第三电感L3与接地的第十电容ClO连接，第九电容C9跨接在第十电容ClO的两端，第八电容C8跨接在第九电容C9的两端，第七电容C7跨接在第八电容C8的两端。无线收发芯片Ul的电源端VDD_RF连接第九电容C9的非接地端，3. 3V电源VCC连接第十电容ClO后接地，该3. 3V电源属于电源电路。无线收发芯片Ul的关闭输入端SDN通过第二电阻R2接地。天线开关芯片U2的第一 IO 口 VCl与无线收发芯片Ul的第一 IO 口 GPI0_1连接，第二 IO 口 VC2与无线收发芯片Ul的第二 IO 口 GPI0_2连接，天线开关芯片U2的天线输入端RF_in通过第六电容C6连接第二电感L2的第一端,第二电感L2的第二端连接全向天线1，并且第二电感L2的第一端与接地的第十五电容C15连接，第二电感L2的第二端与接地的十六电容C16连接。无线收发芯片Ul还设置多输入单输出端MIS0、多输出单输入端M0SI、时钟信号端SCLK、片选端nCS、中断端IRQ，分别连接EMCU嵌入式微控制单元3的IO 口 P3. 3、P3. 2、P3. 1、Ρ3· O 和 Ρ2. 7，如图 3 所示。该EMCU嵌入式微控制单元3为微功耗单片机，该单片机中断输入端接收到RF通信模块2发送的中断信号后读取火情信息的数字信号并进行分析处理，控制状态指示电路4、声光报警电路5、RJ45通讯模块6和GSM通信模块7进行火情信息的指示灯报警、声音报警和火情信息通讯，从而实现了无线火灾报警功能。如图3 8所示，EMCU嵌入式微控制单元3的IO 口 Pl. 5和P5. O分别连接状态指示电路4的A反相器IC4A的输入端和B反相器IC4B的输入端，IO 口 Pl. 4连接声光报警电路5的F反相器IC4F的输入端，IO 口 P3. 6、P3. 7、P2. O、P2. I、P2. 2和P2. 3，分别与RJ45通信模块6的复位端RESET、中断端INT、时钟信号端SCLK、片选端SCS、串行数据输入端SDI和串行输出端SDO连接，IO 口 P3. 4、P3. 5分别与GSM通信模块7的串口接收端TXD2和串口发送端RXD2连接，IO 口 P4. 6连接E反相器IC4E的输入端，该E反相器IC4E的输出端连接GSM通信模块7的开关按键端PERKEY，IO 口 P5. 6连接消警控制电路9的光电耦合器U4中三极管的集电极，IO 口 Pl. 6连接图8所示D反相器IC4D的输入端，该D反相器的输出端连接自恢复控制单元10的第七极性电容E7的正极。IO 口 P5. 2连接电源管理电路12中GSM电路的第十四电阻R14的一端。如图4所示，状态指示电路4和声光报警电路5，状态指示电路4设置RJ45通讯模块指示灯RJ LED、RF通信模块指示灯RF LED、GSM通讯模块指示灯GS LED和报警指示灯WRN LED。声光报警电路5中F反相器IC4F的输出端连接光电I禹合器U5的2引脚,该光电耦合器U5 的6引脚依次通过第十七电容C17、第三十四电阻R34连接4引脚。该光电耦合器U5的6引脚还连接交流报警器ALARM的一端，该交流报警器ALARM的另一端连接图8所示电源电路11中压敏电阻VR的一端，光电耦合器U5的4引脚连接该电源电路11中压敏电阻VR的另一端。光电耦合器U5的I引脚连接报警指示灯WRN LED的负极，A反相器IC4A的输出端连接RJ45通讯模块指示灯RJ LED的负极，B反相器IC4B的输出端连接RF通信模块指示灯RF LED的负极，并且C反相器IC4C的输出端连接GSM通讯模块指示灯GS LED的负极。报警指示灯WRN LED的正极通过第三十三电阻R33连接5V电压源VCC，RJ45通讯模块指示灯RJ LED的正极通过第三十电阻R30连接5V电压源VCC，RF通信模块指示灯RFLED的正极通过第三i^一电阻R31连接5V电压源VCC，并且GSM通讯模块指示灯GS LED的正极通过第三十二电阻R32连接5V电压源VCC。该C反相器IC4C的输入端连接GSM通讯模块的网络指示灯接脚GPRS。如图5所示，RJ45通信电路6包括网络接口芯片UlO，该网络接口芯片UlO上设置有RESET复位端、INT中断端、时钟信号端SCLK、片选端SCS、串行数据输入端SDI和串行输出端SD0，分别与EMCU嵌入式微控制单元3的IO 口 P3. 6、P3. 7、P2. O、P2. 1、Ρ2·2、Ρ2·3连接。如图6所示，GSM通信模块电路7是一种低功耗通信模块电路，设置有开关按键端PffRKEY,串口接收端TXD2和串口发送端RXD2，串口接收端TXD2和串口发送端RXD2分别连接EMCU嵌入式微控制单元的串口接收端Ρ3. 4和串口发送端Ρ3. 5，开关按键端PWRKEY连接E反相器IC4E的输出端，该E反相器IC4E的输入端连接EMCU嵌入式微控制单元3的开关按键端Ρ4.6。如图7所示，消警控制电路9上设置消警按键RSTSW，该消警按键RSTSW的消警端(2引脚)与接地的第十六电容C16连接，消警端(2引脚)还连接光电耦合器U4中发光二极管的负极，该光电耦合器U4中发光二极管的正极通过第二十九电阻R29连接17 23V电源Vd，该电源为电源电路中的电源。光电耦合器U4中三极管的集电极连接EMCU嵌入式微控制单元3的IO 口 P5. 6，光电耦合器U4的发射极接地。当按下消警按键RSTSW时，消警端接通，光电耦合器U4导通，EMCU嵌入式微控制单元3获取到消警信息后控制状态指示电路4和声光报警电路5停止指示灯预警和声音预警。如图8所示，该自恢复控制单元10为看门狗电路，包括A定时器14和B定时器15，A定时器14和B定时器15设置输出端Q、放电端DIS、阈值端THR、复位端R、触发端TRIG和控制电压端CVolt。该A定时器14的输出端Q通过第十二电阻R12连接第二三极管Q2的基极，该第二三极管Q2的发射极接地，该第二三极管Q2的集电极连接第六二极管D6的负极，该第六二极管的正极连接到B定时器15的阈值端THR，并且该第二二极管Q2的集电极还连接B定时器15的触发端TRIG ;A定时器14的放电端DIS连接A定时器14的阈值端THR，放电端DIS还通过第i^一电阻Rll连接电源端V9，A定时器14的阈值端THR连接第八极性电容E8的正极，该第八电容ES的负极接地；A定时器14的复位端R通过第十电阻RlO连接9V电源V9,该复位端R还与接地的第九电容C9连接；控制电压端Cvolt与接地的第十电容ClO连接；A定时器14的触发端TRIG连接第七二极管D7的正极，该第七二极管D7的负极连接B定时器15的输出端Q，A定时器14的触发端TRIG还通过第九电阻R9连接电压端V9，A定时器14的触发端TRIG还与接地的第八电容C8连接。B定时器15的放电端DIS通过第七电阻R7连接B定时器的复位端R，B定时器15的复位端R通过第六电阻R6连接第五极性电容E5的正极，该第五极性电容E5的负极接地；A定时器14和B定时器15的控制电压端CVolt分别串接第十电容和第六电容后接地。B定时器15的阈值端THR连接第一三极管Ql的集电极，该第一三极管Ql的发射极接地，基极通过第八电阻R8与接地的第七电容C7连接，通过第八电阻R8还连接第八二极管D8的负极，该第八二极管D8的正极接地，并且通过第八电阻R8还连接第七极性电容E7的负极，该第七极性电容E7的正极连接D反相器IC4D的输出端，该D反相器的输入端连接EMCU嵌入式微控制单元3的喂狗信号端Pl. 6。 如图8所示，电源电路包括AC/DC电源电路11、电源管理电路12和DC12v蓄电池13。该AC/DC电源电路11电源插头的两端分别连接压敏电阻VR的两端，该压敏电阻VR的两端还分别连接变压器输入的两端，该变压器的第一输出端连接第一二极管Dl的正极，该第一二极管Dl的负极连接17 23V电压源Vin，变压器的第一输出端还连接第三二极管D3的负极，该第三二极管D3的负极还连接第一二极管Dl的正极，该第三二极管D3的正极接地；该变压器的第二输出端连接第二二极管D2的正极，该第二二极管D2的负极连接17 23V电压源Vin，所述变压器的第一输出端还连接第四二极管D4的负极，该第四二极管D4的负极还连接第二二极管D2的正极，该第四二极管D4的正极接地。该电路通过变压器将高压市电转变为低压电源，四个二极管将交流电源转变为直流电源。电源管理电路12包括9V三端稳压器16、5V开关稳压器17和3. 3V三端稳压器18。该17 23V电压源Vin与地之间还分别跨接第一极性电容E1、第一电容Cl和第二十三电容C23，第一电阻Rl与第二电容C2串联且第一电阻Rl的自由端连接17 23V电压源Vin，第二电容C2的自由端接地，第一电阻Rl与第二电容C2的串联节点分别与接地的第二电阻R2和掉电LED连接，第一电阻Rl的自由端还连接第五二极管D5的正极，该第五二极管D5的负极通过保险管FUSE连接到9V三端稳压器16的输入端Vin，9V三端稳压器16的输出端Vout连接9V电压V9，并且还分别与接地的第十五极性电容E15和第二十四电容C24连接；9V三端稳压芯片16的输入端Vin和输出端Vout之间分别跨接第三电容C3和第二极性电容E2。9V三端稳压器16的输入端还连接5V开关稳压芯片17的输入端Vin，开关稳压芯片17的输入端Vin通过第四电阻R4分别连接5V开关稳压芯片17的开关端OFF以及第四三极管Q4的集电极，该第四三极管Q4的发射极接地，基极连接第三三极管Q3的集电极，该5V开关稳压器17的输入端Vin还通过第三电阻R3连接第三三极管Q3的集电极，该第三三极管Q3的发射极接地，基极通过第十三电阻R13连接自恢复控制单元10中A定时器14的输出端Q ;该5V开关稳压芯片17的反馈端FB连接3. 3V三端稳压器18的输入端，5V开关稳压芯片17的输出端通过第一电感LI连接第三极性电容E3的正极，该第三极性电容E3的负极接地，该5V开关稳压芯片17的输出端Vout还连接第一肖特基二极管Zl的负极，该第一肖特基二极管Zl的正极接地；5V开关稳压芯片17的反馈端FB和接地端之间跨接第四电容。3. 3V三端稳压器18的输入端Vin通过第五电阻R5连接电源指示灯P_ LED的正极，该电源 指示灯P_ LED的负极接地，该3. 3V三端稳压器18的输出端Vout与接地的第五电容C5连接，该3. 3V三端稳压器18的输出端还连接第四极性电容E4的正极，该第四极性电容E4的负极接地。该电源管理电路还包括GSM电源电路以向GSM通信模块供电，GSM电源电路以可调开关稳压器19为核心，该可调开关稳压器19上设置输入端Vin、输出端Vout、反馈端FB和开关端0FF，可调开关稳压器19的反馈端FB依次通过第十七电阻R17连接第九极性电容E9的正极，第九极性电容E9的负极接地，该第十七电阻R17串联第i^一电容Cll，并且该反馈端FB还分别通过第十六电阻R16、第十二电容C12接地，其中第十七电阻R17与第十二电容C12之间的串联节点连接4. 2V电压源VM ;可调开关稳压器19的输出端Vout通过第二电感L2连接第九极性电容E9的正极，第九极性电容E9的负极接地，并且该可调开关稳压器19的输出端Vout还连接第二肖特基二极管Z2的负极，该肖特基二极管Z2的正极接地；第九极性电容E9的正极依次通过第十一电容C11、第十六电阻R16接地。该可调开关稳压器19的开关端OFF通过第十五电阻R15连接17 23V电压源VDD，该开关端OFF还连接第五三极管Q5的集电极，该第五三极管Q5的发射极接地，基极连接图6所示GSM通信模块的电源开关按键端PWRKEY，可调开关稳压器19的输入端Vin连接17 23V的电压源VDD。该DC12v蓄电池13在市电停止供电的情况下作为后备电源继续为各个电路提供电源。DC12v蓄电池13的充电电路包括充电专用芯片20，该充电专用芯片20上设置有流入端SINK、流出端SOURCE、补偿端C0MPEN. S、电压检测端V. E、均流偏置端C. E、充电启动端T. B、状态电平控制端S. L. C、过充电终止端O. C. T和电源指示端power。该充电专用芯片20的流入端SINK连接第六三极管Q6的基极，该第六三极管Q6的集电极通过第二i^一电阻R21连接充电启动端T. B，第六三极管Q6的集电极还连接第九二极管D9的正极，该第九二极管D9的负极通过第二十四电阻R24连接均流偏置端C. E，该第九二极管D9的负极还连接第十二极管DlO的正极，该第十二极管DlO的负极通过保险管FUSE连接9V三端稳压器17的输入端Vin，该第九二极管的负极还连接DC12v蓄电池13的正极，该DC12v蓄电池13的负极接地。该充电专用芯片20的流出端SOURCE通过第二十二电阻R22接地，充电专用芯片20的补偿端C0MPEN. S通过第十四电容C14接地，该充电专用芯片20的状态电平控制端S. L. C依次通过第二十三电阻R23、第二十电阻R20连接电源指示端power,该充电专用芯片20的电压检测端V. E通过第二十电阻R20连接电源指示端power,并且该充电专用芯片20的均流偏置端C. E依次通过第二十三电阻R23、第二十电阻R20连接电源指示端power。状态电平控制端S. L. C连接比较器IC3A的反相输入端，该比较器IC3A的同相输入端通过第二十七电阻R27接地并且还通过第二十六电阻R26连接9V电压V9，该比较器IC3A的输出端连接充电指示灯C LED的负极，且充电指示灯C LED的正极通过第二十八电阻R28连接该9V电压源V9。在上述实施例中，所述RF通讯模块设置有天线开关芯片、无线收发芯片，所述全向天线接收到无线火焰探测器发送的火情信号后，天线开关芯片接通电路，所述无线收发芯片接收到火情信号。所述无线收发芯片设置多输入单输出端MISO、多输出单输入端MOSI、时钟信号端SCLK、片选端nCS、中断端IRQ，分别连接EMCU嵌入式微控制单元3的IO口 P3. 3、P3. 2、P3. I、P3. O和P2. 7。所述无线收发芯片接收到火情信号后通过中断端IRQ向EMCU嵌入式微控制单兀发送一个中断信号,告知EMCU嵌入式微控制单兀有火情信息。所述RF模块设置的无线收发芯片型号为CC1100，无线收发芯片接收无线火焰探测器发送的火情信号，当处于火灾预警状态时，天线电路预警，接收所有无线火焰探测器传输来的无线信号；当发生火灾，天线电路通过无线收发芯片将接收到的信息传送给与多输入单输出端MISO和多输出单输入端MOSI连接的EMCU嵌入式微控制单元，EMCU嵌入式微控制单元接收到火情信息后控制声光报警电路发出火情警报。所述EMCU嵌入式微控制单元为微功耗单片机，该处理器设置有IO 口与所述声光报警电路连接。微处理器为MSP430F235PM型单片机作为控制核心，具备片上12位模数转换器、16位定时器、16个外部中断、4个串行通讯接口、SPI接口、RS32接口、片上比较器及看门狗等部件功能，具有多种低功耗模式，特别适合用于电池供电的系统中。EMCU嵌入式微控制单元中断输入端接收到中断信号后读取火情信息的数字信号并进行分析处理，控制报警电路和通讯模块进行火情信息的报警和通讯，从而实现了无线火灾报警功能。所述RJ45通信模块以W5100型多功能的单片网络接口芯片为核心，内部集成有10/100以太网控制器，主要应用于高集成、高稳定、高性能和低成本的嵌入式系统中，可实现没有操作系统的Internet连接。该网络接口芯片设置有RESET复位端、INT中断端、时钟信号端SCLK、片选端SCS、串行数据输入端SDI、和串行输出端SD0，分别与EMCU嵌入式微控制单元单片机的复位端P3. 6、中断端P3. 7、时钟信号端P2. O、片选端P2. I、串行数据输入端P2. 2、和串行输出端P2. 3连接。RJ45通信模块根据EMCU嵌入式微控制单元控制信号，将火情报警信息发送到互联网上。所述GSM通信模块以GSM/GPRS四频解决方案模块MlO型为核心。该模块具备四频850 / 900 / 1800 / 1900MHz、兼容GSM、GPRS移动配置、GPRS多槽等部件功能，具有低功耗模式。设置有开关按键端、串口接收端和串口发送端，所述串口接收端TXD2和串口发送端RXD2分别连接EMCU嵌入式微控制单元的串口接收端P3. 4和串口发送端P3. 5，所述开关按键端GSW连接E反相器的输出端，该反相器的输入端连接EMCU嵌入式微控制单元的开关按键端P4. 6。GSM模块根据EMCU嵌入式微控制单元发出的控制信号，发出描述火情的通讯信息。所述自恢复控制单元由看门狗电路构成，以2个NE556型定时器为核心，A定时器控制高电平的时间，B定时器控制低电平的时间。A、B定时器设置输出端Q、放电端DIS、阈值端THR、复位端R、触发端TRIG、和控制电压端CVolt。以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.一种森林防火物联网预警装置，包括电源电路，其特征在于还包括全向天线(I)、RF通信模块(2)、微控制单元(3)和声光报警电路(5)，其中所述电源电路用于向该森林防火物联网预警装置提供电源； 所述全向天线(I)用于接收火情信号，并发送给该RF通信模块(2 ); 所述RF通信模块(2)用于在接收到该火情信号后发送一个中断信号唤醒所述微控制单元(3)； 所述微控制单元(3)用于在接收到该中断信号后读取该RF通信模块(2)中的火情信号，对该火情信号进行分析处理，并且在该火情信号显示出现火灾时控制该声光报警电路(5)进行声音报警和指示灯报警。
2.根据权利要求I所述的森林防火物联网预警装置，其特征在于所述电源电路由AC/DC电源电路(11 )、电路管理电路(12 )和蓄电池(13 )组成，其中该AC/DC电源电路(11)连接电源管理电路(12 )，该电源管理电路(12 )连接蓄电池(13 )，该AC/DC电源电路(11)用于在市电供电的情况下将市电交流电转换成低压直流电，通过该电源管理电路(12 )向该森林防火物联网预警装置提供电源，该蓄电池(13)用于在市电停止供电的情况下通过该电源管理电路(12)向该森林防火物联网预警装置提供电源。
3.根据权利要求I所述的森林防火物联网预警装置，其特征在于还包括RJ45通信模块(6)，所述微控制单元(3)用于控制该RJ45通信模块(6)，将报警信息通过RJ45通信模块发送至互联网。
4.根据权利要求I或3所述的森林防火物联网预警装置，其特征在于还包括GSM通信模块(7 )，所述微控制单元(3 )用于控制该GSM通信模块(7 )，将报警信息通过GSM通信模块发送至移动终端。
5.根据权利要求4所述的森林防火物联网预警装置，其特征在于还包括状态指示电路(4 )，所述微控制单元(3 )用于控制该状态指示电路(4 )进行指示灯预警。
6.根据权利要求5所述的森林防火物联网预警装置，其特征在于还包括消警控制电路(9 )，用于在按下消警控制键后，发送低电平信号给微控制单元(3 )，微控制单元(3 )控制声光报警电路(5)停止声音报警和指示灯报警。
7.根据权利要求6所述的森林防火物联网预警装置，其特征在于还包括自恢复控制单元(10)，用于在微控制单元(3)处于死循环状态时发送复位信号给微控制单元(3)，使得该微控制单元(3)复位。
8.根据权利要求I所述的森林防火物联网预警装置，其特征在于所述全向天线(I)在水平方向上表现为360°都均匀辐射。
专利摘要本实用新型公开了一种森林防火物联网预警装置，属于森林防火领域。该装置中全向天线接收火情信号，并发送给RF通信模块，RF通信模块接收到火情信号后，发出中断信号唤醒微控制单元，微控制单元读取RF通信模块发出的火情信号后对该信号进行分析处理；状态指示电路、声光报警电路分别根据微控制单元的控制信号，发出指示灯预警信息，声音报警和指示灯报警信息。RJ45通信模块、GSM模块分别根据微控制单元控制信号，将报警信息发送到互联网、对应的移动终端。本实用新型集网络火情接收、远程火情转送、探测器网络管理、火情报警提示于一体的森林防火测控主站机，具有高可靠、高稳定、自恢复等显著特性，实现了国内森林防火监测智能化、信息化的发展方向。
文档编号G08B25/00GK202422339SQ201220025458
公开日2012年9月5日 申请日期2012年1月19日 优先权日2012年1月19日
发明者何超, 彭鹏, 曹晓莉, 江朝元 申请人:重庆英卡电子有限公司