一种森林防火系统以及无人机森林防火系统的制作方法

文档序号:16107419发布日期:2018-11-30 19:22阅读:253来源:国知局

本实用新型涉及防火设备领域,具体涉及一种森林防火系统以及无人机森林防火系统。



背景技术:

不同于一般市区里的火灾,森林火灾的蔓延速度更快,扑灭难度更大,一旦火势蔓延以后,将造成巨大的环境问题。森林中的许多地区地形较为险恶,条件恶劣,且不易架设电力设备,因而加大了森林防火的难度。

目前已有的森林防火系统大致包括:

1、在发现火情时,通过手机短信平台对火情进行通报。这种方法一般需要由工作人员来第一时间发现火情,需要较高的人力成本;

2、通过卫星定位发现火情。这种方法借助于北斗星定位实现,而发现时一般已经发生了非常明显的火情,不利于第一时间采取救火措施;

3、通过用电设备进行火情检测。这种方法一般要求森林周围布设一定的电力网,而很多条件恶劣的地区难以布设电网。

因此,需要一种新的森林防火系统,来解决现有技术的诸多缺陷。



技术实现要素:

本实用新型的目的是为了解决现有森林防火系统需要较高人力成本、不利于第一时间采取救火措施、需要预先布设电网的缺点,而提出一种森林防火系统以及无人机森林防火系统。

一种森林防火系统,包括:主控单元、太阳能板、DC/DC转换器、蓄电池、稳压模块、烟雾检测器、报警器,其中主控单元的脉冲调制引脚与DC/DC转换器的脉冲引脚连接,DC/DC变换器的电压输入引脚与太阳能板连接,DC/DC变换器的电压输出引脚与蓄电池的输入端连接,蓄电池的输出端与稳压器的输入引脚连接,稳压器的输出引脚与主控单元的电源输入引脚连接,主控单元的烟雾传感接收引脚与烟雾报警器的信号输出引脚连接,主控单元的报警控制引脚与报警器的输出引脚连接。

本实用新型还包括一种无人机森林防火系统,包括无人机以及搭载在无人机上的控制电路,控制电路具体包括:主控单元、太阳能板、DC/DC转换器、蓄电池、稳压模块、烟雾检测器、报警器,其中主控单元的脉冲调制引脚与DC/DC转换器的脉冲引脚连接,DC/DC变换器的电压输入引脚与太阳能板连接,DC/DC变换器的电压输出引脚与蓄电池的输入端连接,蓄电池的输出端与稳压器的输入引脚连接,稳压器的输出引脚与主控单元的电源输入引脚连接,主控单元的烟雾传感接收引脚与烟雾报警器的信号输出引脚连接,主控单元的报警控制引脚与报警器的输出引脚连接。

本实用新型的有益效果为:1、可以将检测电路放置于森林中的不同位置,能够在第一时间通过烟雾传感器检测到火情;2、使用电路检测代替人工发现火情,降低了人力成本;3、采用太阳能板为电池供电,使得检测电路可以始终保持工作状态,不需要预先布设电网。

附图说明

图1为本实用新型的森林防火系统的结构示意图;

图2为本实用新型的主控单元分别与烟雾传感器、温度检测器和报警器连接的电路结构图;

图3为本实用新型的DC/DC变换器的电路结构图;

图4为本实用新型的无人机森林防火系统的结构示意图。

具体实施方式

具体实施方式一:本实施方式的森林防火系统,如图1所示,包括主控单元、太阳能板、DC/DC转换器、蓄电池、稳压模块、烟雾检测器、报警器,其中主控单元的脉冲调制引脚与DC/DC转换器的脉冲引脚连接,DC/DC变换器的电压输入引脚与太阳能板连接, DC/DC变换器的电压输出引脚与蓄电池的输入端连接,蓄电池的输出端与稳压器的输入引脚连接,稳压器的输出引脚与主控单元的电源输入引脚连接,主控单元的烟雾传感接收引脚与烟雾报警器的信号输出引脚连接,主控单元的报警控制引脚与报警器的输出引脚连接。

本实施方式的原理为:太阳能板通过阳光接收能量,借助于DC/DC转换器为蓄电池充电,DC/DC转换器是将直流电压转换为另一数值的直流电压的设备。然后蓄电池通过稳压模块为主控单元提供电源,主控单元接收来自烟雾检测器的信号,通过信号数值大小判定是否符合预设的阈值,在满足一定阈值条件时控制报警器进行报警。

由于太阳能是不稳定的能源,不一定能够输出适合负载的电压,因此本实施方式加入了DC/DC转换器,将太阳能板输出的电压存储至蓄电池,再通过蓄电池提供稳定的电压输出。稳压器是为了将蓄电池输出的电压调整至主控单元需要的电压值范围,一般来说单片机需要的电压是比普通的蓄电池要低的,这种情况下稳压器一般为降压作用。报警器可以为声音报警器,例如高音喇叭等,能够提醒林区职守人员火情的发生。

具体实施方式二:本实施方式与具体实施方式一不同的是:烟雾检测器为MQ-2型元件。MQ-2烟雾传感器是用来检测一氧化碳的传感器,在火灾初期阶段,燃烧往往会伴随有一部分一氧化碳产生,因此使用一氧化碳检测器能够有效检测到初期火情的发生。

MQ-2烟雾传感器与主控单元连接的结构图如图2所示,其中U1为MQ-2型元件, U2为DS18B20型温度检测器,U3为STC12C4052型单片机。A1为LM358信号放大器,用于将MQ-2检测的信号进行放大后输出给单片机。BUZZER是声音报警器。

其它步骤及参数与具体实施方式一相同。

具体实施方式三:本实施方式与具体实施方式一或二不同的是:还包括温度检测器,所述温度检测器的输出引脚与主控单元的温度传感接收引脚连接。使用温度检测器是为了防止仅使用烟雾检测器发生误报的情况,本实施方式通过温度检测器和烟雾检测器共同判断是否发生火情,使得检测结果更准确,能够减少误报的情况发生。

其它步骤及参数与具体实施方式一或二相同。

具体实施方式四:本实施方式与具体实施方式一至三之一不同的是:温度检测器为 DS18B20元件。

其它步骤及参数与具体实施方式一至三之一相同。

具体实施方式五:本实施方式与具体实施方式一至四之一不同的是:主控单元为 STC12C4052芯片。

其它步骤及参数与具体实施方式一至四之一相同。

具体实施方式六:本实施方式与具体实施方式一至五之一不同的是:稳压器为 LM2576T-5芯片。

其它步骤及参数与具体实施方式一至五之一相同。

具体实施方式七:本实施方式与具体实施方式一至六之一不同的是:如图3所示, DC/DC变换器包括:

LM2671芯片U4,其中LM2671芯片的FB引脚连接电位器后接地,FB引脚还连接电位器的滑动端;LM2671芯片的EN引脚连接VDD引脚,FREQ引脚通过第一电阻连接EN引脚,SGND引脚接地,VDD引脚连接第一电容后接地,BOOT引脚通过第二电阻与VDD引脚连接,SW引脚的第一之路经过第一电感后连接太阳能板的正极,太阳能板的负极接地,太阳板的正极和负极间连接有第二电容;SW引脚的第二支路依次连接第三电容、第一二极管后与蓄电池的正极连接蓄电池的负极接地,蓄电池的正极和负极间并联有第四电容。

其它步骤及参数与具体实施方式一至六之一相同。

具体实施方式八:本实施方式与具体实施方式一至七之一不同的是:报警器为 MTC-600高音喇叭。

其它步骤及参数与具体实施方式一至七之一相同。

具体实施方式九:本实施方式与具体实施方式一至八之一不同的是:SM模块的无线收发引脚与主控单元的无线通信引脚连接,所述GSM模块为TC35i芯片。

其它步骤及参数与具体实施方式一至八之一相同。

具体实施方式十:本实施方式与具体实施方式一至九之一不同的是:如图4所示,本实施方式提供一种无人机森林防火系统,包括无人机1以及搭载在无人机1上的控制电路 2,控制电路2具体包括:主控单元、太阳能板、DC/DC转换器、蓄电池、稳压模块、烟雾检测器、报警器,其中主控单元的脉冲调制引脚与DC/DC转换器的脉冲引脚连接, DC/DC变换器的电压输入引脚与太阳能板连接,DC/DC变换器的电压输出引脚与蓄电池的输入端连接,蓄电池的输出端与稳压器的输入引脚连接,稳压器的输出引脚与主控单元的电源输入引脚连接,主控单元的烟雾传感接收引脚与烟雾报警器的信号输出引脚连接,主控单元的报警控制引脚与报警器的输出引脚连接。

控制电路2的各个部件与具体实施方式一中一致。各个部件的具体芯片型号可以参照具体实施方式一至九。如果无人机的机身上有较为平坦(而非曲面)的部分,那么可以将控制电路设置在平坦位置上,之后可以通过其他材料将电路进行一定的封装,只需保证传感器的检测端是裸露状态,能够正常检测烟雾即可。也可以将电路设置在无人机机身的内部,此时同样需要保证传感器的检测端暴露在外部,以满足检测功能。

本实施方式的意义在于提供一种搭载在无人机上的检测电路,能够自行通过太阳能板进行充电,可以再无人机巡航的过程中通过烟雾传感器探测到火情。本实施方式并未对无人机本体进行改造,可以使用大疆公司的GoPro HERO6无人机。本实施方式的控制电路作为单独的电路模块设置在无人机上,不需要对无人机进行拆卸,也不需要讲控制电路与无人机的电路做任何连接,控制电路完全独立工作,因此很容易与普通的无人机进行组合使用。并且由于一般的航拍无人机通过航拍手段能够发现明火燃烧,但是对于不以观察到明火的地理环境下(例如大雾天气等)不易检测到初期的火灾,而烟雾传感器较为灵敏的检测特性弥补了这一不足,使得更容易检测到恶劣天气下森林火灾的发生。

其它步骤及参数与具体实施方式一至九之一相同。

本实用新型还可有其它多种实施例,在不背离本实用新型精神及其实质的情况下,本领域技术人员当可根据本实用新型作出各种相应的改变和变形,但这些相应的改变和变形都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。

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