CN103021153A - 一种佩戴式的林火信息采集设备 - Google Patents

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CN103021153A CN2012105169360A CN201210516936A CN103021153A CN 103021153 A CN103021153 A CN 103021153A CN 2012105169360 A CN2012105169360 A CN 2012105169360A CN 201210516936 A CN201210516936 A CN 201210516936A CN 103021153 A CN103021153 A CN 103021153A
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fire
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CN2012105169360A
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朱达欣
吴伟斌
王晓东
蔡丹琳
曾台盛
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泉州师范学院
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Abstract

本发明提供一种佩戴式的林火信息采集设备,包括一汇聚节点以及与所述汇聚节点相配合的复数终端节点;所述汇聚节点包括分别与一第一主控芯片MCU电连接的一第一信息采集模块以及一3G通信模块,所述第一主控芯片MCU上集成有一第一无线通信模块;各所述终端节点包括互相电连接的一第二主控芯片MCU以及一第二信息采集模块,所述第二主控芯片MCU上集成有一第二无线通信模块,所述汇聚节点以及终端节点均可佩戴,且所述汇聚节点以及各终端节点的设备ID均不同。本发明通过佩戴在灭火人员身上即不影响灭火人员工作又能自动实时获取火场信息;同时还能监测灭火人员生命体征,保障了灭火人员的生命安全。

Description

一种佩戴式的林火信息采集设备
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种佩戴式的林火信息采集设备。
【背景技术】
[0002] 林业是生态建设的主体,在保持经济和社会发展中有着不可或缺的作用。森林火灾是一种破坏森林资源和自然生态环境、危及国家和人民生命财产的严重自然灾害。森林防火理论与实践的研究一直是伴随着技术的发展而形成的专门研究领域。通过“3S”技术,早发现、早部署、早扑灭,是目前主要采用的措施。系统的研发,将在发生火情的情况下,实时传递火情信息,可进一步通过林火蔓延趋势进行分析判断,为森林防火指挥部门制定正 确决策提供客观依据,这是林火防治领域中的一个重要课题。
[0003] 全世界每年因为森林火灾造成的损失十分巨大,森林防火成为重要的研究课题。研究并建立一套采用先进技术手段的现代化的森林防火预警预测系统,对于有效的保护森林资源,改善生态环境意义重大。一个有效的火灾预警预测系统必须要解决两个问题;一是如何尽早发现起火点,并且要准确定位。二是如何快速有效地制定火场扑救决策及指挥扑救。
[0004] 公布日为2012年07月04日,公布号为CN102548035A的发明专利,公开了一种基于无线传感器网络的森林火灾定位报警系统,涉及到无线传输及火灾监测领域,发明由终端节点、汇聚节点组成,其中终端节点又分为协调器节点、路由器节点、采集节点三种类型,还公开了一种基于无线传感器网络的森林火灾监测、发现、定位、报警的方法以及终端节点安放的方法,利用终端节点的传感器对森林环境进行监测。其特点为将无线传感器网应用于森林防火之中,并利用无线传感器网中任意终端节点的特征对起火点进行定位。
[0005] 显然,该发明仅解决上述问题一。有效的保护森林资源,除了能够尽早发现起火点并且准确定位,在发生火灾后还要快速有效地制定火场扑救决策及指挥扑救。快速有效地指挥扑救的一个必要因素就是实时地获取火灾现在的气候因子,目前的基本做法是通过气象部门发布的地区气象因子。这种传统的获取方式往往有两个缺陷。第一,气象部门发布的信息往往是针对一个大区域的一段时间的信息,无法针对具体时间的具体着火点。第二,发生火灾时,火情将极大地影响到现场的气象因子,导致实际的情况和气象部门的发布的信息有很大出入。但要求气象工作人员进入火场或要求灭火人员现场操作专业设备又不可行。
【发明内容】
[0006] 本发明要解决的技术问题,在于提供一种佩戴式的林火信息采集设备,通过佩戴在灭火人员身上即不影响灭火人员工作又能自动实时获取火场信息;同时本发明还能监测灭火人员生命体征,保障了灭火人员的生命安全。
[0007] 本发明是这样实现的:
[0008] 一种佩戴式的林火信息采集设备,所述林火信息采集设备与一指挥中心后台服务器相配合;所述林火信息采集设备包括一汇聚节点以及与所述汇聚节点相配合的复数终端节点;所述汇聚节点包括分别与一第一主控芯片MCU电连接的一第一信息采集模块以及一3G通信模块,所述第一主控芯片MCU上集成有一第一无线通信模块;各所述终端节点包括互相电连接的一第二主控芯片MCU以及一第二信息采集模块,所述第二主控芯片MCU上集成有一第二无线通信模块,所述汇聚节点以及终端节点均可佩戴,且所述汇聚节点以及各终端节点的设备ID均不同。
[0009] 进一步地,所述第一无线通信模块以及各第二无线通信模块均是通过ZIGBEE协议与MESH网的方式进行数据传递。
[0010] 进一步地,所述第一信息米 集模块包括一第一气象因子米集器、一第一 GPS信息模块,所述第二信息采集模块包括一第二气象因子采集器、一第二 GPS信息模块。
[0011] 进一步地,所述第一信息采集模块还包括一第一体征因子采集器,所述第二信息采集模块还包括一第二体征因子采集器。
[0012] 进一步地,所述第一气象因子采集器包括一第一气压传感器以及一第一温湿度采集器;所述第二气象因子采集器包括一第二气压传感器以及一第二温湿度采集器。
[0013] 进一步地,所述汇聚节点以及各终端节点的体积均小于等于6CM*5CM*1CM。
[0014] 本发明具有如下优点:
[0015] 本发明通过传感器物联网络节点的气象因子采集器将森林火灾现场信息采后,获得的数据沿着各个终端节点之间自主建立的MESH网络进行传输,经过多跳路由(即终端节点),到达汇聚节点,最后由汇聚节点的3G通信模块传输到指挥中心后台服务器,由指挥中心通过林火蔓延趋势预测算法生产林火蔓延趋势图,为森林防火指挥部门制定正确的火场扑救决策提供客观依据。
[0016] 同时本发明设置有体征因子采集器,能够监测灭火人员的生命体征信息,当生命体征信息出现异常时,可及时通知对应的灭火人员撤离火场,通过生命体征监测保障了灭火人员的生命安全,具有很强的实用性和应用价值。
[0017] 本发明体积小,便于灭火人员随身携带即不影响灭火人员工作又能自动实时获取火场信息;同时所述汇聚节点以及终端节点的设备ID均不同,更有助于定位出现异常的区域以及灭火人员。
【附图说明】
[0018] 下面参照附图结合实施例对本发明作进一步的说明。
[0019] 图1为本发明结构示意图。
[0020] 图2为本发明的汇聚节点结构框架图。
[0021] 图3是本发明的终端节点结构框架图。
【具体实施方式】
[0022] 请参阅图1〜3所示,对本发明的实施例进行详细的说明。
[0023] 如图1〜3所示,本发明所涉及的一种佩戴式的林火信息采集设备,所述林火信息采集设备10与一指挥中心后台服务器20相配合;所述林火信息采集设备包括一汇聚节点I以及与所述汇聚节点I相配合的复数终端节点2 ;所述汇聚节点I包括分别与一第一主控芯片MCUll电连接的一第一信息采集模块12以及一 3G通信模块13,所述第一主控芯片MCUll上集成有一第一无线通信模块111 ;各所述终端节点2包括互相电连接的一第二主控芯片MCU21以及一第二信息采集模块22,所述第二主控芯片MCU21上集成有一第二无线通信模块211,所述汇聚节点I以及终端节点2均可佩戴,且所述汇聚节点I以及各终端节点2的设备ID均不同。
[0024] 所述第一无线通信模块111以及各第二无线通信模块211均是通过ZIGBEE协议与MESH网的方式进行数据传递。
[0025] 所述第一信息米集模块12包括一第一气象因子米集器121、一第一 GPS信息模块122,所述第二信息采集模块22包括一第二气象因子采集器221、一第二 GPS信息模块222。
[0026] 所述第一信息采集模块12还包括一第一体征因子采集器123,所述第二信息采集模块22还包括一第二体征因子采集器223。
[0027] 所述第一气象因子采集器121包括一第一气压传感器1211以及一第一温湿度采集器1212 ;所述第二气象因子采集器221包括一第二气压传感器2211以及一第二温湿度采集器2212。
[0028] 所述汇聚节点I以及各终端节点2的体积均小于等于6CM*5CM*1CM。
[0029] 灭火人员进入火场前将节点以腕带或臂带的方式佩戴在身上,其中一名佩戴汇聚节点I设备,其余佩戴终端节点2设备。
[0030] 进入火场后,汇聚节点I与终端节点2设备的第一气压传感器1211、第二气压传感器2211、第一温湿度采集器1212以及第二温湿度采集器2212将近距离地自动采集火场气象因子,并通过汇聚节点I的3G通信模块13传递到指挥中心后台服务器,为指挥人员提供决策依据。同时第一体征因子采集器123以及第二体征因子采集器223可采集灭火人员心跳血氧等生命体征,在生命体征出现异常时可及时通知该人员撤离火场,保障了灭火人员的生命安全。
[0031] 本发明通过传感器物联网络节点的气象因子采集器将森林火灾现场信息采后,获得的数据沿着各个终端节点2之间自主建立的MESH网络进行传输,经过多跳路由(即终端节点),到达汇聚节点1,最后由汇聚节点I的3G通信模块13传输到指挥中心后台服务器20,由指挥中心通过林火蔓延趋势预测算法生产林火蔓延趋势图,为森林防火指挥部门制定正确的火场扑救决策提供客观依据。
[0032] 同时本发明设置有体征因子采集器,能够监测灭火人员的生命体征信息,当生命体征信息出现异常时,可及时通知对应的灭火人员撤离火场,通过生命体征监测保障了灭火人员的生命安全,具有很强的实用性和应用价值。
[0033] 本发明体积小,便于灭火人员随身携带即不影响灭火人员工作又能自动实时获取火场信息;同时所述汇聚节点以及终端节点的设备ID均不同,更有助于定位出现异常的区域以及灭火人员。
[0034] 值得一提的是,本发明所述第一无线通信模块以及各第二无线通信模块均是通过ZIGBEE协议与MESH网的方式进行数据传递,MESH网络是一个动态的可以不断扩展的网络构架,在通信允许的范围内即I公里以内,带有通信模块的任意两个节点均可以保持无线互联,如果其中某个终端节点发生故障或失效,与该故障或失效终端节点相连的其他终端节点可以重新选择另外的终端节点进行通信,各终端节点的数据仍然可以高速地到达目的地。
[0035] 虽然以上描述了本发明的具体实施方式,但是熟悉本技术领域的技术人员应当理解,我们所描述的具体的实施例只是说明性的,而不是用于对本发明的范围的限定,熟悉本领域的技术人员在依照本发明的精神所作的等效的修饰以及变化,都应当涵盖在本发明的权利要求所保护的范围内。

Claims (6)

1. 一种佩戴式的林火信息采集设备,所述林火信息采集设备与一指挥中心后台服务器相配合;其特征在于:所述林火信息采集设备包括一汇聚节点以及与所述汇聚节点相配合的复数终端节点;所述汇聚节点包括分别与一第一主控芯片MCU电连接的一第一信息采集模块以及一 3G通信模块,所述第一主控芯片MCU上集成有一第一无线通信模块;各所述终端节点包括互相电连接的一第二主控芯片MCU以及一第二信息采集模块,所述第二主控芯片MCU上集成有一第二无线通信模块,所述汇聚节点以及终端节点均可佩戴,且所述汇聚节点以及各终端节点的设备ID均不同。
2.根据权利要求1所述的一种佩戴式的林火信息采集设备,其特征在于:所述第一无线通信模块以及各第二无线通信模块均是通过ZIGBEE协议与MESH网的方式进行数据传递。
3.根据权利要求2所述的一种佩戴式的林火信息采集设备,其特征在于:所述第一信息米集模块包括一第一气象因子米集器、一第一 GPS信息模块,所述第二信息米集模块包括一第二气象因子米集器、一第二 GPS信息模块。
4.根据权利要求3所述的一种佩戴式的林火信息采集设备,其特征在于:所述第一信息采集模块还包括一第一体征因子采集器,所述第二信息采集模块还包括一第二体征因子采集器。
5.根据权利要求3所述的一种佩戴式的林火信息米集设备,其特征在于:所述第一气象因子采集器包括一第一气压传感器以及一第一温湿度采集器;所述第二气象因子采集器包括一第二气压传感器以及一第二温湿度采集器。
6.根据权利要求1〜5任一项所述的一种佩戴式的林火信息米集设备,其特征在于:所述汇聚节点以及各终端节点的体积均小于等于6CM*5CM*1CM。
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