CN107393236A - 一种基于云服务的多功能智能森林防火播报装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于云服务的多功能智能森林防火播报装置，包括嵌入式处理器、太阳能供电模块、红外微博探测器、摄像头、气象传感器、通讯模块、语音播报模块和云端数据服务器；所述的红外微博探测器、摄像头、气象传感器、语音播报模块和云端数据服务器均通过通讯模块与嵌入式处理器相连，所述的太阳能供电模块与嵌入式处理器相连。本发明采用云端数据服务器大大提升了可靠性与可拓展性，整合终端设备采集到的游客信息与气象数据后，可对该地区的防火等级进行分析预测，同时也可以与大型防火监测平台等进行整合，为林区、景区的管理提供了便利。特别适用于景区、林区的防火监控，同时还可以用于高危地区的智能提醒和监控以及用于气象监测等。

Description

一种基于云服务的多功能智能森林防火播报装置

技术领域

本发明属于森林防火技术领域，具体涉及一种基于云服务的多功能智能森林防火播报装置。

背景技术

现有森林防火语音播报装置大多采用固定语音内容的方式，固定的语音播报内容不能根据具体情况进行修改，无法应对突发情况的无法体现景区的人文关怀。同时，即使能够修改语音内容，往往需要技术人员进行专门的维护，或者护林人员的参与，大大提高了设备的操作复杂性和操作难度。语音播报装置即使能够进行无线遥控设置，也大多采用的是红外遥控等近距离通信方式，做简单的音量控制等逻辑控制。部分修改语音内容的方案是通过存储设备将事先录制的音频保存在装置中，通过红外进行现场切换，仍然无法实现远程的语音内容修改。

现有气象监测站和森林防火等需求不能很好地结合，森林防火同样需要进行气象监测用以分析森林防火等级等重要信息。现有气象监测站通常安装于农业大棚、校园等位置，不方便在偏远林区的布置，或者集成度不够。森林防火方面需要能够将气象监测站采集得到的气象数据传输到云服务器，通过分析计算得到防火等级等实时数据。同时，通过数据的智能分析有针对性地对游客进行语音播报提示。

在偏远地区，网络设备的通信问题较难解决。现有的一种无线通信解决方法是通过工业路由等方式，将3G/4G信号转为WIFI进行组网，解决一定范围内的通信问题。这种方式组网较为复杂，而且WIFI覆盖范围通常不够大，不适合山区的大范围供网。若采用有线通信则成本高昂，不同点位之间距离较远，专门为每个点位架设通信线路极为复杂，也限制了设备安装的灵活性。现有的防火语音播报器大多无法解决联网，通常是工作人员现场维护等方法进行设备内容更新和数据采集。

现有的森林防火语音播报器通常只有语音播报功能，采用的工作模式通常是“检测-播报”模式，不能进行游客信息的采集等。如果一旦发生突发状况，需要查询游客图像等信息时，通常无能为力。

发明内容

发明目的：针对现有技术中存在的不足，本发明的目的是提供一种基于云服务的多功能智能森林防火播报装置，大大提升可靠性与可拓展性，整合终端设备采集到的游客信息与气象数据后，可对该地区的防火等级进行分析预测，同时也可以与大型防火监测平台等进行整合，为林区、景区的管理提供了便利。

技术方案：为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案为：

一种基于云服务的多功能智能森林防火播报装置，包括嵌入式处理器、太阳能供电模块、红外微博探测器、摄像头、气象传感器、通讯模块、语音播报模块和云端数据服务器；所述的红外微博探测器、摄像头、气象传感器、语音播报模块和云端数据服务器均通过通讯模块与嵌入式处理器相连，所述的太阳能供电模块与嵌入式处理器相连。

所述的太阳能供电模块包括太阳能电池板和太阳能控制器，所述的太阳能控制器与太阳能电池板相连，为嵌入式处理器供电，实现对电源的短路保护、低电位保护、过电流保护。

所述的气象传感器采用RS485与嵌入式处理器通信，采集安装点气象参数，包括温湿度、风力风向光照，通过云服务器端的数据整合，实现对景区、林区中安装点附近的环境监测。

所述的语音播报模块为采用TTS技术制成的语音播报模块。

所述的通讯模块采用全网通模式，通过通讯模块实现云端数据服务器对所有终端的实时数据采集。

有益效果：与现有技术相比，本发明采用云端数据服务器大大提升了可靠性与可拓展性，整合终端设备采集到的游客信息与气象数据后，可对该地区的防火等级进行分析预测，同时也可以与大型防火监测平台等进行整合，为林区、景区的管理提供了便利。特别适用于景区、林区的防火监控，同时还可以用于高危地区的智能提醒和监控，同时能够用于气象监测等，具有很好的实用性。

附图说明

图1是基于云服务的多功能智能森林防火播报装置的结构示意图；；

图2是装置通信方式示意图。

具体实施方式

下面结合具体附图对本发明做进一步的说明。

如图1所示，本发明的基于云服务的多功能智能森林防火播报装置，主要包括嵌入式处理器、太阳能供电模块、红外微博探测器、摄像头、气象传感器、通讯模块、语音播报模块和云端数据服务器等；其中，红外微博探测器、摄像头、气象传感器、语音播报模块和云端数据服务器均通过通讯模块与嵌入式处理器相连，太阳能供电模块与嵌入式处理器相连。太阳能供电模块负责装置在野外的供电，其中包括太阳能电池板、太阳能控制器等，能够实现对电源的短路保护、低电位保护、过电流保护等。气象传感器采用RS485与嵌入式处理器通信，可采集安装点气象参数，包括温湿度、风力风向光照等，通过云服务器端的数据整合，实现对景区、林区中安装点附近的环境监测。语音播报模块采用TTS（Text To Speech）技术，能达到非常逼真的发音效果，避免了人工录制语音播报文件的繁琐，同时，采用TTS技术后，语音内容的传输更加简便，只需要传输中文编码即可，不需传输MP3文件等，大大节省了流量成本。通讯模块一般采用全网通模式，提升了设备对于不同地区网络状况的适应性，通过通讯模块能实现云端数据服务器对所有终端的实时数据采集，是对林区进行智能管理的关键。

如图2所示，本发明的基于云服务的多功能智能森林防火播报装置通过红外微波双鉴传感器检测旅客经过，通过摄像头模块对旅客进行图像抓取，必要时进行视频抓拍，图片的传输方式有两种：其一是通过网络通信模块：设备可以采用4G及以下网络与云服务器进行通信，管理中心的语音下发以及终端图像的上传，都通过高可靠性的数据传输单元完成，自订的传输协议大大提高了传输的可靠性，也充分利用了数据传输的带宽。其二是通过有线网进行通信，这种方式适用于可以进行有线网通讯的场景，可以与景区的视频监控结合，方便地进行防火警示宣传、游客语音提醒和气象数据监测。云端数据服务器是一种可以弹性伸缩的计算技术，磁盘数据保存在高可靠的分布式存储系统中，每份数据多重副本，单个副本损坏可以在短时间内自动修复；当系统因病毒等原因导致损坏时，通过快照快速回滚历史数据，确保数据安全。自定义的防火墙和安全组隔离技术，有效杜绝IP/MAC欺骗和ARP攻击。启用云盾后可进行端口入侵扫描、挂马扫描、漏洞扫描等，可以有效抗击来自互联网的DDoS及其他安全攻击，保障系统持续运行。

本装置采用云端数据服务器大大提升了可靠性与可拓展性，整合终端设备采集到的游客信息与气象数据后，可对该地区的防火等级进行分析预测，同时也可以与大型防火监测平台等进行整合，为林区、景区的管理提供了便利。其中，

1）被动红外探测和微波探测相结合：采用动态分析被动红外信号处理技术及LTD（线性移动距离）微波处理技术，对目标的线性移动速度进行探测，正确捕捉物体的移动，从而忽略一些固定物体如树枝和悬挂物的轻微移动现象。探测器结合了先进的处理技术和机械设计，可在各种不同的天气环境下提供优秀的工作性能。15m×15m米的大范围探测，结合人工智能的技术，可靠避免了空气流动和小型动物等对于探测器的干扰，避免设备的资源浪费。通过摄像头模块对旅客进行图像抓取，必要时进行视频抓拍，借助TTS语音文本转换技术进行语音播报，播报内容可在指挥中心远程修改，通过网络发送给终端设备。

2）网络通信技术：设备可以采用4G及以下网络与云服务器进行通信，管理中心的语音下发以及终端图像的上传，都通过高可靠性的数据传输单元完成，自订的传输协议大大提高了传输的可靠性，也充分利用了数据传输的带宽。

3）云端数据服务器技术：不采用实体的服务器，云服务器是一种可以弹性伸缩的计算技术，磁盘数据保存在高可靠的分布式存储系统中，每份数据多重副本，单个副本损坏可以在短时间内自动修复；当系统因病毒等原因导致损坏时，通过快照快速回滚历史数据，确保数据安全。本装置采用云端服务器大大提升了可靠性与可拓展性。云端数据服务器整合终端设备采集到的游客信息与气象数据，对该地区的防火等级进行分析预测，同时也可以与大型防火监测平台等进行整合，方便林区、景区的管理。

4）气象监测平台：可对风向、风速、雨量、温度、湿度、辐射、大气压等气象要素进行全天候现场精确测量，嵌入式平台采集得到数据后，可以将数据通过无线网络传输到云服务器气象数据库中，用于统计分析和处理。

5）高清图像抓拍功能。摄像头模块的抓拍图像和视频可以在本地保存，也可以通过网络传输到监测系统的云服务器。可以通过指挥中心电脑，访问监测系统的数据存储云服务器。

Claims (5)

1.一种基于云服务的多功能智能森林防火播报装置，其特征在于：包括嵌入式处理器、太阳能供电模块、红外微博探测器、摄像头、气象传感器、通讯模块、语音播报模块和云端数据服务器；所述的红外微博探测器、摄像头、气象传感器、语音播报模块和云端数据服务器均通过通讯模块与嵌入式处理器相连，所述的太阳能供电模块与嵌入式处理器相连。

2.根据权利要求1所述的基于云服务的多功能智能森林防火播报装置，其特征在于：所述的太阳能供电模块包括太阳能电池板和太阳能控制器，所述的太阳能控制器与太阳能电池板相连，为嵌入式处理器供电，实现对电源的短路保护、低电位保护、过电流保护。

3.根据权利要求1所述的基于云服务的多功能智能森林防火播报装置，其特征在于：所述的气象传感器采用RS485与嵌入式处理器通信，采集安装点气象参数，包括温湿度、风力风向光照，通过云服务器端的数据整合，实现对景区、林区中安装点附近的环境监测。

4.根据权利要求1所述的基于云服务的多功能智能森林防火播报装置，其特征在于：所述的语音播报模块为采用TTS技术制成的语音播报模块。

5.根据权利要求1所述的基于云服务的多功能智能森林防火播报装置，其特征在于：所述的通讯模块采用全网通模式，通过通讯模块实现云端数据服务器对所有终端的实时数据采集。