CN108346254A - 一种基于无人机的森林火灾监测系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于无人机的森林火灾监测系统，包括设置在无人机内部的处理器、用于通信数据传输的通信模块和设置在地面监控站的监控终端，还包括：GPS模块，与处理器的信号输入端连接，用于检测无人机当前的飞行位置；摄像头，与处理器的信号输入端连接，用于拍摄无人机周围的环境照片；火灾检测传感器模块，与处理器的信号输入端连接，用于检测无人机当前区域的烟雾、火焰和温度情况，并将烟雾、火焰和温度信息发送给处理器；报警模块，与处理器的信号输出端连接，当烟雾、火焰和温度超过设定值时，报警模块启动，对火灾进行报警；与现有技术相比，本系统具有监测范围较为全面、效率较高、误判小、通讯及时等特点。
Description
技术领域
本发明涉及一种基于无人机的森林火灾监测系统，属于无人机监护技术领域。
背景技术
森林火灾是指火苗失去人为控制在林地内自由蔓延和扩展，并对森林生态系统和人类带来一定危害和损失的林火行为。由于森林火灾给人类生产生活带来巨大的损失，因此对森林火灾的监控变得越来重要。目前对森林火灾的监控主要由护林人的巡查、地面安装的烟雾报警装置进行监测、以及无人机对森林的监测等构成。护林人的巡查具有效率低、巡查面积小等弊端，地面安装的烟雾报警装置同样存在着监测范围不全面，成本较高等问题，无人机通过在机身上安装摄像头对森林进行观测，这样虽然能够起到一定的检测作用，但却要专业人员全程的对无人机收集的视频进行观察，这样不仅浪费大量的人力资源，且误判现象比较严重，并且无人机不能及时的将位置传送出去，影响救援的进程。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：提供一种基于无人机的森林火灾监测系统，以解决现有技术存在的监测成本高，定位不准，误判率高的技术问题。
本发明的技术方案是：一种基于无人机的森林火灾监测系统，包括设置在无人机内部的处理器、用于通信数据传输的通信模块和设置在地面监控站的监控终端，还包括：
GPS模块，与处理器的信号输入端连接，用于检测无人机当前的飞行位置；
摄像头，与处理器的信号输入端连接，用于拍摄无人机周围的环境照片；
火灾检测传感器模块，与处理器的信号输入端连接，用于检测无人机当前区域的烟雾、火焰和温度情况，并将烟雾、火焰和温度信息发送给处理器；
报警模块，与处理器的信号输出端连接，当烟雾、火焰和温度超过设定值时，报警模块启动，对火灾进行报警。
还包括用户终端，与监控终端和/或无人机上的通信模块连接，用于接收报警信息。
所述火灾检测传感器模块包括火焰传感器、烟雾传感器和温度传感器。
还包括光流传感器和气压计，用于检测无人机的X、Y、Z轴坐标。
所述报警模块为扩音器。
本发明的有益效果是：与现有技术相比，本系统具有监测范围较为全面、效率较高、误判小、通讯及时等特点，特别适合用于森林火灾监测领域。
附图说明
图1是本系统的原理框图；
图2是本系统的系统流程图。
具体实施方式
下面结合附图及具体的实施例对发明进行进一步介绍：
参考图1，根据本发明一种基于无人机的森林火灾监测系统，包括设置在无人机内部的处理器、电源模块、通信模块以及遥控器模块，电源模块为无人机的正常工作提供电源，遥控器模块可实现对无人机的操作，通信模块用于实现数据传输，例如接收遥控器的控制命令等。
在地面安装有监控站，监控站的监控终端与无人机的通信模块通信连接，用于发送对无人机的控制命令信息，以及接收无人机的处理器发送过来的信息。
在无人机上设置有与处理器的信号输入端连接的GPS模块用于检测无人机当前的飞行位置。GPS模块为常规的定位模块，例如型号为ATGM336H的GPS模块。
在无人机上设置有与处理器的信号输入端连接的摄像头，用于拍摄无人机周围的环境照片。
在无人机上设置有与处理器的信号输入端连接的火灾检测传感器模块，该模块包括火焰传感器、烟雾传感器和温度传感器，火焰传感器实现对火焰的检测，烟雾传感器实现对火灾燃烧产生的烟雾浓度检测，温度传感器则是实现对火灾周围温度的测量，当检测出火焰信号、检测出烟雾信号、检测出异常温度三个条件满足两个时或者设定的值时，则处理器可以判定该区域产生火灾。
在无人机上设置有与处理器的信号输入端连接的报警模块，报警模块为扩音器，例如大功率的喇叭，当烟雾、火焰和温度超过设定值时，报警模块启动，对火灾进行报警。
用户终端，与监控终端和/或无人机上的通信模块连接，用于接收报警信息，可最大程度的实现无人值守，降低监护成本。
在无人机上设置有与处理器的信号输入端连接的光流传感器和气压计，用于检测无人机的X、Y、Z轴坐标。其中，光流传感器能够获得在一个水平面上的x,y坐标，用此传感器来获得无人机在飞行过程中水平面上的横坐标与纵坐标；气压计能够获得在一个高度的z坐标，用气压计来获得无人机在飞行过程中的高度。
本发明中处理器用于对传感器的信号采集、处理及传输功能。目前常用的有51单片机、STM32单片机、英飞凌等，例如可选用英飞凌单片机中的XMC4000。
通信模块主要是通过无线方式将报警信息、GPS位置等信息发送到终端，以便提醒管理人员某处发生火灾，提前发现火灾及时处理以免酿成大祸。进行发送数据无线方式很多，移动通信作为当前发展最快的无线通信技术之一，被广泛的应用于各个领域。移动通信具有通讯速度快、通信质量高、频率使用效率高、更大的容量和带宽、智能性优越等特点。在发明中，通信模块采用4G通信技术作为数据传输的实现方法。例如，通信模块可选用SIM7100C通信模块。
本系统软件程序流程图如图2所示，遥控器控制模块或地面监控终端对无人机进行飞行控制，光流传感器能够获得在一个水平面上的x,y坐标，气压传感器能够获得高度z的坐标，发送至处理器，处理器将采集到的数据进行处理，结合这两个传感器得到的参数，可实现无人机悬停。摄像头模块能够获得无人机实时图像，并将其发送至处理器，GPS传感器获取到无人机当前位置并将其发送至处理器，火灾检测传感器模块检测出某个区域的烟雾、火焰、温度情况并将其发送至处理器。当处理器判定出某个区域发生火灾时，报警模块启动，大功率喇叭报警，通信模块将火灾信息如GPS位置、摄像头拍摄图像、烟雾浓度、环境温度等数据通过无线传输的方式发送到地面监控终端和用户终端，提醒管理员某处发生火灾。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。
Claims (5)
1.一种基于无人机的森林火灾监测系统，包括设置在无人机内部的处理器、用于通信数据传输的通信模块和设置在地面监控站的监控终端，其特征在于，还包括：
GPS模块，与处理器的信号输入端连接，用于检测无人机当前的飞行位置；
摄像头，与处理器的信号输入端连接，用于拍摄无人机周围的环境照片；
火灾检测传感器模块，与处理器的信号输入端连接，用于检测无人机当前区域的烟雾、火焰和温度情况，并将烟雾、火焰和温度信息发送给处理器；
报警模块，与处理器的信号输出端连接，当烟雾、火焰和温度超过设定值时，报警模块启动，对火灾进行报警。
2.根据权利要求1所述的基于无人机的森林火灾监测系统，其特征在于：还包括用户终端，与监控终端和/或无人机上的通信模块连接，用于接收报警信息。
3.根据权利要求1所述的基于无人机的森林火灾监测系统，其特征在于：所述火灾检测传感器模块包括火焰传感器、烟雾传感器和温度传感器。
4.根据权利要求1所述的基于无人机的森林火灾监测系统，其特征在于：还包括光流传感器和气压计，用于检测无人机的X、Y、Z轴坐标。
5.根据权利要求1所述的基于无人机的森林火灾监测系统，其特征在于：所述报警模块为扩音器。
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| CN201810355249.2A CN108346254A (zh) | 2018-04-19 | 2018-04-19 | 一种基于无人机的森林火灾监测系统 |
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Publications (1)
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