CN108922102A - 一种基于多无人机协作的农业火灾报警及灭火系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于多无人机协作的农业火灾报警及灭火系统，它包括监测无人机、灭火无人机、服务器和客户端。监测无人机和灭火无人机经服务器与客户端相连接。监测无人机的控制模块连接有数据采集模块、定位模块、电机模块和通信模块；灭火无人机的控制模块连接有灭火模块、定位模块、电机模块和通信模块。当农田里发生火灾时，监测无人机经服务器将数据采集模块和定位模块所收集的信息上传至客户端，进而客户端经服务器给灭火无人机发送指定位置灭火命令，以达到农业火灾报警和灭火的目的。本发明具有灭火时效性强、机动性强、效率高的优点。
Description
技术领域
本发明涉及火灾报警及自动灭火领域，具体说是一种基于多无人机协作的农业火灾报警及灭火系统。
背景技术
我国是一个农业大国，农业是我国经济发展的根基。因此农业生产的质量对我国来说十分关键，而农业火灾对我国的农业生产带来了严重的威胁，尤其是对一些规模较大的农田，火灾的发生会导致致命性的、不可挽回的农业损失。农业火灾会带来严重的损失，一方面由于无法及时地发现火灾发生，而导致火灾面积迅速扩大，另一方面由于虽然及时发现了但是没有及时地实施有效的灭火措施而导致灾情进一步恶化。
目前的火灾防控方法多为定点监测且没有高效的灭火措施，因此开发出一种时效性强、机动性强、效率高的农业火灾报警及灭火系统非常有必要。
发明内容
本发明的目的是解决现有技术中的不足，而提供一种时效性强、机动性强、效率高的农业火灾报警及灭火系统。
本发明为了达到上述目的，提供了一种基于多无人机协作的农业火灾报警及灭火系统，其特征在于：它包括监测无人机、灭火无人机、服务器和客户端，监测无人机和灭火无人机经服务器与客户端相连接；监测无人机用于实时监测农田是否有火灾发生，其控制模块连接有数据采集模块、定位模块、电机模块和通信模块；灭火无人机用于喷水灭火，其控制模块连接有灭火模块、定位模块、电机模块和通信模块；服务器用于监测无人机及灭火无人机和客户端通信的中转；客户端用于接收来自监测无人机的火灾判断，并显示火灾报警提示以及火灾现场温度、湿度、烟雾浓度、图像和位置信息，同时负责给灭火无人机发出指定位置灭火命令。
所述监测无人机包括控制模块、数据采集模块、定位模块、电机模块和通信模块。控制模块用于处理数据采集模块的数据、控制电机转动和控制通信模块数据传输；数据采集模块由温湿度传感器、烟雾传感器和图像传感器组成，用于采集农田环境的温度、湿度、烟雾浓度和图像信息；定位模块用于获取火灾发生地点的位置；电机模块用于无人机的飞行引擎；通信模块用于经服务器与客户端通信。
所述灭火无人机包括控制模块、灭火模块、定位模块、电机模块和通信模块。控制模块用于控制灭火模块、控制电机转动和控制通信模块数据传输；灭火模块用于喷水灭火；定位模块用于灭火无人机定位；电机模块用于无人机的飞行引擎；通信模块用于经服务器与客户端通信。
所述的控制模块为STM32微处理器模块。
所述的通信模块为4G通信模块，与控制模块之间为串口连接。
所述的定位模块为GPS模块。
本发明的有益效果是：监测无人机在农田里实时地进行火灾监测，利用数据采集模块采集到的数据判断是否有火灾发生，若判断有火灾发生，则将采集到的温度、湿度、烟雾浓度、图像和定位模块的位置信息经服务器上传至客户端，客户端接收到这些信息后进行显示和火灾报警提示，同时经服务器给灭火无人机发送火灾位置和灭火命令，火灾无人机飞往给定的火灾位置并喷水灭火。具有灭火时效性强、机动性强、效率高的优点。
附图说明
图1是本发明一种基于多无人机协作的农业火灾报警及灭火系统的结构示意图。
图2是本发明一种基于多无人机协作的农业火灾报警及灭火系统的执行流程图。
具体实施方式
下面结合附图进一步说明本发明。
如图1所示，本发明涉及一种基于多无人机协作的农业火灾报警及灭火系统，包括监测无人机、灭火无人机、服务器和客户端，监测无人机和灭火无人机分别和服务器连接，服务器和客户端连接，因此监测无人机和灭火无人机可以通过服务器和客户端进行数据传输。监测无人机的数据采集模块包括温湿度传感器、烟雾传感器和图像传感器，控制器通过数据采集模块采集到的温度、湿度和烟雾浓度判断是否有火灾发生，若有火灾发生，则获取定位模块的位置信息，并控制通信模块将温度、湿度、烟雾浓度、图像和位置信息经服务器上传至客户端，客户端进行火灾报警，并命令灭火无人机飞往火灾现场喷水灭火。
结合图2所示，对该系统的报警和灭火过程加以具体说明：
步骤一：监测无人机在农田内飞行进行实时火灾监测，灭火无人机待命于农田附近。监测无人机的数据采集模块中的温湿度传感器和烟雾浓度传感器实时测量农田的温度、湿度和烟雾浓度，并将这些测量数据送入控制器。
步骤二：控制器接收到农田的温度、湿度和烟雾浓度数据后进行数据分析，若测量数据超过所设定的阈值，则判断为农田内有火灾发生，若未超过阈值，则判断为没有火灾发生且继续测量数据。
步骤三：若判断为有火灾发生，控制器获取图像传感器的火灾图像信息和定位模块的火灾位置信息。
步骤四：控制器控制通信模块将温度、湿度、烟雾浓度、图像和位置信息通过4G网络发送至服务器。
步骤五：服务器将接收到的温度、湿度、烟雾浓度、图像和位置信息保存起来。
步骤六：客户端访问服务器以获取其保存的温度、湿度、烟雾浓度、图像和位置信息。
步骤七：客户端显示温度、湿度、烟雾浓度、图像和位置信息，并报警提示有火灾发生。
步骤八：客户端将火灾位置信息和灭火命令发送至服务器。
步骤九：服务器将接收到的火灾位置信息和灭火命令保存。
步骤十：灭火无人机从服务器上获取火灾位置信息和灭火命令后飞往火灾位置进行喷水灭火。
Claims (6)
1.一种基于多无人机协作的农业火灾报警及灭火系统，它包括监测无人机、灭火无人机、服务器和客户端，其特征在于：监测无人机和灭火无人机经服务器与客户端相连接；监测无人机用于实时监测农田是否有火灾发生，其控制模块连接有数据采集模块、定位模块、电机模块和通信模块；灭火无人机用于喷水灭火，其控制模块连接有灭火模块、定位模块、电机模块和通信模块；服务器用于监测无人机及灭火无人机和客户端通信的中转；客户端用于接收来自监测无人机的火灾判断，并显示火灾报警提示以及火灾现场温度、湿度、烟雾浓度、图像和位置信息，同时负责给灭火无人机发出指定位置灭火命令。
2.根据权利要求1所述的一种基于多无人机协作的农业火灾报警及灭火系统,其特征在于：所述监测无人机包括控制模块、数据采集模块、定位模块、电机模块和通信模块，控制模块用于处理数据采集模块的数据、控制电机转动和控制通信模块数据传输，数据采集模块由温湿度传感器、烟雾传感器和图像传感器组成，用于采集农田环境的温度、湿度、烟雾浓度和图像信息，定位模块用于获取火灾发生地点的位置，电机模块用于无人机的飞行引擎，通信模块用于经服务器与客户端通信。
3.根据权利要求1所述的一种基于多无人机协作的农业火灾报警及灭火系统,其特征在于：所述灭火无人机包括控制模块、灭火模块、定位模块、电机模块和通信模块，控制模块用于控制灭火模块、控制电机转动和控制通信模块数据传输，灭火模块用于喷水灭火，定位模块用于灭火无人机定位，电机模块用于无人机的飞行引擎，通信模块用于经服务器与客户端通信。
4.根据权利要求1所述的一种基于多无人机协作的农业火灾报警及灭火系统,其特征在于：所述控制模块为STM32微处理器模块。
5.根据权利要求1所述的一种基于多无人机协作的农业火灾报警及灭火系统,其特征在于：所述通信模块为4G通信模块，与控制模块之间为串口连接。
6.根据权利要求1所述的一种基于多无人机协作的农业火灾报警及灭火系统,其特征在于：所述定位模块为GPS模块。
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