CN111298329A - 一种无人机平台的森林防火灭火系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种无人机平台的森林防火灭火系统，包括上位机，所述上位机包括监控单元、应急单元、行动单元、侦察单元、报警单元、监测单元和灭火控制单元，所述监控单元分别与所述侦察单元和所述报警单元交互连接，所述应急单元和所述监测单元交互连接，所述行动单元和所述灭火控制单元交互连接；本发明指挥无人机对森林进行监控侦察，利用火外线、烟气感应以及摄像等措施全方位监测森林火灾情况，发现火灾后可以对于周围环境的人和动物发出警报并驱赶鸟兽，在将火灾侦察结果分析处理后，可以定位火灾地点并发射防火弹、干冰等灭火装备扑救火灾，通过对能源的实时监测，可以通知总部，申请返航蓄能。
Description
技术领域：
本发明涉及无人机技术领域，具体为一种无人机平台的森林防火灭火系统。
背景技术：
无人驾驶飞机简称“无人机”，是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机，或者由车载计算机完全地或间歇地自主地操作，目前在航拍、农业、植保、微型自拍、快递运输、灾难救援、观察野生动物、监控传染病、测绘、新闻报道、电力巡检、救灾、影视拍摄、制造浪漫等等领域的应用，大大的拓展了无人机本身的用途，发达国家也在积极扩展行业应用与发展无人机技术，
随着生活水平的逐渐提高，人们对森林资源的需求也越来越大，导致森林面积的逐渐减少，森林资源日益宝贵，因此，对林区防火规划的实施迫在眉睫，现有的防火工作方式大多是人工瞭望和远程视频监控系统，人防巡查面积小、花费时间长、工作量大、林区边缘死角难以顾及，预报火灾及时性也很低；远程监控系统的实时视频传输需要庞大且昂贵的通信网络，工作人员也要24小时不间断的监视各测试点传送的视频，而且当火灾发生时，由于受某些地理环境的限制，人和消防车将无法顺利抵达现场，会延误火情的扑救，利用无人机可以解决此类问题，但现有的无人机灭火还不是很完善，为此，提出一种无人机平台的森林防火灭火系统。
发明内容：
本发明的目的在于提供一种无人机平台的森林防火灭火系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
本发明由如下技术方案实施：一种无人机平台的森林防火灭火系统，包括上位机，所述上位机包括监控单元、应急单元、行动单元、侦察单元、报警单元、监测单元和灭火控制单元，所述监控单元分别与所述侦察单元和所述报警单元交互连接，所述应急单元和所述监测单元交互连接，所述行动单元和所述灭火控制单元交互连接，所述监测单元和所述灭火控制单元交互连接；
所述监控单元，用于将侦察单元获取的信息进行分析处理，同时反馈到上位机；
所述侦察单元，用于检测指定森林区域，分析处理后反馈到监控单元；
所述报警单元，用于接收监控单元提示的信息后，对周围环境采取报警措施；
所述应急单元，用于将监测单元反馈的信息进行分析处理，同时反馈到上位机；
所述监测单元，用于监测能源消耗和信号质量，同时反馈到应急单元；
所述行动单元，用于接收上位机的信息进行分析处理，同时对灭火控制单元发布指令；
所述灭火控制单元，用于接收行动单元的指令并采取灭火措施。
作为本技术方案的进一步优选的：所述侦察单元包括侦察领域定位器、红外线温度感应器、烟雾传感器、侦察通信模块和摄像机。
作为本技术方案的进一步优选的：所述报警单元包括驱鸟器和警报器。
作为本技术方案的进一步优选的：所述监测单元包括动力能源检测器、信号检测器、灭火资源检测器和监测通信模块。
作为本技术方案的进一步优选的：所述灭火控制单元包括干冰喷洒器、防火弹发射器、灭火位置定位器和灭火通信模块。
作为本技术方案的进一步优选的：所述侦察领域定位器采用GPS定位器或北斗定位器；所述侦察通信模块采用3G模块或4G模块。
作为本技术方案的进一步优选的：所述监测通信模块采用3G模块或4G模块。
作为本技术方案的进一步优选的：所述灭火位置定位器采用GPS定位器或北斗定位器；所述灭火通信模块采用3G模块或4G模块。
作为本技术方案的进一步优选的：所述干冰喷洒器内含有大量干冰，同时与灭火资源监控器交互连接，所述防火弹发射器库存多个防火弹，同时与灭火资源监控器交互连接。
本发明的优点：本发明指挥无人机对森林进行监控侦察，利用火外线、烟气感应以及摄像等措施全方位监测森林火灾情况，发现火灾后可以对于周围环境的人和动物发出警报并驱赶鸟兽，在将火灾侦察结果分析处理后，可以定位火灾地点并发射防火弹、干冰等灭火装备扑救火灾，通过对能源的实时监测，可以通知总部，申请返航蓄能。
附图说明：
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的系统模块图。
具体实施方式：
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例
请参阅图1，本发明提供一种技术方案：一种无人机平台的森林防火灭火系统，包括上位机，所述上位机包括监控单元、应急单元、行动单元、侦察单元、报警单元、监测单元和灭火控制单元，所述监控单元分别与所述侦察单元和所述报警单元交互连接，所述应急单元和所述监测单元交互连接，所述行动单元和所述灭火控制单元交互连接，所述监测单元和所述灭火控制单元交互连接；
所述监控单元，用于将侦察单元获取的信息进行分析处理，同时反馈到上位机；
所述侦察单元，用于检测指定森林区域，分析处理后反馈到监控单元；
所述报警单元，用于接收监控单元提示的信息后，对周围环境采取报警措施；
所述应急单元，用于将监测单元反馈的信息进行分析处理，同时反馈到上位机；
所述监测单元，用于监测能源消耗和信号质量，同时反馈到应急单元；
所述行动单元，用于接收上位机的信息进行分析处理，同时对灭火控制单元发布指令；
所述灭火控制单元，用于接收行动单元的指令并采取灭火措施。
本实施例中，具体的：所述侦察单元包括侦察领域定位器、红外线温度感应器、烟雾传感器、侦察通信模块和摄像机；侦察领域定位器的设置，可以定位无人机的飞行区域，使得无人机在规定的范围内活动，可以同时派出多架无人机，缩小各自的侦察范围，从而提高侦察效率，若遇到火灾等特殊情况，其他无人机可以快速提供支援，红外线温度感应器的设置，可以根据周围温度的变化判断不同环境位置的温差，从而检测火灾情况，烟雾传感器的设置，可以通过烟气的传播来判断火灾的来源方向，便于寻找火灾来源地，摄像机的设置，可以实时拍摄森林环境的情况，若有火灾出现，可以远距离发现，并及时反馈信息，便于火灾的扑救，侦察通信模块的设置，可以实时与监控单元发送信息，若遇到火灾，可以及时将火灾信息提供给监控单元。
本实施例中，具体的：所述报警单元包括驱鸟器和警报器；当报警单元接收到监控单元发出的指令后，可以启动驱鸟器和警报器，驱鸟器的设置，可以模拟老鹰声源、猎枪声源等方式将鸟兽驱散，从而保护动物不被火灾扩散所波及，警报器可以发出警告，告诫火灾现场游客远离火灾现场，同时可以告诫火灾周边游人森林火灾情况，提醒游人注意安全，远离火灾事发地，保障游人的生命财产安全。
本实施例中，具体的：所述监测单元包括动力能源检测器、信号检测器、灭火资源检测器和监测通信模块；能源检测器可以实时监测无人机能源消耗量和剩余能量储存情况，同时将结果通过监测通信模块反馈给应急单元，应急单元将信息传输到上位机，当剩余能源到达警戒线位置时，应急单元会下达指令，迫使无人机返航，以便于补充能源，从而避免造成无人机因能源耗尽而跌落损害，信号检测器的设置，可以实时监测信号质量，当到达信号不稳定区域时，会将信息通过监测通信模块传输到应急单元，灭火资源检测器的设置，可以实时监控灭火资源的储备情况，同时将结果通过监测通信模块反馈给应急单元，当剩余灭火使用完毕后，应急单元会下达指令，迫使无人机返航，以便于补充弹药能源，监测通信模块的设置，可以将检测单元各方面监测的信息实时反馈到应急单元，便于接收应急单元的指令。
本实施例中，具体的：所述灭火控制单元包括干冰喷洒器、防火弹发射器、灭火位置定位器和灭火通信模块；干冰喷洒器的设置，可以在接收指令后喷洒干冰进行灭火，防火弹发射器的设置，可以在接收指令后发射防火弹进行灭火，灭火位置定位器的设置，可以在接收指令后，精确的定位火灾扑救点，同时提高干冰喷洒器和防火弹发射器的精准度，从而提高灭火效率，灭火通信模块的设置，可以接收行动单元发出的指令，同时加以分析整理。
本实施例中，具体的：所述侦察领域定位器采用GPS定位器或北斗定位器；所述侦察通信模块采用3G模块或4G模块；GPS定位器或北斗定位器的精准度比较高，信号比较好，3G模块或4G模块相对于2G模块，传输效率更高、更快。
本实施例中，具体的：所述监测通信模块采用3G模块或4G模块；3G模块或4G模块相对于2G模块，传输效率更高、更快。
本实施例中，具体的：所述灭火位置定位器采用GPS定位器或北斗定位器；所述灭火通信模块采用3G模块或4G模块；GPS定位器或北斗定位器的精准度比较高，信号比较好，3G模块或4G模块相对于2G模块，传输效率更高、更快。
本实施例中，具体的：所述干冰喷洒器内含有大量干冰，同时与灭火资源监控器交互连接，所述防火弹发射器库存多个防火弹，同时与灭火资源监控器交互连接；尽可能多的储存灭火装备，可以增加灭火的几率，减少返航的次数。
工作原理或者结构原理，使用时，通过上位机对侦察单元发出指令，设置检测区域坐标范围，同时，启动红外线温度感应器、烟雾传感器、侦察通信模块和摄像机，侦察领域定位器的设置，可以定位无人机的飞行区域，使得无人机在规定的范围内活动，可以同时派出多架无人机，缩小各自的侦察范围，从而提高侦察效率，若遇到火灾等特殊情况，其他无人机可以快速提供支援，红外线温度感应器的设置，可以根据周围温度的变化判断不同环境位置的温差，从而检测火灾情况，烟雾传感器的设置，可以通过烟气的传播来判断火灾的来源方向，便于寻找火灾来源地，摄像机的设置，可以实时拍摄森林环境的情况，若有火灾出现，可以远距离发现，并及时反馈信息，便于火灾的扑救，侦察通信模块的设置，可以实时与监控单元发送信息，若遇到火灾，可以及时将火灾信息提供给监控单元，当上位机收到火灾报警信息时，可以及时定位火灾事发现场，制定救火计划，同时联系其他无人机和总部请求支援，同时对报警单元发出报警指令，当报警单元接收到监控单元发出的指令后，可以启动驱鸟器和警报器，驱鸟器的设置，可以模拟老鹰声源、猎枪声源等方式将鸟兽驱散，从而保护动物不被火灾扩散所波及，警报器可以发出警告，告诫火灾现场游客远离火灾现场，同时可以告诫火灾周边游人森林火灾情况，提醒游人注意安全，远离火灾事发地，保障游人的生命财产安全；
当上位机收到火灾报警信息时，上位机会将灭火扑救点告知行动单元，同时对行动单元下达救火行动指令，行动单元在接收到救火信息和救火指令后会通过灭火位置定位器，精确的定位火灾扑救点，到达救火指定坐标地点后启动干冰喷洒器，喷洒干冰进行灭火，同时发射防火弹进行灭火，灭火位置定位器的设置，可以精确的定位火灾扑救点，同时提高干冰喷洒器和防火弹发射器的精准度，从而提高灭火效率；
能源检测器可以实时监测无人机能源消耗量和剩余能量储存情况，同时将结果通过监测通信模块反馈给应急单元，应急单元将信息传输到上位机，当剩余能源到达警戒线位置时，上位机会对应急单元下达指令，迫使无人机返航，以便于补充能源，从而避免造成无人机因能源耗尽而跌落损害，信号检测器的设置，可以实时监测信号质量，当到达信号不稳定区域时，会将信息通过监测通信模块传输到应急单元，应急单元将信息传输到上位机，上位机会对应急单元下达暂时原地待命指令，等待总部指示，灭火资源检测器的设置，可以实时监控灭火资源的储备情况，同时将结果通过监测通信模块反馈给应急单元，当剩余灭火使用完毕后，应急单元会下达指令，迫使无人机返航，以便于补充弹药能源，监测通信模块的设置，可以将检测单元各方面监测的信息实时反馈到应急单元，便于接收应急单元的指令。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种无人机平台的森林防火灭火系统，包括上位机，其特征在于：所述上位机包括监控单元、应急单元、行动单元、侦察单元、报警单元、监测单元和灭火控制单元，所述监控单元分别与所述侦察单元和所述报警单元交互连接，所述应急单元和所述监测单元交互连接，所述行动单元和所述灭火控制单元交互连接，所述监测单元和所述灭火控制单元交互连接；
所述监控单元，用于将侦察单元获取的信息进行分析处理，同时反馈到上位机；
所述侦察单元，用于检测指定森林区域，分析处理后反馈到监控单元；
所述报警单元，用于接收监控单元提示的信息后，对周围环境采取报警措施；
所述应急单元，用于将监测单元反馈的信息进行分析处理，同时反馈到上位机；
所述监测单元，用于监测能源消耗和信号质量，同时反馈到应急单元；
所述行动单元，用于接收上位机的信息进行分析处理，同时对灭火控制单元发布指令；
所述灭火控制单元，用于接收行动单元的指令并采取灭火措施。
2.根据权利要求1所述的一种无人机平台的森林防火灭火系统，其特征在于：所述侦察单元包括侦察领域定位器、红外线温度感应器、烟雾传感器、侦察通信模块和摄像机。
3.根据权利要求1所述的一种无人机平台的森林防火灭火系统，其特征在于：所述报警单元包括驱鸟器和警报器。
4.根据权利要求1所述的一种无人机平台的森林防火灭火系统，其特征在于：所述监测单元包括动力能源检测器、信号检测器、灭火资源检测器和监测通信模块。
5.根据权利要求1所述的一种无人机平台的森林防火灭火系统，其特征在于：所述灭火控制单元包括干冰喷洒器、防火弹发射器、灭火位置定位器和灭火通信模块。
6.根据权利要求2所述的一种无人机平台的森林防火灭火系统，其特征在于：所述侦察领域定位器采用GPS定位器或北斗定位器；所述侦察通信模块采用3G模块或4G模块。
7.根据权利要求4所述的一种无人机平台的森林防火灭火系统，其特征在于：所述监测通信模块采用3G模块或4G模块。
8.根据权利要求5所述的一种无人机平台的森林防火灭火系统，其特征在于：所述灭火位置定位器采用GPS定位器或北斗定位器；所述灭火通信模块采用3G模块或4G模块。
9.根据权利要求5所述的一种无人机平台的森林防火灭火系统，其特征在于：所述干冰喷洒器内含有大量干冰，同时与灭火资源监控器交互连接，所述防火弹发射器库存多个防火弹，同时与灭火资源监控器交互连接。
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