CN111627180A - 基于高分遥感卫星的森林火灾监测系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种基于高分遥感卫星的森林火灾监测系统，包括底壳、立柱、驱动架、顶壳、回缩杆、轴承、驱动齿轮、传动轴、传动齿轮、太阳能板、密封圈、电路盒、单向阀、销钉；底壳顶面中央开设隐藏腔，立柱从隐藏腔底面伸出，立柱顶端装有电路盒；驱动架的中心环销接在立柱底端，底壳储液腔中的液体受热膨胀后带动驱动架上移，从而带动电路盒从隐藏腔中向上露出；回缩杆外侧导向段的底端螺接在底壳的四角，回缩杆的内侧段装在顶壳的压动腔中，顶壳的压动腔与顶壳储液腔连通；顶壳底面开设传动槽，驱动齿轮通过传动轴和轴承装在传动槽内，传动槽与回缩杆外侧段上的竖直齿条啮合；传动轴上还销接有传动齿轮，传动齿轮和太阳能板底面的水平齿条相啮合。
Description
技术领域
本发明涉及一种监测系统，特别是涉及一种基于高分遥感卫星的森林火灾监测系统。
背景技术
森林火灾是影响森林生态系统最为严重的灾害类型之一。全球年均发生森林火灾数十万次，森林受灾面积数百公顷，约占全球森林覆盖面积的0.1%。森林火灾不仅对林业资源造成巨大经济损失，还改变整个生态系统的碳循环过程和碳分布格局，破坏全球生态系统平衡。同时，林火燃烧释放大量有害物质，不仅加剧气候变化及部分地区的空气污染，还对周边居民的生命财产安全构成了极大威胁。随着气候变化的不断加剧，受高温、少雨、大风等不利天气影响，森林火灾发生频率和强度不断增大，开展有效的森林火灾监测刻不容缓。
高分遥感卫星具有高分辨率、观测范围广、采集信息丰富、重复观测能力强等特点，可及时发现火点位置及变化，准确评估火灾损失及影响，对于分布范围广且发灾地区不宜接近的森林火灾，高分遥感卫星具有独特且重要的优势。通过近些年的应用实践，森林火灾遥感监测业务日渐成熟，由早期主要基于植被覆盖的差异，通过分类、植被指数等方法实现森林火灾火烧迹地监测，发展成为基于地表辐射异常提取等方法开展森林火灾火点监测。近年来，随着高分遥感卫星种类和数量逐渐增多，光学、雷达等各类遥感监测数据日渐丰富，数据空间分辨率逐渐升高，数据获取周期逐渐缩短，多源卫星数据相互协作，为森林火灾监测和损失评估提供更加有力的数据支撑。
大面积森林覆盖地区多为山脉地区，在山脉的重要点位和森林干燥易燃点布置地面监测装置，与够分卫星构成天地一体化的森林火灾监测系统，高分遥感卫星发挥监测范围广的优势，获得森林生态数据并为地面监测布置位置提供森林干燥易燃点位置数据，地面监测装置发挥监测数据准确并能快速引导救援队伍前进方向的作用。这对于促进森林安全管理部门获取权威精准的监测数据，保障生态系统稳定平衡发展，保护人们生命财产安全等方面具有重要意义。
发明内容
因此，本发明为实现在基于高分遥感卫星获取的森林影像数据分析的基础上，针对性的在森林的重要点位布置地面监测装置，在周围燃火温度升高时，地面监测装置的外壳可以封闭将重要器件保护起来。
本发明所采用的技术方案是：基于高分遥感卫星的森林火灾监测系统，其特征在于：包括底壳、立柱、驱动架、顶壳、回缩杆、轴承、驱动齿轮、传动轴、传动齿轮、太阳能板、密封圈、电路盒、单向阀、销钉。
所述底壳为水平横截面轮廓为正方形的扁长方体，所述底壳的顶面中央处，向下开设有横截面轮廓为正方形的扁长方体形的隐藏腔；所述隐藏腔的底面中央处，向下贯穿开设有圆柱形的立柱孔；所述底壳的底面，环绕立柱孔，向上开设有支架腔，所述支架腔由四个竖直的圆柱形腔体和连接圆柱形腔体的十字形槽组成。
环绕隐藏腔和支架腔，在底壳内部开设有底壳储液腔，所述底壳储液腔中充满液压液；所述支架腔的圆柱形腔体的顶端高度，开设有水平的环状的底壳串接腔，所述底壳串接腔与所述支架腔的四个竖直的圆柱形腔体的顶部连通。
所述底壳的内部开设有两条底壳控制腔，位于底壳储液腔和底壳串接腔之间，将底壳储液腔和底壳串接腔连通；两条所述底壳控制腔中均装有单向阀，并且两件单向阀的导液方向相反。
所述立柱为中心轴线竖直的圆柱体，圆柱体顶端设有水平的支撑板，所述电路盒底部螺接在支撑板上；所述立柱向下装在立柱孔中；所述驱动架的中心为环形的中心环，所述中心环套装在立柱的底端，通过所述销钉固定在立柱底端；所述中心环的外圆柱面上，环绕中心环的中心轴线，均匀设有四条水平向外的连接杆，每件连接杆的外端设有中线轴线竖直的圆柱形驱动柱；所述驱动架从底壳底部向上装在支架腔内，所述驱动柱装在支架腔的圆柱形腔体中。
进一步讲，所述驱动柱的外圆柱面上，靠近顶端设有密封圈。
进一步讲，所述立柱孔的上段孔径小，下段孔径大，所述中心环的外径大于立柱孔的上段孔径，所述中心环只能在下段孔径大的立柱孔内上下移动，所述中心环限定立柱的最高位置。
进一步讲，所述立柱位于最高位置时，所述驱动柱的顶面与支架腔的圆柱形腔体顶面之间尚留有空隙。
进一步讲，所述支撑板限定立柱的向下移动的最低位置，当立柱位于最低位置时，所述支撑板的底面贴在隐藏腔的底面。
所述顶壳为水平横截面轮廓为正方形的扁长方体，所述顶壳的四角处，竖直贯穿开设圆柱形的导向腔，每个所述导向腔的内侧，在顶壳的对角线上，由顶壳顶面向下开设有圆柱形的压动腔；所述压动腔的底端高度位置，在所述顶壳的内部开设有水平的环状的顶壳串接腔，所述顶壳串接腔将四个压动腔的底端连通；所述顶壳内部中央开设有长方体形的顶壳储液腔，所述顶壳储液腔内充满液压液；所述顶壳储液腔和顶壳串接腔之间，开设有两件圆柱形的顶壳控制腔，每件顶壳控制腔中均装有一件单向阀，并且两件顶壳控制腔中的单向阀的导液方向相反。
所述回缩杆为横截面为圆形的n形杆，外侧竖直段为导向段，竖直穿插在顶壳的导向腔中；所述回缩杆的内侧竖直段为受压段，所述受压段的长度小于导向段，自上而下装在压动腔中；所述导向段的内侧圆柱面上，加工两条竖直排布的竖直齿条，并且两条竖直齿条的排布面相互垂直。
进一步讲，所述回缩杆的受压段的外圆柱面上，靠近底端装有密封圈。
所述底壳的顶面的四角处加工有螺纹孔，所述回缩杆的导向段的底端螺装在底壳顶面四角。
所述顶壳的底面，平行于底面边线，向上开设四条长条形的传动槽，每条传动槽的两端竖面上均装有轴承，所述传动轴共有四件，分别安装在传动槽内的轴承上；所述传动轴的两端装有驱动齿轮，所述驱动齿轮之间的传动轴上装有传动齿轮；所述驱动齿轮和传动齿轮均销接在传动轴上；所述驱动齿轮与回缩杆上的竖直齿条相啮合。
进一步讲，中心轴线左右方向的传动轴和中心轴线前后方向的传动轴位于不同高度，中心轴线平行的传动轴位于同一高度平面。
进一步讲，与所述驱动齿轮相啮合的竖直齿条的排布平面，与驱动齿轮所在传动轴的中心轴线平行。
所述顶壳的四个外侧竖面上，水平朝向顶壳内部开设有太阳能板安装槽；所述太阳能板为扁长方体形，共有四件，分别安装在四个太阳能板安装槽中；所述太阳能板的底面设有两条水平齿条，与其底部的传动齿轮相啮合。
进一步讲，对向开设的太阳能板安装槽位于同一高度，左右方向移动和前后方向移动的太阳能板位于不同高度平面。
进一步讲，所述传动槽与太阳能板安装槽相连通。
进一步讲，所述顶壳储液腔只与顶壳控制腔相连通，与其它腔体均不连通。
所述电路盒的顶面装有摄像头、烟雾传感器、通信天线，所述电路盒中装有A/D转换电路、通信电路、处理器以及蓄电池，所述通信电路中装有唯一编码的SIM卡。
所述单向阀的阀壳为两端开设气孔的圆柱形壳体，所述阀壳的内部一侧端面上装有弹簧，所述弹簧的另一端装有柱塞，所述柱塞抵住另一端的气孔。
进一步讲，包裹所述隐藏腔的底壳和顶壳的部分材质采用导热系数低的材料。
本发明的原理为：在自然状态下，所述太阳能板伸出太阳能板安装槽，为整个监测装置收集能源；所述顶壳的顶面靠在回缩杆的顶部，所述顶壳的底面与所述底壳的顶面之间留有较大间隙；所述电路盒及电路盒上的其它器件均位于顶壳和底壳之间的高度范围内。
森林发生火灾时，所述烟雾传感器捕获烟雾信号，所述摄像头采集周围影像并发回监测中心；当火焰靠近监测装置时，底壳储液腔和顶壳储液腔内的液压液受热膨胀，当单向阀的两端达到一定压差时：
所述底壳内的底壳储液腔中的液压液穿过底壳控制腔，进入支架腔内，将驱动架向下推动，所述立柱被支架带动向下移动，所述电路盒及摄像头随着立柱向下移动，缩入隐藏腔中；
所述顶壳内的顶壳储液腔中的液压液穿过顶壳控制腔，进入压动腔中，由于回缩杆是固定在底壳上的，随着压动腔的充满，所述顶壳向下移动，直到顶壳的底面靠在底壳的顶面上，将隐藏腔封闭；
在所述顶壳下移过程中，所述驱动齿轮在竖直齿条上滚动，所述驱动齿轮带动传动轴转动，所述传动轴带动传动齿轮转动，所述传动齿轮带动太阳能板缩回太阳能板安装槽内；
所述重要器件被顶壳和底壳组成的保护壳保护起来，尽可能延长重要器件的被保护时间，等待消防人员的救援。
由于所述单向阀的启动必须要在其两端形成一定压差，所以单向阀使得监测装置在未发生火灾时保持稳定，不会因为正常的天气温差，导致液压液膨胀而带动立柱和顶壳的移动。
本发明一种基于高分遥感卫星的森林火灾监测系统具有如下优点：
(1)利用高分遥感卫星采集不同时间节点的森林影像，通过影像分析获得大面积森林区域的火灾情况，实用高效；
(2)在森林的重要点位布置监测装置，记录每处监测点的位置信息，每处监测点具备唯一编号，救援人员在地形复杂的山区也知道具体的着火点和行军方向；
(3)利用高膨胀系数液体的热胀冷缩原理，带动立柱、顶壳、太阳能板的移动，将重要器件保护起来，设计巧妙。
所以，这种基于高分遥感卫星的森林火灾监测系统，在基于高分遥感卫星获取的森林影像数据分析的基础上，针对性的在森林的重要点位布置地面监测装置，在周围燃火温度升高时，地面监测装置的外壳可以封闭将重要器件保护起来；对于促进森林安全管理部门获取权威精准的监测数据，保障生态系统稳定平衡发展，保护森林火灾监测设施及保障人们生命财产安全等方面具有重要意义。
本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，或者通过实施本发明而了解。
附图说明
附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本发明的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。
图1是信息传递原理示意图。
图2是监测装置平时工作时的整体装配结构示意图。
图3是监测装置周围着火时的整体装配结构示意图。
图4是移除顶壳后的电路盒和底壳的装配结构示意图。
图5是电路盒通过立柱装在底壳的隐藏腔中的结构示意图。
图6是回缩杆的结构示意图。
图7是底壳沿前后对称面剖开时的立柱、驱动架和底壳的装配结构示意图。
图8是电路盒、立柱、驱动架的装配结构示意图。
图9是立柱、驱动架的拆解结构示意图。
图10是底壳沿前后对称面剖开时的内部结构示意图。
图11是底壳沿前后对称面剖开时的支架腔和底壳串接腔的相对位置示意图。
图12是底壳沿底壳串接腔水平切开时的单向阀装在顶壳控制腔的结构示意图。
图13是底壳沿底壳串接腔水平切开时的底壳内部结构示意图。
图14是顶壳的顶部结构示意图。
图15是顶壳的底部结构示意图。
图16是沿着上层的太阳能板安装槽水平剖开时的内部装配结构示意图。
图17是沿着下层的太阳能板安装槽水平剖开时的内部装配结构示意图。
图18是移除顶壳时的驱动齿轮和回缩杆的装配结构示意图。
图19是移除顶壳时的传动齿轮和太阳能板的装配结构示意图。
图20是移除顶壳时的仰视视角的回缩杆和传动轴的相对位置示意图。
图21是沿着顶壳对角线竖直剖开时的回缩杆和底壳的装配结构示意图。
图22是沿着顶壳串接腔水平剖开时的压动腔和顶壳串接腔的连接结构示意图。
图23是沿着顶壳串接腔水平剖开时的单向阀装在顶壳控制腔中的结构示意图。
图24是沿着单向阀的阀壳的中心轴线剖开时的内部装配结构示意图。
图25是电路盒中的电路原理示意图。
图26是火灾监测及警报原理示意图。
图中标号：1-底壳、101-隐藏腔、102-立柱孔、103-支架腔、104-底壳储液腔、105-底壳串接腔、106-底壳控制腔、107-螺纹孔、2-立柱、201-支撑板、3-驱动架、301-中心环、302-连接杆、303-驱动柱、4-顶壳、401-导向腔、402-压动腔、403-顶壳储液腔、404-顶壳串接腔、405-顶壳控制腔、406-传动槽、407-太阳能板安装槽、5-回缩杆、501-导向段、502-竖直齿条、503-受压段、6-轴承、7-驱动齿轮、8-传动轴、9-传动齿轮、10-太阳能板、1001-水平齿条、11-密封圈、12-电路盒、1201-摄像头、1202-烟雾传感器、1203-通信天线、13-单向阀、1301-阀壳、1302-弹簧、1303-柱塞、14-销钉、a-高分遥感卫星、b-监测中心。
具体实施方式
以下将结合附图和实施例对本发明一种基于高分遥感卫星的森林火灾监测系统作进一步的详细描述。
基于高分遥感卫星的森林火灾监测系统，其特征在于：包括底壳1、立柱2、驱动架3、顶壳4、回缩杆5、轴承6、驱动齿轮7、传动轴8、传动齿轮9、太阳能板10、密封圈11、电路盒12、单向阀13、销钉14。
所述底壳1为水平横截面轮廓为正方形的扁长方体，所述底壳1的顶面中央处，向下开设有横截面轮廓为正方形的扁长方体形的隐藏腔101；所述隐藏腔101的底面中央处，向下贯穿开设有圆柱形的立柱孔102；所述底壳1的底面，环绕立柱孔102，向上开设有支架腔103，所述支架腔103由四个竖直的圆柱形腔体和连接圆柱形腔体的十字形槽组成。
环绕隐藏腔101和支架腔103，在底壳1内部开设有底壳储液腔104，所述底壳储液腔104中充满液压液；所述支架腔103的圆柱形腔体的顶端高度，开设有水平的环状的底壳串接腔105，所述底壳串接腔105与所述支架腔103的四个竖直的圆柱形腔体的顶部连通。
所述底壳1的内部开设有两条底壳控制腔106，位于底壳储液腔104和底壳串接腔105之间，将底壳储液腔104和底壳串接腔105连通；两条所述底壳控制腔106中均装有单向阀13，并且两件单向阀13的导液方向相反。
所述立柱2为中心轴线竖直的圆柱体，圆柱体顶端设有水平的支撑板201，所述电路盒12底部螺接在支撑板210上；所述立柱2向下装在立柱孔102中；所述驱动架3的中心为环形的中心环301，所述中心环301套装在立柱2的底端，通过所述销钉14固定在立柱2的底端；所述中心环301的外圆柱面上，环绕中心环301的中心轴线，均匀设有四条水平向外的连接杆302，每件连接杆302的外端设有中线轴线竖直的圆柱形驱动柱303；所述驱动架3从底壳1底部向上装在支架腔103内，所述驱动柱303装在支架腔103的圆柱形腔体中。
进一步讲，所述驱动柱303的外圆柱面上，靠近顶端设有密封圈11。
进一步讲，所述立柱孔102的上段孔径小，下段孔径大，所述中心环301的外径大于立柱孔102的上段孔径，所述中心环301只能在下段孔径大的立柱孔102内上下移动，所述中心环301限定立柱2的最高位置。
进一步讲，所述立柱2位于最高位置时，所述驱动柱303的顶面与支架腔103的圆柱形腔体顶面之间尚留有空隙。
进一步讲，所述支撑板201限定立柱2的向下移动的最低位置，当立柱2位于最低位置时，所述支撑板201的底面贴在隐藏腔101的底面。
所述顶壳4为水平横截面轮廓为正方形的扁长方体，所述顶壳4的四角处，竖直贯穿开设圆柱形的导向腔401，每个所述导向腔401的内侧，在顶壳4的对角线上，由顶壳4顶面向下开设有圆柱形的压动腔402；所述压动腔402的底端高度位置，在所述顶壳4的内部开设有水平的环状的顶壳串接腔404，所述顶壳串接腔404将四个压动腔402的底端连通；所述顶壳4内部中央开设有长方体形的顶壳储液腔403，所述顶壳储液腔403内充满液压液；所述顶壳储液腔403和顶壳串接腔404之间，开设有两件圆柱形的顶壳控制腔405，每件顶壳控制腔405中均装有一件单向阀13，并且两件顶壳控制腔405中的单向阀13的导液方向相反。
所述回缩杆5为横截面为圆形的n形杆，外侧竖直段为导向段501，竖直穿插在顶壳4的导向腔401中；所述回缩杆5的内侧竖直段为受压段503，所述受压段503的长度小于导向段501，自上而下装在压动腔402中；所述导向段501的内侧圆柱面上，加工两条竖直排布的竖直齿条502，并且两条竖直齿条502的排布面相互垂直。
进一步讲，所述回缩杆5的受压段503的外圆柱面上，靠近底端装有密封圈11。
所述底壳1的顶面的四角处加工有螺纹孔107，所述回缩杆5的导向段501的底端螺装在底壳1的顶面四角处。
所述顶壳4的底面，平行于底面边线，向上开设四条长条形的传动槽406，每条传动槽406的两端竖面上均装有轴承6，所述传动轴8共有四件，分别安装在传动槽406内的轴承6上；所述传动轴8的两端装有驱动齿轮7，所述驱动齿轮7之间的传动轴8上装有传动齿轮9；所述驱动齿轮7和传动齿轮9均销接在传动轴8上；所述驱动齿轮7与回缩杆5上的竖直齿条502相啮合。
进一步讲，中心轴线左右方向的传动轴8和中心轴线前后方向的传动轴8位于不同高度，中心轴线平行的传动轴8位于同一高度平面。
进一步讲，与所述驱动齿轮7相啮合的竖直齿条502的排布平面，与驱动齿轮7所在传动轴8的中心轴线平行。
所述顶壳4的四个外侧竖面上，水平朝向顶壳4内部开设有太阳能板安装槽407；所述太阳能板10为扁长方体形，共有四件，分别安装在四个太阳能板安装槽407中；所述太阳能板10的底面设有两条水平齿条1001，与其底部的传动齿轮9相啮合。
进一步讲，对向开设的太阳能板安装槽407位于同一高度，左右方向移动和前后方向移动的太阳能板10位于不同高度平面。
进一步讲，所述传动槽406与太阳能板安装槽407的底部相连通。
进一步讲，所述顶壳储液腔403只与顶壳控制腔405相连通，与其它腔体均不连通。
所述电路盒12的顶面装有摄像头1201、烟雾传感器1202、通信天线1203，所述电路盒12中装有A/D转换电路、通信电路、处理器以及蓄电池，所述通信电路中装有唯一编码的SIM卡。
所述单向阀13的阀壳1301为两端开设气孔的圆柱形壳体，所述阀壳1301的内部一侧端面上装有弹簧1302，所述弹簧1302的另一端装有柱塞1303，所述柱塞1303抵住另一端的气孔。
进一步讲，包裹所述隐藏腔101的底壳1和顶壳4的部分材质采用导热系数低的材料。
在自然状态下，所述太阳能板10伸出太阳能板安装槽407，为整个监测装置收集能源；所述顶壳4的顶面靠在回缩杆5的顶部，所述顶壳4的底面与所述底壳1的顶面之间留有较大间隙；所述电路盒12及电路盒12上的其它器件均位于顶壳4和底壳1之间的高度范围内。
森林发生火灾时，所述烟雾传感器1202捕获烟雾信号，所述摄像头1201采集周围影像并发回监测中心；当火焰靠近监测装置时，底壳储液腔104和顶壳储液腔403内的液压液受热膨胀，当单向阀13的两端达到一定压差时：
所述底壳1内的底壳储液腔104中的液压液穿过底壳控制腔106，进入支架腔103的竖直的圆柱形腔体，将驱动架3向下推动，所述立柱2被支架3带动向下移动，所述电路盒12及摄像头1201随着立柱2向下移动，缩入隐藏腔101中；
所述顶壳4内的顶壳储液腔403中的液压液穿过顶壳控制腔405，进入压动腔402中，由于回缩杆5是固定在底壳1上的，随着压动腔402的充满，所述顶壳4向下移动，直到顶壳4的底面靠在底壳1的顶面上，将隐藏腔101封闭；
在具体实施过程中，所述液压液可采用膨胀系数较大的液体，如各类硫酸盐溶液。
在所述顶壳4下移过程中，所述驱动齿轮7在竖直齿条502上滚动，所述驱动齿轮7带动传动轴8转动，所述传动轴8带动传动齿轮9转动，所述传动齿轮9带动太阳能板10缩回太阳能板安装槽407内；
所述重要器件被顶壳4和底壳1组成的保护壳保护起来，尽可能延长重要器件的被保护时间，等待消防人员的救援。
由于所述单向阀13的启动必须要在其两端形成一定压差，所以单向阀13使得监测装置在未发生火灾时保持稳定，不会因为正常的天气温差，导致液压液膨胀而带动立柱和顶壳的移动。
如果火灾被及时扑灭，监测装置周围的温度快速下降，所述底壳储液腔104和顶壳储液腔403中的液压液降温收缩，当单向阀13两端的液压差达到一定值时，所述底壳1的支架腔103的竖直的圆柱形腔体和顶壳4的压动腔402中的液压液分别原路返回至底壳储液腔104和顶壳储液腔403中，顶壳4重新上升，立柱2重新上升，太阳能板10重新伸到外部，监测装置恢复原状。
进一步讲，在具体实施过程中，工作人员需要对监测装置的所有传动机构处做好润滑维护工作。
一种基于高分遥感卫星的森林火灾监测及方法：
S1，利用高分遥感卫星获取森林植被生态数据并监测有无着火点；
S2，在植被干燥程度较高的点位布置监测装置，并记录编号及位置数据；
S3，向底壳储液腔104和顶壳储液腔403中充满液压液，使得顶壳4上升至回缩管5的最高位置，电路盒12及摄像头1201、烟雾传感器1202、通信天线1203位于顶壳4和底壳1之间，太阳板10伸出在顶壳4外；
S4，监测中心接收高分遥感卫星和监测装置的实时监测数据；
S5，当火灾发生时，监测中心向森林周边区居民区出警报信息；
S6，当森林区域风力≥5级，同时小于7级时，警报级别提高一级；
S7，当森林区域风力≥7级，同时小于9级时，警报级别提高二级；
S8，当森林区域风力≥9级，同时小于11级时，警报级别提高三级；
S9，当森林区域风力≥11级时，警报级别提高至最高级。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.基于高分遥感卫星的森林火灾监测系统，其特征在于：包括底壳(1)、立柱(2)、驱动架(3)、顶壳(4)、回缩杆(5)、轴承(6)、驱动齿轮(7)、传动轴(8)、传动齿轮(9)、太阳能板(10)、密封圈(11)、电路盒(12)、单向阀(13)、销钉(14)；
所述底壳(1)为水平横截面轮廓为正方形的扁长方体，所述底壳(1)的顶面中央处，向下开设有横截面轮廓为正方形的扁长方体形的隐藏腔(101)；所述隐藏腔(101)的底面中央处，向下贯穿开设有圆柱形的立柱孔(102)；所述底壳(1)的底面，环绕立柱孔(102)，向上开设有支架腔(103)，所述支架腔(103)由四个竖直的圆柱形腔体和连接圆柱形腔体的十字形槽组成；
环绕隐藏腔(101)和支架腔(103)，在底壳(1)内部开设有底壳储液腔(104)，所述底壳储液腔(104)中充满液压液；所述支架腔(103)的圆柱形腔体的顶端高度，开设有水平的环状的底壳串接腔(105)，所述底壳串接腔(105)与所述支架腔(103)的四个竖直的圆柱形腔体的顶部连通；
所述底壳(1)的内部开设有两条底壳控制腔(106)，位于底壳储液腔(104)和底壳串接腔(105)之间，将底壳储液腔(104)和底壳串接腔(105)连通；两条所述底壳控制腔(106)中均装有单向阀(13)，并且两件单向阀(13)的导液方向相反；
所述立柱(2)为中心轴线竖直的圆柱体，圆柱体顶端设有水平的支撑板(201)，所述电路盒(12)底部螺接在支撑板(210)上；所述立柱(2)向下装在立柱孔(102)中；所述驱动架(3)的中心为环形的中心环(301)，所述中心环(301)套装在立柱(2)的底端，通过所述销钉(14)固定在立柱(2)的底端；所述中心环(301)的外圆柱面上，环绕中心环(301)的中心轴线，均匀设有四条水平向外的连接杆(302)，每件连接杆(302)的外端设有中线轴线竖直的圆柱形驱动柱(303)；所述驱动架(3)从底壳(1)底部向上装在支架腔(103)内，所述驱动柱(303)装在支架腔(103)的圆柱形腔体中；
所述顶壳(4)为水平横截面轮廓为正方形的扁长方体，所述顶壳(4)的四角处，竖直贯穿开设圆柱形的导向腔(401)，每个所述导向腔(401)的内侧，在顶壳(4)的对角线上，由顶壳(4)顶面向下开设有圆柱形的压动腔(402)；所述压动腔(402)的底端高度位置，在所述顶壳(4)的内部开设有水平的环状的顶壳串接腔(404)，所述顶壳串接腔(404)将四个压动腔(402)的底端连通；所述顶壳(4)内部中央开设有长方体形的顶壳储液腔(403)，所述顶壳储液腔(403)内充满液压液；所述顶壳储液腔(403)和顶壳串接腔(404)之间，开设有两件圆柱形的顶壳控制腔(405)，每件顶壳控制腔(405)中均装有一件单向阀(13)，并且两件顶壳控制腔(405)中的单向阀(13)的导液方向相反；
所述回缩杆(5)为横截面为圆形的n形杆，外侧竖直段为导向段(501)，竖直穿插在顶壳(4)的导向腔(401)中；所述回缩杆(5)的内侧竖直段为受压段(503)，所述受压段(503)的长度小于导向段(501)，自上而下装在压动腔(402)中；所述导向段(501)的内侧圆柱面上，加工两条竖直排布的竖直齿条(502)，并且两条竖直齿条(502)的排布面相互垂直；
所述底壳(1)的顶面的四角处加工有螺纹孔(107)，所述回缩杆(5)的导向段(501)的底端螺装在底壳(1)的顶面四角处；
所述顶壳(4)的底面，平行于底面边线，向上开设四条长条形的传动槽(406)，每条传动槽(406)的两端竖面上均装有轴承(6)，所述传动轴(8)共有四件，分别安装在传动槽(406)内的轴承(6)上；所述传动轴(8)的两端装有驱动齿轮(7)，所述驱动齿轮(7)之间的传动轴(8)上装有传动齿轮(9)；所述驱动齿轮(7)和传动齿轮(9)均销接在传动轴(8)上；所述驱动齿轮(7)与回缩杆(5)上的竖直齿条(502)相啮合；
所述顶壳(4)的四个外侧竖面上，水平朝向顶壳(4)内部开设有太阳能板安装槽(407)；所述太阳能板(10)为扁长方体形，共有四件，分别安装在四个太阳能板安装槽(407)中；所述太阳能板(10)的底面设有两条水平齿条(1001)，与其底部的传动齿轮(9)相啮合；
所述电路盒(12)的顶面装有摄像头(1201)、烟雾传感器(1202)、通信天线(1203)，所述电路盒(12)中装有A/D转换电路、通信电路、处理器以及蓄电池，所述通信电路中装有唯一编码的SIM卡；
所述单向阀(13)的阀壳(1301)为两端开设气孔的圆柱形壳体，所述阀壳(1301)的内部一侧端面上装有弹簧(1302)，所述弹簧(1302)的另一端装有柱塞(1303)，所述柱塞(1303)抵住另一端的气孔。
2.根据权利要求1所述的基于高分遥感卫星的森林火灾监测系统，其特征在于：所述驱动柱(303)的外圆柱面上，靠近顶端设有密封圈(11)。
3.根据权利要求1所述的基于高分遥感卫星的森林火灾监测系统，其特征在于：所述立柱孔(102)的上段孔径小，下段孔径大，所述中心环(301)的外径大于立柱孔(102)的上段孔径，所述中心环(301)只能在下段孔径大的立柱孔(102)内上下移动，所述中心环(301)限定立柱(2)的最高位置。
4.根据权利要求1所述的基于高分遥感卫星的森林火灾监测系统，其特征在于：所述立柱(2)位于最高位置时，所述驱动柱(303)的顶面与支架腔(103)的圆柱形腔体顶面之间尚留有空隙。
5.根据权利要求1所述的基于高分遥感卫星的森林火灾监测系统，其特征在于：所述支撑板(201)限定立柱(2)的向下移动的最低位置，当立柱(2)位于最低位置时，所述支撑板(201)的底面贴在隐藏腔(101)的底面。
6.根据权利要求1所述的基于高分遥感卫星的森林火灾监测系统，其特征在于：所述回缩杆(5)的受压段(503)的外圆柱面上，靠近底端装有密封圈(11)。
7.根据权利要求1所述的基于高分遥感卫星的森林火灾监测系统，其特征在于：中心轴线左右方向的传动轴(8)和中心轴线前后方向的传动轴(8)位于不同高度，中心轴线平行的传动轴(8)位于同一高度平面。
8.根据权利要求1所述的基于高分遥感卫星的森林火灾监测系统，其特征在于：与所述驱动齿轮(7)相啮合的竖直齿条(502)的排布平面，与驱动齿轮(7)所在传动轴(8)的中心轴线平行。
9.根据权利要求1所述的基于高分遥感卫星的森林火灾监测系统，其特征在于：对向开设的太阳能板安装槽(407)位于同一高度，左右方向移动和前后方向移动的太阳能板(10)位于不同高度平面。
10.一种利用权利要求1-9任一项所述的森林火灾监测方法，其特征在于：
S1，利用高分遥感卫星获取森林植被生态数据并监测有无着火点；
S2，在植被干燥程度较高的点位布置监测装置，并记录编号及位置数据；
S3，向底壳储液腔(104)和顶壳储液腔(403)中充满液压液，使得顶壳(4)上升至回缩管(5)的最高位置，电路盒(12)及摄像头(1201)、烟雾传感器(1202)、通信天线(1203)位于顶壳(4)和底壳(1)之间，太阳板(10)伸出在顶壳(4)外；
S4，监测中心接收高分遥感卫星和监测装置的实时监测数据；
S5，当火灾发生时，监测中心向森林周边区居民区出警报信息；
S6，当森林区域风力≥5级，同时小于7级时，警报级别提高一级；
S7，当森林区域风力≥7级，同时小于9级时，警报级别提高二级；
S8，当森林区域风力≥9级，同时小于11级时，警报级别提高三级；
S9，当森林区域风力≥11级时，警报级别提高至最高级。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010481471.4A CN111627180A (zh) | 2020-05-31 | 2020-05-31 | 基于高分遥感卫星的森林火灾监测系统及方法 |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112562244A (zh) * | 2020-12-03 | 2021-03-26 | 广东电网有限责任公司电力科学研究院 | 一种输电线路山火识别方法和系统 |
| CN116760456A (zh) * | 2023-08-14 | 2023-09-15 | 上海航天空间技术有限公司 | 用于遥感监测小面积山火的卫星数据实时传输方法及系统 |
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2020
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