CN113421391B - 一种森林防火监测系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种森林防火监测系统，包括信息数据处理模块和控制模块，信息数据处理模块分别数据连接有图像采集模块、传感器采集模块以及存储模块。控制模块分别连接有数据分析处理模块、通信模块、输入模块、执行模块、显示模块以及照明灯控制模块。当森林发生火灾时，控制模块控制分别发出控制指令，执行模块获取从输入模块获取到着火点的位置信息后，在控制模块发出控制指令下启动灭火。数据分析处理模块在控制模块发出的控制指令下，获取存储模块中存储的数据信息，分析着火点发生火灾的原因，分析结果信息，并将分析结果信息通过控制模块传输至显示模块，显示模块直观呈现森林着火点发生火灾的原因。通过执行模块工作实现智能灭火的目的。

Description

一种森林防火监测系统
技术领域
本发明涉及建筑施工环保设备技术领域，尤其涉及一种森林防火监测系统。
背景技术
森林火灾是世界林业重要灾害之一。我国部分地区森林资源丰富，林区林草茂密，随着森林种植和保护的面积不断扩大，林区可燃物增多，面临着林火隐患和森林火灾威胁，防火任务日益艰巨。森林防火工作仍存在野外火源管理难度大，林区火灾隐患增多等薄弱环节。如何提升森林防火现代化水平，及时掌握了解林区现状，及早发现火情，将森林火灾带来的损失减少到最小，是目前急需解决的。
现有技术中的基于物联网应用技术的智能森林防火系统，融合了智能视频监控技术、网络传输技术、云计算技术，是一种新型的智能监控、预警以及决策支持系统，实现智能森林防火的目的。
但是上述技术虽然对森林防火能够起到很好的监测、预警以及决策的作用，但是，当发生火灾时，只是能够快速寻找着火点或着火区域，并不能智能实现灭火。
发明内容
针对上述技术问题，本发明提供了一种森林防火监测系统，通过信息数据处理模块将前端的图像信息、监测信息分析处理得到数据信息，并传输至控制模块，通过控制模块控制执行模块向森林的着火点灭火。
为了达到上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：
一种森林防火监测系统，包括信息数据处理模块和控制模块，信息数据处理模块与控制模块数据连接。
信息数据处理模块分别数据连接有图像采集模块、传感器采集模块以及存储模块。图像采集模块用于获取森林的图像信息，并将图像信息传输至信息数据处理模块，图像信息指森林发生着火的图片、视频。传感器采集模块用于获取森林的监测信息，将监测信息传输至信息数据处理模块，信息数据处理模块将监测信息分析处理，得到数据信息，监测信息指森林环境中的温度、湿度、烟雾浓度以及二氧化碳浓度。信息数据处理模块将数据信息分别传输至控制模块、存储模块，存储模块存储数据信息。
控制模块分别连接有数据分析处理模块、通信模块、输入模块、执行模块、显示模块以及照明灯控制模块。通信模块、输入模块、执行模块以及照明灯控制模块均与控制模块电连接，显示模块、数据分析处理模块以及存储模块均与控制模块数据连接。控制模块根据数据信息，分别向通信模块、输入模块、执行模块以及照明灯控制模块发出控制信号，控制信号指控制模块以电信号的形式控制通信模块、输入模块、执行模块以及照明灯控制模块工作的指令。其中显示模块用于显示数据信息、图像信息，执行模块用于向森林的着火点喷出消防水。
存储模块与数据分析处理模块数据连接，数据分析处理模块用于读取存储模块中存储的数据信息、图像信息。
照明灯控制模块用于控制森林的照明系统工作。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：当森林发生火灾时，利用图像采集模块采集到着火点所在区域的图像、视频，生成图像信息，并将图像信息传输至信息数据处理模块，传感器采集模块监测到着火点所在区域的温度、湿度以及二氧化碳浓度，生成监测信息，并将监测信息传输至信息数据处理模块，信息数据处理模块处理后得到数据信息，并将数据信息分别传输至控制模块和存储模块，控制模块控制分别发出控制指令，控制输入模块准确输入着火点的地理位置信息，控制通信模块进行火灾预警报警，执行模块获取从输入模块获取到着火点的位置信息后，在控制模块发出控制指令下启动灭火。数据分析处理模块在控制模块发出的控制指令下，获取存储模块中存储的数据信息，分析着火点发生火灾的原因，分析结果信息，并将分析结果信息通过控制模块传输至显示模块，显示模块直观呈现森林着火点发生火灾的原因。该套系统能够实现对着火点的智能监测、智能灭火、智能分析，通过执行模块工作实现在短时间内遏制着火点火灾的蔓延，达到智能灭火的目的。
进一步优选为：执行模块包括底座、控制器、竖杆、水柱以及电机，控制器、电机、竖杆、水柱均设置在底座的表面上，控制器与电机电连接，控制器用于控制电机的启停。电机的工作端连接有主动轮。控制器用于接收控制模块发出的控制信号，控制电机启停。
竖杆的上部连接有横杆，横杆的末端与水柱的上部侧壁固定连接，横杆与竖杆的连接处同轴套设有固定轴。固定轴上分别套设有从动轮、链轮以及旋转喷头，从动轮与固定轴转动连接，链轮与固定轴固定连接，链轮上啮合有链条。从动轮与主动轮啮合，从动轮的侧壁上固定连接有转动杆，转动杆的端部连接有动链轮，动链轮与链条的端部啮合。旋转喷头呈环形，旋转喷头上设置有多个出水孔，旋转碰头用于在空间内旋转喷出消防水。用于带动从动轮转动，从动轮用于带动转动杆、动链轮转动，实现链条在空间内进行转动。
水柱固定连接有水管，水管的伸入水柱中，水管的端部连接有接头，接头与旋转喷头的内壁连通，接头用于将来自水管的消防水接入转转喷头中，接头的侧壁与链条固定连接，链条用于带动接头、旋转喷头在空间内转动。
采用上述技术方案，通过控制器接收到控制模块的控制指令，同时从通信模块获取着火点的地理位置，启动电机工作带动主动轮转动，逐渐实现旋转喷头在空间内转动并喷出消防水，对着火点进行灭火，代替了人工灭火，减少了人工灭火的风险，实现智能灭火的目的。
进一步优选为：动链轮与转动杆固定连接。
采用上述技术方案，实现转动杆将从动轮的转动传递给动链轮，使链条在动链轮的转动下载空间内转动。
进一步优选为：水管选用软管。
采用上述技术方案，当链条转动时需要带动水管在空间内一起转动，选用软管即可实现水管的转动。
进一步优化为：电机连接有太阳能电池。
采用上述技术方案，太能电池遇到太阳会自动存储电能，适用于向森林里的用电设备提供电源，省去对用电设备接入其他电源的麻烦，太阳能电池能够重复利用，长远考虑，具有环保和工作稳定的特点。
进一步优化为：传感器采集模块包括烟雾传感器、温度传感器、湿度传感器以及二氧化碳传感器，烟雾传感其用于检测着火点所在区域的烟雾浓度，温度传感器用于检测森林里待测区域内的环境温度，湿度传感器用于检测森林里待测区域内的环境湿度，二氧化碳传感器用于检测着火点所在区域的二氧化碳浓度。
采用上述技术方案，实现对森林里着火点所在区域的烟雾、湿度、温度以及二氧化碳浓度的实时监测，达到智能灭火的目的。
进一步优化为：执行模块分别与通信模块、输入模块通信连接，执行模块用于接收通信模块发出的通讯信息，执行模块用于接收输入模块输入的控制指令，执行或停止灭火。
采用上述技术方案，通过执行模块读取通信模块获取的着火点的地理位置信息，在输入模块的控制指令下，实现准确智能灭火的目的。
进一步优化为：图像采集模块包括图像采集装置，图像采集装置包括复数个图像采集器，每个图像采集器安装在森林中。
采用上述技术方案，图像采集器以图片视频的形式实时监测着火点的火灾情况，为实现智能灭火提供前端准备工作。
附图说明
图1为本实施例的功能模块示意图；
图2为本实施例中的执行模块的结构示意图。
附图标记：1-底座；2-灭火柱；21-水管；3-控制器；4-电机；5-太阳能电池；6-主动轮；7-横杆；8-竖杆；9-固定轴；10-从动轮；11-定链轮；12-转动杆；13-链条；14-动链轮；15-旋转喷头；151-出水孔；16-接头。
具体实施方式
以下结合附图1和图2对本发明作进一步详细介绍。
一种森林防火监测系统，如图1所示，包括信息数据处理模块和控制模块，信息数据处理模块与控制模块数据连接。
信息数据处理模块分别数据连接有图像采集模块、传感器采集模块以及存储模块。图像采集模块用于获取森林的图像信息，并将图像信息传输至信息数据处理模块，图像信息指森林发生着火的图片、视频，图像采集模块可以选用复数个红外热像仪，将红外热像仪设置在森林中，用于检测森林内着火点发生火灾的热成像点，具有实时监测的智能效果。传感器采集模块用于获取森林的监测信息，将监测信息传输至信息数据处理模块，信息数据处理模块将监测信息分析处理，得到数据信息，监测信息指森林环境中的温度、湿度、烟雾浓度以及二氧化碳浓度。信息数据处理模块将数据信息分别传输至控制模块、存储模块，存储模块存储数据信息。
控制模块分别连接有数据分析处理模块、通信模块、输入模块、执行模块、显示模块以及照明灯控制模块。通信模块、输入模块、执行模块以及照明灯控制模块均与控制模块电连接，显示模块、数据分析处理模块以及存储模块均与控制模块数据连接。控制模块根据数据信息，分别向通信模块、输入模块、执行模块以及照明灯控制模块发出控制信号，控制信号指控制模块以电信号的形式控制通信模块、输入模块、执行模块以及照明灯控制模块工作的指令。其中显示模块用于显示数据信息、图像信息，执行模块用于向森林的着火点喷出消防水。
存储模块与数据分析处理模块数据连接，数据分析处理模块用于读取存储模块中存储的数据信息、图像信息。
照明灯控制模块用于控制森林的照明系统工作。照明系统包括数个照明灯、照明控制器3、照明电源，其中，照明控制器3与照明灯电连接，照明电源分别与照明控制器3、照明灯电连接，照明电源用于向照明灯和照明控制器3提供电源，确保照明系统正常运行。
当森林发生火灾时，利用图像采集模块采集到着火点所在区域的图像、视频，生成图像信息，并将图像信息传输至信息数据处理模块，在此需要说明的是，图像采集模块需要在网络覆盖的区域内将图像信息传输至信息数据处理模块。传感器采集模块监测到着火点所在区域的温度、湿度以及二氧化碳浓度，生成监测信息，并将监测信息传输至信息数据处理模块，信息数据处理模块处理后得到数据信息，并将数据信息分别传输至控制模块和存储模块，控制模块控制分别发出控制指令，控制输入模块准确输入着火点的地理位置信息，控制通信模块进行火灾预警报警，执行模块获取从输入模块获取到着火点的位置信息后，在控制模块发出控制指令下启动灭火。数据分析处理模块在控制模块发出的控制指令下，获取存储模块中存储的数据信息，分析着火点发生火灾的原因，分析结果信息，并将分析结果信息通过控制模块传输至显示模块，显示模块直观呈现森林着火点发生火灾的原因。该套系统能够实现对着火点的智能监测、智能灭火、智能分析，通过执行模块工作实现在短时间内遏制着火点火灾的蔓延，达到智能灭火的目的。
具体的，如图2所示，本实施例中执行模块包括底座1、控制器3、竖杆8、灭火柱2以及电机4，控制器3、电机4、竖杆8、灭火柱2均设置在底座1的表面上，控制器3与电机4电连接，控制器3用于控制电机4的启停。电机4的工作端连接有主动轮6。控制器3用于接收控制模块发出的控制信号，控制电机4启停。
竖杆8的上部连接有横杆7，横杆7的末端与灭火柱2的上部侧壁固定连接，横杆7与竖杆8的连接处同轴套设有固定轴9。固定轴9上分别套设有从动轮10、链轮以及旋转喷头15，从动轮10与固定轴9转动连接，链轮与固定轴9固定连接，链轮上啮合有链条13。从动轮10与主动轮6啮合，从动轮10的侧壁上固定连接有转动杆12，转动杆12的端部连接有动链轮14，动链轮14与链条13的端部啮合。旋转喷头15呈环形，旋转喷头15上设置有多个出水孔151，旋转碰头用于在空间内旋转喷出消防水。用于带动从动轮10转动，从动轮10用于带动转动杆12、动链轮14转动，实现链条13在空间内进行转动。
固定轴9上还套设有定链轮11，定链轮11与链条13的下端内壁啮合，当链条13转动时，定链轮11始终不转动，定链轮11用于与链条13之间进行重复性的啮合、分开，实现固定链条13在空间转动时的稳定性。
灭火柱2固定连接有水管21，水管21的伸入灭火柱2中，水管21的端部连接有接头16，接头16与旋转喷头15的内壁连通，接头16用于将来自水管21的消防水接入转转喷头中，接头16的侧壁与链条13固定连接，链条13用于带动接头16、旋转喷头15在空间内转动。
综上，通过控制器3接收到控制模块的控制指令，同时从通信模块获取着火点的地理位置，在此需要说明的是：通信模块是在网络覆盖下，对着火点进行搜索定位，获取着火点的地理位置信息，通信模块为现有技术，本申请是对通信模块的直接应用。启动电机4工作带动主动轮6转动，逐渐实现旋转喷头15在空间内转动并喷出消防水，对着火点进行灭火，代替了人工灭火，减少了人工灭火的风险，实现智能灭火的目的。
具体的，本实施例中动链轮14与转动杆12固定连接。实现转动杆12将从动轮10的转动传递给动链轮14，使链条13在动链轮14的转动下载空间内转动。
具体的，本实施例中水管21选用软管，当链条13转动时需要带动水管21在空间内一起转动，选用软管即可实现水管21的转动。
具体的，本实施例中电机4连接有太阳能电池5，太能电池遇到太阳会自动存储电能，适用于向森林里的用电设备提供电源，省去对用电设备接入其他电源的麻烦，太阳能电池5能够重复利用，长远考虑，具有环保和工作稳定的特点。
具体的，本实施例中传感器采集模块包括烟雾传感器、温度传感器、湿度传感器以及二氧化碳传感器，烟雾传感其用于检测着火点所在区域的烟雾浓度，温度传感器用于检测森林里待测区域内的环境温度，湿度传感器用于检测森林里待测区域内的环境湿度，二氧化碳传感器用于检测着火点所在区域的二氧化碳浓度，实现对森林里着火点所在区域的烟雾、湿度、温度以及二氧化碳浓度的实时监测，达到智能灭火的目的。
具体的，本实施例中执行模块分别与通信模块、输入模块通信连接，执行模块用于接收通信模块发出的通讯信息，执行模块用于接收输入模块输入的控制指令，执行或停止灭火，通过执行模块读取通信模块获取的着火点的地理位置信息，在输入模块的控制指令下，实现准确智能灭火的目的。
具体的，本实施例中图像采集模块包括图像采集装置，图像采集装置包括复数个图像采集器，每个图像采集器安装在森林中，图像采集器以图片视频的形式实时监测着火点的火灾情况，为实现智能灭火提供前端准备工作。
工作原理过程：
当森林发生火灾时，利用图像采集模块采集到着火点所在区域的图像、视频，生成图像信息，并将图像信息传输至信息数据处理模块，在此需要说明的是，图像采集模块需要在网络覆盖的区域内将图像信息传输至信息数据处理模块。传感器采集模块监测到着火点所在区域的温度、湿度以及二氧化碳浓度，生成监测信息，并将监测信息传输至信息数据处理模块，信息数据处理模块处理后得到数据信息，并将数据信息分别传输至控制模块和存储模块，控制模块控制分别发出控制指令，控制输入模块准确输入着火点的地理位置信息，控制通信模块进行火灾预警报警，执行模块获取从输入模块获取到着火点的位置信息后，在控制模块发出控制指令下启动灭火。数据分析处理模块在控制模块发出的控制指令下，获取存储模块中存储的数据信息，分析着火点发生火灾的原因，分析结果信息，并将分析结果信息通过控制模块传输至显示模块，显示模块直观呈现森林着火点发生火灾的原因。该套系统能够实现对着火点的智能监测、智能灭火、智能分析，通过执行模块工作实现在短时间内遏制着火点火灾的蔓延，达到智能灭火的目的。
当控制模块向执行模块发出需要灭火的控制指令时，控制器3接收到该控制指令，并控制电机4工作，电机4的工作端带动主动轮6转动，主动轮6带动与之啮合的从动轮10转动，从动轮10在做圆周运动时，带动转动杆12在空间内转动，同时，转动杆12带动动链轮14、链条13一起以固定轴9为中心转动，在链条13的转动下，与之固定的接头16一起转动，接头16带动旋转喷头15在空间内转动，此时水管21将灭火柱2内的消防水直接接入旋转喷头15，消防水从出水孔151喷出，对着火点所在区域进行灭火，实现智能灭火的目的。无需过多的人为参与灭火工作，减少了人工灭火存在的危险，具有安全可靠的意义。
本具体实施例仅仅是对发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的保护范围内都受到专利法的保护。

Claims (7)

1.一种森林防火监测系统，其特征在于：包括信息数据处理模块和控制模块，所述信息数据处理模块与所述控制模块数据连接；
所述信息数据处理模块分别数据连接有图像采集模块、传感器采集模块以及存储模块；所述图像采集模块用于获取所述森林的图像信息，并将所述图像信息传输至所述信息数据处理模块，所述图像信息指所述森林发生着火的图片、视频；所述传感器采集模块用于获取所述森林的监测信息，将所述监测信息传输至所述信息数据处理模块，所述信息数据处理模块将所述监测信息分析处理，得到数据信息，所述监测信息指所述森林环境中的温度、湿度、烟雾浓度以及二氧化碳浓度；所述信息数据处理模块将所述数据信息分别传输至所述控制模块、所述存储模块，所述存储模块存储所述数据信息；
所述控制模块分别连接有数据分析处理模块、通信模块、输入模块、执行模块、显示模块以及照明灯控制模块；所述通信模块、所述输入模块、所述执行模块以及所述照明灯控制模块均与所述控制模块电连接，所述显示模块、所述数据分析处理模块以及所述存储模块均与所述控制模块数据连接；所述控制模块根据所述数据信息，分别向所述通信模块、所述输入模块、所述执行模块以及所述照明灯控制模块发出控制信号，所述控制信号指所述控制模块以电信号的形式控制所述通信模块、所述输入模块、所述执行模块以及所述照明灯控制模块工作的指令；其中显示模块用于显示所述数据信息、所述图像信息，所述执行模块用于向所述森林的着火点喷出消防水；
所述执行模块包括底座(1)、控制器(3)、竖杆(8)、水柱以及电机(4)，所述控制器(3)、所述电机(4)、所述竖杆(8)、所述水柱均设置在所述底座(1)的表面上，所述控制器(3)与所述电机(4)电连接，所述控制器(3)用于控制电机(4)的启停；所述电机(4)的工作端连接有主动轮(6)；所述控制器(3)用于接收所述控制模块发出的控制信号，控制所述电机(4)启停；
所述竖杆(8)的上部连接有横杆(7)，所述横杆(7)的末端与所述水柱的上部侧壁固定连接，所述横杆(7)与所述竖杆(8)的连接处同轴套设有固定轴(9)；所述固定轴(9)上分别套设有从动轮(10)、链轮以及旋转喷头(15)，所述从动轮(10)与所述固定轴(9)转动连接，所述链轮与所述固定轴(9)固定连接，所述链轮上啮合有链条(13)；所述从动轮(10)与所述主动轮(6)啮合，所述从动轮(10)的侧壁上固定连接有转动杆(12)，所述转动杆(12)的端部连接有动链轮(14)，所述动链轮(14)与所述链条(13)的端部啮合；所述旋转喷头(15)呈环形，所述旋转喷头(15)上设置有多个出水孔(151)，所述旋转喷头用于在空间内旋转喷出消防水；所述用于带动所述从动轮(10)转动，所述从动轮(10)用于带动所述转动杆(12)、所述动链轮(14)转动，实现所述链条(13)在空间内进行转动；
所述水柱固定连接有水管(21)，所述水管(21)的伸入所述水柱中，所述水管(21)的端部连接有接头(16)，所述接头(16)与所述旋转喷头(15)的内壁连通，所述接头(16)用于将来自水管(21)的消防水接入所述旋转喷头中，所述接头(16)的侧壁与所述链条(13)固定连接，所述链条(13)用于带动所述接头(16)、所述旋转喷头(15)在空间内转动；
所述存储模块与所述数据分析处理模块数据连接，所述数据分析处理模块用于读取所述存储模块中存储的所述数据信息、所述图像信息；
所述照明灯控制模块用于控制所述森林的照明系统工作。
2.根据权利要求1所述的森林防火监测系统，其特征在于：所述动链轮(14)与所述转动杆(12)固定连接。
3.根据权利要求1所述的森林防火监测系统，其特征在于：所述水管(21)选用软管。
4.根据权利要求1所述的森林防火监测系统，其特征在于：所述电机(4)连接有太阳能电池(5)。
5.根据权利要求1所述的森林防火监测系统，其特征在于：所述传感器采集模块包括烟雾传感器、温度传感器、湿度传感器以及二氧化碳传感器，所述烟雾传感其用于检测着火点所在区域的烟雾浓度，所述温度传感器用于检测所述森林里待测区域内的环境温度，所述湿度传感器用于检测所述森林里待测区域内的环境湿度，所述二氧化碳传感器用于检测着火点所在区域的二氧化碳浓度。
6.根据权利要求1所述的森林防火监测系统，其特征在于：所述执行模块分别与所述通信模块、所述输入模块通信连接，所述执行模块用于接收通信模块发出的通讯信息，所述执行模块用于接收所述输入模块输入的控制指令，执行或停止灭火。
7.根据权利要求1所述的森林防火监测系统，其特征在于：所述图像采集模块包括图像采集装置，所述图像采集装置包括复数个图像采集器，每个所述图像采集器安装在所述森林中。
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