CN114942045A - 一种可携带发射式可分布组网式森林和草原火场因子立体感知装置 - Google Patents

一种可携带发射式可分布组网式森林和草原火场因子立体感知装置 Download PDF

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司莉青
舒立福
李伟克
李威
陈锋
田晓瑞
赵凤君
陈阳
尚东方
程鹏飞
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Abstract

本发明提供一种可携带发射式可分布组网式森林和草原火场因子立体感知装置，涉及感知技术领域。该可携带发射式可分布组网式森林和草原火场因子立体感知装置，包括发射装置、传感器集成模块、通信和数据处理模块、缓降模块，通信和数据处理模块、缓降模块均设置在传感器集成模块中，使用时发射装置将传感器集成模块发射到火场上空，然后降落伞打开，由传感器对火场上空进行监测。通过本发明设计的火场因子立体感知装置，采用矩阵式发射筒发射到火场上空分布组网，可以对火场上空进行信息采集，将采集到的信息转换为立体动态信息图，方便消防指挥员更直观立体的了解火场各部分的具体情况。

Description

一种可携带发射式可分布组网式森林和草原火场因子立体感 知装置
技术领域
本发明涉及感知技术领域，具体为一种可携带发射式可分布组网式森林和草原火场因子立体感知装置。
背景技术
火场因子感知是进行森林和草原火灾扑救重要的支撑信息，由于火场环境的复杂，高温、烟气、地形、植被等的综合影响，使得扑火队员和指挥员无法直接获得火场感知因子信息，只能通过网络获得区域性的天气信息或火场周边感知因子信息，并且由于野外火场通信的局限，即使这些信息也很难及时获得保障，使得对火场感知信息的匮乏，成为制约火场指挥和扑救的重要因素。
现有的感知信息依赖国家天气预报网络、地面自动气象站或火场周边感知信息采集，对于火场上空，立体空间的感知信息尚无太好的解决方案。
本发明专利，针对火场上方空间多元信息感知的问题，发明了一种可携带发射式可分布组网式森林和草原火场因子立体感知装置，可对火场上方信息进行立体感知。
发明内容
（一）解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种可携带发射式可分布组网式森林和草原火场因子立体感知装置，解决了目前火场感知信息依赖国家天气预报网络、地面自动气象站或火场周边感知信息采集，对于火场上空，立体空间的感知信息尚无太好的解决方案的问题。
（二）技术方案
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种可携带发射式可分布组网式森林和草原火场因子立体感知装置，包括发射装置、传感器集成模块、通信和数据处理模块、缓降模块；
所述发射装置用于发射传感器集成模块，其中发射装置采用矩阵式发射筒排列，阵列可以为3×3或4×4，但不局限于3×3或4×4，可以单筒发射，也可以多筒发射，所述发射装置可以采用车载式携带发射或者背负式携带发射；
所述传感器集成模块用于采集森林或草原火场信息，具体包括温湿传感器、风速传感器、风向传感器、固体颗粒物传感器、气体传感器、北斗定位传感器、气压传感器，但不限于以上模块，所述传感器集成模块根据设定的时间间隔依次发射到火场上方，传感器集成模块上升高度可设定；
所述通信和数据处理模块用于对传感器集成模块采集到的数据进行处理然后传递到服务端或者云端，数据和可视化图提供给工作人员，所述通信和数据处理模块也安装在传感器集成模块中；
所述缓降模块选用降落伞，所述缓降模块设置在传感器集成模块上，降落伞在传感器集成模块到达设定高度时自动打开。
优选的，所述发射筒直径12cm，但不限于12cm，筒体采用高强度轻型材料制成，采用气体冲压式发射，设置有瞄准定向装置，使用时通过充气泵提前将发射装置充好气。
优选的，所述发射装置采用气体冲压式发射，不限于气体冲压式发射。
优选的，所述传感器集成模块采用轻型耐火材料制成。
优选的，所述传感器集成模块中还设置有锂电池或普通电池供电。
优选的，所述传感器集成模块中还设置有储存卡，采用耐火材料包裹，该传感器集成模块除了可以实时传输，也可以将信息存储到存储卡中。
优选的，所述通信模块选用移动通信模块，如4G、5G模块，还可以采用自组网进行信号传输。
优选的，所述降落伞采用耐火材料制成，所述降落伞采用单伞方案，单不限于单伞方案。
优选的，所述传感器集成模块和缓降模块均可回收。
优选的，该立体感知装置还可以用于其他任何人员难以到达的空间的多元信息感知。
（三）有益效果
本发明提供了一种可携带发射式可分布组网式森林和草原火场因子立体感知装置。具备以下有益效果：
1、本发明设计的装置中的传感器集成模块中设置有多种用于监测火场因子的模块单元，使用时可以通过矩阵式发射装置分散式发射到火场上方，对火场上空信息进行采集，然后通过通信模块传输到服务器，然后提供给灭火指挥员，分散的传感器集成模块可以根据设置在火场上空分布组网，从而将采集到的信息转换为立体动态信息图，方便消防指挥员更直观立体的了解火场各部分的具体情况。
2、本发明设计的集成监测模块通过发射筒发射，发射筒可以根据具体环境选用车载式或者背负式，使用灵活，可以在不同环境下使用。
3、本发明设计的装置不限于火场上方，也可以用于其他任何人员难以到达的空间的多元信息感知。
附图说明
图1为本发明的传感器集成模块结构示意图；
图2为本发明的传感器集成模块下降状态示意图；
图3为本发明的发射模块结构示意图。
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：
如图1-3所示，本发明实施例提供一种可携带发射式可分布组网式森林和草原火场因子立体感知装置，包括发射装置、传感器集成模块、通信和数据处理模块、缓降模块。
发射装置用于发射传感器集成模块，其中发射装置采用矩阵式发射筒排列，阵列可以为3×3或4×4，但不局限于3×3或4×4，可以单筒发射，也可以多筒发射，发射装置可以采用车载式携带发射或者背负式携带发射，发射筒直径12cm，但不限于12cm，筒体采用高强度轻型材料制成，采用气体冲压式发射，设置有瞄准定向装置，使用时通过充气泵提前将发射装置充好气，发射装置采用气体冲压式发射，但不限于气体冲压式发射。
传感器集成模块用于采集森林或草原火场信息，具体包括温湿传感器、风速传感器、风向传感器、固体颗粒物传感器、气体传感器、北斗定位传感器、气压传感器，但不限于以上模块，可以对火场上方高温、空气污染严重，火场上方空间气象因子、气体种类和含量、固体颗粒物等信息进行检测采集，传感器集成模块根据设定的时间间隔依次发射到火场上方，传感器集成模块上升高度可根据发射角度设定，传感器集成模块采用轻型耐火材料制成，传感器集成模块中还设置有锂电池或普通电池供电，传感器集成模块中还设置有储存卡，采用耐火材料包裹，该传感器集成模块除了可以实时传输，也可以将信息存储到存储卡中储存。
通信和数据处理模块用于对传感器集成模块采集到的数据进行处理然后传递到服务端或者云端，数据和可视化图提供给工作人员，通信和数据处理模块也安装在传感器集成模块中，通信模块选用移动通信模块，如4G、5G模块，还可以采用自组网进行信号传输。
缓降模块选用降落伞，缓降模块设置在传感器集成模块上，降落伞在传感器集成模块到达设定高度时自动打开，降落伞采用耐火材料制成，降落伞采用单伞方案，单不限于单伞方案，传感器集成模块和缓降模块均可回收。
该立体感知装置还可以用于其他任何人员难以到达的空间的多元信息感知。
使用时，消防人员采用车载或者背负的方式将装置运输到火场附近，然后通过发射筒将多个传感器集成模块发射到火场上空，分布组网，然后到达高度后，降落伞打开，传感器集成模块中的温湿传感器、风速传感器、风向传感器、固体颗粒物传感器、气体传感器、北斗定位传感器、气压传感器工作，采集数据，然后由数据处理模块进行数据处理，再通过通信模块发送到服务器，再由服务器发送到消防指挥员的电脑端，多个传感器集成模块中的数据形成数据图，以立体动态图显示，让消防指挥员清楚的看到火场详细情况，灭火结束后将装置回收。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种可携带发射式可分布组网式森林和草原火场因子立体感知装置，其特征在于：包括发射装置、传感器集成模块、通信和数据处理模块、缓降模块；
所述发射装置用于发射传感器集成模块，其中发射装置采用矩阵式发射筒排列，阵列可以为3×3或4×4，但不局限于3×3或4×4，可以单筒发射，也可以多筒发射，所述发射装置可以采用车载式携带发射或者背负式携带发射；
所述传感器集成模块用于采集森林或草原火场信息，具体包括温湿传感器、风速传感器、风向传感器、固体颗粒物传感器、气体传感器、北斗定位传感器、气压传感器，但不限于以上模块，所述传感器集成模块根据设定的时间间隔依次发射到火场上方，传感器集成模块上升高度可设定；
所述通信和数据处理模块用于对传感器集成模块采集到的数据进行处理然后传递到服务端或者云端，数据和可视化图提供给工作人员，所述通信和数据处理模块也安装在传感器集成模块中；
所述缓降模块选用降落伞，所述缓降模块设置在传感器集成模块上，降落伞在传感器集成模块到达设定高度时自动打开。
2.根据权利要求1所述的一种可携带发射式可分布组网式森林和草原火场因子立体感知装置，其特征在于：所述发射筒直径12cm，但不限于12cm，筒体采用高强度轻型材料制成，采用气体冲压式发射，设置有瞄准定向装置，使用时通过充气泵提前将发射装置充好气。
3.根据权利要求2所述的一种可携带发射式可分布组网式森林和草原火场因子立体感知装置，其特征在于：所述发射装置采用气体冲压式发射，不限于气体冲压式发射。
4.根据权利要求1所述的一种可携带发射式可分布组网式森林和草原火场因子立体感知装置，其特征在于：所述传感器集成模块采用轻型耐火材料制成。
5.根据权利要求1所述的一种可携带发射式可分布组网式森林和草原火场因子立体感知装置，其特征在于：所述传感器集成模块中还设置有锂电池或普通电池供电。
6.根据权利要求1所述的一种可携带发射式可分布组网式森林和草原火场因子立体感知装置，其特征在于：所述传感器集成模块中还设置有储存卡，采用耐火材料包裹，该传感器集成模块除了可以实时传输，也可以将信息存储到存储卡中。
7.根据权利要求1所述的一种可携带发射式可分布组网式森林和草原火场因子立体感知装置，其特征在于：所述通信模块选用移动通信模块，如4G、5G模块，还可以采用自组网进行信号传输。
8.根据权利要求1所述的一种可携带发射式可分布组网式森林和草原火场因子立体感知装置，其特征在于：所述降落伞采用耐火材料制成，所述降落伞采用单伞方案，单不限于单伞方案。
9.根据权利要求1所述的一种可携带发射式可分布组网式森林和草原火场因子立体感知装置，其特征在于：所述传感器集成模块和缓降模块均可回收。
10.根据权利要求1-9任一项所述的一种可携带发射式可分布组网式森林和草原火场因子立体感知装置，其特征在于：该立体感知装置还可以用于其他任何人员难以到达的空间的多元信息感知。
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