CN117975640A - 森林防火预警系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了森林防火预警系统，包括数据处理器，其作为整体森林防火预警系统的核心，用于接收和传输各个配套子系统的实时信息数据，并对其进行处理后传输给对应模块；储能供电子系统，其作为整体系统的转化供能子系统，用于将外部可用能源进行转化处理后供给至各个配套子系统，确保各个配套子系统的正常运行，本发明通过信息采集子系统实时采集监测系统区域内各个位置森林的信息数据情况，不需要采用人工巡查、制高点瞭望的方式对森林的情况进行监测，一方面可以降低工作人员的劳动强度，方便大面积区域的森林的防火监测作业，另一方面还可以提高对森林火灾监测的准确性，避免人工监测死角而造成的监测失误等情况的发生。

Description

森林防火预警系统

技术领域

本发明涉及防火预警系统技术领域，具体为森林防火预警系统。

背景技术

森林具有空气净化、固土保水、维持生态平衡、提供生产资源的作用。每年，全球会发生一定数量的森林火灾。扑救森林火灾需要消耗大量的人力、物力和财力，甚至发生人身伤亡事故，森林资源是我们人类不可或缺的重要资源，所以保护森林资源是我们全体人类义不容辞的责任。

目前，传统的森林防火监管一般采用人员巡查、制高点瞭望的方式进行。近年来，在有些地区开始采用在深林中安装监控器，对森林情况进行录像监控，但此方案没有得到国内林业部门的充分认可，主要原因是采用有线联接，摄像机必须安装在制高点，施工困难，成本高，目标太明显，监控器容易被盗，且无法全面、详细监控整个森林区域。

目前还有采用火灾探测器对火灾进行检测，火灾探测器主要有吸气式感烟探测器、点型一氧化碳探测器、图像型探测器、点型红外探测器、点型紫外探测器和红外、紫外混合型探测器等几大类，至少两个火灾探测器分布在森林的各个监控点，各火灾探测器通过有线传输电缆与监控室内的监控设备连接，各火灾探测器针对各固定点空间进行明火、火焰探测，如果发生火灾，火灾探测器输出预警信号，预警信号通过有线传输电缆传送到监控室内的监控设备，监控设备报警提醒工作人员对森林情况进行查看。但是有线联接的大规模布点探测森林火灾，需要大量的电缆，不仅成本很高、施工困难，而且带电的电缆将成为森林火灾的重大隐患，因此本领域技术人员提出了一种森林防火预警系统，用来解决上述所存在的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供森林防火预警系统，以解决上述背景技术中提出的森林区域内防火监控困难，不便于在森林中进行使用的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：森林防火预警系统，包括，

数据处理器，其作为整体森林防火预警系统的核心，用于接收和传输各个配套子系统的实时信息数据，并对其进行处理后传输给对应模块；

储能供电子系统，其作为整体系统的转化供能子系统，用于将外部可用能源进行转化处理后供给至各个配套子系统，确保各个配套子系统的正常运行；

信息采集子系统，其作为整体系统的实时信息数据监测采集端，用于将系统对应森林区域的各个区域位置信息数据进行采集，并传输给数据处理器进行数据处理分析；

预警定位子系统，其作为整体系统的预警发生定位端，用于分析预测系统区域森林内即将发生的火灾及其位置信息进行预警定位处理；

数据传输子系统，其作为整体系统的数据传输端，用于接收以及传输通讯基站与指挥中心的交互数据信息；

指挥中心操作子系统，其作为整体系统的控制显示端，用于接收数据处理器及其他各个子系统所传输过来的数据信息，并对其视频信息数据和坐标信息进行显示处理。

作为本发明的一种优选技术方案，所述储能供电子系统由太阳能输电板、避雷针和供电过滤稳定模块组成；所述太阳能输电板和储能供电系统相连接，所述避雷针与储能供电系统相连接，所述储能供电系统通过供电过滤稳定模块与数据处理器相连接；所述太阳能输电板用于采集外部环境中的太阳能资源，并将太阳能资源转化为电能后输送给储能供电系统，所述避雷针用于在设备运行时进行防雷过滤处理，所述储能供电系统用于接收各种功能设备所传输过来的能源并将进行存储备用，所述供电过滤稳定模块用于将储能供电系统所传输给数据处理器的电能进行稳压过滤处理。

作为本发明的一种优选技术方案，所述信息采集子系统由自动变焦视频监控模块、红外温度长波接收器、火灾距离运算模块、视频同步位置锁定模块和红外光波接收处理模块组成；所述自动变焦视频监控模块用于对森林的各个位置进行自动变焦视频数据信息的采集处理，并将采集之后的视频数据信息传输给红外光波接收处理模块，所述红外温度长波接收器用于接收森林各处的红外温度长波信号，并同步将其所采集的数据信息传输给外红光波接收处理模块进行处理，所述红外光波接收处理模块用于接收自动变焦视频监控模块和红外温度长波接收其所传输过来的数据信息，并将其数据信息进行整合分析处理，之后将分析所得到的分析结果传输给数据处理器。

作为本发明的一种优选技术方案，所述预警定位子系统由视频自动识别锁定模块、火灾距离运算模块和火灾视频同步位置锁定模块组成，所述视频自动识别锁定模块用于接收数据处理器所传输过来的数据信息，并将森林异常位置进行自动识别并锁定，所述火灾距离运算模块用于根据视频自动识别锁定模块所传输过来的数据信息对发生火灾预警的位置进行距离数据运算，所述火灾视频同步位置锁定模块用于将发生火灾预警的位置进行锁定处理。

作为本发明的一种优选技术方案，所述数据传输子系统由数据储存反馈模块、接收发射处理模块、通讯基站接发处理器和天线组成，所述数据储存反馈模块用于接收对数据处理器所传输过来的数据信息进行存储并将其进行反馈，所述接收发射处理模块用于将数据处理器所接收或者发射的信息数据进行相应的转化处理，所述通讯基站接发处理器用于将数据处理器通过天线所传输给相应通讯基站的数据信息进行处理。

作为本发明的一种优选技术方案，所述指挥中心操作系统由I/o视频处理模块、卫星网数据传输模块视频图像显示模块和坐标定位模块组成，所述I/o视频处理模块用于将数据处理器所传输过来的视频数据进行处理，并将视频处理结果通过卫星网数据传输模块传输给视频图像显示模块，所述视频图像显示模块用于将卫星网数据传输模块所传输过来的视频信息数据进行显示，并同时对发生火灾的位置温度进行0-1200度的运算，所述坐标定位处理模块用于将视频信息中发生火灾报警的位置坐标进行定位处理。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、通过信息采集子系统实时采集监测系统区域内各个位置森林的信息数据情况，不需要采用人工巡查、制高点瞭望的方式对森林的情况进行监测，一方面可以降低工作人员的劳动强度，方便大面积区域的森林的防火监测作业，另一方面还可以提高对森林火灾监测的准确性，避免人工监测死角而造成的监测失误等情况的发生。

2、通过对区域内各个位置的森林的视频信息数据进行采集，然后对所采集的数据进行分析，从而可以在第一时间内对已经发生火灾的位置和即将发生火灾的位置进行定位，并同时将定位的坐标数据传输给指挥中心，便于指挥中心第一时间对火灾情况进行预警响应，一方面可以提高发生火灾时的反应效率，另一方面则可以在第一时间对火灾进行处理，从而降低火灾发生的损失。

3、通过储能供电子系统的增加与设置，一方面可以降低整体系统对传统能源的依赖性，从而提高整体系统在不同环境中使用时的适配性，另一方面还可以降低整体系统在使用时的能源损耗，便于在森林防火中进行应用。

4、通过采用自动变焦以及外红温度长波接收的方式对森林中的火灾信息进行采集，并通过视频进行自动识别锁定火灾的位置，同时对火灾的距离进行运算，可以第一时间确定火灾的区域以及火灾现场的情况，提高了火灾监测的准确性，从而便于对区域内的火灾进行及时处理。

附图说明

图1为本发明的系统框架架构示意图；

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，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。

请参阅图1，本发明提供了森林防火预警系统，包括，数据处理器，其作为整体森林防火预警系统的核心，用于接收和传输各个配套子系统的实时信息数据，并对其进行处理后传输给对应模块；

储能供电子系统，其作为整体系统的转化供能子系统，用于将外部可用能源进行转化处理后供给至各个配套子系统，确保各个配套子系统的正常运行；

储能供电子系统由太阳能输电板、避雷针和供电过滤稳定模块组成；太阳能输电板和储能供电系统相连接，避雷针与储能供电系统相连接，储能供电系统通过供电过滤稳定模块与数据处理器相连接；太阳能输电板用于采集外部环境中的太阳能资源，并将太阳能资源转化为电能后输送给储能供电系统，避雷针用于在设备运行时进行防雷过滤处理，储能供电系统用于接收各种功能设备所传输过来的能源并将进行存储备用，供电过滤稳定模块用于将储能供电系统所传输给数据处理器的电能进行稳压过滤处理。

在森林防火预警系统中，可靠的电力供应至关重要，储能系统能够提供备用电源，以应对突发的断电情况，确保系统的持续运行。这对于防火监测、通信和数据传输等关键功能至关重要；并且在森林防火系统中，突发火灾可能导致电力线路损毁或短时停电，储能系统可以迅速响应，提供临时电源，确保监测设备、通信系统和其他关键设备在火灾爆发时仍能正常工作。

储能系统可以平滑电力波动，提供稳定的电源，这对于一些需要高质量电源的设备，如传感器、通信设备和数据处理单元，是非常重要的，保持系统的稳定运行有助于提高防护系统的准确性和可靠性；而且储能系统可以通过智能能源管理系统根据需求调整能量的释放，从而降低能源浪费，这对于提高系统的能效和降低运行成本是有益的。

森林防火系统通常分布在偏远或难以接触的地区。储能系统可以与太阳能或风能等可再生能源相结合，存储过剩能量以备用，这有助于提高系统的可持续性，减少对传统电网的依赖。

信息采集子系统，其作为整体系统的实时信息数据监测采集端，用于将系统对应森林区域的各个区域位置信息数据进行采集，并传输给数据处理器进行数据处理分析；

信息采集子系统由自动变焦视频监控模块、红外温度长波接收器、火灾距离运算模块、视频同步位置锁定模块和红外光波接收处理模块组成；自动变焦视频监控模块用于对森林的各个位置进行自动变焦视频数据信息的采集处理，并将采集之后的视频数据信息传输给红外光波接收处理模块，红外温度长波接收器用于接收森林各处的红外温度长波信号，并同步将其所采集的数据信息传输给外红光波接收处理模块进行处理，红外光波接收处理模块用于接收自动变焦视频监控模块和红外温度长波接收其所传输过来的数据信息，并将其数据信息进行整合分析处理，之后将分析所得到的分析结果传输给数据处理器。

信息采集子系统是通过图像采集设备，系统可以获取森林区域的实时图像或视频，以监测植被变化、火源和火势发展情况，并且基于收集的视频信息数据，系统可以计算火险指数或火灾风险评估，评估当前区域的火灾潜在风险水平，这些指标有助于确定火灾发生的可能性和风险程度。

基于信息采集子系统的数据和预设的算法模型，系统可以生成预警信号，提供给相关人员和机构，以便他们能够及时采取行动应对潜在的火灾威胁，同时信息采集子系统所采集的数据信息也可以为相关机构和消防人员提供了支持决策的信息，帮助他们制定更有效的灭火和救援方案。

预警定位子系统，其作为整体系统的预警发生定位端，用于分析预测系统区域森林内即将发生的火灾及其位置信息进行预警定位处理；

预警定位子系统由视频自动识别锁定模块、火灾距离运算模块和火灾视频同步位置锁定模块组成，视频自动识别锁定模块用于接收数据处理器所传输过来的数据信息，并将森林异常位置进行自动识别并锁定，火灾距离运算模块用于根据视频自动识别锁定模块所传输过来的数据信息对发生火灾预警的位置进行距离数据运算，火灾视频同步位置锁定模块用于将发生火灾预警的位置进行锁定处理。

预警定位子系统通过使用各类传感器、卫星图像和其他监测设备，实时监测森林区域，以便迅速发现火灾的发生，并且其采用定位算法，根据火灾迹象、烟雾、温度升高等特征，精确定位火灾的发生位置，这有助于提高预警系统的准确性和实用性。

一旦确定了火灾的位置和蔓延方向，预警定位子系统负责向相关机构、消防人员和公众发布及时的警报通知，以促使他们采取紧急措施，并且其也可以提供火灾蔓延路径的信息，有助于规划应急人员的行动路线，确保他们能够迅速到达火灾现场。

数据传输子系统，其作为整体系统的数据传输端，用于接收以及传输通讯基站与指挥中心的交互数据信息；

数据传输子系统由数据储存反馈模块、接收发射处理模块、通讯基站接发处理器和天线组成，数据储存反馈模块用于接收对数据处理器所传输过来的数据信息进行存储并将其进行反馈，接收发射处理模块用于将数据处理器所接收或者发射的信息数据进行相应的转化处理，通讯基站接发处理器用于将数据处理器通过天线所传输给相应通讯基站的数据信息进行处理。

数据传输子系统通过数据传输，来自不同监测设备和数据源的信息能够被整合到一个统一的数据处理器之上，该种整合性有助于形成更全面、准确的火灾监测和预测模型，同时数据传输子系统使得远程监控成为可能，防护系统的操作人员可以通过远程访问实时数据，随时随地监测森林的状态，及时发现异常和火灾迹象。

由于涉及重要的监测和预警数据，数据传输子系统需要采取适当的安全措施，包括数据加密、身份验证等，以确保数据在传输过程中不受到未经授权的访问和篡改，并且为确保系统的稳定性，数据传输子系统应该包含故障处理和容错机制，能够应对可能出现的通信中断、设备故障等问题，保证系统的连续性。

指挥中心操作子系统，其作为整体系统的控制显示端，用于接收数据处理器及其他各个子系统所传输过来的数据信息，并对其视频信息数据和坐标信息进行显示处理。

指挥中心操作系统由I/o视频处理模块、卫星网数据传输模块视频图像显示模块和坐标定位模块组成，I/o视频处理模块用于将数据处理器所传输过来的视频数据进行处理，并将视频处理结果通过卫星网数据传输模块传输给视频图像显示模块，视频图像显示模块用于将卫星网数据传输模块所传输过来的视频信息数据进行显示，并同时对发生火灾的位置温度进行0-1200度的运算，坐标定位处理模块用于将视频信息中发生火灾报警的位置坐标进行定位处理。

指挥中心操作子系统负责监控来自各个子系统的信息，并整合来自各种传感器、卫星图像等监测设备的数据，通过整合和分析这些数据，操作员能够获得对森林状态的全面了解，并且其通过实时监控数据，指挥中心操作子系统能够识别潜在的火灾迹象和异常情况，它使用预设的算法、模型或人工智能技术来检测火灾风险，并发出相应的预警信号。

在火灾发生后，指挥中心操作子系统协调并调度救援队伍、消防人员以及其他紧急应对资源，它根据火情的严重程度和位置，指挥相关人员前往适当的地点展开救援工作，在火灾事件期间，指挥中心操作子系统负责确保各个救援团队、相关部门之间的通信畅通，它协调不同单位之间的合作，并实时更新各方面的信息。

尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.森林防火预警系统，其特征在于，包括，

数据处理器，其作为整体森林防火预警系统的核心，用于接收和传输各个配套子系统的实时信息数据，并对其进行处理后传输给对应模块；

储能供电子系统，其作为整体系统的转化供能子系统，用于将外部可用能源进行转化处理后供给至各个配套子系统，确保各个配套子系统的正常运行；

信息采集子系统，其作为整体系统的实时信息数据监测采集端，用于将系统对应森林区域的各个区域位置信息数据进行采集，并传输给数据处理器进行数据处理分析；

预警定位子系统，其作为整体系统的预警发生定位端，用于分析预测系统区域森林内即将发生的火灾及其位置信息进行预警定位处理；

数据传输子系统，其作为整体系统的数据传输端，用于接收以及传输通讯基站与指挥中心的交互数据信息；

指挥中心操作子系统，其作为整体系统的控制显示端，用于接收数据处理器及其他各个子系统所传输过来的数据信息，并对其视频信息数据和坐标信息进行显示处理。

2.根据权利要求1所述的森林防火预警系统，其特征在于：所述储能供电子系统由太阳能输电板、避雷针和供电过滤稳定模块组成；所述太阳能输电板和储能供电系统相连接，所述避雷针与储能供电系统相连接，所述储能供电系统通过供电过滤稳定模块与数据处理器相连接；所述太阳能输电板用于采集外部环境中的太阳能资源，并将太阳能资源转化为电能后输送给储能供电系统，所述避雷针用于在设备运行时进行防雷过滤处理，所述储能供电系统用于接收各种功能设备所传输过来的能源并将进行存储备用，所述供电过滤稳定模块用于将储能供电系统所传输给数据处理器的电能进行稳压过滤处理。

3.根据权利要求1所述的森林防火预警系统，其特征在于：所述信息采集子系统由自动变焦视频监控模块、红外温度长波接收器、火灾距离运算模块、视频同步位置锁定模块和红外光波接收处理模块组成；所述自动变焦视频监控模块用于对森林的各个位置进行自动变焦视频数据信息的采集处理，并将采集之后的视频数据信息传输给红外光波接收处理模块，所述红外温度长波接收器用于接收森林各处的红外温度长波信号，并同步将其所采集的数据信息传输给外红光波接收处理模块进行处理，所述红外光波接收处理模块用于接收自动变焦视频监控模块和红外温度长波接收其所传输过来的数据信息，并将其数据信息进行整合分析处理，之后将分析所得到的分析结果传输给数据处理器。

4.根据权利要求1所述的森林防火预警系统，其特征在于：所述预警定位子系统由视频自动识别锁定模块、火灾距离运算模块和火灾视频同步位置锁定模块组成，所述视频自动识别锁定模块用于接收数据处理器所传输过来的数据信息，并将森林异常位置进行自动识别并锁定，所述火灾距离运算模块用于根据视频自动识别锁定模块所传输过来的数据信息对发生火灾预警的位置进行距离数据运算，所述火灾视频同步位置锁定模块用于将发生火灾预警的位置进行锁定处理。

5.根据权利要求1所述的森林防火预警系统，其特征在于：所述数据传输子系统由数据储存反馈模块、接收发射处理模块、通讯基站接发处理器和天线组成，所述数据储存反馈模块用于接收对数据处理器所传输过来的数据信息进行存储并将其进行反馈，所述接收发射处理模块用于将数据处理器所接收或者发射的信息数据进行相应的转化处理，所述通讯基站接发处理器用于将数据处理器通过天线所传输给相应通讯基站的数据信息进行处理。

6.根据权利要求1所述的森林防火预警系统，其特征在于：所述指挥中心操作系统由I/o视频处理模块、卫星网数据传输模块视频图像显示模块和坐标定位模块组成，所述I/o视频处理模块用于将数据处理器所传输过来的视频数据进行处理，并将视频处理结果通过卫星网数据传输模块传输给视频图像显示模块，所述视频图像显示模块用于将卫星网数据传输模块所传输过来的视频信息数据进行显示，并同时对发生火灾的位置温度进行0-1200度的运算，所述坐标定位处理模块用于将视频信息中发生火灾报警的位置坐标进行定位处理。