CN204575122U - 基于无线网络的森林环保监测系统 - Google Patents

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杨莹
周斌
张德伟
李东琦
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Abstract

本实用新型公开了一种基于无线网络的森林环保监测系统,设置有处理器以及数据采集模块,所述数据采集模块用于获取森林温度信号与湿度信号,并将获取的信号送入处理器,所述处理器的输入端连接有用于获取位置信息的GPS模块,所述处理器端还配置有无线通讯模块,所述处理器可通过无线通讯模块与监控台进行信息交互,在所述处理器的输出端连接有报警模块。其显著效果是:能够帮助监测人员在面对突发事故时实时了解情况,即实现对森林环境的实时监测;且采用无线传输节省成本,布置简单,施工难度小,成本较低,便于推广。

Description

基于无线网络的森林环保监测系统
技术领域
[0001] 本实用新型涉及到无线数字监控技术领域,具体地说,是一种基于无线网络的森林环保监测系统。
背景技术
[0002] 森林是重要的生产资源以及环境资源,对于人类可持续发展具有重要的意义,不但可提供人类发展所需的木材及相关原材料,更可保持水土,减低水土流失及泥石流等自然灾害,同时还可阻挡风沙,遏制沙尘侵袭。因此,森林保护一直是人们关心的重要话题。
[0003] 传统的森林监控系统主要应用于森林防火。现有的森林火灾监控系统主要使用前端摄像系统采集林火信息,并运用图像处理技术和识别算法进行智能分析,判断所采集图像上是否有疑似火点。这种基于摄像采集和图像处理的监测技术,存在着如下缺点:信息量传输时需占用大量带宽;火警图形识别的效率低下,准确度低;对雾、热气等干扰的分辨率差;林火预警的自动化和智能化程度低;通常采用有线方式布线,施工难度大,成本较高,不能大面积应用。
实用新型内容
[0004] 针对现有技术的不足,本实用新型的目的是提供基于无线网络的森林环保监测系统,该监测系统可精确定位,能够实时监测森林温湿度变化,能够实现对森林环境的实时监测。
[0005] 为达到上述目的,本实用新型采用的技术方案为:
[0006] 一种基于无线网络的森林环保监测系统,其关键在于:设置有处理器以及数据采集模块,所述数据采集模块用于获取森林温度信号与湿度信号,并将获取的信号送入处理器,所述处理器的输入端连接有用于获取位置信息的GPS模块,所述处理器端还配置有无线通讯模块,所述处理器可通过无线通讯模块与监控台进行信息交互,在所述处理器的输出端连接有报警模块。
[0007] 本系统由数据采集模块采集温湿度信息,并通过处理器进行数据处理,结合GPS模块精确定位,能够实时监测森林温湿度变化,并通过无线通讯模块将数据发送至监控台,使得监测人员在面对突发事故时能实时了解情况,并能够精确定位所在区域,迅速采取相应措施;监测人员无需全程监控,系统可利用无线通信模块将报警信息及定位信息传递至监控人员,能够实现对森林环境的实时监测;且无线传输节省成本,布置简单,施工难度小,成本较低,便于推广。
[0008] 进一步的技术方案是,为了便于对各个模块进行统一管理,所述处理器、数据采集模块以及无线通讯模块均由电源模块进行供电。
[0009] 更进一步的技术方案是,所述电源模块包括第一电源电路、第二电源电路以及第三电源电路;
[0010] 其中,第一电源电路包括LM1117-ADJ第一低压差稳压器,该第一低压差稳压器的输入端接入12V外接直流电源,该第一低压差稳压器的输出端串接电感L3后输出第一工作电源,所述第一低压差稳压器的输入端与接地端之间并行连接有电容C27与电容C28,所述第一低压差稳压器的输出端还与电阻R46的一端连接,电阻R46的另一端与所述第一低压差稳压器的ADJ/GND端连接,电阻R46的另一端还串接电阻R49后接地,所述第一低压差稳压器的输出端与接地端之间还并行连接有电容C25与电容C29 ;
[0011] 所述第二电源电路包括LM1117-ADJ第二低压差稳压器,该第二低压差稳压器的输入端连接第一工作电源,该第二低压差稳压器的输出端串接电感L4后输出第二工作电源,所述第二低压差稳压器的输入端还经电容C26接地,所述第二低压差稳压器的输出端还与电阻R46的一端连接,电阻R47的另一端与第二所述低压差稳压器的ADJ/GND连接,电阻R47的另一端还串接电阻R48后接地,所述第二低压差稳压器的输出端与接地端之间还并行连接有电容C23与电容C24 ;
[0012] 所述第三电源电路包括LMl117-3.3第三低压差稳压器,该第三低压差稳压器的输入端连接第二工作电源,该第三低压差稳压器的输出端串接电感L5后输出第三工作电源为所述处理器、数据采集模块以及无线通讯模块供电,所述第三低压差稳压器的输入端还经电容C46接地,所述第三低压差稳压器的GND端连接,所述第三低压差稳压器的输出端与接地端之间还并行连接有电容C47与电容C48。
[0013] 更进一步的技术方案是,优选所述处理器为STM32F103R6T6单片机,所述数据采集模块为STHlO温湿度传感器,所述无线通讯模块采用EM310通讯模块;
[0014] 其中EM310通讯模块的串行通讯口与STM32F103R6T6单片机的串行通讯口实现信息交互,STM32F103R6T6单片机的开关信号输出端串接电阻R44后与三极管Q4的基极相连,三极管Q4的集电极依次串接电阻R35和电阻R33后连接EM310通讯模块的开关信号输入脚,三极管Q4的发射极接地。
[0015] 更进一步的技术方案是,为了便于对获取的数据进行存储,从而避免数据丢失,所述处理器上还连接有SD存储模块;同时为了便于对数据采集器获取的信号进行查看,在所述处理器的输出端还通过串口通讯模块连接有显示器。
[0016] 本实用新型的显著效果是:能够帮助监测人员在面对突发事故时实时了解情况,并能够精确定位所在区域,迅速采取相应措施;监测人员无需全程监控,系统可利用无线通信模块将报警信息及定位信息传递至监控人员,实现对森林环境的实时监测;且采用无线传输节省成本,布置简单,施工难度小,成本较低,便于推广。
附图说明
[0017] 图1是本实用新型的电路原理框图;
[0018] 图2是图1中处理器的电路原理图;
[0019] 图3是图1中无线通讯模块的电路原理图;
[0020] 图4是第一电源电路的电路原理图;
[0021] 图5是第二电源电路的电路原理图;
[0022] 图6是第三电源电路的电路原理图;
[0023] 图7是图1中串口通讯模块的电路原理图。
具体实施方式
[0024] 下面结合附图对本实用新型的具体实施方式以及工作原理作进一步详细说明。
[0025] 参见附图1,一种基于无线网络的森林环保监测系统,设置有处理器以及数据采集模块,所述数据采集模块用于获取森林温度信号与湿度信号,并将获取的信号送入处理器,所述处理器的输入端连接有用于获取位置信息的GPS模块,所述处理器端还配置有无线通讯模块,所述处理器可通过无线通讯模块与监控台进行信息交互,在所述处理器的输出端连接有蜂鸣报警模块,所述处理器上还连接有SD存储模块,所述处理器的输出端还通过串口通讯模块连接有显示器。
[0026] 参见附图2〜附图3,所述处理器为STM32F103R6T6单片机,所述数据采集模块为STHlO温湿度传感器,所述无线通讯模块采用EM310通讯模块;
[0027] 其中,EM310通讯模块的串行通讯口与STM32F103R6T6单片机的串行通讯口实现信息交互,STM32F103R6T6单片机的开关信号输出端GPRS-CLOSE串接电阻R44后与三极管Q4的基极相连,三极管Q4的集电极依次串接电阻R35和电阻R33后连接EM310通讯模块的开关信号输入脚TERM-ON,三极管Q4的发射极接地,当STM32F103R6T6单片机的开关信号输出端GPRS-CLOSE输出高电平时,三极管Q4导通,EM310通讯模块的开关信号输入脚TERM-ON拉低,控制EM310通讯模块工作;
[0028] STM32F103R6T6单片机的复位信号输出端GPRS-RST串接电阻R39后与三极管Q3的基极相连,三极管Q3的集电极串接电阻R36后连接EM310通讯模块的复位信号输入脚RST,三极管Q3的发射极接地.
[0029] 本实施例中,为了便于对各个模块进行统一管理,所述处理器、数据采集模块以及无线通讯模块均由电源模块进行供电,所述电源模块包括第一电源电路、第二电源电路以及第三电源电路。
[0030] 参见附图4,第一电源电路包括LM1117-ADJ第一低压差稳压器,该第一低压差稳压器的输入端接入12V外接直流电源,该第一低压差稳压器的输出端串接电感L3后输出第一工作电源,所述第一低压差稳压器的输入端与接地端之间并行连接有电容C27与电容C28,所述第一低压差稳压器的输出端还与电阻R46的一端连接,电阻R46的另一端与所述第一低压差稳压器的ADJ/GND端连接,电阻R46的另一端还串接电阻R49后接地,所述第一低压差稳压器的输出端与接地端之间还并行连接有电容C25与电容C29。
[0031] 参见附图5,所述第二电源电路包括LM1117-ADJ第二低压差稳压器,该第二低压差稳压器的输入端连接第一工作电源,该第二低压差稳压器的输出端串接电感L4后输出5V第二工作电源,所述第二低压差稳压器的输入端还经电容C26接地,所述第二低压差稳压器的输出端还与电阻R46的一端连接,电阻R47的另一端与第二所述低压差稳压器的ADJ/GND连接,电阻R47的另一端还串接电阻R48后接地,所述第二低压差稳压器的输出端与接地端之间还并行连接有电容C23与电容C24.
[0032] 参见附图6,所述第三电源电路包括LM1117-3.3第三低压差稳压器,该第三低压差稳压器的输入端连接第二工作电源,该第三低压差稳压器的输出端串接电感L5后输出第三工作电源为所述处理器、数据采集模块供电,所述第三低压差稳压器的输入端还经电容C46接地,所述第三低压差稳压器的GND端连接,所述第三低压差稳压器的输出端与接地端之间还并行连接有电容C47与电容C48。
[0033] 如图7所示,本例中所述串口通讯模块采用RS232模块,通过该串口通讯模块不仅可用于连接显示器,还可以用于其他功能性扩展。
[0034] 其工作原理为:
[0035] 首先由STHlO温湿度传感器采集森林中的温湿度信息,通过监测温度,可以预防森林火灾;通过监测湿度,可以预防水土沙漠化;处理器进行数据处理后,结合GPS模块精确定位,实时监测森林温湿度变化,并发出开关信号控制EN310模块工作,将获取的温湿度数据发送至监控台;监测人员无需全程监控,当数据出现异常时,系统发出通过蜂鸣报警器发出报警信号,并上传至监控台,响应及时,使得监测人员在面对突发事故时能实时了解情况,并能够精确定位所在区域,迅速采取相应措施。

Claims (5)

1.一种基于无线网络的森林环保监测系统,其特征在于:设置有处理器以及数据采集模块,所述数据采集模块用于获取森林温度信号与湿度信号,并将获取的信号送入处理器,所述处理器的输入端连接有用于获取位置信息的GPS模块,所述处理器端还配置有无线通讯模块,所述处理器可通过无线通讯模块与监控台进行信息交互,在所述处理器的输出端连接有报警模块。
2.根据权利要求1所述的基于无线网络的森林环保监测系统,其特征在于:所述处理器、数据采集模块以及无线通讯模块均由电源模块进行供电。
3.根据权利要求2所述的基于无线网络的森林环保监测系统,其特征在于:所述电源模块包括第一电源电路、第二电源电路以及第三电源电路; 其中,第一电源电路包括LM1117-ADJ第一低压差稳压器,该第一低压差稳压器的输入端接入12V外接直流电源,该第一低压差稳压器的输出端串接电感L3后输出第一工作电源,所述第一低压差稳压器的输入端与接地端之间并行连接有电容C27与电容C28,所述第一低压差稳压器的输出端还与电阻R46的一端连接,电阻R46的另一端与所述第一低压差稳压器的ADJ/GND端连接,电阻R46的另一端还串接电阻R49后接地,所述第一低压差稳压器的输出端与接地端之间还并行连接有电容C25与电容C29 ; 所述第二电源电路包括LM1117-ADJ第二低压差稳压器,该第二低压差稳压器的输入端连接第一工作电源,该第二低压差稳压器的输出端串接电感L4后输出第二工作电源,所述第二低压差稳压器的输入端还经电容C26接地,所述第二低压差稳压器的输出端还与电阻R46的一端连接,电阻R47的另一端与第二所述低压差稳压器的ADJ/GND连接,电阻R47的另一端还串接电阻R48后接地,所述第二低压差稳压器的输出端与接地端之间还并行连接有电容C23与电容C24 ; 所述第三电源电路包括LMl117-3.3第三低压差稳压器,该第三低压差稳压器的输入端连接第二工作电源,该第三低压差稳压器的输出端串接电感L5后输出第三工作电源为所述处理器、数据采集模块以及无线通讯模块供电,所述第三低压差稳压器的输入端还经电容C46接地,所述第三低压差稳压器的GND端连接,所述第三低压差稳压器的输出端与接地端之间还并行连接有电容C47与电容C48。
4.根据权利要求1或2或3所述的基于无线网络的森林环保监测系统,其特征在:所述处理器为STM32F103R6T6单片机,所述数据采集模块为STHlO温湿度传感器,所述无线通讯模块采用EM310通讯模块; 其中EM310通讯模块的串行通讯口与STM32F103R6T6单片机的串行通讯口实现信息交互,STM32F103R6T6单片机的开关信号输出端串接电阻R44后与三极管Q4的基极相连,三极管Q4的集电极依次串接电阻R35和电阻R33后连接EM310通讯模块的开关信号输入脚,三极管Q4的发射极接地。
5.根据权利要求1所述的基于无线网络的森林环保监测系统,其特征在于:所述处理器上还连接有SD存储模块,在所述处理器的输出端还通过串口通讯模块连接有显示器。
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