CN206115634U

CN206115634U - 一种森林火灾火点检测报警系统

Info

Publication number: CN206115634U
Application number: CN201621093095.7U
Authority: CN
Inventors: 罗桂琼
Original assignee: Hunan Radio and Television University
Current assignee: Hunan Radio and Television University
Priority date: 2016-09-29
Filing date: 2016-09-29
Publication date: 2017-04-19
Anticipated expiration: 2026-09-29

Abstract

本实用新型主要涉及森林防火领域，涉及一种森林火灾火点检测报警系统,采用风光互补发电系统为系统供电，对可疑的火点进行监测报警，降低森林火灾的发展扩大危害。森林火灾火点检测报警系统的风光互补发电系统、充电接口的输出端连接着电源管理模块的输入端，摄像机位于云台上，中央处理器的输出端连接着云台控制模块、指示灯、报警输出模块、掉电警告模块的输入端，云台控制模块连接着云台，摄像机的输出端连接着压缩处理模块的输入端，压缩处理模块、无线接收模块、GPS模块的输出端连接着中央处理器的输入端，无线温度检测模块、无线烟雾监测模块通过天线与无线接收模块进行连接，监控终端通过通信接口进行连接。

Description

一种森林火灾火点检测报警系统

技术领域

本实用新型主要涉及森林防火领域，更具体地说，涉及一种森林火灾火点检测报警系统。

背景技术

森林是人类懒以生存和社会发展最重要的和不可缺少的资源，由于人们在社会活动中的某些失控及异常自然因素影响等原因，森林火灾时有发生，对人类生命财产及生态环境造成了巨大危害。中国地域辽阔，地形复杂，气候多样，森林类型与分布各异，再加上社会经济发展水平不一，森林火灾状况在各地存在很大的差异，致使森林防火工作面临的任务十分艰巨，特别针对珍惜动植物保护区域的森林防火工作。同时，我国目前正面临着生态环境保护与发展的严峻挑战。我国各大自然保护区的物种资源十分丰富、有大量的野生珍贵稀有动植物种类，带动了旅游等相关产业的发展，针对珍惜动植物保护区的森林防火工作对工作保护资源、保证僧态环境可持续发展具有十分重要的意义。如何对森林火险进行实时、准确的监测预警，针对可疑的火点及时作出相应的处理，为林火的预防和灭火指挥提供决策支持，这是十分有价值意义的研究方向。

实用新型内容

本实用新型主要解决的技术问题是提供一种森林火灾火点检测报警系统，采用风光互补发电系统为系统供电，对可疑的火点进行监测报警，降低森林火灾的发展扩大危害。

为解决上述技术问题，本实用新型一种森林火灾火点检测报警系统包括中央处理器、电源管理模块、风光互补发电系统、充电接口、摄像机、云台、云台控制模块、压缩处理模块、无线温度检测模块、无线烟雾检测模块、无线接收模块、掉电警告模块、GPS模块、指示灯、报警输出模块、扬声器、通信接口、监控终端，采用风光互补发电系统为系统供电，对可疑的火点进行监测报警，降低森林火灾的发展扩大危害。

其中，所述风光互补发电系统的输出端连接着电源管理模块的输入端；所述充电接口的输出端连接着电源管理模块的输入端；所述电源管理模块用于给系统供电；所述摄像机位于云台上；所述中央处理器的输出端连接着云台控制模块的输入端；所述云台控制模块连接着云台；所述摄像机的输出端连接着压缩处理模块的输入端；所述压缩处理模块的输出端连接着中央处理器的输入端；所述无线温度检测模块通过天线与无线接收模块进行连接；所述无线烟雾监测模块通过天线与无线接收模块进行连接；所述无线接收模块的输出端连接着中央处理器的输入端；所述中央处理器的输出端连接着掉电警告模块的输入端；所述GPS模块的输出端连接着中央处理器的输入端；所述中央处理器的输出端连接着指示灯的输入端；所述中央处理器的输出端连接着报警输出模块的输入端；所述报警输出模块的输出端连接着扬声器的输入端；所述通信接口连接着中央处理器；所述监控终端通过通信接口进行连接。

作为本实用新型的进一步优化，本实用新型一种森林火灾火点检测报警系统所述中央处理器采用ATmega1280单片机。

作为本实用新型的进一步优化，本实用新型一种森林火灾火点检测报警系统所述无线温度检测模块包括STC89C52单片机、DS18B20温度传感器、电源模块、nRF905发送模块，所述DS18B20温度传感器的输出端连接着STC89C52单片机的输入端；所述STC89C52单片机的输出端连接着nRF905发送模块的输入端；所述电源模块的输出端连接着STC89C52单片机的输入端。

作为本实用新型的进一步优化，本实用新型一种森林火灾火点检测报警系统所述无线烟雾检测模块包括STC89C52单片机、MQ-2烟雾传感器、电源模块、nRF905发送模块，所述MQ-2烟雾传感器的输出端连接着STC89C52单片机的输入端；所述STC89C52单片机的输出端连接着nRF905发送模块的输入端；所述电源模块的输出端连接着STC89C52单片机的输入端。

作为本实用新型的进一步优化，本实用新型一种森林火灾火点检测报警系统所述无线接收模块采用nRF905接收模块。

作为本实用新型的进一步优化，本实用新型一种森林火灾火点检测报警系统所述通信接口采用RS232接口。

作为本实用新型的进一步优化，本实用新型一种森林火灾火点检测报警系统所述电源管理模块采用可充电锂电池。

作为本实用新型的进一步优化，本实用新型一种森林火灾火点检测报警系统所述摄像机包括SHR-TIR185R红外热成像仪和可见光摄像机。

控制效果：本实用新型一种森林火灾火点检测报警系统，采用风光互补发电系统为系统供电，对可疑的火点进行监测报警，降低森林火灾的发展扩大危害。

附图说明

下面结合附图和具体实施方法对本实用新型做进一步详细的说明。

图1为本实用新型一种森林火灾火点检测报警系统的硬件结构图。

图2为本实用新型一种森林火灾火点检测报警系统的无线温度检测模块结构图。

图3为本实用新型一种森林火灾火点检测报警系统的无线烟雾检测模块结构图。

图4为本实用新型一种森林火灾火点检测报警系统的单片机电路原理图。

图5为本实用新型一种森林火灾火点检测报警系统的报警输出电路原理图。

图6为本实用新型一种森林火灾火点检测报警系统的掉电警告电路原理图。

图7为本实用新型一种森林火灾火点检测报警系统的云台左右控制电路原理图。

图8为本实用新型一种森林火灾火点检测报警系统的云台上下控制电路原理图。

图9为本实用新型一种森林火灾火点检测报警系统的无线接收模块电路原理图。

图10为本实用新型一种森林火灾火点检测报警系统的通信接口电路原理图。

图11为本实用新型一种森林火灾火点检测报警系统的+5V电源电路原理图。

图12为本实用新型一种森林火灾火点检测报警系统的+3V电源电路原理图。

图13为本实用新型一种森林火灾火点检测报警系统的充电接口电路原理图。

具体实施方式

具体实施方式一：

结合图1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13说明本实施方式，本实施方式所述一种森林火灾火点检测报警系统包括中央处理器、电源管理模块、风光互补发电系统、充电接口、摄像机、云台、云台控制模块、压缩处理模块、无线温度检测模块、无线烟雾检测模块、无线接收模块、掉电警告模块、GPS模块、指示灯、报警输出模块、扬声器、通信接口、监控终端，采用风光互补发电系统为系统供电，对可疑的火点进行监测报警，降低森林火灾的发展扩大危害。

其中，所述风光互补发电系统的输出端连接着电源管理模块的输入端，风光互补发电系统用于将风能和太阳能转换为电能，为电源管理模块充电，从而为系统供电。

所述充电接口的输出端连接着电源管理模块的输入端，充电接口用于给电源管理模块充电。

所述电源管理模块用于给系统供电，保证系统的正常工作。

所述摄像机位于云台上，摄像机固定在云台上，云台能带动摄像机和镜头355℃左右转动，60℃上下转动，从而可起到全方位观察图像的目的。

所述中央处理器的输出端连接着云台控制模块的输入端，中央处理器用于像云台控制模块发送控制指令，云台控制模块根据控制指令对云台进行驱动，云台控制模块连接至单片机的PF0、PF1、PF2、PF3、PA3、PA4、PA5、PA6引脚。

所述云台控制模块连接着云台，云台控制模块驱动云台左右转动或上下转动。

所述摄像机的输出端连接着压缩处理模块的输入端，摄像机用于实时采集现场监视范围内的热图像和可见光图像，并对其进行分析处理，并将采集图像模拟信号传送给压缩处理模块。

所述压缩处理模块的输出端连接着中央处理器的输入端，压缩处理模块采用TMS320DM642芯片将采集图像模拟信号转化为用于标准网络传输的数字信号，并进行压缩处理，传送给中央处理器，压缩处理模块连接至单片机的PD2、PD3引脚。

所述无线温度检测模块通过天线与无线接收模块进行连接，无线温度检测模块用于检测局部监控范围内的温度信号，并将温度信号转化为电信号通过天线进行发送。

所述无线烟雾监测模块通过天线与无线接收模块进行连接，无线烟雾检测模块用于检测局部监控范围内的烟雾信号，并将烟雾信号转化为电信号通过天线进行发送。

所述无线接收模块的输出端连接着中央处理器的输入端，无线接收模块用于接收检测的温度信号和烟雾信号，并将其传送给中央处理器，无线接收模块的输出端连接至单片机的PB1、PB2、PB3、PC0、PC1、PC2、PC3、PD0、PD7、PE6引脚。

所述中央处理器的输出端连接着掉电警告模块的输入端，中央处理器用于想掉电警告模块发送控制指令，中央处理器根据掉电警告对内部数据进行相应处理，掉电警告模块连接至单片机的PD6引脚。

所述GPS模块的输出端连接着中央处理器的输入端，GPS模块用于给火灾点进行定位，并将定位信号传送给中央处理器，GPS模块连接至单片机的PD2、PD3、PL3、PL4引脚。

所述中央处理器的输出端连接着指示灯的输入端，中央处理器用于像指示灯发送控制指令，指示灯根据控制指令进行发光，指示灯连接至单片机的PC5引脚。

所述中央处理器的输出端连接着报警输出模块的输入端，中央处理器用于想报警输出模块发送控制指令，报警模块根据控制指令进行报警，报警输出模块连接至单片机的PC4引脚。

所述报警输出模块的输出端连接着扬声器的输入端，报警输出模块根据控制指令将报警信号传送给扬声器进行报警。

所述通信接口连接着中央处理器，通信接口用于连接中央处理器和监控终端，并进行数据传输，通信接口连接至单片机的PH0、PH1引脚。

所述监控终端通过通信接口进行连接，监控终端实时接收监控数据，并进行解压等处理分析，对森林火灾的可疑点作出判断，从而采取相应的措施，并像中央处理器发送控制指令。

具体实施方式二：

结合图1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13说明本实施方式，所述中央处理器采用ATmega1280单片机。ATmega1280-16AU的磁芯尺寸是8bit，处理器速度是16MHz，电源电压范围是2.7V～5.5V。采用ATmega1280单片机实现所需功能。

具体实施方式三：

结合图1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13说明本实施方式，所述无线温度检测模块包括STC89C52单片机、DS18B20温度传感器、电源模块、nRF905发送模块，所述DS18B20温度传感器的输出端连接着STC89C52单片机的输入端；所述STC89C52单片机的输出端连接着nRF905发送模块的输入端；所述电源模块的输出端连接着STC89C52单片机的输入端。DS18B20温度传感器用于采集局部区域内的温度信息，并将其温度信号转换为电信号传送给STC89C52单片机，单片机对其进行处理分析后通过nRF905发送模块发送出去，电源模块用于给STC89C52单片机、DS18B20温度传感器和nRF905发送模块供电。

具体实施方式四：

结合图1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13说明本实施方式，所述无线烟雾检测模块包括STC89C52单片机、MQ-2烟雾传感器、电源模块、nRF905发送模块，所述MQ-2烟雾传感器的输出端连接着STC89C52单片机的输入端；所述STC89C52单片机的输出端连接着nRF905发送模块的输入端；所述电源模块的输出端连接着STC89C52单片机的输入端。MQ-2烟雾传感器用于采集局部区域内的烟雾信息，并将其烟雾信号转换为电信号传送给STC89C52单片机，单片机对其进行处理分析后通过nRF905发送模块发送出去，电源模块用于给STC89C52单片机、MQ-2烟雾传感器和nRF905发送模块供电。

具体实施方式五：

结合图1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13说明本实施方式，所述无线接收模块采用nRF905接收模块。接收模块nRF905接收温度和烟雾数据，通过SPI接口将数据传给中央处理器。

具体实施方式六：

结合图1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13说明本实施方式，所述通信接口采用RS232接口。中央处理器通过RS232接口与监控终端相连，并进行数据传输。RS232接口中的各端口在逻辑“1”时输出电压为+3.0V～+15.0V，在逻辑“0”时输出电压为-3.0V～-15.0V。

具体实施方式七：

结合图1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13说明本实施方式，所述充电接口采用USB接口。通过USB接口为电源电池进行充电，为系统供电。

具体实施方式八：

结合图1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13说明本实施方式，所述电源管理模块采用可充电锂电池。可以反复充放电，为系统提供电能，保证系统的正常工作。

具体实施方式九：

结合图1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13说明本实施方式，所述摄像机包括SHR-TIR185R红外热成像仪和可见光摄像机。采用可见光摄像机采集白天或光线强度大的时候的图像信息，采用SHR-TIR185R红外热成像仪采集夜晚或光线强度小的时候的图像信息，日夜不间断的对森林火灾进行监控。

本实用新型一种森林火灾火点检测报警系统的工作原理为：本实用新型一种森林火灾火点检测报警系统，风光互补发电系统利用太阳能和风能为系统供电，电源管理模块用于给系统各模块提供合适电压，保证系统各模块的正常工作，电源管理模块还可以通过充电接口为电池进行充电。通过摄像机实时采集现场监视范围内的热图像和可见光图像，并对其进行分析处理，并将采集图像模拟信号传送给压缩处理模块，压缩处理模块将采集图像模拟信号转化为用于标准网络传输的数字信号，并进行压缩处理，传送给中央处理器，中央处理器将压缩数据通过RS232接口传送给监控终端，监控终端对森林进行监控。并可以想中央处理器发送控制指令，中央处理器将控制指令传输给云台控制模块，云台控制模块根据控制指令使云台进行355℃左右转动或者60℃上下转动，从而带动摄像机转动，可起到全方位观察图像的目的。无线温度检测模块和无线烟雾检测模块将采集到的局部区域内的温度信号或烟雾信号通过nRF905发送模块进行发送，通过天线发送给nRF905接收模块，当nRF905发送模块的工作电源电压范围是1.9—3.6V，在nRF905无线接收模块的电源电压小于1.9V时，无线接收模块接收到的数据无效，而且在系统掉电时，存在一定时间的掉电时间，在这段时间内，中央处理器在大于3.3V时无线接收模块可能仍在接收数据或无线接收模块电源电压小于1.9V最低工作电压接收到的数据为无线数据，这时通过掉电警告模块将对中央处理器进行提示，将接收到的温度和烟雾数据置为无效数据，同时不将此时接收到的温度数据传到监控终端。中央处理器接收到异常温度或烟雾信号时将驱动报警输出模块进行发声报警，驱动指示灯进行常亮发光指示。同时，通过GPS模块对火灾点进行定位，并将定位信息发送给监控终端。

虽然本实用新型已以较佳的实施例公开如上，但其并非用以限定本实用新型，任何熟悉此技术的人，在不脱离本实用新型的精神和范围内，都可以做各种改动和修饰，因此本实用新型的保护范围应该以权利要求书所界定的为准。

Claims

1.一种森林火灾火点检测报警系统，其特征在于，所述森林火灾火点检测报警系统包括中央处理器、电源管理模块、风光互补发电系统、充电接口、摄像机、云台、云台控制模块、压缩处理模块、无线温度检测模块、无线烟雾检测模块、无线接收模块、掉电警告模块、GPS模块、指示灯、报警输出模块、扬声器、通信接口、监控终端，所述风光互补发电系统的输出端连接着电源管理模块的输入端；所述充电接口的输出端连接着电源管理模块的输入端；所述电源管理模块用于给系统供电；所述摄像机位于云台上；所述中央处理器的输出端连接着云台控制模块的输入端；所述云台控制模块连接着云台；所述摄像机的输出端连接着压缩处理模块的输入端；所述压缩处理模块的输出端连接着中央处理器的输入端；所述无线温度检测模块通过天线与无线接收模块进行连接；所述无线烟雾监测模块通过天线与无线接收模块进行连接；所述无线接收模块的输出端连接着中央处理器的输入端；所述中央处理器的输出端连接着掉电警告模块的输入端；所述GPS模块的输出端连接着中央处理器的输入端；所述中央处理器的输出端连接着指示灯的输入端；所述中央处理器的输出端连接着报警输出模块的输入端；所述报警输出模块的输出端连接着扬声器的输入端；所述通信接口连接着中央处理器；所述监控终端通过通信接口进行连接。

2.根据权利要求1所述的一种森林火灾火点检测报警系统，其特征在于：所述中央处理器采用ATmega1280单片机。

3.根据权利要求1所述的一种森林火灾火点检测报警系统，其特征在于：所述无线温度检测模块包括STC89C52单片机、DS18B20温度传感器、电源模块、nRF905发送模块，所述DS18B20温度传感器的输出端连接着STC89C52单片机的输入端；所述STC89C52单片机的输出端连接着nRF905发送模块的输入端；所述电源模块的输出端连接着STC89C52单片机的输入端。

4.根据权利要求1所述的一种森林火灾火点检测报警系统，其特征在于：所述无线烟雾检测模块包括STC89C52单片机、MQ-2烟雾传感器、电源模块、nRF905发送模块，所述MQ-2烟雾传感器的输出端连接着STC89C52单片机的输入端；所述STC89C52单片机的输出端连接着nRF905发送模块的输入端；所述电源模块的输出端连接着STC89C52单片机的输入端。

5.根据权利要求1所述的一种森林火灾火点检测报警系统，其特征在于：所述无线接收模块采用nRF905接收模块。

6.根据权利要求1所述的一种森林火灾火点检测报警系统，其特征在于：所述通信接口采用RS232接口。

7.根据权利要求1所述的一种森林火灾火点检测报警系统，其特征在于：所述充电接口采用USB接口。

8.根据权利要求1所述的一种森林火灾火点检测报警系统，其特征在于：所述电源管理模块采用可充电锂电池。

9.根据权利要求1所述的一种森林火灾火点检测报警系统，其特征在于：所述摄像机包括SHR-TIR185R红外热成像仪和可见光摄像机。