CN206594783U - 一种基于无线传感网的森林火灾监测系统 - Google Patents

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杜景林
严蔚岚
喻亚楠
季仟亿
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Abstract

本实用新型公开了一种基于无线传感网的森林火灾监测系统,包括依次相连的采集模块、网关模块和监控终端,采集模块和网关模块通过zigbee无线传感网进行信息交互,网关模块和监控终端通过GPRS无线网络进行信息交互;采集模块包括zigbee子节点收发模块、若干采集传感器和第一电源模块;网关模块包括zigbee参考节点收发模块、单片机模块、GPRS通信模块和第二电源模块;zigbee子节点收发模块将采集的监测数据通过zigbee参考节点收发模块发送给单片机模块进行监测数据汇总,单片机模块通过GPRS通信模块将汇总的监测数据发送给监控终端。实现实时准确地获取森林环境监测数据,并可采集大范围监测数据。

Description

一种基于无线传感网的森林火灾监测系统
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种森林火灾监测系统,特别是涉及一种基于无线传感网的森林 火灾监测系统,属于监测技术领域。
背景技术
[0002] 森林是人类生产和生活不可或缺的自然资源之一,在维持全球生态平衡中扮演不 可替代的角色,然而随着人类活动范围的不断扩大和某些异常自然因素(如全球变暖)却导 致频发森林火灾。森林火灾具有难以预测、突发性强、破坏性大、灾后恢复极其困难等特点, 统计表明,全球每年发生的森林火灾次数达到几十万起,被烧毁的森林面积多达几百万公 顷。
[0003] 我国森林资源相当稀少,同时我国的森林火灾发生率极高,是全球森林火灾最严 重的国家之一。据我国林业部门统计,全国平均每年发生的森林火灾次数多达1.58万起,造 成了巨大的损失和人员伤亡。
[0004] 森林资源的珍贵性,森林火灾巨大的破坏性和危害性,以及森林资源相当稀缺的 因素决定了我国积极开展森林防火工作的紧迫性和重要性。
[0005] 目前,国内森林火灾监测主要以人工巡护、卫星遥感探测、航空巡护和视频监控这 些常规方式为主,这些森林火灾监测方式都存在着各自的缺陷和不足,且会受到诸如地形、 天气等因素的制约,从而导致监测结果的不准确,且无法将信息及时发送给监控终端,不能 很好地做到远程监控功能。 实用新型内容
[0006] 本实用新型的主要目的在于,克服现有技术中的不足,提供一种基于无线传感网 的森林火灾监测系统,实现实时准确地获取森林环境监测数据,可采集大范围监测数据,从 而为火灾的发生和蔓延情况提供预测数据,有助于相关部门根据监测数据制定切实有效的 防治策略。
[0007] 为了达到上述目的,本实用新型所采用的技术方案是:
[0008] 一种基于无线传感网的森林火灾监测系统,包括依次相连的采集模块、网关模块 和监控终端,所述采集模块和网关模块通过zigbee无线传感网进行信息交互,所述网关模 块和监控终端通过GPRS无线网络进行信息交互;
[0009] 所述采集模块包括Zigbee子节点收发模块,均与zigbee子节点收发模块相连的若 干采集传感器,以及为zigbee子节点收发模块和采集传感器供电的第一电源模块;若干采 集传感器包括温湿度传感器、光照强度传感器、大气压传感器和烟雾浓度传感器,用于采集 森林环境中对应的温湿度、光照强度、大气压强和烟雾浓度的监测数据;
[0010]所述网关模块包括依次相连的zigbee参考节点收发模块、单片机模块和GPRS通信 模块,以及为zigbee参考节点收发模块和单片机模块供电的第二电源模块;
[0011]所述zigbee子节点收发模块将采集的监测数据通过zigbee参考节点收发模块发 送给单片机模块进行监测数据汇总,所述单片机模块通过GPRS通信模块将汇总的监测数据 发送给监控终端。
[0012] 本实用新型进一步设置为:所述监控终端包括PC服务器。
[0013] 本实用新型进一步设置为:所述监控终端还包括智能手机,所述智能手机通过因 特网与PC服务器进行信息交互。
[0014] 本实用新型进一步设置为:所述zigbee子节点收发模块采用CC2530芯片。
[0015] 本实用新型进一步设置为:所述zigbee参考节点收发模块用于根据zigbee子节点 收发模块的信号强弱获取安装位置信息,并将安装位置信息发送给单片机模块。
[0016]本实用新型进一步设置为:所述单片机模块采用STM32F103RCTA单片机。
[0017] 本实用新型进一步设置为:所述第一电源模块为干电池。
[0018] 本实用新型进一步设置为:所述第二电源模块为锂电池。
[0019]与现有技术相比,本实用新型具有的有益效果是:
[0020]通过采集模块、网关模块和监控终端的设置,其中采集模块和网关模块通过 zigbee无线传感网进行信息交互,网关模块和监控终端通过GPRS无线网络进行信息交互, 数据传输快速安全,设备成本低且低功耗,可大幅减少布线造成的巨大人力和财力耗费;而 采集模块中若干采集传感器的应用,可全方面对森林的环境数据进行采集,从而提高判断 发生森林火灾的准确率和及时性。
[0021]上述内容仅是本实用新型技术方案的概述,为了更清楚的了解本实用新型的技术 手段,下面结合附图对本实用新型作进一步的描述。
附图说明
[0022]图1为本实用新型一种基于无线传感网的森林火灾监测系统的结构框图。
具体实施方式
[0023]下面结合说明书附图,对本实用新型作进一步的说明。
[0024] 如图1所示的一种基于无线传感网的森林火灾监测系统,包括依次相连的采集模 块、网关模块和监控终端,所述采集模块和网关模块通过zigbee无线传感网进行信息交互, 所述网关模块和监控终端通过GPRS无线网络进行信息交互。
[0025]所述采集模块包括zigbee子节点收发模块,均与zigbee子节点收发模块相连的若 干采集传感器,以及为zigbee子节点收发模块和采集传感器供电的第一电源模块;若干采 集传感器包括温湿度传感器、光照强度传感器、大气压传感器和烟雾浓度传感器,用于采集 森林环境中对应的温湿度、光照强度、大气压强和烟雾浓度的监测数据。
[0026]所述网关模块包括依次相连的zigbee参考节点收发模块、单片机模块和GPRS通信 模块,以及为zigbee参考节点收发模块和单片机模块供电的第二电源模块。所述第一电源 模块为干电池,所述第二电源模块为锂电池;采用电池供电,使得采集模块和网关模块均具 有低功耗的优点,可大幅延长其使用寿命。
[0027] 所述zigbee子节点收发模块采用CC2530芯片,将采集的监测数据通过zigbee参考 节点收发模块发送给单片机模块进行监测数据汇总;所述zigbee参考节点收发模块还用于 根据zigbee子节点收发模块的信号强弱获取安装位置信息,并将安装位置信息发送给单片 机模块,采用Z igbee技术进行采集模块的定位,相比较其他定位系统,功耗低、准确率高。 [0028]所述单片机模块通过GPRS通信模块将汇总的监测数据发送给监控终端,单片机模 块采用STM32F103RCTA单片机,其有着强大快速的信息处理能力、低成本低功耗的优点,非 常适用于森林火灾监测。
[0029]所述监控终端包括PC服务器和智能手机,所述智能手机通过因特网与PC服务器进 行信息交互;监控终端能够实时准确地显示监测林区的温湿度、光照强度、大气压以及烟雾 浓度等森林环境数据信息,有助于监测展开更加迅速,提高工作效率。
[0030]本实用新型的创新点在于,通过多个采集传感器采集监测林区的环境信息,以 Zigbee无线传感器网为技术核心,将采集到的大量森林环境数据发送给网关模块,网关模 块中的单片机模块将这些数据汇总后,经由GPRS网络以无线的方式发送至远端的监控终 端,实现实时准确地显示监测林区的温湿度、光照强度、大气压以及烟雾浓度等森林环境数 据信息,从而为火灾的发生和蔓延情况提供预测数据。
[0031]以上所述,仅是本实用新型的较佳实施例而已,并非对本实用新型作任何形式上 的限制,虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上,然而并非用以限定本实用新型,任何熟 悉本专业的技术人员,在不脱离本实用新型技术方案范围内,当可利用上述揭示的技术内 容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例,但凡是未脱离本实用新型技术方案的内 容,依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何的简单修改、等同变化与修饰,均 仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (8)

1. 一种基于无线传感网的森林火灾监测系统,其特征在于:包括依次相连的采集模块、 网关模块和监控终端,所述采集模块和网关模块通过zigbee无线传感网进行信息交互,所 述网关模块和监控终端通过GPRS无线网络进行信息交互; 所述采集模块包括zigbee子节点收发模块,均与zigbee子节点收发模块相连的若千采 集传感器,以及为zigbee子节点收发模块和采集传感器供电的第一电源模块;若干采集传 感器包括温湿度传感器、光照强度传感器、大气压传感器和烟雾浓度传感器,用于采集森林 环境中对应的温湿度、光照强度、大气压强和烟雾浓度的监测数据; 所述网关模块包括依次相连的zigbee参考节点收发模块、单片机模块和GPRS通信模 块,以及为zigbee参考节点收发模块和单片机模块供电的第二电源模块; 所述zigbee子节点收发模块将采集的监测数据通过zigbee参考节点收发模块发送给 单片机模块进行监测数据汇总,所述单片机模块通过GPRS通信模块将汇总的监测数据发送 给监控终端。
2. 根据权利要求1所述的一种基于无线传感网的森林火灾监测系统,其特征在于:所述 监控终端包括PC服务器。
3. 根据权利要求2所述的一种基于无线传感网的森林火灾监测系统,其特征在于:所述 监控终端还包括智能手机,所述智能手机通过因特网与PC服务器进行信息交互。
4. 根据权利要求1所述的一种基于无线传感网的森林火灾监测系统,其特征在于:所述 zigbee子节点收发模块采用CC2530芯片。
5. 根据权利要求1所述的一种基于无线传感网的森林火灾监测系统,其特征在于:所述 zigbee参考节点收发模块用于根据zigbee子节点收发模块的信号强弱获取安装位置信息, 并将安装位置信息发送给单片机模块。
6. 根据权利要求1所述的一种基于无线传感网的森林火灾监测系统,其特征在于:所述 单片机模块采用STM32F103RCTA单片机。
7. 根据权利要求1所述的一种基于无线传感网的森林火灾监测系统,其特征在于:所述 第一电源模块为干电池。
8. 根据权利要求1所述的一种基于无线传感网的森林火灾监测系统,其特征在于:所述 第二电源模块为锂电池。
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