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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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
技术领域
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
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。
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。
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。
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
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。
为了达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：
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；
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；
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。
本实用新型进一步设置为：所述监控终端包括PC服务器。
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。
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。
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。
本实用新型进一步设置为：所述单片机模块采用STM32F103RCTA单片机。
本实用新型进一步设置为：所述第一电源模块为干电池。
本实用新型进一步设置为：所述第二电源模块为锂电池。
与现有技术相比，本实用新型具有的有益效果是：
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。
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
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
下面结合说明书附图，对本实用新型作进一步的说明。
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。
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。
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。
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zigbee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。
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。
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。
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。
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；
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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