CN208400258U - 一种用于森林防火的智能监测终端 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于森林防火的智能监测终端。包括用于将直流电源和信息分离的以太网接口模块、用于将以太网接口模块分离出的直流电源转换成其他模块的供电电源的直流电源生成模块、蓄电池模块、主控制器、SD卡存储模块、用于连接不同类型子卡的子卡插槽和若干个不同类型的可拔插的子卡；所述以太网接口模块用于连接POE以太网交换机；所述直流电源生成模块连接主控制器、以太网接口模块、SD卡存储模块和子卡插槽；所述主控制器连接以太网接口模块、SD卡存储模块和子卡插槽；所述子卡用于连接不同类型的传感器模块。本实用新型不仅支持网线供电也支持蓄电池供电，能够智能地切换供电方式，安装简单，组网方便。

Description

一种用于森林防火的智能监测终端

技术领域

本实用新型涉及防火监测技术领域，具体的说是一种用于森林防火的智能监测终端。

背景技术

森林火灾的发生会严重危害人畜的生命安全，破坏生态环境，给国家经济造成巨大的损失，全国各地的林业部门一直非常重视森林防火工作。准确的对森林火灾进行预防、检测、定位、报警，能够帮助林业管理部门提高对林业重大突发事件的快速反应能力和科学决策水平。森林防火措施除了人工巡逻外，现代科技手段在森林防火方面通常是在监测点附近安装监测终端，以获得监测点的温度、湿度、烟雾颗粒等信息，这些环境信息一旦超过我们事先设定的阈值，监测终端会及时将报警信息发送给远程控制中心，以通知相关人员进行救灾减灾工作。

现有的森林防火监测终端的供电通常有两种方式：一种是使用电池组供电，由于电池组电量有限，需要定期充电；另一种是将220V市电转换成低压直流电后给监测终端供电，需要将电线铺设到监测点附近。另外，现有的单个监测终端通常只能支持固定数量的传感器节点，通用性和扩展性差。

现有技术中的森林防火监测终端的缺点是：供电系统安装成本高或者蓄电池充换电繁琐；通用性和扩展性差，数据处理能力差。

实用新型内容

针对现有技术中存在的上述不足之处，本实用新型要解决的技术问题是提供一种用于森林防火的智能监测终端。

本实用新型为实现上述目的所采用的技术方案是：一种用于森林防火的智能监测终端，包括用于将直流电源和信息分离的以太网接口模块、用于将以太网接口模块分离出的直流电源转换成其他模块的供电电源的直流电源生成模块、用于提供直流电源的蓄电池模块、用于实现与交换机之间进行以太网通信的主控制器、用于存储主控制器的处理结果的SD卡存储模块、用于连接不同类型子卡的子卡插槽和若干个不同类型的可拔插的子卡；所述以太网接口模块用于连接POE以太网交换机；所述直流电源生成模块连接主控制器、以太网接口模块、SD卡存储模块和子卡插槽；所述主控制器连接以太网接口模块、SD卡存储模块和子卡插槽；所述子卡用于连接不同类型的传感器模块。

所述主控制器采用DSP。

所述以太网接口模块包括RJ45连接器、用于将将电源和信息分离网络变压器、PD接口控制器和以太网控制器，所述RJ45连接器用于连接POE以太网交换机，所述RJ45连接器连接网络变压器，所述网络变压器连接PD接口控制器和以太网控制器，所述PD接口控制器用于连接直流电源生成模块，所述以太网控制器用于连接主控制器。

所述直流电源生成模块包括用于将12V输入电压稳压到12V输出电压的稳压芯片、用于将12V输入电压降压到3.3V输出电压的第一直流变压芯片、用于将12V输入电压降压到1.8V输出电压的第二直流变压芯片、用于将12V输入电压降压到1.5V输出电压的第三直流变压芯片和用于将12V输入电压降压到1.0V输出电压的第四直流变压芯片。

所述传感器模块的类型根据监测点实际需要选择，包括烟雾传感器、红外传感器、温度传感器，以及GPS定位传感器、4G无线通信模块中的一种或若干种。

所述蓄电池模块包括电池充放电管理电路和蓄电池。

本实用新型具有以下优点及有益效果：

1、本实用新型不仅支持网线供电也支持蓄电池供电，能够智能地切换供电方式，安装简单，组网方便。

2、本实用新型中不同的传感器设备通过可拔插的子卡与主控制器通信，因此本实用新型支持的传感器的类型和数量可变，通用性和可扩展性强，能够很好的适应野外的复杂环境。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图；

图2为本实用新型的以太网接口模块的结构示意图；

图3为本实用新型的直流电源生成模块的结构示意图；

图4为本实用新型的蓄电池模块的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。

如图1所示，本实用新型由以太网接口模块1、直流电源生成模块2、蓄电池模块3、主控制器4、SD卡存储模块5、子卡插槽6，子卡7以及传感器模块8，共8部分组成。在电气连接上，以太网接口模块1分别与直流电源生成模块2和主控制器4相连；直流电源生成模块2与本实用新型中的其他7个电路模块均相连；蓄电池模块3与直流电源生成模块2相连；主控制器4分别与以太网接口模块1、直流电源生成模块2、蓄电池模块3、SD卡存储模块5和子卡插槽6相连；SD卡存储模块5分别与直流电源生成模块2、主控制器4相连；子卡插槽6分别与直流电源生成模块2、主控制器4、子卡7相连；子卡7分别与子卡插槽6和传感器模块8相连；传感器模块8与子卡7相连。

以太网接口模块1的作用是接收POE以太网网线上传输的直流电源和信息，并将直流电源和信息分离开，分别送给直流电源生成模块2和主控制器4。

直流电源生成模块2的作用是将以太网接口模块1分离出来的直流电源转换成多种较低电压值的直流电源以供本实用新型上的相应电路模块使用。

蓄电池模块3的作用是当POE以太网意外中断供电后，由蓄电池组给本实用新型的用电模块供电，以保证本实用新型正常工作。

主控制器4采用数字信号处理器(DSP)，其作用是数据处理、逻辑控制等，同时实现了本实用新型与交换机之间的以太网通信。

SD卡存储模块5的作用是存储主控制器4对采样数据的处理结果。

子卡插槽6由若干个连接器组成，用以连接不同类型的子卡，实现子卡与主控制器4进行通信。

子卡模块7由不同类型的可拔插的子卡组成，用以调理相应的传感器信号并对其进行采样，然后通过子卡插槽6将采样数据送往主控制器4。

传感器模块8的作用是感知监测点的不同环境变量。

原理说明：首先是以太网接口模块1接收POE以太网交换机通过网线发送过来的直流电源和信息，将直流电源和信息分离开后分别送给直流电源生成模块2和主控制器4。直流电源生成模块2将得到的直流电源转换成多种较低电压值的电源以供本实用新型上的其他电路模块使用。主控制器4自动检测子卡插槽6中插入的子卡类型和数量，并控制子卡对相应的传感器信号进行采样，并将采样结果存储于SD卡存储模块5中。存储一定数量的采样数据后，由主控制器4读取SD卡存储模块5中存储的采样数据并通过以太网接口模块1发送给以太网交换机。一旦由于意外原因导致POE以太网供电中断，蓄电池模块3立即成为电源开始放电，同时本实用新型会通过4G无线方式发出报警信号给控制中心。

本实用新型的技术方案通过以下几个步骤来实现：

A1)POE以太网交换机将信息和48V直流电源通过同一根CAT-5网线传输给本实用新型的以太网接口模块1。

A2)以太网接口模块1接收网线上传输的直流电源和信息，将电源和信息分离开后分别送给直流电源生成模块2和主控制器4。

A3)直流电源生成模块2将得到的直流电源转换成多种较低电压值的电源以供本实用新型上的其他电路模块使用。

A4)主控制器4自动检测子卡插槽6中插入的子卡类型和数量，控制子卡对相应的传感器信号进行采样并接收和处理采样数据，然后将处理结果存储于SD卡存储模块5中。

A5)存储一段时间后，由主控制器4将SD卡存储模块5中存储的数据通过以太网接口模块1发送给以太网交换机。

A6)在POE以太网正常供电情况下，蓄电池模块3处于充电状态；一旦由于意外原因导致POE以太网供电中断，蓄电池模块3立即成为电源开始放电，同时本实用新型会通过4G无线方式发出报警信号给控制中心。

如图2所示，以太网接口模块1由RJ45连接器、网络变压器、PD接口控制器(用电设备接口控制器)、以太网PHY(以太网物理层接口控制器)组成；)POE以太网交换机发送过来的信息和48V直流电源由RJ45连接器接收，并传输到网络变压器；网络变压器将信息和48V直流电源进行分离，并将48V直流电源传输给PD接口控制器，将信息传递给以太网PHY；PD接口控制器将48V直流电压转换成12V直流电压并传输给直流电源生成模块2；以太网PHY将信息转换成以太网MAC层信息并发送给主控制器4。

如图3所示，直流电源生成模块2由稳压芯片、第一直流变压芯片、第二直流变压芯片、第三直流变压芯片、第四直流变压芯片组成；稳压芯片和所有直流变压芯片的输入端均相连，都是接收PD接口控制器传输过来的12V直流电压；稳压芯片将12V直流输入电压稳压为12V后输出给蓄电池模块3供电。第一直流变压芯片将12V直流输入电压降压到3.3V输出；第二直流变压芯片将12V直流输入电压降压到1.8V输出；第三直流变压芯片将12V直流输入电压降压到1.5V输出；第四直流变压芯片将12V直流输入电压降压到1.0V输出。

根据监测点实际需要选择不同类型的传感器，比如烟雾传感器、红外传感器、温度传感器，以及GPS定位传感器、4G无线通信模块，并将不同类型的传感器连接到相应的子卡上，子卡的作用是对相应的传感器信号进行调理和采样；将子卡插到相应的子卡插槽6上；主控制器4自动检测子卡插槽6中插入的子卡类型和数量，并控制子卡对相应的传感器信号进行调理和采样；主控制器4接收采样数据并将处理结果存储于SD卡存储模块5中。

如图4所示，蓄电池模块3由电池充放电管理电路、蓄电池组组成。在POE以太网正常供电情况下，在电池充放电管理电路的控制下，直流电源生成模块2生成的12V直流电源给蓄电池组充电；当由于意外原因导致POE供电中断后，电池充放电管理电路会立即控制蓄电池组放电，给直流电源生成模块2提供12V直流电源，从而保证本实用新型能够持续正常运行；同时，主控制器4启动GPS对本监测点进行定位，并将位置信息和报警信息通过4G无线通信的方式发送给控制中心，以通知相关人员进行设备维修。

本实用新型是一种符合POE标准的设备终端，通常情况下由POE以太网网线给各个电路模块供电，同时给蓄电池组充电；当意外断网后，本实用新型会自动切换到蓄电池供电方式，从而实现了设备的连续正常运行，同时启动GPS对本监测点进行定位，并将位置信息和报警信息通过4G无线通信的方式发送给控制中心，以通知相关人员进行设备维修。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种用于森林防火的智能监测终端，其特征在于，包括用于将直流电源和信息分离的以太网接口模块、用于将以太网接口模块分离出的直流电源转换成以太网接口模块、蓄电池模块、主控制器、SD卡存储模块和子卡插槽的供电电源的直流电源生成模块、用于提供直流电源的蓄电池模块、用于实现与交换机之间进行以太网通信的主控制器、用于存储主控制器的处理结果的SD卡存储模块、用于连接不同类型子卡的子卡插槽和若干个不同类型的可拔插的子卡；所述以太网接口模块用于连接POE以太网交换机；所述直流电源生成模块连接蓄电池模块、主控制器、以太网接口模块、SD卡存储模块和子卡插槽；所述主控制器连接以太网接口模块、SD卡存储模块和子卡插槽；所述子卡用于连接不同类型的传感器模块。

2.根据权利要求1所述的一种用于森林防火的智能监测终端，其特征在于，所述主控制器采用DSP。

3.根据权利要求1所述的一种用于森林防火的智能监测终端，其特征在于，所述以太网接口模块包括RJ45连接器、用于将电源和信息分离网络变压器、PD接口控制器和以太网控制器，所述RJ45连接器用于连接POE以太网交换机，所述RJ45连接器连接网络变压器，所述网络变压器连接PD接口控制器和以太网控制器，所述PD接口控制器用于连接直流电源生成模块，所述以太网控制器用于连接主控制器。

4.根据权利要求1所述的一种用于森林防火的智能监测终端，其特征在于，所述直流电源生成模块包括用于将12V输入电压稳压到12V输出电压的稳压芯片、用于将12V输入电压降压到3.3V输出电压的第一直流变压芯片、用于将12V输入电压降压到1.8V输出电压的第二直流变压芯片、用于将12V输入电压降压到1.5V输出电压的第三直流变压芯片和用于将12V输入电压降压到1.0V输出电压的第四直流变压芯片。

5.根据权利要求1所述的一种用于森林防火的智能监测终端，其特征在于，所述传感器模块的类型根据监测点实际需要选择，包括烟雾传感器、红外传感器、温度传感器，以及GPS定位传感器、4G无线通信模块中的一种或若干种。

6.根据权利要求1所述的一种用于森林防火的智能监测终端，其特征在于，所述蓄电池模块包括电池充放电管理电路和蓄电池。