CN209875374U - 基于风光互补的森林监测设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及监控装置领域，具体涉及一种基于风光互补的森林监测设备，包括塔架和供电部，所述供电部包括风光互补发电装置和蓄电池组，所述风光互补发电装置包括风力发电装置和太阳能发电装置，所述风力发电装置包括风轮和风力发电机，所述风轮与风力发电机相连接并设置在塔架上，所述太阳能发电装置设置在塔架周围，所述太阳能发电装置包括电阳能电池板和高度可调的支架，所述电阳能电池板固定设置在支架上，所述风力发电机和电阳能电池板均与蓄电池组电连接。本实用新型能够利用风光互补发电装置对监测设备进行供电，解决了在森林中铺设电缆成本过高或者森林监测设备无法接入市电的问题。

Description

基于风光互补的森林监测设备

技术领域

本实用新型涉及监控装置领域，尤其涉及基于风光互补的森林监测设备。

背景技术

目前，为了对森林火灾进行预防，监控中心在森林中的制高点搭建有远程视频监控装置，使得许多火情能够及早被发现，监控中心能及时采取有效措施，精准把控扑火时间。但是森林的位置基本都处于远离人区的地方，而森林中的火灾远程视频监控装置需要电力的供应，在森林中又存在铺设电缆成本过高或者无法接入市电的情况。

实用新型内容

本实用新型主要解决的技术问题在于提供一种基于风光互补的森林监测设备，解决在森林中铺设电缆成本过高或者森林监测设备无法接入市电的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种基于风光互补的森林监测设备，包括塔架和供电部，所述供电部包括风光互补发电装置和蓄电池组，所述风光互补发电装置包括风力发电装置和太阳能发电装置，所述风力发电装置包括风轮和风力发电机，所述风轮与风力发电机相连接并设置在塔架上，所述太阳能发电装置设置在塔架周围，所述太阳能发电装置包括电阳能电池板和高度可调的支架，所述电阳能电池板固定设置在支架上，所述风力发电机和电阳能电池板均与蓄电池组电连接。

本实用新型的工作原理及优点在于：

森林中的风能带动风轮旋转，风轮带动风力发电机进行发电，产生的电能可经过转换存储进蓄电池组中；太阳能电池板将自然界中的光能转换为电能存储进蓄电池组中。风能发电组、太阳能发电组互补结合的设置，使得在风力小的时候，可依靠太阳能发电组利用太阳能发电，而太阳光弱的时候，可依靠风能发电组利用风能进行发电，风能发电与太阳能发电互补结合的设置可获得稳定的电能，便于森林监测设备的正常工作，无需电网来供电，制造成本比大范围铺设电缆成本低。

进一步，塔架上设有若干个安装部，所述安装部上安装有外接器件，所述外接器件包括环境监测装置、避雷针、多功能监测装置、防盗摄像头和风力发电装置，每个所述安装部均采用插拔式结构与外接器件连接，所述安装部包括环境监测装置安装部、避雷针安装部、多功能监测装置安装部、防盗摄像头安装部、以及风力发电装置安装部。

安装部采用插拔式结构设计使得安装人员在安装设备时，操作更加方便，省时省力。

进一步，插拔式结构包括用于外接器件插入的插孔，所述插孔内设有用于固定外接器件的固定装置，所述固定装置包括用于抵紧外接器件的抵紧块和第二螺栓，所述抵紧块设于插孔内部并与插孔内壁依靠弹簧连接，所述第二螺栓穿过插孔侧壁且与插孔侧壁螺纹连接，并且所述弹簧套接在第二螺栓穿过插孔侧壁的一端。

通过采用插拔式结构的安装部，各个监测器件只需插入安装部中就可使用，当需拆卸时只需拔出即可，以此方式就可实现即插即用的功能，解决外接器件固定安装在监测支架上，其拆装以及维修更换十分不便的问题。

进一步，塔架的环境监测装置安装部上设有环境监测装置，所述环境监测装置包括烟雾浓度传感器、温度传感器、湿度传感器、风速传感器、风向传感器、光照强度传感器、气压传感器和雨量检测传感器。

环境监测装置能监控温度、湿度、光照强度、风向、风速、雨量、气压、烟雾浓度等信息，为预防森林火灾和为监控中心做出决策提供信息支持。

进一步，塔架的多功能监控装置安装部上设有多功能监控装置，所述多功能监控装置包括红外热成像摄像机和可见光摄像机。

可见光摄像机可在白天监控森林火情、监控对影响森林正常生长的病虫害、监控动物的活动痕迹，而红外热成像摄像机则在夜晚监控森林火情、监控动物的活动痕迹，从而实现昼夜监控森林的目的

进一步，风力发电装置设置在风力发电装置安装部上，所述风力发电装置安装部设于塔架上部。风力发电装置的设置方式能够便于安装与拆卸，而风力发电装置安装部的设置位置，可让风力发电装置更好的与风接触，避免树木的遮挡，提高风力发电装置的发电效率。

进一步，塔架的塔身中部设置有用于固定塔身的固定结构。

由于森林中风比较大，而且塔架安装的设备比较多，在强风的作用下塔架易产生晃动，甚至发生倒塌，从而损坏塔架上的设备，因此需要将塔架的塔身固定好，避免造成损失。

进一步，固定结构包括固定环、钢索和固定钉，所述固定环固定设置在塔架上，所述钢索一端固定连接在固定环上，另一端与固定钉固定连接并设置在土中。结构简单，安装方便。

附图说明

图1为本实用新型基于风光互补的森林监测设备实施例的整体结构示意图；

图2为图1太阳能电池板与支架的安装后的侧视图；

图3为图2第一支撑架与第二支撑架的结构及连接关系的轴测图；

图4为外接器件插入插孔后的横向剖视图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

说明书附图中的附图标记包括：避雷针1、多功能监测装置2、风力发电机3、风轮4、防盗摄像头5、塔架6、固定环7、钢索8、控制柜9、太阳能电池板10、支撑梁11、第一支撑杆12、固定通孔13、第二支撑杆14、第一螺栓15、螺母16、插孔17、抵紧块18、第二螺栓19、弹簧20、外接器件21。

实施例基本如附图1所示：一种基于风光互补的森林监测设备，包括塔架6和供电部；所述塔架采用多段式结构设计，其连接处采用法兰盘固定连接，运输、实施安装更具便捷性。所述塔架6上高度集成有若干个安装部，所述安装部上安装有外接器件，每个所述安装部均采用插拔式结构与外接器件连接，所述安装部包括环境监测装置安装部、避雷针安装部、多功能监测装置安装部、防盗摄像头安装部、控制柜安装部、以及风力发电装置安装部。

如图4所示，插拔式结构包括用于外接器件21插入的插孔17，所述插孔17内设有用于固定外接器件21的固定装置，所述固定装置包括用于抵紧外接器件21的抵紧块18和第二螺栓19，所述抵紧块18设于插孔17内部并与插孔17内壁依靠弹簧20连接，所述第二螺栓19穿过插孔17侧壁且与插孔17侧壁螺纹连接，并且所述弹簧20套接在第二螺栓19穿过插孔17侧壁的一端。

外接器件包括环境监测装置、避雷针1、多功能监测装置2、防盗摄像头5、控制柜9、以及风力发电装置，所述环境监测装置、避雷针1、多功能监测装置2、防盗摄像头5、控制柜9、以及风力发电装置分别对应安装在各自的安装部上，安装部上的导线设置在塔架6内部。

多功能监测装置安装部设置在塔架6顶部，所述多功能监测装置2包括红外热成像摄像机、可见光摄像机和转动平台，所述红外热成像摄像机、可见光摄像机均设置在转动平台上，可实现360°旋转全方位监测。

避雷针安装部设置在多功能监测装置安装部之下，避雷针1的顶端高度高于多功能监控装置的高度。

环境监测装置包括烟雾浓度传感器、温度传感器、湿度传感器、风速传感器、风向传感器、光照强度传感器、气压传感器和雨量检测传感器，环境监测装置安装部可依据传感器的实际尺寸、功能来合理设置。

塔架6的防盗摄像头安装部上设置有防盗摄像头5，所述塔架6上还设有三鉴探测器、拾音器和音响，防盗摄像头5、三鉴探测器、拾音器和音响组合成防盗系统可提高防盗效果。所述防盗摄像头安装部与风力发电装置安装部可组合设置，充分利用塔架空间。

塔架6的塔身中部设置有用于固定塔身的固定结构，所述固定结构包括三个均匀周向固定设置在塔身上的固定环7、三根钢索8和三个固定钉，每根所述钢索8一端固定连接在固定环7上，另一端与固定钉固定连接并设置在土中。

供电部包括风光互补发电装置和蓄电池组，所述风光互补发电装置包括风力发电装置和太阳能发电装置，所述风力发电装置包括风轮4、整流器和风力发电机3，所述风轮4与风力发电机3相连接并设置在塔架6上部，整流器用于交流电转换为直流电且连接在风力发电机3与蓄电池组之间，所述太阳能发电装置设置在塔架6周围，所述太阳能发电装置包括电阳能电池板和高度可调的支架，所述电阳能电池板固定设置在支架上，所述风力发电机3和电阳能电池板均与蓄电池组电连接，所述蓄电池地面安装或者是埋地安装。

固定结构下方设有控制柜9，控制柜9安装在控制柜安装部上，所述控制柜9包括太阳能控制器、风机控制器、交换机、逆变器和通信装置，所述逆变器能够将蓄电池组输出的直流电转换为交流电并提供给交流负载；所述交换机在控制柜9中完成各种监测数据的汇集，并通过通信装置将森林监测设备采集到的信息发送给监控中心。

如图2、图3所示，支架包括两根平行设置的支撑梁11和四组支撑杆，太阳能电池板固定在两根支撑梁11上，每根支撑梁11的两端均铰接有一组支撑杆，每组所述支撑杆包括第一支撑杆12和第二支撑杆14，所述第一支撑杆12和第二支撑杆14的横截面均为匚形，所述第一支撑杆12的顶部与支撑梁11铰接，所述第二支撑杆14套设在第一支撑杆12外部并与第一支撑滑动连接，所述第一支撑杆12和第二支撑杆14的两侧壁上设置有多组平行设置的固定通孔13，所述第一支撑杆12和第二支撑杆14采用第一螺栓15穿过固定通孔13来固定，然后使用螺母16将螺栓15拧紧，所述第一螺栓15、螺母16采用非金属材料，防止生锈不便于拆卸或调整，所述第二支撑杆14底部可通过水泥混凝土固定在土地中。

具体实施过程如下：

将环境监测装置、避雷针1、多功能监测装置2、防盗摄像头5、以及风力发电装置分别对应安装在塔架6的安装部上，太阳能电池板10设置在支架上，调节第一支撑杆12在第二支撑内滑动的位置并固定，将太阳能电池板10倾斜成一定角度，使得太阳能电池板10的受光面配合太阳的照射角度，提高太阳能电池板10的利用效率。

森林中的风能带动风轮4旋转，风轮4带动风力发电机3进行发电，产生的电能可经过整流器转换存储进蓄电池组中；太阳能电池板10将自然界中的光能转换为电能存储进蓄电池组中。风能发电组、太阳能发电组互补结合的设置，使得在风力小的时候，可依靠太阳能发电组利用太阳能发电，而太阳光弱的时候，可依靠风能发电组利用风能进行发电，风能发电与太阳能发电互补结合的设置可获得稳定的电能，便于森林监测设备的正常工作，无需电网来供电。

蓄电池组可直接给直流负载供电，也可经过逆变器转换成交流电提供给交流负载。

防盗报警摄像头能实现对塔架6下方全天候监控，当有人或者是动物靠近塔架6时由三鉴探测器探测到以后向监控中心发出报警信息，监控中心收到报警信号弹出报警画面、发出报警声音。监控中心人员可利用防盗系统与接近塔架的人员进行实时语音沟通，及时警告人员远离塔架，为设备安全保驾护航，同时也对乱砍乱伐的行为进行监控和警告。

环境监测装置能监控温度、湿度、光照强度、风向、风速、雨量、气压、烟雾浓度等信息，交换机在控制柜中完成各种监测数据信息的汇集，并通过通信装置将森林监测设备采集到的信息发送监控中心，为预防森林火灾和监控中心做出决策提供信息支持。

多功能监控装置负责全天候对林区自动扫描，利用可见光摄像机与红外热成像摄像机，可是识别大范围远距离森林火情，同时对林区植被情况、病虫害情况、火情现场情况、动物活动情况进行实时观察、监控，并可对林火扑救的远程指挥提供可靠的依据。

以上所述的仅是本实用新型的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述，所属领域普通技术人员知晓申请日或者优先权日之前实用新型所属技术领域所有的普通技术知识，能够获知该领域中所有的现有技术，并且具有应用该日期之前常规实验手段的能力，所属领域普通技术人员可以在本申请给出的启示下，结合自身能力完善并实施本方案，一些典型的公知结构或者公知方法不应当成为所属领域普通技术人员实施本申请的障碍。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本实用新型的保护范围，这些都不会影响本实用新型实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (6)

1.基于风光互补的森林监测设备，包括塔架和供电部，其特征在于：所述供电部包括风光互补发电装置和蓄电池组，所述风光互补发电装置包括风力发电装置和太阳能发电装置，所述风力发电装置包括风轮和风力发电机，所述风轮与风力发电机相连接并设置在塔架上，所述太阳能发电装置设置在塔架周围，所述太阳能发电装置包括电阳能电池板和高度可调的支架，所述电阳能电池板固定设置在支架上，所述风力发电机和电阳能电池板均与蓄电池组电连接；

所述塔架上设有若干个安装部，所述安装部上安装有外接器件，所述外接器件包括环境监测装置、避雷针、多功能监测装置、防盗摄像头和风力发电装置，每个所述安装部均采用插拔式结构与外接器件连接，所述安装部包括环境监测装置安装部、避雷针安装部、多功能监测装置安装部、防盗摄像头安装部、以及风力发电装置安装部；多功能监测装置安装部设置在塔架顶部，避雷针安装部设置在多功能监测装置安装部之下，避雷针的顶端高度高于多功能监控装置的高度；

所述插拔式结构包括用于外接器件插入的插孔，所述插孔内设有用于固定外接器件的固定装置，所述固定装置包括用于抵紧外接器件的抵紧块和第二螺栓，所述抵紧块设于插孔内部并与插孔内壁依靠弹簧连接，所述第二螺栓穿过插孔侧壁且与插孔侧壁螺纹连接，并且所述弹簧套接在第二螺栓穿过插孔侧壁的一端。

2.根据权利要求1所述的基于风光互补的森林监测设备，其特征在于：所述塔架的环境监测装置安装部上设有环境监测装置，所述环境监测装置包括烟雾浓度传感器、温度传感器、湿度传感器、风速传感器、风向传感器、光照强度传感器、气压传感器和雨量检测传感器。

3.根据权利要求1所述的基于风光互补的森林监测设备，其特征在于：所述塔架的多功能监控装置安装部上设有多功能监控装置，所述多功能监控装置包括红外热成像摄像机和可见光摄像机。

4.根据权利要求1所述的基于风光互补的森林监测设备，其特征在于：所述风力发电装置设置在风力发电装置安装部上，所述风力发电装置安装部设于塔架上部。

5.根据权利要求1所述的基于风光互补的森林监测设备，其特征在于：所述塔架的塔身中部设置有用于固定塔身的固定结构。

6.根据权利要求5所述的基于风光互补的森林监测设备，其特征在于：所述固定结构包括固定环、钢索和固定钉，所述固定环固定设置在塔架上，所述钢索一端固定连接在固定环上，另一端与固定钉固定连接并设置在土中。