CN212367425U - 一种用于森林安全监测的节点装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于森林安全监测的节点装置，包括主控模块以及连接至主控模块的定位模块、数据采集模块、视频采集模块、通信模块和供电单元，其中，定位模块用于获取节点装置处的位置信息；数据采集模块用于采集当前位置的环境数据；视频采集模块用于采集当前位置的视频图像；主控模块用于对环境数据和视频图像进行存储，并进行分析以获知当前位置环境状况；通信模块用于将位置信息、环境数据及视频图像发送至中继节点或远程监测中心，供电模块用于为节点装置供电。该装置结构简单，可根据被监测区域采集的数据进行安全预警，且能够实现对森林环境的远程监控。

Description

一种用于森林安全监测的节点装置

技术领域

本实用新型属于环境监测技术领域，具体涉及一种用于森林安全监测的节点装置。

背景技术

环境监测这一概念最初是随着核工业的发展而产生的，由于放射性物质对人及周围环境的威胁，迫使人们对核设施进行监测，测量其强度，并可随时警报。如今工业和科学在我国飞速的发展着，环境的监测工作也逐渐的从工业污染方面的监测发展到了整体环境方面的监测。也就是说现在我国的环境监测不光是对工业方面的污染进行监测，同时还对生物和生态变化所产生的污染进行监测。

森林是重要的生产资源及环境资源，对于人类可持续发展具有重要的意义，不但可提供人类发展所需的木材及相关原材料，更可保持水土，减低水土流失及泥石流等自然灾害，同时还可阻挡风沙，遏制沙尘侵袭。因此，森林保护一直是人们关心的重要话题。传统的森林监控系统主要应用于森林防火，但是一般仅是对温度、烟雾浓度进行监测，监测参数比较少，功能单一。

实用新型内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本实用新型提供了一种用于森林安全监测的节点装置。本实用新型要解决的技术问题通过以下技术方案实现：

本实用新型提供了一种用于森林安全监测的节点装置，包括主控模块以及连接至所述主控模块的定位模块、数据采集模块、视频采集模块、通信模块和供电模块，其中，

所述定位模块用于获取所述节点装置处的位置信息；

所述数据采集模块用于采集当前位置的环境数据，所述环境数据至少包括当前位置处的风速数据、温度数据和湿度数据；

所述视频采集模块用于采集当前位置的视频图像；

所述主控模块用于对所述环境数据和所述视频图像进行存储，并进行分析以获知当前位置环境状况；

所述通信模块用于将所述位置信息、所述环境数据及所述视频图像发送至中继节点或远程监测中心；

所述供电模块用于为所述节点装置供电。

在本实用新型的一个实施例中，所述数据采集模块包括风速传感器、温度传感器和湿度传感器，分别用于采集当前位置处的风速、温度和湿度。

在本实用新型的一个实施例中，所述定位模块为GPS，所述通信模块为GPRS。

在本实用新型的一个实施例中，所述视频采集模块为监控摄像机，安装在林区制高点，用于在预设条件下对周围林区环境进行旋转拍摄。

在本实用新型的一个实施例中，所述主控模块包括显示屏、数据处理单元和数据存储单元，其中，所述显示屏用于实时显示采集的所述风速、温度和湿度；

所述数据处理单元包括第一阈值设定子单元和第一比较子单元，其中，所述第一阈值设定子单元用于预先设定所述风速、温度和湿度的安全阈值；

所述第一比较子单元用于将采集的所述风速、温度和湿度分别与对应的安全阈值进行比较，并在比较结果为异常数据时向所述视频采集模块发出视频采集指令，以控制所述视频采集模块对周围林区环境进行拍摄，获取视频图像；

所述数据存储单元用于存储所述环境数据、所述位置信息和所述视频图像。

在本实用新型的一个实施例中，所述显示屏为LCD显示屏。

在本实用新型的一个实施例中，所述数据采集模块还包括颗粒浓度传感器和CO浓度传感器，分别用于采集当前位置处的颗粒浓度和CO浓度。

在本实用新型的一个实施例中，所述主控模块还包括LED灯组和蜂鸣器；

所述数据处理单元还包括第二阈值设定子单元和第二比较子单元，其中，

所述第二阈值设定子单元用于预先设定所述颗粒浓度和所述CO浓度的安全阈值；

所述第二比较子单元用于将采集的所述颗粒浓度和所述CO浓度分别与对应的安全阈值进行比较，并在判断结果为异常数据时控制所述LED灯组和/或所述蜂鸣器报警。

在本实用新型的一个实施例中，所述供电模块为光伏发电单元、小型风机发电单元、风光互补发电单元或者蓄电池组中的一种。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：

1、本实用新型用于森林安全监测的节点装置能够对被监测森林当前位置处采集的数据传输至远程监测中心，从而实现对森林环境的远程监测和管理。

2、该节点装置能够采集的环境数据进行实时分析，当当前数据为异常数据时，能够通过视频采集模块进行视频采集并传输至远程监测中心，从而可以通过拍摄的图像或视频数据查看当前区域的实际情况。

3、该节点装置能够采集的环境数据进行实时分析，当当前数据为异常数据时，还可以通过LED灯组和蜂鸣器进行报警，以提醒护林人员进行监控和查看。

以下将结合附图及实施例对本实用新型做进一步详细说明。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的一种用于森林安全监测的节点装置的结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的一种数据采集模块的结构示意图；

图3是本实用新型实施例提供的一种主控模块的结构示意图；

图4是本实用新型实施例提供的一种数据处理单元的结构示意图；

图5是本实用新型实施例提供的另一种数据采集模块的结构示意图；

图6是本实用新型实施例提供的另一种主控模块的结构示意图；

图7是本实用新型实施例提供的另一种数据处理单元的结构示意图。

附图标记说明：

1-主控模块；11-显示屏；12-数据处理单元；121-第一阈值设定子单元；122-第一比较子单元；123-第二阈值设定子单元；124-第二比较子单元；13-数据存储单元；14-LED灯组；15-蜂鸣器；2-定位模块；3-数据采集模块；31-风速传感器；32-温度传感器；33-湿度传感器；34-颗粒浓度传感器；35-CO浓度传感器；4-视频采集模块；5-通信模块；6-供电模块。

具体实施方式

为了进一步阐述本实用新型为达成预定实用新型目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及具体实施方式，对依据本实用新型提出的一种用于森林安全监测的节点装置进行详细说明。

有关本实用新型的前述及其他技术内容、特点及功效，在以下配合附图的具体实施方式详细说明中即可清楚地呈现。通过具体实施方式的说明，可对本实用新型为达成预定目的所采取的技术手段及功效进行更加深入且具体地了解，然而所附附图仅是提供参考与说明之用，并非用来对本实用新型的技术方案加以限制。

应当说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的物品或者设备中还存在另外的相同要素。

实施例一

请参见图1，图1是本实用新型实施例提供的一种用于森林安全监测的节点装置的结构示意图。该节点装置包括主控模块1以及连接至主控模块1的定位模块2、数据采集模块3、视频采集模块4、通信模块5和供电模块6，其中，定位模块2用于获取节点装置处的位置信息；数据采集模块3用于采集当前位置的环境数据，环境数据至少包括当前位置处的风速数据、温度数据和湿度数据；视频采集模块4用于采集当前位置的视频图像；主控模块1用于对环境数据和视频图像进行存储，并进行分析以获知当前位置环境状况；通信模块5用于将位置信息、环境数据及视频图像发送至中继节点或远程监测中心；供电模块6用于为节点装置供电。在本实施例中，定位模块2为GPS模块。

在实际中，可以在森林中指定的待测区域中设置多个节点装置，以同时监测多个位置处的环境数据，此时通过每个节点装置的定位模块2确定数据来自哪个监测区域。

请参见图2，图2是本实用新型实施例提供的一种数据采集模块的结构示意图。本实施例的数据采集模块3包括风速传感器31、温度传感器32和湿度传感器33，分别用于采集当前位置处的风速、温度和湿度。

在本实施例中，通信模块5为GPRS。实际上，该节点装置采集的风速、温度和湿度等数据可以通过通信模块5直接发送至远程监测中心。替换性地，可以在适当的位置处设置中继节点，用于收集附近多个节点装置采集的数据，再通过所述中继节点发送至远程监测中心。

进一步地，视频采集模块4为监控摄像机，安装在林区制高点，用于在预设条件下对周围林区环境进行旋转拍摄，获得周围环境的视频或图像信息。

请参见图3，图3是本实用新型实施例提供的一种主控模块的结构示意图。主控模块1包括显示屏11、数据处理单元12和数据存储单元13，其中，显示屏11用于实时显示采集的风速、温度和湿度。本实施例的显示屏11为LCD显示屏。

请参见图4，图4是本实用新型实施例提供的一种数据处理单元的结构示意图。数据处理单元12包括第一阈值设定子单元121和第一比较子单元122，其中，第一阈值设定子单元121用于预先设定风速、温度和湿度的安全阈值；第一比较子单元122用于将采集的风速、温度和湿度分别与对应的安全阈值进行比较，并在比较结果为异常数据时向视频采集模块4发出视频采集指令，以控制视频采集模块4对周围林区环境进行拍摄，获取视频图像。

具体地，在通常情况下，视频采集模块4处于非工作状态，当第一比较子单元122判断出采集的风速、温度和湿度存在异常情况时，主控模块1会向视频采集模块4发出视频采集指令，以控制视频采集模块4对周围林区环境进行拍摄，获取视频图像。

例如，第一阈值设定子单元121中设定的温度安全阈值为40℃，当采集到某个传感器节点所在区域的环境温度为45度时，该温度已经超过了40℃的安全阈值，说明存在发生森林火灾等灾害的可能性。此时，主控模块1会向视频采集模块4发出视频采集指令，以控制视频采集模块4对周围林区环境进行拍摄，获取视频图像。随后，将位置信息、环境数据连同采集的视频信息一起传输至远程监测中心，位于远程监测中心的工作人员即可根据图像视频信息了解该区域的现场真实情况，验证是否出现在森林火灾等异常问题，从而快速做出相应的反应。

数据存储单元13用于存储环境数据、位置信息和视频图像。

由于视频图像数据通常需要占用很大的存储空间和浪费数据传输时间，因此，本实施例的节点装置仅在采集的数据存在异常情况时才会进行视频采集，从而大大减小了存储空间，减小了数据传输难度。

实施例二

在实施例一的基础上，本实施例提供了另一种用于森林安全监测的节点装置。请参见图5和图6，图5是本实用新型实施例提供的另一种数据采集模块的结构示意图；图6是本实用新型实施例提供的另一种主控模块的结构示意图。本实施例的数据采集模块3还包括颗粒浓度传感器34和CO浓度传感器35，分别用于采集当前位置处的颗粒浓度和CO浓度，主控模块1还包括LED灯组14和蜂鸣器15。

进一步地，请参见图7，图7是本实用新型实施例提供的另一种数据处理单元的结构示意图。在实施例一的基础上，本实施例的数据处理单元12还包括第二阈值设定子单元123和第二比较子单元124，其中，第二阈值设定子单元123用于预先设定颗粒浓度和CO浓度的安全阈值；第二比较子单元124用于将采集的颗粒浓度和CO浓度分别与对应的安全阈值进行比较，并在判断结果为异常数据时控制LED灯组14和/或蜂鸣器15报警。

具体地，第二阈值设定子单元123可以根据危险等级设置一级报警浓度阈值和二级报警浓度阈值。例如，数据处理单元12接收颗粒浓度传感器与CO浓度传感器发送的浓度数据，并通过LCD显示屏11实时显示，第二比较子单元124还实时巡检接收到的浓度数据，当颗粒浓度传感器和/或CO浓度传感器发送的浓度数据达到预设的一级报警浓度阈值时，控制LED聚光灯闪烁发出一级报警，具体表现为一排绿色LED聚光灯闪烁；当颗粒浓度传感器和/或CO浓度传感器发送的浓度数据达到较大浓度，即预设的二级报警浓度阈值时，则控制LED灯组闪烁以及蜂鸣器报警发出二级声光报警，此时，一排红色LED聚光灯闪烁，与此同时，蜂鸣器发出高分贝的“哔、哔”声，以提醒附近的护林人员或救火人员注意可能已经发生火灾。

在其他实施例中，数据采集模块3中还可以包括其他的测量装置或传感器，以根据实际需要测量当前区域的其他参数数据，这里不做限制。

进一步地，供电模块6为光伏发电单元、小型风机发电单元、风光互补发电单元或者蓄电池组中的一种。本实施例的供电模块6为太阳能板，该太阳能板的输出端分别连接定位模块2、数据采集模块3、视频采集模块4和通信模块5，用于为该节点装置进行供电，本实施例通过太阳能进行供电，节约能源。

本实用新型实施例用于森林安全监测的节点装置能够对被监测森林当前位置处采集的数据传输至远程监测中心，从而实现对森林环境的远程监测和管理。该节点装置能够采集的环境数据进行实时分析，当当前数据为异常数据时，能够通过视频采集模块进行视频采集并传输至远程监测中心，从而可以通过拍摄的图像或视频数据查看当前区域的实际情况。该节点装置能够采集的环境数据进行实时分析，当当前数据为异常数据时，还可以通过LED灯组和蜂鸣器进行报警，以提醒附近的护林人员或救火人员进行注意。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种用于森林安全监测的节点装置，其特征在于，包括主控模块(1)以及连接至所述主控模块(1)的定位模块(2)、数据采集模块(3)、视频采集模块(4)、通信模块(5)和供电模块(6)，其中，

所述定位模块(2)用于获取所述节点装置处的位置信息；

所述数据采集模块(3)用于采集当前位置的环境数据，所述环境数据至少包括当前位置处的风速数据、温度数据和湿度数据；

所述视频采集模块(4)用于采集当前位置的视频图像；

所述主控模块(1)用于对所述环境数据和所述视频图像进行存储，并进行分析以获知当前位置环境状况；

所述通信模块(5)用于将所述位置信息、所述环境数据及所述视频图像发送至中继节点或远程监测中心；

所述供电模块(6)用于为所述节点装置供电。

2.根据权利要求1所述的用于森林安全监测的节点装置，其特征在于，所述数据采集模块(3)包括风速传感器(31)、温度传感器(32)和湿度传感器(33)，分别用于采集当前位置处的风速、温度和湿度。

3.根据权利要求1所述的用于森林安全监测的节点装置，其特征在于，所述定位模块(2)为GPS，所述通信模块(5)为GPRS。

4.根据权利要求1所述的用于森林安全监测的节点装置，其特征在于，所述视频采集模块(4)为监控摄像机，安装在林区制高点，用于在预设条件下对周围林区环境进行旋转拍摄。

5.根据权利要求2所述的用于森林安全监测的节点装置，其特征在于，所述主控模块(1)包括显示屏(11)、数据处理单元(12)和数据存储单元(13)，其中，所述显示屏(11)用于实时显示采集的所述风速、温度和湿度；

所述数据处理单元(12)包括第一阈值设定子单元(121)和第一比较子单元(122)，其中，所述第一阈值设定子单元(121)用于预先设定所述风速、温度和湿度的安全阈值；

所述第一比较子单元(122)用于将采集的所述风速、温度和湿度分别与对应的安全阈值进行比较，并在比较结果为异常数据时向所述视频采集模块(4)发出视频采集指令，以控制所述视频采集模块(4)对周围林区环境进行拍摄，获取视频图像；

所述数据存储单元(13)用于存储所述环境数据、所述位置信息和所述视频图像。

6.根据权利要求5所述的用于森林安全监测的节点装置，其特征在于，所述显示屏(11)为LCD显示屏。

7.根据权利要求5所述的用于森林安全监测的节点装置，其特征在于，所述数据采集模块(3)还包括颗粒浓度传感器(34)和CO浓度传感器(35)，分别用于采集当前位置处的颗粒浓度和CO浓度。

8.根据权利要求7所述的用于森林安全监测的节点装置，其特征在于，所述主控模块(1)还包括LED灯组(14)和蜂鸣器(15)；

所述数据处理单元(12)还包括第二阈值设定子单元(123)和第二比较子单元(124)，其中，

所述第二阈值设定子单元(123)用于预先设定所述颗粒浓度和所述CO浓度的安全阈值；

所述第二比较子单元(124)用于将采集的所述颗粒浓度和所述CO浓度分别与对应的安全阈值进行比较，并在判断结果为异常数据时控制所述LED灯组(14)和/或所述蜂鸣器(15)报警。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的用于森林安全监测的节点装置，其特征在于，所述供电模块(6)为光伏发电单元、小型风机发电单元、风光互补发电单元或者蓄电池组中的一种。

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