CN214587171U - 一种微功耗火灾监测预警系统用监测终端 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及森林火灾预警技术领域，具体为一种微功耗火灾监测预警系统用监测终端，包括外壳，外壳的内部设有控制电路、红外光谱传感器、温湿度传感器、带通滤光片、Lora通信模块和电池，带通滤光片与红外光谱传感器连接，红外光谱传感器通过信号放大电路与控制电路连接，控制电路连接温湿度传感器和Lora通信模块；本实用新型采用红外光谱探测技术，探测植物初燃时产生的一氧化碳和明火产生的二氧化碳所释放出的特定红外光谱，可准确探测到火灾现象；采用微功耗电路设计，普通2节34615锂氩电池，能保证现场监测设备连续工作10年以上，能大幅减少设备的运维资源。

Description

一种微功耗火灾监测预警系统用监测终端

技术领域

本实用新型涉及森林火灾预警技术领域，具体为一种微功耗火灾监测预警系统用监测终端。

背景技术

森林是宝贵的自然资源，给人们生产提供了大量的自然资源，也为人们生活提供了众多的林副产品，同时森林也为地球调节气候，防风固沙，净化大气，防治污染，维持生态平衡起到了中要的作用。

森林火灾是一种破坏性大，扑灭较为困难的灾害，因此，火情监控与预警意义重大，现有技术常通过人力巡查或定点光谱摄像机实现。但森林往往面积广阔，人力巡视周期长，人力耗费大，数据收集时效性不高。而光谱摄像机与配套数据传输系统组成的定点监控系统，观察效果受地形地势的限制，有死角和空白，且供电要求较高，一般需要配备相应的供电系统或光伏供电系统，因而成本较高、布设难度较大。

在野外开放环境中，烟雾和温度检测技术无法探测火灾现场，采用红外光谱探测技术，探测植物初燃时产生的一氧化碳和明火产生的二氧化碳所释放出的特定红外光谱，可准确探测到火灾现象。

现有无线低功耗火灾预警的供电方式主要采用市电或太阳能供电系统方式，传统市电供电方式需要根据现场环境人工布设电网，尤其在野外环境存在安全隐患，且经常需要维护且增加成本和人工。太阳能供电方式同样也受安装环境的局限，尤其是仓库内、茂密的森林环境下，太阳能电池的安装困难，且因为四季环境变化，也需要不断维护，调整安装位置才能解决因供电产品不能正常工作问题。

发明内容

本实用新型提出一种微功耗火灾监测预警系统用监测终端，目的在于提供一种低成本、高准确率的基于中红外光谱探测的森林火灾早期预警装置，以实现对大范围内森林火灾早期探测预警的作用。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种微功耗火灾监测预警系统用监测终端，包括外壳，所述外壳的内部设有控制电路、红外光谱传感器、温湿度传感器、带通滤光片、Lora通信模块和电池，所述带通滤光片与红外光谱传感器连接，所述红外光谱传感器通过信号放大电路与控制电路连接，所述控制电路连接温湿度传感器和Lora通信模块。

优选的，所述带通滤光片为3.8um带通滤光片。

优选的，所述Lora通信模块远程连接至Lora基站，Lora基站通过移动运营商网络连接至云数据系统，云数据系统连接至后台监控终端。

优选的，所述电池电连接红外光谱传感器、温湿度传感器和Lora通信模块。

优选的，所述电池的数量至少为一节，所述电池为34615锂氩电池，所述控制电路连接电池。

优选的，所述外壳的顶端固定连接有挂钩。

优选的，所述带通滤光片设置在外壳的底端。

优选的，所述外壳为防水密封结构。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1)目前的传感器光谱接收范围小并智能接受单向的光源，本实用新型采用了导光柱结合带通滤光的方式，能接收360°范围的光谱并进行采集分析，通过分布布设的传感器，能分析出火灾的位置。

2)采用LoRa通信技术实现火灾监测点布设装置的通信和定位，不受GPS因遮挡可能出现的定位问题及测点布设装置位置调整后定位异常问题。另外Lora采用免费频段，功耗低、可扩经济性好，能解决大面积布设成本问题。

3)采用红外光谱探测技术，探测植物初燃时产生的一氧化碳和明火产生的二氧化碳所释放出的特定红外光谱，可准确探测到火灾现象。

4)采用微功耗电路设计，普通2节34615锂氩电池，能保证现场监测设备连续工作10年以上，能大幅减少设备的运维资源。

5)采用特定的红外光谱传感器和温湿度传感器互补监测的方式，既能有效监测火灾同时也能监测森林气候环境变化及监测可能出现的误报警情况。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为图1的A-A剖面结构示意图；

1外壳、2控制电路、3红外光谱传感器、4温湿度传感器、5带通滤光片、6Lora通信模块、7电池、8挂钩。

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。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例一

请参阅图1和图2，本实用新型提供一种技术方案：一种微功耗火灾监测预警系统用监测终端，包括外壳1，外壳1的内部设有控制电路2、红外光谱传感器3、温湿度传感器4、带通滤光片5、Lora通信模块6和电池7，带通滤光片5与红外光谱传感器3连接，红外光谱传感器3通过信号放大电路与控制电路2连接，控制电路2连接温湿度传感器4和Lora通信模块6。

其中，带通滤光片5为3.8um带通滤光片。

其中，Lora通信模块6远程连接至Lora基站，Lora基站通过移动运营商网络连接至云数据系统，云数据系统连接至后台监控终端。

其中，电池7电连接红外光谱传感器3、温湿度传感器4和Lora通信模块6。

其中，电池7的数量为两节，电池7为34615锂氩电池，控制电路2连接电池7。

其中，外壳1的顶端固定连接有挂钩8，可通过挂钩8将现场监测终端悬挂在位于监测现场的树上。

其中，带通滤光片5设置在外壳1的底端。

其中，外壳1为防水密封结构；结构采用防水设计，能适应潮湿的环境。

工作原理

当火灾发生时，在距离火源监测范围内的现场监测终端，红外光谱传感器3通过3.8um的带通滤光片5接收到火焰红外光谱辐射后，经过信号放大电路，控制电路2在接受到红外光谱传感器3的信号后，启动休眠状态下的温湿度传感器4工作采集周围空气温湿度的数据，结合设定的阈值和历史数据比较，判断火灾是否发生。

当计算后的值超过阈值，则判定为发生火灾，控制电路2立即启动正在休眠的Lora通信模块6发送火灾报警数据至分散布设LoRa基站，LoRa基站通过移动运营商网络将报警数据远程发送至云数据系统，数据系统通过接收到的报警数据计算出报警监测终端的位置，并将报警数据推送至后台监测终端。实现发生火灾后实时报警。

当现场监测终端处于正常状态，终端将每小时将终端采集的温湿度数据、电池7的电量数据，通过Lora基站上传值云数据系统，工作人员可以通过后台监测终端查询到各现场监测点的状态数据。如出现电池7电量低或历史数据查询异常的状态，则显示对应的现场监测终端异常，提醒管理人员处置。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置”、“连接”、“固定”、“旋接”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

以上公开的本实用新型优选实施例只是用于帮助阐述本实用新型。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该实用新型仅为所述具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具描述这些实施例，是为了更好地解释本实用新型的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本实用新型。本实用新型受权利要求书和其全部范围和等效物的限制。

Claims (8)

1.一种微功耗火灾监测预警系统用监测终端，包括外壳(1)，其特征在于，所述外壳(1)的内部设有控制电路(2)、红外光谱传感器(3)、温湿度传感器(4)、带通滤光片(5)、Lora通信模块(6)和电池(7)，所述带通滤光片(5)与红外光谱传感器(3)连接，所述红外光谱传感器(3)通过信号放大电路与控制电路(2)连接，所述控制电路(2)连接温湿度传感器(4)和Lora通信模块(6)。

2.根据权利要求1所述的一种微功耗火灾监测预警系统用监测终端，其特征在于，所述带通滤光片(5)为3.8um带通滤光片。

3.根据权利要求1所述的一种微功耗火灾监测预警系统用监测终端，其特征在于，所述Lora通信模块(6)远程连接至Lora基站，Lora基站通过移动运营商网络连接至云数据系统，云数据系统连接至后台监控终端。

4.根据权利要求1所述的一种微功耗火灾监测预警系统用监测终端，其特征在于，所述电池(7)电连接红外光谱传感器(3)、温湿度传感器(4)和Lora通信模块(6)。

5.根据权利要求1所述的一种微功耗火灾监测预警系统用监测终端，其特征在于，所述电池(7)的数量至少为一节，所述电池(7)为34615锂氩电池，所述控制电路(2)连接电池(7)。

6.根据权利要求1所述的一种微功耗火灾监测预警系统用监测终端，其特征在于，所述外壳(1)的顶端固定连接有挂钩(8)。

7.根据权利要求1所述的一种微功耗火灾监测预警系统用监测终端，其特征在于，所述带通滤光片(5)设置在外壳(1)的底端。

8.根据权利要求1所述的一种微功耗火灾监测预警系统用监测终端，其特征在于，所述外壳(1)为防水密封结构。

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