CN214971345U - 一种用于森林防火的消防预警装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种用于森林防火的消防预警装置，包括支撑架、电源装置、检测装置、灭火装置、声光报警器和单片机，灭火装置包括蓄水池、水泵和喷头，水泵与多个喷头连接，检测装置包括摄像头和温感探测仪，支撑架内设置电机，电机通过齿轮传动带动支撑架上的旋转台转动，旋转台的周侧均布多组检测装置和喷头，单片机同时与检测装置、声光报警器、灭火装置和电源装置连接。本实用新型结构设计简单合理，自动化程度高，节约能源，能有效预防和消灭森林火灾，可推广使用。

Description

一种用于森林防火的消防预警装置

技术领域

本实用新型涉及一种消防装置，具体涉及一种用于森林防火的消防预警装置。

背景技术

从古至今“火”一直存在于我们的日常生活中，它带给我们很多的便利，供我们取暖、驱赶野兽、烹饪食物、照明等等，但是它带给我们便利的同时也带给我们难以掌控的灾难——火灾。火能烧掉人类经过辛勤劳动所创造的物质财富、涂炭生灵、危及人的生命和健康、污染大气、破坏生态平衡，在一定程度上影响着人们的生活和社会经济发展，给人类造成无法挽回的损失。火灾过程中产生的气体在极短时间内即可达到几百度的高温，会损坏人体呼吸道，使肺部发生水肿等等。而且燃烧产生的烟尘含有大量的有毒气体：如一氧化碳、氯化氢、氮的氧化物、硫化氢、氰化氢等，有麻醉、窒息的作用，对人类及动物造成呼吸系统、中枢神经系统、血液循环系统的损害。所以一旦发生火灾危及的就是整片区域内的所有生命。

引起森林火灾的的因素有很多，有因高压输电线路自身老化、短路等原因引起的火灾、也有人为因素及雷击等自然灾害引起的火灾。但不管是哪一种原因引起的火灾，一旦发生都将严重威胁到人类及自然。因我国森林面积大，突发情况多，预防森林火灾一直是一项难题，至今我国依然没有一个有效的方法预防森林火灾的发生。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种用于森林防火的消防预警装置，该装置结构设计简单合理，自动化程度高，制作成本低廉，维护方便，在起到有效防止森林火灾的基础上能节约能源，自主监控灭火，使用效果好，可推广使用。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种用于森林防火的消防预警装置，其特征在于，包括支撑架、灭火装置、检测装置、电源装置、声光报警器和单片机，所述支撑架固定安装在野外森林地面上，所述支撑架内置电机，所述电机通过齿轮带动支撑架上的旋转台转动，所述旋转台的周侧均布多组检测装置，所述检测装置包括摄像头和温感探测仪，所述电源装置包括太阳能板和蓄电池，所述太阳能板倾斜设置在支撑架的顶部，所述太阳能板与所述蓄电池连接，所述灭火装置包括蓄水池、水泵和喷头，所述蓄水池设置在地面上，所述水泵放置在蓄水池内，多个所述喷头均布安装在所述旋转台的周侧，所述水泵通过管道与多个喷头连接，所述摄像头和温感探测仪与所述单片机的信号输入端口连接，所述单片机的电源接口同时与蓄电池和太阳能板连接，所述单片机的控制信号输出端分别与水泵、声光报警器和电机连接，所述单片机通过无线传输模块与无线终端设备连接。

优选的，所述水泵的出水口连接出水总管，所述出水总管通过多根分支管道与喷头连接，所述分支管道与喷头之间设置增压泵和旋转水管接头，多个增压泵也与单片机的控制信号输出端连接。

优选的，摄像头、温感探测仪、电机与单片机连接的导线上均设置旋转接头。旋转接头能将旋转部件和固定部件分隔开，防止旋转台旋转时损坏导线和管道。

优选的，所述支撑架上还设置有与电源装置连接的人体红外感应语音播报器，人体红外感应语音播报器利用红外线、热释电原理感应生物活动信息，在人体或者动物靠近监测区域时，红外线感应到信息，通过热释电传感器的输出驱动三极管，从而使蜂鸣器发声。热释电模块在检测到人体后调节输出高电压的时间，利用语音播报器提醒有外来者，提醒无关人员不要靠近装置降低安全隐患。

优选的，当森林发生火灾时，对应位置的摄像头和温感探测仪检测到明火和异常温度升高，向单片机传递信号，单片机控制电机、水泵和增压泵开启对目标位置进行喷洒灭火。

本实用新型与现有技术相比具有以下优点：

1、本实用新型结构设计简单合理，自动化程度高，制作成本低廉，维护方便，在起到有效防止森林火灾的基础上能节约能源，自主监控灭火，使用效果好，可推广使用。

2、本实用新型能利用实时监测系统中的在线式红外温感探测仪、摄像头对森林环境进行实时监测，并通过通信系统将监测到的数据及画面传输给中控室的电脑端或手机端，中控室根据接收到的数据情况进行相关响应。当中控端发现实时监测系统监测到森林异常情况，如温度异常升高时，可在第一时间发出报警信号，并通过单片机控制水泵启动灭火；当喷水降温灭火没有明显作用，温度持续上升且火势无法控制时，可及时向最近的消防站点进行报警，通知消防队员出警灭火。联动消防灭火的同时，实时监测系统还可将监测到的火灾区域的风向、火势走向等数据发送至消防系统中，以便消防战士提前布局。

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步详细说明。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是本实用新型的电路控制原理框图。

附图标记说明：

1—支撑架； 2—声光报警器； 3—单片机；

4—旋转台； 5—摄像头； 6—温感探测仪；

7—太阳能板； 8—蓄电池； 9—蓄水池；

10—水泵； 11—喷头； 12—电机；

13—无线终端设备； 14—无线传输模块； 15—出水总管；

16—分支管道； 17—增压泵。

具体实施方式

如图1和图2所示，本实用新型包括包括支撑架1、灭火装置、检测装置、电源装置、声光报警器2和单片机3，所述支撑架1固定安装在野外森林地面上，所述支撑架内置电机12，所述电机12 通过齿轮带动支撑架1上的旋转台4转动，所述旋转台4的周侧均布多组检测装置，所述检测装置包括摄像头5和温感探测仪6，所述电源装置包括太阳能板7和蓄电池8，所述太阳能板7倾斜设置在支撑架1的顶部，所述太阳能板7与所述蓄电池8连接，所述灭火装置包括蓄水池9、水泵10和喷头11，所述蓄水池9设置在地面上，所述水泵10放置在蓄水池9内，多个所述喷头11均布安装在所述旋转台4的周侧，所述水泵10通过管道与多个喷头11连接，所述摄像头5和温感探测仪6与所述单片机3的信号输入端口连接，所述单片机3的电源接口同时与蓄电池8和太阳能板7连接，所述单片机3的控制信号输出端分别与水泵10、声光报警器2和电机12连接，所述单片机3通过无线传输模块14与无线终端设备13连接。

本实施例中，所述水泵10的出水口连接出水总管15，所述出水总管15通过多根分支管道16与喷头11连接，所述分支管道16 与喷头之间设置增压泵17和旋转水管接头，多个增压泵17也与单片机3的控制信号输出端连接。

本装置需要持续24小时不间断工作，所以在天气晴朗的白天时，太阳能板7直接为装置提供电力，同时将多余的电能储存在蓄电池8中；当转入黑暗的夜晚或遇上阴雨天时，由蓄电池8进行供电，保证系统正常运行。蓄电池8优选使用锂电池，锂电池具有能量密度高、重量轻的优点，锂电池的循环寿命长，循环次数高达500-7000次，使用寿命可长达6年以上，并且自放电效率低，使它们具有更高的保存时间，同时锂电池对温度变化不太灵敏，能够适应高低温的工作环境。

本实施例中，温感探测仪6采用高品质线性传感器，SMD贴片加工工艺生产，具有灵敏度高、稳定可靠、低功耗、美观耐用、使用方便等特点。其通过热敏方式对周围环境进行检测。该项目中使用的是非接触精巧型定温式探测仪，当森林某一区域内植被的温度上升超过某个定值时，定温式探测仪能够在规定时间内，利用双金属片、易熔金属、热电偶、热敏半导体电阻等元件产生报警信号来进行检测并自动报警，并通过无线采集模块收集信息并通过单片机传输到电脑端。当周围环境的温度降低到报警值以下时,探测器自动恢复正常工作状态。本项目中采用了防护等级 IP65(NEMA-4)、光谱范围8～14纳米、环境温度为-20～80℃、物距比为D：S＝20:1、输出分辨比为0.1℃、响应时间为300ms、尺寸为M18*1,总长68mm、测温精度为测量值的+-1.5％或+-2.5℃取大值的探测仪，可在极短时间内将信号接收并传输给工作人员。

本实施例中，摄像头5优选使用型号为XJB-692A、镜头为8mm 的定焦镜头，图像传感器为原装的索尼芯片、视频输出 1.0Vp-p75Ω(BNC)、红外距离0-50米、所需电源为DC12V/1.5A、功率消耗为3W如图3-5所示。它可灵活搭配不同规格的镜头。采用最先进的高清晰度CCD传感器，其特点是超低照度、图像逼真柔和、清晰透彻、层次分明、亮度等级高、信噪小、白天彩色图像、夜间黑白图像，低于0.15Lux时自动由彩色图像转换为黑白图像，在近红760mm-1100mm的近红外区域，配合合适波长的红外照明，可以在完全无光的情况下实现清晰的黑白图像。该装置可以在24小时之内监测森林某一区域内植被的情况，通过单片机传输，并在电脑端或手机端显示画面。

本实施例中，水泵10优选使用直流永磁无刷电机驱动水泵。直流电动机以其机械特性好、调速范围宽、起动转矩大、运行效率高、控制简单等优点在运动控制系统中得到了广泛的应用。无刷直流磁力隔离式太阳能水泵采用了电子组件换向，无需使用碳刷换向，采用高性能耐磨陶瓷轴及陶瓷轴套，轴套通过注塑与磁铁连成整体也就避免了磨损，因此无刷直流磁力式水泵的寿命大大增强了。磁力隔离式水泵的定子部分和转子部分完全隔离，定子和电路板部分采用环氧树脂灌封，100％防水，转子部分采用永磁磁铁，水泵机身采用环保材料，噪音低，体积小，性能稳定。可以通过定子的绕线调节各种所需的参数，可以宽电压运行。

本实施例中，喷头11优选使用可供直立型喷射和高雾化喷射的喷头，工作压力为1.5-3.0kg、流量为Q40-48L/h、喷洒直径为 3-4m左右。洒水形状为抛物体型，将总水量的80～100％向下喷洒水柱射程为4-6米，同时还有一部分喷向上方树冠，而在喷头一米以内可进行雾化喷射，喷射面积是1平方米左右，喷射方向可达360°，可实现温度异常区域的有效降温。

本实施例中，摄像头5、温感探测仪6、电机12与单片机3 连接的导线上均设置旋转接头。旋转接头能将旋转部件和固定部件分隔开，防止旋转台4旋转时损坏导线和管道。

本实施例中，所述支撑架1上还设置有与电源装置连接的人体红外感应语音播报器，人体红外感应语音播报器利用红外线、热释电原理感应生物活动信息，在人体或者动物靠近监测区域时，红外线感应到信息，通过热释电传感器的输出驱动三极管，从而使蜂鸣器发声。热释电模块在检测到人体后调节输出高电压的时间，利用语音播报器提醒有外来者，提醒无关人员不要靠近装置降低安全隐患。

本实施例中，蓄水池9的选址采用定量计算和图形选址的技术方法。首行利用等高线的数字化采集，将地形图扫描成电子地图分辨率为300dpi，保存为TIFF格式存入计算机，然后通过 ArcInfo软件对扫描生成的电子地图进行配准，配准计算时运用的是ArcInfo软件中的Gridwarp功能，主要参考地形图四个角上的千米格网交点的读数对原始图像进行配准计算，从而生成具有真实空间坐标的数字地形图。该过程是对地形图的初步配准，存在一定误差，所以对地形图进行初步配准后，还需再进行精确配准。精确配准也是在ArcInfo软件中进行，ArcInfo软件可生成理论千米网格，确保理论千米网格覆盖整个图像，再根据电子地形图的千米网格和理论千米网格的匹配原则，采集配准控制点。控制点数量根据地形图的变形程度及面积大小而定，一般情况下可隔行、隔列采集。在采集足够的控制点后，利用ArcInfo的几何变换函数，进行地形图的精确配准计算，以实现电子地形图的精纠正，使电子地形图的空间坐标更准确。将配准好的电子地形图载入 GIS系统，创建高程数据图层，采集等高线，并附上高程值，完成等高线的数字化采集，从而可结合森林实际地形建立合理布局的森林防火蓄水池。蓄水池9上覆盖金属筛网，水泵10的进水口上设置过滤器。

本实用新型的运行过程为：当森林发生火灾时，对应位置的摄像头5和温感探测仪6检测到明火和异常温度升高，向单片机3 传递信号，单片机控制电机12、水泵10和增压泵17开启对目标位置进行喷洒灭火。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制。凡是根据实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。

Claims (4)

1.一种用于森林防火的消防预警装置，其特征在于，包括支撑架(1)、灭火装置、检测装置、电源装置、声光报警器(2)和单片机(3)，所述支撑架(1)固定安装在野外森林地面上，所述支撑架内置电机(12)，所述电机(12)通过齿轮带动支撑架(1)上的旋转台(4)转动，所述旋转台(4)的周侧均布多组检测装置，所述检测装置包括摄像头(5)和温感探测仪(6)，所述电源装置包括太阳能板(7)和蓄电池(8)，所述太阳能板(7)倾斜设置在支撑架(1)的顶部，所述太阳能板(7)与所述蓄电池(8)连接，所述灭火装置包括蓄水池(9)、水泵(10)和喷头(11)，所述蓄水池(9)设置在地面上，所述水泵(10)放置在蓄水池(9)内，多个所述喷头(11)均布安装在所述旋转台(4)的周侧，所述水泵(10)通过管道与多个喷头(11)连接，所述摄像头(5)和温感探测仪(6)与所述单片机(3)的信号输入端口连接，所述单片机(3)的电源接口同时与蓄电池(8)和太阳能板(7)连接，所述单片机(3)的控制信号输出端分别与水泵(10)、声光报警器(2)和电机(12)连接，所述单片机(3)通过无线传输模块(14)与无线终端设备(13)连接。

2.根据权利要求1所述的一种用于森林防火的消防预警装置，其特征在于，所述水泵(10)的出水口连接出水总管(15)，所述出水总管(15)通过多根分支管道(16)与喷头(11)连接，所述分支管道(16)与喷头之间设置增压泵(17)和旋转水管接头，多个增压泵(17)也与单片机(3)的控制信号输出端连接。

3.根据权利要求1所述的一种用于森林防火的消防预警装置，其特征在于，摄像头(5)、温感探测仪(6)、电机(12)与单片机(3)连接的导线上均设置旋转接头。

4.根据权利要求1所述的一种用于森林防火的消防预警装置，其特征在于，所述支撑架(1)上还设置有与电源装置连接的人体红外感应语音播报器。

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