專利名稱:基于北斗通信的集成化森林火險(xiǎn)要素采集系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種基于北斗通信的集成化森林火險(xiǎn)要素采集系統(tǒng)，包括火險(xiǎn)要素采集站、衛(wèi)星、衛(wèi)星中繼站、控制中心，火險(xiǎn)要素采集站與衛(wèi)星進(jìn)行通信，衛(wèi)星直接或通過衛(wèi)星中繼站與控制中心進(jìn)行通信，火險(xiǎn)要素采集站包括電源模塊、處理器、北斗一體機(jī)、風(fēng)向傳感器、風(fēng)速傳感器、大氣濕度傳感器、大氣溫度傳感器、雨量傳感器、設(shè)置在可燃物表面的可燃物溫濕度計(jì)、太陽(yáng)輻射傳感器、水位傳感器、能見度傳感器、氣壓傳感器、土壤濕度傳感器，電源模塊為采集站內(nèi)電氣元件供電，處理器分別與通信模塊及各傳感器連接。本采集系統(tǒng)提供了高度集成化的森林火險(xiǎn)要素采集平臺(tái)，在全面采集火險(xiǎn)要素的基礎(chǔ)上，能夠?qū)?shù)據(jù)穩(wěn)定地通過衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)傳輸至控制中心。
【專利說明】
基于北斗通信的集成化森林火險(xiǎn)要素采集系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型屬于森林火險(xiǎn)信息采集技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于北斗通信系統(tǒng)的集成化的森林火險(xiǎn)要素采集系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]森林防火一直是林業(yè)部門十分重視的一個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)。目前常用的林業(yè)防火措施主要是以人力為主，護(hù)林員和定期的森林情況普查需要耗費(fèi)大量的人力、物力與財(cái)力。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，人們開始使用視頻監(jiān)控、高科技手段感知等的方式對(duì)森林的安全狀況進(jìn)行監(jiān)測(cè)，這大大的提高了盡早發(fā)現(xiàn)火情的可能性。但目前，這些科學(xué)采集設(shè)備設(shè)置較為分散，缺乏統(tǒng)一管理，不僅投入成本巨大，維護(hù)起來也費(fèi)時(shí)費(fèi)力。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為解決上述問題，本實(shí)用新型公開了一種集成化設(shè)計(jì)的森林火險(xiǎn)要素采集系統(tǒng)，基于北斗通信系統(tǒng)，保證數(shù)據(jù)傳送的實(shí)時(shí)、穩(wěn)定。
[0004]為了達(dá)到以上目的，本實(shí)用新型提供如下技術(shù)方案:
[0005]—種基于北斗通信的集成化森林火險(xiǎn)要素采集系統(tǒng)，包括火險(xiǎn)要素采集站、衛(wèi)星、衛(wèi)星中繼站、控制中心，所述火險(xiǎn)要素采集站與衛(wèi)星進(jìn)行通信，所述衛(wèi)星直接或通過衛(wèi)星中繼站與控制中心進(jìn)行通信，所述火險(xiǎn)要素采集站包括電源模塊、處理器、北斗一體機(jī)、風(fēng)向傳感器、風(fēng)速傳感器、大氣濕度傳感器、大氣溫度傳感器、雨量傳感器、設(shè)置在可燃物表面的可燃物溫濕度計(jì)、太陽(yáng)輻射傳感器、水位傳感器、能見度傳感器、氣壓傳感器、土壤濕度傳感器，所述電源模塊為采集站內(nèi)電氣元件供電，所述處理器分別與通信模塊及各傳感器連接。
[0006]進(jìn)一步的，所述電源模塊包括依次連接的充電接口單元、第一降壓?jiǎn)卧⒊潆姽芾韱卧?、過充過放保護(hù)單元和鋰電池，所述鋰電池還與第二降壓?jiǎn)卧蜕龎簡(jiǎn)卧噙B。
[0007]進(jìn)一步的，所述控制中心包括彼此連接的指揮型用戶機(jī)和監(jiān)控終端，所述指揮型用戶機(jī)通過指揮機(jī)天線與衛(wèi)星或衛(wèi)星中繼站進(jìn)行通信。
[0008]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有如下有益效果:
[0009]本采集系統(tǒng)提供了高度集成化的森林火險(xiǎn)要素采集平臺(tái)，在全面采集火險(xiǎn)要素的基礎(chǔ)上，能夠?qū)?shù)據(jù)穩(wěn)定地通過衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)傳輸至控制中心。本系統(tǒng)中采集平臺(tái)以鋰電池作為傳感器節(jié)點(diǎn)的主要電量來源，并充分考慮不同工作電壓的芯片在同一層面上的限制，改進(jìn)了電源電路結(jié)構(gòu)，使其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠性高、能源消耗低。
【附圖說明】

[0010]圖1為本實(shí)用新型提供的基于北斗通信的集成化森林火險(xiǎn)要素采集系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0011 ]圖2為處理器與各傳感器連接示意圖。
[0012]圖3為電源模塊結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0013]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】，進(jìn)一步闡明本實(shí)用新型，應(yīng)理解下述【具體實(shí)施方式】?jī)H用于說明本實(shí)用新型而不用于限制本實(shí)用新型的范圍。
[0014]圖1為基于北斗通信的集成化森林火險(xiǎn)要素采集系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖，其中包括火險(xiǎn)要素采集站1、衛(wèi)星2、衛(wèi)星中繼站3、控制中心4，控制中心包括彼此連接的指揮型用戶機(jī)5和監(jiān)控終端6，指揮型用戶機(jī)5通過指揮機(jī)天線7與衛(wèi)星2或衛(wèi)星中繼站3進(jìn)行通信。火險(xiǎn)要素采集站中設(shè)置有支撐桿8、電源模塊9、處理器、北斗一體機(jī)10和各種火險(xiǎn)要素傳感器，電源模塊9、北斗一體機(jī)10、處理器和部分火險(xiǎn)要素傳感器設(shè)置在支撐桿上。火險(xiǎn)要素傳感器包括風(fēng)向傳感器、風(fēng)速傳感器、大氣濕度傳感器、大氣溫度傳感器、雨量傳感器、可燃物溫濕度計(jì)、太陽(yáng)福射傳感器、水位傳感器、能見度傳感器、氣壓傳感器、土壤濕度傳感器。風(fēng)向傳感器、風(fēng)速傳感器、太陽(yáng)輻射傳感器應(yīng)設(shè)置在支撐桿8頂端，其余如大氣濕度傳感器、大氣溫度傳感器、能見度傳感器、氣壓傳感器也可設(shè)置在支撐桿8上。
[0015]風(fēng)向、風(fēng)速傳感器應(yīng)設(shè)置在開闊處或較高位置，能夠采集到風(fēng)速和風(fēng)向數(shù)據(jù);大氣溫濕度傳感器能夠采集到空氣中的溫度和濕度數(shù)據(jù);雨量傳感器能夠采集到降水?dāng)?shù)據(jù)，而設(shè)置在可燃物表面的可燃物溫濕度計(jì)能夠測(cè)得可燃物當(dāng)前溫度和表面含水量，太陽(yáng)輻射傳感器能夠采集到太陽(yáng)輻射能量值，水位傳感器應(yīng)設(shè)置在森林水體中一一如溪流、湖泊、池塘，能夠采集到水體水位值;能見度傳感器能夠采集到附近當(dāng)前能見度;氣壓傳感器能夠采集到大氣氣壓;土壤濕度傳感器應(yīng)埋設(shè)在采集站附近土壤中，采集土壤濕度數(shù)據(jù)。
[0016]上述傳感器采集到的數(shù)據(jù)均傳輸至處理器中，傳感器與處理器的連接方式見圖2，處理器通過北斗一體機(jī)10向控制中心傳送數(shù)據(jù)，北斗一體機(jī)與衛(wèi)星通信，傳輸過程穩(wěn)定，安全性高。
[0017]采集站主要以鋰電池作為電量的主要來源，但由于不同傳感器、處理器的工作電壓不同，采集站改進(jìn)了電源結(jié)構(gòu)，如圖3所示，包括依次連接的充電接口單元、第一降壓?jiǎn)卧?、充電管理單元、過充過放保護(hù)單元和鋰電池，其中鋰電池還與第二降壓?jiǎn)卧蜕龎簡(jiǎn)卧噙B。充電接口單元通過第一降壓?jiǎn)卧?、充電管理單元和過充過放保護(hù)單元為鋰電池充電。充電接口單元采用統(tǒng)一的接口電路，因此可以將電源的充電和供電的控制功能整合對(duì)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行供電和充電，使得該電源系統(tǒng)可以靈活的接入多種充電系統(tǒng)，提高了能量的有效性。本例中，充電接口單元可以分別與直流電源、移動(dòng)電源或太陽(yáng)能電源相連，即可以分別通過直流電源、移動(dòng)電源或太陽(yáng)能電源為鋰電池充電，供電方式靈活多樣。
[0018]在火災(zāi)形成和蔓延過程中，風(fēng)速、風(fēng)向、大氣溫度、濕度、可燃物溫濕度、太陽(yáng)輻射值這些因素的影響較大，而這些數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集，能夠幫助森林火災(zāi)消防人員對(duì)火災(zāi)的未來規(guī)模、蔓延方向進(jìn)行有效判斷，從而能夠調(diào)集足夠救援力量，對(duì)火災(zāi)實(shí)施精準(zhǔn)打擊。水位數(shù)據(jù)能夠指引消防人員至水源充足處取水，提高效率。而大氣溫度、濕度、可燃物溫濕度、太陽(yáng)輻射值還能夠?yàn)榛馂?zāi)預(yù)警提供強(qiáng)有力的理論依據(jù)。
[0019]本實(shí)用新型方案所公開的技術(shù)手段不僅限于上述實(shí)施方式所公開的技術(shù)手段，還包括由以上技術(shù)特征任意組合所組成的技術(shù)方案。應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于北斗通信的集成化森林火險(xiǎn)要素采集系統(tǒng)，其特征在于:包括火險(xiǎn)要素采集站、衛(wèi)星、衛(wèi)星中繼站、控制中心，所述火險(xiǎn)要素采集站與衛(wèi)星進(jìn)行通信，所述衛(wèi)星直接或通過衛(wèi)星中繼站與控制中心進(jìn)行通信，所述火險(xiǎn)要素采集站包括電源模塊、處理器、北斗一體機(jī)、風(fēng)向傳感器、風(fēng)速傳感器、大氣濕度傳感器、大氣溫度傳感器、雨量傳感器、設(shè)置在可燃物表面的可燃物溫濕度計(jì)、太陽(yáng)輻射傳感器、水位傳感器、能見度傳感器、氣壓傳感器、土壤濕度傳感器，所述電源模塊為采集站內(nèi)電氣元件供電，所述處理器分別與通信模塊及各傳感器連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于北斗通信的集成化森林火險(xiǎn)要素采集系統(tǒng)，其特征在于:所述電源模塊包括依次連接的充電接口單元、第一降壓?jiǎn)卧?、充電管理單元、過充過放保護(hù)單元和鋰電池，所述鋰電池還與第二降壓?jiǎn)卧蜕龎簡(jiǎn)卧噙B。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于北斗通信的集成化森林火險(xiǎn)要素采集系統(tǒng)，其特征在于:所述控制中心包括彼此連接的指揮型用戶機(jī)和監(jiān)控終端，所述指揮型用戶機(jī)通過指揮機(jī)天線與衛(wèi)星或衛(wèi)星中繼站進(jìn)行通信。
【文檔編號(hào)】G08B31/00GK205722350SQ201620368999
【公開日】2016年11月23日
【申請(qǐng)日】2016年4月27日
【發(fā)明人】周愛民, 汪東, 李和平, 李文馨, 叢靜華, 姜晨龍, 楊惠姣
【申請(qǐng)人】南京森林警察學(xué)院