專利名稱：一種森林防火監(jiān)控系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種林地的防火監(jiān)控，尤其涉及一種森林防火監(jiān)控系統(tǒng)
背景技術(shù)：
森林是一個(gè)高密度樹木的區(qū)域。這些植物群落覆蓋著全球大面積并且對(duì)二氧化碳 下降、動(dòng)物群落、水文湍流調(diào)節(jié)和鞏固土壤起著重要作用，是構(gòu)成地球生物圈當(dāng)中的一個(gè)最 重要方面。森林火災(zāi)不僅能燒死許多樹本，降低林分密度，破壞森林結(jié)構(gòu)；同時(shí)還引起樹種 演替，向低價(jià)值的樹種、灌叢、雜草更替，降低森林利用價(jià)值。由于森林燒毀，造成林地裸露， 失去森林涵養(yǎng)水源和保持水土的作用，將引起水澇、干旱、山洪、泥石流、滑坡、風(fēng)沙等其他 自然災(zāi)害發(fā)生。被火燒傷的林木，生長(zhǎng)衰退，為森林病蟲害的大量衍生提供了有利環(huán)境，加 速了林木的死亡。森林火災(zāi)后，促使森林環(huán)境發(fā)生急劇變化，使天氣、水域和土壤等森林生 態(tài)受到干擾，失去平衡，往往需要幾十年或上百年才能得到恢復(fù)。森林火災(zāi)能燒毀林區(qū)各種 生產(chǎn)設(shè)施和建筑物，威脅森林附近的村鎮(zhèn)，危及林區(qū)人民生命財(cái)產(chǎn)的安全，同時(shí)森林火災(zāi)能 燒死并驅(qū)走珍貴的禽獸。森林火災(zāi)發(fā)生時(shí)還會(huì)產(chǎn)生大量煙霧，污染空氣環(huán)境。此外，撲救森 林火災(zāi)要消耗大量的人力、物力和財(cái)力，影響工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。有時(shí)還造成人身傷亡，影響社會(huì) 的安定。因此森林防火就顯得尤為重要。而目前火災(zāi)監(jiān)控方法，比較原始的是定點(diǎn)設(shè)置了望塔，配備望遠(yuǎn)鏡，由工作人員輪 班監(jiān)測(cè)火警的發(fā)生；條件較好的是在林區(qū)里架設(shè)攝像頭，將森林圖像傳到監(jiān)控室，由值班人 員監(jiān)測(cè)，甚至有一些地方采用衛(wèi)星遙感技術(shù)來(lái)分析有無(wú)火警。成本太高，反映遲緩，撲救不 及時(shí)，沒有積極的預(yù)防措施，對(duì)于珍貴樹木不能提供有效的保護(hù)。攝像監(jiān)視系統(tǒng)本身對(duì)林區(qū) 有環(huán)境污染和弓I發(fā)火災(zāi)的危險(xiǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是為了解決以下技術(shù)問(wèn)題提供一種森林防火監(jiān)控系統(tǒng)。1.供電能源為樹木自身提供的電能，由多棵樹并聯(lián)組成一個(gè)供電模塊，無(wú)其他任 何輔助能源。2.為珍惜樹種提供生長(zhǎng)狀況的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。3.能夠預(yù)防森林火災(zāi)的發(fā)生，當(dāng)局部林區(qū)枯葉層或環(huán)境溫度過(guò)高時(shí)，由控制中心 人員采取降溫措施，防患于未然。本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)上述目的，采用如下技術(shù)方案本發(fā)明一種森林防火監(jiān)控系統(tǒng)，包括以下部分設(shè)置于樹木上的電極和電壓變化 監(jiān)測(cè)模塊以及監(jiān)控系統(tǒng)和在林區(qū)設(shè)立的若干監(jiān)控點(diǎn)；電壓變化監(jiān)測(cè)模塊將監(jiān)測(cè)得到的電極 電壓變化信號(hào)傳輸至監(jiān)控點(diǎn)，監(jiān)控點(diǎn)與監(jiān)控系統(tǒng)無(wú)線連接。優(yōu)選地，所述監(jiān)控點(diǎn)包括避雷器、無(wú)線收發(fā)器、PLC控制器、升壓穩(wěn)壓芯片、蓄電池 和多個(gè)溫度傳感器，避雷器的輸入端與設(shè)置于樹木上的電極電連接，避雷器的輸出端串接 升壓穩(wěn)壓芯片后接蓄電池的輸入端，蓄電池給PLC控制器供電，溫度傳感器用于傳感環(huán)境溫度及樹林枯葉層的溫度，同時(shí)通過(guò)微波網(wǎng)絡(luò)傳輸樹木自身的電流波動(dòng)信號(hào)至PLC控制 器，PLC控制器通過(guò)無(wú)線收發(fā)器與監(jiān)控系統(tǒng)通信。優(yōu)選地，供電能源為樹木自身提供的電能，由多棵樹并聯(lián)組成一個(gè)供電模塊。本發(fā)明1.由樹木自身提供監(jiān)控系統(tǒng)的電源2.在林區(qū)設(shè)立若干監(jiān)控點(diǎn)，每個(gè)監(jiān)控 點(diǎn)有多個(gè)溫度傳感器，傳感環(huán)境溫度及樹林枯葉層的溫度；同時(shí)傳輸樹木自身的電流波動(dòng) 信號(hào)3.樹木電信號(hào)的發(fā)生與刺激因子有關(guān)，不同的刺激因子所引發(fā)的植物電信號(hào)的種類 和強(qiáng)度不同。其中，燒傷作為一種較為有效的傷害性刺激手段，可以獲得明顯的電流變化， 用以監(jiān)測(cè)森林火災(zāi)。4.通過(guò)監(jiān)測(cè)樹木自身的電壓電流變化可以獲得樹木生長(zhǎng)良好與否情況 的信息5.監(jiān)控系統(tǒng)采用無(wú)線收發(fā)器，控制中心與監(jiān)控點(diǎn)之間由微波網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行信息傳輸，控 制中心根據(jù)接收到的溫度以及電流波動(dòng)信號(hào)做出高?；鹁謪^(qū)標(biāo)示及采取人工降溫措施。本發(fā)明具有低成本，實(shí)時(shí)性強(qiáng)，監(jiān)測(cè)方法新穎，能夠預(yù)防森林火災(zāi)的發(fā)生，采用新 能源，減低了系統(tǒng)本身對(duì)林區(qū)的污染和引發(fā)火災(zāi)的危險(xiǎn)；同時(shí)，系統(tǒng)可以應(yīng)用于國(guó)家保護(hù)樹 種的生長(zhǎng)情況監(jiān)測(cè)，實(shí)時(shí)保護(hù)珍惜樹種。


圖1是本發(fā)明的森林防火監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是元器件方案示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)技術(shù)方案的實(shí)施作進(jìn)一步的詳細(xì)描述首先如圖1所示，通過(guò)將正極的石墨電極插入到樹木的韌皮部，大約3至8毫米左 右的深度；再將負(fù)極的石墨電極插入樹木附近的土壤中，獲得電壓。通過(guò)實(shí)地測(cè)量發(fā)現(xiàn)樹木的電壓一般在100至500mv附近波動(dòng)，波動(dòng)范圍較大。將 森林周圍的樹木約50棵左右分為一組，將所得到的樹木并聯(lián)，提升總的輸出電流；然后通 過(guò)升壓穩(wěn)壓芯片提升電壓。初步估計(jì)如果并聯(lián)50棵樹則這一組可以提供5毫瓦的功率。其次如圖2所示，將這組的電能接入1元器件電路盒，由一個(gè)避雷器再傳給PLC電 路來(lái)監(jiān)測(cè)電壓變化，接著傳送給穩(wěn)壓升壓芯片，之后將穩(wěn)壓后的電壓傳輸?shù)叫铍姵?，由PLC 控制傳感器和無(wú)線發(fā)送終端。傳感器的溫度信號(hào)和電壓變化監(jiān)測(cè)的信號(hào)由無(wú)線發(fā)送端發(fā)送 出去，同時(shí)將接收到的其他監(jiān)控點(diǎn)的信號(hào)發(fā)射出去。以上的裝置除傳感器外都放置于一個(gè) 隔熱密封的盒子中，2溫度傳感器則置于枯葉層較厚的地方與3溫度傳感器空氣環(huán)境中檢 測(cè)溫度。最后，由控制中心接收溫度信號(hào)，實(shí)時(shí)監(jiān)控森林中樹木的生長(zhǎng)狀況以及枯葉層溫 度的變化。
權(quán)利要求
一種森林防火監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于包括以下部分設(shè)置于樹木上的電極和電壓變化監(jiān)測(cè)模塊以及監(jiān)控系統(tǒng)和在林區(qū)設(shè)立的若干監(jiān)控點(diǎn)；電壓變化監(jiān)測(cè)模塊將監(jiān)測(cè)得到的電極電壓變化信號(hào)傳輸至監(jiān)控點(diǎn)，監(jiān)控點(diǎn)與監(jiān)控系統(tǒng)無(wú)線連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種森林防火監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于所述監(jiān)控點(diǎn)包括避雷 器、無(wú)線收發(fā)器、PLC控制器、升壓穩(wěn)壓芯片、蓄電池和多個(gè)溫度傳感器，避雷器的輸入端與 設(shè)置于樹木上的電極電連接，避雷器的輸出端串接升壓穩(wěn)壓芯片后接蓄電池的輸入端，蓄 電池給PLC控制器供電，溫度傳感器用于傳感環(huán)境溫度及樹林枯葉層的溫度，同時(shí)通過(guò)微 波網(wǎng)絡(luò)傳輸樹木自身的電流波動(dòng)信號(hào)至PLC控制器，PLC控制器通過(guò)無(wú)線收發(fā)器與監(jiān)控系 統(tǒng)通信。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種森林防火監(jiān)控系統(tǒng)，特征在于供電能源為樹木自身提 供的電能，由多棵樹并聯(lián)組成一個(gè)供電模塊。
全文摘要
本發(fā)明公布了一種森林防火監(jiān)控系統(tǒng)，包括以下部分設(shè)置于樹木上的電極和電壓變化監(jiān)測(cè)模塊以及監(jiān)控系統(tǒng)和在林區(qū)設(shè)立的若干監(jiān)控點(diǎn)；電壓變化監(jiān)測(cè)模塊將監(jiān)測(cè)得到的電極電壓變化信號(hào)傳輸至監(jiān)控點(diǎn)，監(jiān)控點(diǎn)與監(jiān)控系統(tǒng)無(wú)線連接。本發(fā)明具有低成本，實(shí)時(shí)性強(qiáng)，監(jiān)測(cè)方法新穎，能夠預(yù)防森林火災(zāi)的發(fā)生，采用新能源，減低了系統(tǒng)本身對(duì)林區(qū)的污染和引發(fā)火災(zāi)的危險(xiǎn)；同時(shí)，系統(tǒng)可以應(yīng)用于國(guó)家保護(hù)樹種的生長(zhǎng)情況監(jiān)測(cè)，實(shí)時(shí)保護(hù)珍惜樹種。
文檔編號(hào)G08B17/06GK101944265SQ20101027899
公開日2011年1月12日 申請(qǐng)日期2010年9月10日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月10日
發(fā)明者李楠埡, 王瑞龍, 羅文超, 肖建 申請(qǐng)人:南京航空航天大學(xué)