[发明专利]火警探测器及其构成森林防火报警系统及报警方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种森林火警探测器和尤其构成的森林防火报警系统、相应的报警方法。

背景技术

现有技术中，对于森林火灾的探测有卫星探测、摄像机实时监测。摄像机实时监测又分为视频信号的有线传输和无线传输两类。卫星监测不能起到实时监测的作用，而且难以及时反馈火警情况和确定火警发生的具体位置。摄像机监测虽然能起到实时监测的作用，但是摄像机监测必须在火警严重到近距离可观察到烟火后方可报警，难以起到预警预报作用，且单个摄像机探测距离不大，如果对一个广袤的森林进行火警探测，需要的摄像机数量巨大，使火警探测成为很多林场经济上无法实现的梦想。另外，摄像机及其附属设备耗电较大，一般单台设备耗电达数十瓦，只能在有电力供应的林区使用。对大多数森林地区，如原始森林，是没有电力供应的，如果使用太阳能发电或风力发电，则单台设备成本将更加昂贵，且在无阳光、无风力时，设备将无法工作，难以起到实时监控的作用。即使不吝投资，安装摄像机设备，设备在露天和无人看护的情况下运行，其寿命将很短，而在广阔的森林里对这些设备进行人工维护，是不可能的。

此外，对视频信号的有线传输而言，长距离的信号线架设，无论从经济上和可靠性方面都存在困难，信号线被人为的或自然力的破坏也是难以避免的，对信号线路的日常维护工作量将十分巨大。对于视频信号采用无线传输的系统，则由于图像信号数字化后信号传输量大，在无中继站情况下，长距离传输信号损失大，加上众多摄像机同时发出的视频信号的识别及防止信号通道阻塞等问题，使报警系统的构成技术难度大，资金需要量更是令林场难以接受，因此，可以说在现有森林防火报警领域还没有真正切实可行的方法。

发明内容

本发明需解决的问题提供一种用使用红外线探测技术探测森林火警的探测器以及使用这种火警探测器在林区按蜂窝式布局进行火警探测实现无需中继站的火警信号无线传输的森林防火报警系统及方法。

关于火警探测器，本发明的技术方案是：一种火警探测器，包括单片机及与其连接的红外线探测模块、用于向相邻节点发送信号的无线发射模块、用于接收监控中心计算机信号的无线接收模块、位置传感器模块及旋转控制模块，所述单片机通过旋转控制模块控制所述火警探测器旋转进行各方位探测。

本发明还要求保护包括若干个火警探测器及监控计算机和管理中心的一种森林火警探测报警系统。 其中监控计算机，具有无线收发模块；所述的若干个火警探测器按蜂窝状排列，每个火警探测器包括单片机及与其连接的无线发射模块、无线接收模块和红外线探测模块，对探测到的红外线辐射能量信号进行比较判断，并依次发送至相邻节点的火警探测器并最终发送到监控计算机；管理中心，通过网络与监控计算机连接通信，监控管理整个防火系统。

所述系统的优选方案为，每个火警探测器中的单片机均设置重发定时器及转发定时器。

所述系统的优选方案为，每个火警探测器中的单片机还设有用于检测无线接收单元是否有接收信号输入的检测单元。

本发明还要求保护基于上述森林火警探测报警系统的森林火警探测报警方法，包括以下步骤：

（1）所述火警探测器旋转探测四周不同方向上红外线辐射能量信号，即将检测到的四周不同方向上的红外线辐射能量的强度进行比较，如果不同方向检测到的红外线辐射能量差在设定范围，则记录并存储该结果；如果不同方向检测到的红外线辐射能量差超过设定范围，则初步确定红外线辐射能量大的方向发生了火警；

（2）初步确定火警发生后，将本次检测到的红外线辐射能量信号与该次探测前紧邻的一个或几个时刻的检测数据进行比较，以进一步确认信号是否突然增强，如确定信号突然增强则判断发生了火警，则将包括本次探测到的红外线辐射能量信号的火警信号通过无线发射模块发出；

（3）处于邻近蜂窝结构节点上的火警探测器在接收到与之邻近的火警探测器发出的火警信号后，将自身探测到的红外线辐射能量信号与接收到的火警信号进行比较，分析是否发生信号突变，并将分析结果及自身地址码附加在收到的火警信号中一起进行信号转发并最终发送至监控中心计算机，供监控中心计算机做进一步甄别；

（4）监控中心计算机将接收到的原火警信号与接收到的同一时间段内确认无火警且与发生火警地区气温接近的地区的火警探测器检测到的红外线辐射能量信号进行比较，分析信号是否发生突变，对接收到的火警信号做进一步甄别；