[发明专利]一种森林火灾快速预警及远程扑救系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及火灾救援技术领域，尤其涉及一种森林火灾快速预警及远程扑救系统及方法。

背景技术

森林火灾作为一种突发性强、破坏性大、处置救助困难的自然灾害，给人类生命和财产造成了巨大的损失。目前，森林火灾预警措施普遍采用地面巡防、瞪望塔监测、航空巡护、远程视频监控以及卫星遥感监测等方法，发现火情后，主要采用人工扑救方法。现有技术存在一种由无人机和远程控制平台组成的森林火灾远程预警及灭火系统，无人机预警受环境影响大，巡航的范围有限，且飞行一个架次成本较高。由于无人机载重量有限，投放少量的高爆灭火包很难实现对大面积森林火灾达到前期压制的目的，灭火效率低。还存在一种在所监测的森林区域布置通水管路和监控网络及终端的森林火灾监测与防控系统，其成本高，维护不便。

发明内容

鉴于上述的分析，本发明旨在提供一种森林火灾快速预警及远程扑救系统及方法，用以解决现有成本高、难度大、灭火效率低的问题。

本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：

一种森林火灾快速预警及远程扑救系统，包括传感器节点、监控中心、发射车及灭火弹；

所述传感器节点为多个，通过自组织方式组成网络，设置于被预警区域，用于采集被预警区域的温度及烟雾数据，当判定温度及烟雾数据异常时，将异常数据及节点编号发送至监控中心；

所述监控中心，用于接收传感器节点发出的异常数据及节点编号，根据异常数据进行火情评估，当评估结果为有火情时，向发射车发出火情警报信号，将火源位置及火源周边情况一并发送至发射车；

所述发射车接收到警报后，行驶到有效射程，根据火源位置及车辆位置解算射击诸元，控制发射装置调转；并根据火源周边情况进行灭火剂喷洒参数计算，将灭火剂喷洒参数装订至灭火弹；

所述灭火弹由发射装置发射至火灾上空后，根据灭火剂喷洒参数控制灭火剂喷洒。

进一步，还包括中继站，所述传感器节点将异常数据及节点编号通过自组织网络由距离中继站最近的传感器节点无线发送至中继站，由中继站通过移动通信网络将异常数据及节点编号发送至监控中心。

进一步，所述传感器节点包括温度传感器、烟雾传感器、数据处理单元、通信单元和电源；

所述温度传感器和烟雾传感器实时采集被采集区域的温度及烟雾浓度；数据处理单元对采集到的温度及烟雾浓度数据进行分析，判断是否异常，当判定数据异常时，通过通信单元以无线网络方式将异常数据及节点编号沿着传感器节点进行传输；

所述电源采用电池供电方式。

进一步，所述监控中心通过无线网络与发射车通信。

进一步，所述发射车包括车控计算机、发射装置和底盘；

所述车控计算机用于计算火源与发射车距离，判断是否在有效射程内；当在有效射程内后，根据火源位置及车辆位置解算射击诸元，调整射击方向；并根据火源周边情况进行灭火剂喷洒参数计算，将灭火剂喷洒参数装订至灭火弹；

所述发射装置用于发射灭火弹。

进一步，所述灭火弹包括弹上控制装置、有效载荷段和灭火剂；灭火弹由发射装置发射至火灾上空后，所述弹上控制装置根据灭火剂喷洒参数控制有效载荷段动作将灭火剂以喷洒的形式释放。

本发明还提供了一种森林火灾快速预警及远程扑救方法，包括如下步骤：

步骤1、传感器节点采集被预警区域的温度及烟雾浓度，判断是否存在异常，当存在异常时，将异常数据及节点编号发送至监控中心；

所述传感器节点密集铺设在被预警区域，通过自组织方式构成网络；

步骤2、监控中心接收到异常数据及节点编号后，根据异常数据进行火情评估，当评估结果为有火情时，通过无线网络向发射车发出火情警报信号，将火源位置及火源周边情况一并发送至发射车；

步骤3、发射车接收到警报后，行驶到有效射程，根据火源位置及车辆位置解算射击诸元，控制发射装置调转；并根据火源周边情况进行灭火剂喷洒参数计算，将计算得到的灭火剂喷洒参数装订至灭火弹；通过点火电缆输出点火电流，连续发射灭火弹；

步骤4、灭火弹发射至火灾上空后，根据灭火剂喷洒参数控制灭火剂以喷洒形式释放。

进一步，所述步骤1具体包括：

步骤101、传感器节点通过温度传感器和烟雾浓度传感器实时采集被预警区域温度及烟雾浓度；

步骤102、数据处理单元对传感器节点采集到的数据进行分析，当判定数据异常时，数据处理单元通过通信单元将异常数据及节点编号沿着其他传感器节点进行传输；