本發(fā)明涉及一種基于太陽能供電的森林消防控制系統(tǒng)，屬于智能消防安全技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
森林火災(zāi)是一種破壞性大、處置救助困難的自然災(zāi)害，它不僅會燒死樹木，直接減少森林面積，而且還會嚴(yán)重破壞森林結(jié)構(gòu)，引起空氣污染、水土流失、森林物種的減少甚至滅絕。為了預(yù)防以及及時發(fā)現(xiàn)森林火災(zāi)，人們采取了許多措施，現(xiàn)在比較普遍的做法是在被控林區(qū)安裝監(jiān)控設(shè)備。
申請?zhí)枮?01310459212.1， 申請日為2013年9月29日的發(fā)明專利申請公開了一種森林防火預(yù)警系統(tǒng)，主要由遠(yuǎn)程監(jiān)控管理中心和布設(shè)在森林各個監(jiān)測點的監(jiān)測終端組成；遠(yuǎn)程監(jiān)控管理中心和監(jiān)測終端通過GPRS無線通信網(wǎng)絡(luò)或3G無線通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸；監(jiān)測終端包括中央處理器以及分別與其相連接的溫度傳感器、煙霧濃度傳感器、無線通信模塊、北斗定位模塊和工作電源；所述的中央處理器將監(jiān)測的溫度和煙霧濃度數(shù)據(jù)進(jìn)行邏輯運算和邏輯判斷，并將其超出規(guī)定范圍的告警值和監(jiān)測點位置信息共同組成火災(zāi)數(shù)據(jù)經(jīng)由無線通信模塊發(fā)送給遠(yuǎn)程監(jiān)控管理中心，遠(yuǎn)程監(jiān)控管理中心接收到信息后，將派出人員到相關(guān)區(qū)域進(jìn)行排查火險或采取其它消防措施。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單、架設(shè)成本低、運行穩(wěn)定、監(jiān)控可靠。
申請?zhí)枮?01410317685.2 ，申請日為2014年6月30日的發(fā)明專利涉及一種森林火災(zāi)預(yù)警系統(tǒng)。系統(tǒng)使用ZigBee技術(shù)構(gòu)建一個無線通信網(wǎng)絡(luò)，該網(wǎng)絡(luò)主要由終端節(jié)點、協(xié)調(diào)節(jié)點和發(fā)送節(jié)點構(gòu)成。數(shù)字傳感器采集的環(huán)境參數(shù)主要有溫度、相對濕度、光照強度等，把各個不同功能的節(jié)點按要求散布在森林中采集現(xiàn)場環(huán)境參數(shù)，采集的數(shù)據(jù)經(jīng)處理后通過無線通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)送至監(jiān)測端和服務(wù)器控制端。該系統(tǒng)采用射頻芯片CC2431作為傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點，中心節(jié)點和GPRS模塊DTP-S05Ci相連，借助移動通信網(wǎng)絡(luò)將終端節(jié)點采集到的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到手機終端或互聯(lián)網(wǎng)中的服務(wù)器，實現(xiàn)了森林火災(zāi)移動預(yù)警的功能。該系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)精簡、技術(shù)復(fù)雜度低、成本低、實時和準(zhǔn)確的特點。
申請?zhí)枮?01510162807.X， 申請日為2015年4月8日的發(fā)明專利申請涉及消防報警系統(tǒng)，具體是一種消防智能監(jiān)控系統(tǒng)。該發(fā)明解決了現(xiàn)有消防報警系統(tǒng)不具有遠(yuǎn)程通訊功能的問題。一種消防智能監(jiān)控系統(tǒng)，包括安裝在消防監(jiān)控中心的監(jiān)控計算機和Wi-Fi接收裝置以及多個安裝在現(xiàn)場的消防智能監(jiān)控儀；所述消防智能監(jiān)控儀包括：單片機、煙霧傳感器裝置、消防水監(jiān)測模塊、濕度傳感器、溫度傳感器、開關(guān)量傳感器、信號開關(guān)控制模塊、GPRS通訊模塊、Wi-Fi通訊模塊、UART模塊、EEPROM模塊、LCD顯示屏、LED狀態(tài)指示燈、功能按鍵和電源模塊。該發(fā)明適用于消防。
目前的森林消防控制系統(tǒng)主要側(cè)重采集各種氣象信息并提供消防預(yù)警信息，但在天氣條件惡劣時，消防控制系統(tǒng)中的電路模塊由于長期使用，且周圍環(huán)境惡劣，很容易出現(xiàn)信號采集的數(shù)據(jù)傳輸異常的情況，這樣很容易影響森林消防控制系統(tǒng)的正常運行。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
為了解決上述問題，本發(fā)明提出了一種基于太陽能供電的森林消防控制系統(tǒng)，可以克服現(xiàn)階段森林消防控制系統(tǒng)內(nèi)沒有檢測電路檢測模塊傳輸接口是否連接異常的情況，避免了由于接口連接異常導(dǎo)致影響整個森林消防控制系統(tǒng)的正常運行。
本發(fā)明為解決其技術(shù)問題采用如下技術(shù)方案：
一種基于太陽能供電的森林消防控制系統(tǒng)，包括設(shè)置在被監(jiān)控林區(qū)內(nèi)的煙霧檢測模塊、溫度檢測模塊、風(fēng)力檢測模塊以及設(shè)置在林場工作站的遠(yuǎn)程監(jiān)控終端和為各模塊供電的供電模塊，其中煙霧檢測模塊、溫度檢測模塊、風(fēng)力檢測模塊分別與遠(yuǎn)程監(jiān)控終端通過通訊模塊連接；供電模塊與各模塊相連；，所述遠(yuǎn)程監(jiān)控終端內(nèi)設(shè)置有報警模塊；所述供電模塊包括順序連接的太陽能電池板和蓄電池；
該系統(tǒng)還包括自動保護(hù)模塊，所述自動保護(hù)模塊一端與煙霧檢測模塊連接，另一端與遠(yuǎn)程監(jiān)控終端連接，所述自動保護(hù)模塊包括檢測器、計時器、串口開關(guān)和電平變換保護(hù)電路，檢測器、計時器和串口開關(guān)順序連接，串口開關(guān)與電平變換保護(hù)電路雙向連接；所述計時器包括順序連接的秒產(chǎn)生器、計數(shù)器和比較器，其中秒產(chǎn)生器的輸入端與檢測器的輸出端連接，比較器的輸出端與串口開關(guān)的輸入端連接。
作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案：所述通訊模塊為3G模塊、GPRS模塊或ZIGBEE模塊。
作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案：所述報警模塊為聲光報警模塊。
作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案：所述聲光報警模塊包括發(fā)光二極管和蜂鳴器。
作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案：所述溫度檢測模塊采用熱電偶。
本發(fā)明所述一種基于太陽能供電的森林消防控制系統(tǒng)，采用以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下技術(shù)效果：
1、本發(fā)明設(shè)有接口保護(hù)模塊，可以克服現(xiàn)階段森林消防控制系統(tǒng)內(nèi)沒有檢測電路檢測模塊傳輸接口是否連接異常，避免由于接口連接異常導(dǎo)致影響整個森林消防控制系統(tǒng)的正常運行。
2、本發(fā)明的接口保護(hù)模塊設(shè)有一個電平變換保護(hù)電路，對該接口保護(hù)電路能夠進(jìn)行限壓、限流，防止過壓、過流、沖擊電流或靜電等破壞本發(fā)明的內(nèi)部電路。
3、本發(fā)明采用太陽能供電，節(jié)能環(huán)保、綠色無污染。
4、本發(fā)明可以對森林進(jìn)行實時監(jiān)控，一旦出現(xiàn)火災(zāi)，就能被及時發(fā)現(xiàn)，在最短時間內(nèi)通知消防人員采取救援措施，有效地將火災(zāi)損失控制在最小范圍內(nèi)。
具體實施方式
下面對本發(fā)明創(chuàng)造做進(jìn)一步詳細(xì)說明。
一種基于太陽能供電的森林消防控制系統(tǒng)，包括設(shè)置在被監(jiān)控林區(qū)內(nèi)的煙霧檢測模塊、溫度檢測模塊、風(fēng)力檢測模塊以及設(shè)置在林場工作站的遠(yuǎn)程監(jiān)控終端和為各模塊供電的供電模塊，其中煙霧檢測模塊、溫度檢測模塊、風(fēng)力檢測模塊分別與遠(yuǎn)程監(jiān)控終端通過通訊模塊連接；供電模塊與各模塊相連；，所述遠(yuǎn)程監(jiān)控終端內(nèi)設(shè)置有報警模塊；所述供電模塊包括順序連接的太陽能電池板和蓄電池；
該系統(tǒng)還包括自動保護(hù)模塊，所述自動保護(hù)模塊一端與煙霧檢測模塊連接，另一端與遠(yuǎn)程監(jiān)控終端連接，所述自動保護(hù)模塊包括檢測器、計時器、串口開關(guān)和電平變換保護(hù)電路，檢測器、計時器和串口開關(guān)順序連接，串口開關(guān)與電平變換保護(hù)電路雙向連接；所述計時器包括順序連接的秒產(chǎn)生器、計數(shù)器和比較器，其中秒產(chǎn)生器的輸入端與檢測器的輸出端連接，比較器的輸出端與串口開關(guān)的輸入端連接。
作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案：所述通訊模塊為3G模塊、GPRS模塊或ZIGBEE模塊。
作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案：所述報警模塊為聲光報警模塊。
作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案：所述聲光報警模塊包括發(fā)光二極管和蜂鳴器。
作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案：所述溫度檢測模塊采用熱電偶。
本發(fā)明的森林消防控制系統(tǒng)中溫度檢測模塊為熱電偶。熱電偶由兩個不同材料的金屬線組成，在末端焊接在一起。再測出不加熱部位的環(huán)境溫度，就可以準(zhǔn)確知道加熱點的溫度。由于它必須有兩種不同材質(zhì)的導(dǎo)體，所以稱之為熱電偶。不同材質(zhì)做出的熱電偶使用于不同的溫度范圍，它們的靈敏度也各不相同。熱電偶的靈敏度是指加熱點溫度變化1℃時，輸出電位差的變化量。對于大多數(shù)金屬材料支撐的熱電偶而言，這個數(shù)值大約在5～40微伏/℃之間。
本發(fā)明采用聲光報警模塊包括發(fā)光二極管和蜂鳴器。
發(fā)光二極管簡稱為LED。發(fā)光二極管的原理：發(fā)光二極管是半導(dǎo)體二極管的一種，可以把電能轉(zhuǎn)化成光能。發(fā)光二極管與普通二極管一樣是由一個PN結(jié)組成，也具有單向?qū)щ娦?。?dāng)給發(fā)光二極管加上正向電壓后，從P區(qū)注入到N區(qū)的空穴和由N區(qū)注入到P區(qū)的電子，在PN結(jié)附近數(shù)微米內(nèi)分別與N區(qū)的電子和P區(qū)的空穴復(fù)合，產(chǎn)生自發(fā)輻射的熒光。不同的半導(dǎo)體材料中電子和空穴所處的能量狀態(tài)不同。當(dāng)電子和空穴復(fù)合時釋放出的能量多少不同，釋放出的能量越多，則發(fā)出的光的波長越短。常用的是發(fā)紅光、綠光或黃光的二極管。
發(fā)光二極管的優(yōu)點：電光轉(zhuǎn)化效率高（接近60%，綠色環(huán)保、壽命長（可達(dá)10萬小時）、工作電壓低（3V左右）、反復(fù)開關(guān)無損壽命、體積小、發(fā)熱少、亮度高、堅固耐用、易于調(diào)光、色彩多樣、光束集中穩(wěn)定、啟動無延時。
本發(fā)明采用太陽能電池板將太陽能轉(zhuǎn)換成電能，為蓄電池充電，節(jié)省能源，充分利用太陽能，高效環(huán)保。太陽能是由太陽內(nèi)部氫原子發(fā)生氫氦聚變釋放出巨大核能而產(chǎn)生的，來自太陽的輻射能量。人類所需能量的絕大部分都直接或間接地來自太陽。照射在地球上的太陽能非常巨大，大約40分鐘照射在地球上的太陽能，足以供全球人類一年能量的消費。可
以說，太陽能是真正取之不盡、用之不竭的能源。而且太陽能發(fā)電絕對干凈，不產(chǎn)生公害。所以太陽能發(fā)電被譽為是理想的能源。
從太陽能獲得電力，需通過太陽電池進(jìn)行光電變換來實現(xiàn)。它同以往其他電源發(fā)電原理完全不同，具有以下特點：①無枯竭危險；②絕對干凈（無公害）；③不受資源分布地域的限制；④可在用電處就近發(fā)電；⑤能源質(zhì)量高；⑥使用者從感情上容易接受；⑦獲取能源花費的時間短。不足之處是：①照射的能量分布密度小，即要占用巨大面積；②獲得的能源同四季、晝夜及陰晴等氣象條件有關(guān)。但總的說來，瑕不掩瑜，作為新能源，太陽能具有極大優(yōu)點，因此受到世界各國的重視。
本發(fā)明設(shè)有自動保護(hù)模塊，可以檢測系統(tǒng)內(nèi)傳輸接口是否連接異常的情況，避免了由于接口連接異常導(dǎo)致信息未能及時傳輸影響整個森林消防控制系統(tǒng)的正常運行。本發(fā)明的自動保護(hù)電路，結(jié)構(gòu)簡單、設(shè)計合理、性能穩(wěn)定可靠，使用能耗低，不易干擾其他電路或被其他電路干擾，實用效果顯著。
本發(fā)明可以對對森林進(jìn)行實時監(jiān)控，一旦出現(xiàn)火災(zāi)，就能被及時發(fā)現(xiàn)，在最短時間內(nèi)通知消防人員采取救援措施，有效地將火災(zāi)損失控制在最小范圍內(nèi)。
上面對本發(fā)明的實施方式作了詳細(xì)說明，但是本發(fā)明并不限于上述實施方式，在本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所具備的知識范圍內(nèi)，還可以在不脫離本發(fā)明宗旨的前提下做出各種變化。