本發(fā)明涉及一種森林防火領(lǐng)域，具體涉及一種基于Lora無線技術(shù)的森林防火熱點組網(wǎng)監(jiān)測裝置及監(jiān)測方法

背景技術(shù)：
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目前，森林火災(zāi)的預(yù)警措施主要有以下幾種：熱紅外探測的溫度報警，可見光監(jiān)控的煙火報警，攝像頭實時監(jiān)控，地面、航空人員巡護，無人機監(jiān)測，衛(wèi)星遙感等。熱紅外探測容易受到各種熱源、陽光源干擾，可見光監(jiān)控的煙火報警在夜間工作疲軟，森林火災(zāi)一旦出現(xiàn)誤報，會浪費大量人力去搜尋火源，并且煙火報警往往是在火災(zāi)成型后才能檢測到。而攝像監(jiān)控，人員巡護等方式需要投入大量的人力資源，無人機衛(wèi)星等方法雖然可以作到全面監(jiān)控，但是價格昂貴，且不能實現(xiàn)全天候監(jiān)控，也需要人為控制，監(jiān)測范圍也有限。

技術(shù)實現(xiàn)要素：
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為了克服上述方法的缺陷，本發(fā)明提供了一種基于Lora無線技術(shù)的森林防火熱點組網(wǎng)監(jiān)測裝置及監(jiān)測方法，其通過各檢測節(jié)點的溫度傳感器和煙感探測器實時讀取當(dāng)前溫度和煙塵顆粒物濃度，一旦超過閾值，則將信號傳輸?shù)絇C機，PC機本身也可以隨時詢問各個節(jié)點的溫度和煙塵濃度，從而對被監(jiān)測森林范圍實行全方位監(jiān)測。

本發(fā)明的基于Lora無線技術(shù)的森林防火熱點組網(wǎng)監(jiān)測裝置，為實現(xiàn)上述目的所采用的技術(shù)方案在于：包括主控制模塊和若干檢測節(jié)點，所述主控制模塊包括第一Lora無線模塊、USB轉(zhuǎn)接板及PC機；所述檢測節(jié)點包括第二Lora無線模塊、傳感器模塊和電源模塊，所述電源模塊分別連接第二Lora無線模塊和傳感器模塊，所述傳感器模塊包括單片機和分別與其相連的溫度傳感器和煙感探測器，單片機連接第二Lora無線模塊，第二Lora無線模塊與第一Lora無線模塊通信連接，第一Lora無線模塊經(jīng)USB轉(zhuǎn)換板連接PC機。

進一步地，所述第一Lora無線模塊和第二Lora無線模塊均由SX1278芯片、晶振X2、電感L1、電感L2、電感L3、電感L4、電容C1、電容C2、電容C3、電容C4、電容C5、電容C6、電容C7、電容C8、電容C9、電容C10、電容C11、電容C12及電容C13構(gòu)成，所述晶振X2的一端分別接SX1278的引腳7和電容C5的一端，晶振X2的另一端分別接SX1278的引腳6和電容C4的一端，電容C1的一端接SX1278的引腳4，電容C2的一端接SX1278的引腳5，電容C3的一端接SX1278的引腳2，電容C6的一端接SX1278的引腳14，電容C7的一端接電感L2的一端，電感L2的另一端分別接電感L1的一端和SX1278的引腳1，電容C8的一端分別接電容C9的一端、電感L3的一端和電感L4的一端，電感L3的另一端接SX1278的引腳27，電感L4的另一端分別接電容C11的一端、電容C13的一端及SX1278的引腳25，電容C10的一端和電容C12的一端均接SX1278的引腳24，SX1278的引腳23、引腳26和引腳29短接后接地，SX1278的引腳15接地，電容C1、電容C2、電容C3、電容C4、電容C5、電容C6、電容C8、電容C10、電容C11、電容C12、電容C13、電感L1的另一端均接地。

進一步地，所述單片機為AT89S51型控制芯片，溫度傳感器為DS18B20型溫度傳感器，煙感探測器由電容C14、電容C15和晶振X1構(gòu)成，DS18B20的引腳1接供電電壓VCC和電阻R1的一端，DS18B20的引腳2與電阻R1的另一端連接后接AT89S51的引腳11，DS18B20的引腳3接地，AT89S51的引腳18分別接晶振X1的一端和電容C14的一端，AT89S51的引腳19分別接晶振X1的另一端和電容C15的一端，電容C14和電容C15的另一端連接后接地，AT89S51的引腳20接地，AT89S51的引腳31接電阻R2的一端，AT89S51的引腳40分別接電阻R2的另一端和供電電壓VCC。

本發(fā)明的基于Lora無線技術(shù)的森林防火熱點組網(wǎng)的監(jiān)測方法，采用的技術(shù)方案在于包括以下步驟：

一、第一Lora無線模塊向PC機發(fā)送各節(jié)點的參數(shù)；

二、由PC機判斷各節(jié)點的參數(shù)是否大于給定闕值；

三、若大于，則PC機啟動報警設(shè)備，同時顯示該節(jié)點的地址。

進一步地，步驟一中，可向PC機輸入目標(biāo)節(jié)點地址，再由目標(biāo)節(jié)點向PC機發(fā)送當(dāng)前參數(shù)。

本發(fā)明的優(yōu)點是：

1、本發(fā)明采用具有高抗干擾性能、高穩(wěn)定性和擴頻通訊功能的LORA技術(shù)，其信號能夠在樹林里不丟失的傳輸，在同樣的功率下，接受靈敏度和傳輸距離都有很大的提高，本發(fā)明采用的模塊可以在空曠環(huán)境下傳輸10km，森林盡管有樹木遮擋，但樹與樹之間有一定的空間，對傳輸距離影響不大；

2、本發(fā)明所用的Lora無線模塊支持大規(guī)模組網(wǎng)，非常適合森林這種大片的區(qū)域；

3.本發(fā)明所采用的組網(wǎng)模式簡單，又能實現(xiàn)對整個森林的控制，對比于傳統(tǒng)監(jiān)控方法，本方法成本低廉，又能夠減少人力的投入；

4.本發(fā)明所用的Lora無線模塊功耗低，可以使用電池供電，并且一節(jié)5號電池壽命可達5年，可以說一經(jīng)安裝，無外力破損即可長期使用，十分便利。針對北方冬天溫度較低，普通電池?zé)o法正常工作的情況，可以在每個lora無線模塊上安裝一個小的太陽能電池板，為模塊連續(xù)供電，為了怕被松鼠等動物破壞，可以在太陽能電池板外裝覆蓋鐵絲網(wǎng)。

附圖說明：

圖1為主控制模塊與各檢測節(jié)點的連接示意圖；

圖2為檢測節(jié)點的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為傳感器模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為Lora無線模塊的電路圖；

圖5為傳感器模塊的電路圖；

圖6為第二Lora無線模塊與單片機相連的示意圖；

圖7為監(jiān)測方法的流程圖；

圖8為查詢某節(jié)點參數(shù)信息的流程圖。

具體實施方式：

本發(fā)明的基于Lora無線技術(shù)的森林防火熱點組網(wǎng)監(jiān)測裝置，包括主控制模塊1和若干檢測節(jié)點2，參照圖1，所述主控制模塊1包括第一Lora無線模塊6、USB轉(zhuǎn)接板7及PC機8；參照圖2，所述檢測節(jié)點包括第二Lora無線模塊3、傳感器模塊4和電源模塊5，所述電源模塊5分別連接第二Lora無線模塊3和傳感器模塊4，參照圖3，所述傳感器模塊4包括單片機41和分別與其相連的溫度傳感器42和煙感探測器43，參照圖6，單片機41連接第二Lora無線模塊3，第二Lora無線模塊3與第一Lora無線模塊6通信連接，參照圖1，第一Lora無線模塊6經(jīng)USB轉(zhuǎn)換板7連接PC機8。

參照圖4，所述第一Lora無線模塊6和第二Lora無線模塊3均由SX1278芯片、晶振X2、電感L1、電感L2、電感L3、電感L4、電容C1、電容C2、電容C3、電容C4、電容C5、電容C6、電容C7、電容C8、電容C9、電容C10、電容C11、電容C12及電容C13構(gòu)成，所述晶振X2的一端分別接SX1278的引腳7和電容C5的一端，晶振X2的另一端分別接SX1278的引腳6和電容C4的一端，電容C1的一端接SX1278的引腳4，電容C2的一端接SX1278的引腳5，電容C3的一端接SX1278的引腳2，電容C6的一端接SX1278的引腳14，電容C7的一端接電感L2的一端，電感L2的另一端分別接電感L1的一端和SX1278的引腳1，電容C8的一端分別接電容C9的一端、電感L3的一端和電感L4的一端，電感L3的另一端接SX1278的引腳27，電感L4的另一端分別接電容C11的一端、電容C13的一端及SX1278的引腳25，電容C10的一端和電容C12的一端均接SX1278的引腳24，SX1278的引腳23、引腳26和引腳29短接后接地，SX1278的引腳15接地，電容C1、電容C2、電容C3、電容C4、電容C5、電容C6、電容C8、電容C10、電容C11、電容C12、電容C13、電感L1的另一端均接地。

參照圖5，所述單片機41為AT89S51型控制芯片，溫度傳感器42為DS18B20型溫度傳感器，煙感探測器43由電容C14、電容C15和晶振X1構(gòu)成，DS18B20的引腳1接供電電壓VCC和電阻R1的一端，DS18B20的引腳2與電阻R1的另一端連接后接AT89S51的引腳11，DS18B20的引腳3接地，AT89S51的引腳18分別接晶振X1的一端和電容C14的一端，AT89S51的引腳19分別接晶振X1的另一端和電容C15的一端，電容C14和電容C15的另一端連接后接地，AT89S51的引腳20接地，AT89S51的引腳31接電阻R2的一端，AT89S51的引腳40分別接電阻R2的另一端和供電電壓VCC。

各檢測節(jié)點2的溫度傳感器42和煙感探測器43實時讀取當(dāng)前溫度和煙塵顆粒物濃度并傳給單片機41，經(jīng)單片機41比較后一旦超過閾值，則將信號通過第二Lora無線模塊3傳給第一Lora無線模塊6，再經(jīng)USB轉(zhuǎn)換板7傳輸?shù)絇C機8，并且報警，PC機8本身也可以隨時通過第一Lora無線模塊6、第二Lora無線模塊3來詢問各檢測節(jié)點的單片機41的檢測信號，從而實現(xiàn)在不耗費大量人力、財力的情況下，利用無線監(jiān)測的便利性，以及一主多從的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，對被監(jiān)測森林范圍實行全方位監(jiān)測。

參照圖7，本發(fā)明的基于Lora無線技術(shù)的森林防火熱點組網(wǎng)的監(jiān)測方法，包括以下步驟：

一、第一Lora無線模塊6向PC機8發(fā)送各節(jié)點的參數(shù)；

二、由PC機8判斷各節(jié)點的參數(shù)是否大于給定闕值；

三、若大于，則PC機8啟動報警設(shè)備，同時顯示該節(jié)點的地址。

參照圖8，本監(jiān)測方法還提供了查詢服務(wù)，若想訪問目標(biāo)節(jié)點的情況，只需向PC機8輸入目標(biāo)節(jié)點的地址，再由目標(biāo)節(jié)點向PC機8發(fā)送當(dāng)前參數(shù)，最終由PC機8將目標(biāo)節(jié)點的參數(shù)及地址進行顯示。