一种基于北斗定位的森林火灾预警装置及其使用方法
技术领域
本发明属于森林火灾预警技术领域，具体涉及一种基于北斗定位的森林火灾预警装置及其使用方法。
背景技术
森林一旦遭受火灾,不仅烧伤林木，对环境也带来巨大威胁，森林火灾可以说是森林最危险的敌人，极具毁灭性的后果，火灾的发生可能引起土壤的贫瘠，甚至会导致生态环境失去平衡，森林是生长周期较长的再生资源，遭受火灾后，其恢复需要很长的时间，如果反复多次遭到火灾危害，还会成为为荒草地。
现有技术存在以下问题：现有技术多是通过无人机定期巡航重点林区，可以及时准确发现火情，但其成本高，对于大面积的森林需要的无人机数量庞大，并且其检测范围有限，不能大面积的应用。
发明内容
为解决上述背景技术中提出的问题。本发明提供了一种基于北斗定位的森林火灾预警装置及其使用方法，具有安装方便、无损安装且具有覆盖面广和准确度高的特点。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于北斗定位的森林火灾预警装置，包括森林防火预警装置和树干，所述森林防火预警装置的后侧面板体上固定设置有多组树干顶紧接触组件，且森林防火预警装置的内部通过自攻螺丝固定设置有PCB板，所述树干的周围通过钢丝绳环设有三个森林防火预警装置，所述钢丝绳的两端绳体通过钢丝绳夹固定连接；
所述森林防火预警装置包括预警装置底板，所述预警装置底板前侧面的板体上卡设有镁晶板外壳，所述镁晶板外壳前侧面壳体的中部开设有安装限位凹槽，且镁晶板外壳一侧的壳体上固定设置有红外温度传感器和烟雾传感器，所述镁晶板外壳另一侧的壳体上固定设置有湿度传感器，且镁晶板外壳的顶部壳体上固定设置有通信天线；
所述树干顶紧接触组件包括顶紧接触外管，所述顶紧接触外管的内部滑动设置有顶紧接触内杆，所述顶紧接触内杆和顶紧接触外管之间固定设置有顶紧弹簧，所述顶紧接触外管的顶部固定设置有增阻橡胶球垫，所述顶紧接触内杆通过顶紧弹簧在顶紧接触外管的内部顶紧弹性伸缩；
多组所述树干顶紧接触组件呈多行多列的结构固定在预警装置底板的后侧面板体上，所述PCB板通过自攻螺丝固定在预警装置底板的前侧面板体上，通过多组所述树干顶紧接触组件的自动顶紧弹性伸缩使森林防火预警装置的后侧面板体能够与不同直径和弧度树干的表面自动顶紧适配；
三个所述森林防火预警装置通过钢丝绳环设在树干的周围，所述钢丝绳的绳体卡设在安装限位凹槽的槽体内；
所述PCB板朝向森林防火预警装置外部的一面设置有信息处理单元、与信息处理单元连接的防火监测装置和BDS模块，防火检测装置为红外温度传感器、烟雾传感器和湿度传感器，所述PCB板上还设置有与信息处理单元连接的通讯模块、与通讯模块连接的通信天线、与信息处理单元连接的电池管理模块、与信息处理单元连接的存储单元。
优选的，所述红外温度传感器用于无线远距离检测树干周围二十米范围内的火焰，同时转化为温度信息并传输给森林防火预警装置内部的信息处理单元，信息处理单元将该温度信息与预设的温度阈值相比较，若温度信息超出预设的温度阈值，则发出报警信息，所述烟雾传感器用于检测树干周围的烟雾并将烟雾信息传输给信息处理单元，信息处理单元接收到烟雾信息后发出报警信息，所述湿度传感器用于检测树干周围的湿度并将湿度信息传输给信息处理单元，信息处理单元将湿度信息与预设的湿度阈值相比较，若湿度信息小于预设的湿度阈值，则发出报警信息。
优选的，所述PCB板上的信息处理单元和监控中心之间通过无线通讯连接。
优选的，通过所述红外温度传感器、烟雾传感器和湿度传感器采集到外界刺激时，所述森林防火预警装置才被激活。
优选的，电池管理模块为纽扣电池，平时森林防火预警装置处于待机状态，耗电量极低，当三个传感器的其中一个或几个受外界刺激时，森林防火预警装置被激活开始工作，正常情况下一颗纽扣电池可以用五年时间，PCB板上的信号处理单元用于处理传感器检测到的各路信息，判断处理后将报警信息通过通讯模块发送出去，电源管理模块负责为其它各部分电路供电，通讯模块用于各设备之间的联网通信，平时处于关闭状态，当检测到火情时通讯模块被激活，天线模块与通讯模块配合无线传输数据，存储模块用于存储信号处理单元的临时数据。
一种基于北斗定位的森林火灾预警装置的使用方法，其特征在于，包括以下步骤；
第一步，在森林中每相隔十五米至二十米在一棵树木上固定三个森林防火预警装置，将钢丝绳卡设在三个森林防火预警装置上的安装限位凹槽内，然后通过钢丝绳夹将钢丝绳的两端紧紧固定住；
第二步，森林防火预警装置通过红外温度传感器、烟雾传感器和湿度传感器采集火灾信息并传输给信息处理单元；
第三步，信息处理单元接收到火灾信息后，若判断出发生火灾，则发出报警信息，同时将报警信息和BDS模块监测的地理位置信息发送给监控中心；
第四步，无异常情况时，森林防火预警装置处于睡眠状态，红外温度传感器、烟雾传感器和湿度传感器处于工作状态，这样可以延长PCB板上电池的使用时间，当某一棵树着火或者附近二十米范围内有火焰或者高温浓烟，森林防火预警装置通过各传感器检测到以后，激活其它电路、判断火情并发出报警信号，报警信号和该装置的BDS定位信息一起通过无线通信在相邻的设备之间层层传递，最终传送到网关，最后通过网关将报警信号和定位信息无线发送给监控中心。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明使用时，三个森林防火预警装置为一套完整的森林防火预警单元，三个森林防火预警装置通过钢丝绳环设在树干的周围，钢丝绳的绳体卡设在安装限位凹槽的槽体内，钢丝绳的两端绳体通过钢丝绳夹固定连接，通过此种方式，方便三个森林防火预警装置与树干的安装和拆卸，森林防火预警装置的后侧面板体上固定设置有多组树干顶紧接触组件，多组树干顶紧接触组件呈多行多列的结构固定在预警装置底板的后侧面板体上，通过多组树干顶紧接触组件的自动顶紧弹性伸缩使森林防火预警装置的后侧面板体能够与不同直径和弧度树干的表面自动顶紧适配，通过此种方式，实现森林防火预警装置背部板体与不同直径和弧度树干的自动顶紧适配，保证森林防火预警装置安装使用时的稳固性和可靠性，同时树干顶紧接触组件具备一定的弹性缓冲功能，在森林防火预警装置遇到外部的撞击力时，森林防火预警装置向后伸缩，通过树干顶紧接触组件缓冲掉对森林防火预警装置的撞击力，保证森林防火预警装置使用时的安全性和可靠性，在森林中每相隔十五米至二十米在一棵树木上固定三个森林防火预警装置，本发明检测使用时，森林防火预警装置通过红外温度传感器、烟雾传感器和湿度传感器采集火灾信息并传输给信息处理单元，信息处理单元接收到火灾信息后，若判断出发生火灾，则发出报警信息，同时将报警信息和BDS模块监测的地理位置信息发送给监控中心，本发明设置有可近距离固定到树木上的装置和应用该装置进行防火的方法，因此具有覆盖面广和准确度高的效果。
附图说明
图1为本发明森林防火预警装置的立体图；
图2为本发明三个森林防火预警装置与树干装配使用时的结构示意图；
图3为本发明森林防火预警装置另一视角的立体图；
图4为本发明森林防火预警装置的爆炸图；
图5为本发明森林防火预警装置另一视角的爆炸图；
图6为本发明树干顶紧接触组件的爆炸图；
图7为本发明森林防火预警装置内部结构俯视示意图；
图8为本发明森林防火检测装置的原理框图；
图中：1、森林防火预警装置；11、预警装置底板；12、安装限位凹槽；13、镁晶板外壳；14、红外温度传感器；15、烟雾传感器；16、湿度传感器；17、通信天线；2、树干顶紧接触组件；21、顶紧接触外管；22、顶紧接触内杆；23、顶紧弹簧；24、增阻橡胶球垫；3、钢丝绳；4、钢丝绳夹；5、树干；6、PCB板。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-8，本发明提供以下技术方案：一种基于北斗定位的森林火灾预警装置，包括森林防火预警装置1和树干5，森林防火预警装置1的后侧面板体上固定设置有多组树干顶紧接触组件2，且森林防火预警装置1的内部通过自攻螺丝固定设置有PCB板6，树干5的周围通过钢丝绳3环设有三个森林防火预警装置1，钢丝绳3的两端绳体通过钢丝绳夹4固定连接；
森林防火预警装置1包括预警装置底板11，预警装置底板11前侧面的板体上卡设有镁晶板外壳13，镁晶板外壳13前侧面壳体的中部开设有安装限位凹槽12，且镁晶板外壳13一侧的壳体上固定设置有红外温度传感器14和烟雾传感器15，镁晶板外壳13另一侧的壳体上固定设置有湿度传感器16，且镁晶板外壳13的顶部壳体上固定设置有通信天线17；
树干顶紧接触组件2包括顶紧接触外管21，顶紧接触外管21的内部滑动设置有顶紧接触内杆22，顶紧接触内杆22和顶紧接触外管21之间固定设置有顶紧弹簧23，顶紧接触外管21的顶部固定设置有增阻橡胶球垫24，顶紧接触内杆22通过顶紧弹簧23在顶紧接触外管21的内部顶紧弹性伸缩；
多组树干顶紧接触组件2呈多行多列的结构固定在预警装置底板11的后侧面板体上，PCB板6通过自攻螺丝固定在预警装置底板11的前侧面板体上，通过多组树干顶紧接触组件2的自动顶紧弹性伸缩使森林防火预警装置1的后侧面板体能够与不同直径和弧度树干的表面自动顶紧适配；
三个森林防火预警装置1通过钢丝绳3环设在树干5的周围，钢丝绳3的绳体卡设在安装限位凹槽12的槽体内；
PCB板6朝向森林防火预警装置1外部的一面设置有信息处理单元、与信息处理单元连接的防火监测装置和BDS模块，防火检测装置为红外温度传感器14、烟雾传感器15和湿度传感器16，PCB板6上还设置有与信息处理单元连接的通讯模块、与通讯模块连接的通信天线17、与信息处理单元连接的电池管理模块、与信息处理单元连接的存储单元。
本实施例中，优选的，红外温度传感器14用于无线远距离检测树干周围二十米范围内的火焰，同时转化为温度信息并传输给森林防火预警装置1内部的信息处理单元，信息处理单元将该温度信息与预设的温度阈值相比较，若温度信息超出预设的温度阈值，则发出报警信息，烟雾传感器15用于检测树干周围的烟雾并将烟雾信息传输给信息处理单元，信息处理单元接收到烟雾信息后发出报警信息，湿度传感器16用于检测树干周围的湿度并将湿度信息传输给信息处理单元，信息处理单元将湿度信息与预设的湿度阈值相比较，若湿度信息小于预设的湿度阈值，则发出报警信息。
本实施例中，优选的，PCB板6上的信息处理单元和监控中心之间通过无线通讯连接。
本实施例中，优选的，通过红外温度传感器14、烟雾传感器15和湿度传感器16采集到外界刺激时，森林防火预警装置1才被激活。
本实施例中，优选的，电池管理模块为纽扣电池，平时森林防火预警装置1处于待机状态，耗电量极低，当三个传感器的其中一个或几个受外界刺激时，森林防火预警装置1被激活开始工作，正常情况下一颗纽扣电池可以用五年时间，PCB板6上的信号处理单元用于处理传感器检测到的各路信息，判断处理后将报警信息通过通讯模块发送出去，电源管理模块负责为其它各部分电路供电，通讯模块用于各设备之间的联网通信，平时处于关闭状态，当检测到火情时通讯模块被激活，天线模块与通讯模块配合无线传输数据，存储模块用于存储信号处理单元的临时数据。
一种基于北斗定位的森林火灾预警装置的使用方法，其特征在于，包括以下步骤；
第一步，在森林中每相隔十五米至二十米在一棵树木上固定三个森林防火预警装置1，将钢丝绳3卡设在三个森林防火预警装置1上的安装限位凹槽12内，然后通过钢丝绳夹4将钢丝绳3的两端紧紧固定住；
第二步，森林防火预警装置1通过红外温度传感器14、烟雾传感器15和湿度传感器16采集火灾信息并传输给信息处理单元；
第三步，信息处理单元接收到火灾信息后，若判断出发生火灾，则发出报警信息，同时将报警信息和BDS模块监测的地理位置信息发送给监控中心；
第四步，无异常情况时，森林防火预警装置1处于睡眠状态，红外温度传感器14、烟雾传感器15和湿度传感器16处于工作状态，这样可以延长PCB板6上电池的使用时间，当某一棵树着火或者附近二十米范围内有火焰或者高温浓烟，森林防火预警装置1通过各传感器检测到以后，激活其它电路、判断火情并发出报警信号，报警信号和该装置的BDS定位信息一起通过无线通信在相邻的设备之间层层传递，最终传送到网关，最后通过网关将报警信号和定位信息无线发送给监控中心。
本发明的工作原理及使用流程：本发明使用时，三个森林防火预警装置1为一套完整的森林防火预警单元，三个森林防火预警装置1通过钢丝绳3环设在树干5的周围，钢丝绳3的绳体卡设在安装限位凹槽12的槽体内，钢丝绳3的两端绳体通过钢丝绳夹4固定连接，通过此种方式，方便三个森林防火预警装置1与树干5的安装和拆卸，森林防火预警装置1的后侧面板体上固定设置有多组树干顶紧接触组件2，多组树干顶紧接触组件2呈多行多列的结构固定在预警装置底板11的后侧面板体上，通过多组树干顶紧接触组件2的自动顶紧弹性伸缩使森林防火预警装置1的后侧面板体能够与不同直径和弧度树干的表面自动顶紧适配，通过此种方式，实现森林防火预警装置1背部板体与不同直径和弧度树干的自动顶紧适配，保证森林防火预警装置1安装使用时的稳固性和可靠性，同时树干顶紧接触组件2具备一定的弹性缓冲功能，在森林防火预警装置1遇到外部的撞击力时，森林防火预警装置1向后伸缩，通过树干顶紧接触组件2缓冲掉对森林防火预警装置1的撞击力，保证森林防火预警装置1使用时的安全性和可靠性，在森林中每相隔十五米至二十米在一棵树木上固定三个森林防火预警装置1，本发明检测使用时，森林防火预警装置1通过红外温度传感器14、烟雾传感器15和湿度传感器16采集火灾信息并传输给信息处理单元，信息处理单元接收到火灾信息后，若判断出发生火灾，则发出报警信息，同时将报警信息和BDS模块监测的地理位置信息发送给监控中心，本发明设置有可近距离固定到树木上的装置和应用该装置进行防火的方法，因此具有覆盖面广和准确度高的效果。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
