[实用新型]一种森林监控系统

说明书

本实用新型公开了一种森林监控系统，包括监测节点、汇聚节点、通信网络和监控中心，监测节点配置风向传感器、视频摄像传感器、烟雾传感器和温湿度传感器实现对林区环境的监测，其中一小部分节点配置GPS接收模块作为锚节点，其他节点通过与锚节点通信确定自身位置，各个监测节点形成无线传感器网络，并被分成多个簇，每个簇选举一个节点为簇头，监测节点将监测数据及自身位置信息传输给本簇簇头，汇聚中心负责接收各簇簇头节点的数据，并对数据进行融合，最后经过通信网络传输至监控中心。本实用新型具有结构简单、易于部署、维护方便及能耗低的优点，同时可以避免多径效应及阴影效应引起的信号盲区，提高节点的定位率。

技术领域

本实用新型涉及一种监控系统，特别涉及一种森林监控系统。

背景技术

森林作为地球上不可替代的自然资源，在人类生存和发展中占有重要地位。森林火灾的发生不仅会对林业建设、生态环境造成严重影响，更会影响到一个国家的经济建设及社会的长久治安，影响到人民的生命财产安全，给国家及人民造成巨大经济损失。森林火灾具有蔓延快、扑救困难、突发性强等特点，一旦发生险情，很难受到控制，同时由于森林面积巨大，地形复杂，很难判断引燃的位置。因此，建立合理的森林防火监控系统，并对森林火灾进行预防尤为重要。

目前，国内通常采用的监控方法有地面巡护、瞭望台监测、航空巡护、卫星遥感等。地面巡护和瞭望台监测需要经验丰富的瞭望员大范围的监控，不仅受地形地势的限制，覆盖面小，且有死角和空白，效率非常低。航空巡护和卫星遥感则受自然条件限制，且成本极高。

目前主流的监控方式采用建立监控系统，这些系统包括设置在监控点的监控中心和安装在森林中的多个监测节点组成，监测节点采用温湿度传感器、视频摄像传感器及烟雾传感器等，当这些监测节点监测到异常情况后，便将信息通过数据融合中心及3G/CDMA/GPRS等无线传输系统传输至监控中心，实现了森林的防火预警功能。然而，由于森林面积巨大，地形复杂，埋设监测节点极其不便。此外，对于监测节点的定位，传统的监控系统采用GPS卫星定位系统或者北斗卫星导航系统定位，监测节点接收从北斗卫星导航系统或者GPS卫星定位系统发送过来的信号从而确定监测节点的位置信息，该方式需要的传输时间相对较长、费用较高，同时由于森林区域地形复杂、树木较多，因此存在多径衰落、阴影效应及隐蔽终端问题，直接影响了监测节点的定位精度。

因此，需要设计一种便于部署、结构简单、维护方便且能够实时、快速对森林险情进行准确定位并传输的监控系统。

发明内容

本实用新型所要解决的首要技术问题是针对上述现有技术提供一种便于部署、结构简单且实时性较好的森林监控系统。

本实用新型进一步要解决的技术问题是提供一种基于无线传感器网络的森林防火定位方法。

本实用新型解决上述首要技术问题所采用的技术方案为基于无线传感器网络的森林防火监控系统，包括监测节点、汇聚节点、通信网络和监控中心。

所述监测节点配置风向传感器、视频摄像传感器、烟雾传感器和温湿度传感器，其中一小部分节点配置GPS接收模块作为锚节点，各个监测节点自组织形成无线传感器网络，无线传感器网络根据分簇路由协议被分成多个簇，每个簇中选举一个节点作为簇头，簇头节点及锚节点以外的节点为普通感知节点。

所述锚节点能够根据GPS接收模块确定自身位置，为位置已知的节点，普通感知节点及簇头节点可以根据锚节点计算自身的位置。

所述风向传感器用于采集森林防火区域的风向信息，并将信息传输给本簇簇头节点。

所述视频摄像传感器用于采集森林防火区域的视频信息，并将信息传输给本簇簇头节点，可以实现防火、防盗等功能。

所述烟雾传感器用于采集森林防火区域环境中的烟雾浓度信息，并将信息传输给本簇簇头节点。