[发明专利]一种分布式森林火灾预警装置、系统及应用

权利要求书

1.一种森林火灾预警装置，其特征在于，包括，

架体（1），所述架体（1）由主杆（2）、副杆（3）和支脚（4）组成，所述主杆（2）和副杆（3）之间通过套筒（5）连接，所述套筒（5）内设置有止推轴承，所述支脚（4）固定焊接在主杆（2）的底部；

纺锤状检测筒（7），所述纺锤状检测筒（7）通过连接件（8）固定安装在副杆（3）的顶部，所述纺锤状检测筒（7）的两端分别为一大一小的喇叭筒，所述纺锤状检测筒（7）的中部安装有烟尘浓度检测仪（9），所述烟尘浓度检测仪（9）的检测端头靠近开口面积小的一侧；

MCU（6）、信号发射器（10）及光伏太阳能板（11），所述MCU（6）、信号发射器（10）和所述光伏太阳能板（11）均通过支撑板（12）固定安装在主杆（2）的中部，所述支撑板（12）与主杆（2）之间固定焊接，所述支撑板（12）上还设置有蓄电池（13），所述蓄电池（13）通过导线分别与信号发射器（10）及光伏太阳能板（11）相连。

2.根据权利要求1所述的一种森林火灾预警装置，其特征在于，还包括角度位移传感器（14），所述角度位移传感器（14）安装在纺锤状检测筒（7）的底部，所述纺锤状检测筒（7）的基线方向与纺锤状检测筒（7）的中轴线方向保持一致，所述烟尘浓度检测仪（9）、角度位移传感器（14）均通过导线与MCU（6）相连，所述MCU（6）与信号发射器（10）通过导线相连接。

3.根据权利要求1所述的一种森林火灾预警装置，其特征在于，所述副杆（3）的中部设置有横杆，所述横杆上通过钢丝绳悬挂有一配重块（16），所述配重块（16）从主杆（2）的底部穿出并悬在支脚（4）之间。

4.根据权利要求1所述的一种森林火灾预警装置，其特征在于，所述支撑板（12）上还设置有若干挡板（15），若干块所述挡板（15）与光伏太阳能板（11）之间形成一个独立空间，且其中一块所述挡板（15）通过螺钉与两块竖直放置的立板（17）之间固定连接。

5.一种分布式森林火灾预警系统，其特征在于，包括终端检测设备、云台和后台服务系统，所述终端检测设备为权利要求1-4中任一所述的森林火灾预警装置，所述检测设备程矩阵式分步在森林内，所述检测设备通过安装的信号发射器（10）与云平台连接，所述云平台采用GPRS传输协议的无线网络连接台服务系统，所述后台服务系统中包含若干服务器和前端PC机，所述服务器为物理服务器，且服务器与前端PC机相连。

6.根据权利要求5所述的一种分布式森林火灾预警系统，其特征在于，所述信号发射器（10）向所述云平台发出由烟尘浓度检测仪（9）、角度位移传感器（14）所检测到的实时数据，所述云平台将接收到的数据通过无线网络传输给服务器，所述服务器对接受到的数据进行处理，并通过前端PC机进行显示。

7.根据权利要求1所述的一种分布式森林火灾预警装置，其特征在于，所述云平台还能通过移动通信网络与智能移动终端设备相连，所述智能移动终端设备包括手机或平板电脑。

8.一种基于LoRa的分布式森林火灾预警系统，其特征在于，包括微控制器、供电管理单元、湿度传感器、温度传感器、烟雾传感器、二氧化碳传感器、LoRa组网模块和LoRa基站，所述供电管理单元、湿度传感器、温度传感器、烟雾传感器、二氧化碳传感器的输出端均与微控制器的输入端电性连接，所述LoRa组网模块的输入端与微控制器的输出端电性连接，所述LoRa组网模块的输出端与LoRa基站的输入端信号连接。

9.根据权利要求8所述的一种基于LoRa的分布式森林火灾预警系统，其特征在于，所述LoRa组网模块是工作于470MHz频段的低功耗、远距离、星型组网的模块；所述微控制器是一款基于ARMCortex-M0内核处理器的超低功耗微控制器；所述湿度传感器和温度传感器采用一体化设计，将电容性聚合物感应芯片和CMOS整合电路连同EEPROM整体结合在一个可焊接的SMD集成芯片内，无需再次校验和温度补偿。

10.一种分布式森林火灾预警方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、通电入网，通电后， LoRa组网模块以终端模式启动，发送注册信息给LoRa基站并入网，若入网失败，即休眠一定时间后继续入网直到入网成功；

S2、信息采集以及发送，湿度传感器、温度传感器、烟雾传感器和二氧化碳传感器周期性的对空气中的湿度、温度、烟雾以及二氧化碳信息件采集，并将采集信息传递给微控制器，微控制器将采集的信息通过LoRa组网模块发送LoRa基站；

S3、供电单元的监控，微控制器周期性采集供电管理单元的电压，当供电管理单元的电压过低时，微控制器将低电压告警信息随同S2步骤所检测到的信息一并通过LoRa组网模块上传至LoRa基站；

S4、供电单元的更换以及检测部件的维护，在对供电管理单元进行更换的同时对湿度传感器、温度传感器、烟雾传感器和二氧化碳传感器进行检修以及维护。