專利名稱：一種佩戴式的林火信息采集設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種佩戴式的林火信息采集設(shè)備。
背景技術(shù)：
林業(yè)是生態(tài)建設(shè)的主體，在保持經(jīng)濟和社會發(fā)展中有著不可或缺的作用。森林火災(zāi)是一種破壞森林資源和自然生態(tài)環(huán)境、危及國家和人民生命財產(chǎn)的嚴重自然災(zāi)害。森林防火理論與實踐的研究一直是伴隨著技術(shù)的發(fā)展而形成的專門研究領(lǐng)域。通過“3S”技術(shù)，早發(fā)現(xiàn)、早部署、早撲滅，是目前主要采用的措施。系統(tǒng)的研發(fā)，將在發(fā)生火情的情況下，實時傳遞火情信息，可進一步通過林火蔓延趨勢進行分析判斷，為森林防火指揮部門制定正 確決策提供客觀依據(jù)，這是林火防治領(lǐng)域中的一個重要課題。全世界每年因為森林火災(zāi)造成的損失十分巨大，森林防火成為重要的研究課題。研究并建立一套采用先進技術(shù)手段的現(xiàn)代化的森林防火預(yù)警預(yù)測系統(tǒng)，對于有效的保護森林資源，改善生態(tài)環(huán)境意義重大。一個有效的火災(zāi)預(yù)警預(yù)測系統(tǒng)必須要解決兩個問題；一是如何盡早發(fā)現(xiàn)起火點，并且要準確定位。二是如何快速有效地制定火場撲救決策及指揮撲救。公布日為2012年07月04日，公布號為CN102548035A的發(fā)明專利，公開了一種基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的森林火災(zāi)定位報警系統(tǒng)，涉及到無線傳輸及火災(zāi)監(jiān)測領(lǐng)域，發(fā)明由終端節(jié)點、匯聚節(jié)點組成，其中終端節(jié)點又分為協(xié)調(diào)器節(jié)點、路由器節(jié)點、采集節(jié)點三種類型，還公開了一種基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的森林火災(zāi)監(jiān)測、發(fā)現(xiàn)、定位、報警的方法以及終端節(jié)點安放的方法，利用終端節(jié)點的傳感器對森林環(huán)境進行監(jiān)測。其特點為將無線傳感器網(wǎng)應(yīng)用于森林防火之中，并利用無線傳感器網(wǎng)中任意終端節(jié)點的特征對起火點進行定位。顯然，該發(fā)明僅解決上述問題一。有效的保護森林資源，除了能夠盡早發(fā)現(xiàn)起火點并且準確定位，在發(fā)生火災(zāi)后還要快速有效地制定火場撲救決策及指揮撲救?？焖儆行У刂笓]撲救的一個必要因素就是實時地獲取火災(zāi)現(xiàn)在的氣候因子，目前的基本做法是通過氣象部門發(fā)布的地區(qū)氣象因子。這種傳統(tǒng)的獲取方式往往有兩個缺陷。第一，氣象部門發(fā)布的信息往往是針對一個大區(qū)域的一段時間的信息，無法針對具體時間的具體著火點。第二，發(fā)生火災(zāi)時，火情將極大地影響到現(xiàn)場的氣象因子，導(dǎo)致實際的情況和氣象部門的發(fā)布的信息有很大出入。但要求氣象工作人員進入火場或要求滅火人員現(xiàn)場操作專業(yè)設(shè)備又不可行。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明要解決的技術(shù)問題，在于提供一種佩戴式的林火信息采集設(shè)備，通過佩戴在滅火人員身上即不影響滅火人員工作又能自動實時獲取火場信息；同時本發(fā)明還能監(jiān)測滅火人員生命體征，保障了滅火人員的生命安全。本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的一種佩戴式的林火信息采集設(shè)備，所述林火信息采集設(shè)備與一指揮中心后臺服務(wù)器相配合；所述林火信息采集設(shè)備包括一匯聚節(jié)點以及與所述匯聚節(jié)點相配合的復(fù)數(shù)終端節(jié)點；所述匯聚節(jié)點包括分別與一第一主控芯片MCU電連接的一第一信息采集模塊以及一3G通信模塊，所述第一主控芯片MCU上集成有一第一無線通信模塊；各所述終端節(jié)點包括互相電連接的一第二主控芯片MCU以及一第二信息采集模塊，所述第二主控芯片MCU上集成有一第二無線通信模塊，所述匯聚節(jié)點以及終端節(jié)點均可佩戴，且所述匯聚節(jié)點以及各終端節(jié)點的設(shè)備ID均不同。進一步地，所述第一無線通信模塊以及各第二無線通信模塊均是通過ZIGBEE協(xié)議與MESH網(wǎng)的方式進行數(shù)據(jù)傳遞。進一步地，所述第一信息米 集模塊包括一第一氣象因子米集器、一第一 GPS信息模塊，所述第二信息采集模塊包括一第二氣象因子采集器、一第二 GPS信息模塊。進一步地，所述第一信息采集模塊還包括一第一體征因子采集器，所述第二信息采集模塊還包括一第二體征因子采集器。進一步地，所述第一氣象因子采集器包括一第一氣壓傳感器以及一第一溫濕度采集器；所述第二氣象因子采集器包括一第二氣壓傳感器以及一第二溫濕度采集器。進一步地,所述匯聚節(jié)點以及各終端節(jié)點的體積均小于等于6CM*5CM*1CM。本發(fā)明具有如下優(yōu)點本發(fā)明通過傳感器物聯(lián)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的氣象因子采集器將森林火災(zāi)現(xiàn)場信息采后，獲得的數(shù)據(jù)沿著各個終端節(jié)點之間自主建立的MESH網(wǎng)絡(luò)進行傳輸，經(jīng)過多跳路由(即終端節(jié)點)，到達匯聚節(jié)點，最后由匯聚節(jié)點的3G通信模塊傳輸?shù)街笓]中心后臺服務(wù)器，由指揮中心通過林火蔓延趨勢預(yù)測算法生產(chǎn)林火蔓延趨勢圖，為森林防火指揮部門制定正確的火場撲救決策提供客觀依據(jù)。同時本發(fā)明設(shè)置有體征因子采集器，能夠監(jiān)測滅火人員的生命體征信息，當(dāng)生命體征信息出現(xiàn)異常時，可及時通知對應(yīng)的滅火人員撤離火場，通過生命體征監(jiān)測保障了滅火人員的生命安全，具有很強的實用性和應(yīng)用價值。本發(fā)明體積小，便于滅火人員隨身攜帶即不影響滅火人員工作又能自動實時獲取火場信息；同時所述匯聚節(jié)點以及終端節(jié)點的設(shè)備ID均不同，更有助于定位出現(xiàn)異常的區(qū)域以及滅火人員。

下面參照附圖結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步的說明。圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明的匯聚節(jié)點結(jié)構(gòu)框架圖。圖3是本發(fā)明的終端節(jié)點結(jié)構(gòu)框架圖。
具體實施方式請參閱圖1 3所示，對本發(fā)明的實施例進行詳細的說明。如圖1 3所示，本發(fā)明所涉及的一種佩戴式的林火信息采集設(shè)備，所述林火信息采集設(shè)備10與一指揮中心后臺服務(wù)器20相配合；所述林火信息采集設(shè)備包括一匯聚節(jié)點I以及與所述匯聚節(jié)點I相配合的復(fù)數(shù)終端節(jié)點2 ;所述匯聚節(jié)點I包括分別與一第一主控芯片MCUll電連接的一第一信息采集模塊12以及一 3G通信模塊13，所述第一主控芯片MCUll上集成有一第一無線通信模塊111 ;各所述終端節(jié)點2包括互相電連接的一第二主控芯片MCU21以及一第二信息采集模塊22，所述第二主控芯片MCU21上集成有一第二無線通信模塊211，所述匯聚節(jié)點I以及終端節(jié)點2均可佩戴，且所述匯聚節(jié)點I以及各終端節(jié)點2的設(shè)備ID均不同。所述第一無線通信模塊111以及各第二無線通信模塊211均是通過ZIGBEE協(xié)議與MESH網(wǎng)的方式進行數(shù)據(jù)傳遞。所述第一信息米集模塊12包括一第一氣象因子米集器121、一第一 GPS信息模塊122，所述第二信息采集模塊22包括一第二氣象因子采集器221、一第二 GPS信息模塊222。所述第一信息采集模塊12還包括一第一體征因子采集器123，所述第二信息采集模塊22還包括一第二體征因子采集器223。所述第一氣象因子采集器121包括一第一氣壓傳感器1211以及一第一溫濕度采集器1212 ;所述第二氣象因子采集器221包括一第二氣壓傳感器2211以及一第二溫濕度采集器2212。所述匯聚節(jié)點I以及各終端節(jié)點2的體積均小于等于6CM*5CM*1CM。滅火人員進入火場前將節(jié)點以腕帶或臂帶的方式佩戴在身上，其中一名佩戴匯聚節(jié)點I設(shè)備，其余佩戴終端節(jié)點2設(shè)備。進入火場后，匯聚節(jié)點I與終端節(jié)點2設(shè)備的第一氣壓傳感器1211、第二氣壓傳感器2211、第一溫濕度采集器1212以及第二溫濕度采集器2212將近距離地自動采集火場氣象因子，并通過匯聚節(jié)點I的3G通信模塊13傳遞到指揮中心后臺服務(wù)器，為指揮人員提供決策依據(jù)。同時第一體征因子采集器123以及第二體征因子采集器223可采集滅火人員心跳血氧等生命體征，在生命體征出現(xiàn)異常時可及時通知該人員撤離火場，保障了滅火人員的生命安全。本發(fā)明通過傳感器物聯(lián)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的氣象因子采集器將森林火災(zāi)現(xiàn)場信息采后，獲得的數(shù)據(jù)沿著各個終端節(jié)點2之間自主建立的MESH網(wǎng)絡(luò)進行傳輸，經(jīng)過多跳路由(即終端節(jié)點)，到達匯聚節(jié)點1，最后由匯聚節(jié)點I的3G通信模塊13傳輸?shù)街笓]中心后臺服務(wù)器20，由指揮中心通過林火蔓延趨勢預(yù)測算法生產(chǎn)林火蔓延趨勢圖，為森林防火指揮部門制定正確的火場撲救決策提供客觀依據(jù)。同時本發(fā)明設(shè)置有體征因子采集器，能夠監(jiān)測滅火人員的生命體征信息，當(dāng)生命體征信息出現(xiàn)異常時，可及時通知對應(yīng)的滅火人員撤離火場，通過生命體征監(jiān)測保障了滅火人員的生命安全，具有很強的實用性和應(yīng)用價值。本發(fā)明體積小，便于滅火人員隨身攜帶即不影響滅火人員工作又能自動實時獲取火場信息；同時所述匯聚節(jié)點以及終端節(jié)點的設(shè)備ID均不同，更有助于定位出現(xiàn)異常的區(qū)域以及滅火人員。值得一提的是，本發(fā)明所述第一無線通信模塊以及各第二無線通信模塊均是通過ZIGBEE協(xié)議與MESH網(wǎng)的方式進行數(shù)據(jù)傳遞，MESH網(wǎng)絡(luò)是一個動態(tài)的可以不斷擴展的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架，在通信允許的范圍內(nèi)即I公里以內(nèi)，帶有通信模塊的任意兩個節(jié)點均可以保持無線互聯(lián)，如果其中某個終端節(jié)點發(fā)生故障或失效，與該故障或失效終端節(jié)點相連的其他終端節(jié)點可以重新選擇另外的終端節(jié)點進行通信，各終端節(jié)點的數(shù)據(jù)仍然可以高速地到達目的地。雖然以上描述了本發(fā)明的具體實施方式
，但是熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，我們所描述的具體的實施例只是說明性的，而不是用于對本發(fā)明的范圍的限定，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員在依照本發(fā)明的精神所作的等效的修飾以及變化，都應(yīng)當(dāng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求所保護的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種佩戴式的林火信息采集設(shè)備，所述林火信息采集設(shè)備與一指揮中心后臺服務(wù)器相配合；其特征在于所述林火信息采集設(shè)備包括一匯聚節(jié)點以及與所述匯聚節(jié)點相配合的復(fù)數(shù)終端節(jié)點；所述匯聚節(jié)點包括分別與一第一主控芯片MCU電連接的一第一信息采集模塊以及一 3G通信模塊，所述第一主控芯片MCU上集成有一第一無線通信模塊；各所述終端節(jié)點包括互相電連接的一第二主控芯片MCU以及一第二信息采集模塊，所述第二主控芯片MCU上集成有一第二無線通信模塊，所述匯聚節(jié)點以及終端節(jié)點均可佩戴，且所述匯聚節(jié)點以及各終端節(jié)點的設(shè)備ID均不同。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種佩戴式的林火信息采集設(shè)備，其特征在于所述第一無線通信模塊以及各第二無線通信模塊均是通過ZIGBEE協(xié)議與MESH網(wǎng)的方式進行數(shù)據(jù)傳遞。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種佩戴式的林火信息采集設(shè)備，其特征在于所述第一信息米集模塊包括一第一氣象因子米集器、一第一 GPS信息模塊,所述第二信息米集模塊包括一第二氣象因子米集器、一第二 GPS信息模塊。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種佩戴式的林火信息采集設(shè)備，其特征在于所述第一信息采集模塊還包括一第一體征因子采集器，所述第二信息采集模塊還包括一第二體征因子采集器。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種佩戴式的林火信息米集設(shè)備,其特征在于所述第一氣象因子采集器包括一第一氣壓傳感器以及一第一溫濕度采集器；所述第二氣象因子采集器包括一第二氣壓傳感器以及一第二溫濕度采集器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1 5任一項所述的一種佩戴式的林火信息米集設(shè)備,其特征在于所述匯聚節(jié)點以及各終端節(jié)點的體積均小于等于6CM*5CM*1CM。
全文摘要
本發(fā)明提供一種佩戴式的林火信息采集設(shè)備，包括一匯聚節(jié)點以及與所述匯聚節(jié)點相配合的復(fù)數(shù)終端節(jié)點；所述匯聚節(jié)點包括分別與一第一主控芯片MCU電連接的一第一信息采集模塊以及一3G通信模塊，所述第一主控芯片MCU上集成有一第一無線通信模塊；各所述終端節(jié)點包括互相電連接的一第二主控芯片MCU以及一第二信息采集模塊，所述第二主控芯片MCU上集成有一第二無線通信模塊，所述匯聚節(jié)點以及終端節(jié)點均可佩戴，且所述匯聚節(jié)點以及各終端節(jié)點的設(shè)備ID均不同。本發(fā)明通過佩戴在滅火人員身上即不影響滅火人員工作又能自動實時獲取火場信息；同時還能監(jiān)測滅火人員生命體征，保障了滅火人員的生命安全。
文檔編號G08C17/02GK103021153SQ20121051693
公開日2013年4月3日 申請日期2012年12月5日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月5日
發(fā)明者朱達欣, 吳偉斌, 王曉東, 蔡丹琳, 曾臺盛 申請人:泉州師范學(xué)院