现场案例

国内森林防火中的传感器最新应用案例

进入4月份,一些森林植被茂密的地区常会发发生大火,由此而造成大面积的财产损失和环境污染。在进行森林大火清酒过程中,如果遇上地形复杂的地区,抢险工作就会十分困难。另外,加之火情易受周围环境尤其是天气的影响,也不易掌控。所以,不但要对扑救工作提到相应的设施,更应该在事先做好预防工作,做到早发现,扑灭。而在广茂的森林中,如何传感器技术,如温度传感器、红外传感器,以及先进的无线通信技术,做到火灾的及时预警和发现呢?


传统的火灾报警器,用于学校、商场、工厂、家庭等地的主要以点为原始能源。而福州大学物理与信息工程学院的王志达与余永城等人认为,森林防火的难度在于依靠电力防火难以实现,他提出用太阳能作为防火报警器的原始能源。

王志达与余永城等人在汉斯《光电子》2012年6月的期刊上发表了一篇文章,介绍了一种太阳能森林防火报警器的设计。系统以单片机STC12C4052AD为主控芯片,并设计DCDC变换电路。利用烟雾传感器和温度传感器进行火灾探测,实现高分贝报警功能。该项目可应用于森林地形恶劣,或者电力线难以施工区域的防火报警,系统成本低廉,具有实用价值和市场商业价值。而用摄像头监测到森林中的明火或浓烟时,火势已经很大,仍然会造成严重损失。此外,摄像头受天气影响大,且如果林中没有信号,就无法实现监控。

用太阳能电池板能实现对蓄电池的充电管理、对森林中火灾信号检测以及报警功能。该报警可应用于乡村附近或者有人烟的森林中,这样发生火灾时,报警器能够起到及时报警的作用。由于警报声在大型森林中传输距离较短。警报作用不明显。一旦系统产生误报,将会造成人力物力的极大浪费。因此,王志达他们提出了以下两点改进方法及建议:

(1)为了减小系统应用的局限性,系统可以加上无线通信模块(此系统将作为终端),将火灾信号通过无线传到控制室,由控制室的系统(中心系统)进行报警。无线通信模块有两种方案:一是采用GSM模块将信号发送出去;二是在森林中构建一个Zigbee无线网络。

(2)为了提高系统的可靠性,可采取如下两个措施:一是采用多传感器的配合检测,可以考虑加入模糊神经网络算法以获取可靠信息,提高系统的可靠性;二是在检测到火灾时,将现场图像数据传输出去,进行人工确认是否发生火灾,提高系统可靠性。

 


另外,四月初,重庆市研发的“基于物联网的安全预警技术研究及应用”项目,就与此设计很相似。此项目包含了无线早期火灾预警的红外传感器系统、森林防盗声源探测器、安全预警无线传感网络终端等一系列物联网核心技术产品。主要利用红外线进行实时监测,采用自组织网络技术,因此不会受到天气、信号的干扰。

“安装在树上的红外传感器系统就像是‘千里眼’,每个的可监控范围在15亩以内。”项目负责人说,一般来说,在它5米以内点燃打火机,或者在10米以内有纸巾被点燃,出现了火苗持续10秒以上,它都能“看”到并立即报警,将信息传送回远程监控中心,同时还会以短信方式通知护林员,尽可能地把火灾事故扼杀在摇篮里。

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