一种基于无线电定位的森林防火报警系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于无线电定位的森林防火报警系统，涉及无线电通信领域。该系统包括：多个监控区域，每个所述监控区域包括四个地面站和多个报警器，所述报警器布置在起火监控点，没有火情时，所述报警器处于静默状态，出现火情时，所述报警器启动并向四个所述地面站均发送信号，地面站利用与报警器之间的距离以及各自的位置坐标，计算得到报警器的位置，从而完成火情点的定位，该系统成本低、可靠性高，可用于起火点的自动、准确位置的预报，有利于林业防火监控报警的实际推广应用。

A forest fire alarm system based on radio location

The invention discloses a forest fire alarm system based on radio location, which relates to the field of radio communication. The system includes: a plurality of monitoring areas, each of which includes four ground stations and several alarms. The alarms are arranged at the fire monitoring points. When there is no fire, the alarms are in a silent state. When a fire occurs, the alarms start and send signals to the four ground stations. The ground station is advantageous. By calculating the distance between the alarm and its position coordinates, the position of the alarm can be obtained, thus the location of the fire point can be completed. The system has low cost and high reliability, and can be used for automatic and accurate location prediction of the fire point, which is conducive to the practical popularization and application of forestry fire prevention monitoring and alarm.

【技术实现步骤摘要】
一种基于无线电定位的森林防火报警系统
本专利技术涉及无线电通信领域，尤其涉及一种基于无线电定位的森林防火报警系统。
技术介绍
林业是全国生态建设的主体，在保持经济和社会发展中有着不可或缺的作用，在生物的进化过程中起着巨大的作用。森林火灾是林业的大敌，是最为严重的自然灾害和公共危机事件之一，具有突发性强，破坏性大，处置救助极为困难等特点。人工观测因范围小、距离短，不能及时发现火情，已远远不能满足全区森林防火监测工作的需要。随着社会的发展，科学技术的进步，网络和电子技术是当前森林防火的主要发展趋势。目前，森林防火报警系统一般囊括了卫星遥感、视频监控、无人机巡逻等技术，这种系统虽然能够快速准确发现着火点、具有实时传输、直观可视和自动化的优势，但是，这种系统的结构和实现相对复杂，设备成本高昂且施工复杂，使其在林业防火监控领域的应用受到了限制，不能大力推广到实际的林业防火应用中。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种基于无线电定位的森林防火报警系统，从而解决现有技术中存在的前述问题。为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：一种基于无线电定位的森林防火报警系统，包括：多个监控区域，每个所述监控区域包括四个地面站和多个报警器，所述报警器布置在起火监控点，没有火情时，所述报警器处于静默状态，出现火情时，所述报警器启动并向四个所述地面站均发送信号，根据接收到的信号计算出每个所述地面站与所述报警器之间的距离，根据每个所述地面站与所述报警器之间的距离以及每个所述地面站的坐标计算得到所述报警器的位置，将所述报警器的位置发送至监控中心。优选地，所述报警器包括传感器，出现火情时，所述传感器监测到外部温度大于设定的温度门限时，所述报警器开始工作，向四个所述地面站均发送信号。优选地，所述报警器采用化学电池，出现火情时，所述化学电池被激活，为所述报警器供电，所述报警器启动。优选地，四个地面站包括三个副站和一个主站，三个副站分别根据接收到的信号计算出与所述报警器之间的距离，并发送至主站，所述主站根据三个副站与所述报警器之间的距离D2、D3、D4、主站与所述报警器之间的距离D1，以及四个地面站的位置坐标(x1，y1，z1)、(x2，y2，z2)、(x3，y3，z3)、(x4，y4，z4)，建立如下的空间直线距离方程：建立方程后，主站通过最小二乘拟合的方法解方程组求出所述报警器的坐标(x，y，z)。优选地，每个所述地面站均布置在距离地面一定高度的位置上。优选地，每个所述地面站均配置有具备发送北斗短报文功能的北斗卫星导航接收机，所述报警器的位置通过北斗短报文的方式发送至监控中心。优选地，所述报警器的位置通过无线链路的方式发送至监控中心。优选地，火情发生点监控区域内的地面站将所述报警器的位置发送至下一个监控区域内的地面站，再发送至下一个监控区域内的地面站，顺次接力，最终发送至监控中心。本专利技术的有益效果是：本专利技术实施例提供的一种基于无线电定位的森林防火报警系统，包括：多个监控区域，每个所述监控区域包括四个地面站和多个报警器，所述报警器布置在起火监控点，没有火情时，所述报警器处于静默状态，出现火情时，所述报警器启动并向四个所述地面站均发送信号，地面站利用与报警器之间的距离以及各自的位置坐标，计算得到报警器的位置，从而完成火情点的定位，该系统成本低、可靠性高，可用于起火点的自动、准确位置的预报，有利于林业防火监控报警的实际推广应用。附图说明图1是本专利技术提供的基于无线电定位的森林防火报警系统的结构示意图；图2是本专利技术提供的报警器位置信息发送方式示意图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。如图1-2所示，本专利技术实施例提供了一种基于无线电定位的森林防火报警系统，包括：多个监控区域，每个所述监控区域包括四个地面站和多个报警器，所述报警器布置在起火监控点，没有火情时，所述报警器处于静默状态，出现火情时，所述报警器启动并向四个所述地面站均发送信号，根据接收到的信号计算出每个所述地面站与所述报警器之间的距离，根据每个所述地面站与所述报警器之间的距离以及每个所述地面站的坐标计算得到所述报警器的位置，将所述报警器的位置发送至监控中心。其中，所述报警器包括传感器，出现火情时，所述传感器监测到外部温度大于设定的温度门限时，所述报警器开始工作，向四个所述地面站均发送信号。所述报警器采用化学电池，出现火情时，所述化学电池被激活，为所述报警器供电，所述报警器启动。在上述方法中，没有火情时，报警器处于静默状态，即报警器不工作，也不会消耗电池电量，只有当出现火情时，外部温度开始升高，传感器检测到温度大于设定的温度时，在此温度条件下，化学电池也得到激活，从而使得电池为报警器供电，报警器启动，开始工作，即开始向四个地面站发送测距信号。报警器不断的发送经过扩频码调制的测距信号给地面站，地面站对接收到的信号进行数据处理而精确地测量出报警器信号发射时间，地面站接着将其自身时钟所显示的信号接收时间与测量所得的信号发射时间相减后再乘以光速，由此得到报警器与各个地面站之间的距离。其中，四个地面站可以包括三个副站和一个主站，三个副站分别根据接收到的信号计算出与所述报警器之间的距离，并发送至主站，所述主站根据三个副站与所述报警器之间的距离D2、D3、D4、主站与所述报警器之间的距离D1，以及四个地面站的位置坐标(x1，y1，z1)、(x2，y2，z2)、(x3，y3，z3)、(x4，y4，z4)，建立如下的空间直线距离方程：建立方程后，主站通过最小二乘拟合的方法解方程组求出所述报警器的坐标(x，y，z)。在本专利技术的一个优选实施例中，每个所述地面站均布置在距离地面一定高度的位置上。采用上述结构，可以避免由于地面的各种多径效应引起的测量误差。本专利技术的一个实施例中，每个所述地面站均可以配置有具备发送北斗短报文功能的北斗卫星导航接收机，所述报警器的位置可以通过北斗短报文的方式发送至监控中心。在本专利技术的另一个实施例中，所述报警器的位置可以通过无线链路的方式发送至监控中心。火情发生点监控区域内的地面站将所述报警器的位置发送至下一个监控区域内的地面站，再发送至下一个监控区域内的地面站，顺次接力，最终发送至监控中心。具体的，可以为，上一个监控区域内的地面主站将报警器的位置发送至下一个监控区域内的地面主站，再顺序发送下去，从而将报警器的位置发送至监控中心。本专利技术实施例中，提供了上述两种将报警器位置发送至监控中心的方法，两种方式互为备份，增加了该森林防火报警系统的可靠性和稳定性，另外，用户可根据实际情况灵活进行配置使用。通过采用本专利技术公开的上述技术方案，得到了如下有益的效果：本专利技术实施例提供的一种基于无线电定位的森林防火报警系统，包括：多个监控区域，每个所述监控区域包括四个地面站和多个报警器，所述报警器布置在起火监控点，没有火情时，所述报警器处于静默状态，出现火情时，所述报警器启动并向四个所述地面站均发送信号，地面站利用与报警器之间的距离以及各自的位置坐标，计算得到报警器的位置，从而完成火情点的定位，该系统成本低、可靠性高，可用于起火点的自动、准确位置的预报，有利于林业防本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于无线电定位的森林防火报警系统，其特征在于，包括：多个监控区域，每个所述监控区域包括四个地面站和多个报警器，所述报警器布置在起火监控点，没有火情时，所述报警器处于静默状态，出现火情时，所述报警器启动并向四个所述地面站均发送信号，根据接收到的信号计算出每个所述地面站与所述报警器之间的距离，根据每个所述地面站与所述报警器之间的距离以及每个所述地面站的坐标计算得到所述报警器的位置，将所述报警器的位置发送至监控中心。

【技术特征摘要】
1.一种基于无线电定位的森林防火报警系统，其特征在于，包括：多个监控区域，每个所述监控区域包括四个地面站和多个报警器，所述报警器布置在起火监控点，没有火情时，所述报警器处于静默状态，出现火情时，所述报警器启动并向四个所述地面站均发送信号，根据接收到的信号计算出每个所述地面站与所述报警器之间的距离，根据每个所述地面站与所述报警器之间的距离以及每个所述地面站的坐标计算得到所述报警器的位置，将所述报警器的位置发送至监控中心。2.根据权利要求1所述的基于无线电定位的森林防火报警系统，其特征在于，所述报警器包括传感器，出现火情时，所述传感器监测到外部温度大于设定的温度门限时，所述报警器开始工作，向四个所述地面站均发送信号。3.根据权利要求2所述的基于无线电定位的森林防火报警系统，其特征在于，所述报警器采用化学电池，出现火情时，所述化学电池被激活，为所述报警器供电，所述报警器启动。4.根据权利要求1所述的基于无线电定位的森林防火报警系统，其特征在于，四个地面站包括三个副站和一个主站，三个副站分别根据接收到的信号计算出与所述报警器之间的距离，并发送至主站...

【专利技术属性】
技术研发人员：文晓东，李志军，李志民，隋振中，
申请(专利权)人：北京和协导航科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11