一种多技术协同森林草原智能防护系统技术方案

本发明专利技术公开了一种多技术协同森林草原智能防护系统，包括固定监测站，所述固定监测站间隔设置和/或居高设置在森林草原防护区域内；多功能智能小车，以及智能管控平台，所述固定监测站、多功能智能小车构成系统的感知和执行终端，所述智能管控平台用于综合分析信息，协调、指挥处理各种状况；所述固定监测站、多功能智能小车以及智能管控平台之间的无线通讯连接。本发明专利技术可以对林区全面监控，无监测盲区，能够做到全天候监测，一旦发生火情，可以及时抵达火情现场，监测系统和灭火设备统一协调的整体，实现检测系统和灭火装备的联动。

【技术实现步骤摘要】
一种多技术协同森林草原智能防护系统
本专利技术涉及监控预警防护
，更具体的说是涉及一种多技术协同森林草原智能防护系统。
技术介绍
当前森林和草原防火系统技术手段主要有视频监控、飞机巡航监控、卫星遥感等形式。视频监控通过在林区布置无人值守视频监控塔站，并辅以烟雾、红外等传感设备，利用4G信号将监测到的视频、烟感、温度等信号将回传到管控中心，实现对林区状况的实时掌控。飞机巡航监控是利用有人或无人飞机在林区上空巡航，对林区状况进行快速、大范围的巡查。卫星遥感是利用物体反射或辐射电磁波的固有特性，通过研究森林和草原电磁波特性，达到识别森林和草原及其环境的目的，实现对森林和草原的监测。这些监控方法和技术都具有一定的局限性和片面性，存在着诸多监控盲区，以目前使用最为广泛的视频监控站台为例，视频监控站台的布置受到地形、交通、气候等多种条件的限制，观察视野范围受限于监控摄像头，有效距离通常不超过3公里，受雨雾天气影响大，监控精度低，误报和漏报率较高；飞机巡航监控只能作为一种辅助检测手段，无法实现全天候监控，且成本高昂；卫星遥感无法实现精细化监测，一旦发现火灾信号，往往已经发展到很大范围，无法发现萌芽状态的烟雾火情。除此之外，上述森林和草原火情监测手段一个共同短板就是无法监测到树冠以下火情状况，而森林和草原火灾超过95％的情况是在树冠以下的落叶、枯枝等地表或接近地表的位置，从暗火到明火，从小火再到大火逐步发展起来的。监测定位到火情后如何及时将灭火设备投入到着火点，将火灾控制在萌芽状态也是目前面森林和草原防火面临的一个难题。>综上所述，森林和草原防火是一个系统工程，有两个重要阶段，火情探测和着火点控制。现有的森林和草原防火系统，林冠以下空间为监测盲区，无法做到全天候监测，一旦发生火情，无法做到及时抵达火情现场，监测系统和灭火设备不是统一协调的整体，无法实现检测系统和灭火装备的联动。针对这些问题，本专利技术提出一种多技术手段协同联动的智能森林和草原防护系统。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供了一种多技术手段协同联动的智能森林和草原防护系统。为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种多技术协同森林草原智能防护系统，其特征在于，包括：固定监测站，所述固定监测站间隔设置和/或居高设置在森林草原防护区域内；多功能智能小车，以及智能管控平台，所述固定监测站、多功能智能小车构成系统的感知和执行终端，所述智能管控平台用于综合分析信息，协调、指挥处理各种状况；所述固定监测站、多功能智能小车以及智能管控平台之间的无线通讯连接。进一步的，所述固定监测站包括地面塔台、设于所述地面塔台上的传感器以及用于动态监测的无人飞行器；所述的传感器包括无线通信模块、烟雾传感器、探测火灾的热释电传感器、红外摄像头以及处理器；所述无线通信模块与所述地面塔台无线通信连接；所述烟雾传感器、探测火灾的热释电传感器、红外摄像头与所述处理器与通信连接，所述的处理器对所述烟雾传感器、探测火灾的热释电传感器、红外摄像头的数据进行简单逻辑运算和逻辑判断，将判断结果通过无线通信模块传输给地面塔台；所述地面塔台设有用于所述无人飞行器起降停靠平台，所述起降停靠平台上设有无线充电器；所述无人飞行器上设有摄像头，无线充电电池以及第二通信模块；所述第二通信模块与所述地面塔台无线通信连接，所述无线充电电池与所述无线充电器相适配；所述的地面塔台与智能管控平台无线连接。进一步的，所述动态监测是指在无人飞行器釆集的数据的同时，智能管控平台或者无人飞行器机载数据处理系统作出数据判决，并反馈回飞行器，以调节飞行器的监测方式；所述固定监测站的监测对象包括大面积、随机发生的自然或非自然现象，包括但不限于森林火灾，动植物昆虫监测，自然资源监测。进一步的，所述其中管控平台或固定监测站或机载数据处理系统根据所述无人飞行器采集的数据，做出异常度判决之后，可以遥控飞行器做重点巡航；所述管控平台或固定监测站在分析数据无异常状态下可控制所述无人飞行器定点、定时巡航，由所述智能管控平台给所述无人飞行器编制巡航路线，巡航时间；所述巡航路线和巡航时间由管控平台根据固定监测站以及所述多功能智能小车分析结果找出林区内容易着火或出现火灾隐患概率较大地区或重点监测区域或虫害区域以及时间区段。进一步的，所述多功能智能小车包括：激光测距装置，所述激光测距装置用于测量所述激光测距装置与树木间距离；旋转平台，激光测距装置固定在所述旋转平台的顶部；步进式电机，所述步进式电机的输出端与所述旋转平台的底部固定连接；平衡台架，所述步进式电机固定在所述平衡台架顶部；陀螺仪平衡仪，所述平衡台架与所述陀螺仪平衡仪连接且设于所述陀螺仪平衡仪上方；防护外壳，所述步进式电机固定在所述防护外壳内部，且所述步进式电机的输出端延伸出所述防护外壳；GPS定位器，所述GPS定位器固定在所述防护外壳的内侧；动力车，所述陀螺仪平衡仪固定在所述动力车上；载重平台，所述载重平台设于所述动力车用于装载灭火装置和/或拍摄装置和/或喷淋打药装置。进一步的，所述动力车具有额定载重量1-4吨负载能力，最大行驶速度60km/h，行驶距离不小于40km，小车具有自动避障功，可实现无人驾驶，可按照智能管控平台给出的规划路线行驶，进一步的，还包括风速传感器、气温传感器以及湿度传感器，所述智能管控平台统筹指挥各个固定监测站，包括对烟雾传感器、探测火灾的热释电传感器、红外摄像头的调控，对所述无人飞行器起降、巡防，多功能智能小车的巡防路线规划的控制；集中计算分析各监控终端传回的数据，根据风速、气温、湿度传感器传回数据，分析判断是否适合无人飞行器起飞作业，判断林区火险等级最高区域，规划巡航路线；根据监控终端测得的数据，统计森林和草原资源，制定森保策略；制定总体的防灾计划。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。图1附图为本专利技术提供的一种多技术协同森林草原智能防护系统整体系统结构示意图；图2附图为本专利技术提供的一种多技术协同森林草原智能防护系统固定监测站结构示意图；图3附图为本专利技术提供的一种多技术协同森林草原智能防护系统的信息交互示意图；图4附图为本专利技术提供的一种多技术协同森林草原智能防护系统中多功能智能小车结构示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。如图所示：公开了一种多技术协同森林草原本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多技术协同森林草原智能防护系统，其特征在于，包括：/n固定监测站(1)，所述固定监测站(1)间隔设置和/或居高设置在森林草原防护区域内；/n多功能智能小车(2)，以及/n智能管控平台(3)，所述固定监测站(1)、多功能智能小车(2)构成系统的感知和执行终端，所述智能管控平台(3)用于综合分析信息，协调、指挥处理各种状况；/n所述固定监测站(1)、多功能智能小车(2)以及智能管控平台(3)之间的无线通讯连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种多技术协同森林草原智能防护系统，其特征在于，包括：
固定监测站(1)，所述固定监测站(1)间隔设置和/或居高设置在森林草原防护区域内；
多功能智能小车(2)，以及
智能管控平台(3)，所述固定监测站(1)、多功能智能小车(2)构成系统的感知和执行终端，所述智能管控平台(3)用于综合分析信息，协调、指挥处理各种状况；
所述固定监测站(1)、多功能智能小车(2)以及智能管控平台(3)之间的无线通讯连接。


2.根据权利要求1所述的一种多技术协同森林草原智能防护系统，其特征在于，所述固定监测站(1)包括地面塔台(10)、设于所述地面塔台上的传感器(11)以及用于动态监测的无人飞行器(12)；
所述的传感器(11)包括无线通信模块(111)、烟雾传感器(112)、探测火灾的热释电传感器(113)、红外摄像头(114)以及处理器(115)；所述无线通信模块(111)与所述地面塔台(10)无线通信连接；所述烟雾传感器(112)、探测火灾的热释电传感器(113)、红外摄像头(114)与所述处理器(115)与通信连接，所述的处理器(115)对所述烟雾传感器(112)、探测火灾的热释电传感器(113)、红外摄像头(114)的数据进行简单逻辑运算和逻辑判断，将判断结果通过无线通信模块(111)传输给地面塔台(10)；
所述地面塔台(10)设有用于所述无人飞行器(12)起降停靠平台，所述起降停靠平台上设有无线充电器(101)；所述无人飞行器(12)上设有摄像头(121)，无线充电电池(122)以及第二通信模块(123)；所述第二通信模块(123)与所述地面塔台(10)无线通信连接，所述无线充电电池(122)与所述无线充电器(101)相适配；
所述的地面塔台(10)与智能管控平台(3)无线连接。


3.根据权利要求2所述的一种多技术协同森林草原智能防护系统，其特征在于，所述动态监测是指在无人飞行器(12)釆集的数据的同时，智能管控平台(3)或者无人飞行器(12)机载数据处理系统作出数据判决，并反馈回飞行器，以调节飞行器的监测方式；
所述固定监测站(1)的监测对象包括大面积、随机发生的自然或非自然现象，包括但不限于森林火灾，动植物昆虫监测，自然资源监测。


4.根据权利要求3所述的一种多技术协同森林草原智能防护系统，其特征在于，所述其中管控平台(3)或固定监测站(1)或机载数据处理系统根据所述无人飞行器(12)采集的数据，做出异常度判决之后，可以遥控飞行器做重点巡航；所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：马跃华，王少雷，邢军，
申请(专利权)人：马跃华，
类型：发明
国别省市：吉林;22