一种基于无人机的森林防火系统技术方案

本实用新型专利技术提供一种基于无人机的森林防火系统，包括无人机飞行平台、地面监控站和控制设备，无人机飞行平台包括防火模块，防火模块包括数据采集模块、数据处理模块和数据存储模块。通过数据采集模块采集火点及周围区域、目标区域和火灾后受损区域的信息，数据处理模块根据采集的数据进行预处理，并将处理后的数据分别发送给地面监控站和数据存储模块，可同时实现森林火灾发生前的监测和预防，以及森林火灾发生时的火势预测、火点定位和火灾后损毁评估，并且具备结构简单易部署、扩展性好等优点。点。点。

【技术实现步骤摘要】
一种基于无人机的森林防火系统


[0001]本技术涉及无人机
，具体地，涉及一种基于无人机的森林防火系统。

技术介绍

[0002]森林火灾是森林自然灾害中破坏性、危害性极大的灾害之一，其突发性强、扑救难度大，一旦蔓延开来，会对森林资源及林区生态系统造成极大破坏，危及林区人民的生命财产安全。
[0003]由于无人机具备灵活性强、可快速到达现场、易于远程操作和成本低等优势被广泛应用于森林防火中，现有的应用于森林防火的无人机系统通常是加装单个或多个传感器来实现防火监测或者火点探测，但是无法同时做到森林火灾发生前的监测和预防，以及森林火灾发生时的火势预测、火点探测和火灾后损毁评估，存在功能单一、效率不高等缺陷。

技术实现思路

[0004]本技术的目的是提供一种基于无人机的森林防火系统，解决现有技术中存在的防火功能单一、效率不高等问题，结构简单易部署、扩展性好。
[0005]为了实现上述目的，本技术提供一种基于无人机的森林防火系统，包括：无人机飞行平台、地面监控站和控制设备；所述无人机飞行平台包括无人机机体，所述无人机机体上设置有供电单元、动力单元、伺服控制单元、无线通信模块、主控模块、GPS定位模块和防火模块，所述无人机飞行平台通过无线通信模块分别与所述地面监控站和所述控制设备进行通信；所述地面监控站被配置为接收、处理、显示和存储无人机飞行平台发送的数据，以及发送监控命令到无人机飞行平台；所述控制设备被配置为向所述无人机飞行平台发送无人机飞行控制信息；所述主控模块分别与所述控制设备、所述伺服控制单元和所述GPS定位模块连接，其被配置为进行飞行控制和管理；所述供电单元与所述动力单元连接，用于为所述动力单元提供动力；所述伺服控制单元与所述动力单元和主控模块连接，用于根据所述主控模块的指令控制所述无人机飞行；所述GPS定位模块用于实时定位无人机位置，并将位置数据传送给所述主控模块；所述防火模块包括数据采集模块、数据处理模块和数据存储模块，所述数据采集模块被配置为采集火点及周围区域、目标区域和火灾后受损区域的信息，所述数据处理模块被配置为根据采集的数据进行预处理，并将处理后的数据分别发送给地面监控站和数据存储模块，所述数据存储模块被配置为存储处理后的数据，所述防火模块通过无线通信模块与地面监控站通信；所述数据采集模块包括火点信息采集单元、火情采集单元和火损采集单元，所述无人机机体外壳下部设有光电吊舱，所述火点信息采集单元设置在光电吊舱内，所述火情采集单元和火损采集单元分散部署在无人机机体上。
[0006]进一步的，所述火点信息采集单元包括高清可见光摄像机、高精度热红外传感器和激光测距仪，所述高清可见光摄像机用于采集监测目标区域的可见光，所述高精度热红外传感器用于采集红外热成像影像视频，所述激光测距仪用于对火点测距。
[0007]进一步的，所述数据处理模块还包括火点信息数据处理设备，所述火点信息数据
处理设备包括火点信息处理运算器和火点信息通信单元。
[0008]进一步的，所述火情采集单元包括温湿度传感器、风速风向传感器、大气传感器和烟感传感器，所述温湿度传感器包括温度采集单元和湿度采集单元，所述温度采集单元用于采集目标区域温度数据，所述湿度采集单元用于采集目标区域湿度数据，所述风速风向传感器包括风速采集单元和风向采集单元，所述风速采集单元用于采集目标区域的风速数据，所述风向采集单元用于采集目标区域的风向数据，所述大气传感器包括烟尘颗粒采集单元、污染物气体采集单元和有毒气体采集单元，所述烟尘颗粒采集单元用于采集目标区域的烟尘颗粒数据，所述污染物气体采集单元用于采集目标区域的污染物气体数据，所述有毒气体采集单元用于采集目标区域的有毒气体数据，所述烟感传感器包括烟雾浓度采集单元和烟雾方向采集单元，所述烟雾浓度采集单元用于采集目标区域的烟雾浓度数据，所述烟雾方向采集单元用于采集目标区域的烟雾方向数据。
[0009]进一步的，所述数据处理模块还包括火情数据处理设备，所述火情数据处理设备包括火情处理运算器和火情数据通信单元。
[0010]进一步的，所述火损采集单元包括高清摄像机。
[0011]进一步的，所述数据处理模块还包括火损数据处理设备，所述火损数据处理设备包括火损数据处理运算器和火损数据通信单元。
[0012]进一步的，所述防火模块还包括报警单元，所述报警单元被配置为发现火险时向地面监控站发送报警信号。
[0013]进一步的，地面监控站包括地面监控模块、基站硬件、光电报警单元和GIS定位模块，所述基站硬件包括无线信号收发装置和后台服务器，所述无线信号收发装置被配置为收发无线通信信号，所述后台服务器被配置为处理和存储无人机飞行平台发送的数据，所述地面监控模块用于处理和存储监控数据以及发送监控命令，所述GIS定位模块用于处理和存储无人机飞行平台发送的位置数据，所述光电报警单元被配置为当接收到所述报警单元发出的报警信号时被触发并发出声、光二种警报信号。
[0014]进一步的，所述后台服务器包括监控服务器和GIS定位服务器，所述地面监控模块部署在所述监控服务器上，所述监控服务器被配置为接收、显示、处理和存储无人机飞行平台发送的监控数据，所述GIS定位模块部署在所述GIS定位服务器上，所述GIS定位服务器被配置为接收、显示、处理和存储无人机飞行平台发送的位置数据。
[0015]上述技术方案中，通过数据采集模块采集火点及周围区域、目标区域和火灾后受损区域的信息，数据处理模块根据采集的数据进行预处理，并将处理后的数据分别发送给地面监控站和数据存储模块，可同时实现森林火灾发生前的监测和预防，以及森林火灾发生时的火势预测、火点定位和火灾后损毁评估，并且具备结构简单、易部署等优点；通过在无人机机体外壳下部设置光电吊舱，将火点信息采集单元部署在光电吊舱内进行火点信息采集，保证了数据的准确性且拆装便捷；将火情采集单元和火损采集单元分散部署在无人机机体上，在保证数据准确性的同时兼顾了无人机的机体平衡，且拆装便捷；在地面监控站部署了后台服务器可实时处理和显示无人机飞行平台发回的数据，为工作人员提供森林火灾预防、救援和损失评估依据；在地面监控站部署了GIS定位服务器，GIS定位服务器可结合激光测距仪测量的距离数据、GPS定位模块发送的无人机位置数据和GIS技术对目标点坐标信息进行准确定位，并计算最佳救援路线，使得工作人员在第一时间内掌握火点的位置及
火势情况以便及时、有效地进行火灾救援；防火模块包括的报警单元被配置为发现火险时向地面监控模块发送报警信号，地面监控站包括的声光报警单元在接收到报警单元发出的报警信号时被触发并发出声、光二种警报信号，可及时有效的对地面监控人员进行火灾提示。
附图说明
[0016]附图是用来提供对本技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本技术，但并不构成对本技术的限制。在附图中：
[0017]图1是本技术的结构示意图；
[0018]图2是本实用新本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于无人机的森林防火系统，包括：无人机飞行平台(1)、地面监控站(2)和控制设备(3)，其特征在于，所述无人机飞行平台(1)包括无人机机体(10)，所述无人机机体(10)上设置有供电单元(11)、动力单元(12)、伺服控制单元(13)、无线通信模块(14)、主控模块(15)、GPS定位模块(16)和防火模块(17)，所述无人机飞行平台(1)通过无线通信模块(14)分别与所述地面监控站(2)和所述控制设备(3)通信；所述地面监控站(2)被配置为接收、处理、显示和存储无人机飞行平台(1)发送的数据，以及发送监控命令到无人机飞行平台(1)；所述控制设备(3)被配置为向所述无人机飞行平台(1)发送无人机飞行控制信息；所述主控模块(15)分别与所述控制设备(3)、所述伺服控制单元(13)和所述GPS定位模块(16)连接，其被配置为进行飞行控制和管理；所述供电单元(11)与所述动力单元(12)连接，用于为所述动力单元(12)提供动力；所述伺服控制单元(13)与所述动力单元(12)和主控模块(15)连接，用于根据所述主控模块(15)的指令控制所述无人机飞行；所述GPS定位模块(16)用于实时定位无人机位置，并将位置数据传送给所述主控模块(15)；所述防火模块(17)包括数据采集模块(172)、数据处理模块(173)和数据存储模块(174)，所述数据采集模块(172)被配置为采集火点及周围区域、目标区域和火灾后受损区域的信息，所述数据处理模块(173)被配置为根据采集的数据进行预处理，并将处理后的数据分别发送给所述地面监控站(2)和所述数据存储模块(174)，所述数据存储模块(174)被配置为存储处理后的数据，所述防火模块(17)通过无线通信模块(14)与所述地面监控站(2)通信；所述数据采集模块(172)包括火点信息采集单元(1721)、火情采集单元(1722)和火损采集单元(1723)，所述无人机机体(10)外壳下部设有光电吊舱，所述火点信息采集单元(1721)设置在光电吊舱内，所述火情采集单元(1722)和火损采集单元(1723)分散部署在无人机机体(10)上。2.根据权利要求1所述的一种基于无人机的森林防火系统，其特征在于，所述火点信息采集单元(1721)包括高清可见光摄像机、高精度热红外传感器和激光测距仪，所述高清可见光摄像机用于采集监测目标区域的可见光，所述高精度热红外传感器用于采集红外热成像影像视频，所述激光测距仪用于对火点测距。3.根据权利要求1或2所述的一种基于无人机的森林防火系统，其特征在于，所述数据处理模块(173)还包括火点信息数据处理设备(1731)，所述火点信息数据处理设备(1731)包括火点信息处理运算器(1701)和火点信息通信单元(1702)。4.根据权利要求1所述的一种基于无人机的森林防火系统，其特征在于，所述火情采集单元(1722)包括温湿度传感器、风速风向传感器、大气传感器和烟感传感器，所述温湿度传感器包括温度采集...

【专利技术属性】
技术研发人员：邢志斌，王培毅，詹洪凯，郝飞，
申请(专利权)人：山西航空产业集团有限公司，
类型：新型
国别省市：