阅读说明：本技术 一种林区防火治害无人机组联动系统 (Forest zone fire prevention and harm control unmanned aerial vehicle unit linked system ) 是由 蒋晨璐 于 2020-07-17 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种林区防火治害无人机组联动系统,涉及园林防护技术领域；包括建立通讯连接的无人机组、基站和地面控制中心,无人机组包括无人机监测组和无人机响应组,所述无人机监测组搭载有监测组件,所述无人机响应组搭载有灭火装置和灭虫治害装置。本发明集日常监测、数据分析、消防处理、虫害防治为一体的森林巡防联动系统,以无人机编队为主要设备,基站为辅助设备,实现全方位全天候对森林中风向、烟雾、温度、湿度等参数的监测,同时,监测到的数据将通过基站被实时上传,出现火情时可得出火情规模大小并根据规模进行灭火措施,出现虫害时可以大面积撒药,并能够管控乱砍乱伐现象,提供对森林消防和生态健康方面的日常监管。(The invention discloses a forest fire prevention and harm control unmanned aerial vehicle set linkage system, and relates to the technical field of garden protection; including unmanned aerial vehicle group, basic station and the ground control center who establishes the communication connection, unmanned aerial vehicle group includes unmanned aerial vehicle monitoring group and unmanned aerial vehicle response group, unmanned aerial vehicle monitoring group carries there is the monitoring subassembly, unmanned aerial vehicle response group carries there are extinguishing device and deinsectization pest control device. The forest patrol and defense linkage system integrates daily monitoring, data analysis, fire control treatment and pest control, takes unmanned aerial vehicle formation as main equipment and the base station as auxiliary equipment, realizes the omnibearing all-weather monitoring of parameters such as wind direction, smoke, temperature, humidity and the like in forest, simultaneously, the monitored data is uploaded in real time through the base station, the size of fire scale can be obtained when fire occurs, fire extinguishing measures can be carried out according to the scale, large-area pesticide spreading can be carried out when pest occurs, the phenomena of disorder cutting and disorder cutting can be controlled, and daily supervision on forest fire control and ecological health is provided.)

一种林区防火治害无人机组联动系统

技术领域

本发明涉及园林防护技术领域，尤其涉及一种林区防火治害无人机组联动系统。

背景技术

园林区人文资源以及地理、环境资源非常丰富,具有较高的科学、文化、观赏的价值,但最近我国园林区火灾频发,造成了许多悠久历史的文化建筑、景观被破坏,损失难以弥补，因此,园林区的防火工作刻不容缓。

经检索，中国专利公开号为CN210302115U公开了一种园林安全区防火系统，其包括抽水泵头，所述抽水泵头的表面固定连接有输水管，所述输水管的表面设置有抽水泵，所述抽水泵的表面通过电线电性连接有PLC控制器，所述PLC控制器的表面固定连接有电源适配器与信号接收器，所述输水管远离抽水泵头的一端固定连接有防火喷水装置，所述防火喷水装置包括装置底座，所述装置底座的表面开设有与输水管相配适的通孔，所述装置底座的顶面固定连接有旋转连接管，所述旋转连接管的内壁通过轴承固定连接有输水主管，通过红外温度传感器、PLC控制器、抽水泵头、输水管和L形喷水管。

上述专利存在以下不足：其只能被动防火，当出现火灾时才可主动进行灭火，无法对环境分析监测，预防火灾。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种林区防火治害无人机组联动系统。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种林区防火治害无人机组联动系统，包括建立通讯连接的无人机组、基站和地面控制中心，无人机组包括无人机监测组和无人机响应组，所述无人机监测组搭载有监测组件，所述无人机响应组搭载有灭火装置和灭虫治害装置，其具体使用步骤如下：

S1：按照整个林区的规模和系统的规划，将设备配齐并逐一安装到位，并使得无人机组-基站-地面控制中心建立通讯连接；

S2：指挥人员通过地面控制中心的人机交互装置控制无人机监测组按照预设航线进行巡航监测，并通过GPS定位系统实时反馈位置信息；

S3：利用组网模式，无人机监测组将监测数据传输给基站，再由基站进一步传输给地面控制中心；

S4：由地面控制中心通过对传输画面的分析，利用林火监测算法实时监测判别是否有火情发生；

S5：无人机组电量不足时，向智能起落站发送请求降落信号，智能起落站通过无线数传模块接收信号，为无人机降落更换电池做准备工作，无人机通过摄像头引导降落至起落站内，自动更换电池，完成自主续航功能；

S6：当有火灾发生时，系统驱动报警装置报警，用户能够在监测的上位机界面观测林火的动态信息，实现对林火和病虫害的实时监测，并且此时无人机响应组起飞，对火灾和病虫害区域进行扑救。

优选地：所述监测组件包括联网型温度传感器、点型感烟探测器、主动红外光束探测器、可燃气体探测器，热成像处理器，根据实际用户需求可选择其中的任意组合。

优选地：所述灭火装置包括细水雾灭火器、HLK超细干粉机投式森林灭火器、森林灭火水枪装置、森林灭火弹和二氧化碳气体灭火装置，根据林区实际种植物，选择其中一种或几种搭载。

优选地：所述灭虫治害装置为农药喷洒器。

优选地：所述基站包括通过支腿固定于地面的主体，所述主体的顶部设置有有可升降的天窗、太阳能电池板和为所述天窗提供升降动力的电机，所述主体的内壁设置有机械臂，所述主体的底部内壁通过伸缩轴连接有承载台，所述主体的底部内壁及地面均设置有补给品储藏室。

优选地：所述S3中，无人机组的检测数据传输采用Lightbridge2图传传输系统，其统支持多种接口输出，包括USB、miniHDMI和3G-SDI等接口，最高支持高达1080p/60fps的全高清输出，其使用无线链路动态适应技术来平衡距离、电磁环境和画质的冲突，可以自动选择最佳信道，并在有必要时切换信道和调整视频带宽。

优选地：所述地面控制中心的人机交互装置采用上位机操控系统，其是利用C++设计开发，提供新用户注册及用户登录的功能，新用户在使用时需要进行注册，点击用户注册按钮会自动弹出注册界面，登录时，当输入的登录信息不匹配时，系统会自动弹窗提示登录错误。

优选地：所述地面控制中心的人机交互装置的防火灭火监测使用方法如下：

A1：当用户点击开始检测按钮，则系统采取林火监测算法对森林火灾监测识别，并进行标记；

A2：上位机界面的拍照功能可以使用户保存任意时刻的图片，用户点击查询按钮能够查询追溯历史异常事件；

A3：当有火情发生时，系统软件自动保存影像到对应的文件夹内等待上传；

A4：点击关闭摄像头按钮系统将不再接受无人机回传的影像信息。

优选地：所述地面控制中心的人机交互装置的病虫防害使用方法如下：

B1：用户根据无人机组反馈的画面观测林区实际情况；

B2：当植被作物出现病虫时，根据病虫种类配备相应的相应的农药放入基站；

B3：控制无人机响应组对基站的农药抽取，并喷洒至病虫害区域。

优选地：所述地面控制中心的人机交互装置，其界面中选择无人机的飞行模式共有三个按钮，模式1为按无人机组预设程序飞行，模式2为GPS航线规划飞行模式，模式3为指定方向飞行。

本发明的有益效果为：

1.本发明集日常监测、数据分析、消防处理、虫害防治为一体的森林巡防联动系统，以无人机编队为主要设备，基站为辅助设备，实现全方位全天候对森林中风向、烟雾、温度、湿度等参数的监测。同时，监测到的各种类型数据将通过基站被实时上传，通过数据比对分析是否有火情隐患、森林虫害、滥砍滥伐等不利于林区生态健康的情况出现，出现火情时可得出火情规模大小并根据规模进行灭火措施，出现虫害时可以大面积撒药，并能够管控乱砍乱伐现象，提供对森林消防和生态健康方面的日常监管。

附图说明

图1为本发明提出的一种林区防火治害无人机组联动系统中的基站结构示意图；

图中：1-太阳能电池板、2-电机、3-机械臂、4-电池仓、5-支腿、6-补给品储藏室、7-主体、8-承载台、9-天窗。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。

在本专利的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“设置”应做广义理解，例如，可以是固定相连、设置，也可以是可拆卸连接、设置，或一体地连接、设置。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本专利中的具体含义。

实施例1：

一种林区防火治害无人机组联动系统，包括建立通讯连接的无人机组、基站和地面控制中心，无人机组包括无人机监测组和无人机响应组，所述无人机监测组搭载有监测组件，所述无人机响应组搭载有灭火装置，其具体使用步骤如下：

S1：按照整个林区的规模和系统的规划，将设备配齐并逐一安装到位，并使得无人机组-基站-地面控制中心建立通讯连接；

S2：指挥人员通过地面控制中心的人机交互装置控制无人机监测组按照预设航线进行巡航监测，并通过GPS定位系统实时反馈位置信息；

S3：利用组网模式，无人机监测组将监测数据传输给基站，再由基站进一步传输给地面控制中心；

S4：由地面控制中心通过对传输画面的分析，利用林火监测算法实时监测判别是否有火情发生；

S5：无人机组电量不足时，向智能起落站发送请求降落信号，智能起落站通过无线数传模块接收信号，为无人机降落更换电池做准备工作，无人机通过摄像头引导降落至起落站内，自动更换电池，完成自主续航功能；

S6：当有火灾发生时，系统驱动报警装置报警，用户能够在监测的上位机界面观测林火的动态信息，实现对林火的实时监测，并且此时无人机响应组起飞，对火灾区域进行扑救。

所述监测组件包括联网型温度传感器、点型感烟探测器、主动红外光束探测器、可燃气体探测器，热成像处理器，根据实际用户需求可选择其中的任意组合。

所述灭火装置包括细水雾灭火器、HLK超细干粉机投式森林灭火器、森林灭火水枪装置、森林灭火弹和二氧化碳气体灭火装置，根据林区实际种植物，选择其中一种或几种搭载。

所述基站通过支腿5固定于地面的主体7，所述主体7的顶部设置有有可升降的天窗9、太阳能电池板1和为所述天窗9提供升降动力的电机2，所述主体7的内壁设置有机械臂3，所述主体7的底部内壁通过伸缩轴连接有承载台8，所述主体7的底部内壁及地面均设置有补给品储藏室6。

所述S3中，无人机组的检测数据传输采用Lightbridge2图传传输系统，其统支持多种接口输出，包括USB、miniHDMI和3G-SDI等接口，最高支持高达1080p/60fps的全高清输出，其使用无线链路动态适应技术来平衡距离、电磁环境和画质的冲突，可以自动选择最佳信道，并在有必要时切换信道和调整视频带宽。

所述地面控制中心的人机交互装置采用上位机操控系统，其是利用C++设计开发，提供新用户注册及用户登录的功能，新用户在使用时需要进行注册，点击用户注册按钮会自动弹出注册界面，登录时，当输入的登录信息不匹配时，系统会自动弹窗提示登录错误。

地面控制中心的人机交互装置的防火灭火监测使用方法如下：

A1：当用户点击开始检测按钮，则系统采取林火监测算法对森林火灾监测识别，并进行标记；

A2：上位机界面的拍照功能可以使用户保存任意时刻的图片，用户点击查询按钮能够查询追溯历史异常事件；

A3：当有火情发生时，系统软件自动保存影像到对应的文件夹内等待上传；

A4：点击关闭摄像头按钮系统将不再接受无人机回传的影像信息。

所述地面控制中心的人机交互装置，其界面中选择无人机的飞行模式共有三个按钮，模式1为按无人机组预设程序飞行，模式2为GPS航线规划飞行模式，模式3为指定方向飞行。

实施例2：

一种林区防火治害无人机组联动系统，包括建立通讯连接的无人机组、基站和地面控制中心，无人机组包括无人机监测组和无人机响应组，所述无人机监测组搭载有监测组件，所述无人机响应组搭载有灭火装置和灭虫治害装置，其具体使用步骤如下：

S1：按照整个林区的规模和系统的规划，将设备配齐并逐一安装到位，并使得无人机组-基站-地面控制中心建立通讯连接；

S2：指挥人员通过地面控制中心的人机交互装置控制无人机监测组按照预设航线进行巡航监测，并通过GPS定位系统实时反馈位置信息；

S3：利用组网模式，无人机监测组将监测数据传输给基站，再由基站进一步传输给地面控制中心；

S4：由地面控制中心通过对传输画面的分析，利用林火监测算法实时监测判别是否有火情发生；

S5：无人机组电量不足时，向智能起落站发送请求降落信号，智能起落站通过无线数传模块接收信号，为无人机降落更换电池做准备工作，无人机通过摄像头引导降落至起落站内，自动更换电池，完成自主续航功能；

S6：当有火灾发生时，系统驱动报警装置报警，用户能够在监测的上位机界面观测林火的动态信息，实现对林火和病虫害的实时监测，并且此时无人机响应组起飞，对火灾和病虫害区域进行扑救。

所述监测组件包括联网型温度传感器、点型感烟探测器、主动红外光束探测器、可燃气体探测器，热成像处理器，根据实际用户需求可选择其中的任意组合。

所述灭火装置包括细水雾灭火器、HLK超细干粉机投式森林灭火器、森林灭火水枪装置、森林灭火弹和二氧化碳气体灭火装置，根据林区实际种植物，选择其中一种或几种搭载。

所述灭虫治害装置为农药喷洒器。

所述基站包括通过支腿5固定于地面的主体7，所述主体7的顶部设置有有可升降的天窗9、太阳能电池板1和为所述天窗9提供升降动力的电机2，所述主体7的内壁设置有机械臂3，所述主体7的底部内壁通过伸缩轴连接有承载台8，所述主体7的底部内壁及地面均设置有补给品储藏室6。

所述S3中，无人机组的检测数据传输采用Lightbridge2图传传输系统，其统支持多种接口输出，包括USB、miniHDMI和3G-SDI等接口，最高支持高达1080p/60fps的全高清输出，其使用无线链路动态适应技术来平衡距离、电磁环境和画质的冲突，可以自动选择最佳信道，并在有必要时切换信道和调整视频带宽。

所述地面控制中心的人机交互装置采用上位机操控系统，其是利用C++设计开发，提供新用户注册及用户登录的功能，新用户在使用时需要进行注册，点击用户注册按钮会自动弹出注册界面，登录时，当输入的登录信息不匹配时，系统会自动弹窗提示登录错误。

所述地面控制中心的人机交互装置的防火灭火监测使用方法如下：

A1：当用户点击开始检测按钮，则系统采取林火监测算法对森林火灾监测识别，并进行标记；

A2：上位机界面的拍照功能可以使用户保存任意时刻的图片，用户点击查询按钮能够查询追溯历史异常事件；

A3：当有火情发生时，系统软件自动保存影像到对应的文件夹内等待上传；

A4：点击关闭摄像头按钮系统将不再接受无人机回传的影像信息。

所述地面控制中心的人机交互装置的病虫防害使用方法如下：

B1：用户根据无人机组反馈的画面观测林区实际情况；

B2：当植被作物出现病虫时，根据病虫种类配备相应的相应的农药放入基站；

B3：控制无人机响应组对基站的农药抽取，并喷洒至病虫害区域。

所述地面控制中心的人机交互装置，其界面中选择无人机的飞行模式共有三个按钮，模式1为按无人机组预设程序飞行，模式2为GPS航线规划飞行模式，模式3为指定方向飞行。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。