一种基于无人机的智能森林防火系统
阅读说明：本技术 一种基于无人机的智能森林防火系统 (Intelligent forest fire prevention system based on unmanned aerial vehicle ) 是由 祝侁捷 于 2020-07-29 设计创作，主要内容包括：一种基于无人机的智能森林防火系统,包括摄像模组、机体、储剂箱、数据天线、支撑架和升降灭火组件,升降灭火组件绕机体中心轴均匀设置有多组,升降灭火组件包括旋翼、连接架、空压机、输送管、出剂斗、安装筒和监测模组；摄像模组设置在机体底部,摄像模组与数据天线通讯连接；数据天线设置在机体顶部,数据天线通讯连接有远程终端；储剂箱设置在连接架上；连接架设置在机体上；旋翼设置在机体上,旋翼位于安装筒内侧；空压机设置在储剂箱上,空压机与储剂箱连通；储剂箱、输送管和出剂斗依次连通。本发明能使用无人机进行森林巡检,巡检效率高,能将影像传输至远程终端,在遇到小火灾时,能及时进行灭火处理,防止火势扩大。(An intelligent forest fire prevention system based on an unmanned aerial vehicle comprises a camera module, a machine body, an agent storage box, a data antenna, a support frame and lifting fire extinguishing assemblies, wherein multiple groups of lifting fire extinguishing assemblies are uniformly arranged around the central axis of the machine body, and each lifting fire extinguishing assembly comprises a rotor wing, a connecting frame, an air compressor, a conveying pipe, an agent outlet hopper, an installation cylinder and a monitoring module; the camera module is arranged at the bottom of the machine body and is in communication connection with the data antenna; the data antenna is arranged at the top of the machine body and is in communication connection with a remote terminal; the agent storage box is arranged on the connecting frame; the connecting frame is arranged on the machine body; the rotor wing is arranged on the machine body and is positioned on the inner side of the mounting cylinder; the air compressor is arranged on the agent storage tank and is communicated with the agent storage tank; the agent storage box, the conveying pipe and the agent outlet hopper are communicated in sequence. The invention can use the unmanned aerial vehicle to carry out forest inspection, has high inspection efficiency, can transmit images to the remote terminal, and can carry out fire extinguishing treatment in time when a small fire occurs to prevent the fire from expanding.)
技术领域
本发明涉及森林防火技术领域，尤其涉及一种基于无人机的智能森林防火
系统。
背景技术
森林火灾是森林最危险的敌人，也是林业最可怕的灾害，它会给森林带来
最有害，最具有毁灭性的后果。森林火灾不但烧毁成片的森林，伤害林内的动
物，而且还降低森林的繁殖能力，引起土壤的贫瘠并破坏森林涵养水源，甚至
会导致生态环境失去平衡。
通过人工现场巡检森林比较麻烦，巡检效率低，在火灾初期，不能及时采
集灭火措施。
发明内容
（一）发明目的
为解决背景技术中存在的技术问题，本发明提出一种基于无人机的智能森
林防火系统，能使用无人机进行森林巡检，巡检效率高，能将影像传输至远程
终端，在遇到小火灾时，能及时进行灭火处理，防止火势扩大。
（二）技术方案
本发明提供了一种基于无人机的智能森林防火系统，包括摄像模组、机体、
储剂箱、数据天线、支撑架和升降灭火组件，升降灭火组件绕机体中心轴均匀
设置有多组，升降灭火组件包括旋翼、连接架、空压机、输送管、出剂斗、安
装筒和监测模组；
摄像模组设置在机体底部，摄像模组与数据天线通讯连接；数据天线设置
在机体顶部，数据天线通讯连接有远程终端；储剂箱设置在连接架上；连接架
设置在机体上；旋翼设置在机体上，旋翼位于安装筒内侧；空压机设置在储剂
箱上，空压机与储剂箱连通；储剂箱、输送管和出剂斗依次连通，输送管上设
置有控制阀，输送管贯穿安装筒；安装筒设置在机体上；监测模组设置在储剂
箱上，监测模组包括红外传感器、烟雾传感器、温度传感器和微处理器，红外
传感器、烟雾传感器、温度传感器和数据天线均与微处理器通讯连接，微处理
器与摄像模组、旋翼、空压机和控制阀分别控制连接。
优选的，支撑架包括连接筒、支腿和弹性件；连接筒内部设置有滑槽，连
接筒上沿竖直方向设置有条形孔；支腿为倒 T 形框架结构，支腿顶端滑动设置
在滑槽内，支腿顶部连接有滑台部；滑台部滑动设置在条形孔内；弹性件位于
滑槽内，弹性件竖直设置，弹性件竖直方向两端分别与机体和支腿连接。
优选的，弹性件为圆柱形压缩弹簧，弹性件外径尺寸大于条形孔宽度尺寸。
优选的，机体底部设置有透明罩；透明罩为半球形罩体结构；摄像模组位
于透明罩内侧。
优选的，支腿上设置有透明隔热板；透明隔热板位于透明罩下方。
优选的，机体顶部均匀设置有多个倾斜面，倾斜面上铺设有太阳能板，机
体上设置有蓄电池；太阳能板与蓄电池电性连接；蓄电池与旋翼、空压机、控
制阀、监测模组和数据天线分别电性连接。
优选的，安装筒包括第一圆柱形筒、第一圆台形筒、第二圆柱形筒和第二
圆台形筒，第一圆柱形筒、第一圆台形筒、第二圆柱形筒和第二圆台形筒由上
至下依次连通，并形成文丘里管结构，第一圆柱形筒的内径大于第二圆柱形筒
的内径；出剂斗位于第二圆台形筒内侧。
优选的，安装筒顶部设置有过滤网；旋翼位于过滤网下方。
与现有技术相比，本发明的上述技术方案具有如下有益的技术效果：
本发明能使用无人机进行森林巡检，巡检效率高，能将影像传输至远程终
端，在遇到小火灾时，能及时进行灭火处理，防止火势扩大。旋翼转动，使无
人机升空，工作人员远程控制无人机对森林进行巡检，摄像模组能采集巡检影
像，并通过数据天线回传数据；通过红外传感器和烟雾传感器进行检测，当传
回的红外数据和烟雾数据表明某处存在火灾的特征时，工作人员控制无人机飞
行至该处，利用摄像模组进行详细的探查，如果属于较小火灾，温度传感器实
时检测温度并回传，当火灾处高温较高而可能损坏无人机时，控制无人机飞离
到安全位置，并在该位置进行灭火，工作人员通过数据天线向微处理器发送信
号，开启控制阀和空压机，储剂箱内预先填充的灭火剂被输送至出剂斗处，出
剂斗朝下设置，能将灭火剂喷洒至火灾处，旋翼向下吹风，使得灭火剂能更快
速的喷洒至火灾处，能更快的灭火；如果属于较大火灾，不能仅使用无人机进
行灭火时，回传摄像模组采集的影像，工作人员及时安排灭火人员去现场灭火。
附图说明
图 1 为本发明提出的一种基于无人机的智能森林防火系统的结构示意图。
图 2 为本发明提出的一种基于无人机的智能森林防火系统的局部结构剖视图。
图 3 为图 2 中 A 处的结构放大图。
图 4 为本发明提出的一种基于无人机的智能森林防火系统中灭火剂的输送
原理结构示意图。
图 5 为本发明提出的一种基于无人机的智能森林防火系统的结构框图。
附图标记：1、摄像模组；2、旋翼；3、机体；4、太阳能板；5、连接架；
6、储剂箱；7、空压机；8、输送管；81、控制阀；9、出剂斗；10、安装筒；
11、过滤网；12、监测模组；121、红外传感器；122、烟雾传感器；123、温度
传感器；124、微处理器；13、数据天线；14、透明罩；15、连接筒；151、条
形孔；16、支腿；161、滑台部；17、弹性件；18、透明隔热板。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方
式并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，
而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术
的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。
如图 1-5 所示，本发明提出的一种基于无人机的智能森林防火系统，包括
摄像模组 1、机体 3、储剂箱 6、数据天线 13、支撑架和升降灭火组件，升降灭
火组件绕机体 3 中心轴均匀设置有多组，升降灭火组件包括旋翼 2、连接架 5、
空压机 7、输送管 8、出剂斗 9、安装筒 10 和监测模组 12；
摄像模组 1 设置在机体 3 底部，摄像模组 1 与数据天线 13 通讯连接；数据
天线 13 设置在机体 3 顶部，数据天线 13 通讯连接有远程终端；储剂箱 6 设置
在连接架 5 上；连接架 5 设置在机体 3 上；旋翼 2 设置在机体 3 上，旋翼 2位
于安装筒 10 内侧；空压机 7 设置在储剂箱 6 上，空压机 7 与储剂箱 6 连通；储
剂箱 6、输送管 8 和出剂斗 9 依次连通，输送管 8 上设置有控制阀 81，输送管8
贯穿安装筒 10；安装筒 10 设置在机体 3 上；监测模组 12 设置在储剂箱 6上，
监测模组 12 包括红外传感器 121、烟雾传感器 122、温度传感器 123 和微处理
器 124，红外传感器 121、烟雾传感器 122、温度传感器 123 和数据天线 13 均与
微处理器 124 通讯连接，微处理器 124 与摄像模组 1、旋翼 2、空压机 7 和控制
阀 81 分别控制连接。
本发明能使用无人机进行森林巡检，巡检效率高，能将影像传输至远程终
端，在遇到小火灾时，能及时进行灭火处理，防止火势扩大。旋翼 2 转动，使
无人机升空，工作人员远程控制无人机对森林进行巡检，摄像模组 1 能采集巡
检影像，并通过数据天线 13 回传数据；通过红外传感器 121 和烟雾传感器 122
进行检测，当传回的红外数据和烟雾数据表明某处存在火灾的特征时，工作人
员控制无人机飞行至该处，利用摄像模组 1 进行详细的探查，如果属于较小火
灾，温度传感器 123 实时检测温度并回传，当火灾处高温较高而可能损坏无人
机时，控制无人机飞离到安全位置，并在该位置进行灭火，工作人员通过数据
天线 13 向微处理器 124 发送信号，开启控制阀 81 和空压机 7，储剂箱 6 内预先
填充的灭火剂被输送至出剂斗 9 处，出剂斗 9 朝下设置，能将灭火剂喷洒至火
灾处，旋翼 2 向下吹风，使得灭火剂能更快速的喷洒至火灾处，能更快的灭火；
如果属于较大火灾，不能仅使用无人机进行灭火时，回传摄像模组 1 采集的影
像，工作人员及时安排灭火人员去现场灭火。
在一个可选的实施例中，支撑架包括连接筒 15、支腿 16 和弹性件 17；连
接筒 15 内部设置有滑槽，连接筒 15 上沿竖直方向设置有条形孔 151；支腿 16
为倒 T 形框架结构，支腿 16 顶端滑动设置在滑槽内，支腿 16 顶部连接有滑台
部 161；滑台部 161 滑动设置在条形孔 151 内；弹性件 17 位于滑槽内，弹性件
17 竖直设置，弹性件 17 竖直方向两端分别与机体 3 和支腿 16 连接。
需要说明的是，再无人机降落时，支腿 16 与地面接触，机体 3 将弹性件 17
压在支腿 16 上，弹性件 17 被压缩，弹性件 17 起到缓冲减震作用，支腿 16 顶
端在滑槽内滑动，滑台部 161 在条形孔 151 内滑动，能稳定的沿同一方向进行
减震。
在一个可选的实施例中，弹性件 17 为圆柱形压缩弹簧，弹性件 17 外径尺
寸大于条形孔 151 宽度尺寸，则弹性件 17 不会从条形孔 151 脱落出去。
在一个可选的实施例中，机体 3 底部设置有透明罩 14；透明罩 14 为半球形
罩体结构；摄像模组 1 位于透明罩 14 内侧；透明罩 14 起到隔离防护作用，有
效保护摄像模组 1，还能保证摄像模组 1 在各角度采集影像。
在一个可选的实施例中，支腿 16 上设置有透明隔热板 18；透明隔热板 18
位于透明罩 14 下方。
需要说明的是，透明隔热板 18 一方面能起到隔热作用，防止高温损伤摄像
模组 1 和无人机，另一方面能避免阻挡摄像模组 1 的采集视线。
在一个可选的实施例中，机体 3 顶部均匀设置有多个倾斜面，倾斜面上铺
设有太阳能板 4，机体 3 上设置有蓄电池；太阳能板 4 与蓄电池电性连接；蓄电
池与旋翼 2、空压机 7、控制阀 81、监测模组 12 和数据天线 13 分别电性连接。
需要说明的是，太阳能板 4 将光能转化为电能并储存在蓄电池内，由蓄电
池对各用电部件供电，更加节能环保，还能提高无人机的续航巡检时间。
在一个可选的实施例中，安装筒 10 包括第一圆柱形筒、第一圆台形筒、第
二圆柱形筒和第二圆台形筒，第一圆柱形筒、第一圆台形筒、第二圆柱形筒和
第二圆台形筒由上至下依次连通，并形成文丘里管结构，第一圆柱形筒的内径
大于第二圆柱形筒的内径；出剂斗 9 位于第二圆台形筒内侧。
需要说明的是，安装筒 10 为文丘里管结构，则灭火剂从出剂斗 9 被喷出后，
再利用旋翼 2 的风力进行辅助，进一步利用文丘里管的结构特点，使得灭火剂
能更快速的流过安装筒 10，灭火剂喷射速度更快，喷射距离更远，使得无人机
能在保持安全距离之外进行灭火，更加安全。
在一个可选的实施例中，安装筒 10 顶部设置有过滤网 11；旋翼 2 位于过滤
网 11 下方。
需要说明的是，过滤网 11 起到过滤作用，防止杂物进入安装筒 10 内，防
止损伤旋翼 2。
应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本
发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围
的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围
之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或
者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。
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