一种基于太阳能供电的森林消防控制系统技术领域
本发明涉及一种基于太阳能供电的森林消防控制系统，属于智能消防安全技术领
域。
背景技术
森林火灾是一种破坏性大、处置救助困难的自然灾害，它不仅会烧死树木，直接减
少森林面积，而且还会严重破坏森林结构，引起空气污染、水土流失、森林物种的减少甚至
灭绝。为了预防以及及时发现森林火灾，人们采取了许多措施，现在比较普遍的做法是在被
控林区安装监控设备。
申请号为201310459212.1， 申请日为2013年9月29日的发明专利申请公开了一种
森林防火预警系统，主要由远程监控管理中心和布设在森林各个监测点的监测终端组成；
远程监控管理中心和监测终端通过GPRS无线通信网络或3G无线通信网络进行数据传输；监
测终端包括中央处理器以及分别与其相连接的温度传感器、烟雾浓度传感器、无线通信模
块、北斗定位模块和工作电源；所述的中央处理器将监测的温度和烟雾浓度数据进行逻辑
运算和逻辑判断，并将其超出规定范围的告警值和监测点位置信息共同组成火灾数据经由
无线通信模块发送给远程监控管理中心，远程监控管理中心接收到信息后，将派出人员到
相关区域进行排查火险或采取其它消防措施。本发明结构简单、架设成本低、运行稳定、监
控可靠。
申请号为201410317685.2 ，申请日为2014年6月30日的发明专利涉及一种森林火
灾预警系统。系统使用ZigBee技术构建一个无线通信网络，该网络主要由终端节点、协调节
点和发送节点构成。数字传感器采集的环境参数主要有温度、相对湿度、光照强度等，把各
个不同功能的节点按要求散布在森林中采集现场环境参数，采集的数据经处理后通过无线
通信网络发送至监测端和服务器控制端。该系统采用射频芯片CC2431作为传感器网络节
点，中心节点和GPRS模块DTP-S05Ci相连，借助移动通信网络将终端节点采集到的数据转发
到手机终端或互联网中的服务器，实现了森林火灾移动预警的功能。该系统具有结构精简、
技术复杂度低、成本低、实时和准确的特点。
申请号为201510162807.X， 申请日为2015年4月8日的发明专利申请涉及消防报
警系统，具体是一种消防智能监控系统。该发明解决了现有消防报警系统不具有远程通讯
功能的问题。一种消防智能监控系统，包括安装在消防监控中心的监控计算机和Wi-Fi接收
装置以及多个安装在现场的消防智能监控仪；所述消防智能监控仪包括：单片机、烟雾传感
器装置、消防水监测模块、湿度传感器、温度传感器、开关量传感器、信号开关控制模块、
GPRS通讯模块、Wi-Fi通讯模块、UART模块、EEPROM模块、LCD显示屏、LED状态指示灯、功能按
键和电源模块。该发明适用于消防。
目前的森林消防控制系统主要侧重采集各种气象信息并提供消防预警信息，但在
天气条件恶劣时，消防控制系统中的电路模块由于长期使用，且周围环境恶劣，很容易出现
信号采集的数据传输异常的情况，这样很容易影响森林消防控制系统的正常运行。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提出了一种基于太阳能供电的森林消防控制系统，可
以克服现阶段森林消防控制系统内没有检测电路检测模块传输接口是否连接异常的情况，
避免了由于接口连接异常导致影响整个森林消防控制系统的正常运行。
本发明为解决其技术问题采用如下技术方案：
一种基于太阳能供电的森林消防控制系统，包括设置在被监控林区内的烟雾检测模
块、温度检测模块、风力检测模块以及设置在林场工作站的远程监控终端和为各模块供电
的供电模块，其中烟雾检测模块、温度检测模块、风力检测模块分别与远程监控终端通过通
讯模块连接；供电模块与各模块相连；，所述远程监控终端内设置有报警模块；所述供电模
块包括顺序连接的太阳能电池板和蓄电池；
该系统还包括自动保护模块，所述自动保护模块一端与烟雾检测模块连接，另一端与
远程监控终端连接，所述自动保护模块包括检测器、计时器、串口开关和电平变换保护电
路，检测器、计时器和串口开关顺序连接，串口开关与电平变换保护电路双向连接；所述计
时器包括顺序连接的秒产生器、计数器和比较器，其中秒产生器的输入端与检测器的输出
端连接，比较器的输出端与串口开关的输入端连接。
作为本发明的一种优选技术方案：所述通讯模块为3G模块、GPRS模块或ZIGBEE模
块。
作为本发明的一种优选技术方案：所述报警模块为声光报警模块。
作为本发明的一种优选技术方案：所述声光报警模块包括发光二极管和蜂鸣器。
作为本发明的一种优选技术方案：所述温度检测模块采用热电偶。
本发明所述一种基于太阳能供电的森林消防控制系统，采用以上技术方案与现有
技术相比，具有以下技术效果：
1、本发明设有接口保护模块，可以克服现阶段森林消防控制系统内没有检测电路检测
模块传输接口是否连接异常，避免由于接口连接异常导致影响整个森林消防控制系统的正
常运行。
2、本发明的接口保护模块设有一个电平变换保护电路，对该接口保护电路能够进
行限压、限流，防止过压、过流、冲击电流或静电等破坏本发明的内部电路。
3、本发明采用太阳能供电，节能环保、绿色无污染。
4、本发明可以对森林进行实时监控，一旦出现火灾，就能被及时发现，在最短时间
内通知消防人员采取救援措施，有效地将火灾损失控制在最小范围内。
具体实施方式
下面对本发明创造做进一步详细说明。
一种基于太阳能供电的森林消防控制系统，包括设置在被监控林区内的烟雾检测
模块、温度检测模块、风力检测模块以及设置在林场工作站的远程监控终端和为各模块供
电的供电模块，其中烟雾检测模块、温度检测模块、风力检测模块分别与远程监控终端通过
通讯模块连接；供电模块与各模块相连；，所述远程监控终端内设置有报警模块；所述供电
模块包括顺序连接的太阳能电池板和蓄电池；
该系统还包括自动保护模块，所述自动保护模块一端与烟雾检测模块连接，另一端与
远程监控终端连接，所述自动保护模块包括检测器、计时器、串口开关和电平变换保护电
路，检测器、计时器和串口开关顺序连接，串口开关与电平变换保护电路双向连接；所述计
时器包括顺序连接的秒产生器、计数器和比较器，其中秒产生器的输入端与检测器的输出
端连接，比较器的输出端与串口开关的输入端连接。
作为本发明的一种优选技术方案：所述通讯模块为3G模块、GPRS模块或ZIGBEE模
块。
作为本发明的一种优选技术方案：所述报警模块为声光报警模块。
作为本发明的一种优选技术方案：所述声光报警模块包括发光二极管和蜂鸣器。
作为本发明的一种优选技术方案：所述温度检测模块采用热电偶。
本发明的森林消防控制系统中温度检测模块为热电偶。热电偶由两个不同材料的
金属线组成，在末端焊接在一起。再测出不加热部位的环境温度，就可以准确知道加热点的
温度。由于它必须有两种不同材质的导体，所以称之为热电偶。不同材质做出的热电偶使用
于不同的温度范围，它们的灵敏度也各不相同。热电偶的灵敏度是指加热点温度变化1℃
时，输出电位差的变化量。对于大多数金属材料支撑的热电偶而言，这个数值大约在5～40
微伏/℃之间。
本发明采用声光报警模块包括发光二极管和蜂鸣器。
发光二极管简称为LED。发光二极管的原理：发光二极管是半导体二极管的一种，
可以把电能转化成光能。发光二极管与普通二极管一样是由一个PN结组成，也具有单向导
电性。当给发光二极管加上正向电压后，从P区注入到N区的空穴和由N区注入到P区的电子，
在PN结附近数微米内分别与N区的电子和P区的空穴复合，产生自发辐射的荧光。不同的半
导体材料中电子和空穴所处的能量状态不同。当电子和空穴复合时释放出的能量多少不
同，释放出的能量越多，则发出的光的波长越短。常用的是发红光、绿光或黄光的二极管。
发光二极管的优点：电光转化效率高（接近60%，绿色环保、寿命长（可达10万小
时）、工作电压低（3V左右）、反复开关无损寿命、体积小、发热少、亮度高、坚固耐用、易于调
光、色彩多样、光束集中稳定、启动无延时。
本发明采用太阳能电池板将太阳能转换成电能，为蓄电池充电，节省能源，充分利
用太阳能，高效环保。太阳能是由太阳内部氢原子发生氢氦聚变释放出巨大核能而产生的，
来自太阳的辐射能量。人类所需能量的绝大部分都直接或间接地来自太阳。照射在地球上
的太阳能非常巨大，大约40分钟照射在地球上的太阳能，足以供全球人类一年能量的消费。
可
以说，太阳能是真正取之不尽、用之不竭的能源。而且太阳能发电绝对干净，不产生公
害。所以太阳能发电被誉为是理想的能源。
从太阳能获得电力，需通过太阳电池进行光电变换来实现。它同以往其他电源发
电原理完全不同，具有以下特点：①无枯竭危险；②绝对干净（无公害）；③不受资源分布地
域的限制；④可在用电处就近发电；⑤能源质量高；⑥使用者从感情上容易接受；⑦获取能
源花费的时间短。不足之处是：①照射的能量分布密度小，即要占用巨大面积；②获得的能
源同四季、昼夜及阴晴等气象条件有关。但总的说来，瑕不掩瑜，作为新能源，太阳能具有极
大优点，因此受到世界各国的重视。
本发明设有自动保护模块，可以检测系统内传输接口是否连接异常的情况，避免
了由于接口连接异常导致信息未能及时传输影响整个森林消防控制系统的正常运行。本发
明的自动保护电路，结构简单、设计合理、性能稳定可靠，使用能耗低，不易干扰其他电路或
被其他电路干扰，实用效果显著。
本发明可以对对森林进行实时监控，一旦出现火灾，就能被及时发现，在最短时间
内通知消防人员采取救援措施，有效地将火灾损失控制在最小范围内。
上面对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在
本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种
变化。