专利名称：灾情报知系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种能够实施网络化管理的灾情报知系统。
背景技术：
中国是世界上自然灾难多发的国家之一，全球主要的自然灾难如地震、台风、洪涝 干旱、森林火灾、山体滑坡、泥石流、矿井塌陷等在我国相当严重，几乎每年都有不同严重程 度的各种自然灾难发生。有些自然灾难在发生前夕有明显前兆，但就是捕捉到某些前兆信 息如果它们仅仅是孤立信息则很难把握灾情全貌，因而也就无从谈起及时发布灾难警报。 如，1976年的唐山地震前夕就曾有过不少前兆信息，但由于这些信息是孤立的，没能够短 时间内在权威部门形成能够相互佐证的信息的链和网，故尽管有些人明明预感到了情况危 机，但考虑到会引起数百万人口城市的骚动与混乱，也就迟迟没敢发布灾难警报。如果前兆 信息能够在短时间内迅速集中并形成相互关联的网络化的数据，就能够为权威部门迅速掌 握实情并及时发布警报提供充足可靠的依据。 纵观我国的自然灾难预防监测对策，在方法上很多方面仍然离不开依赖人工巡查 方式，既不利于采集记录完整详细的数据，也不利于工作人员和人民的人身安全，更无法常 年持之以恒。更为遗憾的是这种方式如上所述还存在以下不足其一、很难在灾情发生的最 早时间迅速形成足以判断灾情全貌的链状、网状数据；其二、就是这种低效的人工巡查方式 也只能覆盖很有限的少部分地域和时段，而更广域的地区由于无法利用市电、无法布置人 力故而形成了监测及早期报知的死角。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种能够布置在任意地域并在任意时段全 天候地对各种灾情进行监测、同时实现远程双方向通讯及控制的灾情报知系统。对于不同 技术内涵的监测任务，只需适用不同种类的传感单元。只要系统自我发电所需液态燃料储 备充足，除了能够完成上述技术使命外，还能够常年在无人管理的情况下实施自动自我管 理，也可以通过遥控实施随机管理。 本发明解决现有技术存在的问题所采用的技术方案是提供一种灾情报知系统， 所述灾情报知系统至少包括用于监测灾情信息并能够转换为可利用电子设备传递的传感 单元；用于将监测信息实时远程传输、同时又能够远程接受来自灾难监控网络中心的指令 信息的远传单元；用于动态管理全系统的中央控制单元；用于在无人守候下能够支撑全系 统全天候地可靠运行的系统生命支持单元；用于向全系统不间断地提供电能的以液态燃料 作为能源的电源单元。所述的传感单元根据任务使命的不同采用依据不同的技术原理并具 有不同技术特征的传感器。 根据本发明所述的灾情报知系统一优选技术方案所述灾情报知系统进一步包 括用于网络化管理区域灾情的灾难监控网络中心。
根据本发明所述的灾情报知系统一优选技术方案所述灾难监控网络中心(6)同时管理一个以上多个灾情报知系统形成灾难预警网络。 根据本发明所述的灾情报知系统一优选技术方案所述电源单元(5)是以在通常 条件下是液态的燃料作为能源的发电装置。
根据本发明所述的灾情报知系统一优选技术方案所述系统生命支持单元(4) 中，至少有一个温度传感器、至少有一个湿度传感器、至少有1个强制换气用强推风扇、同 时至少有1个随着强推风扇的启动与关闭自动开启与闭合的活动蝶阀。
—、系统主要流程 参照图1，所述的可网络化灾情报知系统，其构成、连接及流程如下 电源单元(5)通过用点线描述的输电线(7)向传感单元(1)、中央控制单元(2)、
远传单元(3)、系统生命支撑单元(4)供应电能； 中央控制单元(2)通过由细实线描述的信息传输线(8)接受来自传感单元(1)、远 传单元(3)、系统生命支撑单元(4)、电源单元(5)的状态及上报数据；同时，还可根据预设 处理程序或根据来自灾难监控网络中心(6)的临时指令向传感单元(1)、远传单元(3)、系 统生命支撑单元(4)、电源单元(5)下达控制指令； 远传单元(3)根据预设程序通过由长划点线描述的通讯网络(9)向灾难监控网络
中心(6)上传监测数据及系统状态数据；同时，远传单元(3)还可以根据临时需求通过通讯
网络(9)实时接受来自灾难监控网络中心(6)的各种控制指令； 灾难监控网络中心(6)可以同时管理多个监测系统形成灾难预警网络。 二、系统各单元构成及功能 进一步参照图l。 所述的灾情报知系统，其各个单元进一步详细的构成及功能如下
所述的传感单元(1)根据任务及技术使命的不同可区别设置，可以是包括可见光 及非可见光的光学传感器，如照片摄像装置、连续影像录像装置等；也可以是监视液位的液 位传感器；也可以是瞄准指定位置并监视其位置变化的定位传感器；也可以是感知震动的 感动传感器；也可以是感知风沙的粉尘传感器；也可以是监测风速的速度传感器；也可以 是感知温度变化的热敏传感器；也可以是感知压力的压力传感器；也可以是感知危险气体 存在的气敏传感器，也可以是上述传感器中某几种传感器的组合。传感单元(1)可以按预 设程序实时将传感监测数据传输到中央控制单元(2);传感单元(1)也可以根据中央控制 单元(2)的指令实施临时性监测并将动态监测数据传输给中央控制单元(2)。
所述的中央控制单元(2)负责管理所有单元的正常运行。中央控制单元(2)通 过信息传输线(8)接受来自传感单元(1)、远传单元(3)、系统生命支撑单元(4)、电源单元 (5)的状态及上报数据；同时，根据预设处理程序也可根据来自灾难监控网络中心(6)的遥 控指令向传感单元(1)、远传单元(3)、系统生命支撑单元(4)、电源单元(5)下达控制指令。
所述的远传单元(3)具有向灾难监控网络中心(6)上传数据与接收来自灾难监控 网络中心(6)的控制指令的双方向通讯功能。该单元根据预设程序通过通讯网络(9)向灾 难监控网络中心(6)上传监测数据及全系统状态数据；同时，还可以根据临时需求通过通 讯网络(9)实时接受来自灾难监控网络中心(6)的各种控制指令；远传单元(3)及通讯网 络(9)根据本发明利用环境及现场技术要求，可以采用卫星电话等卫星通讯网络；也可以 采用GSM(System for Mobile Communication)网络；也可以采用短波、超短波等无线通讯网络，而且不限于此。 所述的系统生命支撑单元(4)主要用于保障使本发明相关的各个单元在无人管 理的情况下在野外苛刻的阳光(尤其紫外线)暴晒、高温、低温、冰冻、高湿、低湿、低气压、 风、雾、雨、雪、冰雹、沙尘等环境中也能维持全系统正常运行所必需的温度、湿度、空气清洁 度等操作环境。所述的系统生命支撑单元(4)主要有两部分结构其一是抵御结构，主要 是让全系统各个单元能够有效抵御阳光(尤其紫外线)暴晒、高温、低温、冰雹、高湿、低湿、 风、雾、雨、雪、沙尘等外部环境影响。这部分主要由具有足够抗老化性能的外壳、具有足够 小导热系数的绝热层及具有防漏功能及一定刚度的内衬结构构成小房间并将系统其他单 元保护在其内部。其二是功能结构，主要是在保证在上已述抵御功能的前提下让小房间的 内外之间留有一定的必要通道，以满足系统其他单元的正常运行。这些通道包括主要由导 气筒和防尘遮雨帽及过滤器构成的、能将外部的新鲜空气过滤后导入小屋内的进气通道； 主要由导气筒和防尘遮雨帽构成的、能将内部的空气排出小屋外的排气通道；能将电源等 所产生的排液排出小屋外的排液筒；能与外部形成光学通道的透明的传感透视窗等构成。 防尘遮雨帽内均设有自动阻气和强制换气扇结构，当启动强制换气用助推风扇时自动阻气 功能自动消失，而当关闭强制换气扇时自动阻气功能自动恢复；置于小屋内部的传感单元 当要执行光学测试任务时；可通过透明传感透视窗在与外界隔离的情况下顺利摄取目标方 位的影像信息。小房间内还分别设有温度传感器及湿度传感器，当感知小房间内的温度或 湿度偏高时，在中央控制单元的管理下通过启动强制换气用助推风扇来排走小房间内的高 温、高湿空气、弓I入室外新鲜空气。 所述的电源单元(5)用于为所有单元供应电能，主要由可以根据中央控制单元 (2)任意启停或根据系统用电状态(如电压、电流)可自行调节发电功率的发电装置组成。 为了有效实现本发明无人值守的基本技术使命，该单元的发电装置特别定义采用能以液态 燃料作为能源的电源装置，可以是汽油、柴油、醇类或其他液态烃类物质为燃料、以内燃发 动机或外燃发动机作为动力源的发电机装置；还可以是甲醇、乙醇为首的醇类或其他液态 烃类物质作为燃料、先通过重整装置制取氢气，再通过高分子质子交换膜燃料电池、以电化 学反应方式进行发电的氢氧燃料电池(英文全称Proton Exchange Membrane Fuel Cell, 简称PEMFC的)发电系统；还可以是以醇类为原料、直接通过高分子质子交换膜燃料电池、 以电化学反应方式进行发电的直接醇类燃料电池(英文全称DirectAlcohol Fuel Cell，简 称DAFC的)发电系统，尤其是以甲醇为原料、以电化学反应方式进行发电的直接甲醇燃料 电池(英文全称DirectMethanol Fuel Cell简称DMFC的)发电系统等。
三、系统操作及运行逻辑 —种灾情报知系统，在运行过程中主要涉及三部分任务，即监测任务、远传(发/
收)任务及系统生命维持管理任务。考虑到本发明的实际用途，最后一项尤为重要，因为在
无人管理的情况下，任何一个小故障都有可能招致系统死机或中断。因而，在中央控制单元
的硬件与软件设计上充分考虑了这一点，并赋予遥控更改运行程序的功能。 本发明有益的技术效果是一是能够布置在任意地域并在任意时段全天候地对各
种灾情进行监测、同时实现远程双方向通讯及控制，二是能够常年在无人管理的情况下实
施自动自我管理，也可以通过遥控实施随机管理，三是能够实施网络化布置与管理，故在灾
难发生的第一时间迅速形成链状、网状信息并迅速掌握布置地域的灾情变得可能。
图1是本发明灾情报知系统的构成及流程； 图2是本发明实施例通过影像监测预警的灾情报知系统构成及流程； 图3是本发明实施例通过影像监测预警的灾情报知系统的生命支持单元的结构
构成； 图4是本发明实施例通过影像监测预警的灾情报知系统的生命支持单元图3中a 的局部放大图； 图5是本发明实施例通过影像监测预警的灾情报知系统的生命支持单元中进气 通道的详细结构图； 图6是本发明实施例通过影像监测预警的灾情报知系统的生命支持单元中进气 通道图5中b部位的碟阀状态图； 图7是本发明实施例通过影像监测预警的灾情报知系统的生命支持单元中进气 通道图5中b部位进气时的碟阀状态图； 图8是本发明实施例通过影像监测预警的灾情报知系统的小屋40和直接甲醇燃 料电池70连接关系图； 图9是本发明实施例通过影像监测预警的灾情报知系统的摄像装置30的结构组 成图。
具体实施例方式
下面结合附图及具体实施例对本发明做详细说明。 参照图2，本实施例是一种通过影像监测预警的灾情报知系统，其中，传感单元是 用于光学监测灾情信息并能将图像信息按指定格式转换成可传输信息的摄像装置30，该装 置白天可以接受可见光成像信息，夜间可以接受红外、远红外等成像信息，而且可以进行自 动切换运行模式；远传单元是用于将监测信息通过卫星通讯网络实时远程传输、同时又能 够通过相同的手段远程接受来自灾难监控网络中心35的指令信息的卫星电话32 ;电源单 元是用于向全系统不间断地提供电能的直接甲醇燃料电池发电系统34;除此之外，系统还 包括用于管理全系统的中央控制单元31 ;用于在无人管理下支撑全系统全天候地可靠运 行的系统生命支持单元33 ;以及用于网络化管理区域灾情的灾难监控网络中心35。
进一步参照图2，所述的灾情报知系统，通过利用1套以上本发明涉及系统 (System)，在灾难监控网络中心35的统一管理下可以形成监控预警网络；
参照图4，所述的系统生命支持单元33，由三合一材料制成方形小屋40，所述三合 一材料分别是由0. 5 3mm厚的金属薄板形成外保护层41 ;由10 100mm厚的苯板形成 中间绝热层42 ;由0. 5 2mm电木板材形成内表层43 ;具体尺寸依设置环境可适度掌握。
参照图3，所述的系统生命支持单元33，由防尘遮雨帽44、导气筒45及过滤器46 构成能将外部的新鲜空气过滤后导入小屋内的进气通道；由防尘遮雨帽51及导气筒52构 成能将内部的空气排出小屋40外的排气通道； 参照图5、图6和图7，所述的系统生命支持单元33，进气通道除了 44、45、46外，还
设置有在进气时能够自动打开、而在静止时能够自动锁闭导气通道的活动蝶阀47及能够受控启停的、能够将外部空气强制送入小屋40内的强推风扇50 ; 进一步参照图5、图6、图7和图8，所述的系统生命支持单元33，活动蝶阀47的结构及动作机理是垂直于气流方向有一穿过气筒45轴线的轴48，在轴48上分别设置有两片对称结构的能够绕着轴自由转动的半圆形碟片47、形成如同折页状结构，在轴48上缠绕有弹簧49，当无外力时它能够转动两页碟片47至如同图6所示的刚好锁闭气筒45并阻止气流流动的状态。当方形小屋40需要导入新鲜空气时强推风扇50受控启动，气流施力于碟片47，由于碟片47受风面积大，加上弹簧49的弹力设计刚好满足在无外力作用时仅能让两个碟片保持如同图6所示的状态，故气流能够轻松打开碟片47至如同图7中状态，新鲜空气经过过滤器46机械过滤后进入小屋40内； 进一步参照图5、图6、图7和图8，所述的系统生命支持单元33，排气通道的结构及动作机理与进气通道类同，不同的只是排气通道不设置过滤器，同时活动碟片47的安装形态，刚好倒置进气通道结构，即在进气时进气通道的两片碟片47是向小屋40内开，而排气时排气通道的两页碟片47是向外开； 进一步参照图3和图5，所述的系统生命支持单元33，小屋40内设置有一温度传感器55、湿度传感器56，当温度或湿度高于设定值时，中央控制单元31将发出指令，同时启动进气通道的强推风扇50和排气通道的强推风扇50，当温度或湿度低于设置高限时，则终止换气； 进一步参照图3，所述的系统生命支持单元33，小屋40下方设有一排液通道54 ;
进一步参照图8，所述直接甲醇燃料电池发电系统34，在小屋40外设置有大型燃料储备罐体72并通过耐候、耐腐蚀性管子73将燃料74引到小屋内并连接到直接甲醇燃料电池70 ; 进一步参照图9，所述的摄像装置30主要是由耐候性摄像机61、耐候性摄像云台62及透明防护罩63所构成，并通过架子64固定于小屋40上方，也可以根据现场需要另行设置； 进一步参照图9，所述的摄像装置30，摄像机61镜头在一定角度范围内可以进行任意仰角的仰视或任意俯角的俯视拍照，同时在云台的帮助下整机还可以实施一定角度范围内的任意角度的水平方位旋转，在旋转过程中可以实施连续录像摄影，也可以实施指定方位的照片拍照或连续录像摄影； 进一步参照图9，所述的摄像装置30，其防护罩63的材质是具有足够耐侯性及刚性的石英玻璃，也可以是钢化玻璃，也可以是其他耐侯玻璃，也可以是透明聚碳酸酯，也可以是其他耐候性透明无机材料或高分子材料，并在其外表实施透明防污涂层处理；
进一步参照图9，所述的摄像装置30，在云台62上方设置有一大于云台最大直径的遮档板65，它可以是平板状，也可以是锥形，也可以是其他几何形状的遮挡板，可以防止雨、雪、冰雹以及阳光直接冲击防护罩63。 进一步参照图3、图4、图5、图6、图7和图8，所述直接甲醇燃料电池发电系统34，小屋内的温度管理是通过如下方式进行调节的除了中央控制单元31自动管理小屋40内的温度外，直接甲醇燃料电池70根据自身的需求也可以自行管理小屋40内温度及湿度。由于活动蝶阀47所具有的自动锁闭功能，当强推风扇50不被启动时，外部空气无法通过自然对流进入小屋40内，S卩、这时小屋40内部空气与外部空气是相对隔离的。但当直接甲醇燃
7料电池70根据自己的判断(空气清洁度低或温度高、湿度高)需要换气时，便自行独自启动进气通道和排气通道的强推风扇50 ;而当小屋外的气温非常低时(如、冬季严寒状态)，直接甲醇燃料电池70通过三道防线抵御低温第一道防线是中间绝热层42 ;第二道防线是直接甲醇燃料电池70自身所具备的隔热保温结构；第三道防线是在运行的电化学反应中所产生的热，因为作为燃料的甲醇经电化学反应发电实际上是一个放热反应，甲醇所具能量为6， 000Wh/kg，在直接甲醇燃料电池的电化学反应中依现今的技术水平仅有约20%的部分能够转化为电能，而其余甲醇所具80%的能量全部转化为热，利用这部分能量维持自身温度。在非充电状态中，则通过待机运行加调节直接甲醇燃料电池70的运行浓度来调节自身温度； 进一步参照图2，所述一种灾情报知系统，其运行是按着图2所描述运行逻辑具体实施。 以上内容是结合具体的优选技术方案对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。
权利要求
一种灾情报知系统，其特征在于所述灾情报知系统至少包括用于监测灾情信息并能够转换为可利用电子设备传递的传感单元(1)；用于将监测信息实时远程传输、同时又能够远程接受来自灾难监控网络中心(6)的指令信息的远传单元(2)；用于动态管理全系统的中央控制单元(3)；用于在无人守候下能够支撑全系统全天候地可靠运行的系统生命支持单元(4)；用于向全系统不间断地提供电能的以液态燃料作为能源的电源单元(5)。
2. 根据权利要求1所述的灾情报知系统，其特征在于所述的传感单元根据任务使命 的不同采用依据不同的技术原理并具有不同技术特征的传感器。
3. 根据权利要求1所述的灾情报知系统，其特征在于所述灾情报知系统进一步包括 用于网络化管理区域灾情的灾难监控网络中心(6)。
4. 根据权利要求3所述的灾情报知系统，其特征在于所述灾难监控网络中心(6)同 时管理一个以上多个灾情报知系统形成灾难预警网络。
5. 根据权利要求1所述的灾情报知系统，其特征在于所述电源单元(5)是以在通常 条件下是液态的燃料作为能源的发电装置。
6. 根据权利要求l所述的灾情报知系统，其特征在于所述系统生命支持单元(4)中， 至少有一个温度传感器、至少有1个强制换气用强推风扇、同时至少有1个随着强推风扇的 启动与关闭自动开启与闭合的活动蝶阀。
全文摘要
本发明公开了一种灾情报知系统。所述灾情报知系统至少包括用于监测灾情信息并能够转换为可利用电子设备传递的传感单元；用于将监测信息实时远程传输、同时又能够远程接受来自灾难监控网络中心的指令信息的远传单元；用于动态管理全系统的中央控制单元；用于在无人守候下能够支撑全系统全天候地可靠运行的系统生命支持单元；用于向全系统不间断地提供电能的以液态燃料作为能源的电源单元。本发明灾情报知系统能够布置在任意地域并在任意时段全天候地对各种灾情进行监测，同时实现远程双方向通讯及控制和网络化管理。
文档编号G05B19/418GK101776911SQ20101010039
公开日2010年7月14日 申请日期2010年1月22日 优先权日2010年1月22日
发明者郑恩花 申请人:郑恩花