专利名称：火警探测器及其构成森林防火报警系统及报警方法
技术领域：
本发明涉及一种森林火警探测器和尤其构成的森林防火报警系统、相应的报警方法。
背景技术：
现有技术中，对于森林火灾的探测有卫星探测、摄像机实时监测。摄像机实时监测又分为视频信号的有线传输和无线传输两类。卫星监测不能起到实时监测的作用，而且难以及时反馈火警情况和确定火警发生的具体位置。摄像机监测虽然能起到实时监测的作用，但是摄像机监测必须在火警严重到近距离可观察到烟火后方可报警，难以起到预警预报作用，且单个摄像机探测距离不大，如果对一个广袤的森林进行火警探测，需要的摄像机数量巨大，使火警探测成为很多林场经济上无法实现的梦想。另外，摄像机及其附属设备耗电较大，一般单台设备耗电达数十瓦，只能在有电力供应的林区使用。对大多数森林地区，如原始森林，是没有电力供应的，如果使用太阳能发电或风力发电，则单台设备成本将更加昂贵，且在无阳光、无风力时，设备将无法工作，难以起到实时监控的作用。即使不吝投资，安装摄像机设备，设备在露天和无人看护的情况下运行，其寿命将很短，而在广阔的森林里对这些设备进行人工维护，是不可能的。此外，对视频信号的有线传输而言，长距离的信号线架设，无论从经济上和可靠性方面都存在困难，信号线被人为的或自然力的破坏也是难以避免的，对信号线路的日常维护工作量将十分巨大。对于视频信号采用无线传输的系统，则由于图像信号数字化后信号传输量大，在无中继站情况下，长距离传输信号损失大，加上众多摄像机同时发出的视频信号的识别及防止信号通道阻塞等问题，使报警系统的构成技术难度大，资金需要量更是令林场难以接受，因此，可以说在现有森林防火报警领域还没有真正切实可行的方法。
发明内容
本发明需解决的问题提供一种用使用红外线探测技术探测森林火警的探测器以及使用这种火警探测器在林区按蜂窝式布局进行火警探测实现无需中继站的火警信号无线传输的森林防火报警系统及方法。关于火警探测器，本发明的技术方案是一种火警探测器，包括单片机及与其连接的红外线探测模块、用于向相邻节点发送信号的无线发射模块、用于接收监控中心计算机信号的无线接收模块、位置传感器模块及旋转控制模块，所述单片机通过旋转控制模块控制所述火警探测器旋转进行各方位探测。本发明还要求保护包括若干个火警探测器及监控计算机和管理中心的一种森林火警探测报警系统。其中监控计算机，具有无线收发模块；所述的若干个火警探测器按蜂窝状排列，每个火警探测器包括单片机及与其连接的无线发射模块、无线接收模块和红外线探测模块，对探测到的红外线辐射能量信号进行比较判断，并依次发送至相邻节点的火警探测器并最终发送到监控计算机；管理中心，通过网络与监控计算机连接通信，监控管理整个防火系统。所述系统的优选方案为，每个火警探测器中的单片机均设置重发定时器及转发定时器。所述系统的优选方案为，每个火警探测器中的单片机还设有用于检测无线接收单元是否有接收信号输入的检测单元。本发明还要求保护基于上述森林火警探测报警系统的森林火警探测报警方法，包括以下步骤
(1)所述火警探测器旋转探测四周不同方向上红外线辐射能量信号，即将检测到的四周不同方向上的红外线辐射能量的强度进行比较，如果不同方向检测到的红外线辐射能量差在设定范围，则记录并存储该结果；如果不同方向检测到的红外线辐射能量差超过设定范围，则初步确定红外线辐射能量大的方向发生了火警； (2)初步确定火警发生后，将本次检测到的红外线辐射能量信号与该次探测前紧邻的一个或几个时刻的检测数据进行比较，以进一步确认信号是否突然增强，如确定信号突然增强则判断发生了火警，则将包括本次探测到的红外线辐射能量信号的火警信号通过无线发射模块发出；
(3)处于邻近蜂窝结构节点上的火警探测器在接收到与之邻近的火警探测器发出的火警信号后，将自身探测到的红外线辐射能量信号与接收到的火警信号进行比较，分析是否发生信号突变，并将分析结果及自身地址码附加在收到的火警信号中一起进行信号转发并最终发送至监控中心计算机，供监控中心计算机做进一步甄别；
(4)监控中心计算机将接收到的原火警信号与接收到的同一时间段内确认无火警且与发生火警地区气温接近的地区的火警探测器检测到的红外线辐射能量信号进行比较，分析信号是否发生突变，对接收到的火警信号做进一步甄别；
(5)监控中心计算机判断后确定发生火警后，将接收到的无火警地区采集的红外线辐射能量信号反馈给最初发出火警信号的火警探测器，火警探测器接收后与自身新检测到的红外线辐射能量信号进行比较，对火警做最终确认，确认后传输给监控中心计算机，由监控中心计算机通过网络发送到管理中心。具体的，步骤(2)中所述火警信号还包括火警探测器地址码。优选的，所述火警探测器在发出火警信号后，按自身设定时间间隔重发火警信号；转发火警信号的火警探测器按自身设定时间间隔定时转发火警信号；所述各个火警探测器的自身设定时间间隔长短不同。优选的，所述探测到火警信号的火警探测器首先连续检测无线接收模块是否接收到信号，确认没有接收到信号时才发射火警信号；转发火警信号的火警探测器根据自身设定时间间隔，定时检测自身无线接收模块是否接收到信号，确认没有接收到信号时，再转发
火警信号。与现有技术相比，本发明的有益效果在于
1、本发明采用红外线探测技术，通过检测森林中红外线辐射能量的强度是否发生了突变来进行火警探测，对具体的温度探测精度要求不高，信号采集和处理难度小，工作可靠性闻;
2、只要探测器安置位置恰当，没有大的红外线阻挡物，其探测距离大，加上红外线探测模块采取旋转方式工作，在以节点为圆心，探测距离为半径的范围内均为有效探测区域，因此，探测范围大；
3、探测器旋转装置采用间歇式工作方式，旋转装置休眠时间多，工作时间少；无线发射模块在没有火警时处于长期休眠状态；只有无线接收电路和单片机处于长期工作状态，因此整个探测器能耗很小，为采用太阳能电池供电提供了可能，解决了森林火警探测中的能源问题；
4、采用时差比较法对同一地区相近不同时刻的红外线全辐射能强度进行比较和采用方位比较法、邻近比较法、区域比较法，对不同区域同一时段的红外线全辐射能进行比较，最大限度的减少了火警误报的可能，方法简单，可靠性高；
5、探测器具有无线发射与接收功能，由于采用蜂窝结构布局，要求的无线发射距离不大，因此无线发射能量要求小，且无需无线信号中继站；由于采用原发优先、转发等待的机 制，避免了同频无线信号的相互干涉，确保无线信号不被淹没，不阻塞，廉价而可靠地解决了森林防火报警系统中的通信问题；
6、由于各个节点上的探测器既相互联系，又独立工作，因此，当火灾发生后，位于火灾区域的探测器被火灾损坏，不影响整个系统的正常运行。同时还可以根据首发火警探测器的具体位置，确定火灾蔓延区域；
7、所述探测器结构简单，制造成本低，制造难度小，使整个系统成本低廉，使用寿命长。总之，本发明为解决森林防火报警问题提供了一种可靠性高，制造难度小，成本低的解决方式，为森林火灾探测和预警预报开辟了一条新途径。
图I为本发明所述火警探测器原理组成示意框 图2为本发明所述森林火警探测报警系统的组成示意 图3为所述森林火警探测报警方法工作流程示意 图4为所述火警探测器内单片机的中断响应流程图。
具体实施例方式为了让本领域技术人员能够更清晰的了解本发明的技术方案，以下结合附图和实施例对本发明做出进一步说明。本发明所述火警探测器采用红外探测技术。众所周知，不同温度的物体发出的红外线波长和辐射能量不同，因此使用旋转式红外线探测模块对探测器四周的红外线辐射能进行定时或实时的全辐射能检测，当有火警发生时，红外线辐射能将明显增加，即红外线全辐射能强度信号发生突变，据此探知火警发生。这里所述信号突变，是指红外线全辐射能在短时间内明显增强。如图1，本发明所述火警探测器包括单片机及与其连接的红外线探测模块、无线发射模块、无线接收模块、位置传感器模块及旋转控制模块。其中，红外线探测模块包括红外探测头及信号处理电路、A/D电路，检测到的红外信号经信号处理电路处理后再进行A/D转换最后输入单片机；无线接收模块包括接收天线及信号处理电路，用于接收监控中心计算机信号；无线发射模块也包括信号放大模块及发射天线，用于向相邻节点发送信号；位置传感器模块用于感应所述火警探测器的方位信息；旋转控制模块输出连接一旋转装置，单片机通过旋转控制模块控制旋转装置进而实现所述火警探测器旋转进行各方位探测。各信号处理模块功能类似，用于信号的整形和放大。本发明的火警探测器是将红外线探测元件装设在一个微型旋转装置上缓慢旋转，使得同一个探测器可以监测到其四周的信号，最大限度的扩展了可探测范围。为减小电能消耗，旋转装置也可以通过旋转定时器控制，每隔一段时间(例如5分钟)旋转一周或数周，然后停止。旋转装置可以采用微型直流减速电动机或步进电机驱动，还可以采取连续旋转的方式工作，但间歇式工作耗电少，旋转装置磨损小。每个火警探测器内的单片机在经过方位比较法和时差比较法初步认定发生火警后，启动探测器的无线发射模块，例如ZigBee，将附有自身地址识别码(每个探测器有唯一不重复的硬件物理地址，以下简称址码)和检测数据的火警信号发射出去，传送到处于蜂窝结构邻近节点位置的火警探测器。同时，探测器的无线信号接收电路始终处于工作状态，当接收到邻近节点发射的信号后，经放大输入单片机，首先对信号是否是邻近节点探测器 首发信号进行判别，如果是邻近节点探测器首发的火警信号，则将接收数据采用邻位比较法进行分析，并将比较结果(也是转发标志)与原发信号及自身地址码一同发送；如果是非邻近节点首发信号，则不需附加任何新信息，只将接收到的信号原样发送就可以。由于探测器布局采用蜂窝结构，因此，处于蜂窝结构组织上任一个探测器发出的火警都可以在无需专门的中继站情况下，通过无线传输的方式，最终传递到管理中心计算机的无线接收模块。管理中心计算机接收到火警信号后，采用区域比较法，确认火警无误后，根据原发火警信号探测器的地址码，与探测器分布图即电子地图比对后，显示出火警发生的具体位 置。本发明所述火警探测器采用单片机为内核，无线发射模块只有在有火警发生时启动，平时处于休眠状态，耗电很小，因此整个探测器耗电量很小，使用容量很小的太阳能电池，就可以保证探测器昼夜连续正常工作。具体实施时，整个探测器可安装在一个外壳中。外壳需具有良好的密封，需能够保证探测器长期在野外工作而不出现损坏，尽量无需人工维护和保养。如图2，本发明中森林火警探测报警系统包括若干个火警探测器及监控计算机和一管理中心。其中监控计算机，具有无线收发模块，接收各个火警探测器采集的红外信号并做相应的处理和判断，监控计算机处可直接设置报警器，当确定有火警信号后，可直接报警，同时将该火警信号传输到管理中心。若干个火警探测器按蜂窝状排列，对探测到的红外 线辐射能量信号进行比较判断，并依次发送至相邻节点的火警探测器并最终发送到监控计算机。每个火警探测器同时具有无线接收和发射功能，报警器既可以将自身探测的火警信号发射出去，也可以转发来自邻近的探测器发出的火警信号，由于探测器在森林中采用蜂窝结构布局，相邻节点上的探测器都在近邻探测器无线信号作用范围内，只要原发火警信号携带有地址识别信号，就可保证信号在无需信号中继站的情况下准确传送。管理中心，通过网络与监控计算机连接通信，用于监控管理整个防火系统。为保证火警信号判断的准确性，所述森林防火报警系统对火警信号的确认采用包括方位比较法、时差比较法、邻位比较法、区域比较法和反馈比较法在内的逐级比较判断的方式。具体判断步骤如下(1)所述火警探测器旋转探测四周不同方向上红外线辐射能量信号，采用方位比较法初步确定是否发生火警及哪个方向发生了火警；(2)初步确定火警发生后，再采用时差比较法进一步甄别；(3)处于邻近蜂窝结构节点上的火警探测器在接收到与之邻近的火警探测器发出的火警信号后，将自身探测到的红外线辐射能量信号与接收到的火警信号进行比较，分析是否发生信号突变，并将分析结果及自身地址码附加在收到的火警信号中一起进行信号转发并最终发送至监控中心计算机，供监控中心计算机做进一步甄别；(4)监控中心计算机对接收到的原火警信号采用区域比较法进一步甄别；(5)监控中心计算机判断后确定发生火警后，采用反馈比较法对火警做最终确认，确认后将火警信号传输给监控中心计算机和或直接报警。本发明中，火警探测采用全辐射能测量法(即对现场不同温度物体发出的不同波长的红外线辐射能进行整体测量)检测红外线辐射能，由于探测器周围的温度随时都处于变化中，因此，同一个火警探测器在不同时候检测到的红外线辐射能是不同的。但是，正常情况下，这种变化导致的红外线辐射能的改变是一个渐变过程，而发生火警时，局部温度突然升高，红外线辐射能的增加将非常迅速，因此，将探测器四周不同方向检测到的红外线辐射能强度进行比较，如果不同方向检测到的辐射能存在明显差别，即信号突变，就可以初步确定辐射能强度大的方向发生了火警，即方位比较法。 其次，为了对火警做进一步甄别，在探测器中建立有数据库，用来保存一定时间段的检测数据，并不断更新。当方位比较法初步认为有信号突变时，将新的检测的数据与前一次或前几次检测数据进行比对，如果红外线辐射能发生突变，可以初步认定火警发生，即时差比较法。在初步认定发生火警后，应立即锁存数据库，不再进行数据更新，以保留下次探测数据的比较基准，避免火警发生后两次检测数据比较无突变而取消火警预报的情况发生。同时发送火警信号，火警信号中必须携带有所发探测器的地址码和探测器检测到的最大红外线全辐射能强度数据。其三，当处于蜂窝结构节点上的邻近探测器通过无线接收到火警信号后，将自身探测到的红外线辐射能强度与接收到的火警信号中辐射能强度进行比对，如果存在明显差另IJ，则可进一步确认火警发生，并将比较结果和自身地址码连同火警信号同时发出，供系统管理中心的微机分析，以进一步确认火警，此即邻位比较法。为了简化通信，非邻近节点的探测器，在转发火警信号时，不需进行比对，只将信号原样发送，也不需要附加自身地址码。对于是否是邻近节点发送的信号，探测器只需要检测火警信号中是否携带有二个地址码就能得出清楚判断，如果只有一个地址码，说明是邻近节点探测器首发的火警信号，如果有二个地址码，则是非邻近节点探测器转发出的火警信号。其四，当监控中心计算机接收到火警信号后，将辐射能强度与气温接近且确认无火警发生区域探测器检测的红外线辐射能强度进行比较，如果存在突变，可以进一步明确火警，即区域比较法。其五，系监控中心计算机将确认无火警区域的红外线辐射能强度通过无线反馈给原发火警信号探测器，令其与自身新检测的数据进行比较，如果确实存在突变，将确认火警信号再次发射和传递到系统中心，此即反馈比较法。另外，所述系统中采用同一无线频道进行通信，为保证信号的安全传输和正确识另IJ，采用“先探测，后发射”的策略，进行无线信号传输。即探测器在发射信号前必须检测自身无线接收端是否有信号输入，只有在确认没有无线信号输入时才可以发射自身信号。
各火警探测器和监控中心计算机(处于森林边缘)都处于蜂窝结构的节点上，各相邻探测器之间等距离，也是红外探测的有效距离。各火警探测器无线发射模块的信号传输距离可设置为探测距离的I. 5倍。这种布局既可保证监测区域的合理分配，最大可能的减少了探测死角，又保证了无线信号传输的可靠性。从图2中可以看到，每一个节点上的探测器有3个节点的探测器与其近邻，无线信号传输距离相等，也就是说，位于蜂窝结构组织上的其他探测器在探测器无线发射功率设计合理的情况下，无法有效接收到非邻近节点探测器的信号，为无线信号的有序传输提供了可能。为保证同频发射的无线信号不发生淹没或阻塞，无线信号的发射采用“先探测，后发射”的策略。因为在无火警时，所有探测器的无线发射模块都是静止的，当火警发生时，探测到火警的探测器有优先主发权，即无条件启动无线发射模块，发射信号。但是，实际上可能存在一个火源，数个探测器探知的情况，因此，即使是首发火警信号，也必须先检查自身无线信号输入端是否有信号输入，只有在确认没有无线信号输入的情况下，才可以发射火警信号。但首发火警时对无线输入信号的检查是实时地和连续地，一旦无线接收端无信号，则立即发射火警信号，且在自身火警信号未发射时，不必对接收到的无线信号做任何处理。探测器首发火警信号后，将最多有3个探测器同时接收到此火警信号，在各自采用邻近比较法进行火警信号分析后，进入转发等待状态，即各探测器按照一定的“预设时间间隔”，检测自身无线接收端是否存在其他探测器发射的信 号，在确认没有其他探测器发射信号的情况下将火警信号连同转发标志一同发射。各探测器自身的“预设时间间隔”不同，且“预设时间间隔”都略大于探测器发射一组信号所需时间，这样，可保证有权发射信号的探测器有足够的时间将火警信号发射，又不会出现与原发探测器近邻的3个探测器在同一时刻进行发射的现象，保证了在蜂窝结构组织上同一时间只有一组火警信号在传输，确保火警信号的准确接收和传送。也就是说采用“先探测，后发射”的策略，规避同频无线信号的相互干扰导致信号淹没和阻塞问题。另外，探测器安置中除了要求基本按照蜂窝结构形式布局外，探测器应尽可能的安置在森林中视野较好处，如山头、平坦地带，尽量避免安置在有高山阻隔红外线的地点，以免影响探测器对红外线的接收。为保证信号的可靠传递，探测器的无线信号作用距离应略大于二节点之间的距离，但不能过大，以不出现跨越节点传送火警信号的情况发生为度。如果出现跨越节点传送信号，将造成无线紊乱。如图3所示，基于上述系统，本发明所述森林火警探测报警方法具体流程是启动旋转控制定时器，使红外线探测元件定时旋转，采集红外线全辐射能，然后将输入的红外线信号强度进行计数，并确定信息采集的方位，然后进行分析。首先进行方位比较，如果没有信号突变，则将数据存入数据库，并按照先进先出的规律更新数据库。如果信号发生突变，则进行时差比较，即将新检测数据与前一时间段存入数据库的信号强度进行比较，如果强度明显增强，说明发生信号突变，在启动无线发射模块的同时锁存数据库，用于下次采集数据的比较基数，避免火警信号发出后，下次采集的红外线数据与火警信号发送时的数据相比较，得出信号无突变的错误信息。火警信号附加有地址码和首发标志。火警信号发送后启动重发定时器，为下次发送火警信号开始计时，避免原发火警探测器连续不停发射火警信息，干扰无线信号，导致传送失败。如图4，如果无线接收装置有信号输入，程序进入中断响应。若探测器自身存在待发射信号，则无线信号只作为禁止发射信号处理。如果自身无待发信号，则必须对输入的无线信号进行分析，此信号存在几种可能。首先可能是监控中心计算机的反馈信息，且是反馈给本机的，则将新采集的红外线信号强度与接收到的强度参考值进行比较，如果存在信号突变，发送火警确认信号；若信号无突变，则发送火警误报信息。如果不是反馈给本机的信息，则启动转发定时器，将信号原样发送。其次，信号可能是本机发射，则返回至数据分析计算程序。其三，信号可能是邻近探测器发送的火警信号，则将信号与本机采集的信号进行强度对比，无论是否存在突变，都必须将计算结果和本机地址码附加在原发火警信息一起进行转发；如果是非邻近节点首发信号，则将信号原样转发。信号转发时，先开启转发定时器，定时 检测无线输入端是否有新的信号输入，如果没有信号输入，则启动无线发射模块，将信息转发，并停止转发定时器的工作。如果检测到无线信号，则进入等待期，待转发定时器给出下一信号后，再检测是否有无线信号输入，重复上述过程，至信号转发完成。各定时器时间设置原则是，旋转控制定时器以减少耗电和旋转装置磨损为主要目的，兼顾火警实时探测的需要，因此，定时器设置两次扫描的时间间隔不能过长，以免影响火警的及时发送。一般能保证每5分钟扫描一次就可满足要求，由于每次扫描需要的时间不多，因此旋转装置大多时间处于休眠状态，能耗不大。火警重发定时器在旋转控制定时器设计时间间隔不大的情况下，可以由旋转控制定时器替代，但如果旋转控制定时器的时间间隔较大，为保证火警信号的可靠发送，应单独设置，一般定时时间应不大于5分钟。转发定时器的时间应大于I倍探测器转发信号所需时间，小于6倍探测器转发信号时间，且各探测器的定时时间不能完全相同以免出现邻近节点探测器同时发送信号的情况。具体实施时，各个探测器按照蜂窝结构的形式在森林中安置。森林近处可以人工安置。森林深处，可以用飞机投置。系统控制中心的微机，通过无线接收装置与处于蜂窝结构节点的探测器进行信息交流。监控中心计算机必须有与各探测器位置相对应的电子地图，当接收到火警信号后，应立即与电子地图比对，并在地图上显示出火警发生的具体位置，火势较大时，可能有多个探测器主发火警信息，此时根据各个探测器所在位置，就可以确定火灾蔓延情况。如果位于火灾中心的探测器停止火警信号发射，是探测器被大火焚毁，还是火灾确已扑灭，系统应具有初步判断功能。监控中心计算机的无火警红外线全辐射能采集数据要及时更新，当接收到蜂窝结构上探测器发送的火警信息后，应立即将无火灾区域该时刻红外线全辐射能数据与之进行比对，即采用区域比较法甄别火警信号的准确性，同时将此数据作为参考数据连同送达地址一起，由管理中心无线发射装置发出，令原发火警探测器对火警信息进行甄别，即采用反馈比较法对火警信号做最终确认。经确认后的火警信息应附有确认标志，并在电子地图上显示。此外，系统中心接收到的火警信号除原发信息外，还含有原发探测器近邻的3个探测器采用邻近比较法进行比对的数据，系统应具有对上述数据进行综合处理和分析判断的功倉泛。管理中心计算机的无线发射和接收频率应与探测器的工作频率相同。反馈信息的发射，同样采用等待发射机制，以免发生无线信号淹没和阻塞。本发明中未具体介绍的部分均可采用现有技术中的成熟技术手段，在此不再赘述。
上述仅为本发明较优的实施方式，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些改变和变形都应属 于本发明所附的权利要求的保护范围。
权利要求
1.一种火警探测器，其特征在于，包括单片机及与其连接的红外线探测模块、用于向相邻节点发送信号的无线发射模块、用于接收监控中心计算机信号的无线接收模块、位置传感器模块及旋转控制模块，所述单片机通过旋转控制模块控制所述火警探测器旋转进行各方位探测。
2.一种森林火警探测报警系统，其特征在于包括 监控计算机，具有无线收发模块； 若干个火警探测器，所述火警探测器按蜂窝状排列，每个火警探测器包括单片机及与其连接的无线发射模块、无线接收模块和红外线探测模块，对探测到的红外线辐射能量信号进行比较判断，并依次发送至相邻节点的火警探测器并最终发送到监控计算机； 管理中心，通过网络与监控计算机连接通信，监控管理整个防火系统。
3.根据权利要求2所述森林火警探测报警系统，其特征在于，所述单片机设置重发定 时器及转发定时器；火警探测器在发出火警信号后，通过重发定时器控制按固定时间间隔重发火警信号；转发火警信号的火警探测器在自身转发定时器的控制下，定时转发火警信号；所述各个火警探测器的转发定时器定时长短不同。
4.根据权利要求3所述森林火警探测报警系统，其特征在于，所述火警探测器的单片机还设有检测单元，探测到火警信号的探测器首先连续检测无线接收模块是否接收到信号，确认没有接收到信号时才发射火警信号；转发火警信号的火警探测器根据自身转发定时器的控制，定时检测自身无线接收模块是否接收到信号，确认没有接收到信号时，再转发火警信号。
5.基于上述权利要求2-4中任意一项所述的森林火警探测报警系统的森林火警探测报警方法，包括以下步骤 (1)所述火警探测器旋转探测四周不同方向上红外线辐射能量信号，即将检测到的四周不同方向上的红外线辐射能量的强度进行比较，如果不同方向检测到的红外线辐射能量差在设定范围，则记录并存储该结果；如果不同方向检测到的红外线辐射能量差超过设定范围，则初步确定红外线辐射能量大的方向发生了火警； (2)初步确定火警发生后，将本次检测到的红外线辐射能量信号与该次探测前紧邻的一个或几个时刻的检测数据进行比较，以进一步确认信号是否突然增强，如确定信号突然增强则判断发生了火警，则将包括本次探测到的红外线辐射能量信号的火警信号通过无线发射模块发出； (3)处于邻近蜂窝结构节点上的火警探测器在接收到与之邻近的火警探测器发出的火警信号后，将自身探测到的红外线辐射能量信号与接收到的火警信号进行比较，分析是否发生信号突变，并将分析结果及自身地址码附加在收到的火警信号中一起进行信号转发并最终发送至监控中心计算机，供监控中心计算机做进一步甄别； (4)监控中心计算机将接收到的原火警信号与接收到的同一时间段内确认无火警且与发生火警地区气温接近的地区的火警探测器检测到的红外线辐射能量信号进行比较，分析信号是否发生突变，对接收到的火警信号做进一步甄别； (5)监控中心计算机判断后确定发生火警后，将接收到的无火警地区采集的红外线辐射能量信号反馈给最初发出火警信号的火警探测器，火警探测器接收后与自身新检测到的红外线辐射能量信号进行比较，对火警做最终确认，确认后传输给监控中心计算机，由监控中心计算机通过网络发送到管理中心。
6.根据权利要求5所述森林火警探测报警方法，其特征在于，步骤(2)中所述火警信号还包括火警探测器地址码。
7.根据权利要求5所述森林火警探测报警方法，其特征在于，所述火警探测器在发出火警信号后，按自身设定时间间隔重发火警信号；转发火警信号的火警探测器按自身设定时间间隔定时转发火警信号；所述各个火警探测器的自身设定时间间隔长短不同。
8.根据权利要求5所述森林火警探测报警方法，其特征在于，所述探测到火警信号的火警探测器首先连续检测无线接收模块是否接收到信号，确认没有接收到信号时才发射火警信号；转发火警信号的火警探测器根据自身设定时间间隔，定时检测自身无线接收模块是否接收到信号，确认没有接收到信号时，再转发火警信号。
全文摘要
本发明涉及一种森林火警探测器及由火警探测器组成的报警系统和报警方法。所述火警探测器旋转探测四周不同方向上红外线辐射能量信号，采用方位比较法初步确定是否发生火警及哪个方向发生了火警；初步确定火警发生后，再采用时差比较法进一步甄别；处于邻近蜂窝结构节点上的火警探测器再做进一步判断；监控中心计算机对接收到的原火警信号采用区域比较法进一步甄别，判断确定发生火警后，采用反馈比较法对火警做最终确认，确认后将火警信号传输给监控中心计算机和或直接报警。本发明为解决森林防火报警问题提供了一种可靠性高，制造难度小，成本低的解决方式，为森林火灾探测和预警预报开辟了一条新途径。
文档编号G08B17/12GK102722958SQ201210234810
公开日2012年10月10日 申请日期2012年7月9日 优先权日2012年7月9日
发明者段延喜, 罗良才, 闽国新 申请人:惠州学院