一种基于北斗通信的森林消防远程监测系统的制作方法

本发明属于消防系统远程监控，具体涉及一种基于北斗通信的森林消防远程监测系统。

背景技术：

1、森林消防是一项至关重要的公共安全服务，森林是生物多样性的家园，对维持全球生态系统平衡具有不可替代的作用。森林火灾不仅可以迅速摧毁这些珍贵的生态系统，还可能导致土壤退化，水源减少，以及生物多样性的严重损失。森林消防的存在可以在火灾发生时迅速响应，降低对人类社会的威胁。森林消防远程监测系统通常是指利用各种远程感应技术来监控、预警以及评估森林火灾风险的系统。这些系统的目的是为了尽早检测森林火情，快速响应，并评估火灾影响，从而最小化损害。例如，通过各种类型的卫星监测大面积的森林地区。卫星可以检测地表温度变化，捕捉到潜在的火情发展；无人机装备有高分辨率相机和传感器，可以对特定区域进行详细监测，甚至在浓烟中也能进行热成像；通过地面安装的传感器网络，比如光纤温度感应、烟雾探测器、或者火焰探测器等，进行实时监控；在树顶或高点安装的摄像头和感应器能够连续监视森林，并通过图像识别技术来早期识别火情。

2、虽然森林消防远程监测系统能够实时监测消防管道的状态，但仅限于警戒监控，并不涉及对消防系统本身的监控，现有森林消防管道通常在平时不会被使用，导致管道内可能积累灰尘、异物、腐蚀产物等，长时间不清理和维护可能导致管道堵塞。消防管道处于潮湿环境中，加上长时间不使用，容易受到腐蚀和生锈的影响，可能导致管道破损、渗漏或失效。消防管道中的阀门和控制装置也可能因为长时间不操作而发生故障，影响正常的启动和控制。由于管道的震动、温度变化等因素，管道连接部位可能松动，导致管道泄漏或破裂。部分消防管道系统缺乏对环境条件的实时监测，未能及时发现温度升高、湿度变化、压力异常等预警信号。消防栓和水泵等设备由于长时间不使用，可能导致密封件老化、电机性能下降，影响其正常工作和灭火效果。由于长时间停用，消防水泵启动时可能遇到启动困难的问题，影响紧急情况下的快速响应。现有技术中缺乏自动巡检系统，使得对消防管道系统的状态难以实时监测。没有报警系统或报警系统设置不合理，难以及时发现潜在问题。当需要紧急启动消防系统时，长时间不使用可能导致相关设备处于失效状态，降低了系统的应急响应能力。由于长期未被启用，一些管理者可能忽视了对消防管道的定期维护和管理，导致问题的积累。

3、解决这些问题需要综合运用先进的监测技术、远程巡检系统、自动报警系统等手段，强化对消防管道的定期维护和管理，确保在紧急情况下系统能够可靠启动并正常运行，保障消防安全。

技术实现思路

1、针对现有技术中存在的缺陷和问题，本发明提供一种基于北斗通信的森林消防远程监测系统，实时监测消防管道的关键参数，提供管道运行状态信息，利用无线通信模块将监测数据传输至远程监控系统，提高了监管的效率，利用主副管道实现定期对消防系统多层次循环试验和监测，以克服消防管道因长时间不使用而出现故障问题，克服水压波动问题，提前发现问题并发出警示以利于及时维护处理。

2、本发明解决其技术问题的方案是：采用一种基于北斗通信的森林消防远程监测系统，包括信号探测单元、数据采集单元、控制阀组、无线通信模块和远程监控系统，数据采集单元将信号探测单元的传感器信号提供给现场控制器，现场控制器用于控制各管道阀组以及水泵，现场控制器将采集信息传输至现场监测与报警系统，现场监测与报警系统通过无线通信模块将监测信号传输至远程监控系统，所述信号探测单元包括水流速传感器、压力传感器、温度传感器和阀门状态传感器，水流速传感器安装在消防管道内，监测水流速度，提供流量信息，压力传感器安装在管道关键点，实时监测管道压力变化，温度传感器用于检测管道温度，防范温度过高引发的问题，阀门状态传感器用于监控阀门的开关状态，确保灵活控制水流；所述数据采集单元通过信号调理装置对传感器输出的模拟信号进行滤波和放大处理，数字信号、模拟信号和开关量信号通过相应的采集卡进行采集，确保数据的高精度获取；所述现场监测与报警系统包括状态显示模块和报警模块，状态显示模块提供消防员实时显示水流速、压力、温度等信息的界面，方便在线监测，报警模块针对异常情况，包括压力异常和温度异常的报警，通过声音和颜色报警形式提醒操作人员；所述无线通信模块包括北斗通信系统和数据传输模块，北斗通信系统利用卫星全球定位系统实现管道位置的定位，数据传输模块通过北斗通信网络实现远程数据传输，确保数据安全可靠；所述远程监控系统包括远程服务器、数据分析模块和趋势预测模块，用于远程监测、诊断和控制，远程服务器托管在远程服务器上，具备强大的计算和存储能力，数据分析对传输的数据进行分析、特征提取和故障诊断，趋势预测利用历史数据进行趋势分析，预测可能的管道运行状态变化。

3、优选地，现场监测与报警系统包括现场计算机，现场计算机通过状态显示模块显示和报警模块展示监测状态，现场计算机通过北斗通讯系统或gsm/gprs基站将监测信号传输至远程监控系统。

4、优选地，消防管道包括主管道和副管道，探测信号探测单元和控制阀组分别装配于主管道和副管道，主管道通过分流控制阀连接多个分流管道，每个分流管道分别安装有三通阀，各三通阀的第一支管连接消防栓阀，第二支管连接副管道。

5、优选地，还包括蓄水箱，供水管连接蓄水箱入口，主水泵和备用水泵分别安装于蓄水箱内，各水泵的输出端连接主管道，副管道的末端连接储水箱。

6、优选地，所述控制阀组包括启闭阀组、调节阀组、消防栓阀组、回流防止阀、溢流阀组、排气阀组紧、关闭阀和三通环流阀组，在系统的主管道上，启闭阀用于开启或关闭消防主管道水流，以控制水流的通断，调节阀根据系统需求安装于调整水流的部位，用于调整流体的流量或压力，消火栓阀用于控制消防栓的水流，回流防止阀在主管道中用于防止水流的倒流，确保水只能单向流动，溢流阀安装在泵的出口，当系统中的压力超过设定值时释放多余的水，用于保护系统免受过高的压力影响，分流控制阀安装于主管道于支管道之间，用于控制分流，三通阀安装于各支管与副管道之间，用于各支管控制回流，排气阀在系统的高点和管道拐角处，用于排放管道中的空气，防止空气堵塞系统，有助于保持水流的顺畅，紧急关闭阀安装于主管道和/或副管道，在紧急情况下迅速关闭水源，防止进一步的损害，各控制阀分别被控制器控制。

7、优选地，远程监控系统具备：北斗通信系统、终端计算机、存储部、显示器、操作部，以及用于将上述各系统部件进行电气连接的总线。

8、上述森林消防远程监测系统的有益效果确实为消防工作提供了重要的支持和保障。通过安装水流传感器、压力传感器等多种传感器，系统能够实时监测消防管道的水流速度、压力、温度等关键参数，从而提供对火灾和管道运行状态的实时了解。这有助于及时采取必要的措施，防止火灾蔓延。利用无线通信模块，系统能够将监测数据传输至远程监控系统，消防人员可以通过远程监控系统实时查看管道状态，进行远程诊断、控制和管理。这提高了监管的效率，尤其适用于大范围植被区的消防系统。通过主副管道实现的定期循环试验和监测，能够模拟消防系统在实际灭火工作中的运行情况，包括液压泵的启动、管道水流的变化等。这一过程不仅有助于检测系统各个关键部件的工作状态，还能及早发现可能存在的故障和问题。特别是对于长时间不使用的管道，通过定期试验，可以避免管道内部出现堵塞、腐蚀等问题，确保系统在火灾发生时能够正常运行。

9、主副管道的循环试验和监测不仅仅是简单的开启和关闭，而是通过多层次的监测手段，包括水流速度、压力、温度等参数的监测，全面了解系统在各种条件下的运行状况。这种多层次监测有助于发现潜在的问题，提前预警，并为系统的精细调整提供了数据支持。

10、通过主副管道的循环试验，系统能够及时发现管道、泵等关键部件的异常情况，并通过远程监测系统发出警示。这使得消防人员可以在事故发生之前就采取必要的维护和处理措施，大大降低了系统发生故障的风险，提高了整个系统的可靠性。

11、通过定期循环试验，系统能够有效避免因长时间不使用而导致的管道堵塞、设备生锈等问题，减少了维修和更换部件的频率，进而降低了系统运维的成本。同时，预防性的维护也有助于延长消防系统的使用寿命，为长期的安全防护提供了可靠的支持。

12、在综合考虑上述因素的同时，主副管道及其稳压器的定期循环使用能提高了系统的可靠性和稳定性，更为整个消防工作提供了更加全面和主动的保障，为火灾防控提供了更高水平的技术支持。