具有压电/双金属传感器的森林火灾早期检测系统，以及用于操作森林火灾早期检测系统的方法与流程

背景技术：

0、现有技术

1、已知用于森林火灾的早期检测的系统。为此，使用传感器来监测要监测的区域。例如，这些传感器是可旋转摄像头，但它们的缺点是在夜间效果较差。使用安装在卫星中的ir摄像头从高轨道进行监测的缺点是卫星不是对地静止的，因此它需要一定量的时间才能走完一个轨道，在此期间所述区域不受监测。卫星的购买、维护，尤其是在发射卫星时的成本也很高昂。在低轨道中用小型卫星进行监测通常需要许多卫星，这些卫星的发射成本也很高昂。卫星监测还涉及发射过程中的高二氧化碳排放。

2、此外，已知双金属压电开关。当温度变化时，这些开关的双金属片变形，从而通过与双金属片耦合的压电晶体的变形触发电脉冲。

3、使用多个低廉的大量生产的传感器来监测所述区域会更有意义。传感器分布在整个区域上并且经由无线电连接将数据传送到基站。

4、us 2008/0309502 a1中提出了此类用于森林火灾的早期检测的系统。如果出现火灾警报，传感器会将信息传送到附近的控制终端，所述控制终端然后使用长距离射频信号来触发警报。这种系统的缺点是控制终端触发警报并且必须具有强大的rf单元才能触发警报。传感器需要不断地将信号发送到控制终端的gps单元。因此，传感器的功耗较高，并且传感器的能量源(电池)的使用寿命有限。

5、例如，用于监测系统和区域的装置和传感器通常只需要少量能源，因为它们不是持续运行，或者因为传感器技术本身为了节省能量而设计。例如，使用电池——也是可再充电电池——提供能量。然而，避免使用电池仍然是有意义的，因为如果耗材安装在难以接近或难以到达的位置，测试和更换电池会非常耗时。特别是，传感器系统应该足够灵敏和坚固，并且设计得尽可能节能。由于存在自燃风险，锂离子电池也不适合此用途。

6、因此，本发明的目的在于提供一种节能且可靠的改进的森林火灾早期检测系统，所述系统可以根据需要进行扩展并且安装和维护成本效益高。

7、本发明的目的还在于提供一种用于森林火灾早期检测的改进方法，森林火灾早期检测系统可以利用所述方法以节能且可靠的方式运行。

8、使用根据技术方案1所述的森林火灾早期检测系统来实现所述目的。在从属技术方案2至13中阐述本发明的有利实施方案。

9、根据本发明的森林火灾早期检测系统具有带有传感器单元的终端。根据本发明，传感器单元具有第一双金属信号发射器。双金属信号发射器具有一个双金属条，所述双金属条具有相互叠加的两层不同的金属。两个层以内聚或形状适合的材料彼此连接。由于所用金属的热膨胀系数不同，其中一层的膨胀程度大于另一层，导致双金属条在温度变化时变形。使用双金属信号发射器将此变形转换成信号。

10、在本发明的另一实施方案中，双金属条的一部分被布置为在安装双金属条的另一部分时可自由移动。由于形成双金属条的两种金属的膨胀系数不同，双金属条在加热和冷却时都会变形。当加热时，变形例如从基本上平坦的形状改变为具有曲率的形状。

11、在本发明的另一有利实施方案中，传感器单元具有第二双金属信号发射器。第一双金属信号发射器的设计与第二双金属信号发射器不同。两个双金属信号发射器各自具有一个双金属条。两个双金属条特别在它们的热膨胀系数方面不同。因此，在给定温度下，两个双金属条的变形不同，从而导致在不同温度下生成信号。

12、在本发明的进一步发展中，第一和/或第二双金属信号发射器耦合至压电元件。双金属信号发射器的双金属条的变形在压电元件中生成电压，所述电压被检测到并因此在第一和/或第二双金属信号发射器中生成信号。

13、在本发明的另一实施方案中，第一双金属条的开关温度与第二双金属条的开关温度不同。在本文件的上下文中，开关温度是双金属条以使得其生成信号的方式变形的温度，例如通过由于变形而使电路短路和/或在压电元件中生成电压。两个双金属条特别在它们的热膨胀系数方面不同。因此，在给定温度下两个双金属条的变形不同，或者在不同温度下两个双金属条具有相同的变形。这导致两个不同的双金属信号发射器在不同的开关温度下发射信号。

14、在本发明的另一实施方案中，传感器单元具有双金属信号发射器阵列。所述阵列具有多个双金属信号发射器。如果以相同的方式设计双金属信号发射器，则与使用双金属信号发射器相比，所生成的信号的信号强度增加，因此终端需要功率较小且因此更节能的电源和通信单元。

15、在本发明的另一实施方案中，阵列具有多个不同的双金属信号发射器。双金属信号发射器各自具有一个双金属条。两个双金属条特别在它们的热膨胀系数方面不同。因此，在给定温度下，两个双金属条的变形不同，从而导致在不同温度下生成信号。借助于包括多个不同双金属信号发射器的阵列，可以精确地限定各个信号温度之间的温度间隔。

16、在本发明的另一实施方案中，传感器单元的多个不同的双金属信号发射器具有不同的信号温度，其中当达到信号温度时，相应的双金属信号发射器生成信号。两个双金属信号发射器各自具有一个双金属条。相应的双金属条特别在它们的热膨胀系数方面不同。因此，在给定温度下，不同地设计的双金属条的变形不同，从而导致在不同信号温度下生成信号。取决于相应的双金属信号发射器的信号温度，每个传感器单元生成多个信号。

17、在本发明的进一步发展中，传感器单元耦合至时间检测设备(time detection)。可以借助于时间检测设备检测时间，特别是双金属信号发射器生成信号的时间。

18、在本发明的另一实施方案中，由传感器单元检测到的双金属信号发射器的信号可以与信号的相应检测时间相结合地存储。捕获的信号与捕获信号的时间一起存储在终端的存储器中和/或存储在连接至终端的存储器中。根据本发明的森林火灾早期检测系统通常具有多个终端，这些终端具有一个或多个双金属信号发射器。通过了解终端的双金属信号发生器生成信号的时间，不仅可以确定森林火灾的位置，还可以确定森林火灾的蔓延速度。此外，如果已知检测森林火灾的终端的数量和位置以及相应检测的时间，则可以确定森林火灾的蔓延方向。

19、在本发明的另一实施方案中，森林火灾早期检测系统包括具有第一网关和第二网关的网状网关网络，其中第一网关仅与网状网关网络的其他网关和终端直接通信，并且第二网关与网络服务器通信。

20、具体地，终端与第一网关之间的通信是直接的，即，没有另外的中间站(单跳连接)。网关之间的通信可以经由直接单跳连接进行；也可以进行多跳连接。这同时扩展网状网关网络的范围，因为第一网关经由网状多跳网络连接至第二网关，并且因此可以将数据从终端转发到互联网网络服务器。第二网关网络服务器之间的连接是无线的或有线的。网络还具有多个终端。在此类网络中，一个或多个终端使用lora调制或fsk调制fsk经由无线电直接连接(单个集线器)至网关，并使用标准互联网协议经由网关与互联网网络服务器通信。

21、在本发明的进一步发展中，网状网关网络包括lpwan并且优选地包括lorawan。lpwan描述用于将低功率装置(例如，电池供电的传感器)连接至网络服务器的一类网络协议。所述协议以使得终端能够以较低的运行成本实现远距离和低能耗的方式设计。lorawan需要的能量特别少。lorawan网络使用终端与中央网络服务器之间的网关消息包实现星形架构。网关连接至网络服务器，而终端经由lora与相应的网关通信。

22、在本发明的有利实施方案中，终端和/或第一网关具有自给自足的能量供应。为了即使在荒凉地区，特别是远离能量供应的农村地区也能够安装和操作终端和与其连接的第一网关，终端和第一网关配备有自给自足的能量供应。例如，可以通过能量存储器——也可以是可再充电的能量存储器——提供能量供应。具体地，应提及使用太阳能电池的能量供应，其中发生从光能到电能的能量转换。电能通常存储在能量存储器中，以确保即使在太阳辐射较低时(例如夜间)也供应能量。

23、在本发明的进一步发展中，终端和第一网关可以离网操作。由于终端和第一网关的自给自足的能量供应，这些装置可以在没有供应网络的情况下自主地操作。因此，可以对终端和第一网关进行分布和联网，特别是在传统无线电网络无法到达的偏远地区。

24、任务通过根据技术方案14的用于检测森林火灾的根据本发明的方法进一步实现。在以下从属技术方案中阐述本发明的额外的有利实施方案。

25、根据本发明的用于检测森林火灾的方法具有三个方法步骤：在第一方法步骤中，森林火灾早期检测系统的第一双金属信号发射器检测热能的量。除了浓烟之外，森林火灾还会产生各种气体，特别是二氧化碳和一氧化碳。这些气体的类型和浓度是森林火灾的特征，并且可以使用合适的传感器进行检测和分析。根据本发明，检测气体的温度。除了森林火灾中产生的气体的类型和浓度之外，其温度也是森林火灾的一个指标。具体地，通过第一双金属信号发射器吸收的热能的量来确定森林火灾的发生和/或存在。在第二方法步骤中，将热能的量转换成第一双金属信号发射器的双金属条的变形。在第三方法步骤中，通过由于双金属条的变形而使电路短路和/或在压电元件中生成电压，通过第一双金属信号发射器的双金属条的变形生成第一信号。

26、双金属信号发射器具有一个双金属条，所述双金属条具有相互叠加的两层不同的金属。两个层以内聚或形状适合的材料彼此连接。由于所用金属的热膨胀系数不同，其中一层的膨胀程度大于另一层，导致双金属条在温度变化时变形。

27、在本发明的另一实施方案中，森林火灾早期检测系统的第二双金属信号发射器吸收一定量的热能。将热能的量转换成第二双金属信号发射器的双金属条的变形，并且通过第二双金属信号发射器的双金属条的变形生成第二信号。

28、在本发明的进一步发展中，第一双金属信号发射器不同于第二双金属信号发射器。两个双金属信号发射器各自具有一个双金属条。两个双金属条特别在它们的热膨胀系数方面不同。因此，在给定温度下，两个双金属条的变形不同，从而导致在不同温度下生成信号。

29、在本发明的另一实施方案中，第一双金属信号发射器生成信号温度不同于第二双金属信号发射器的信号温度的信号。两个双金属条特别在它们的热膨胀系数或各个金属层的相应厚度方面不同。因此，在给定温度下，两个双金属条的变形不同，从而导致在不同温度下生成信号。

30、在本发明的另一实施方案中，由第一双金属信号发射器生成的信号触发从包含第一双金属信号发射器的终端到网络服务器的消息。所述消息特别包含生成信号时的信号温度。使用终端的通信单元将消息无线地和/或有线地发送到网络服务器，所述网络服务器使用标准互联网协议连接至其他网络终端，例如平板计算机、智能手机、pc。

31、在本发明的另一实施方案中，检测由双金属信号发射器中的一个生成信号的时间。通过了解终端的双金属信号发生器生成信号的时间，不仅可以确定森林火灾的位置，还可以确定森林火灾的蔓延速度。另外，可以确定森林火灾的蔓延方向。

32、在本发明的进一步发展中，检测由两个不同的双金属信号发射器检测到的两个信号之间的时间。两个不同的双金属信号发射器检测到的两个信号之间的时间越短，双金属信号发生器附近的温升就越高。当温度尚未达到临界点时，温度迅速升高也可能指示火是热源。温度的升高为消防部队提供有关森林火灾的蔓延方向和速度的信息。

33、在本发明的有利实施方案中，检测到的时间触发从包含双金属信号发射器的终端到网络服务器的消息。

34、当使用lorawan协议将消息从终端传输到网络服务器时，实现不同版本的终端：a类包括使用aloha访问方法的通信。使用这种方法时，装置将其产生的数据包发送到网关，接着出现两个可用于接收数据的下载接收窗口。新的数据传送只能由终端在进行新的上传时发起。另一方面，b类终端在指定时间打开下载接收窗口。为此，终端从网关接收时间控制的信标信号。这意味着网络服务器知道终端何时准备好接收数据。c类终端具有永久打开的下载接收窗口并且因此是永久活动的，但也会增加功耗。

35、在本发明的另一实施方案中，所述方法通过森林火灾早期检测系统执行，其中森林火灾早期检测系统包括具有网络服务器和多个终端的网关网络，其中传感器单元是终端的一部分，并且经由网关将信号和/或所评估的信号传输到网络服务器。

36、在本发明的进一步发展中，森林火灾早期检测系统具有网状网关网络，所述网状网关网络具有第一网关和第二网关，其中经由第一网关和第二网关将所评估的信号传输到网络服务器。第一网关仅与网状网关网络的其他网关和终端直接通信，并且第二网关与网络服务器通信。

37、具体地，终端与第一网关之间的通信是直接的，即，没有另外的中间站(单跳连接)。网关之间的通信可以经由直接单跳连接进行；也可以进行多跳连接。这同时扩展网状网关网络的范围，因为第一网关经由网状多跳网络连接至第二网关，并且因此可以将数据从终端转发到互联网网络服务器。第二网关网络服务器之间的连接是无线的或有线的。

38、在本发明的另一实施方案中，网状网关网络的通信经由lpwan并且优选地经由lorawan协议进行。lora使用特别低的能量，并且是基于根据美国专利us 7791415 b2的啁啾频率扩展调制。使用许可证由semtech授予。lora使用低于1ghz范围内的免许可证和执照的无线电频率，例如在欧洲为433mhz和868mhz，或在澳洲和北美洲为915mhz，从而以极低的能耗在乡村地区实现超过10千米的覆盖范围。lora技术由物理lora协议和lorawan协议组成，所述lorawan协议由lora联盟工业联盟定义和管理为上部网络层。lorawan网络使用终端与中央网络服务器之间的网关消息包来实现星形架构。网关(也称为集中器或基站)经由标准互联网协议连接至网络服务器，同时终端经由lora(啁啾频率扩展调制)或fsk(频率调制)通过无线电与相应网关通信。因此，无线电连接是一种单跳网络，其中终端直接与一个或多个网关通信，所述一个或多个网关然后将数据流量转发到互联网。相反，从网络服务器到终端的数据流量仅经由单个网关路由。数据通信基本上在两个方向上进行，但从终端到网络服务器的数据流量是典型的应用和主要的操作模式。

39、在本发明的有利实施方案中，终端和/或第一网关经由自给自足的能量供应来供应能量。为了即使在荒凉地区，特别是远离能量供应的农村地区也能够安装和操作终端和与其连接的第一网关，终端和第一网关配备有自给自足的能量供应。例如，可以通过能量存储器——也可以是可再充电的能量存储器——提供能量供应。具体地，应提及使用太阳能电池的能量供应，其中发生从光能到电能的能量转换。电能通常存储在能量存储器中，以确保即使在太阳辐射较低时(例如夜间)也供应能量。

40、在本发明的有利实施方案中，终端和第一网关离网操作。由于终端和第一网关的自给自足的能量供应，这些装置可以在没有供应网络的情况下自主地操作。因此，可以对终端和第一网关进行分布和联网，特别是在传统无线电网络无法到达的偏远地区。

41、根据本发明的森林火灾早期检测系统和根据本发明的用于检测森林火灾的方法的实施方案的示例在附图中以简化形式示意性地示出，并且在下文的描述中更详细地进行解释。

42、具体地：

43、图1a示出根据本发明的具有未致动的双金属信号发射器和压电元件的传感器单元

44、图1b示出根据本发明的具有致动的双金属信号发射器和压电元件的传感器单元

45、图2a示出根据本发明的具有未致动的双金属信号发射器和接触元件的传感器单元

46、图2b示出根据本发明的具有致动的双金属信号发射器和接触元件的传感器单元

47、图3a示出根据本发明的具有未致动的两个双金属信号发射器和两个压电元件的传感器单元

48、图3b示出根据本发明的具有两个双金属信号发生器和两个压电元件的传感器单元，第一双金属信号发射器致动

49、图3c示出根据本发明的具有两个双金属信号发射器和两个压电元件的传感器单元，两个双金属信号发射器致动

50、图4a示出根据本发明的偏转至第一锁定位置的另一双金属信号发射器的截面图

51、图4b示出根据本发明的偏转至第二锁定位置的另一双金属信号发射器的截面图

52、图5a示出根据本发明的四个双金属信号发射器的阵列的截面图

53、图5b示出根据本发明的四个双金属信号发射器的阵列的温度间隔的表示图6示出根据本发明的双金属信号发射器的阵列的应用

54、图1示出根据本发明的具有双金属信号发射器a和压电元件11的传感器单元10的示例性实施方案。传感器单元10具有第一双金属信号发射器a。双金属信号发射器a由两个层m1、m2形成，所述层由具有不同热膨胀系数的不同金属或合金制成，其中两个层m1、m2通过滚压、焊接、胶合或直接通过施加形成，例如可以通过以这样的方式将第二材料直接喷涂到第一材料上，使得整体双金属条21而彼此连接。

55、双金属信号发射器a的一端安装在轴承13中，其安装方式使得与安装端相对的端部在垂直于金属层m1、m2之间的界面的方向上可自由地移动(图1a)。压电元件11布置在双金属条21的可移动端附近，其布置方式使得当将双金属条21偏转时，压电元件11变形(图1b)。压电元件11将此变形转换成第一电路14中的电压。

56、除了森林火灾中产生的气体的类型和浓度之外，其温度也是森林火灾的一个指标。为了检测森林火灾，第一双金属信号发射器a吸收热能。将热能转换成第一双金属信号发射器a的变形。通过压电元件11将所述变形转换成电压。当第一双金属条a与第一压电元件11接触并对所述第一压电元件施加压力时，在第一压电元件11中生成电能。将由第一电路14生成的电压转换成第一信号。另外，检测生成第一信号的时间，特别是时间点。为此目的，传感器单元10具有连接至双金属信号发射器a的定时器。第一信号连同其生成时间一起存储在布置有双金属信号发射器a的终端中，并且使用网状网关网络传输到网络服务器。

57、图2中示出根据本发明的具有双金属信号发射器a的传感器单元10的变型。在此示例性实施方案中，传感器单元10还具有第一双金属信号发射器a。双金属信号发射器a的一端安装在轴承13中，其安装方式使得与安装端相对的端部在垂直于金属层m1、m2之间的界面的方向上可自由地移动(图2a)。

58、然而，在此示例性实施方案中，双金属信号发射器a具有第一接触元件11。第一接触元件11是导电的，并且被布置成使得当双金属条21偏转并与第一接触元件11接触时，第一电路14闭合(图2b)，从而也生成第一信号。

59、图3示出根据本发明的具有两个双金属信号发射器a、b的传感器单元10的示例性实施方案。传感器单元10具有第一双金属信号发射器a和第二双金属信号发射器b。双金属信号发射器a、b在未偏转状态下彼此平行布置(图3a)。两个双金属条21、22的一端安装在轴承13中，其安装方式使得与安装端相对的端部在垂直于金属层m1、m2之间的界面的方向上可自由地移动。

60、两个压电元件11、12布置在双金属条a、b的可移动端附近，其布置方式使得当将第一双金属条21偏转并且向所述第一双金属条施加力时，第一压电元件11变形，而当将第二双金属薄片22偏转并且向所述第二双金属薄片施加力时，第二压电元件12变形。

61、在此示例性实施方案中，选择双金属信号发射器a、b的设计和材料，使得在第一温度t1(图3b)下，第一双金属条21接触第一压电元件11，对所述第一压电元件施加压力，从而在第一电路14中生成电压。所生成的电压从双金属信号发射器a生成第一信号。

62、在不同于第一温度t1的第二温度t2(图3c)下，双金属条21、22变形，使得它们接触第一压电元件11和第二压电元件12，对所述第一压电元件和第二压电元件施加压力并且还生成电压，所述电压在第一电路14和第二电路15中生成。由两个压电元件11、12生成的电压与在第一温度t1下生成的电压不同。由两个双金属条21、22生成的电压生成与第一信号不同的第二信号。

63、图4示出根据本发明的传感器单元10的示例性实施方案的截面图。传感器单元10具有双金属信号发射器a，所述双金属信号发射器具有两个金属层m1、m2。第一金属层m1上涂覆有压电元件11。因此，双金属条21与压电元件11之间存在永久耦合。压电元件11连接至第一电路14。

64、在此示例性实施方案中，双金属条21以两端安装，其安装方式使得双金属条21可以在垂直于金属层m1、m2的界面的方向上在其端部之间移动。由于两个金属层m1、m2的膨胀系数不同，双金属条21在加热和冷却时都会变形。与先前的示例性实施方案(参见1-3)相比，这种变形不会连续地发生，而在双金属信号发射器a的开关温度下突然发生。

65、因此，双金属条21根据其所暴露的温度而具有两种不同的锁定状态。在两种锁定状态下，双金属条21具有不同的变形。变形取决于其所暴露的温度以及材料的原始特性，例如厚度、热膨胀系数。当开关温度从第一静止状态(图4a)转变到第二静止状态(图4b)时，通过压电元件11生成第一电路14中的电压和第一信号。

66、图5示出以上示例性实施方案(参见图4)的四个双金属信号发射器a、b、c、d的阵列100的示例性实施方案。双金属信号发射器a、b、c、d各自具有一个双金属条21，每个双金属条具有两个金属层m1、m2(图5a)。双金属条21的每个第一金属层m1涂覆有压电元件11。在一种变型中，双金属条21的两个金属层m1、m2各自涂覆有压电元件11、12。由此增加由双金属信号发射器a、b、c、d生成的信号的信号强度。所有双金属条21都以它们相应的两端安装，其安装方式使得双金属条21在垂直于金属层m1、m2的界面的方向上在其端部之间可移动。

67、四个双金属信号发射器a、b、c、d各自具有彼此不同的开关温度(图5b)。双金属信号发射器a具有开关温度tas，双金属信号发射器b具有开关温度tbs，双金属信号发射器c具有开关温度tcs，并且双金属信号发射器d具有开关温度tds。具体地，第一双金属信号发射器a在所有四个双金属信号发射器a、b、c、d中具有最低开关温度，并且第四双金属信号发射器d具有最高开关温度。最低开关温度tas与最高开关温度tds之间的温度间隔限定可以使用阵列100的总温度间隔。

68、阵列100有利地布置在作为森林火灾早期检测系统1的一部分的终端中。为了能够在荒凉地区，特别是远离能量供应的农村地区安装和操作终端，终端配备有自给自足的能量供应。

69、当发生森林火灾时，具有最低开关温度tas的第一双金属信号发射器a通常在时间t1生成第一信号，从而在终端上生成消息，所述消息经由网状网关网络发送到网络服务器。所述消息还包含第一信号的生成时间t1。如果环境温度由于森林火灾而升高，则具有下一较高开关温度tbs的第二双金属信号发射器b在稍后的时间t2生成第二信号。将具有第二信号的生成时间t2的对应消息发送到网络服务器。在稍后的时间t3，环境温度已达到第三双金属信号发射器c的开关温度tcs，终端在生成信号的时间t3向网络服务器发送第三消息。类似地，在达到第四双金属信号发射器d的最高开关温度tds的稍后的时间t4，终端向网络服务器发送第四消息。

70、根据本发明的森林火灾早期检测系统1通常具有多个终端。为了执行根据本发明的用于检测森林火灾的方法，必须尽可能精确地确定每个单独的终端的位置。可以例如在安装终端时确定位置。终端可以例如布置在待监测的森林中的树木上，并且可以使用导航卫星系统(例如gps(全球定位系统))一次性确定终端的位置。例如，可以使用商购获得的gps系统或智能手机。

71、用于检测森林火灾的方法并不限于这里描述的过程。根据环境温度，布置在阵列100中的多个或全部双金属信号发射器a、b、c、d也可以同时生成信号。然后，相应生成的消息连同生成信号的时间一起经由网状网关网络发送到网络服务器。

72、多个终端在不同时间生成不同数量的信号，这些信号被收集并存储在网络服务器上。通过了解终端生成信号的时间tn，不仅可以确定森林火灾的位置，还可以确定森林火灾的蔓延速度。此外，如果已知检测森林火灾的终端的数量和位置以及相应检测的时间，则可以确定森林火灾的蔓延方向。为了检测森林火灾，单个终端还可以具有用于气体分析和用于检测主导风向的传感器。

73、森林火灾早期检测系统1具有使用lorawan网络技术的网状网关网络。lorawan网络具有星形架构，其中消息包通过网关在终端与中央互联网网络服务器之间进行交换。森林火灾早期检测系统1具有经由单跳连接连接至第一网关的多个终端。使用经由lora(啁啾频率扩展调制)或频率调制的单跳连接将来自终端的信号作为数据包发送到一个或多个第一网关。标准lora无线电网络具有典型的星形拓扑，其中一个或多个终端edn通过无线电使用lora调制或fsk调制直接(单个集线器)连接到网关，而网关使用标准互联网协议与互联网网络服务器通信。

74、图6示出布置在森林火灾早期检测系统1中的终端中的阵列100的示意性布置的示例性实施方案。在此示例性实施方案中，森林火灾早期检测系统1具有双金属信号发射器a、a1、a2、a3、a4、b、b1、b2、b3、c、c1、c2、c3、c4、c5、d、d1、d2、d3、d4、d5、d6、e1、e2、e3、e4、e5、e6、e7 4的阵列100。

75、双金属信号发射器a、a1、a2、a3、a4，其中双金属信号发射器a、a1、a2、a3、a4之间具有相同的开关温度。通过相同的方式，双金属信号发射器b、b1、b2、b3之间具有相同的开关温度，双金属信号发射器c、c1、c2、c3、c4、c5之间具有相同的开关温度，双金属信号发射器d、d1、d2、d3、d4、d5、d6具有相同的开关温度，最后双金属信号发射器e1、e2、e3、e4、e5、e6、e7具有相同的开关温度。

76、然而，双金属信号发射器a、b、c、d、e1的开关温度彼此不同：在此示例性实施方案中，双金属信号发射器a、a1、a2、a3、a4具有最低开关温度，双金属信号发射器b、b1、b2、b3具有下一较高开关温度，双金属信号发射器c、c1、c2、c3、c4、c5具有高于双金属信号发射器b、b1、b2、b3的开关温度，双金属信号发射器d、d1、d2、d3、d4、d5、d6具有高于双金属信号头c、c1、c2、c3、c4、c5的开关温度，双金属信号头e1、e2、e3、e4、e5、e6、e7具有最高开关温度。

77、森林火灾的爆发通常伴随着环境温度的稳步升高。当发生森林火灾时，具有最低开关温度的第一双金属信号发射器a、a1、a2、a3、a4通常在时间t1生成第一信号，从而在终端上生成消息，所述消息经由网状网关网络发送到网络服务器。所述消息还包含第一信号的生成时间t1。如果由于森林火灾导致环境温度升高，则具有下一较高开关温度的双金属信号发射器b、b1、b2、b3在稍后的时间t2生成第二信号。将具有第二信号的生成时间t2的对应消息发送到网络服务器。在稍后的时间t3，环境温度已经达到双金属信号发射器c、c1、c2、c3、c4、c5的开关温度，每个双金属信号发射器生成第三信号。终端在生成信号的时间t3向网络服务器发送第三消息。类似地，在达到第四双金属信号发射器d、d1、d2、d3、d4、d5、d6的下一较高开关温度的稍后的时间t4，终端向网络服务器发送第四消息。当达到最高开关温度时，双金属信号发射器e1、e2、e3、e4、e5、e6、e7各自在时间t5生成第五个信号，所述第五信号在终端上生成经由网状网关网络发送给你的消息。

78、因此，阵列100在不同的环境温度下生成不同的信号，这些信号连同它们的时间戳一起由网络服务器接收并且存储在终端和网络服务器两者上。

79、由于了解从终端生成信号的时间tn，因此通过考虑生成各个信号的时间间隔，可以确定森林火灾的位置及其传播速度。时间t1和t5之间的时间间隔短表明传播速度较高，而时间t1和t5之间的时间间隔相对较长表明传播速度低。

80、参考标号列表

81、1                    森林火灾早期检测系统

82、10                   传感器单元

83、11                   第一接触元件/第一压电元件

84、12                   第二接触元件/第二压电元件

85、13                   轴承

86、14                   第一电路

87、15                   第二电路

88、21、22、23、24          双金属条

89、100                  阵列

90、a、a1、a2、a3、a4        第一双金属信号发射器

91、b、b1、b2、b3           第二双金属信号发射器

92、c、c1、c2、c3、c4、       第三双金属信号发射器

93、c5

94、d、d1、d2、d3、d4、       第四双金属信号发射器

95、d5、d6

96、e1、e2、e3、e4、e5、      第五双金属信号发射器

97、e6、e7

98、m1                   第一层双金属条

99、m2                   第二层双金属条

技术实现思路