以傳感器和森林火險模型測報現地火險等級的測報儀及方法
【專利摘要】以傳感器和森林火險測模型測報現地火險等級的測報儀及方法，涉及測量森林火險指數的儀器和方法。本發明測報儀由溫濕度、風速環境因子傳感器、單片機和藍牙模塊組成以及Android測算平臺組成，通過程控單片機將傳感器的信息提取轉換成數碼信息后，通過藍牙模塊上傳到測算平臺，再通過測算平臺根據測報模型算出被預報現場實地的實時取得火險等級。本發明基于現地微氣候的火險安全評估測報指數，更為及時準確為下一步處置和避險行動提供依據，且小巧便攜，適于護林、撲火人員裝備。
【專利說明】以傳感器和森林火險模型測報現地火險等級的測報儀及方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于天氣環境條件的預報和測量，特別涉及測量森林火險指數及火場安全的測報儀器和方法。
【背景技術】
[0002]服務于火場尺度或局部區域的火災預防、火災處置與撲救，撲救人員安全避險的局部尺度的火險預報，是基于微觀的局部山地區域的氣象因子、局部區域的可燃物類型和地面可燃物載量、局部山地地形的坡度、海拔和坡向等參量。目前依據森林火災與氣象條件之間的關系構建森林火險氣象指數及其方法歸納為指數查對法、綜合指標法和統計回歸法等類型，為結合氣候和環境特點進行適用性修正和完善，此前本發明人提出中國發明專利，申請號2013103279695 “一種連續化的森林火險天氣等級預報模型及應用”一項申請，該模型通過計算機軟件或/和直接利用GIS系統所提供的小區域地理環境和地圖數據輸入各種氣象因子，作為地理區域的代表值，根據所發明的定量化的連續函數計算火險值，得到連續化分布的森林火險天氣等級指數火險值，不產生階躍、誤差累積等現象。但連續化模型的火險預測的環境因子不是被預報現場實地的實時取得的數值，對撲救人員處置、撲救火災，特別是不能準確測報火場和撲救人員安全避險，提供避險處置方法。
【發明內容】
[0003]本發明目的旨在提供一種由溫濕度、風速環境因子傳感器、Android單片機和藍牙模塊組成以及測算平臺組成測報儀，通過程控單片機將傳感器的信息提取轉換成數碼信息后，通過藍牙模塊上傳到測算平臺，再通過測算平臺根據測報模型算出被預報現場實地的實時取得火險等級。
[0004]本發明包括測報儀及其測量方法兩個部分:
本發明測報儀由溫度模塊、濕度模塊、風速模塊、通訊模塊及單片機STC12C5A組成，其
中，
單片機PO 口 P0.0-Ρ0.7端與8X10K電阻排連接，當PO 口的管腳寫“ I”時，被定義為高阻輸入；
單片機P2 口 P2.6端與溫濕度集成傳感器DHTll連接，DHTll內置熱敏電阻和濕敏電阻，當P2 口被寫“I”時，其管腳電位被內部上拉電阻拉高且作為輸入，其緩沖器將接收TTL門電流，通過比較轉換成對應的溫度和濕度；
單片機P2 口 P2.5端與發光二極管連接，輸出TTL門電流使發光二極管指示；
單片機P3 口 P3.2 INTO端通過直流放大電路與風輪式風速傳感器windspeed光電感應輸出端連接，當P3 口寫入“1”，內部拉高為高電平，作為輸入，將光電感應產生的脈沖信號轉換為對應的單片機外部中斷信號，由單片機對該中斷信號定時計數后，根據頻率和風速的對應關系轉換成風速值；單片機P3 口 P3.0 RXD和P3.1 TXD與藍牙模塊HC-06的TXD和RXD兩兩交叉連接，當P3 口被寫“I”時，其管腳電位被內部上拉電阻拉高且作為輸入，其緩沖器將接收TTL門電流，反之，當P3 口被寫“O”時，內部下拉為低電平，P3 口輸出電流ILL。
[0005]所述的測報儀的單片機采用I時鐘周期的數據采集和數據發送的STC12C5A模塊。
[0006]本發明測報儀的測量方法是:
包括森林火險天氣等級預報因子:溫度X1、濕度X2、風速X4，前期降雨量值X31、連旱天數和X32、緯度值X5，并具有測報模型，該模型中:
Fl為最高氣溫的火險天氣指數；F2為最小相對濕度的火險天氣指數；F3為降水量與連旱天的火險天氣指數；F4為最大風力的火險天氣指數；F5為地帶性氣候變化訂正指數，Fl~F5分別為以下公式:
【權利要求】
1.以傳感器和森林火險測模型測報現地火險等級的測報儀，其特征是該測報儀由溫度模塊、濕度模塊、風速模塊、通訊模塊及單片機STC12C5A組成，其中: 單片機PO 口 P0.0-ΡΟ.7端與8X10K電阻排連接，當PO 口的管腳寫“ I”時，被定義為高阻輸入； 單片機P2 口 P2.6端與溫濕度集成傳感器DHTll連接，DHTll內置熱敏電阻和濕敏電阻，當P2 口被寫“I”時，其管腳電位被內部上拉電阻拉高且作為輸入，其緩沖器將接收TTL門電流，通過比較轉換成對應的溫度和濕度； 單片機P2 口 P2.5端與發光二極管連接，輸出TTL門電流使發光二極管指示； 單片機P3 口 P3.2 INTO端通過直流放大電路與風輪式風速傳感器windspeed光電感應輸出端連接，當P3 口寫入“1”，內部拉高為高電平，作為輸入，將光電感應產生的脈沖信號轉換為對應的單片機外部中斷信號，由單片機對該中斷信號定時計數后，根據頻率和風速的對應關系轉換成風速值； 單片機P3 口 P3.0 RXD和P3.1 TXD與藍牙模塊HC-06的TXD和RXD兩兩交叉連接，當P3 口被寫“I”時，其管腳電位被內部上拉電阻拉高且作為輸入，其緩沖器將接收TTL門電流，反之，當P3 口被寫“O”時，內部下拉為低電平，P3 口輸出電流ILL。
2.根據權利要求1所述的測報儀，其特征是單片機是采用I時鐘周期的數據采集和數據發送的STC12C5A模塊。
3.應用如權利要求1所述的測報儀的測量方法，包括森林火險天氣等級預報因子:溫度X1、濕度X2、風速X4,前期降雨量值X31、連旱天數和X32、緯度值X5,并具有測報模型，該模型中: Fl為最高氣溫的火險天氣指數；F2為最小相對濕度的火險天氣指數；F3為降水量與連旱天的火險天氣指數；F4為最大風力的火險天氣指數；F5為地帶性氣候變化訂正指數，Fl~F5分別為以下公式:
4.根據權利要求3所述的測報儀的測量方法，其特征是所述Android平臺包括具有藍牙串口通信的 電腦或手機。
【文檔編號】G08B17/00GK103632483SQ201310698486
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2013年12月19日 優先權日:2013年12月19日
【發明者】趙璠, 周汝良, 王艷霞, 鄧忠堅, 葉江霞 申請人:西南林業大學