[實用新型]以傳感器和森林火險模型測報現(xiàn)地火險等級的測報儀

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201320842510.4
• 申請日: 2013-12-20
• 公開（公告）號: CN203644158U
• 公開（公告）日: 2014-06-11
• 發(fā)明（設計）人: 趙璠;周汝良
• 申請（專利權）人: 西南林業(yè)大學
• 主分類號: G08B17/00
• 分類號: G08B17/00;G01W1/02
• 代理公司: 昆明科陽知識產(chǎn)權代理事務所 53111
• 代理人: 孫山明

技術領域

????本實用新型屬于天氣環(huán)境條件的預報和測量，特別涉及測量森林火險指數(shù)及火場安全的測報儀器和方法。

背景技術

????服務于火場尺度或局部區(qū)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(qū)域的氣象因子、局部區(qū)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(jù)森林火災與氣象條件之間的關系構(gòu)建森林火險氣象指數(shù)及其方法歸納為指數(shù)查對法、綜合指標法和統(tǒng)計回歸法等類型，為結(jié)合氣候和環(huán)境特點進行適用性修正和完善，此前本實用新型人提出中國發(fā)明專利，申請?zhí)?013103279695“一種連續(xù)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(tǒng)所提供的小區(qū)域地理環(huán)境和地圖數(shù)據(jù)輸入各種氣象因子，作為地理區(qū)域的代表值，根據(jù)所發(fā)明的定量化的連續(xù)函數(shù)計算火險值，得到連續(xù)化分布的森林火險天氣等級指數(shù)火險值，不產(chǎn)生階躍、誤差累積等現(xiàn)象。但連續(xù)化模型的火險預測的環(huán)境因子不是被預報現(xiàn)場實地的實時取得的數(shù)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(fā)明內(nèi)容

本實用新型目的旨在提供一種由溫濕度、風速環(huán)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(zhuǎn)換成數(shù)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(jù)測報模型算出被預報現(xiàn)場實地的實時取得火險等級。

?本實用新型包括測報儀及其測量方法兩個部分：

????本實用新型測報儀由溫度模塊、濕度模塊、風速模塊、通訊模塊及單片機STC12C5A組成，其中，

????單片機P0口P0.0~P0.7端與8×10K電阻排連接，當P0口的管腳寫“1”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DHT11連接，DHT11內(nèi)置熱敏電阻和濕敏電阻，當P2口被寫“1”時，其管腳電位被內(nèi)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(zhuǎn)換成對應的溫度和濕度；

單片機P2口P2.5端與發(fā)光二極管連接，輸出TTL門電流使發(fā)光二極管指示；

????單片機P3口P3.2?INT0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(nèi)部拉高為高電平，作為輸入，將光電感應產(chǎn)生的脈沖信號轉(zhuǎn)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(shù)后，根據(jù)頻率和風速的對應關系轉(zhuǎn)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“1”時，其管腳電位被內(nèi)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“0”時，內(nèi)部下拉為低電平，P3口輸出電流ILL。

????所述的測報儀的單片機采用1時鐘周期的數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)發(fā)送的STC12C5A模塊。

本實用新型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(shù)和x₃₂、緯度值x₅，并具有測報模型，該模型中：

F1為最高氣溫的火險天氣指數(shù)；F2為最小相對濕度的火險天氣指數(shù)；F3為降水量與連旱天的火險天氣指數(shù)；F4為最大風力的火險天氣指數(shù)；F5為地帶性氣候變化訂正指數(shù)，F(xiàn)1~F5分別為以下公式：

????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????（1）

?????????????????????????????（2）

?????????（3）

??????????????????????????（4）

???????????????????????????????（5）

????將式（1）~（5）預報因子得到的火險天氣指數(shù)F1~F5代入森林火險天氣等級指數(shù)HTZ綜合計算公式：

????????HTZ=F1+F2+F3+F4-F5?????????????（式6）?；

?????按以下規(guī)則定義森林火險天氣等級A：