無線傳感網(wǎng)絡(luò)森林火災(zāi)監(jiān)測系統(tǒng)

摘要智能化的森林火災(zāi)監(jiān)測系統(tǒng)利用傳感器和人工智能算法實(shí)現(xiàn)對森林火災(zāi)的快速識別、及時預(yù)警和有效防控，具有重要的生態(tài)保護(hù)和環(huán)境安全保障意義。本文介紹了設(shè)計(jì)的森林火災(zāi)智能監(jiān)測系統(tǒng)，該系統(tǒng)由從機(jī)和主機(jī)組成，從機(jī)集成了多種檢測裝置，主機(jī)用于整合和顯示從機(jī)檢測到的數(shù)據(jù)，并通過WiFi模塊將數(shù)據(jù)上傳到手機(jī)端進(jìn)行顯示和管理，以及系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)；從機(jī)我們使用的硬件包括Arduino單片機(jī)、SX1278LoRa通訊設(shè)備、蜂鳴器、DS18B20溫度傳感器、火焰探測器、繼電器控制器、MQ2煙霧感應(yīng)器和MQ7一氧化碳探測器。主機(jī)采用了Arduino單片機(jī)電路、按鍵控制電路、ESP8266WiFi通信電路、SX1278LoRa通信電路和OLED顯示電路。最后，系統(tǒng)經(jīng)過多次測試，結(jié)果表明該系統(tǒng)具有良好的檢測性能和實(shí)用價(jià)值，可以有效地協(xié)助森林管理者監(jiān)測火情，避免資源浪費(fèi)和漏檢誤檢現(xiàn)象，具有重要的實(shí)用推廣價(jià)值。關(guān)鍵詞：森林火災(zāi)監(jiān)測；Arduino；LoRa；WiFi[27]。實(shí)際測試表明，系統(tǒng)能夠準(zhǔn)確、快速地檢測到火情信息，并能夠及時、有效地啟動報(bào)警和滅火措施，為火災(zāi)防控做出了積極的貢獻(xiàn)。本次課題設(shè)計(jì)最終完成了基本要求并取得一定成果，整體具有成本低，功能多，且便于操作和使用的優(yōu)點(diǎn)。不過由于才疏學(xué)淺且時間緊迫，成品存在一定的不足。具體問題如下：本文的設(shè)計(jì)整體僅能夠?qū)崿F(xiàn)一個基礎(chǔ)的模型，對于系統(tǒng)的功耗設(shè)計(jì)以及具體供電問題等并未進(jìn)行探討；（2）本文的設(shè)計(jì)整體代碼還比較冗余，存在一些冗余和效率不高的代碼需要優(yōu)化，以提高系統(tǒng)整體的運(yùn)行效率；（3）系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)還不足夠的具備商業(yè)應(yīng)用價(jià)值，整體設(shè)計(jì)比較粗糙，對于手機(jī)端的界面等設(shè)計(jì)后續(xù)需要繼續(xù)優(yōu)化。未來，通過對代碼的優(yōu)化，以及各方面實(shí)際應(yīng)用因素的考慮，本文的系統(tǒng)可以經(jīng)過不斷的優(yōu)化和發(fā)展，預(yù)計(jì)未來也將將更加小巧、高效、智能化，將在真實(shí)的生活領(lǐng)域中得到應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)更加智能化、自動化的控制，進(jìn)而真正的給相關(guān)人員的帶來方便。參考文獻(xiàn)韓詩林,常新峰.ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在森林防火中的應(yīng)用[J].電子設(shè)計(jì)工程,2023,31(08):180-184.劉永昌,尹百通,鄒慶勇,徐遠(yuǎn)征.基于無人機(jī)的森林火災(zāi)監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].農(nóng)業(yè)裝備與車輛工程,2022,60(07):105-108.周唯,李暉,劉陽京.基于單片機(jī)的森林火災(zāi)預(yù)警裝置研究與實(shí)現(xiàn)[J].工業(yè)控制計(jì)算機(jī),2022,35(01):116-117+119.吳文軒,鮑帥,何明揚(yáng),余彥超,李紹翔,李翠梅.基于無人機(jī)系統(tǒng)的森林火災(zāi)預(yù)警[J].中國高新科技,2021,(15):64-65.李春成,楊云,陳亮,何劍,丑修建.自供電低功耗森林火災(zāi)無線監(jiān)測系統(tǒng)[J].電子器件,2021,44(03):707-712.信威,張思淼.智能森林火災(zāi)報(bào)警及火勢延緩系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].石河子科技,2021,(02):1-2.韓美林,周佩,劉磊.基于Zigbee的森林火災(zāi)預(yù)警防控系統(tǒng)研究[J].商洛學(xué)院學(xué)報(bào),2020,34(06):60-64+94.鄧亦驍.基于嵌入式系統(tǒng)和模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的森林火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].科技與創(chuàng)新,2020,(16):136-137.石乃暢,毛紫峰,李洪黔.森林火災(zāi)智能預(yù)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].電腦與電信,2020,(Z1):1-3+10.周子肖,朱嘉林,程進(jìn),李光東,劉寶宇,王駿琦,常創(chuàng)創(chuàng),姚宇軍,程景華,孫瑞卿,馮平平,鄒小平.森林火災(zāi)區(qū)域監(jiān)測系統(tǒng)[J].傳感器世界,2020,26(01):7-12.趙福波,陳明海,蔣良勇,徐港幸,楊靖.基于物聯(lián)網(wǎng)的森林火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)[J].信息通信,2019,(02):137-139.李小麗.面向森林火災(zāi)監(jiān)測的ZigBee和數(shù)傳電臺的混合通信網(wǎng)絡(luò)[J].電子世界,2018,(11):52+54.范玉鳳,史圣達(dá).單片機(jī)自動森林防火監(jiān)測裝置原理及設(shè)計(jì)思路[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技,2018,(09):209+211.惠鵬飛,姚仲敏,陶佰睿,苗鳳娟.一種基于GPRS的森林防火遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)[J].電視技術(shù),2013,37(15):98-101+184.徐同冰.基于ZigBee和GPRS的森林火災(zāi)監(jiān)測系統(tǒng)研究[J].防護(hù)林科技,2012,(06):85-87.徐志成.森林火災(zāi)無線報(bào)警器的設(shè)計(jì)[J].吉林林業(yè)科技,2012,41(05):42-45.ZhouCiming,ChenLiuyong,JiangDesheng,etal.ResearchandapplicationofhighwaytunnelfirealarmsystembasedonfiberBragggratingsensortechnology[J].FUNDAMENTALPROBLEMSOFOPTOELECTRONICSANDMICROELECTRONICSIII,2007,6595.SafiAbdullah,AhmadZulfiqar,JehangiriAliImran,etal.AFaultTolerantSurveillanceSystemforFireDetectionandPreventionUsingLoRaWANinSmartBuildings[J].Sensors,2022,22(21).IvanBolodian,AnatoliyMelikhov,LeonidTanklevskiy.Automaticfire-extinguishingsystemforinhabitedpressurizedcompartmentsofmannedspacecraft[J].ActaAstronautica,2016,135.GaLatai,ZhangYuqi,XuDaochun,LiWenbin.DesignandExperimentalInvestigationofaThermoelectricConversionDevicewithPowerManagementforForestFireMonitoring[J].Forests,2023,14(3).邢挺.智能煙霧監(jiān)測以及報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].今日制造與升級,2022,(12):52-54.孫雪景.基于單片機(jī)的配電火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].日用電器,2022,(11):133-136+141.于驕洋,王文鑫,唐雪瑩.基于STC89C52單片機(jī)的智能火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].電子制作,2022,30(22):63-65.劉明.單片機(jī)智能控制醫(yī)用設(shè)備的研究[D