基于航模的森林火情监控与预警系统研究
摘要：文章概述了中国传统森林防火技术的情况和系统设计的内容，从系统的主要构成、系统的工作原理、系统功能分析、系统的优点等六大方面全面对系统进行了阐述，最后对系统现在尚存的问题进行了分析。
关键词：航天模型飞机；森林火情监控；森林火情预警；森林防火技术；系统原理 文献标识码：A
中图分类号：TP391 文章编号：1009-2374（2016）15-0021-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.15.010
1 单片机智能火灾报警器简介
1.1 智能消防系统
以往的防火系统体系构成相对简单、比较被动，很难及时地发现并消除灾难。而当今的防火系统体系则是自行检查、自动报警并自动灭火的智能化的消防系统体系。智能化的消防系统主要是由失火的自动报警系统和联动灭火系统两大系统组合而成的。自动报警系统即感知中枢系统，就像是人的感觉器官和大脑用来检测发现是否发生失火并给予警示；而联动灭火系统则为灭火的执行系统，就好比是人的四肢用来进行灭火的具体动作。一旦失火，火灾报警系统检测到火警信号并将其立刻发送给报警控制器。而联动灭火系统则根据报警器发出的指令驱动相对应的输入输出模块，启动消防泵、喷淋泵、开启或关闭相应的排烟口和送风口、启动排烟机和送风机、开启扩音机和相应的火灾事故广播扬声器、相应的卷帘门下降，从而实现消防联动控制。这样智能消防系统通过自动报警系统和联动灭火系统的相互之间的配合实现了对火灾的预防及治理，从而很好地保证了人们的生命和财产的安全。
1.2 火灾报警控制器的功能
1.2.1 火灾报警：只要是接收到好比报警手动开关、烟雾检测器、消火栓按钮或者是输入模块发来的火警信息时，均可以发出报警（声音加光线）的信号。
1.2.2 故障报警：在系统正常工作过程中控制器会时刻进行巡查，如果系统存在异常现象则会发出声音和光线的报警信号，并同时可以体现相应故障的类别及编号等。
1.2.3 火警优先：如果故障报警或已处理火警与火警同时出现时，则会优先处理火警信息，在火警警情得到清除后采取处理相应故障报警。
1.2.4 时钟与火灾发生时间的记忆：系统中有相对应的存储单元来储存事故发生的具体时间，时间的处理是利用相关的软件编程来实现的。
1.2.5 自检功能：系统设置了检查功能，可以时刻对报警控制器进行模拟火警检查，从而使报警系统的可靠性能得到提高。
1.3 火灾报警控制器分类
火灾报警控制器种类十分多，一般按控制的范畴大小可分为区域火灾报警控制器、集中火灾报警控制器和控制中心火灾报警控制器。壁挂式火灾报警控制器、台式火灾报警控制器和框式火灾报警控制器是按布局类型的不同来分的。而多线制火灾报警控制器和总线制火灾报警控制器是按系统布线方式来划分的。
1.4 工作原理
火灾报警控制器将火灾检测器送过来的信息加以处理并发出相应的报警信息。从工作原理上讲，不管是哪一类报警控制器都是依照统一的工作模式，即从汇集探测信号阶段到输入模块阶段，再到自动监控模块阶段，最后再到输出模块总共4个阶段。
2 单片机简介
2.1 单片机的特点
单片机具有性价比较好、电路的集成度较高、占用空间相对小、可靠性能也较高、综合控制功能强且能量消耗很低等优点。
2.2 单片机的应用
2.2.1 在智能仪表中的应用：由于单片机能进行简单的运算，所以在仪器仪表中引入单片机的使用会使仪器仪表越发智能化，从而提高测试的自动化程度和精确度，另外也能简化仪器仪表的硬件结构使其越来越小巧轻便。
2.2.2 在光机电产品中的应用：光机电一体化产品是指集合了机械、电气、气动、计算机技术于一体，具有高智能化特点的产物。
2.2.3 在实时过程控制中的应用：在实时控制过程中操纵单片机实时地对数据进行处理和控制，能使系统保持在最佳的工作状况，从而提高产品的质量和加工速度。
2.2.4 在人类生活中的应用：目前海内外各类家用电器（洗衣机、电饭锅等）已普通运用了单片机来取代传统的控制电路，逐步实现了向智能家电的过渡。
2.2.5 在其他方面的应用：单片机不单单是在以上领域得到了应用，它还广泛应用于其他不同的领域，如办公自动化领域、汽车及通信、模糊控制、商品营销领域等。
3 烟雾探测器报警电路的组成
3.1 烟雾探测器传感器的发射部分
MC系列的芯片MC14468是离子型烟雾检测报警的专门芯片，是当前产品中比较常见的传感器，它是既能检测又能进行报警的智能化传感器。当它检查出有烟雾颗粒时，它会主动驱动压电式电子元器件产生报警声，并且同时带动发光二极管以某一频率进行闪烁发光，通过声与光的配合实现报警的最佳效果。
3.2 烟雾探测器传感器的接收部分
功率放大器想要处于接受的状态，单片机就必须令TXEN端置为零，此时设备从PCB天线上接收到调频信号，调频信号会依次经功率较低的放大器放大后，再经过混频器（其作用是抑制或消除干扰）使其变成中频信号，再经过滤波功能和调制器解调后，转换为有用的数据传出。此时单片机要切换成发射模式，回送握手信号，nRF401把得到的数据再输送给单片机，经内部数据运算后送给LED的显示屏上进行显示（报警的具体信息情况），同时会驱动报警器进行报警。
3.3 温度烟雾信号采集模块
正确地选择适当的相关的传感器是报警器准确性的关键因素。综合考虑各种影响因素，一般用作采集系统的敏感元件会选择集成温度传感器ad59o（输出同绝对温度成正比）和气体传感器tgs202（能探测CO2、CO、甲烷、煤气等多种气体）。