摘要：為了監測森林火險因于和著火點，并及時預防和消滅火災，提出了基于ZigBee的森林火災監測系統設計，系統由信息采集、無線收發、火災監控功能模塊組成。系統采用煙霧傳感器、溫濕度傳感器、風力傳感器采集各林區的環境參數信息，基于JN5139無線微控制器實現無線通信功能，并對傳感器采集的環境參數數據進行處理和分析，監控中心根據分析結果實現火險預報、火情監測、應急預案功能。基于ZigBee的森林火災監測系統可以實時監測林區環境參數信息，從而及時地預防森林火災的發生或高效地實施火災救援工作。
關鍵詞：Zigbee；森林火災；傳感器；JN513

森林是林木、伴生植物、動物及其與環境的綜合體。它是地球上的凈化庫、基因庫、碳貯庫、蓄水庫和能源庫，對維系整個地球的生態平衡起著至關重要的作用，是人類賴以生存和發展的資源和環境，具有經濟、生態和社會三大效益。但是由于異常自然或非法人為因素，森林會發生一些火災，森林火災是一種突發性強，破壞性大，處置救助較為困難的自然災害，如果森林發生火災，將會對林木、生命財產、生態系統、社會造成嚴重的危害。森林火災監測是森林防火的重要基礎。目前，我國森林防火主要采用人工巡邏的方式，由于森林面積大，及時、準確地發現火源存在一定的難度。
針對森林火災監測的重要性和不足之處，本文提出基于ZigBee無線傳感網技術設計森林火災監測系統。該系統可以實時采集林區的相關環境參數，為相關部門預警和滅火提供重要的決策依據。

1 森林火災監測系統總體設計
在森林火災監測中，林中空氣的溫度和濕度會影響可燃物物理性質，它們是森林火險變化的重要指標，是火災監測的重要參數。當有林火發生時，林中的煙霧濃度和風向是火災蔓延的重要因素。因此，溫度、濕度、風向與風速、煙霧濃度是森林火災監測的關鍵參數，森林火災監測系統需要實時采集森林中各個位置的這些環境參數，并將這些參數值傳輸到監控中心進行處理，就可以發現火災易發或已發區域，從而及時地消滅火災。森林是一個高密度樹木區域，樹木的分布具有距離短、面積廣、隨機的特性，本文提出采用基于ZigBee技術的無線傳感器網絡對森林火災進行監控。ZigBee是一種低成本，低功耗、近距離、低復雜度、自組織的無線組網通訊技術。ZigBee無線傳感器網絡，與現有的有線系統相比，ZigBee無線解決方案的優勢在于靈活的安裝布置、低廉的安裝費用、耗能低、可靠性高，因此基于ZigBee無線傳感器網絡適用于森林火災實時監測。
1．1 森林火災監測系統結構
在森林火災監測系統中，需要進行信息采集、處理、傳輸，控制結果輸出執行等操作。傳感器節點是構成無線傳感器網的基本要素，具有信息采集、信息處理和無線通信功能，它們既是數據包傳輸的發起者，也是數據包的轉發者。傳感器節點被隨機、密集地布設在森林中，各林區的傳感器節點自組織成簇，傳感器節點為簇成員，負責林區環境信息的采集。傳感器節點將采集的數據傳送到簇首節點，簇首節點負責對采集簇內信息采集節點的數據融合，然后傳送給匯聚點，匯聚節點以多跳的方式與各簇首節點通信，收集各林區環境信息，將數據送到控制中心，控制中心進行綜合處理，監測各林區火險情況。森林火災監測系統結構如圖1所示。