專利名稱：紅外熱成像火災(zāi)探測(cè)報(bào)警系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種火災(zāi)探測(cè)報(bào)警系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
大多數(shù)國(guó)家是利用衛(wèi)星云圖或航空護(hù)林等監(jiān)測(cè)手段來(lái)監(jiān)測(cè)森林火災(zāi)的發(fā)生。但衛(wèi)星云圖往往受時(shí)間限制，不能做到實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)到火災(zāi)發(fā)生的過(guò)程，并且航空護(hù)林的成本高昂。森林火災(zāi)具有突發(fā)性、災(zāi)害發(fā)生的隨機(jī)性、短時(shí)間內(nèi)能造成巨大損失的特點(diǎn)。因此一旦有火警發(fā)生，必須以極快的速度采取撲救措施，撲救是否及時(shí)，大都取決于對(duì)林火行為的發(fā)現(xiàn)是否及時(shí)，分析是否準(zhǔn)確合理，決策措施是否得當(dāng)。采用先進(jìn)技術(shù)，用高科技手段來(lái)加強(qiáng)森林防火工作，在最短的時(shí)間內(nèi)作出決策和調(diào)度，從而為森林滅火贏得寶貴時(shí)間，最大 限度地減少損失是森林防火管理發(fā)展的必然趨勢(shì)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了解決現(xiàn)有的火災(zāi)探測(cè)實(shí)時(shí)性差的問(wèn)題，從而提供一種紅外熱成像火災(zāi)探測(cè)報(bào)警系統(tǒng)。紅外熱成像火災(zāi)探測(cè)報(bào)警系統(tǒng)，它包括主控中心3、N個(gè)前端圖像采集單元I和M個(gè)分控中心2，N個(gè)前端圖像采集單元I分布在待監(jiān)測(cè)區(qū)域中，主控中心3、N個(gè)前端圖像采集單元I和M個(gè)分控中心2組成局域網(wǎng)，N、M均為正整數(shù)；每個(gè)前端圖像采集單元I均包括CXD攝像機(jī)11、紅外熱像儀12、控制電路13和一號(hào)無(wú)線通信電路14 ；CCD攝像機(jī)11的CCD圖像信號(hào)輸出端與控制電路13的CCD圖像信號(hào)輸入端連接；所述CCD攝像機(jī)11的控制信號(hào)輸入端與控制電路13的CCD攝像機(jī)控制信號(hào)輸出端連接；紅外熱像儀12的紅外熱圖像信號(hào)輸出端與控制電路13的紅外熱圖像信號(hào)輸入端連接；所述紅外熱像儀12控制信號(hào)輸入端與控制電路13的紅外熱成像儀控制信號(hào)輸出端連接；一號(hào)無(wú)線通信電路14的無(wú)線信號(hào)輸入或輸出端與控制電路13的無(wú)線信號(hào)輸出或輸入端連接；每個(gè)分控中心2均包括二號(hào)無(wú)線通信電路21、計(jì)算機(jī)22和警示電路23，所述二號(hào)無(wú)線通信電路21的無(wú)線信號(hào)輸入或輸出端與計(jì)算機(jī)22的無(wú)線信號(hào)輸出或輸入端連接；所述計(jì)算機(jī)22的警示信號(hào)輸出端與警示電路23的警示信號(hào)輸入端連接；主控中心3包括三號(hào)無(wú)線通信電路31、信號(hào)處理系統(tǒng)32、顯示器33、信號(hào)發(fā)射電路34、無(wú)線式報(bào)警電路35和通訊終36 ；三號(hào)無(wú)線通信電路31的無(wú)線信號(hào)輸入或輸出端與信號(hào)處理系統(tǒng)32的無(wú)線信號(hào)輸出或輸入端連接；所述信號(hào)處理系統(tǒng)32顯示信號(hào)輸出端與顯示器33的顯示信號(hào)輸入端連接；所述信號(hào)處理系統(tǒng)32的通訊信號(hào)輸出端與信號(hào)發(fā)射電路34的通訊信號(hào)輸入端連接；信號(hào)發(fā)射電路34與無(wú)線式報(bào)警電路35和通訊終端36采用無(wú)線信號(hào)傳輸?shù)姆绞綄?shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換；所有分控中心2的二號(hào)無(wú)線通信電路21、所有前端圖像采集單元I的一號(hào)無(wú)線通信電路14和主控中心3的三號(hào)無(wú)線通信電路31組成無(wú)線通信的局域網(wǎng)。紅外熱像儀12包括紅外接收裝置121和探測(cè)器122，所述紅外接收裝置121用于探測(cè)該紅外熱像儀12所在監(jiān)測(cè)區(qū)域的紅外信號(hào)，所述紅外接收裝置121的紅外信號(hào)輸出端與探測(cè)器122的紅外信號(hào)輸入端連接；探測(cè)器122用于探測(cè)熱輻射信號(hào)；探測(cè)器122的熱輻射信號(hào)輸出端是紅外熱像儀12的紅外圖像信號(hào)輸出端。紅外熱像儀12還包括制冷劑添加裝置123，所述制冷劑添加裝置123用于向探測(cè)器122中添加制冷劑。每個(gè)前端圖像采集單元I還包括GIS地理信息系統(tǒng)15，所述GIS地理信息系統(tǒng)15的GIS地理信號(hào)輸出端與控制電路13的GIS地理信號(hào)輸入端連接。每個(gè)前端圖像采集單元I中的控制電路13為伺服計(jì)算機(jī)。
本發(fā)明采用CCD的方式以及紅外熱輻射探測(cè)的方式，實(shí)現(xiàn)待監(jiān)測(cè)區(qū)域中火災(zāi)情況的24小時(shí)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)；本發(fā)明應(yīng)用于森林管護(hù)區(qū)中時(shí)，可實(shí)現(xiàn)森林管護(hù)區(qū)的遠(yuǎn)距離全天候監(jiān)測(cè)，單套系統(tǒng)最大可監(jiān)測(cè)面積近500平方公里，且不受煙、霧、光線等自然條件限制，對(duì)著火點(diǎn)精確定位。系統(tǒng)對(duì)火情自動(dòng)識(shí)別并預(yù)警，實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守方式，對(duì)火情無(wú)漏報(bào)誤報(bào)。


圖I是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是一個(gè)前端圖像采集單元的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是一個(gè)分控中心的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是主控中心的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是具體實(shí)施方式
六中的簡(jiǎn)易信號(hào)源的電路原理圖；圖6是具體實(shí)施方式
六中的簡(jiǎn)易信號(hào)源生成網(wǎng)絡(luò)表的原理示意圖。
具體實(shí)施例方式具體實(shí)施方式
一、結(jié)合圖I至圖4說(shuō)明本具體實(shí)施方式
，紅外熱成像火災(zāi)探測(cè)報(bào)警系統(tǒng)，它包括主控中心3、N個(gè)前端圖像采集單元I和M個(gè)分控中心2，N個(gè)前端圖像采集單元I分布在待監(jiān)測(cè)區(qū)域中，主控中心3、N個(gè)前端圖像采集單元I和M個(gè)分控中心2組成局域網(wǎng)，N、M均為正整數(shù)；每個(gè)前端圖像采集單元I均包括CXD攝像機(jī)11、紅外熱像儀12、控制電路13和一號(hào)無(wú)線通信電路14 ；CCD攝像機(jī)11的CCD圖像信號(hào)輸出端與控制電路13的CCD圖像信號(hào)輸入端連接；所述CCD攝像機(jī)11的控制信號(hào)輸入端與控制電路13的CCD攝像機(jī)控制信號(hào)輸出端連接；紅外熱像儀12的紅外熱圖像信號(hào)輸出端與控制電路13的紅外熱圖像信號(hào)輸入端連接；所述紅外熱像儀12控制信號(hào)輸入端與控制電路13的紅外熱成像儀控制信號(hào)輸出端連接；一號(hào)無(wú)線通信電路14的無(wú)線信號(hào)輸入或輸出端與控制電路13的無(wú)線信號(hào)輸出或輸入端連接；每個(gè)分控中心2均包括二號(hào)無(wú)線通信電路21、計(jì)算機(jī)22和警示電路23，所述二號(hào)無(wú)線通信電路21的無(wú)線信號(hào)輸入或輸出端與計(jì)算機(jī)22的無(wú)線信號(hào)輸出或輸入端連接；所述計(jì)算機(jī)22的警示信號(hào)輸出端與警示電路23的警示信號(hào)輸入端連接；主控中心3包括三號(hào)無(wú)線通信電路31、信號(hào)處理系統(tǒng)32、顯示器33、信號(hào)發(fā)射電路34、無(wú)線式報(bào)警電路35和通訊終36 ；三號(hào)無(wú)線通信電路31的無(wú)線信號(hào)輸入或輸出端與信號(hào)處理系統(tǒng)32的無(wú)線信號(hào)輸出或輸入端連接；所述信號(hào)處理系統(tǒng)32顯示信號(hào)輸出端與顯示器33的顯示信號(hào)輸入端連接；所述信號(hào)處理系統(tǒng)32的通訊信號(hào)輸出端與信號(hào)發(fā)射電路34的通訊信號(hào)輸入端連接；信號(hào)發(fā)射電路34與無(wú)線式報(bào)警電路35和通訊終端36采用無(wú)線信號(hào)傳輸?shù)姆绞綄?shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換；所有分控中心2的二號(hào)無(wú)線通信電路21、所有前端圖像采集單元I的一號(hào)無(wú)線通信電路14和主控中心3的三號(hào)無(wú)線通信電路31組成無(wú)線通信的局域網(wǎng)。
具體實(shí)施方式
二、本具體實(shí)施方式
與具體實(shí)施方式
一所述的紅外熱成像火災(zāi)探測(cè)報(bào)警系統(tǒng)的區(qū)別在于，紅外熱像儀12包括紅外接收裝置121和探測(cè)器122，所述紅外接收裝置121用于探測(cè)該紅外熱像儀12所在監(jiān)測(cè)區(qū)域的紅外信號(hào)，所述紅外接收裝置121的紅外信號(hào)輸出端與探測(cè)器122的紅外信號(hào)輸入端連接；探測(cè)器122用于探測(cè)熱輻射信號(hào)；探測(cè)器122的熱輻射信號(hào)輸出端是紅外熱像儀12的紅外圖像信號(hào)輸出端。
具體實(shí)施方式
三、本具體實(shí)施方式
與具體實(shí)施方式
二所述的紅外熱成像火災(zāi)探測(cè)報(bào)警系統(tǒng)的區(qū)別在于，紅外熱像儀12還包括制冷劑添加裝置123，所述制冷劑添加裝置123用于向探測(cè)器122中添加制冷劑。
具體實(shí)施方式
四、本具體實(shí)施方式
與具體實(shí)施方式
三所述的紅外熱成像火災(zāi)探測(cè)報(bào)警系統(tǒng)的區(qū)別在于，每個(gè)前端圖像采集單元I還包括GIS地理信息系統(tǒng)15，所述GIS地理信息系統(tǒng)15的GIS地理信號(hào)輸出端與控制電路13的GIS地理信號(hào)輸入端連接。原理本發(fā)明利用可見(jiàn)光CXD攝像機(jī)對(duì)所需監(jiān)視的區(qū)域進(jìn)行全方位監(jiān)視；利用紅外熱像儀對(duì)所需監(jiān)視的區(qū)域進(jìn)行全方位全天候監(jiān)視；紅外熱像儀對(duì)整個(gè)監(jiān)視區(qū)域的火源進(jìn)行全天候監(jiān)測(cè)，如有火情防火軟件可做出報(bào)警，如聲光報(bào)警、無(wú)線報(bào)報(bào)警、網(wǎng)絡(luò)客戶端報(bào)警、短信報(bào)警等報(bào)警形式，報(bào)警內(nèi)容包括火源點(diǎn)的GIS地理信息等。系統(tǒng)工作模式采用可無(wú)人值守模式設(shè)計(jì)，系統(tǒng)開(kāi)關(guān)機(jī)、報(bào)警及巡視實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)完成，能準(zhǔn)確對(duì)有火情的區(qū)域進(jìn)行分析和報(bào)警。通過(guò)數(shù)字云臺(tái)可對(duì)需要探測(cè)區(qū)域進(jìn)行精確掃描，探測(cè)區(qū)域可任意設(shè)置(可選部分)。全天候監(jiān)測(cè)，如環(huán)境(白天、黑夜、照明等)、氣候(陰天、下雨、霧天等)、溫度(一45°C至+65°C)對(duì)火災(zāi)識(shí)別自動(dòng)報(bào)警無(wú)任何影響，可實(shí)現(xiàn)全天候?qū)α謪^(qū)的監(jiān)視。發(fā)生火災(zāi)時(shí)，紅外和視頻可對(duì)現(xiàn)場(chǎng)撲救實(shí)施調(diào)度指揮，撲救。對(duì)現(xiàn)場(chǎng)有無(wú)熱源進(jìn)行實(shí)操觀測(cè)，杜絕再次復(fù)燃的可能性?；痣U(xiǎn)等級(jí)自動(dòng)預(yù)警，前端氣象信息自動(dòng)采集顯示，包括前端監(jiān)控點(diǎn)的風(fēng)力、風(fēng)向、氣溫、溫度等。衛(wèi)星云圖往往受時(shí)間限制，不能做到實(shí)時(shí)時(shí)發(fā)現(xiàn)火災(zāi)的發(fā)生。進(jìn)而導(dǎo)致森林火災(zāi)覆蓋面積比較的大。航空護(hù)林成本比較的高。而紅外熱成像儀結(jié)合GIS地理信息系統(tǒng)準(zhǔn)確定位、全天候即不受煙、霧、光線等自然條件限制、林火自動(dòng)識(shí)別報(bào)警智能化即系統(tǒng)對(duì)火情自動(dòng)識(shí)別并預(yù)警，實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守方式、對(duì)火情無(wú)漏報(bào)誤報(bào)。只要技術(shù)指標(biāo)如下I)、火災(zāi)識(shí)別預(yù)警時(shí)間20毫秒；2)、最遠(yuǎn)探測(cè)距離13千米；3)、誤報(bào)率0 ；4)、準(zhǔn)確率100%;5 )、準(zhǔn)確定位火災(zāi)地點(diǎn)的水平和垂直角度。
具體實(shí)施方式
五、本具體實(shí)施方式
與具體實(shí)施方式
四所述的紅外熱成像火災(zāi)探測(cè)報(bào)警系統(tǒng)的區(qū)別在于，每個(gè)前端圖像采集單元I中的控制電路13為伺服計(jì)算機(jī)。
具體實(shí)施方式
六、本具體實(shí)施方式
與具體實(shí)施方式
五所述的紅外熱成像火災(zāi)探測(cè)報(bào)警系統(tǒng)的區(qū)別在于，通訊終端36為移動(dòng)電話。本系統(tǒng)采用的主要設(shè)備為焦平面探測(cè)器、紅外熱成像硬碳膜鏡頭、光電轉(zhuǎn)換裝置、后續(xù)電路板等主要折本。其中焦平面探測(cè)器為現(xiàn)有成熟關(guān)鍵設(shè)備，光電轉(zhuǎn)換裝置及后續(xù)電路板。電路處理上具有如下特點(diǎn)①可在I小時(shí)內(nèi)制作出一塊高精度的單/雙面電路板；②節(jié)省90%的樣板開(kāi)發(fā)費(fèi)用；
③線徑寬度最小可達(dá)4mi I (O. lmm)；④制作簡(jiǎn)單，保證100%制作成功；⑤制板儀主要部件均為進(jìn)口材料；⑥制板儀含標(biāo)準(zhǔn)配置，可馬上動(dòng)手制作電路板；進(jìn)行電路原理圖的設(shè)計(jì)主要是為了生成相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)表，為后面的印制電路板的設(shè)計(jì)做好準(zhǔn)備。生成網(wǎng)絡(luò)表網(wǎng)絡(luò)表是電路原理圖設(shè)計(jì)與印刷電路板設(shè)計(jì)之間的一座橋梁，它是電路板自動(dòng)布線的靈魂。網(wǎng)絡(luò)表可以從電路原理圖中獲得,也可從印刷電路板中提取。設(shè)計(jì)好電路原理圖后，先進(jìn)行電氣規(guī)則檢查(執(zhí)行Tool/ERC操作)，接著執(zhí)行Design/Create Netlist操作，即可生成網(wǎng)絡(luò)表。如果網(wǎng)絡(luò)表有錯(cuò)，我們應(yīng)返回去修改電路原理圖，直到生成的網(wǎng)絡(luò)表沒(méi)有錯(cuò)誤為止。圖5是簡(jiǎn)易信號(hào)源的電路原理圖；圖6是根據(jù)前面已經(jīng)設(shè)計(jì)好的簡(jiǎn)易信號(hào)源電路原理圖生成的網(wǎng)絡(luò)表。
權(quán)利要求
1.紅外熱成像火災(zāi)探測(cè)報(bào)警系統(tǒng)，其特征是它包括主控中心(3)、N個(gè)前端圖像采集單元(I)和M個(gè)分控中心(2)，N個(gè)前端圖像采集單元(I)分布在待監(jiān)測(cè)區(qū)域中，主控中心(3)、N個(gè)前端圖像采集單元(I)和M個(gè)分控中心(2)組成局域網(wǎng)，N、M均為正整數(shù)； 每個(gè)前端圖像采集單元(I)均包括CXD攝像機(jī)(11)、紅外熱像儀(12)、控制電路(13)和一號(hào)無(wú)線通信電路(14);CXD攝像機(jī)(11)的CXD圖像信號(hào)輸出端與控制電路(13)的CXD圖像信號(hào)輸入端連接；所述CXD攝像機(jī)(11)的控制信號(hào)輸入端與控制電路(13)的C⑶攝像機(jī)控制信號(hào)輸出端連接；紅外熱像儀(12)的紅外熱圖像信號(hào)輸出端與控制電路(13)的紅外熱圖像信號(hào)輸入端連接；所述紅外熱像儀(12)控制信號(hào)輸入端與控制電路(13)的紅外熱成像儀控制信號(hào)輸出端連接；一號(hào)無(wú)線通信電路(14)的無(wú)線信號(hào)輸入或輸出端與控制電路(13)的無(wú)線信號(hào)輸出或輸入端連接； 每個(gè)分控中心(2)均包括二號(hào)無(wú)線通信電路(21)、計(jì)算機(jī)(22)和警示電路(23)，所述二號(hào)無(wú)線通信電路(21)的無(wú)線信號(hào)輸入或輸出端與計(jì)算機(jī)(22)的無(wú)線信號(hào)輸出或輸入端連接；所述計(jì)算機(jī)(22)的警示信號(hào)輸出端與警示電路(23)的警示信號(hào)輸入端連接；主控中心(3)包括三號(hào)無(wú)線通信電路(31)、信號(hào)處理系統(tǒng)(32)、顯示器(33)、信號(hào)發(fā)射電路(34)、無(wú)線式報(bào)警電路(35)和通訊終端(36)； 三號(hào)無(wú)線通信電路(31)的無(wú)線信號(hào)輸入或輸出端與信號(hào)處理系統(tǒng)(32)的無(wú)線信號(hào)輸出或輸入端連接；所述信號(hào)處理系統(tǒng)(32)顯示信號(hào)輸出端與顯示器(33)的顯示信號(hào)輸入端連接；所述信號(hào)處理系統(tǒng)(32)的通訊信號(hào)輸出端與信號(hào)發(fā)射電路(34)的通訊信號(hào)輸入端連接；信號(hào)發(fā)射電路(34 )與無(wú)線式報(bào)警電路(35 )和通訊終端(36 )采用無(wú)線信號(hào)傳輸?shù)姆绞綄?shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換； 所有分控中心(2)的二號(hào)無(wú)線通信電路(21)、所有前端圖像采集單元(I)的一號(hào)無(wú)線通信電路(14)和主控中心(3)的三號(hào)無(wú)線通信電路(31)組成無(wú)線通信的局域網(wǎng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的紅外熱成像火災(zāi)探測(cè)報(bào)警系統(tǒng)，其特征在于紅外熱像儀(12)包括紅外接收裝置(121)和探測(cè)器(122)，所述紅外接收裝置(121)用于探測(cè)該紅外熱像儀(12)所在監(jiān)測(cè)區(qū)域的紅外信號(hào)，所述紅外接收裝置(121)的紅外信號(hào)輸出端與探測(cè)器(122)的紅外信號(hào)輸入端連接；探測(cè)器(122)用于探測(cè)熱輻射信號(hào)；探測(cè)器(122)的熱輻射信號(hào)輸出端是紅外熱像儀(12)的紅外圖像信號(hào)輸出端。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的紅外熱成像火災(zāi)探測(cè)報(bào)警系統(tǒng)，其特征在于紅外熱像儀(12)還包括制冷劑添加裝置(123)，所述制冷劑添加裝置(123)用于向探測(cè)器(122)中添加制冷劑。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的紅外熱成像火災(zāi)探測(cè)報(bào)警系統(tǒng)，其特征在于每個(gè)前端圖像采集單元(I)還包括GIS地理信息系統(tǒng)(15)，所述GIS地理信息系統(tǒng)(15)的GIS地理信號(hào)輸出端與控制電路(13)的GIS地理信號(hào)輸入端連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的紅外熱成像火災(zāi)探測(cè)報(bào)警系統(tǒng)，其特征在于每個(gè)前端圖像采集單元(I)中的控制電路(13 )為伺服計(jì)算機(jī)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的紅外熱成像火災(zāi)探測(cè)報(bào)警系統(tǒng)，其特征在于通訊終端(36)為移動(dòng)電話。
全文摘要
紅外熱成像火災(zāi)探測(cè)報(bào)警系統(tǒng)，涉及一種火災(zāi)探測(cè)報(bào)警系統(tǒng)。它是為了解決現(xiàn)有的火災(zāi)探測(cè)實(shí)時(shí)性差的問(wèn)題。本發(fā)明包括主控中心、N個(gè)前端圖像采集單元和M個(gè)分控中心，N個(gè)前端圖像采集單元分布在待監(jiān)測(cè)區(qū)域中，主控中心、N個(gè)前端圖像采集單元和M個(gè)分控中心均接入局域網(wǎng)。每個(gè)前端圖像采集單元采用CCD攝像機(jī)和紅外熱像儀進(jìn)行24小時(shí)的圖像采集。本發(fā)明適用于森林管護(hù)區(qū)的火災(zāi)探測(cè)報(bào)警。
文檔編號(hào)G08B17/12GK102881110SQ20121041344
公開(kāi)日2013年1月16日 申請(qǐng)日期2012年10月25日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月25日
發(fā)明者張武民 申請(qǐng)人:哈爾濱市拓金科技發(fā)展有限公司