本實(shí)用新型涉及電子技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種森林防火前端煙火識(shí)別系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

森林火災(zāi)給各國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶來(lái)的損失是非常巨大的，世界各國(guó)在防火、滅火上都投入了巨大的人力、物力。在提高傳統(tǒng)防火設(shè)備防火效果的同時(shí)，許多研究者們開(kāi)始致力于研究如何及早的發(fā)現(xiàn)火災(zāi)，將火災(zāi)消滅在萌芽狀態(tài)。

目前在絕大部分場(chǎng)合還是使用感煙、感溫、感光及復(fù)合型探測(cè)器，由于受到各種因素(空間高度、空氣流速等)的影響，或因?yàn)楸槐Ｗo(hù)場(chǎng)所的特殊要求，這些技術(shù)會(huì)遇到各種困難而失去效用。且傳統(tǒng)的感煙、感溫火災(zāi)探測(cè)技術(shù)也存在一些難以解決的缺陷，比如探測(cè)器必須安裝在起火點(diǎn)附近，否則將無(wú)法有效地探測(cè)到災(zāi)害的發(fā)生。

傳統(tǒng)火災(zāi)探測(cè)技術(shù)基本上屬于接觸型被動(dòng)方式，這種探測(cè)系統(tǒng)如果應(yīng)用在高大空間內(nèi)(如火車候車廳、飛機(jī)庫(kù)和大倉(cāng)庫(kù)等)、室外或有強(qiáng)氣流的場(chǎng)所(如各種庫(kù)區(qū)、海上鉆井平臺(tái)、天井式建筑、隧道等)，很難或無(wú)法進(jìn)行有效探測(cè)。因此這些場(chǎng)所的防火始終是困擾研究人員和消防人員的難題。對(duì)于被保護(hù)空間高度介于12-20米之間時(shí)，由于火災(zāi)發(fā)生時(shí)產(chǎn)生的煙霧很難到達(dá)房間頂部，因而一般不適宜安裝點(diǎn)型感煙火災(zāi)探測(cè)器進(jìn)行火災(zāi)監(jiān)測(cè)和報(bào)警。而對(duì)于保護(hù)空間長(zhǎng)度超過(guò)100 米以上和空氣氣流流速過(guò)快的大型空間建筑，紅外光束感煙火災(zāi)探測(cè)器很難施展其作用。高靈敏度吸氣式探測(cè)器受采樣點(diǎn)位置的限制較強(qiáng)，如果發(fā)生火災(zāi)時(shí)，火源距離采樣點(diǎn)距離較遠(yuǎn)，則火災(zāi)信號(hào)從火源到達(dá)采樣點(diǎn)耗費(fèi)的時(shí)間會(huì)延長(zhǎng)報(bào)警時(shí)間。其它一些探測(cè)技術(shù)如紅外紫外探測(cè)技術(shù)，基于光譜分析，需要使用一些非常昂貴的光學(xué)設(shè)備，成本較高。

隨著數(shù)字圖像理論的不斷完善和應(yīng)用的不斷出現(xiàn)，研究者們開(kāi)始借助于利用視頻圖像處理的方法來(lái)提前發(fā)現(xiàn)火災(zāi)。眾所周知，許多燃燒物在開(kāi)始燃燒直至出現(xiàn)火苗的過(guò)程中，甚至是在火燃燒旺盛過(guò)程中都會(huì)伴隨有煙的產(chǎn)生，因此，研究如何利用視頻處理的方法來(lái)檢測(cè)煙霧可以提前發(fā)現(xiàn)火災(zāi)。

圖像型火災(zāi)探測(cè)技術(shù)主要是依靠視頻處理、圖像處理、模式識(shí)別等理論，對(duì)實(shí)拍的視頻序列進(jìn)行處理，從中檢測(cè)出和火災(zāi)模式相同的視頻運(yùn)動(dòng)，進(jìn)行判斷并采取適當(dāng)行動(dòng)。

現(xiàn)有的圖像型火災(zāi)探測(cè)技術(shù)對(duì)森林火災(zāi)的探測(cè)主要基于后端軟件的計(jì)算識(shí)別以及測(cè)算，在某些不具備有線網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)纳汁h(huán)境中，則采用無(wú)線網(wǎng)橋式傳輸，這種方式的主要缺陷在于森林室外的天氣對(duì)網(wǎng)絡(luò)傳輸有很大影響，在環(huán)境惡劣的天氣下無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的信號(hào)強(qiáng)度會(huì)降低，傳輸效率受到很大程度的影響，而復(fù)雜的有線網(wǎng)絡(luò)也會(huì)由于網(wǎng)絡(luò)的錯(cuò)綜復(fù)雜在某些情況下出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中斷，造成前段設(shè)備無(wú)法正常運(yùn)行，使得整個(gè)防火系統(tǒng)癱瘓。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種森林防火前端煙火識(shí)別系統(tǒng)，從而可以降低無(wú)線網(wǎng)絡(luò)對(duì)傳輸系統(tǒng)的影響，且能夠使系統(tǒng)在通電后即使網(wǎng)絡(luò)不穩(wěn)定的情況下也可以實(shí)現(xiàn)監(jiān)控。

為了解決上述問(wèn)題，本實(shí)用新型公開(kāi)了一種森林防火前端煙火識(shí)別系統(tǒng)，包括攝像機(jī)、視頻采集卡、中央處理器、電動(dòng)云臺(tái)、電源，其中攝像機(jī)安裝在電動(dòng)云臺(tái)上；電源與中央處理器連接；攝像機(jī)通過(guò)視頻采集卡與中央處理器連接；電動(dòng)云臺(tái)通過(guò)串口芯片與中央處理器連接；中央處理器通過(guò)串口芯片與以太網(wǎng)連接，用于傳輸數(shù)據(jù)。

進(jìn)一步地，中央處理器為基于嵌入式linux操作系統(tǒng)的信息處理裝置。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型包括以下優(yōu)點(diǎn)：

由于本實(shí)施例中采用攝像機(jī)以及視頻采集卡獲取數(shù)據(jù)，視頻采集卡輸入的是BNC模擬視頻格式，BNC模擬視頻格式不受攝像機(jī)品牌限制，因此能夠兼容多廠家品牌攝像機(jī)，兼容性強(qiáng)；電動(dòng)云臺(tái)通過(guò)串口芯片與中央處理器連接，避免了以往網(wǎng)絡(luò)控制造成的控制與識(shí)別的不同步問(wèn)題造成的降低識(shí)別率的問(wèn)題；基于linux嵌入式系統(tǒng)軟件運(yùn)行更加穩(wěn)定可靠，而通過(guò)對(duì)中央處理器內(nèi)部巡航軌跡進(jìn)行設(shè)置，就可以實(shí)時(shí)性對(duì)森林火災(zāi)做360°不間斷循環(huán)掃描；可以降低無(wú)線網(wǎng)絡(luò)對(duì)傳輸系統(tǒng)的影響，且能夠使系統(tǒng)在通電后即使網(wǎng)絡(luò)不穩(wěn)定的情況下也可以實(shí)現(xiàn)監(jiān)控。

附圖說(shuō)明

圖1是根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的一種森林防火前端煙火識(shí)別系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

為使本實(shí)用新型的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。

圖1是根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的一種森林防火前端煙火識(shí)別系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，本實(shí)施例中的森林防火前端煙火識(shí)別系統(tǒng)包括攝像機(jī)11、視頻采集卡12、中央處理器13、電動(dòng)云臺(tái)14、電源15。其中，攝像機(jī)11安裝在電動(dòng)云臺(tái)14上，電源15與中央處理器13連接，攝像機(jī)11通過(guò)視頻采集卡12與中央處理器13連接。

其中，電動(dòng)云臺(tái)14通過(guò)串口芯片17與中央處理器13連接，如通過(guò)RS485與中央處理器13連接，控制電動(dòng)云臺(tái)14 360°巡航掃描，在每個(gè)位置進(jìn)行固定點(diǎn)掃描，從而保證對(duì)電動(dòng)云臺(tái)14操作的實(shí)時(shí)性，去除了由于網(wǎng)絡(luò)環(huán)境影響造成的云臺(tái)不受控制，達(dá)到對(duì)林區(qū)環(huán)境煙霧區(qū)域掃描的實(shí)時(shí)準(zhǔn)確性。

且中央處理器13通過(guò)串口芯片17與以太網(wǎng)16連接，發(fā)送運(yùn)行狀態(tài)和報(bào)警信號(hào)等信息，用于向外界傳輸數(shù)據(jù)。

用視頻處理進(jìn)行火災(zāi)探測(cè)時(shí)，首先用固定在電動(dòng)云臺(tái)14上的攝像機(jī)11對(duì)森林環(huán)境做360°掃描，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境進(jìn)行監(jiān)控，將攝像機(jī) 11獲取的視頻序列經(jīng)視頻采集卡12轉(zhuǎn)化成數(shù)字圖像并將信號(hào)發(fā)送至中央處理器13中，利用中央處理器13內(nèi)設(shè)置好的算法來(lái)檢測(cè)視頻中的煙霧，通過(guò)對(duì)圖像的實(shí)時(shí)分析與計(jì)算檢測(cè)森林區(qū)域內(nèi)是否有煙霧的存在，并在與以太網(wǎng)16連接的局域網(wǎng)內(nèi)客戶端監(jiān)視器上顯示并報(bào)警，在畫面中標(biāo)識(shí)出煙霧的具體位置，及時(shí)通知專職人員去進(jìn)行相關(guān)處理。基于視頻處理的火災(zāi)檢測(cè)方法響應(yīng)速度比較快，探測(cè)及時(shí)準(zhǔn)確，信息直觀豐富。

由于本實(shí)施例中采用攝像機(jī)11以及視頻采集卡12獲取數(shù)據(jù)，直接通過(guò)視頻采集卡12采集攝像機(jī)11的視頻流數(shù)據(jù)后就發(fā)送至中央處理器13進(jìn)行處理并進(jìn)行識(shí)別，因此相比于傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)傳輸圖像后端識(shí)別計(jì)算，本實(shí)施例中將識(shí)別計(jì)算過(guò)程集成于前段中央處理器13中，僅在出現(xiàn)煙霧的時(shí)才發(fā)送圖像信息。由于視頻的采集在網(wǎng)絡(luò)帶寬中占很高的帶寬使用率，采用本實(shí)施例中的這種識(shí)別及報(bào)警模式，避免了由網(wǎng)絡(luò)向后端傳輸圖像所造成的圖像不流暢等網(wǎng)絡(luò)因素的影響，只是將復(fù)雜的圖像運(yùn)算所得到的結(jié)果傳輸給后端的監(jiān)控器，這樣就大大減少了網(wǎng)絡(luò)因素所帶來(lái)的影響，從而使系統(tǒng)在通電后即使網(wǎng)絡(luò)不穩(wěn)定的情況下都可以使用。

同時(shí)，由于本實(shí)施例中采用攝像機(jī)11以及視頻采集卡12獲取數(shù)據(jù)，視頻采集卡12輸入的是BNC模擬視頻格式，BNC模擬視頻格式不受攝像機(jī)品牌限制，因此能夠兼容多廠家品牌攝像機(jī)，兼容性強(qiáng)。電動(dòng)云臺(tái)14通過(guò)串口芯片17與中央處理器13連接，避免了以往網(wǎng)絡(luò)控制造成的控制與識(shí)別的不同步問(wèn)題造成的降低識(shí)別率的問(wèn)題。而通過(guò)對(duì)中央處理器13內(nèi)部設(shè)置的巡航軌跡，就可以實(shí)時(shí)性對(duì)森林火災(zāi)做360°不間斷循環(huán)掃描。

本實(shí)施例中的中央處理器13采用的為基于嵌入式linux操作系統(tǒng)的信息處理裝置，具備RJ45 10M/100M自適應(yīng)以太網(wǎng)口，RS485控制線，VGA、HDMI視頻輸出，BNC視頻4路960H輸入，16M FLASH，外接usb接口，12V電源輸入和狀態(tài)指示燈。從而保持軟件穩(wěn)定性，同時(shí)每天定時(shí)的對(duì)軟件重置以及內(nèi)存優(yōu)化保證軟件運(yùn)行狀態(tài)良好。

綜上所述，本實(shí)用新型實(shí)施例的森林防火前端煙火識(shí)別系統(tǒng)與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下有益效果：

由于本實(shí)施例中采用攝像機(jī)以及視頻采集卡獲取數(shù)據(jù)，視頻采集卡輸入的是BNC模擬視頻格式，BNC模擬視頻格式不受攝像機(jī)品牌限制，因此能夠兼容多廠家品牌攝像機(jī)，兼容性強(qiáng)；電動(dòng)云臺(tái)通過(guò)串口芯片與中央處理器連接，避免了以往網(wǎng)絡(luò)控制造成的控制與識(shí)別的不同步問(wèn)題造成的降低識(shí)別率的問(wèn)題；基于linux嵌入式系統(tǒng)軟件運(yùn)行更加穩(wěn)定可靠，而通過(guò)對(duì)中央處理器內(nèi)部巡航軌跡進(jìn)行設(shè)置，就可以實(shí)時(shí)性對(duì)森林火災(zāi)做360°不間斷循環(huán)掃描。并且可以降低無(wú)線網(wǎng)絡(luò)對(duì)傳輸系統(tǒng)的影響，且能夠使系統(tǒng)在通電后即使網(wǎng)絡(luò)不穩(wěn)定的情況下也可以實(shí)現(xiàn)監(jiān)控。

以上對(duì)本實(shí)用新型提供的一種森林防火前端煙火識(shí)別系統(tǒng)進(jìn)行了詳細(xì)介紹，本文中應(yīng)用了具體個(gè)例對(duì)本實(shí)用新型的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說(shuō)明只是用于幫助理解本實(shí)用新型的方法及其核心思想；同時(shí)，對(duì)于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本實(shí)用新型的思想，在具體實(shí)施方式及應(yīng)用范圍上均會(huì)有改變之處，綜上所述，本說(shuō)明書(shū)內(nèi)容不應(yīng)理解為對(duì)本實(shí)用新型的限制。