專利名稱：基于視頻檢測的嵌入式森林火災(zāi)預(yù)警系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種對森林進(jìn)行火災(zāi)檢測和報警的裝置，具體地說是一種利用低功耗嵌入式技術(shù)，以及數(shù)字圖像處理技術(shù)，自動檢測視頻信號，判斷是否發(fā)生火情，并通過無線網(wǎng)絡(luò)將警報、現(xiàn)場畫面等相關(guān)信息傳送給監(jiān)控中心的預(yù)警系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
森林火災(zāi)是全球性的林業(yè)重要災(zāi)害之一，每年都會造成林木資源的重大損失和大范圍的環(huán)境污染。目前針對森林火災(zāi)的監(jiān)測，主要采用人工瞭望或者遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控的方法。人工瞭望的方式比較落后，難以及時發(fā)現(xiàn)火情，往往延誤撲火時間，造成嚴(yán)重后果。利用數(shù)字視頻技術(shù)和現(xiàn)代通信技術(shù)設(shè)計的遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控系統(tǒng)，其工作方式主要為在林區(qū)各監(jiān)測點安置攝像頭，并通過有線或無線數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)將實時畫面送達(dá)監(jiān)控中心，由中心工作人員實施監(jiān)控。雖然此類系統(tǒng)避免了直接派駐人員的麻煩，可以一定程度上提高火災(zāi)警報的及時性，但實時視頻的傳輸需要龐大且昂貴的通信網(wǎng)絡(luò)保證。此外，發(fā)生火災(zāi)的情況相對比較少，故多數(shù)時候系統(tǒng)傳送的是安全狀況下的畫面。但由于火情發(fā)生難以預(yù)測，理論上工作人員必須24小時不間斷地監(jiān)視各監(jiān)測點傳送的視頻，否則依然可能延誤火情的發(fā)現(xiàn)。此類預(yù)警系統(tǒng)的工作效率并不高。研究表明，可以將遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)與嵌入式技術(shù)和數(shù)字圖像處理技術(shù)相結(jié)合，首先在監(jiān)測點對視頻信號進(jìn)行火情的智能識別處理，并僅在自動檢測到異常的情況下傳送相關(guān)數(shù)據(jù)到監(jiān)控中心。這樣的預(yù)警方式可以有效避免現(xiàn)有遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的種種不足。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有遠(yuǎn)程監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)所具有的嚴(yán)重依賴人工監(jiān)督、需要高成本通信網(wǎng)絡(luò)的支持等缺點，本發(fā)明提供一種基于視頻檢測的嵌入式森林火災(zāi)預(yù)警系統(tǒng)。該系統(tǒng)在林區(qū)各監(jiān)測點采集到視頻數(shù)據(jù)之后，對其進(jìn)行火情識別處理，并在監(jiān)測到異常后通過無線網(wǎng)絡(luò)傳送警報和相關(guān)數(shù)據(jù)到監(jiān)控中心。
本發(fā)明通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)預(yù)警系統(tǒng)由中心監(jiān)控站和若干監(jiān)測點構(gòu)成，其特征是監(jiān)測點部分包含監(jiān)測攝像頭、嵌入式視頻處理設(shè)備和GPRS(通用無線分組業(yè)務(wù))數(shù)據(jù)傳輸模塊，其中攝像頭和GPRS數(shù)據(jù)傳輸模塊均與嵌入式視頻處理設(shè)備相連接；中心監(jiān)控站主要包含終端控制器，終端控制器可以是具有數(shù)據(jù)處理功能的，連接至因特網(wǎng)并擁有公網(wǎng)IP地址的計算機。攝像頭將采集到的視頻信息傳送給嵌入式視頻處理設(shè)備，由該設(shè)備負(fù)責(zé)對數(shù)據(jù)進(jìn)行識別分析，并在必要時(即發(fā)現(xiàn)火情時)將相關(guān)信息通過GRPS數(shù)據(jù)傳輸模塊傳送給中心監(jiān)控站的終端控制器(圖像信息在傳送之前，將首先進(jìn)行JPEG壓縮，以降低數(shù)據(jù)傳輸量)；監(jiān)控中心的管理人員也可以操控終端控制器，通過GPRS網(wǎng)絡(luò)傳送控制信息給各監(jiān)測點的嵌入式視頻處理設(shè)備，人為請求現(xiàn)場數(shù)據(jù)的傳送，或者調(diào)節(jié)識別算法所需的各項參數(shù)。
本發(fā)明中，嵌入式視頻處理設(shè)備采用32位ARM9系列處理器，支持USB(通用串行總線)2.0協(xié)議，支持移動存儲設(shè)備(MMC/SD卡)。該設(shè)備中64M字節(jié)SDRAM作為內(nèi)存，16K字節(jié)EEPROM存放啟動代碼，64M字節(jié)Flash存放操作系統(tǒng)和控制程序。此外還包含可與GPRS數(shù)據(jù)傳輸模塊通信的RS232串行接口，以及模擬視頻解碼模塊。
本發(fā)明中，嵌入式視頻處理設(shè)備既支持USB接口的數(shù)字?jǐn)z像設(shè)備，可以通過USB協(xié)議直接讀取數(shù)字圖像信息；也支持PAL/NTSC制的CVBS(復(fù)合電視)信號，可將模擬信號解碼為符合ITU(國際電信同盟)656格式的字節(jié)流。該設(shè)備中模擬視頻解碼模塊特征為ARM處理器通過CPLD(復(fù)雜可編程邏輯器件)與視頻解碼裝置和RAM(隨機存取存儲器)相連；ARM處理器讀取同步信號，控制視頻解碼裝置向RAM提供視頻字節(jié)流，并通過RAM接受數(shù)字視頻信號。
軟件方面，嵌入式視頻處理設(shè)備選用開放源代碼的Linux作為操作系統(tǒng)。視頻處理設(shè)備和終端控制器都由專為本系統(tǒng)設(shè)計的監(jiān)測程序控制。
本發(fā)明中的嵌入式視頻處理設(shè)備具有低功耗、低成本、體積小、易升級等特點。其系統(tǒng)工作電壓為5V，工作電流50mA左右。
嵌入式視頻處理設(shè)備中應(yīng)用到的火情識別算法，主要利用數(shù)字信號處理技術(shù)，通過分析監(jiān)測畫面上各區(qū)域的平均亮度和色度信號的變化關(guān)系，來判別是否有火情發(fā)生。該算法對于畫面中出現(xiàn)濃煙、火光等局部區(qū)域的異?，F(xiàn)象敏感，而對光照變化、天氣變化等畫面的整體性變化不敏感。工作時，系統(tǒng)最高可以達(dá)到每秒處理兩幀畫面的能力。雖然該算法存在不可避免的誤差，可能對圖像中的一些干擾發(fā)出誤報，但由于誤報的情況發(fā)生頻率低，且當(dāng)數(shù)據(jù)送達(dá)監(jiān)控中心后，工作人員可以通過觀察現(xiàn)場拍攝的圖像排除誤報干擾，故不會影響系統(tǒng)的可靠性。
本發(fā)明的有益效果是可以通過分析監(jiān)測現(xiàn)場的視頻數(shù)據(jù)識別是否發(fā)生火情，并在必要時刻傳送畫面和相關(guān)數(shù)據(jù)到監(jiān)控中心。這樣的監(jiān)測方式僅在發(fā)現(xiàn)異常時傳送數(shù)據(jù)，極大地減少了數(shù)據(jù)傳送量，使得系統(tǒng)可以直接利用現(xiàn)有的GPRS無線網(wǎng)絡(luò)收發(fā)數(shù)據(jù)，免去了另建通信網(wǎng)絡(luò)維護(hù)系統(tǒng)運營的必要。此外，該系統(tǒng)使得中心工作人員無需24小時不間斷監(jiān)視各監(jiān)測點視頻，只需在得到警報的情況下通過傳回的畫面判斷現(xiàn)場情況，并作相應(yīng)處理。這種方式一方面降低了人員工作強度，提高了效率；另一方面減小了由于人為疏忽造成警報延誤的可能性。
四

圖1是本發(fā)明的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明中嵌入式視頻處理設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是嵌入式視頻處理設(shè)備中模擬視頻解碼模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是火情識別算法中劃分監(jiān)測區(qū)域的示意圖；
圖5是監(jiān)測點主監(jiān)測程序的流程圖；圖6是本發(fā)明中使用的火情識別算法流程圖；圖7是嵌入式視頻處理設(shè)備中模擬視頻解碼模塊的電路原理圖；圖8是嵌入式視頻處理設(shè)備中電源模塊的電路原理圖；圖9是嵌入式視頻處理設(shè)備中嵌入式處理器的電路原理圖；圖10是嵌入式視頻處理設(shè)備中Flash、SDRAM和EEPROM的電路原理圖；圖11是嵌入式視頻處理設(shè)備中接口模塊的電路原理圖。
五具體實施例方式
一種本發(fā)明所述的基于視頻檢測的嵌入式森林火災(zāi)預(yù)警系統(tǒng)，包括若干監(jiān)測點1，以及中心監(jiān)控站2(見圖1)。其中監(jiān)測點由嵌入式視頻處理設(shè)備3、視頻攝像頭4和GPRS數(shù)據(jù)傳輸模塊5組成；監(jiān)測站則主要由終端控制器6(可以是連接至因特網(wǎng)，并擁有公網(wǎng)IP的計算機)構(gòu)成。攝像頭4將采集到的現(xiàn)場視頻傳送給嵌入式視頻處理設(shè)備3。如果系統(tǒng)選用USB接口攝像頭，則嵌入式視頻處理設(shè)備3通過USB1.1或2.0協(xié)議直接讀取數(shù)字圖像信息；若果選用模擬攝像頭，CVBS視頻信號將首先通過嵌入式視頻處理設(shè)備3中的模擬視頻解碼模塊轉(zhuǎn)換成符合ITU656格式的字節(jié)流，之后再將數(shù)據(jù)讀入系統(tǒng)內(nèi)存。嵌入式視頻處理設(shè)備3按照火情識別算法判別當(dāng)前畫面中是否存在異常如果無異常，則繼續(xù)處理下一幀圖像；若發(fā)現(xiàn)異常，則將現(xiàn)場畫面按照J(rèn)PEG格式進(jìn)行壓縮，并將壓縮后的數(shù)據(jù)連同時間信息，以及監(jiān)測點代碼載入數(shù)據(jù)包。嵌入式視頻處理設(shè)備3與GPRS數(shù)據(jù)傳輸模塊5用RS232串口相連。嵌入式視頻處理設(shè)備3利用RS232串口通信協(xié)議將裝載好的數(shù)據(jù)包傳送給GPRS數(shù)據(jù)傳輸模塊5，數(shù)據(jù)傳輸模塊5通過GPRS無線網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)包發(fā)送給提供GPRS服務(wù)的移動公司，并由該公司服務(wù)器將數(shù)據(jù)傳送至因特網(wǎng)。中心監(jiān)控站2的終端控制器6通過因特網(wǎng)接收到自監(jiān)測點1傳送的數(shù)據(jù)包，從數(shù)據(jù)包中提取JPEG圖像數(shù)據(jù)后解壓縮，根據(jù)監(jiān)測點代碼確定其地點，并向監(jiān)控人員顯示警報發(fā)生的時間、位置和圖像等警報信息，由監(jiān)控人員最終判斷是否發(fā)生火情。
本發(fā)明支持監(jiān)控人員通過終端控制器6操控監(jiān)測點1，包括請求傳送現(xiàn)場畫面，設(shè)置識別算法所需參數(shù)等操作。其基本流程為監(jiān)控人員利用終端控制器6提供的操作界面設(shè)定相關(guān)命令；終端控制器6依照一定格式將命令編碼，載入數(shù)據(jù)包并通過因特網(wǎng)傳送至提供GPRS服務(wù)的移動公司；該公司再將數(shù)據(jù)通過GPRS網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到相應(yīng)的GPRS數(shù)據(jù)傳輸模塊5；最終，監(jiān)測點1內(nèi)的嵌入式視頻處理設(shè)備3經(jīng)GPRS數(shù)據(jù)傳輸模塊5接收到數(shù)據(jù)包后解碼，取出命令并執(zhí)行相應(yīng)操作。
圖2是本發(fā)明中嵌入式視頻處理設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。該設(shè)備包含嵌入式處理模塊7、模擬視頻解碼模塊8、接口模塊9以及電源模塊10。模擬視頻解碼模塊8以及接口模塊9均與嵌入式處理模塊7相連。電源模塊10分別連接嵌入式處理模塊7與模擬視頻解碼模塊8。嵌入式處理模塊7由嵌入式處理器11、內(nèi)存單元12、啟動BIOS 13以及Flash存儲單元14構(gòu)成；接口模塊9則包含USB視頻接口15、USB Client接口16、Debug串行接口17，用于連接GPRS模塊的串行接口18，以及MMC/SD卡插槽19。電源模塊10負(fù)責(zé)向嵌入式處理模塊7與模擬視頻解碼模塊8提供各自所需的穩(wěn)壓直流電；嵌入式處理模塊7通過嵌入式處理器11上的GPIO口連接并控制模擬視頻解碼模塊8，將模擬攝像設(shè)備傳送過來的PAL/NTSC制式CVBS信號轉(zhuǎn)換為符合ITU656格式的字節(jié)流，并傳輸至內(nèi)存單元12；嵌入式處理模塊7亦可通過接口模塊9實現(xiàn)與USB攝像設(shè)備、MMC/SD卡、GPRS數(shù)據(jù)傳輸模塊以及外部計算機之間的通信。
嵌入式視頻處理設(shè)備中的嵌入式處理模塊7采用ATMEL公司生產(chǎn)的AT91RM9200處理器作為嵌入式處理器11，其工作頻率為200MHz，工作溫度-40℃～80℃；內(nèi)存單元12選用兩片32M字節(jié)SDRAM；16K字節(jié)IIC接口的EEPROM作為啟動BIOS 13存儲上電后的系統(tǒng)引導(dǎo)程序；Flash存儲單元14選用一片64M字節(jié)NAND Flash芯片存放操作系統(tǒng)和控制程序等。
本發(fā)明中模擬視頻解碼模塊的結(jié)構(gòu)見圖3，其設(shè)計細(xì)節(jié)如下嵌入式處理器11通過CPLD20與視頻解碼器21相連，控制視頻解碼器21的運行(包括視頻解碼器21的初始化設(shè)置等)；視頻解碼器21的主要功能是將模擬視頻信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字視頻字節(jié)流；CPLD 20負(fù)責(zé)將解碼器21輸出的字節(jié)流存入靜態(tài)存儲器22中；嵌入式處理器11則可在一幀圖像轉(zhuǎn)換完畢之后，通過CPLD 20從靜態(tài)存儲器22中快速讀取視頻數(shù)據(jù)，并交由識別算法作進(jìn)一步處理。嵌入式處理器11對解碼器21、CPLD 20的控制，以及對靜態(tài)存儲器22內(nèi)數(shù)據(jù)的讀取操作均通過GPIO口完成。
本發(fā)明使用Philips公司的SAA7113視頻解碼器，其工作狀態(tài)的設(shè)置均通過IIC總線進(jìn)行。工作時，系統(tǒng)利用嵌入式處理器的兩個GPIO口模擬IIC總線的SDA和SCL信號，對視頻解碼器21設(shè)置各項操作命令。本發(fā)明中選用的CPLD為Lattice公司的LC4128V，靜態(tài)存儲器22采用ISSI公司的IS61LV5128存儲芯片(容量512K字節(jié))。由于每次都在連續(xù)地址范圍內(nèi)存儲視頻數(shù)據(jù)，本發(fā)明在CPLD中設(shè)置計數(shù)器，并將其輸出作為靜態(tài)存儲器的地址信號。讀視頻數(shù)據(jù)之前，計數(shù)器輸出被設(shè)置為視頻數(shù)據(jù)存儲區(qū)的起始地址，嵌入式處理器11通過GPIO口每讀到一個字節(jié)，就向CPLD 20發(fā)送一個計數(shù)信號，使得靜態(tài)存儲器22的輸入地址上升一位，以便讀取下一個字節(jié)。采用這種方式，充分利用CPLD的大量I/O口和快速運算功能，減輕了嵌入式處理器的工作負(fù)擔(dān)，為識別算法的執(zhí)行預(yù)留了充足的系統(tǒng)資源。
本發(fā)明中系統(tǒng)的通信部分說明如下監(jiān)測點內(nèi)的嵌入式視頻處理設(shè)備將需傳送的信息通過串口送至GPRS數(shù)據(jù)傳輸模塊，該模塊以GPRS資料包的形式通過GPRS無線網(wǎng)絡(luò)把資料發(fā)送到中國移動的內(nèi)部網(wǎng)(CMNET)，由中國移動通過GPRS服務(wù)節(jié)點(GSN)把資料送至因特網(wǎng)，最終到達(dá)因特網(wǎng)上擁有指定IP地址的服務(wù)器(即中心監(jiān)控站的終端控制器)。反之，中心監(jiān)控站也可以將相關(guān)命令以及參數(shù)信息通過因特網(wǎng)發(fā)送到GSN，并經(jīng)CMNET傳至各監(jiān)測點。
本發(fā)明中嵌入式視頻處理設(shè)備與GPRS數(shù)據(jù)傳輸模塊之間的傳輸波特率最高可達(dá)115200。各類支持TCP/IP協(xié)議的GPRS MODEM均可作為傳輸模塊應(yīng)用于本系統(tǒng)。
本發(fā)明使用的火情識別算法以數(shù)字圖像處理技術(shù)為基礎(chǔ)，利用火災(zāi)發(fā)生前后視頻畫面上出現(xiàn)的亮度和色度信號的變化判別火情。其理論基礎(chǔ)和相關(guān)設(shè)計細(xì)節(jié)如下與其它地區(qū)相比較，林區(qū)特點為人煙稀少、建筑物數(shù)量低。因此，林區(qū)內(nèi)采集到的視頻畫面景物相對單一，且多數(shù)時刻畫面內(nèi)容的改變由天氣變化或光照變化引起，速度上較為緩慢，且為覆蓋整個區(qū)域的全局性變化。正常情況下，發(fā)生局部區(qū)域亮度或色度信號突變的概率較低(可能的狀況例如鳥類飛行，或者人類活動等)。如果發(fā)生火情，白天會出現(xiàn)明顯的濃煙，夜間則會產(chǎn)生火光。此類現(xiàn)象生成時間短，持續(xù)時間長，且初始時集中在局部區(qū)域。由于濃煙上升，在林地與天空交界處會造成亮度信號的不同程度變化。夜間雖然難以觀察到濃煙，但林地內(nèi)的火光可以明顯提高局部區(qū)域的亮度，并且造成色度上富有特征的變化。本發(fā)明中使用的火情識別算法，正是利用上述特點進(jìn)行設(shè)計的，主要分為煙流探測和火光探測兩部分。
在火情識別算法運行之前，需要對攝像畫面進(jìn)行監(jiān)測區(qū)的劃分。監(jiān)測區(qū)需根據(jù)攝像頭的位置、監(jiān)測點的地理環(huán)境以及監(jiān)控人員對于火災(zāi)易發(fā)區(qū)的先驗知識確定。如圖4所示對于煙流探測，監(jiān)測區(qū)一般設(shè)定為地平線上方的矩形區(qū)域；而對于火光探測，監(jiān)測區(qū)一般設(shè)定在林地覆蓋的區(qū)域內(nèi)。確定監(jiān)測區(qū)后，系統(tǒng)將其進(jìn)一步劃分成一定大小的監(jiān)測塊，識別算法將以監(jiān)測塊為單位逐一檢測火情。需要說明的是對于覆蓋林地的區(qū)域，越靠近地平線的地方單位面積內(nèi)覆蓋的實際空間范圍越大，故監(jiān)測塊尺寸越小。
嵌入式視頻處理設(shè)備上運行的監(jiān)測程序流程設(shè)計如圖5所示。系統(tǒng)初始化后即進(jìn)入主循環(huán)首先嵌入式處理模塊讀取一幀YUV格式的視頻數(shù)據(jù)，之后應(yīng)用火情識別算法檢測該幀數(shù)據(jù)，若算法未發(fā)現(xiàn)異常，則讀入新的視頻數(shù)據(jù)，進(jìn)入下一輪循環(huán)；如果算法返回異常報告，則系統(tǒng)開始警報處理(包括壓縮該幀圖像及相關(guān)信息，并交由GPRS模塊發(fā)送)，完成后進(jìn)入下一輪循環(huán)。
火情識別算法的流程見圖6。當(dāng)系統(tǒng)進(jìn)入識別算法流程后，首先調(diào)出監(jiān)測區(qū)內(nèi)的視頻數(shù)據(jù)，之后以監(jiān)測塊為單位逐一檢測。每一監(jiān)測塊都可能處于三種狀態(tài)正常、潛在異常或者異常。檢測過程中，系統(tǒng)根據(jù)上一輪檢測后確定的狀態(tài)分別做相應(yīng)處理如果該監(jiān)測塊之前標(biāo)識為正常，則系統(tǒng)對其作初級異常分析，檢測該區(qū)域內(nèi)亮度和色度數(shù)據(jù)的平均值是否存在超出某一域值的變化如果存在，則將其狀態(tài)標(biāo)識為潛在異常；否則保持其狀態(tài)參數(shù)不變。如果某監(jiān)測塊已處于潛在異常，系統(tǒng)對其作干擾判別分析，以排除可能的干擾。干擾判別不是在一輪檢測中就可完成的，因為判別標(biāo)準(zhǔn)主要為該區(qū)域視頻信號超出正常范圍所持續(xù)的時間，以及亮度信號的波動情況等。因此系統(tǒng)在一定時間段內(nèi)(即若干個循環(huán)內(nèi))記錄下該監(jiān)測塊Y信號(亮度信號)的平均灰度值，在此期間該區(qū)域持續(xù)保持潛在異常狀態(tài)不變。在該段時間內(nèi)的最后一輪干擾判別檢測中，算法主要統(tǒng)計該監(jiān)測塊的平均灰度值的分布狀況，以及當(dāng)前的氣象信息，最終判別該區(qū)域是否出現(xiàn)異常若判定為異常，則狀態(tài)參數(shù)標(biāo)識為異常；否則，標(biāo)識為正常。一旦在某一輪識別檢測中出現(xiàn)新的異常標(biāo)識，則識別算法以特定的返回值告知系統(tǒng)作警報處理。若檢測某監(jiān)測塊時，該區(qū)域已處于異常狀態(tài)，則算法做相應(yīng)異常處理檢查中心監(jiān)控人員是否發(fā)送過恢復(fù)該區(qū)域為正常狀態(tài)的命令，如果有則恢復(fù)其狀態(tài)，否則跳過該區(qū)域直接搜索下一監(jiān)測塊。
本識別算法中的初級異常分析，以及干擾判別分析都是基于域值的分析算法，并且在對煙流和火光的處理方法上有所差異。由火災(zāi)造成的煙流在色彩上沒有特點，初級異常分析主要通過比較監(jiān)測塊內(nèi)亮度信號在空間和時間上的變化來判斷是否為潛在異常。如果某監(jiān)測塊的平均灰度值與整個監(jiān)測區(qū)平均灰度值的差值超過設(shè)定的域值，并且該監(jiān)測塊當(dāng)前的平均灰度值與一段時間之前自身的灰度值相比存在較高的變化，則算法判斷該監(jiān)測塊出現(xiàn)潛在異常。對于火光探測，初級異常分析除作上述檢測之外，還考慮監(jiān)測塊的平均色度信號U與V。系統(tǒng)將YUV轉(zhuǎn)換到RGB，比較R信號與B信號的強度如果R信號超過B信號且差值高于設(shè)定的域值，可判斷該區(qū)域偏紅色，為火光的概率較高；否則視為干擾。在干擾判別階段，算法除比較監(jiān)測塊平均灰度值的分布外，還綜合當(dāng)前的氣象信息。如果當(dāng)前氣候濕度大、氣溫低，或者有雨雪，則算法自動調(diào)高異常判別的域值，降低異常判別的敏感度；如果氣候干燥、溫度高、風(fēng)力大，則系統(tǒng)按一定比例調(diào)低域值，增加異常判別的敏感度。由于嵌入式視頻處理設(shè)備不配有探測氣象的傳感器，所有氣象信息由中心監(jiān)控站負(fù)責(zé)獲取，并發(fā)送到各監(jiān)測點。
權(quán)利要求
1.一種基于視頻檢測的嵌入式森林火災(zāi)預(yù)警系統(tǒng)，其特征是它包括監(jiān)測點(1)和中心監(jiān)控站(2)；監(jiān)測點(1)包含一個GPRS數(shù)據(jù)傳輸模塊，中心監(jiān)控站(2)連接至因特網(wǎng)，兩者可以通過GPRS網(wǎng)絡(luò)相互通信；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于視頻檢測的嵌入式森林火災(zāi)預(yù)警系統(tǒng)，其特征是監(jiān)測點(1)包括嵌入式視頻處理設(shè)備(3)、視頻攝像頭(4)以及GPRS數(shù)據(jù)傳輸模塊(5)；視頻攝像頭(4)將圖像信息傳送至嵌入式視頻處理設(shè)備(3)進(jìn)行識別處理，嵌入式視頻處理設(shè)備(3)與GPRS數(shù)據(jù)傳輸模塊(5)相連，并通過該模塊與中心監(jiān)控站實施通信。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于視頻檢測的嵌入式森林火災(zāi)預(yù)警系統(tǒng)，其特征是中心監(jiān)控站(2)包括連接至因特網(wǎng)并擁有公網(wǎng)IP地址的終端控制器(6)；終端控制器(6)通過GPRS網(wǎng)絡(luò)接受監(jiān)測點(1)傳送的報警信息，或者發(fā)送控制命令至監(jiān)測點(1)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于視頻檢測的嵌入式森林火災(zāi)預(yù)警系統(tǒng)，其特征是嵌入式視頻處理設(shè)備(3)支持USB攝像設(shè)備和CVBS模擬攝像設(shè)備的輸入；支持通過RS232串口通信協(xié)議連接GPRS數(shù)據(jù)傳輸模塊(5)；支持通過MMC/SD卡存儲數(shù)據(jù)信息；識別算法處理速度最高可達(dá)2幀/秒。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于視頻檢測的嵌入式森林火災(zāi)預(yù)警系統(tǒng)，其特征是嵌入式視頻處理設(shè)備(3)上運行的火情識別算法，通過處理采集到的數(shù)字視頻信號，分析畫面亮度信息和色度信息的變化，自動檢測火情的發(fā)生。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于視頻檢測的嵌入式森林火災(zāi)預(yù)警系統(tǒng)，包括中心監(jiān)控站和監(jiān)測點，通過GPRS網(wǎng)絡(luò)相互通信。監(jiān)測點部分包含監(jiān)測攝像頭、嵌入式視頻處理設(shè)備和GPRS數(shù)據(jù)傳輸模塊，攝像頭將采集到的視頻信息傳送到嵌入式視頻處理設(shè)備，對數(shù)據(jù)進(jìn)行火情識別分析，并在發(fā)現(xiàn)火情后迅速將警報信息壓縮成數(shù)據(jù)包，通過GRPS數(shù)據(jù)傳輸模塊經(jīng)由GPRS網(wǎng)絡(luò)傳送到中心監(jiān)控站；中心監(jiān)控站內(nèi)的終端控制器通過網(wǎng)絡(luò)接收到數(shù)據(jù)包后解壓并顯示信息。本發(fā)明將數(shù)字圖像處理技術(shù)、嵌入式技術(shù)以及無線通信技術(shù)有機結(jié)合。其自動識別火情，必要時刻傳送數(shù)據(jù)的預(yù)警方式所需數(shù)據(jù)傳送量少，無需人工實時監(jiān)控。系統(tǒng)成本低，可靠性高，適用于大范圍林區(qū)防火工作的需要，具有廣闊的市場前景和極高的經(jīng)濟(jì)價值。
文檔編號H04N7/18GK101020104SQ200710021089
公開日2007年8月22日 申請日期2007年3月27日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月27日
發(fā)明者袁杰, 朱翔, 都思丹, 王惠, 丁文昊 申請人:南京大學(xué)