专利名称：森林火情自动识别报警系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种森林火情自动识别报警系统。该系统可实现全天候的森林防火监控并能对森林火情进行自动识别及报警，快速有效地发现火情隐患。
背景技术：
森林火灾目前频繁发生，不仅直接危害森林生态系统，而且给人类社会造成巨大的损失。传统的森林防火监测，主要采用人工瞭望、远程视频监测和卫星监测等方式。人工瞭望方式是在制高点设立瞭望哨，值班人员M小时轮流值班，由于人为的疏忽和过失，会使得许多火情未能及早发现，延误扑火时间，造成严重后果。远程视频监控方式包括传统视频监测和热红外视频监测。传统视频监测是在林区建设大量的视频监控点，监控点配备可见光摄像机，通过有线或无线网络将实时画面传送到监控中心，由中心人员实施监控。该方式不需直接派驻人员到林区现场，但在远距离上人工很难识别早期火情。尤其在夜间，几乎没有可探测的光谱范围的光照，很难及早发现和判断早期火情。热红外视频监控系统相比较传统视频监控系统的优点是，采用了热红外光谱的摄像系统，将热红外光谱7. 5到13. 5微米的图像转换为可见光图像。由于所有超过绝对零度的物体都会散射出红外光谱，温度越高，散射出的红外光谱越强，所以，在热红外成像显示的灰度图像中，物体在图像上的亮度强度与物体的温度成正比，因此通过观看图像上亮度高的点即可判断为森林火险。同时，热红外成像不受日夜和恶劣天气的限制，白天和晚上都可以判断森林火险。但是热红外视频监控系统并未解决传统监控系统需要人工参与的缺点，依然需要人工靠肉眼判断森林火险。卫星林火监测系统是通过对卫星所接收的遥感图片经后期处理发现林火，但卫星只能发现较大区域的林火，在火情早期无法发现。近年来，由于森林火情探测技术发展滞后，森林大火时有发生，经济损失异常巨大。因此，当前林区的消防安全工作急需实现一套实时性强、24小时不间断有效监控、不依赖于人工参与判断、林火发现概率高、误报率低的森林火情监控方法和系统。
实用新型内容本实用新型是一种新型的森林火情自动识别报警系统，以求高效率地发现可疑火情，实现全天候的森林防火监控并可对森林火情进行自动识别报警，快速有效地发现火灾
急 ^^ ο本实用新型的森林火情自动识别报警系统，由多个监控基站和指挥控制中心组合构成，监控基站设置在重点火险区域监控铁塔上，监控基站和指挥控制中心之间用无线通信网络连接，所述监控基站包括智能数字云台、红外热像仪、可见光摄像机、嵌入式测温处理器、视频服务器、无线通信网桥；红外热像仪、可见光摄像机、嵌入式测温处理器分别安装在智能数字云台上，红外热像仪、可见光摄像机的视频信号输出端分别对应连接视频服务器的信号输入端，嵌入式测温处理器的信号输入端与红外热像仪数字信号输出端连通，嵌入式测温处理器和基站智能管控系统的通信信号输出/输入端与视频服务器的485数字信号输出/输入端连通，智能数字云台、红外热像仪、可见光摄像机的控制信号输入/输出端分别与基站智能管控系统的控制信号输出/输入端连通，通信网桥的信号输入/输出端分别与视频服务器的信号输出/输入端连通；所述的指挥控制中心包括中央综合控管平台、 无线通信网桥、远程监控计算机；通信网桥的信号输入/输出端分别对应与中央综合控管平台、远程监控计算机的信号输出/输入端连通；所述监控基站中的无线通信网桥与所述的指挥控制中心中的无线通信网桥之间双向连通。该系统的红外热像仪和可见光摄像机设置在可调节光轴的护罩内；红外热像仪上设有红外固定焦距镜头，可见光摄像机上设有自动聚焦和光圈的可视镜头，智能数字云台上安装一体护罩；视频服务器中包含中央处理单元、视频采集压缩模块、数字信息回传模块、数字信息接收模块，能够接收两路PAL/NTSC制的复合电视模拟信号，并经信号转换为数字信号；嵌入式测温处理器中包含数字视频信息采集处理模块、数字信息回传模块、数字信息接收模块；基站智能管控系统中包含中央处理单元、云台控制模块、红外镜头控制模块、可视镜头控制模块、数字信息回传模块、数字信息接收模块；中央综合控管平台中包含监控基站管理及视频流分配单元和图像综合分析单元；远程监控计算机中设有森林火情监控预警软件。本实用新型将视频压缩解压缩技术、热红外图像识别分析技术、可见光彩色图像识别分析技术、嵌入式技术、无线通信技术相结合，自动识别林区火情。本实用新型提供的方法及系统林火发现概率高、误报率低、无需人工参与，具有及时性强、可靠性高、技术手段先进、市场前景广阔的特点。
图1为本发明实施例的工作原理流程框图；图2为本发明实施例的硬件系统结构示意图；图中标注1.可视镜头 2.红外固定焦距镜头 3.可见光摄像机仪 5.嵌入式测温处理器 6.视频服务器 7.无线通信网桥 9.基站智能管控系统 10.无线通信网桥 11.远程监控计算机控平台。
具体实施方式
本实用新型的实施例选用一个林区监控基站与指挥控制中心构成最小拓扑结构的森林火灾探测系统。监控基站通常设置在重点火险区域监控铁塔上，监控基站和指挥控制中心之间用无线通信网络连接。
以下结合附图对本发明实施例进行具体说明参考附图1，本发明实施例首先用加权阈值对红外热像仪现场采集的红外图像进行识别，同时对可见光摄像机现场采集的图像进行烟火采样识别，然后结合视频采集的现场温度进行数据分析来探测火情；其实际森林火情探测工作按其森林火情探测工作按其森林火情探测工作按1现场数据采集、2数据处理、3火情识别、4识别结果传输、5火情自动告
4.红外热像 8.智能数字云台 12.中央综合管警，五个步骤，各步骤之间依次连接为先后关系。五大步骤的具体工作内容如下所述1现场数据采集——通过红外热像仪获取红外模拟视频数据和数字视频流，通过可见光摄像机获取实时模拟视频数据。将两路模拟视频数据均输入到视频服务器。2数据处理——探测器在接收到红外辐射后，先变换成热量，再转换成电阻的变化，通过电路得到电信号，数据信号经驱动/放大电路将辐射值放大后，输入至A/D转换送至数据处理系统，设定阈值后，输出疑似热点信息到视频服务器。另外，视频服务器将模拟视频图像进行编码后汇同疑似热点信息向中央综合管控平台传输数据，服务器收到视频编码数据后进行视频解码并分别对红外和可见光图像进行预处理以便进行火情识别。3火情识别——运用运动检测结合颜色聚类的算法来识别候选烟火区，在可视图像中用火的颜色(偏红色，采用YUV或RGB颜色空间)结合实际经验找到候选火区，再利用火的动态特性(火势增大，闪动频率等)挑选出疑似火点；同时，在可视图像中用烟雾的颜色和亮度(这里采用YUV或RGB颜色空间)结合实际经验找到候选烟雾区域，再利用烟雾的扩散性和整体相对稳定性等特性来进一步筛选烟雾区域。最后对于一些干扰如移动的车或人，用物体移动速度来限制，即火的运动速度限制在一个范围内，速度过大或过小都排除。可视图像中火的颜色表述为下式
权利要求1.森林火情自动识别报警系统，其特征在于该系统由多个监控基站和指挥控制中心组合构成，监控基站设置在重点火险区域监控铁塔上，监控基站和指挥控制中心之间用无线通信网络连接，所述监控基站包括智能数字云台、红外热像仪、可见光摄像机、嵌入式测温处理器、视频服务器、无线通信网桥；红外热像仪、可见光摄像机、嵌入式测温处理器分别安装在智能数字云台上，红外热像仪、可见光摄像机的视频信号输出端分别对应连接视频服务器的信号输入端，嵌入式测温处理器的信号输入端与红外热像仪数字信号输出端连通，嵌入式测温处理器和基站智能管控系统的通信信号输出/输入端与视频服务器的485 数字信号输出/输入端连通，智能数字云台、红外热像仪、可见光摄像机的控制信号输入/ 输出端分别与基站智能管控系统的控制信号输出/输入端连通，通信网桥的信号输入/输出端分别与视频服务器的信号输出/输入端连通；所述的指挥控制中心包括中央综合控管平台、无线通信网桥、远程监控计算机；通信网桥的信号输入/输出端分别与中央综合控管平台、远程监控计算机的信号输出/输入端连通；所述监控基站中的无线通信网桥与所述的指挥控制中心中的无线通信网桥之间双向连通。
2.根据权利要求1所述的森林火情自动识别报警系统，其特征在于该系统的红外热像仪和可见光摄像机设置在可调节光轴的护罩内；红外热像仪上设有红外固定焦距镜头， 可见光摄像机上设有自动聚焦和光圈的可视镜头，智能数字云台上安装一体护罩；视频服务器中包含中央处理单元、视频采集压缩模块、数字信息回传模块、数字信息接收模块，能够接收两路PAL/NTSC制的复合电视模拟信号，并经信号转换为数字信号；嵌入式测温处理器中包含数字视频信息采集处理模块、数字信息回传模块、数字信息接收模块；基站智能管控系统中包含中央处理单元、云台控制模块、红外镜头控制模块、可视镜头控制模块、数字信息回传模块、数字信息接收模块；中央综合控管平台中包含监控基站管理及视频流分配单元和图像综合分析单元；远程监控计算机中设有森林火情监控预警软件。
专利摘要森林火情自动识别报警系统属于消防安全检测技术领域，该系统由多个监控基站和指挥控制中心组合构成，监控基站设置在重点火险区域监控铁塔上，监控基站和指挥控制中心之间用无线通信网络连接。其森林火情探测工作按①现场数据采集、②数据处理、③火情识别、④识别结果传输、⑤火情自动告警五个步骤顺序进行。本实用新型将视频压缩解压缩技术、热红外图像识别分析技术、可见光图像识别分析技术、嵌入式技术相结合，自动识别林区火情并报警。林火识别准确性高、误报率低，具有及时性强、可靠性高、技术手段先进、市场前景广阔等特点。
文档编号G08B25/10GK201936415SQ201020670449
公开日2011年8月17日 申请日期2010年12月21日 优先权日2010年12月21日
发明者廖晓宏, 荆聪 申请人:北京川页家和科技发展有限公司, 北京市园林绿化局森林公安局