具有PSCT光阀的火灾监控装置的制作方法

本发明涉及液晶光阀技术领域，具体而言涉及一种具有psct光阀的火灾监控装置。

背景技术：

目前，日常生活中使用的监控摄像头是通过采用实时拍摄指定区域的视频图像，再通过人工分析视频图像以达到监控目的，人力成本较高。

为了减少人力成本，人们提出通过在服务器中设置专业的图像分析软件，对监控摄像头拍摄的视频图像进行分析从而达到自动预警的目的，但这一方式同样存在以下问题：

第一，为了实现准确预警，必须采用较为专业的图像分析软件，成本较高，且存在一定的误报、漏报。

第二，当火灾发生时，视频图像拍摄到的通常是火灾现场的部分画面，拍摄出的画面存在不清晰、难以判定火灾险情等级的问题，例如当起火地点较近时，拍摄出的图像上火焰占据的面积较大，无法准确判断火情大小，又例如，火灾现场烟雾弥漫时，拍摄出的画面受烟雾影响极不清晰，用户难以判断火灾情况。

另外，有时用户为了隐私需求，不希望被拍摄到，通常会选择关闭监控摄像头，但关闭的监控摄像头在火灾发生时无法起到监控作用。

技术实现要素：

本发明目的在于提供一种火灾监控装置，通过在监控摄像头拍摄方向上设置聚合物稳定胆甾相液晶光阀，通过切换液晶光阀的显示状态，在不影响火灾监控的前提下，实现拍摄状态的变更；另外，当火灾发生时，将液晶光阀切换至磨砂状态，对视频图像中的亮点分布情况进行分析，结合烟雾浓度，对火灾情况进行评估。

为达成上述目的，本发明提出一种具有psct光阀的火灾监控装置，所述火灾监控装置包括支撑架、监控摄像头、聚合物稳定胆甾相液晶光阀、烟雾传感器、处理器。

所述监控摄像头、聚合物稳定胆甾相液晶光阀、烟雾传感器分别固定安装在支撑架上，均与处理器电连接。所述监控摄像头用以实时拍摄一指定区域的视频图像，并且将拍摄的视频图像发送至处理器。所述指定区域为该监控摄像头的监控区域。

所述火灾监控装置通过支撑架安装在指定位置，以对监控区域进行有效监控。

所述聚合物稳定胆甾相液晶光阀位于监控摄像头拍摄方向上，被设置成根据处理器的控制指令切换显示状态，所述显示状态至少包括磨砂状态和透明状态两种。

所述处理器内安装有一图像处理软件以对监控摄像头拍摄的视频图像进行实时分析，当psct光阀处于通电状态时，对监控摄像头拍摄的可视画面进行分析，当psct光阀处于断电状态时，对监控摄像头拍摄的画面上的亮点分布情况进行分析。

优选的，支撑架具有一中空线管，连接线路可以安装在线管内，更加优选的，线管防火、防水、耐热，以保护线路不被轻易损坏。

在一些例子中，所述火灾监控装置具有一光阀状态控制按键，所述光阀状态控制按键与处理器电连接，用户通过控制光阀状态控制按键，以实现对光阀显示状态的自由切换。

在另一些例子中，所述火灾监控装置具有一通讯单元，所述通讯单元与处理器电连接，用户通过通讯单元对psct光阀的显示状态、监控摄像头的开关状态等等进行切换。

优选的，所述通讯单元采用无线通讯模块，例如wifi通讯模块、蓝牙通讯模块、红外通讯模块、射频通讯模块等等。更加优选的，所述光阀状态控制按键可以和监控摄像头的开关按键设置在一起，设计成遥控器形态，便于用户使用。

为了便于识别监控摄像头的拍摄状态，所述火灾监控装置具有一光阀状态指示单元，所述光阀状态指示单元与处理器电连接，例如，采用一指示灯作为光阀状态指示单元，psct光阀处于通电状态时，指示灯亮，psct光阀处于断电状态时，指示灯熄灭。

当聚合物稳定胆甾相液晶光阀切换成磨砂状态时，如果监控摄像头拍摄的视频图像中出现出现亮点，并且亮点处的光强超出预警光强阈值，所述处理器生成警报信号。

具体的，所述火灾监控装置设置有一警报器。

所述警报器与处理器电连接，响应于处理器生成警报信号，发出声光警报。

设置预警光强阈值的目的是为了减少误报率，预警光强阈值可以根据实际情况由用户自行设定，例如，当监控区域的环境光中包含有较高的近红外光线时，可以设置较高的预警光强阈值，当监控区域的环境光中包含较少的近红外光线时，设置较低的预警光强阈值等等。

火灾发生时，通常会产生较大的烟雾，影响拍摄画面的质量，再则，存在这样一种情况，没有火灾发生，但监控区域烟雾浓度较高，拍摄画面质量较差，这两种情况均使用户难以根据拍摄画面判断火灾是否发生、或者火灾险情等级如何。

为此，本发明提出，所述火灾监控装置还包括烟雾传感器，所述烟雾传感器位于聚合物稳定胆甾相液晶光阀远离监控摄像头的一侧，被设置成根据处理器的控制指令以检测聚合物稳定胆甾相液晶光阀处的烟雾浓度，并且将检测结果反馈至处理器。

所述处理器被设置成响应于烟雾传感器反馈的烟雾浓度大于设定浓度阈值，将聚合物稳定胆甾相液晶光阀切换成磨砂状态，以确保火灾监控的实时性与准确性。

以上本发明的技术方案，与现有相比，其显著的有益效果在于：

1)通过在监控摄像头拍摄方向上设置聚合物稳定胆甾相液晶光阀，通过切换液晶光阀的显示状态，在不影响火灾监控的前提下，实现拍摄状态的变更。

2)当火灾发生、或者烟雾浓度较大时，切换液晶光阀的显示状态，对火灾进行有效监控。

3)能够对视频图像中的亮点分布情况进行分析，结合烟雾浓度，对火灾情况进行评估，协助用户完成资源分配。

4)通过设置光阀状态检测单元，对psct光阀的工作状态进行检测，以避免由于psct光阀故障导致的火灾漏报或者火灾等级错报。

应当理解，前述构思以及在下面更加详细地描述的额外构思的所有组合只要在这样的构思不相互矛盾的情况下都可以被视为本公开的发明主题的一部分。另外，所要求保护的主题的所有组合都被视为本公开的发明主题的一部分。

结合附图从下面的描述中可以更加全面地理解本发明教导的前述和其他方面、实施例和特征。本发明的其他附加方面例如示例性实施方式的特征和/或有益效果将在下面的描述中显见，或通过根据本发明教导的具体实施方式的实践中得知。

附图说明

附图不意在按比例绘制。在附图中，在各个图中示出的每个相同或近似相同的组成部分可以用相同的标号表示。为了清晰起见，在每个图中，并非每个组成部分均被标记。现在，将通过例子并参考附图来描述本发明的各个方面的实施例，其中：

图1是本发明的具有psct光阀的火灾监控装置的结构示意图。

图2是本发明的psct光阀的光线透过率示意图。

具体实施方式

为了更了解本发明的技术内容，特举具体实施例并配合所附图式说明如下。

在本公开中参照附图来描述本发明的各方面，附图中示出了许多说明的实施例。本公开的实施例不必定义在包括本发明的所有方面。应当理解，上面介绍的多种构思和实施例，以及下面更加详细地描述的那些构思和实施方式可以以很多方式中任意一种来实施，这是因为本发明所公开的构思和实施例并不限于任何实施方式。另外，本发明公开的一些方面可以单独使用，或者与本发明公开的其他方面的任何适当组合来使用。

结合图1，本发明提出一种具有psct光阀的火灾监控装置，所述火灾监控装置包括支撑架50、监控摄像头20、聚合物稳定胆甾相液晶光阀30、烟雾传感器40、处理器10。

所述监控摄像头20、聚合物稳定胆甾相液晶光阀30、烟雾传感器40分别固定安装在支撑架50上，均与处理器10电连接。

所述监控摄像头20用以实时拍摄一指定区域的视频图像，并且将拍摄的视频图像发送至处理器10。

所述聚合物稳定胆甾相液晶光阀30位于监控摄像头20拍摄方向上，被设置成根据处理器10的控制指令切换显示状态，所述显示状态至少包括磨砂状态和透明状态两种。

所述烟雾传感器40位于聚合物稳定胆甾相液晶光阀30远离监控摄像头20的一侧，被设置成根据处理器10的控制指令以检测聚合物稳定胆甾相液晶光阀30处的烟雾浓度，并且将检测结果反馈至处理器10。

所述处理器10内安装有一图像处理软件，处理器10被设置成响应于烟雾传感器40反馈的烟雾浓度大于设定浓度阈值，将聚合物稳定胆甾相液晶光阀30切换成磨砂状态。

当聚合物稳定胆甾相液晶光阀30切换成磨砂状态时，如果监控摄像头20拍摄的视频图像中出现出现亮点，并且亮点处的光强超出预警光强阈值，所述处理器10生成警报信号，调取图像处理软件实时分析监控摄像头20拍摄的视频图像中的亮点分布情况，结合分析结果和烟雾浓度，对火灾情况进行评估。

结合图2，psct光阀具有如下特性：

在通电状态下，对于400nm-760nm的可见光区域的光线其透过率很高，不影响正常的视频监控。

在断电状态下，对于400nm-760nm的可见光区域的光线透过率很低，可完全遮蔽摄像头的可视画面，但此时其对于760nm-1200nm的近红外区域的透过率仍然很高。

利用psct光阀的这一特性，本发明提出，将psct光阀安装在监控摄像头前方，当psct光阀处于通电状态时，psct光阀呈透明状态，监控摄像头能够实时拍摄监控区域的实际画面，并且此时也可以对火灾进行监控；在不希望被监控可视画面的情况下，将psct光阀切换成断电状态，psct光阀呈磨砂状态，可见光难以穿过psct光阀到达监控摄像头，相当于监控摄像头被遮挡住，起到隐私保护的作用，但此时如果有火灾发生，仍会有大量的近红外区域的光线穿过psct光阀到达监控摄像头处，在监控画面中会出现明显的亮点，从而发出警报。

psct光阀在两种显示状态之间的切换速度极快，均在毫秒级别，用户可以根据实际需要快速切换监控状态。

本发明的实施中，当聚合物稳定胆甾相液晶光阀切换成磨砂状态时，如果监控摄像头拍摄的视频图像中出现出现亮点，并且亮点处的光强超出预警光强阈值，所述处理器生成警报信号，调取图像处理软件实时分析监控摄像头拍摄的视频图像中的亮点分布情况，结合分析结果和烟雾浓度，对火灾情况进行评估。

因为红外光传播过程中，受烟雾浓度影响较大，红外光在较高浓度的烟雾中传播的损耗大于在较低浓度的烟雾中传播的损耗，因此，需要结合烟雾浓度对火灾情况进行综合评估。例如，将烟雾浓度作为调整因子，对视频图像中的亮点分布情况进行调整，以获取初始的不受烟雾干扰的由于火灾引起的红外光增量，再根据获取的红外光增量对火灾情况进行评估。

下面以其中一种例子来对评估方法进行具体阐述。

假设所述亮点分布情况包括视频图像中的亮点数量m、每个亮点面积的hi、每个亮点的光强值li，i＝1,2,…,m。

在此基础上，所述处理器生成警报信号，调取图像处理软件实时分析监控摄像头拍摄的视频图像中的亮点分布情况，结合分析结果和烟雾浓度，对火灾情况进行评估是指，

判断视频图像中不同亮点的距离，将距离小于设定距离阈值的亮点算作一个分析点，每个分析点对应一个着火点。

计算每个分析点的总亮点面积和总光强值，结合烟雾浓度，根据预设的规则对火灾险情等级进行评估。

例如，设定距离阈值为2cm，对应现实场景中的1米，当两个亮点的距离小于2cm时，现实场景中两个着火点的距离应该小于1米，用户能够同时处理，这两个着火点可以看做是同一个着火点。相反，如果两个亮点的距离大于2cm，比如达到了4cm，对应现实场景中的2米，两个着火点的距离过远，用户需要分别处理，这两个着火点则仍然视为不同的着火点。

同样的，可以通过采用前述方法，结合烟雾浓度，对计算出的每个分析点的总亮点面积和总光强值进行分析，以获取每个分析点的火灾险情等级。

该方法可以帮助用户准确识别需要处理的着火点的数量、以及每个着火点的火灾险情等级，以便于资源分配。

在一些例子中，所述计算每个分析点的总亮点面积和总光强值，结合烟雾浓度，根据预设的规则对火灾险情等级进行评估是指：

获取每个分析点的总亮点面积hj、总光强值lj、烟雾浓度n，根据下述公式以计算每个分析点的火灾险情评估分sj和所有分析点的火灾险情总评估分s总：

sj＝(ω1×hj+ω2×lj)÷n

其中，k是视频图像中分析点的总个数，ω1和ω2分别是总亮点面积和总光强值的权重因子，ω1+ω2＝1。

结合最高火灾险情评估分、火灾险情评估分高于设定评分阈值的分析点的数量、火灾险情总评估分，对火灾险情进行评估。

例如，当以下条件中任意一个成立时：a)最高火灾险情评估分smax大于火灾险情报警阈值，b)火灾险情评估分大于火灾险情预警阈值的分析点数量x大于设定数量阈值，c)火灾险情总评估分大于总评分阈值s总，判定火灾险情等级为高，否则，根据下述公式计算火灾险情等级总评分y，再根据计算得到的火灾险情等级总评分y进行火灾等级分类：

y＝α1·smax+α2·x+α3·s总

其中，α1、α2、α3为权重因子，α1+α2+α3＝1。

火灾险情报警阈值大于火灾险情预警阈值。

最高火灾险情评估分smax大于火灾险情报警阈值，对应于存在火势很大的着火点；火灾险情评估分大于火灾险情预警阈值的分析点数量x大于设定数量阈值，对应于较大火势的着火点数量很多；火灾险情总评估分大于总评分阈值s总则对应于该监控区域火势较大、或火势虽小但起火面积大。以上情况均判定为火灾等级高，以提醒用户迅速处理。

而除以上三种特殊情况之外的情形，则通过综合判定方法(即通过计算火灾险情等级总评分y)来对火灾等级进行评估，以便于用户合理分配资源。

所述火灾监控装置还具有一光阀状态检测单元，用以检测psct光阀的工作状态，以避免由于psct光阀故障导致的火灾漏报或者火灾等级错报。

本发明提出其中一种光阀状态检测单元的例子。

所述光阀状态检测单元包括相对设置聚合物稳定胆甾相液晶光阀两侧的可见光发射器、可见光接收器。

所述可见光发射器、可见光接收器与处理器单元电连接。

当处理器将psct光阀切换成磨砂状态时，可以定期调用光阀状态检测单元对psct光阀进行检测，即，调用可见光发射器反射一束可见光，该可见光穿过psct光阀到达可见光接收器，如果可见光接收器接收到的可见光的光强与可见光发射器反射出的可见光的光强比例可见光处于一设定的范围内，则说明该psct光阀工作正常。

相反的，如果psct光阀处于透明状态，可见光接收器接收到的光强将比设定值来的高，如果psct光阀损坏导致没有光线透过，则可见光接收器将无法接收到可见光发射器发出的光束。

同时，由于光阀状态检测单元发射的是可见光而非红外光，对火灾险情判定不构成影响。

虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本发明的保护范围当视权利要求书所界定者为准。