一种消防监控管理系统及消防监控控制方法与流程

本发明涉及消防设备技术领域，具体为一种消防监控管理系统及消防监控控制方法。

背景技术：

随着科技的进步，城市建设推广高科技智能化，对消防通道或容易发生消防事故的路段设置监控设备，通过消防监控管理系统用于火灾监控。但现有的消防监控设备数量较少，且通常监控系统都是对需要监控的位置专门设置摄像头来实现视频监控，这种方式的缺点是摄像头的位置比较死，难以拍到特定区域(即专门监控的位置)以外的区域，即无法进行视角的调节，一旦发生着火等情况时，不能被现有的摄像装置及时发现，因此需要一种可调节角度、可自动监控报警、扩大监控范围的消防监控管理系统及消防监控控制方法。

技术实现要素：

鉴于背景技术中存在的技术问题，本发明提供一种可调节角度、可自动监控报警、扩大监控范围的消防监控管理系统及消防监控控制方法。为实现上述目的，本发明提供了如下的技术方案：

一种消防监控管理系统，包括摄像头、传输设备、后端存储、主控系统及后端显示设备，摄像头通过传输设备与主控系统电性相连，主控系统与后端储存和后端显示设备相连，所述消防监控管理系统还包括底板、左右偏移机构；所述左右偏移机构包括第一支架、第二支架、电机、丝杠、主动杆、从动杆、支撑台；所述第一支架、第二支架沿前后方向依次设于所述底板上；所述电机设于所述第二支架后侧；所述丝杠一端与第一支架转动连接，另一端伸出第二支架与所述电机传动相连；所述丝杠上设有与该丝杠相适配的滑块螺母；所述主动杆一端与所述滑块螺母上端面铰接，另一端与所述从动杆中间部分铰接；所述支撑台设于所述底板上、靠近所述丝杠一侧位置处；所述从动杆一端与支撑台铰接，另一端上固定设有移动板ⅰ；所述摄像头可上下转动地设于所述移动板ⅰ上方。

所述消防监控管理系统还包括上下偏移机构；所述上下偏移机构包括转动支架、转动轴、转动槽、移动板ⅱ；所述转动支架为两个；两个转动支架设于所述移动板ⅰ的左右两侧位置处；所述转动轴两端分别与两个转动支架转动连接；所述转动槽下方设有圆环状凸起，且该圆环状凸起套接在所述转动轴上；所述转动槽内设有与转动槽相适配的滑块，且该滑块两侧向外延伸设有限位板；两个限位板内侧面与对应的转动槽侧壁相抵触；所述转动槽内壁设有磁铁层；所述滑块采用电磁铁；所述摄像头设于所述转动槽远离主动杆一侧面；所述移动板ⅱ设于所述从动杆与支撑台铰接处外侧，该移动板ⅱ下端面与支撑台相抵触；所述滑槽支架呈l字型，该滑槽支架一端与所述滑槽固定连接，另一端与所述移动板ⅱ固定连接；所述移动条可沿移动板ⅰ前后方向移动地设于所述移动板ⅰ上方、靠近所述转动槽一侧位置处；所述移动条一端与所述滑块铰接，另一端伸出所述滑槽外，且与所述滑槽相适配。

所述上下偏移机构还包括气缸支架、气缸；所述气缸支架设于所述移动板ⅱ上；所述气缸固定端设于所述气缸支架上；所述气缸的活塞杆与所述移动条伸出滑槽的一端固定连接。

所述消防监控管理系统还包括控制面板；所述控制面板上设有左、右、上、下按键；所述左、右按键通过主控系统与所述电机电性相连；所述上、下按键通过主控系统与所述气缸和电磁铁电性相连。

所述消防监控管理系统还包括图像识别器、报警器；所述摄像头通过主控系统与所述图像识别器电性相连；所述图像识别器通过主控系统与所述报警器电性相连。

所述摄像头与所述转动槽可拆卸连接。

所述摄像头上设有一圈防尘盖。

消防监控管理系统的消防监控控制方法；所述控制方法包括以下步骤：

(1)主控系统控制步进电机正向若干圈和反向若干圈交替转动，摄像头从左至右，从右到左转动，完成一个周期的角度偏移，实现自动监控；

(2)主控系统控制步进电机每当正向或反向转动单位角度时停止转动，控制气缸的活塞杆来回移动，实现俯仰的最大角度偏移，再进行下一步单位角度的左右偏移，在实现在左右偏移中同时上下偏移，对视角范围内的消防通道进行全覆盖扫描监控；

(3)建立笛卡尔坐标系，以摄像头向转动槽方向延伸与转动槽中心竖直平面的相交面的中心点为视角捕捉点，在扫描过程中，摄像头对每一转动的单位角度的画面都进行拍摄并通过主控系统进而传输到后端储存进行储存，记录图像与对应的坐标，同时传输到图像识别器，当图像识别器识别到图像出现火情烟雾等特征，控制报警器实现自动报警，图形识别器识别到图形时，摄像头已偏移到下一坐标，通过主控系统识别发生火情烟雾的图形，并读取对应的坐标，控制步进电机反向转动或气缸的活塞杆反向移动回到发生火情烟雾时画面的坐标，电磁铁通电具有磁性，摄像头角度固定进行拍摄。

本发明的有益效果是：

1.本发明消防监控管理系统通过左右偏移机构、上下偏移机构实现对摄像头在上、下、左、右方向的角度调节，扩大了监控范围，提高监控效率，避免为多角度监控而安装多个摄像头，能够减少成本；

2.主控系统控制步进电机正向若干圈和反向若干圈交替转动，摄像头从左至右，从右到左转动，完成一个周期的角度偏移，实现自动监控，控制电机在正向或反向转动时每转动单位角度时停止转动，控制气缸的活塞杆来回移动，实现俯仰的最大角度偏移，再进行下一步左右偏移的转动，实现在左右偏移中同时上下偏移，对视角范围内的消防通道进行全覆盖扫描监控

3.主控系统建立笛卡尔坐标系，以摄像头向转动槽方向延伸与转动槽中心竖直平面)的交点为视角捕捉点，在扫描过程中，摄像头对每一转动的单位角度的画面都进行拍摄并通过主控系统进而传输到后端储存进行储存，记录图像与对应的坐标，同时传输到图像识别器，当图像识别器识别到图像出现火情烟雾等特征，控制报警器实现自动报警，图形识别器识别到图形时，摄像头已偏移到下一坐标，通过主控系统识别发生火情烟雾的图形，并读取对应的坐标，控制步进电机反向转动或气缸的活塞杆反向移动回到发生火情烟雾时画面的坐标，电磁铁通电具有磁性，摄像头角度固定进行拍摄；

4.同时也可以通过控制面板，手动对摄像头角度进行调节，以适应不同的需求，通过按下“左”或“右”按键，使得电机反转或正转，使得滑块螺母向靠近或远离第一支架方向移动，主动杆与丝杠的夹角(锐角)变小或大，使得从动杆上的移动板ⅰ带动摄像头按所需角度绕从动杆与支撑台的铰接处向左或右转动，实现摄像头左右方向的角度调节；

5.通过按下按下“上”或“下”按键，控制电磁铁(滑块)不通电，滑块可在转动槽内自由滑动，同时启动气缸，使得活塞杆向前或后运动，活塞杆推动滑块在转动槽内向下或向上移动，推动转动槽绕转动轴转动，转动槽与底板的夹角(锐角)变大或变小，控制摄像头的俯仰角度调节；

6.摄像头与转动槽可拆卸连接，便于摄像头维修或更换。

附图说明

图1是本发明消防监控管理系统结构示意图；

图2是图1的俯视图；

图3是本发明中上下偏移机构的位置结构示意图；

图4是本发明中转动轴的位置结构示意图；

图5是本发明消防监控管理系统的原理框图；

图6是本发明摄像头视角捕捉点坐标系示意图；

图中，1-底板，2-第一支架，3-丝杠，4-滑块螺母，5-第二支架，6-步进电机，7-支撑台，8-移动板ⅱ，9-气缸支架，10-气缸，11-活塞杆，12-滑槽支架，13-滑槽，14-移动条，15-转动槽，1501-圆环状凸起，16-摄像头，17-防尘盖，18-限位板，19-转动轴，20-移动板ⅰ，21-转动支架，22-主动杆，23-从动杆，24-滑块，25-左右偏移机构，26-上下偏移机构。

具体实施方式

结合图1至6所示，一种消防监控管理系统，包括摄像头16、传输设备、后端存储、主控系统及后端显示设备，主控系统设置在外部的监控室内，摄像头16通过传输设备与主控系统电性相连，主控系统与后端储存和后端显示设备相连，消防监控管理系统还包括底板1、左右偏移机构25、上下偏移机构26；左右偏移机构25包括第一支架2、第二支架5、步进电机6、丝杠3、主动杆22、从动杆23、支撑台7；第一支架2、第二支架5沿前后方向依次设于底板1上；步进电机6设于第二支架5后侧；丝杠3一端与第一支架2转动连接，另一端伸出第二支架5与步进电机6传动相连；丝杠3上设有与该丝杠3相适配的滑块螺母4；主动杆22一端与滑块螺母4上端面铰接，另一端与从动杆23中间部分铰接；支撑台7设于底板1上、靠近丝杠3一侧位置处；从动杆23一端与支撑台7铰接，另一端上固定设有移动板ⅰ20，摄像头16可上下转动地设于移动板ⅰ20上方。当步进电机6启动，滑块螺母4在丝杠3上前后移动，通过主动杆22带动从动杆23绕从动杆23与支撑台7铰接处转动，使得从动杆23上的移动板上的摄像头16能绕从动杆23与支撑台7铰接处左右转动，实现左右偏移的角度调节；

消防监控管理系统还包括上下偏移机构26；上下偏移机构26还包括转动支架21、转动轴19、转动槽15、移动板ⅱ8；转动支架21为两个；两个转动支架21设于移动板ⅰ20的左右两侧位置处；转动轴19两端分别与两个转动支架21转动连接；转动槽15下方设有圆环状凸起1501，且该圆环状凸起1501套接在转动轴19上；转动槽15内设有与转动槽15相适配的滑块24，且该滑块24两侧向外延伸设有限位板18；两个限位板18内侧面与对应的转动槽15侧壁相抵触，两个限位板18用于限位滑块24在转动槽15内上下滑动；转动槽15内壁设有磁铁层；滑块24采用电磁铁；摄像头16设于转动槽15远离主动杆22一侧面；移动板ⅱ8设于从动杆23与支撑台7铰接处外侧，该移动板ⅱ8下端面与支撑台7相抵触；滑槽支架12呈l字型，该滑槽支架12一端与滑槽13固定连接，另一端与移动板ⅱ8固定连接；移动条14可沿移动板ⅰ20前后方向移动地设于移动板ⅰ20上方、靠近转动槽15一侧位置处；移动条14一端与滑块24铰接，另一端伸出滑槽13外，且与滑槽13相适配。

上下偏移机构26还包括气缸支架9、气缸10；气缸支架9设于移动板ⅱ8上；气缸10固定端设于气缸支架9上；气缸10的活塞杆11与移动条14伸出滑槽13的一端固定连接，气缸10的活塞杆11推动移动条14前后移动，使得滑块24在转动槽15内上下移动，使得转动槽15绕转动轴19转动，调节转动槽15上的摄像头16的俯仰角度。当步进电机6启动，带动从动杆23绕从动杆23与支撑台7铰接处转动，同时带动从动杆23两端的移动板ⅰ20和移动板ⅱ8跟着从动杆23同步转动。

消防监控管理系统还包括控制面板；控制面板设置在外部监控室内，监控人员可以手动操作控制面板，控制面板上设有左、右、上、下、停止按键；左、右按键通过主控系统与步进电机6电性相连，控制步进电机6的正转或反转；上、下按键通过主控系统与气缸10和电磁铁电性相连，控制气缸10的活塞杆11向前或向后移动，同时控制电磁铁(滑块24)不通电，失去磁性，使得滑块24可以在转动槽15内上下自由移动，当按下停止按键，步进电机6、气缸10均不工作，控制电磁铁(滑块24)通电，恢复磁性，使得滑块24与转动槽15内的磁铁层固定连接，使得摄像头16的俯仰角度固定。

消防监控管理系统还包括图像识别器、报警器；摄像头16通过主控系统与图像识别器电性相连，摄像头16对消防通道内读取图像，通过主控系统传输到图像识别器，运用图像分析技术，实现对监控范围内的火情监控；图像识别器通过主控系统与报警器电性相连，出现火情烟雾等特征，通过主控系统控制报警器实现自动报警。

摄像头16与转动槽15可拆卸连接，便于摄像头16维修或更换。

摄像头16上设有一圈防尘盖17。

消防监控管理系统的消防监控控制方法；所述控制方法包括以下步骤：

(1)主控系统控制步进电机6正向若干圈和反向若干圈交替转动，摄像头16从左至右，从右到左转动，完成一个周期的角度偏移，实现自动监控；

(2)主控系统控制步进电机6每当正向或反向转动单位角度时停止转动，控制气缸10的活塞杆11来回移动，实现俯仰的最大角度偏移，再进行下一步单位角度的左右偏移，实现在左右偏移中同时上下偏移，对视角范围内的消防通道进行全覆盖扫描监控；

(3)主控系统建立笛卡尔坐标系，以从动杆与支撑台铰接处的中心轴与转动轴的中心轴所在水平面的交点为原点o，以支撑台的宽度方向为x轴方向，以支撑台的长度方向为y轴方向，支撑台高度方向为z轴方向，以摄像头向转动槽方向延伸与转动槽中心竖直平面(转动槽与摄像头相接触平面为竖直平面)的相交面的中心点为视角捕捉点a，原点o与转动轴的中心轴的垂直交点为b，视角捕捉点a的坐标为(x,y,z)，其中x＝(abcosβ+ob)cosα,y＝(abcosβ+ob)sinα,z＝abcosβ。

式中，ob为原点到转动轴中心轴的垂直距离，即左右偏移的转动半径，α为从动杆与x轴的夹角，ab为上下偏移的转动半径，β为转动槽与z轴的夹角，如图6所示。

在扫描过程中，摄像头对每一转动的单位角度的画面都进行拍摄并通过主控系统进而传输到后端储存进行储存，记录图像与对应的坐标，同时传输到图像识别器，当图像识别器识别到图像出现火情烟雾等特征，控制报警器实现自动报警，图形识别器识别到图形时，摄像头16已偏移到下一坐标，通过主控系统识别发生火情烟雾的图形，并读取对应的坐标，控制步进电机6反向转动或气缸10的活塞杆反向移动回到发生火情烟雾时画面的坐标，电磁铁通电具有磁性，摄像头16角度固定进行拍摄。

如图1-6所示，本发明工作原理和流程如下：

主控系统控制步进电机6正向若干圈和反向若干圈交替转动，摄像头16从左至右，从右到左转动，完成一个周期的角度偏移，实现自动监控，主控系统控制步进电机6每当正向或反向转动单位角度时停止转动，控制气缸10的活塞杆11来回移动，实现俯仰的最大角度偏移，再进行下一步单位角度的左右偏移，实现在左右偏移中同时上下偏移，对视角范围内的消防通道进行全覆盖扫描监控。主控系统建立笛卡尔坐标系，以摄像头向转动槽方向延伸与转动槽中心竖直平面)的交点为视角捕捉点，在扫描过程中，摄像头对每一转动的单位角度的画面都进行拍摄并通过主控系统进而传输到后端储存进行储存，记录图像与对应的坐标，同时传输到图像识别器，当图像识别器识别到图像出现火情烟雾等特征，控制报警器实现自动报警，图形识别器识别到图形时，摄像头16已偏移到下一坐标，通过主控系统识别发生火情烟雾的图形，并读取对应的坐标，控制步进电机6反向转动或气缸10的活塞杆反向移动回到发生火情烟雾时画面的坐标，电磁铁通电具有磁性，摄像头16角度固定进行拍摄。

同时监控人员在外部监控室也对可以手动调节控制面板，对摄像头的角度进行调节，以适应不同需求，当需要对摄像头16进行左右偏移的角度调节：按动“右”的按键，步进电机6开启正转，使得滑块24螺母4向第一支架2方向移动，主动杆22与丝杠3的夹角(锐角)变大，使得从动杆23绕从动杆23与支撑台7铰接处转动，向远离第一支架2方向(向右)转动；按动“左”的按键，步进电机6开启反转，使得滑块24螺母4向靠近第二支架5方向移动，主动杆22与丝杠3的夹角(锐角)变小，使得使得从动杆23绕从动杆23与支撑台7铰接处转动，向靠近第一支架2方向(向左)转动，通过按下“左”或“右”按键使得从动杆23上的移动板ⅰ20带动摄像头16按所需角度绕从动杆23与支撑台7的铰接处向左或右转动。

当需要对摄像头16进行上下偏移的角度调节：按下“下”按键，控制电磁铁(滑块24)不通电，滑块24可在转动槽15内自由滑动，同时启动气缸10，使得活塞杆11向前运动，活塞杆11推动滑块24在转动槽15内向下移动，推动转动槽绕转动轴19转动，转动槽与底板1的夹角(锐角)变小；按下“上”按键，控制电磁铁不通电，滑块24可在转动槽15内自由滑动，同时启动气缸10，使得活塞杆11向后运动时，活塞杆11推动滑块24在转动槽15内向上移动，推动转动槽绕转动轴19转动，转动槽与底板1的夹角(锐角)变大；通过按下“上”或“下”按键控制摄像头16的俯仰角度。