CN106910310B - 森林防火应急报警装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种森林防火应急报警装置，包括图像拍摄模块、图像识别模块、主控模块、报警模块、通信模块、远程监控装置、存储模块；主控模块控制图像拍摄模块在森林内拍摄图像；图像识别模块识别图像拍摄模块存储在存储模块内的图像后，将识别信息发送给主控模块；主控模块根据识别信息触发报警模块，并生成报警信息通过通信模块发送给远程监控装置；电源模块通过主控模块供电。通过若干个独立的图像拍摄模块和图像识别模块，在监控区域内实时完成图像拍摄和识别，实时发现异常状态，发出警报并通知远程监控***采取措施，提高了森林防火的效率，实现了对森林火灾隐患的24小时不间断实时监控与识别，具有很强的实用性和广泛的适用性。

Description

森林防火应急报警装置
技术领域
本发明涉及一种报警装置，具体涉及一种森林防火应急报警装置。
背景技术
森林火灾，是指失去人为控制，在林地内自由蔓延和扩展，对森林、森林生态***和人类带来一定危害和损失的林火行为。森林火灾是一种突发性强、破坏性大、处置救助较为困难的自然灾害。
森林防火工作是中国防灾减灾工作的重要组成部分，是国家公共应急体系建设的重要内容，是社会稳定和人民安居乐业的重要保障，是加快林业发展，加强生态建设的基础和前提，事关森林资源和生态安全，事关人民群众生命财产安全。
现有的森林防护，大部分依靠巡林员人工巡检，部分发达地区开始采用监控模式；人工巡检，具有现场处理的优势，劣势也比较明显，效率低，指向性低，有效防止火灾发生的效果不好，适合规范性的检查防火装置；普通监控，具有实时监控的优势，但是需要监控人员24小时关注监控视频，而森林大面积内广铺监控，显然对监控人员的监控工作带来巨大的工作量，缺乏对火灾现场的及时发现性。
因此有必要对现有的森林防火预防及应急***给予改进，集预防与应急于一体。
发明内容
为解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种智能的、方便的、节约资源的森林防火应急报警装置。
为了实现上述目标，本发明采用如下的技术方案：
森林防火应急报警装置，包括图像拍摄模块、图像识别模块、主控模块、报警模块、通信模块、远程监控装置、存储模块；
所述主控模块控制图像拍摄模块在森林内拍摄图像；
所述图像识别模块识别图像拍摄模块存储在存储模块内的图像后，将识别信息发送给主控模块；
所述主控模块根据识别信息触发报警模块，并生成报警信息通过通信模块发送给远程监控装置；
电源模块通过主控模块供电。
上述图像拍摄模块架设在与主控模块连接的转向模块上，所述转向模块包括与电机轴接的转向平台。
上述远程监控装置经通信模块，通过主控模块控制图像拍摄模块和转向模块。
上述主控模块接输入输出模块，包括显示器、键盘。
上述存储模块存储报警信息。
上述识别信息包括火警、火警面积、火警点距离监测点的角度和距离。
上述报警信息包括设备ID、设备位置、异常图片、时间、角度、距离。
进一步的，上述转向模块的转向频率为5-10分钟/圈，转向角度为360度。
上述图像拍摄模块的拍摄方式包括拍照、摄像，所述图像为全景图像。
上述图像识别模块将图像分割为若干矩形阵块，与背景图像进行比较后，将识别出的图像差异鉴定为火警；结合差异图像的面积，根据矩形阵块的比例尺和网格，计算出相对于监测点的火警点的角度和距离。
本发明的有益之处在于：本发明的一种森林防火应急报警装置，通过若干个与远程控制装置连接的防火应急报警装置组成森林防火***，各个防火应急报警装置具有独立的图像拍摄模块和图像识别模块，在监控区域内实时完成拍摄图像和图像识别，于第一时间发现异常状态，发出警报并通知远程监控***采取措施，分担了监控人员大量的监控任务，提高了森林防火的效率，实现了对森林火灾隐患的24小时不间断实时监控与识别，具有很强的实用性和广泛的适用性。
附图说明
图1为本发明的森林防火应急报警装置的结构示意图。
图2为本发明的图像识别模块的矩形阵块的示意图。
图3为本发明的全景相机的周期拍摄的范围示意图。
图4为本发明的全景相机的安装结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明作具体的介绍。
本发明的实施例中：
主控模块采用飞利浦公司生产的ARM芯片，具有灵敏度高，抗干扰性好的优点，
通信模块为采用华为GTM900C的GPRS通信芯片的GPRS无线网络，
拍摄模块为全景相机，
报警模块选用警铃，
电源模块选用太阳能蓄电池。
本发明的安装在林区制高点的森林防火应急报警装置，包括分别连接全景相机、图像识别模块、主控模块、警铃的主控模块，并通过GPRS模块与远程监控装置实现通信，电源模块通过主控模块供电。
全景相机架设在与电机轴接的旋转台上，电机由主控模块驱动。
主控模块控制电机以360度、5分钟/圈的速度，转动旋转台，带动全景相机周期性转动，同时控制全景相机在森林内拍摄全景图像，并将拍摄的全景图像存储在存储模块内。
图像识别模块将全景图像分割为60*150-150*450的矩形阵格后，优选为100*360；将全景图像与背景图像进行比较，鉴定识别出的图像差异是否为火警，若为火警，则结合差异图像的面积，根据矩形阵块的比例尺和网格，计算出相对于监测点（拍摄点）的火警点的角度和距离，反馈给主控模块。
主控模块根据图像识别模块反馈的识别信息触发警铃，并生成包括设备ID、设备位置、异常图片、时间、角度、距离的报警信息，通过GPRS模块反馈给远程监控装置。
鉴定为火警后，主控模块控制电机停止转动，或者在鉴定火警的广角范围内小幅度转动，将拍照模式切换为摄像模式，实时通过GPRS模块将摄像景象传送给远程监控装置。
远程监控人员观察到火警后，可操作远程监控装置，通过GPRS模块，经主控模块控制电机转动角度，控制全景相机实时取景，调节拍摄焦距，或为取得清晰的实时景象，切换拍照和摄像。进一步观察现场火警信息，根据火势，及时安排灭火队员或者巡林队员，定向定点及时扑灭各种火灾及火灾隐患。
远程监控人员观察后，鉴定为不是火警，通过GPRS模块，向主控模块反馈非火警信息，主控模块取消火警模式，取消警铃，并将全景相机的摄像模式切换回拍照模式，同时控制电机继续周期性转动。
常规远程监控，监控人员可通过远程监控装置，在任意时间段内，经主控模块读取存储模块内的全景图像。
可远程通过控制模块设置电机的转速、全景相机的拍摄频率。
巡林员现场巡林时，也可现场外接输入输出模块，包括显示器、键盘，实地调控、调整、读取相关监测数据，或根据现场的观察，调整电机的转速、全景相机的拍摄频率。
实际使用时，根据实地地形，电源模块可选用风力电源结合太阳能电源。
安装全景相机时，以林区树木的顶端为基准面，包括平原的平面、山坡的阴/阳斜面。
为了有效监测火警，保证全景相机的拍摄的最优效果，根据全景相机的拍摄性能，安装时，优选高于基准面的垂直距离为d，与基准面的倾角为θ，摄像的范围距离为D。
当捕捉到疑似火警时，全景相机即时对准火警方位，接收远程控制修正方位，根据通信信道的传输速度，发回图像，以供监控火情发展。
根据火情发展的趋势，火苗会逐渐蔓延开，越烧越旺，那么采集到的火苗图像会逐渐变大，根据这一特点，当有疑似火情时，采集图像样本，扫描到疑似着火点，和火苗轮廓图，保存数据，5秒后继续采用图像，获取火苗轮廓图，采集到火苗轮廓图，得到3次火苗轮廓图数据，判断是否符合着火规律，火势的蔓延规律，例如：后面的图像轮廓包围前面的90%以上（考虑到风，每个火苗的特点，不可能完全包围覆盖），每次轮廓增大20%-50%之间，蔓延速度和面积特征来判断实际火情的严重性。
图像采集间隔时间，判断次数，蔓延规律的数据，可通过远程根据实际地形、树木特征、及季节进行修正。
当特征符合火情时，就确认有火情。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，上述实施例不以任何形式限制本发明，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。

Claims (4)

1.森林防火应急报警装置，其特征在于，包括图像拍摄模块、图像识别模块、主控模块、报警模块、通信模块、远程监控装置、存储模块；
所述主控模块控制图像拍摄模块在森林内拍摄图像；
所述图像识别模块识别图像拍摄模块存储在存储模块内的图像后，将识别信息发送给主控模块；
所述主控模块根据识别信息触发报警模块，并生成报警信息通过通信模块发送给远程监控装置；
电源模块通过主控模块供电；
所述识别信息包括火警、火警面积、火警点距离监测点的角度和距离；
所述报警信息包括设备ID、设备位置、异常图片、时间、火警点距离监测点的角度和距离；
所述图像拍摄模块架设在与主控模块连接的转向模块上，所述转向模块包括与电机轴接的转向平台；
所述转向平台的转向频率为5-10分钟/圈，转向角度为360度；
所述图像拍摄模块的拍摄方式包括拍照、摄像，所述图像为全景图像；
所述图像识别模块将图像分割为若干矩形阵块，与背景图像进行比较后，将识别出的图像差异鉴定为火警；结合差异图像的面积，根据矩形阵块的比例尺和网格，计算出相对于监测点的火警点的角度和距离；
全景相机架设在与电机轴接的旋转台上，电机由主控模块驱动；
主控模块控制电机以360度、5分钟/圈的速度，转动旋转台，带动全景相机周期性转动，同时控制全景相机在森林内拍摄全景图像，并将拍摄的全景图像存储在存储模块内；
图像识别模块将全景图像分割为60*150-150*450的矩形阵格后，将全景图像与背景图像进行比较，鉴定识别出的图像差异是否为火警，若为火警，则结合差异图像的面积，根据矩形阵块的比例尺和网格，计算出相对于监测点的火警点的角度和距离，反馈给主控模块；
主控模块根据图像识别模块反馈的识别信息触发警铃，并生成包括设备ID、设备位置、异常图片、时间、角度、距离的报警信息，通过GPRS模块反馈给远程监控装置；
鉴定为火警后，主控模块控制电机停止转动，或者在鉴定火警的广角范围内小幅度转动，将拍照模式切换为摄像模式，实时通过GPRS模块将摄像景象传送给远程监控装置；
远程监控人员观察到火警后，操作远程监控装置，通过GPRS模块，经主控模块控制电机转动角度，控制全景相机实时取景，调节拍摄焦距；
安装全景相机时，以林区树木的顶端为基准面；
安装全景相机时高于基准面的垂直距离为d，与基准面的倾角为θ，摄像的范围距离为D；
当捕捉到疑似火警时，全景相机即时对准火警方位，接收远程控制修正方位，发回图像，以供监控火情发展；
根据火情发展的趋势，火苗逐渐蔓延开，那么采集到的火苗图像逐渐变大，当有疑似火情时，采集图像样本，扫描到疑似着火点和火苗轮廓图， 5秒后继续获取火苗轮廓图，得到3次火苗轮廓图数据，判断是否符合着火规律和火势的蔓延规律。
2.根据权利要求1所述的森林防火应急报警装置，其特征在于，所述远程监控装置经通信模块，通过主控模块控制图像拍摄模块和转向模块。
3.根据权利要求1所述的森林防火应急报警装置，其特征在于，所述主控模块接输入输出模块，包括显示器、键盘。
4.根据权利要求1所述的森林防火应急报警装置，其特征在于，所述存储模块存储报警信息。
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