一種基於物聯網技術森林防火用遠紅外探測一體機的製作方法

2023-06-14 15:02:26

專利名稱：一種基於物聯網技術森林防火用遠紅外探測一體機的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及森林防火用器械技術領域，特別涉及一種森林防火用遠紅外探測一體機。
技術背景森林火災是森林最危險的敵人，也是林業最可怕的災害，它會給森林帶來毀滅性的後果。森林火災不只是燒毀成片的森林，傷害林內的動物，而且還降低森林的更新能力， 引起土壤的貧瘠和破壞森林涵養水源的作用，甚而導致生態環境失去平衡。儘管當今世界的科學在日新月異地向前發展，但是，人類在制服森林火災上，卻依然尚未取得長足的進展；於是森林火災預防和發現比撲滅更具現實意義。森林火災傳統的監控方法如地面巡護，主要任務是宣傳群眾，控制人為火源，深入瞭望臺觀測的死角進行巡邏。對來往人員及車輛，野外生產和生活用火進行檢查和監督。 存在的不足是巡護面積小、視野狹窄、確定著火位置時，常因地形地勢崎嶇、森林茂密而出現較大誤差；在交通不便、人煙稀少的偏遠山區，無法進行地面巡護，需用各種交通工具費用及人員工資費用，只能用視頻監測方法來彌補。再如，瞭望臺監測，是通過瞭望臺來觀測林火的發生，確定火災發生的地點，報告火情，它的優點是覆蓋面較大、效果較好。存在的不足是無生活條件的偏遠林區不能設瞭望臺；它的觀察效果受地形地勢的限制，覆蓋面小，有死角和空白，觀察不到，對煙霧濃重的較大面積的火場、餘火及地下火無法觀察；雷電天氣無法上塔觀察；瞭望是一種依靠瞭望員的經驗來觀測的方法，準確率低，誤差大。另外瞭望員人身安全受雷電、野生動物、森林腦炎等的威脅。又如航空巡護是利用巡護飛機進行林火的探測。它的優點是巡護視野寬、機動性大、速度快同時對火場周圍及火勢發展能做到全面觀察，可及時採取有效措施。但也存在著不足夜間、大風天氣、陰天能見度較低時難以起飛，同時巡視受航線、時間的限制，而且觀察範圍小，只能一天一次對某一林區進行觀察，如錯過觀察時機，當日的森林火災也觀察不到，容易釀成大災，飛行費用成本高，租用飛機費用昂貴，飛行費用嚴重不足。另外，比較高級的如衛星遙感，利用極軌氣象衛星、陸地資源衛星、地球靜止衛星、 低軌衛星探測林火。能夠發現熱點，監測火場蔓延的情況、及時提供火場信息，用遙感手段製作森林火險預報，用衛星數字資料估算過火面積。它探測範圍廣、搜集數據快、能得到連續性資料，反映火的動態變化，而且收集資料不受地形條件的影響，影像真切。存在的不足是準確率低，需要地面花費大量的人力、物力、財力進行核實，尤其是交通不便的地方，火情核實十分重要。當熱點達到3個像素時，火已基本成災。鑑於上述種種技術缺點，建立一種火災的智能預警系統，是森林防火的發展方向， 而能夠實現林區視頻的自動監控、煙火準確識別、火點精確定位的機械的研製是重中之重。 所以，迫切需要出現一種結構簡單、使用方便，能夠自動監控森林防火區域、準確預報火警、 確定火警方位的一種森林防火用遠紅外探測一體機。

發明內容本實用新型的目的在於克服現有技術中存在的缺點，提供一種結構簡單、使用方便，能夠自動監控森林防火區域、準確預報火警、確定火警方位的一種基於物聯網森林防火用遠紅外探測一體機。為了實現上述目的，本實用新型提供了一種基於物聯網森林防火用遠紅外探測一體機，包括雲臺底座、水平轉軸和雲臺殼體，其中，所述雲臺殼體的一側設置有遠紅外攝像機殼體，另一側設置有可見光攝像機殼體，所述遠紅外攝像機殼體與所述可見光攝像機殼體上設置有連接架，所述遠紅外攝像機殼體內設置有遠紅外鏡頭和遠紅外攝像機，所述可見光攝像機殼體內設置有可見光鏡頭和可見光攝像機，所述雲臺殼體兩側設置有垂直轉軸，所述連接架與所述雲臺殼體之間通過所述垂直轉軸軸連接，所述雲臺底座與所述雲臺殼體之間通過所述水平轉軸軸連接。所述遠紅外鏡頭的一段探出至遠紅外攝像機殼體的外部並與所述遠紅外攝像機殼體之間螺絲緊固，所述遠紅外鏡頭與所述遠紅外攝像機螺紋連接，所述遠紅外攝像機上進一步設置有FPGA處理模塊；所述可見光鏡頭與所述可見光攝像機殼體之間螺絲緊固，所述可見光鏡頭與所述可見光攝像機之間螺紋連接。所述雲臺殼體能夠沿所述水平轉軸0 360度旋轉，所述遠紅外攝像機殼體和所述可見光攝像機殼體能夠沿所述垂直轉軸-45度 45度旋轉，所述雲臺底座內設置有數據處理模塊，所述遠紅外攝像機殼體和所述可見光攝像機殼體上設置有惰性氣體充氣口。所述遠紅外攝像機、所述FPGA模塊和所述可見光攝像機上設置有視頻輸出線，所述視頻輸出線穿過所述垂直轉軸的內部並延伸至雲臺殼體的內部，所述視頻輸出線與所述數據處理模塊之間電連接。所述惰性氣體充氣口用於向遠紅外攝像機殼體內部、可見光攝像機殼體內部充入惰性氣體，充入惰性氣體用於防腐。所述雲臺殼體上進一步設置有擋板，所述擋板與所述雲臺殼體之間螺絲緊固。所述遠紅外攝像機殼體、所述可將光攝像機殼體上方進一步設置有遮陽板，所述遮陽板與所述遠紅外攝像機殼體、所述可將光攝像機殼體之間螺絲緊固。所述可見光鏡頭上進一步設置有雨刮器，所述雨刮器與所述可將光攝像機殼體之間旋轉連接。所述雨刮器與所述數據處理模塊之間電連接。本實用新型的優點為結構簡單、使用方便，能夠自動監控火災，能夠準確識別煙火，能夠精確定位火點。具體如下本實用新型的雲臺殼體能夠沿水平轉軸0-360度旋轉，遠紅外攝像機殼體與可見光攝像機殼體能夠沿垂直轉軸-45度 45度旋轉。遠紅外攝像機殼體與可見光攝像機殼體每水平旋轉一周，則垂直轉軸調整0. 1-0. 3度，即本實用新型的遠紅外攝像機殼體與可見光攝像機殼體從-45度開始一圈一圈的旋轉至45度，再如此往復運動的自動監控火災。 通過基站控制數據處理模塊，例如設定水平轉軸轉至0度為正北，則0度、90度、180度、270 度分別代表北、西、南、東的方位，此為X軸方向的定位；Y軸方向的垂直轉軸每變化0. 1度設定為高度值，即可利用三角函數計算出精確的火點。在發現火點後，遠紅外攝像機與可見光攝像機同時工作，定位至火點不動，不斷將火點的圖像捕獲通過視頻輸出接口傳輸至數據處理模塊再傳送至基站的接收裝置，遠紅外攝像機與可見光攝像機同時工作能夠增加火災監控的準確率。

[0020]圖1為本實用新型的主視圖。[0021]圖2為本實用新型的後視圖。[0022]圖3為本實用新型的右視圖。[0023]圖4為本實用新型的左視圖。[0024]附圖標識[0025]1、雲臺底座2、數據處理模塊3、遠紅外攝像機殼體[0026]4、遠紅外鏡頭5、連接架6、垂直轉軸[0027]7、雲臺殼體8、擋板9、可見光鏡頭[0028]10、螺絲U、水平轉軸12、雨刮器[0029]13、惰性氣體充氣口14、可見光攝像機15、FPGA處理模塊[0030]16、遠紅外攝像機17、遮陽板
具體實施方式

以下結合附圖，對本實用新型進行說明。 如圖1-圖4所示，圖1為本實用新型的主視圖。圖2為本實用新型的後視圖。圖 3為本實用新型的右視圖。圖4為本實用新型的左視圖。包括雲臺底座1、水平轉軸11和雲臺殼體7，其中，雲臺殼體7的一側設置有遠紅外攝像機殼體3，另一側設置有可見光攝像機殼體，遠紅外攝像機殼體3與可見光攝像機殼體上設置有連接架5，遠紅外攝像機殼體3 內設置有4遠紅外鏡頭和遠紅外攝像機16，可見光攝像機殼體內設置有可見光鏡頭9和可見光攝像機14，雲臺殼體7兩側設置有垂直轉軸6，連接架5與雲臺殼體7之間通過垂直轉軸軸6連接，雲臺底座1與雲臺殼體7之間通過水平轉軸11軸連接。遠紅外鏡頭4的一段探出至遠紅外攝像機殼體3的外部並與遠紅外攝像機殼體3之間螺絲緊固，遠紅外鏡頭 4與遠紅外攝像機16螺紋連接，遠紅外攝像機16上進一步設置有FPGA處理模決15 ；可見光鏡頭9與可見光攝像機殼體之間螺絲緊固，可見光鏡頭9與可見光攝像機14之間螺紋連接。雲臺殼體7能夠沿水平轉軸11進行0 360度旋轉，遠紅外攝像機殼體3和可見光攝像機殼體能夠沿垂直轉軸6進行-45度 45度旋轉，雲臺底座1內設置有數據處理模塊， 遠紅外攝像機殼體3和可見光攝像機殼體上設置有惰性氣體充氣口 13。遠紅外攝像機4、 FPGA處理模塊15和可見光攝像機14上設置有視頻輸出線，視頻輸出線穿過垂直轉軸6的內部並延伸至雲臺殼體7的內部，視頻輸出線與數據處理模塊之間電連接。惰性氣體充氣口 13用於向遠紅外攝像機殼體3內部、可見光攝像機殼體內部充入惰性氣體，充入惰性氣體用於防腐。雲臺殼體7上進一步設置有擋板8，擋板8與雲臺殼體7之間螺絲緊固。遠紅外攝像機殼體3、可將光攝像機殼體上方進一步設置有遮陽板17，遮陽板17與遠紅外攝像機殼體3、可將光攝像機殼體之間螺絲緊固。可見光鏡頭9上進一步設置有雨刮器12，雨刮器12與可將光攝像機殼體之間旋轉連接。雨刮器12與數據處理模塊之間電連接。本實用新型進一步包括基站，所述數據處理模塊內設置有發射模塊、基站設置有接收裝置，發射模塊與接收裝置之間無線連接。FPGA處理模塊採用了邏輯單元陣列LCA(Logic Cell Array)這樣一個概念，內部包括可配置邏輯模塊CLB (Configurable Logic Block)、輸出輸入模塊IOB (Input Output Block)和內部連線(Interconnect)三個部分。現場可編程門陣列(FPGA)是可編程器件。 與傳統邏輯電路和門陣列(如PAL，GAL及CPLD器件)相比，FPGA具有不同的結構，FPGA 利用小型查找表(16X1RAM)來實現組合邏輯，每個查找表連接到一個D觸發器的輸入端， 觸發器再來驅動其他邏輯電路或驅動1/0，由此構成了即可實現組合邏輯功能又可實現時序邏輯功能的基本邏輯單元模塊，這些模塊間利用金屬連線互相連接或連接到1/0模塊。 FPGA的邏輯是通過向內部靜態存儲單元加載編程數據來實現的，存儲在存儲器單元中的值決定了邏輯單元的邏輯功能以及各模塊之間或模決與1/0間的聯接方式，並最終決定了 FPGA所能實現的功能，FPGA允許無限次的編程。本實用新型的雲臺殼體能夠沿水平轉軸0-360度旋轉，遠紅外攝像機殼體與可見光攝像機殼體能夠沿垂直轉軸-45度 45度旋轉。遠紅外攝像機殼體與可見光攝像機殼體每水平旋轉一周，則垂直轉軸調整0. 1-0. 3度，即本實用新型的遠紅外攝像機殼體與可見光攝像機殼體從-45度開始一圈一圈的旋轉至45度，再如此往復運動的自動監控火災。 通過基站控制數據處理模塊，例如設定水平轉軸轉至0度為正北，則0度、90度、180度、270 度分別代表北、西、南、東的方位，此為X軸方向的定位；Y軸方向的垂直轉軸每變化0. 1度設定為高度值，即可利用三角函數計算出精確的火點。在發現火點後，紅外攝像機與可見光攝像機同時工作，定位至火點不動，不斷將火點的圖像捕獲通過視頻輸出接口傳輸至數據處理模塊再傳送至基站的接收裝置，遠紅外攝像機與可見光攝像機同時工作能夠增加火災監控的準確率。可以結合本實用新型所處地理位置及相關報警角度信息，結合GIS系統可準確定位火災經緯度等地理信息。
權利要求1.一種基於物聯網技術森林防火用遠紅外探測一體機，包括雲臺底座、水平轉軸和雲臺殼體，其特徵在於，所述雲臺殼體的一側設置有遠紅外攝像機殼體，另一側設置有可見光攝像機殼體，所述遠紅外攝像機殼體與所述可見光攝像機殼體上設置有連接架，所述遠紅外攝像機殼體內設置有遠紅外鏡頭和遠紅外攝像機，所述可見光攝像機殼體內設置有可見光鏡頭和可見光攝像機，所述雲臺殼體兩側設置有垂直轉軸，所述連接架與所述雲臺殼體之間通過所述垂直轉軸軸連接，所述雲臺底座與所述雲臺殼體之間通過所述水平轉軸軸連接。
2.根據權利要求1所述基於物聯網技術森林防火用遠紅外探測一體機，其特徵在於， 所述遠紅外鏡頭的一段探出至遠紅外攝像機殼體的外部並與所述遠紅外攝像機殼體之間螺絲緊固，所述遠紅外鏡頭與所述遠紅外攝像機螺紋連接，所述遠紅外攝像機上進一步設置有FPGA處理模塊；所述可見光鏡頭與所述可見光攝像機殼體之間螺絲緊固，所述可見光鏡頭與所述可見光攝像機之間螺紋連接。
3.根據權利要求1或2所述基於物聯網技術森林防火用遠紅外探測一體機，其特徵在於，所述雲臺殼體能夠沿所述水平轉軸0 360度旋轉，所述遠紅外攝像機殼體和所述可見光攝像機殼體能夠沿所述垂直轉軸-45度 45度旋轉，所述雲臺底座內設置有數據處理模塊，所述遠紅外攝像機殼體和所述可見光攝像機殼體上設置有惰性氣體充氣口。
4.根據權利要求3所述基於物聯網技術森林防火用遠紅外探測一體機，其特徵在於， 所述遠紅外攝像機、所述FPGA模塊和所述可見光攝像機上設置有視頻輸出線，所述視頻輸出線穿過所述垂直轉軸的內部並延伸至雲臺殼體的內部，所述視頻輸出線與所述數據處理模塊之間電連接。
5.根據權利要求3所述基於物聯網技術森林防火用遠紅外探測一體機，其特徵在於， 所述惰性氣體充氣口用於向遠紅外攝像機殼體內部、可見光攝像機殼體內部充入惰性氣體，充入惰性氣體用於防腐。
6.根據權利要求3所述基於物聯網技術森林防火用遠紅外探測一體機，其特徵在於， 所述雲臺殼體上進一步設置有擋板，所述擋板與所述雲臺殼體之間螺絲緊固。
7.根據權利要求3所述基於物聯網技術森林防火用遠紅外探測一體機，其特徵在於， 所述遠紅外攝像機殼體、所述可將光攝像機殼體上方進一步設置有遮陽板，所述遮陽板與所述遠紅外攝像機殼體、所述可將光攝像機殼體之間螺絲緊固。
8.根據權利要求7所述基於物聯網技術森林防火用遠紅外探測一體機，其特徵在於， 所述可見光鏡頭上進一步設置有雨刮器，所述雨刮器與所述可將光攝像機殼體之間旋轉連接。
專利摘要本實用新型提供了一種基於物聯網技術森林防火用遠紅外探測一體機，包括雲臺底座、水平轉軸和雲臺殼體，其中，雲臺殼體的一側設置有遠紅外攝像機殼體，另一側設置有可見光攝像機殼體，遠紅外攝像機殼體與可見光攝像機殼體上設置有連接架和惰性氣體充氣口。遠紅外攝像機殼體內設置有紅外鏡頭和遠紅外攝像機，可見光攝像機殼體內設置有可見光鏡頭和可見光攝像機，雲臺殼體兩側設置有垂直轉軸，遠紅外攝像機上進一步設置有FPGA處理模塊，水平轉軸0～360度旋轉，垂直轉軸-45度～45度旋轉。本實用新型結構簡單、使用方便，能夠自動監控森林防火區域、準確預報火警、確定火警方位，森林防火效果好。
文檔編號G08B25/00GK202217365SQ201120311139
公開日2012年5月9日 申請日期2011年8月18日 優先權日2011年8月18日
發明者逄增倫 申請人:青島浩海網絡科技股份有限公司