一種基於圖像的嵌入式森林火災監測預警系統的製作方法

2023-07-20 03:21:21 9

專利名稱：一種基於圖像的嵌入式森林火災監測預警系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種基於圖像的嵌入式森林火災監測預警系統，屬於森林防火技術領域。
背景技術：
森林火災是人類所面臨的最重要的自然災害之一。森林是人類的寶貴資源，也是農業生產和人民生活的保障。據統計，全世界每年發生森林火災幾十萬起，受災面積多達幾百萬公頃，佔森林總面積的O. 1%。森林火災的發生，導致森林資源和生態環境的破壞，往往難以撲救，造成巨大的損失。因此，對森林火災做直接有效的監測，做到防患於未然，可以更好地進行森林火災的預防、撲救等決策。目前，隨著現代計算機通信技術、信息處理技術以 及微處理器應用的飛速發展，針對森林火災的監測已經開始由人工瞭望轉向遠程視頻監控方式。但是，目前森林火情遠程監控，大多是將攝像頭採集到的視頻圖像經過壓縮後直接通過有線或無線的方式傳送到森林火災監控中心，再通過人為方式判斷火災是否發生。對於森林火情監測，視頻處理前端仍是至關重要的，由於林火發生火災的情況相對比較少，所以傳送的視頻在大多數情況下都是安全狀況的畫面，又由於森林火災的突發性，這就要求監控中心的工作人員必須24小時不間斷地監視林區各個監測點傳送過來的視頻畫面，否則仍然可能延誤火情的發現，造成重大的經濟損失。本實用新型結合遠程監控系統與嵌入式技術及數字圖像處理技術，提出了一種新型的森林火情監測預警系統。首先在監測點對攝像頭採集的圖像信號進行火情智能識別處理，但是僅在自動檢測到發生異常的情況下，然後通過無線網絡將警報、火情現場畫面及火情地點等相關信息傳送到監控中心。這樣的預警方式可以有效避免現有遠程監控系統的不足，能較大程度地提高防火系統的工作效率，為快速發現森林火情提供智能保障。

實用新型內容本實用新型的目的是針對目前森林火災遠程視頻監測的不足，提出一種新型的森林火情監測預警系統。本實用新型它包括CXD攝像機(I)、視頻解碼晶片(2 )、嵌入式微處理器(3 )、GPRS模塊(4)、復位鍵(8)和晶振(10);(XD攝像機(I)的圖像輸出端接視頻解碼晶片(2)的圖像輸入端，視頻解碼晶片(2)的輸出端接嵌入式微處理器(3)的輸入端，嵌入式微處理器(3)通過串行口 I與GPRS模塊(4)連接；復位鍵(8)的復位信號輸出端連接嵌入式微處理器(3)的復位信號輸入端；晶振(10)的時鐘信號輸出端連接嵌入式微處理器(3)的時鐘信號輸入端。本實用新型的優點是I.系統功耗低為了適應林區的特殊作業環境，在實用新型設計中採用嵌入式微處理器，從而使得整個系統的能耗降低。2.林火識別率高在本系統軟體設計中以三層反向傳播(BP)神經網絡作為火災煙霧識別神經網絡模型，並對林火識別算法進行改進，同時利用模糊神經網絡與專家知識系統來提高林火火災識別率。3.火災定位準當系統監測到森林火情時，系統除了可以通過將火情監測點的雲臺俯仰角信息通過GPRS模塊發送到監控中心外，還可以通過獲取GPS模塊的信息來進一步確定火災的地理位置。

圖I為本實用新型的結構示意圖，圖2為本實用新型的林火火情識別算法流程圖。
具體實施方式
具體實施方式
一下面結合圖I和圖2說明本實施方式，一種基於圖像的嵌入式森林火災監測預警系統，它包括CXD攝像機(I)、視頻解碼晶片(2)、嵌入式微處理器(3)、GPRS模塊(4)、復位鍵(8)和晶振(10)， GPRS模塊(4)用於與監控中心的上位機進行通訊；CXD攝像機(I)的圖像輸出端接視頻解碼晶片(2)的，視頻解碼晶片(2)的輸出端接嵌入式微處理器(3)的輸入端，嵌入式微處理器(3)通過串行口 I與GPRS模塊(4)連接；復位鍵(8)的復位信號輸出端連接嵌入式微處理器(3)的復位信號輸入端；晶振(10)的時鐘信號輸出端連接嵌入式微處理器(3)的時鐘信號輸入端。CXD攝像機通過視頻解碼晶片將採集到的圖象信息送到輸入緩衝區中，並對緩衝區的數據進行處理，再利用火情識別算法判斷是否發生火災，如果出現異常情況，則利用串口編程程序控制GPRS模塊發送數據至監控心。監控中心的上位機提取圖像信息後解壓縮，根據監測點代碼確定火情地點，並顯示火情預警發生的時間、位置和圖像等信息，由監控中心工作人員最終判斷是否發生火情，軟體流程如圖2所示。
具體實施方式
二 下面結合圖I說明本實施方式，本實施方式為對實施方式一的進一步說明，它還包括32MB 16位的FLASH (6)，嵌入式微處理器(3)的擴展口與FLASH (6)連接。FLASH (6)用於對該系統的中間處理結果進行保存。
具體實施方式
三下面結合圖I說明本實施方式，本實施方式為對實施方式一的進一步說明，它還包括GPS模塊(5)，GPS模塊(5)的地理位置信號輸出端連接嵌入式微處理器(3)的擴展串口輸入端。
具體實施方式
四下面結合圖I說明本實施方式，本實施方式為對實施方式一的進一步說明，它還包括林火火災預警控制器(7 )，林火火災預警控制器(7 )的預警控制信號輸出端連接嵌入式微處理器(3)的預警信號輸入端。
具體實施方式
五下面結合圖I說明本實施方式，本實施方式為對實施方式一的進一步說明，它還包括雲臺鏡頭控制器(9)，雲臺鏡頭控制器(9)的雲臺鏡頭控制信號輸出端連接嵌入式微處理器(3)的雲臺鏡頭控制信號輸入端。
具體實施方式
六下面結合圖I說明本實施方式，本實施方式為對實施方式一的進一步說明，所述的嵌入式微處理器(3)是ARM9微處理器S3C2410。本實用新型不局限於上述實施方式，還可以是上述各實施方式中所述技術特徵的合理組合。
權利要求1.一種基於圖像的嵌入式森林火災監測預警系統，其特徵它包括C⑶攝像機(I)、視頻解碼晶片(2)、嵌入式微處理器(3)、GPRS模塊(4)、復位鍵(8)和晶振(10); CXD攝像機(I)的圖像輸出端接視頻解碼晶片(2)的圖像輸入端，視頻解碼晶片(2)的輸出端接嵌入式微處理器(3 )的輸入端，嵌入式微處理器(3 )通過串行口 I與GPRS模塊(4 )連接；復位鍵(8)的復位信號輸出端連接嵌入式微處理器(3)的復位信號輸入端；晶振(10)的時鐘信號輸出端連接嵌入式微處理器(3)的時鐘信號輸入端。
2.根據權利要求I所述的一種基於圖像的嵌入式森林火災監測預警系統，其特徵在於它還包括32MB 16位的FLASH (6)，嵌入式微處理器(3)的擴展口與FLASH (6)連接。
3.根據權利要求I或2所述的一種基於圖像的嵌入式森林火災監測預警系統，其特徵在於它還包括GPS模塊(5)，GPS模塊(5)的地理位置信號輸出端連接嵌入式微處理器(3)的擴展串口輸入端。
4.根據權利要求I或2所述的一種基於圖像的嵌入式森林火災監測預警系統，其特徵在於它還包括林火火災預警控制器(7)，林火火災預警控制器(7)的預警控制信號輸出端連接嵌入式微處理器(3)的預警信號輸入端。
5.根據權利要求I或2所述的一種基於圖像的嵌入式森林火災監測預警系統，其特徵在於它還包括雲臺鏡頭控制器(9)，雲臺鏡頭控制器(9)的雲臺鏡頭控制信號輸出端連接嵌入式微處理器(3)的雲臺鏡頭控制信號輸入端。
6.根據權利要求I或2所述的一種基於圖像的嵌入式森林火災監測預警系統，其特徵在於所述的嵌入式微處理器(3)是ARM9微處理器S3C2410。
專利摘要一種基於圖像的嵌入式森林火災監測預警系統，涉及一種森林火災監控系統。目的是針對目前森林火災遠程監測系統工作效率低的問題，提供一種基於圖像的嵌入式森林火災監測預警系統。本實用新型它包括CCD攝像機、視頻解碼晶片、嵌入式微處理器、GPRS模塊、復位鍵和晶振；CCD攝像機的圖像輸出端接視頻解碼晶片的圖像輸入端，視頻解碼晶片的輸出端接嵌入式微處理器的輸入端，嵌入式微處理器通過串行口1與GPRS模塊連接；復位鍵的復位信號輸出端連接嵌入式微處理器的復位信號輸入端；晶振的時鐘信號輸出端連接嵌入式微處理器的時鐘信號輸入端。廣泛適用於各地林區防火監測。
文檔編號G08B17/00GK202600890SQ20122024462
公開日2012年12月12日 申請日期2012年5月29日 優先權日2012年5月29日
發明者田仲富, 黃英來, 孫曉芳, 李三平 申請人:東北林業大學