一種手持式森林防火終端的製作方法
2023-10-11 20:09:54 3
一種手持式森林防火終端的製作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種手持式森林防火終端，包括攝像機、集成了視頻編解碼電路的處理器、觸控螢幕、無線通信模塊、GPS模塊、GPS天線，所述GPS天線連接GPS模塊，所述GPS模塊的定位信號端連接處理器的定位信號端，所述攝像機的視頻輸出端連接處理器的視頻信號輸入端，所述處理器視頻信號輸出端連接觸控螢幕的視頻信號輸入端，所述觸控螢幕的串口輸入端連接處理器的串口輸出端，所述處理器的通信信號端連接無線通信模塊。它最終實現不需要安裝巡檢點就能詳實記錄巡檢中發現的問題，在森林火災的撲救上，監控中心通過持有手持式防火終端的巡護人員就可及時了解林火信息、調度、指揮林火撲救工作。
【專利說明】一種手持式森林防火終端
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及安防【技術領域】，特別涉及一種手持攝像裝置，更具體說是一種手持式森林防火終端。
【背景技術】
[0002]森林具有空氣淨化、固土保水、維持生態平衡、提供生產資料的作用。近年來，我國沙塵暴頻發，荒漠化不斷加劇，這與森林遭到破壞有著密切聯繫。每年，全球都會發生一定數量的森林火災。森林火災，具有突發性、不確定性、短時間造成巨大毀壞的特點，大面積森林火災,往往由不明顯的隱火弓I發。
[0003]最初，人類採用建瞭望塔，人工值守來預警森林火災，這種方式，只能發現已經較大的林火；後來，通過空中巡航來監測森林火險等級高的林區，不過巡航飛機遠離地表，同樣很難發現隱火或小火，空中巡航成本高，巡航次數有限，無法實現全天候監控；目前，我國一些大林區已採用衛星監測，但衛星更加遠離地球表面，其對溫度的解析度在1000平米左右，更難發現隱火或小火。
[0004]近年來，我國許多林區安裝了基於可見光的視頻監測系統。這種系統，根據林區的地理特點，將林區分割成多個較小的監控區域，在每個監控區域設置監控點，通常一個點，可以監控9萬畝左右的森林範圍。這種視頻監測系統，只有發生火警時，才能發揮功效，同時攝像機的視野也有死角。如果要了解林區那些地方乾燥、枯雜木比較多，森林火險等級高，只有通過森林巡查才能了解具體的情況。森林巡查不僅要了解什麼人在什麼時間去過哪些地方，更重要的是在巡查中發現哪些問題。這種森林巡查通常有兩種方式，一種是人工紙筆記錄方式，一種是人工離線移動採集方式。
[0005]人工紙筆記錄方式數據保存不安全、時效性差、相關人員獲得信息過於事後，採用紙筆作為數據記錄介質，紙筆介質很容易汙損，記錄本的損壞和丟失會導致全部記錄的缺失，影響數據收集的完整性。
[0006]人工離線移動採集方式相關人員獲得信息過於事後，不具備視頻圖像亮度分析能力，無法辨別進入攝像機的紅外光線是否過多或者過少。這種離線移動採集，必須巡查人員巡查完後，回到監控中心，相關人員才能查看記錄，變成事後監察。
[0007]在森林火災的撲救上，通常採用監控點的攝像機攝像，監控中心的通過GPS接收機和GIS共同定位分析林火情況，然後用手機或者對講機指揮林火撲滅作業。由於攝像機的角度和距離限制，GIS和GPS只能定位，無法給監控中心提供更詳盡的林火情況，加上林火發展迅猛，很難實現合理、有效地調動資源撲滅林火。
實用新型內容
[0008]為了克服現有技術在監控點設置的監控攝像機視場和視距相對林區區域的不夠，造成監控死角；在進行森林人工巡查時，採用紙筆作為數據記錄介質，具有太強的事後性和易損壞性，採用離線巡查，也有很強的事後性，這些都不利於森林火災預警；林火撲救時，僅僅依靠監控點攝像機作為單獨的火警信息來源，信息單一不利於及時、有效地指揮林火撲救工作的技術缺陷，本實用新型提供一種手持式森林防火終端。
[0009]為解決上述的技術問題，本實用新型採用以下技術方案:
[0010]種手持式森林防火終端，包括攝像機、集成了視頻編解碼電路的處理器、觸控螢幕、無線通信模塊、GPS模塊、GPS天線，所述GPS天線連接GPS模塊，所述GPS模塊的定位信號端連接處理器的定位信號端，所述攝像機的視頻輸出端連接處理器的視頻信號輸入端，所述處理器視頻信號輸出端連接觸控螢幕的視頻信號輸入端，所述觸控螢幕的串口輸入端連接處理器的串口輸出端，所述處理器的通信信號端連接無線通信模塊。
[0011]本實用新型投入使用時，第一步，調整設備:在手持式森林防火終端上設置無線通信帳號，調整GPS天線的接收角度；第二步，加電測試設備:啟動電源，確認設備的工作狀態是否正常，設備正常後才將設備投入使用；第三步，執行任務:GPS模塊啟動工作，GPS模塊通過內置的星曆，確定每顆衛星在該時刻的位置，當捕獲到待測衛星，並跟蹤這些衛星的運行。當GPS模塊捕獲到跟蹤的衛星信號後，就可測量出接收天線至衛星的偽距離和距離的變化率，解調出衛星軌道參數等數據。根據這些數據，GPS模塊的核心處理器就可按定位解算方法進行定位計算，計算出手持式森林防火終端所在地理位置的經緯度、高度、時間等信息。GPS模塊將這些信息通過串口電路傳給處理器，處理器將GPS信息傳給觸控螢幕和無線通信模塊，在觸控螢幕上顯示經緯度、高度、時間等信息，通過無線通信模塊將這些信息發給遠端的監控中心。攝像機將採集到的視頻圖像數據傳輸給集成了視頻編解碼電路的處理器，處理器對視頻圖像數據編碼後，將其傳給觸控螢幕，並在觸控螢幕上實時顯示，同時也通過無線通信模塊將這些視頻圖像數據發給遠端的監控中心。
[0012]採用無線通信模塊，只要有無線通信信號的地方，就可以實現手持式森林防火終端和監控中心的通信；採用GPS模塊加觸控螢幕的模式，可以直觀顯示所在位置的經緯度、高度等信息。每個森林巡檢員可以在觸控螢幕上看到自己的所在經緯度、高度、時間等信息，給森林巡檢員直觀，清晰的地理位置感，同時將目標派遣地點經緯度，與自身位置比較後，可以清晰了解到自己還應該往什麼方向走多遠；採用攝像機加無線通信模塊，在例行巡查時，可以將巡查看到的信息實時傳給遠端的監控中心，監控中心將數據存儲，以備研究林區的森林火險情況，在林火發生時，可在監控點以外，提供更具體、多角度的林火情況給監控中心，便於監控中心分析、決策，為林火撲救提供更好、更有效的方案。
[0013]為了得到最好的無線網絡通信模式支持，作為優選，所述的無線通信模塊為TD-SCDMA模塊、WCDMA模塊、CDMAlX EVDO模塊中任意一項。
[0014]以上是對手持式森林防火終端的林區野外通信能力的進一步改進。實現無線通信最關鍵的因素就是在林區有沒有基站，基站的布點是否足夠，每個電信運營商在林區的基站建設都是不一樣的，更多的通信模塊選擇，就意味著設備具有更好的林區適應能力。
[0015]為了提高GPS模塊的通信能力、數據處理能力、工作能力，作為優選，GPS模塊包括射頻晶片、基帶晶片、存儲器、核心處理器、可充電電池，所述核心處理器連接基帶晶片和存儲器，所述基帶晶片連接射頻晶片，所述可充電電池電連接存儲器、射頻晶片、基帶晶片、核心處理器。
[0016]以上是對手持式森林防火終端的GPS整體定位能力的進一步改進。採用以上方案，GPS模塊的功能齊全、配套，GPS天線獲得的GPS信號能得到快速、高質量的處理；存儲器存儲有星曆數據，能實現GPS模塊對衛星的快速定位；GPS模塊內置可充電電池，通常為儲存容量大、輸出功率高的鋰電池，這樣在更換外接電源時，GPS模塊能連續工作，外接電源供電時對可充電電池進行充電，關機後可充電電池為存儲器供電以防止星曆數據丟失。
[0017]為了提高GPS模塊接收到的數據質量，便於GPS模塊處理GPS信號數據，作為優先，手持式森林防火終端還包括一個前置放大器，GPS天線信號輸出端連接前置放大器信號輸入端，所述前置放大器信號輸出端連接GPS模塊信號輸入端。
[0018]以上是對手持式森林防火終端的GPS模塊獲取高質量信號能力的進一步改進。從GPS天線傳入的GPS信號，通常比較弱小，需要先被放大到一定標準電平，再通過GPS模塊處理。前置放大器先將信號通過電解電容濾掉高頻的噪音信號，然後進入負反饋的運算放大信號，它還可以對信號的頻率調節和控制。
[0019]為了提高處理器的數據處理能力，具有很強的外圍電路管理能力和應用擴展能力，作為優先，所述的處理器為德州儀器的0MAP3530。
[0020]以上是對手持式森林防火終端的系統整合能力的進一步改進。採用TI的雙核低功耗移動應用處理器0MAP3530，其主頻為600MHz，在每個單一的晶片上集成了 ARM?Cortex ? -A8內核、TMS320C64x+ ? DSP內核、圖形引擎、視頻加速器以及豐富的多媒體外設，具有很強的數據處理能力，特別是圖形數據的處理能力，豐富的多媒體外設使採用這種處理器的手持式森林防火終端具有很強的應用擴展能力。特別要說的Cortex-AS內核擁有超過當今300MHz ARM9器件4倍的處理性能，430MHz的C64x+ DSP內核能處理嵌入式應用的720p MPEG-4解碼高清視頻，更能處理H.264的解碼高清視頻。
[0021]為了使觸控螢幕適合野外林區使用，作為優選，所述觸控螢幕為五線電阻屏。
[0022]以上是對手持式森林防火終端觸控螢幕的工作能力的進一步改進。五線電阻屏採用導電玻璃為基材，玻璃經過防化學處理，表面硬度高，不容易擦傷或者刮傷，同點接觸3000萬次尚可使用。它具有一次校正永不漂移的高穩定性，高解析度、高傳輸反應等特點，很適合野外林區使用。
[0023]為了實現和監控中心的雙向語音對講，作為優選，手持式森林防火終端還包括內置麥克風和內置揚聲器，所述內置麥克風音頻信號輸出端連接處理器的音頻信號輸入端，所述揚內置聲器音頻信號輸入端連接處理器音頻信號輸出端。
[0024]通常在森林巡查和林火現場是用雙向對講機來實現和監控中心的語音溝通，用手持式森林防火終端來實現視頻圖像數據的傳遞，兩個設備輪流使用，極不方便，效率也比較低。
[0025]以上是對手持式森林防火終端的雙向對講能力的進一步改進。採用內置麥克風和內置揚聲器可以實現雙向語音對講功能，讓監控中心與現場任意監控點實現語音對話，在現場任意突發事件或發生吸菸、生火等違規行為時，進行緊急語音提醒警告，防止各事態的發生。通過雙向對講功能監控中心可以對現場聲音進行監聽，也可以對前端進行喊話，調度處理突發事件。
[0026]為了及時存儲現場錄製的視頻圖像信息，以利於回放，存儲分析資料，作為優選，手持式森林防火終端還包括SD卡插槽、SD卡,所述SD卡設置在SD卡插槽,所述SD卡插槽連接處理器。
[0027]通常手持式森林防火終端通過內置SD卡的方式來實現視頻數據存儲，通常SD卡不能更換，數據錄滿後，需要轉存清空才能繼續使用手持式森林防火終端來記錄林區現場視頻圖像數據。
[0028]以上是對手持式森林防火終端的數據存儲能力的進一步改進。採用SD卡插槽加SD卡的模式，森林巡查人員可以輕鬆更換存儲介質，可將更多的現場視頻圖像數據保留下來，方便現場回放，同時也方便帶回監控中心進行林區研究。
[0029]為了便於管理手持式森林防火終端的應用，提高其在野外的工作能力，作為優選，手持式森林防火終端還包括鋰電池、外圍接口單元，所述的鋰電池與手持式森林防火終端的各模塊電連接，所述外圍接口單元連接處理器。
[0030]以上是對手持式森林防火終端的應用擴展管理能力和野外工作能力的進一步改進。採用外圍接口單元可以根據監控的需要增加必要的接口，管理方便。鋰電池具有容量大，輸出電流穩定的特點，很適合作為手持式森林防火終端的動力源，確保手持式森林防火終端在林區野外工作時間長。
[0031 ] 為了便於對鋰電池進行充電、有線網絡連接、USB通信，作為優選，所述的外圍接口單元包括電源接口、USB接口、RJ45接口中至少一種。
[0032]以上是對手持式森林防火終端的應用擴展能力的進一步改進。採用電源接口可以實現對手持式森林防火終端的供電和內置鋰電池的充電作業；採用RJ45接口便於手持式森林防火終端和其他設備通過網線進行通信。採用USB接口可以實現手持式森林防火終端和電腦的連接作業。
[0033]與現有技術相比，本實用新型的有益效果是:
[0034]1、本實用新型一種手持式森林防火終端，採用成套的GPS模塊、GPS天線和能處理GPS信號數據的處理器，在GPS模塊中內置可充電電池、存儲器，存儲器用來存儲星曆，有利於及時、準確獲得攝像機所在的經緯度、高度、時間等信息，每個森林巡檢員可以在觸控螢幕上看到自己的所在位置的經緯度、高度、時間等信息，給森林巡檢員直觀，清晰的地理位置感，適合在林區野外巡查、火災現場指揮調度工作；可通過靈活選擇TD-SCDMA模塊、WCDMA模塊、CDMAlX EVDO模塊，來實現手持式森林防火終端和監控中心的數據語音通信，手持式森林防火終端將採集到數據實時的傳輸到遠端的監控中心；在林火發生時，可在監控點以夕卜，提供更具體、多角度的林火情況給監控中心。
[0035]2、本實用新型一種手持式森林防火終端，採用SD卡設置在SD卡插槽，SD卡插槽連接處理器，便於存儲森林巡查時或者火災現場錄下的視頻圖像數據，當數據錄滿後，可通過更換SD卡，就可繼續進行錄像，手持式森林防火終端採用高質量的五線電阻屏，其具有一次校正永不漂移的高穩定性，高解析度、高傳輸反應、表面硬度高，不容易擦傷或者刮傷，同點接觸3000萬次尚可使用的特點。這些設計方案可方便顯示、存儲、回放手持式森林防火終端採集到的視頻圖像數據和GPS信息，為下一步作業提供改進依據。
[0036]3、本實用新型一種手持式森林防火終端，內置麥克風和內置揚聲器，可以實現雙向語音對講功能，在現場任意突發事件或發生吸菸、生火等違規行為時，進行緊急語音提醒警告，防止各事態的發生。通過雙向對講功能監控中心可以對現場聲音進行監聽，也可以對前端進行喊話，調度處理突發事件。
[0037]4、本實用新型一種手持式森林防火終端，採用外圍接口單元設置各種擴展應用埠，有利於更好地開發和使用手持式森林防火終端的擴展應用來滿足森林火災監控。[0038]本實用新型最終實現在不需要安裝巡檢點就能詳實記錄巡檢中發現的問題，在森林火災的撲救上，監控中心通過持有手持式防火終端的巡護人員就可及時了解林火信息、調度、指揮林火撲救工作。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0039]圖1為本實用新型的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0040]下面結合附圖對本實用新型作進一步闡述，本實用新型的實施例不限於此。
[0041]實施例一:
[0042]如圖1所示，本實用新型，包括攝像機、集成了視頻編解碼電路的處理器、觸控螢幕、無線通信模塊、GPS模塊、GPS天線，所述GPS天線連接GPS模塊，所述GPS模塊的定位信號端連接處理器的定位信號端，所述攝像機的視頻輸出端連接處理器的視頻信號輸入端，所述處理器視頻信號輸出端連接觸控螢幕的視頻信號輸入端，所述觸控螢幕的串口輸入端連接處理器的串口輸出端，所述處理器的通信信號端連接無線通信模塊。
[0043]實施例二:
[0044]為了提高手持式森林防火終端的林區野外通信能力，本實施例在實施例一的基礎上進一步地改進，本實施例的無線通信模塊為TD-SCDMA模塊、WCDMA模塊、CDMAlX EVDO模塊中任意一項。
[0045]本實用新型組件為:TD-SCDMA模塊華為3G TD-SCDMA EM563置模塊，WCDMA模塊採用華為WCDEA3G EM770W模塊，CDMAlX EVDO模塊採用華為3G CDMA2000 MC509模塊模塊。
[0046]本領域技術人員可根據實際施工環境和工件的要求自由選擇組件的參數。
[0047]實施例三:
[0048]為了提高手持式森林防火終端的GPS整體定位能力，本實施例在實施例一?二的任意一個實施例的基礎上進一步地改進，本實施例的GPS模塊包括射頻晶片、基帶晶片、存儲器、核心處理器、可充電電池，所述核心處理器連接基帶晶片和存儲器，所述基帶晶片的連接射頻晶片，所述可充電電池電連接存儲器、射頻晶片、基帶晶片、核心處理器。
[0049]本實用新型組件為:GPS模塊採用美國羅克韋爾公司的TU-30模塊。
[0050]本領域技術人員可根據實際施工環境和工件的要求自由選擇組件的參數。
[0051]實施例四:
[0052]為了提高手持式森林防火終端的GPS模塊獲取高質量信號能力，本實施例在實施例一?三的任意一個實施例的基礎上進一步地改進，本實施例的手持式森林防火終端還包括一個前置放大器，GPS天線信號輸出端連接前置放大器信號輸入端，所述前置放大器信號輸出端連接GPS模塊信號輸入端。
[0053]本實用新型組件為:前置放大器為LNA 6018 1-18 GHz低噪放大器。
[0054]本領域技術人員可根據實際施工環境和工件的要求自由選擇組件的參數。
[0055]實施例五:
[0056]為了提高手持式森林防火終端的系統整合能力，本實施例在實施例一?四的任意一個實施例的基礎上進一步地改進，本實施例的處理器為雙核處理器0MAP3530。[0057]實施例六:
[0058]為了提高手持式森林防火終端的顯示屏工作能力，本實施例在實施例一?五的任意一個實施例的基礎上進一步地改進，本實施例的觸控螢幕為五線電阻屏。
[0059]實施例七:
[0060]為了提高手持式森林防火終端的雙向對講能力，本實施例在實施例一?六的任意一個實施例的基礎上進一步地改進，本實施例的手持式森林防火終端還包括內置麥克風和內置揚聲器，所述內置麥克風音頻信號輸出端連接處理器的音頻信號輸入端，所述內置揚聲器音頻信號輸入端連接處理器音頻信號輸出端。
[0061]實施例八:
[0062]為了提高對手持式森林防火終端的數據存儲能力，本實施例在實施例一?七的任意一個實施例的基礎上進一步地改進，本實施例的手持式森林防火終端還包括SD卡插槽、SD卡,所述SD卡設置在SD卡插槽,所述SD卡插槽連接處理器。
[0063]實施例九:
[0064]為了提高對手持式森林防火終端的應用擴展管理能力和野外工作能力，本實施例在實施例一?八的任意一個實施例的基礎上進一步地改進，本實施例的手持式森林防火終端還包括鋰電池、外圍接口單元，所述的鋰電池與手持式森林防火終端的各模塊電連接，所述外圍接口單元連接處理器。
[0065]實施例十:
[0066]為了提高手持式森林防火終端的應用擴展能力，本實施例在實施例九的基礎上進一步地改進，本實施例的外圍接口單元包括電源接口、USB接口、RJ45接口中至少一種。
[0067]如上所述便可實現該實用新型。
【權利要求】
1.一種手持式森林防火終端，包括攝像機、集成了視頻編解碼電路的處理器，其特徵在於:還包括觸控螢幕、無線通信模塊、GPS模塊、GPS天線，所述GPS天線連接GPS模塊，所述GPS模塊的定位信號端連接處理器的定位信號端，所述攝像機的視頻輸出端連接處理器的視頻信號輸入端，所述處理器視頻信號輸出端連接觸控螢幕的視頻信號輸入端，所述觸控螢幕的串口輸入端連接處理器的串口輸出端，所述處理器的通信信號端連接無線通信模塊。
2.根據權利要求1所述的一種手持式森林防火終端，其特徵在於:所述的無線通信模塊為TD-SCDMA模塊、WCDMA模塊、CDMAlX EVDO模塊中任意一項。
3.根據權利要求1所述的一種手持式森林防火終端，其特徵在於:所述的GPS模塊包括射頻晶片、基帶晶片、存儲器、核心處理器、可充電電池，所述核心處理器連接基帶晶片和存儲器，所述基帶晶片的連接射頻晶片，所述可充電電池電連接存儲器、射頻晶片、基帶晶片、核心處理器。
4.根據權利要求1所述的一種手持式森林防火終端，其特徵在於:還包括一個前置放大器，GPS天線信號輸出端連接前置放大器信號輸入端，所述前置放大器信號輸出端連接GPS模塊信號輸入端。
5.根據權利要求1所述的一種手持式森林防火終端，其特徵在於:所述的處理器為德州儀器的0MAP3530。
6.根據權利要求1所述的一種手持式森林防火終端，其特徵在於:所述觸控螢幕為五線電阻屏。
7.根據權利要求1所述的一種手持式森林防火終端，其特徵在於:還包括內置麥克風和內置揚聲器，所述內置麥克風音頻信號輸出端連接處理器的音頻信號輸入端，所述內置揚聲器音頻信號輸入端連接處理器音頻信號輸出端。
8.根據權利要求1所述的一種手持式森林防火終端，其特徵在於:還包括SD卡插槽、SD卡,所述SD卡設置在SD卡插槽,所述SD卡插槽連接處理器。
9.根據權利要求1所述的一種手持式森林防火終端，其特徵在於:還包括鋰電池、夕卜圍接口單元，所述的鋰電池與手持式森林防火終端的各模塊電連接，所述外圍接口單元連接處理器。
10.根據權利要求9所述的一種手持式森林防火終端，其特徵在於:所述的外圍接口單元包括電源接口、USB接口、RJ45接口中至少一種。
【文檔編號】G08C17/02GK203563150SQ201320707762
【公開日】2014年4月23日 申請日期:2013年11月11日 優先權日:2013年11月11日
【發明者】殷剛 申請人:成都市晶林電子技術有限公司