專利名稱：一種基于圖像的嵌入式森林火災(zāi)監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種基于圖像的嵌入式森林火災(zāi)監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)，屬于森林防火技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
森林火災(zāi)是人類所面臨的最重要的自然災(zāi)害之一。森林是人類的寶貴資源，也是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人民生活的保障。據(jù)統(tǒng)計，全世界每年發(fā)生森林火災(zāi)幾十萬起，受災(zāi)面積多達(dá)幾百萬公頃，占森林總面積的O. 1%。森林火災(zāi)的發(fā)生，導(dǎo)致森林資源和生態(tài)環(huán)境的破壞，往往難以撲救，造成巨大的損失。因此，對森林火災(zāi)做直接有效的監(jiān)測，做到防患于未然，可以更好地進(jìn)行森林火災(zāi)的預(yù)防、撲救等決策。目前，隨著現(xiàn)代計算機(jī)通信技術(shù)、信息處理技術(shù)以 及微處理器應(yīng)用的飛速發(fā)展，針對森林火災(zāi)的監(jiān)測已經(jīng)開始由人工瞭望轉(zhuǎn)向遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控方式。但是，目前森林火情遠(yuǎn)程監(jiān)控，大多是將攝像頭采集到的視頻圖像經(jīng)過壓縮后直接通過有線或無線的方式傳送到森林火災(zāi)監(jiān)控中心，再通過人為方式判斷火災(zāi)是否發(fā)生。對于森林火情監(jiān)測，視頻處理前端仍是至關(guān)重要的，由于林火發(fā)生火災(zāi)的情況相對比較少，所以傳送的視頻在大多數(shù)情況下都是安全狀況的畫面，又由于森林火災(zāi)的突發(fā)性，這就要求監(jiān)控中心的工作人員必須24小時不間斷地監(jiān)視林區(qū)各個監(jiān)測點(diǎn)傳送過來的視頻畫面，否則仍然可能延誤火情的發(fā)現(xiàn)，造成重大的經(jīng)濟(jì)損失。本實(shí)用新型結(jié)合遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)與嵌入式技術(shù)及數(shù)字圖像處理技術(shù)，提出了一種新型的森林火情監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)。首先在監(jiān)測點(diǎn)對攝像頭采集的圖像信號進(jìn)行火情智能識別處理，但是僅在自動檢測到發(fā)生異常的情況下，然后通過無線網(wǎng)絡(luò)將警報、火情現(xiàn)場畫面及火情地點(diǎn)等相關(guān)信息傳送到監(jiān)控中心。這樣的預(yù)警方式可以有效避免現(xiàn)有遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的不足，能較大程度地提高防火系統(tǒng)的工作效率，為快速發(fā)現(xiàn)森林火情提供智能保障。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是針對目前森林火災(zāi)遠(yuǎn)程視頻監(jiān)測的不足，提出一種新型的森林火情監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)。本實(shí)用新型它包括CXD攝像機(jī)(I)、視頻解碼芯片(2 )、嵌入式微處理器(3 )、GPRS模塊(4)、復(fù)位鍵(8)和晶振(10);(XD攝像機(jī)(I)的圖像輸出端接視頻解碼芯片(2)的圖像輸入端，視頻解碼芯片(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(fù)位鍵(8)的復(fù)位信號輸出端連接嵌入式微處理器(3)的復(fù)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(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是I.系統(tǒng)功耗低為了適應(yīng)林區(qū)的特殊作業(yè)環(huán)境，在實(shí)用新型設(shè)計中采用嵌入式微處理器，從而使得整個系統(tǒng)的能耗降低。2.林火識別率高在本系統(tǒng)軟件設(shè)計中以三層反向傳播(BP)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)作為火災(zāi)煙霧識別神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，并對林火識別算法進(jìn)行改進(jìn)，同時利用模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與專家知識系統(tǒng)來提高林火火災(zāi)識別率。3.火災(zāi)定位準(zhǔn)當(dāng)系統(tǒng)監(jiān)測到森林火情時，系統(tǒng)除了可以通過將火情監(jiān)測點(diǎn)的云臺俯仰角信息通過GPRS模塊發(fā)送到監(jiān)控中心外，還可以通過獲取GPS模塊的信息來進(jìn)一步確定火災(zāi)的地理位置。

圖I為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖，圖2為本實(shí)用新型的林火火情識別算法流程圖。
具體實(shí)施方式
具體實(shí)施方式
一下面結(jié)合圖I和圖2說明本實(shí)施方式，一種基于圖像的嵌入式森林火災(zāi)監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)，它包括CXD攝像機(jī)(I)、視頻解碼芯片(2)、嵌入式微處理器(3)、GPRS模塊(4)、復(fù)位鍵(8)和晶振(10)， GPRS模塊(4)用于與監(jiān)控中心的上位機(jī)進(jìn)行通訊；CXD攝像機(jī)(I)的圖像輸出端接視頻解碼芯片(2)的，視頻解碼芯片(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(fù)位鍵(8)的復(fù)位信號輸出端連接嵌入式微處理器(3)的復(fù)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(jī)通過視頻解碼芯片將采集到的圖象信息送到輸入緩沖區(qū)中，并對緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，再利用火情識別算法判斷是否發(fā)生火災(zāi)，如果出現(xiàn)異常情況，則利用串口編程程序控制GPRS模塊發(fā)送數(shù)據(jù)至監(jiān)控心。監(jiān)控中心的上位機(jī)提取圖像信息后解壓縮，根據(jù)監(jiān)測點(diǎn)代碼確定火情地點(diǎn)，并顯示火情預(yù)警發(fā)生的時間、位置和圖像等信息，由監(jiān)控中心工作人員最終判斷是否發(fā)生火情，軟件流程如圖2所示。
具體實(shí)施方式
二 下面結(jié)合圖I說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式為對實(shí)施方式一的進(jìn)一步說明，它還包括32MB 16位的FLASH (6)，嵌入式微處理器(3)的擴(kuò)展口與FLASH (6)連接。FLASH (6)用于對該系統(tǒng)的中間處理結(jié)果進(jìn)行保存。
具體實(shí)施方式
三下面結(jié)合圖I說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式為對實(shí)施方式一的進(jìn)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(kuò)展串口輸入端。
具體實(shí)施方式
四下面結(jié)合圖I說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式為對實(shí)施方式一的進(jìn)一步說明，它還包括林火火災(zāi)預(yù)警控制器(7 )，林火火災(zāi)預(yù)警控制器(7 )的預(yù)警控制信號輸出端連接嵌入式微處理器(3)的預(yù)警信號輸入端。
具體實(shí)施方式
五下面結(jié)合圖I說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式為對實(shí)施方式一的進(jìn)一步說明，它還包括云臺鏡頭控制器(9)，云臺鏡頭控制器(9)的云臺鏡頭控制信號輸出端連接嵌入式微處理器(3)的云臺鏡頭控制信號輸入端。
具體實(shí)施方式
六下面結(jié)合圖I說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式為對實(shí)施方式一的進(jìn)一步說明，所述的嵌入式微處理器(3)是ARM9微處理器S3C2410。本實(shí)用新型不局限于上述實(shí)施方式，還可以是上述各實(shí)施方式中所述技術(shù)特征的合理組合。
權(quán)利要求1.一種基于圖像的嵌入式森林火災(zāi)監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)，其特征它包括C⑶攝像機(jī)(I)、視頻解碼芯片(2)、嵌入式微處理器(3)、GPRS模塊(4)、復(fù)位鍵(8)和晶振(10); CXD攝像機(jī)(I)的圖像輸出端接視頻解碼芯片(2)的圖像輸入端，視頻解碼芯片(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(fù)位鍵(8)的復(fù)位信號輸出端連接嵌入式微處理器(3)的復(fù)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(jù)權(quán)利要求I所述的一種基于圖像的嵌入式森林火災(zāi)監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于它還包括32MB 16位的FLASH (6)，嵌入式微處理器(3)的擴(kuò)展口與FLASH (6)連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的一種基于圖像的嵌入式森林火災(zāi)監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于它還包括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(kuò)展串口輸入端。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的一種基于圖像的嵌入式森林火災(zāi)監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于它還包括林火火災(zāi)預(yù)警控制器(7)，林火火災(zāi)預(yù)警控制器(7)的預(yù)警控制信號輸出端連接嵌入式微處理器(3)的預(yù)警信號輸入端。
5.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的一種基于圖像的嵌入式森林火災(zāi)監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于它還包括云臺鏡頭控制器(9)，云臺鏡頭控制器(9)的云臺鏡頭控制信號輸出端連接嵌入式微處理器(3)的云臺鏡頭控制信號輸入端。
6.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的一種基于圖像的嵌入式森林火災(zāi)監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于所述的嵌入式微處理器(3)是ARM9微處理器S3C2410。
專利摘要一種基于圖像的嵌入式森林火災(zāi)監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)，涉及一種森林火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)。目的是針對目前森林火災(zāi)遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)工作效率低的問題，提供一種基于圖像的嵌入式森林火災(zāi)監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)。本實(shí)用新型它包括CCD攝像機(jī)、視頻解碼芯片、嵌入式微處理器、GPRS模塊、復(fù)位鍵和晶振；CCD攝像機(jī)的圖像輸出端接視頻解碼芯片的圖像輸入端，視頻解碼芯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(fù)位鍵的復(fù)位信號輸出端連接嵌入式微處理器的復(fù)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。廣泛適用于各地林區(qū)防火監(jiān)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(yōu)先權(quán)日2012年5月29日
發(fā)明者田仲富, 黃英來, 孫曉芳, 李三平 申請人:東北林業(yè)大學(xué)