CN102044908B - 林火监测系统中的供电控制方法以及林火监测系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种林火监测系统及该系统中的供电控制方法，在远端的音视频编解码设备上增设远程控制输出接口，并在远端的待供电设备与供电电源 之间串联一个继电器；位于监控中心的系统平台确定是否需要对待供电设备进行供电，如果是，则向音视频编解码设备发送供电开始消息，音视频编解码设备通过远程控制输出接口向继电器发送控制信号，控制继电器开启；系统平台确定是否需要停止供电，如果是，则向音视频编解码设备发送供电结束消息，音视频编解码设备通过远程控制输出接口向继电器发送控制信号，控制继电器关闭。应用本发明所述方案，能够降低功率放大器和扩音设备等待供电设备的耗电量，从而无需增大投资即可保证林火监测系统的正常运行。

Description

林火监测系统中的供电控制方法以及林火监测系统

技术领域

本发明涉及林火监测技术，特别涉及一种林火监测系统中的供电控制方法以及一种林火监测系统。

背景技术

现有林火监测系统中，监测人员能够在监控中心内实时看到关于远端情况的视频，并可以与远端的护林员进行实时的双向对讲。

其中，当监测人员需要与护林员进行双向对讲时，首先，将需要传送给护林员的通话内容以音频信号的形式通过麦克风传送给系统平台(即中心计算机)；然后，系统平台将通过自身的声卡采集到的模拟音频信号按照一定的编码方式进行数字化；之后，将数字化后的音频信号通过广域网络传送给远端的音视频编解码设备；音视频编解码设备对接收到的数字化的音频信号进行解码，还原为模拟的音频信号，通过音频输出接口输出。反向过程亦然，即音视频编解码设备首先将护林员通过拾音器输入的模拟音频信号按照一定的编码方式进行数字化；然后，通过广域网络将数字化后的音频信号传送到系统平台；系统平台对接收到的数字化的音频信号进行解码，还原为模拟的音频信号，并通过音箱将护林员的通话内容播放给监测人员。

在上述基础上，通过增加功率放大器和扩音设备，还可实现系统平台向远端大范围的单向喊话。即将音视频编解码设备输出的来自系统平台的音频信号进行功率放大处理后发送给扩音设备，扩音设备将监测人员的通话内容广播给护林员。

由于在林火监测系统中，所述的远端往往是指远离人类居住场所、自然环境恶劣的森林等，因此只能采用太阳能为功率放大器以及扩音设备等进行供电。受技术所限，目前的太阳能电池的效率还比较低，同时功率放大器和扩音设备等的耗电量又比较大，而且现有技术中，功率放大器和扩音设备等均一直处于通电状态，因此就会造成电能资源紧张，甚至影响林火监控系统的正常运行。但实际上，监测人员每天对护林员进行单向喊话的时间是非常短的，甚至没有，也就是说，在绝大多数时间里，功率放大器和扩音设备均处于闲置状态，那么，如果为此增大电能供应量，即相应地增大太阳能电池板的面积和蓄电池的容量等，无疑会增大投资，而这些投资的实际使用效率会非常低，从而造成投资的严重浪费。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种林火监测系统中的供电控制方法，能够降低功率放大器和扩音设备等待供电设备的耗电量，从而无需增大投资即可保证林火监测系统的正常运行。

本发明的另一目的在于提供一种林火监测系统，能够降低功率放大器和扩音设备等待供电设备的耗电量，从而无需增大投资即可保证林火监测系统的正常运行。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种林火监测系统中的供电控制方法，在远端的音视频编解码设备上增设一个远程控制输出接口，并在远端的待供电设备与供电电源间串联一个继电器；该方法包括：

位于监控中心的系统平台确定是否需要对所述待供电设备进行供电，如果是，则向所述音视频编解码设备发送供电开始消息，所述音视频编解码设备通过所述远程控制输出接口向所述继电器发送控制信号，控制所述继电器开启；

所述系统平台确定是否需要停止对所述待供电设备进行供电，如果是，则向所述音视频编解码设备发送供电结束消息，所述音视频编解码设备通过所述远程控制输出接口向所述继电器发送控制信号，控制所述继电器关闭。

较佳地，所述系统平台确定是否需要对所述待供电设备进行供电包括：

所述系统平台确定是否接收到用户通过预先设置的远程开关按钮发来的供电开始通知，如果是，则确定需要对所述待供电设备进行供电。

所述系统平台确定是否需要停止对所述待供电设备进行供电包括：

所述系统平台确定是否接收到用户通过预先设置的远程开关按钮发来的供电结束通知，如果是，则确定需要停止对所述待供电设备进行供电；

或者，所述系统平台确定是否连续预定时长内均与远端之间无语音通话，如果是，则确定需要停止对所述待供电设备进行供电。

所述系统平台确定是否连续预定时长内均与远端之间无语音通话包括：

所述系统平台在向所述音视频编解码设备发送供电开始消息的同时，启动自身内部的计时器，开始计时；

所述系统平台对发送给所述音视频编解码设备的每一帧数据进行分析，确定该帧是否为语音帧，如果是，则将所述计时器计时归零并重新计时，如果不是，则所述计时器继续计时；若所述计时器的计时时长达到预定时长，则确定需要停止对所述待供电设备进行供电。

所述确定是否为语音帧包括：

将每一帧数据进行7层离散小波变换，得到7层不同能量的子带信号；

计算每个子带信号的能量，并找到能量最大的子带信号A和能量最小的子带信号B；

如果所述子带信号A的能量大于除所述子带信号A以外的其它所有子带信号的能量总和，且所述子带信号B的能量与所述子带信号A的能量的比值小于预先设定的阈值，则确定该帧为语音帧。

该方法进一步包括：

在所述音视频编解码设备上增设一个远程控制输入接口，通过所述远程控制输入接口连接一发起通话按钮；

所述音视频编解码设备确定是否接收到用户通过所述发起通话按钮发来的发起通话请求，如果是，则向所述系统平台发送通话请求消息；

所述系统平台接收到所述通话请求消息后，开启双向对讲功能。

一种林火监测系统，包括：位于监控中心的系统平台、位于远端的音视频编解码设备、待供电设备以及供电电源；其中，所述音视频编解码设备上设置有一个远程控制输出接口，且所述待供电设备与所述供电电源之间串联有一继电器；

所述系统平台，用于确定是否需要对所述待供电设备进行供电，如果是，则向所述音视频编解码设备发送供电开始消息；确定是否需要停止对所述待供电设备进行供电，如果是，则向所述音视频编解码设备发送供电结束消息；

所述音视频编解码设备，用于当接收到所述供电开始消息时，通过所述远程控制输出接口向所述继电器发送控制信号，控制所述继电器开启；当接收到所述供电结束消息时，通过所述远程控制输出接口向所述继电器发送控制信号，控制所述继电器关闭。

较佳地，所述系统平台中包括：显示单元以及控制单元；

所述显示单元，用于在显示给用户的操作界面上增设一个远程开关按钮；

所述控制单元，用于确定是否接收到用户通过所述远程开关按钮发来的供电开始通知，如果是，则向所述音视频编解码设备发送供电开始消息；并确定是否接收到用户通过所述远程开关按钮发来的供电结束通知，如果是，则向所述音视频编解码设备发送供电结束消息。

所述系统平台中进一步包括：

活动语音侦测单元以及计时器；

所述控制单元进一步用于，在向所述音视频编解码设备发送供电开始消息的同时，启动所述计时器，开始计时，并触发所述活动语音侦测单元开始执行自身功能；

所述活动语音侦测单元，用于对发送给所述音视频编解码设备的每一帧数据进行分析，确定该帧是否为语音帧，如果是，则将所述计时器计时归零并重新计时，如果不是，则所述计时器继续计时；

当所述计时器的计时时长达到预定时长时，所述控制单元向所述音视频编解码设备发送供电结束消息。

所述活动语音侦测单元包括：变换子单元、计算子单元以及确定子单元；

所述变换子单元，用于将每一帧数据进行7层离散小波变换，得到7层不同能量的子带信号；

所述计算子单元，用于计算每个子带信号的能量，并找到能量最大的子带信号A和能量最小的子带信号B；

所述确定子单元，用于当所述子带信号A的能量大于除所述子带信号A以外的其它所有子带信号的能量总和，且所述子带信号B的能量与所述子带信号A的能量的比值小于预先设定的阈值时，确定该帧为语音帧，将所述计时器计时归零并重新计时。

所述音视频编解码设备上进一步设置有一个远程控制输入接口，通过所述远程控制输入接口连接一个发起通话按钮；

所述音视频编解码设备进一步用于，确定是否接收到用户通过所述发起通话按钮发来的发起通话请求，如果是，则向所述系统平台发送通话请求消息；

所述系统平台在接收到所述通话请求消息后，开启双向对讲功能。

可见，采用本发明的技术方案，可以通过远程控制开关来人为控制功率放大器和扩音设备等的供电和断电，并只有在监测人员对护林员进行单向喊话时，才为功率放大器和扩音设备进行供电，不喊话时，则不进行供电，因此可大大降低对电能的损耗，无需增大投资即可保证林火监测系统的正常运行；另外，本发明所述方案不仅可以手动控制功率放大器和扩音设备的供电与断电，还可以通过AVD技术实现自动断电，即当确定监测人员与护林员之间连续一段时间无通话时，自动停止为功率放大器和扩音设备进行供电，从而有效减少人为失误造成的损失，提高系统的智能化程度和可靠性；再有，本发明所述方案使得护林员可以主动发起双向对讲，从而可在发生火灾等情况下及时向监控中心上报，降低可能造成的损失。

附图说明

图1为本发明方法实施例的流程图。

图2为本发明系统实施例的组成结构示意图。

具体实施方式

针对现有技术中存在的问题，本发明中提出一种林火监测系统中的供电控制方法，在音视频编解码设备上增设一个远程控制输出接口，并在待供电设备，通常指功率放大器和扩音设备，以及供电电源之间串联一个继电器；所述远程控制输出接口能够输出低电压的开关量控制信号，从而控制继电器开启与关闭。另外，在系统平台所运行的软件界面上增设一个远程开关按钮，监测人员可通过鼠标操作该按钮，如点击该按钮，则控制继电器开启，再次点击该按钮，则控制继电器关闭。

基于上述介绍，本发明所述方案的具体实现包括：系统平台确定是否需要对功率放大器和扩音设备进行供电，如果是，则向音视频编解码设备发送供电开始消息，音视频编解码设备通过远程控制输出接口向继电器发送控制信号，控制继电器开启；系统平台确定是否需要停止对功率放大器和扩音设备进行供电，如果是，则向音视频编解码设备发送供电结束消息，音视频编解码设备通过远程控制输出接口向继电器发送控制信号，控制继电器关闭。

其中，如果系统平台接收到用户通过远程开关按钮发来的供电开始通知，即用户点击远程开关按钮，则确定需要对功率放大器和扩音设备进行供电；如果用户再次点击远程开关按钮，则确定需要停止对功率放大器和扩音设备进行供电。

由于本发明所述方案只有在需要时才会为功率放大器和扩音设备进行供电，其它时间则不进行供电，因此可大大降低电能损耗。

另外，本发明所述方案中，为防止单向喊话等结束后，监控人员忘记通过操作远程开关按钮来停止为功率放大器和扩音设备供电，可在系统平台上增设语音活动侦测(AVD，Active Voice Detect)功能。AVD是一种基于离散小波变换的语音激活检测技术，可用于检测监控人员与护林员之间是否一直存在通话，如果预定时长内均无通话，则认为需要停止对功率放大器和扩音设备进行供电，从而向音视频编解码设备发送供电结束消息。

再有，现有林火监测系统中，受软硬件设计等方面的限制，护林员是不能主动向监测人员发起双向对讲的，即只能被动地等待监测人员主动向其发起双向对讲，这样，在发生火灾等情况下，如果监测人员通过监控中心的视频没有及时发现问题，那么即使护林员发现了问题，也将不能及时上报，从而增大了损失。

为此，本发明所述方案中，在音视频编解码设备上增设一个远程控制输入接口，通过该接口可连接一个发起通话按钮。当护林员需要发起双向对讲时，按下该按钮，然后音视频编解码设备就会向系统平台发送一个发起通话请求消息；系统平台接收到该发起通话请求消息后，开启双向对讲功能，后续双方即可按照现有方式进行双向对讲。

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本发明作进一步地详细说明。

图1为本发明方法实施例的流程图。如图1所示，包括以下步骤：

步骤11：系统平台确定是否需要对功率放大器和扩音设备进行供电，如果是，则执行步骤12，否则，不执行任何操作。

本步骤中，若系统平台接收到用户通过远程开关按钮发来的供电开始通知，则认为需要对功率放大器和扩音设备进行供电。

另外，需要说明的是，这里所提到的不执行任何操作只是一个相对概念，即相对于本发明所述方案来说，不执行其它步骤，但并不表示不能进行其它与本发明所述方案无直接关系的操作。

步骤12：系统平台向音视频编解码设备发送供电开始消息。

供电开始消息的具体发送方式不限。另外，在发送供电开始消息的同时，系统平台还将启动自身内部的计时器，开始计时。

步骤13：音视频编解码设备通过远程控制输出接口向继电器发送控制信号，控制继电器开启。

继电器开启，供电电源开始为功率放大器和扩音设备供电，后续监测人员即可对护林员进行单向喊话。

步骤14：系统平台确定是否需要停止对功率放大器和扩音设备进行供电，如果是，则执行步骤15，否则，不执行任何操作。

本步骤中，若系统平台接收到用户通过远程开关按钮发来的供电结束通知，或者，确定出连续预定时长内均与远端之间无通话，则执行步骤15。

其中，对于后一种方式，其具体实现包括：系统平台对发送给音视频编解码设备的每一帧数据进行分析，确定当前帧是否为语音帧，如果是，则将计时器计时归零并重新计时，如果不是，则计时器继续计时；若计时器的计时时长达到预定时长，比如5分钟，则可认为监测人员与护林员之间的通话已结束，停止对功率放大器和扩音设备进行供电。

另外，本实施例中，可采用AVD技术来确定当前帧是否为语音帧，即针对发送给音视频编解码设备的每一帧数据，分别进行以下处理：

首先，将每一帧数据进行7层离散小波变换，小波函数通常为Daubechies(db5)，从而得到7层不同能量的子带信号；然后，通过Teager能量算法(TEO，Teager Energy Operator)计算每个子带信号的能量，并找到能量最大的子带信号A和能量最小的子带信号B；之后，确定两个特征参数，即能量比值和能量差值是否同时满足以下条件：

1)子带信号A的能量大于其它所有子带信号的能量总和(能量差值)；

2)子带信号B的能量与子带信号A的能量的比值小于预先设定的阈值(能量比值)；

如果是，则确定当前帧为语音帧。其中，所述阈值的具体取值可根据实际需要而定。

步骤15：系统平台向音视频编解码设备发送供电结束消息。

步骤16：音视频编解码设备通过远程控制输出接口向继电器发送控制信号，控制继电器关闭。

继电器关闭，功率放大器和扩音设备断电，单向喊话结束。

后续，如果护林员需要发起双向对讲，那么可直接操作预先设置的发起通话按钮，音视频编解码设备确定接收到用户通过发起通话按钮发来的发起通话请求后，向系统平台发送通话请求消息；系统平台接收到通话请求消息后，开启双向对讲功能。如何开启双向对讲功能为现有技术，不再赘述。另外，如果需要，系统平台还可向音视频编解码设备发送供电开始消息，开始为功率放大器和扩音设备进行供电。

基于上述介绍，本发明同时提供了一种林火监测系统。如图2所示，图2为本发明系统实施例的组成结构示意图。包括：位于监控中心的系统平台21、位于远端的音视频编解码设备22、待供电设备(本实施例中包括功率放大器23和扩音设备24)以及供电电源25。其中，音视频编解码设备22上设置有一个远程控制输出接口，且功率放大器23和扩音设备24与供电电源25之间串联有一继电器26。

系统平台21，用于确定是否需要对功率放大器23和扩音设备24进行供电，如果是，则向音视频编解码设备22发送供电开始消息；确定是否需要停止对功率放大器23和扩音设备24进行供电，如果是，则向音视频编解码设备22发送供电结束消息；

音视频编解码设备22，用于当接收到供电开始消息时，通过远程控制输出接口向继电器26发送控制信号，控制继电器26开启；当接收到供电结束消息时，通过远程控制输出接口向继电器26发送控制信号，控制继电器26关闭。

其中，系统平台21中可具体包括：显示单元以及控制单元(为简化附图，未图示)；

显示单元，用于在显示给用户的操作界面上增设一个远程开关按钮；控制单元，用于确定是否接收到用户通过远程开关按钮发来的供电开始通知，如果是，则向音视频编解码设备22发送供电开始消息；确定是否接收到用户通过远程开关按钮发来的供电结束通知，如果是，则向音视频编解码设备22发送供电结束消息。

此外，系统平台中还可进一步包括：活动语音侦测单元以及计时器(未图示)；

控制单元进一步用于，在向音视频编解码设备22发送供电开始消息的同时，启动计时器开始计时，并触发活动语音侦测单元开始执行自身功能；活动语音侦测单元，用于对发送给音视频编解码设备22的每一帧数据进行分析，确定该帧是否为语音帧，如果是，则将计时器计时归零并重新计时，如果不是，则计时器继续计时；当计时器的计时时长达到预定时长时，控制单元向音视频编解码设备22发送供电结束消息。

另外，活动语音侦测单元中还可进一步包括：变换子单元、计算子单元以及确定子单元(未图示)；

变换子单元，用于将每一帧数据进行7层离散小波变换，得到7层不同能量的子带信号；

计算子单元，用于计算每个子带信号的能量，并找到能量最大的子带信号A和能量最小的子带信号B；

确定子单元，用于当子带信号A的能量大于除子带信号A以外的其它所有子带信号的能量总和，且子带信号B的能量与子带信号A的能量的比值小于预先设定的阈值时，确定该帧为语音帧，将计时器计时归零并重新计时。

再有，音视频编解码设备22上还可进一步设置一个远程控制输入接口，通过该远程控制输入接口连接一发起通话按钮27；

音视频编解码设备22确定是否接收到用户通过所述发起通话按钮27发来的发起通话请求，如果是，则向系统平台21发送通话请求消息；系统平台21在接收到所述通话请求消息后，开启双向对讲功能。

图2所示其它组成部分的具体功能均为现有技术，不再赘述。

总之，采用本发明的技术方案，可通过远程控制开关来人为控制功率放大器和扩音设备等的供电和断电，因此可大大降低对电能的损耗，无需增大投资即可保证林火监测系统的正常运行；另外，本发明所述方案不仅可以手动控制功率放大器和扩音设备的供电与断电，还可以通过AVD技术实现自动断电，即当确定系统平台与远端之间连续一段时间无语音信号时，自动停止为功率放大器和扩音设备进行供电，从而有效减少人为失误造成的损失，提高系统的智能化程度和可靠性；再有，本发明所述方案使得护林员可以主动发起双向对讲，从而可在发生火灾等情况下及时向监控中心上报，降低可能造成的损失。

综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种林火监测系统中的供电控制方法，其特征在于，在远端的音视频编解码设备上增设一个远程控制输出接口，并在远端的待供电设备与供电电源间串联一个继电器；该方法包括：

位于监控中心的系统平台确定是否需要对所述待供电设备进行供电，如果是，则向所述音视频编解码设备发送供电开始消息，所述音视频编解码设备通过所述远程控制输出接口向所述继电器发送控制信号，控制所述继电器开启；

所述系统平台确定是否需要停止对所述待供电设备进行供电，如果是，则向所述音视频编解码设备发送供电结束消息，所述音视频编解码设备通过所述远程控制输出接口向所述继电器发送控制信号，控制所述继电器关闭；

该方法进一步包括：

在所述音视频编解码设备上增设一个远程控制输入接口，通过所述远程控制输入接口连接一发起通话按钮；

所述音视频编解码设备确定是否接收到用户通过所述发起通话按钮发来的发起通话请求，如果是，则向所述系统平台发送通话请求消息；

所述系统平台接收到所述通话请求消息后，开启双向对讲功能；

其中，所述系统平台确定是否需要停止对所述待供电设备进行供电包括：

所述系统平台确定是否连续预定时长内均与远端之间无语音通话，如果是，则确定需要停止对所述待供电设备进行供电；

所述系统平台确定是否连续预定时长内均与远端之间无语音通话包括：

所述系统平台在向所述音视频编解码设备发送供电开始消息的同时，启动自身内部的计时器，开始计时；

所述系统平台对发送给所述音视频编解码设备的每一帧数据进行分析，确定该帧是否为语音帧，如果是，则将所述计时器计时归零并重新计时，如果不是，则所述计时器继续计时；若所述计时器的计时时长达到预定时长，则确定需要停止对所述待供电设备进行供电。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述系统平台确定是否需要对所述待供电设备进行供电包括：

所述系统平台确定是否接收到用户通过预先设置的远程开关按钮发来的供电开始通知，如果是，则确定需要对所述待供电设备进行供电。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定该帧是否为语音帧包括：

将该帧数据进行7层离散小波变换，得到7层不同能量的子带信号；

计算每个子带信号的能量，并找到能量最大的子带信号A和能量最小的子带信号B；

如果所述子带信号A的能量大于除所述子带信号A以外的其它所有子带信号的能量总和，且所述子带信号B的能量与所述子带信号A的能量的比值小于预先设定的阈值，则确定该帧为语音帧。

4.一种林火监测系统，其特征在于，包括：位于监控中心的系统平台、位于远端的音视频编解码设备、待供电设备以及供电电源；其中，所述音视频编解码设备上设置有一个远程控制输出接口，且所述待供电设备与所述供电电源之间串联有一继电器；

所述系统平台，用于确定是否需要对所述待供电设备进行供电，如果是，则向所述音视频编解码设备发送供电开始消息；确定是否需要停止对所述待供电设备进行供电，如果是，则向所述音视频编解码设备发送供电结束消息；

所述音视频编解码设备，用于当接收到所述供电开始消息时，通过所述远程控制输出接口向所述继电器发送控制信号，控制所述继电器开启；当接收到所述供电结束消息时，通过所述远程控制输出接口向所述继电器发送控制信号，控制所述继电器关闭；

所述音视频编解码设备上进一步设置有一个远程控制输入接口，通过所述远程控制输入接口连接一个发起通话按钮；

所述音视频编解码设备进一步用于，确定是否接收到用户通过所述发起通话按钮发来的发起通话请求，如果是，则向所述系统平台发送通话请求消息；

所述系统平台接收到所述通话请求消息后，开启双向对讲功能；

其中，所述系统平台中包括：显示单元以及控制单元；

所述显示单元，用于在显示给用户的操作界面上增设一个远程开关按钮；

所述控制单元，用于确定是否接收到用户通过所述远程开关按钮发来的供电开始通知，如果是，则向所述音视频编解码设备发送供电开始消息；确定是否接收到用户通过所述远程开关按钮发来的供电结束通知，如果是，则向所述音视频编解码设备发送供电结束消息；

所述系统平台中进一步包括：活动语音侦测单元以及计时器；

所述控制单元进一步用于，在向所述音视频编解码设备发送供电开始消息的同时，启动所述计时器，开始计时，并触发所述活动语音侦测单元开始执行自身功能；

所述活动语音侦测单元，用于对发送给所述音视频编解码设备的每一帧数据进行分析，确定该帧是否为语音帧，如果是，则将所述计时器计时归零并重新计时，如果不是，则所述计时器继续计时；

当所述计时器的计时时长达到预定时长时，所述控制单元向所述音视频编解码设备发送供电结束消息。

5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述活动语音侦测单元包括：变换子单元、计算子单元以及确定子单元；

所述变换子单元，用于将每一帧数据进行7层离散小波变换，得到7层不同能量的子带信号；

所述计算子单元，用于计算每个子带信号的能量，并找到能量最大的子带信号A和能量最小的子带信号B；

所述确定子单元，用于当所述子带信号A的能量大于除所述子带信号A以外的其它所有子带信号的能量总和，且所述子带信号B的能量与所述子带信号A的能量的比值小于预先设定的阈值时，确定该帧为语音帧，将所述计时器计时归零并重新计时。

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