CN103607563A - 森林防火手持终端 - Google Patents

Abstract

本发明公开了森林防火手持终端，包括摄像机、集成了视频编解码电路的处理器、触摸屏、无线通信模块、GPS模块、GPS天线，所述GPS天线连接GPS模块，所述GPS模块的定位信号端连接处理器的定位信号端，所述摄像机的视频输出端连接处理器的视频信号输入端，所述处理器视频信号输出端连接触摸屏的视频信号输入端，所述触摸屏的串口输入端连接处理器的串口输出端，所述处理器的通信信号端连接无线通信模块。它最终实现在不需要安装巡检点就能详实记录巡检中发现的问题，在森林火灾的扑救上，监控中心通过持有手持式防火终端的巡护人员就可及时了解林火信息、调度、指挥林火扑救工作。

Description

森林防火手持终端

技术领域

本发明涉及安防技术领域，特别涉及一种手持摄像装置，更具体说是森林防火手持终端。

背景技术

森林具有空气净化、固土保水、维持生态平衡、提供生产资料的作用。近年来，我国沙尘暴频发，荒漠化不断加剧，这与森林遭到破坏有着密切联系。每年，全球都会发生一定数量的森林火灾。森林火灾，具有突发性、不确定性、短时间造成巨大毁坏的特点，大面积森林火灾，往往由不明显的隐火引发。

最初，人类采用建瞭望塔，人工值守来预警森林火灾，这种方式，只能发现已经较大的林火；后来，通过空中巡航来监测森林火险等级高的林区，不过巡航飞机远离地表，同样很难发现隐火或小火，空中巡航成本高，巡航次数有限，无法实现全天候监控；目前，我国一些大林区已采用卫星监测，但卫星更加远离地球表面，其对温度的分辨率在1000平米左右，更难发现隐火或小火。

近年来，我国许多林区安装了基于可见光的视频监测系统。这种系统，根据林区的地理特点，将林区分割成多个较小的监控区域，在每个监控区域设置监控点，通常一个点，可以监控9万亩左右的森林范围。这种视频监测系统，只有发生火警时，才能发挥功效，同时摄像机的视野也有死角。如果要了解林区那些地方干燥、枯杂木比较多，森林火险等级高，只有通过森林巡查才能了解具体的情况。森林巡查不仅要了解什么人在什么时间去过哪些地方，更重要的是在巡查中发现哪些问题。这种森林巡查通常有两种方式，一种是人工纸笔记录方式，一种是人工离线移动采集方式。

人工纸笔记录方式数据保存不安全、时效性差、相关人员获得信息过于事后，采用纸笔作为数据记录介质，纸笔介质很容易污损，记录本的损坏和丢失会导致全部记录的缺失，影响数据收集的完整性。

人工离线移动采集方式相关人员获得信息过于事后，不具备视频图像亮度分析能力，无法辨别进入摄像机的红外光线是否过多或者过少。这种离线移动采集，必须巡查人员巡查完后，回到监控中心，相关人员才能查看记录，变成事后监察。

在森林火灾的扑救上,通常采用监控点的摄像机摄像，监控中心的通过GPS接收机和GIS共同定位分析林火情况，然后用手机或者对讲机指挥林火扑灭作业。由于摄像机的角度和距离限制，GIS和GPS只能定位，无法给监控中心提供更详尽的林火情况，加上林火发展迅猛，很难实现合理、有效地调动资源扑灭林火。

发明内容

为了克服现有技术在监控点设置的监控摄像机视场和视距相对林区区域的不够，造成监控死角；在进行森林人工巡查时，采用纸笔作为数据记录介质，具有太强的事后性和易损坏性，采用离线巡查，也有很强的事后性，这些都不利于森林火灾预警；林火扑救时，仅仅依靠监控点摄像机作为单独的火警信息来源，信息单一不利于及时、有效地指挥林火扑救工作的技术缺陷，本发明提供森林防火手持终端。

为解决上述的技术问题，本发明采用以下技术方案：

种森林防火手持终端，包括摄像机、集成了视频编解码电路的处理器、触摸屏、无线通信模块、GPS模块、GPS天线，所述GPS天线连接GPS模块，所述GPS 模块的定位信号端连接处理器的定位信号端，所述摄像机的视频输出端连接处理器的视频信号输入端，所述处理器视频信号输出端连接触摸屏的视频信号输入端，所述触摸屏的串口输入端连接处理器的串口输出端，所述处理器的通信信号端连接无线通信模块。

本发明投入使用时，第一步，调整设备：在森林防火手持终端上设置无线通信账号，调整GPS天线的接收角度；第二步，加电测试设备：启动电源，确认设备的工作状态是否正常，设备正常后才将设备投入使用；第三步，执行任务：GPS模块启动工作，GPS模块通过内置的星历，确定每颗卫星在该时刻的位置，当捕获到待测卫星，并跟踪这些卫星的运行。当GPS模块捕获到跟踪的卫星信号后，就可测量出接收天线至卫星的伪距离和距离的变化率，解调出卫星轨道参数等数据。根据这些数据，GPS模块的核心处理器就可按定位解算方法进行定位计算，计算出森林防火手持终端所在地理位置的经纬度、高度、时间等信息。GPS模块将这些信息通过串口电路传给处理器，处理器将GPS信息传给触摸屏和无线通信模块，在触摸屏上显示经纬度、高度、时间等信息，通过无线通信模块将这些信息发给远端的监控中心。摄像机将采集到的视频图像数据传输给集成了视频编解码电路的处理器，处理器对视频图像数据编码后，将其传给触摸屏，并在触摸屏上实时显示，同时也通过无线通信模块将这些视频图像数据发给远端的监控中心。

采用无线通信模块，只要有无线通信信号的地方，就可以实现森林防火手持终端和监控中心的通信；采用GPS模块加触摸屏的模式，可以直观显示所在位置的经纬度、高度等信息。每个森林巡检员可以在触摸屏上看到自己的所在经纬度、高度、时间等信息，给森林巡检员直观，清晰的地理位置感，同时将目标派遣地点经纬度，与自身位置比较后，可以清晰了解到自己还应该往什么方向走多远；采用摄像机加无线通信模块，在例行巡查时，可以将巡查看到的信息实时传给远端的监控中心，监控中心将数据存储，以备研究林区的森林火险情况，在林火发生时，可在监控点以外，提供更具体、多角度的林火情况给监控中心，便于监控中心分析、决策，为林火扑救提供更好、更有效的方案。

为了得到最好的无线网络通信模式支持，作为优选，所述的无线通信模块为TD-SCDMA模块、WCDMA模块、CDMA1X EVDO模块中任意一项。

以上是对森林防火手持终端的林区野外通信能力的进一步改进。实现无线通信最关键的因素就是在林区有没有基站，基站的布点是否足够，每个电信运营商在林区的基站建设都是不一样的，更多的通信模块选择，就意味着设备具有更好的林区适应能力。

为了提高GPS模块的通信能力、数据处理能力、工作能力，作为优选， GPS模块包括射频芯片、基带芯片、存储器、核心处理器、可充电电池，所述核心处理器连接基带芯片和存储器，所述基带芯片连接射频芯片，所述可充电电池电连接存储器、射频芯片、基带芯片、核心处理器。

以上是对森林防火手持终端的GPS整体定位能力的进一步改进。采用以上方案，GPS模块的功能齐全、配套，GPS天线获得的GPS信号能得到快速、高质量的处理；存储器存储有星历数据，能实现GPS模块对卫星的快速定位；GPS模块内置可充电电池，通常为储存容量大、输出功率高的锂电池，这样在更换外接电源时，GPS模块能连续工作，外接电源供电时对可充电电池进行充电，关机后可充电电池为存储器供电以防止星历数据丢失。

为了提高GPS模块接收到的数据质量，便于GPS模块处理GPS信号数据，作为优先，森林防火手持终端还包括一个前置放大器，GPS天线信号输出端连接前置放大器信号输入端，所述前置放大器信号输出端连接GPS模块信号输入端。

以上是对森林防火手持终端的GPS模块获取高质量信号能力的进一步改进。从GPS天线传入的GPS信号，通常比较弱小，需要先被放大到一定标准电平，再通过GPS模块处理。前置放大器先将信号通过电解电容滤掉高频的噪音信号，然后进入负反馈的运算放大信号，它还可以对信号的频率调节和控制。

为了提高处理器的数据处理能力，具有很强的外围电路管理能力和应用扩展能力，作为优先，所述的处理器为德州仪器的OMAP3530。

以上是对森林防火手持终端的系统整合能力的进一步改进。采用TI的双核低功耗移动应用处理器OMAP3530，其主频为600MHz，在每个单一的芯片上集成了ARM® Cortex™-A8内核、TMS320C64x+™ DSP内核、图形引擎、视频加速器以及丰富的多媒体外设，具有很强的数据处理能力，特别是图形数据的处理能力，丰富的多媒体外设使采用这种处理器的森林防火手持终端具有很强的应用扩展能力。特别要说的Cortex-A8内核拥有超过当今300MHz ARM9器件4倍的处理性能，430MHz的C64x+ DSP内核能处理嵌入式应用的720p MPEG-4解码高清视频，更能处理H.264的解码高清视频。

为了使触摸屏适合野外林区使用，作为优选，所述触摸屏为五线电阻屏。

以上是对森林防火手持终端触摸屏的工作能力的进一步改进。五线电阻屏采用导电玻璃为基材，玻璃经过防化学处理，表面硬度高，不容易擦伤或者刮伤，同点接触3000万次尚可使用。它具有一次校正永不漂移的高稳定性，高解析度、高传输反应等特点，很适合野外林区使用。

为了实现和监控中心的双向语音对讲，作为优选，森林防火手持终端还包括内置麦克风和内置扬声器，所述内置麦克风音频信号输出端连接处理器的音频信号输入端，所述扬内置声器音频信号输入端连接处理器音频信号输出端。

通常在森林巡查和林火现场是用双向对讲机来实现和监控中心的语音沟通，用森林防火手持终端来实现视频图像数据的传递，两个设备轮流使用，极不方便，效率也比较低。

以上是对森林防火手持终端的双向对讲能力的进一步改进。采用内置麦克风和内置扬声器可以实现双向语音对讲功能，让监控中心与现场任意监控点实现语音对话，在现场任意突发事件或发生吸烟、生火等违规行为时，进行紧急语音提醒警告，防止各事态的发生。通过双向对讲功能监控中心可以对现场声音进行监听，也可以对前端进行喊话，调度处理突发事件。

为了及时存储现场录制的视频图像信息，以利于回放，存储分析资料，作为优选，森林防火手持终端还包括SD卡插槽、SD卡，所述SD卡设置在SD卡插槽，所述SD卡插槽连接处理器。

通常森林防火手持终端通过内置SD卡的方式来实现视频数据存储，通常SD卡不能更换，数据录满后，需要转存清空才能继续使用森林防火手持终端来记录林区现场视频图像数据。

以上是对森林防火手持终端的数据存储能力的进一步改进。采用SD卡插槽加SD卡的模式，森林巡查人员可以轻松更换存储介质，可将更多的现场视频图像数据保留下来，方便现场回放，同时也方便带回监控中心进行林区研究。

为了便于管理森林防火手持终端的应用，提高其在野外的工作能力，作为优选，森林防火手持终端还包括锂电池、外围接口单元，所述的锂电池与森林防火手持终端的各模块电连接，所述外围接口单元连接处理器。

以上是对森林防火手持终端的应用扩展管理能力和野外工作能力的进一步改进。采用外围接口单元可以根据监控的需要增加必要的接口，管理方便。锂电池具有容量大，输出电流稳定的特点，很适合作为森林防火手持终端的动力源，确保森林防火手持终端在林区野外工作时间长。

为了便于对锂电池进行充电、有线网络连接、USB通信，作为优选，所述的外围接口单元包括电源接口、USB接口、RJ45接口中至少一种。

以上是对森林防火手持终端的应用扩展能力的进一步改进。采用电源接口可以实现对森林防火手持终端的供电和内置锂电池的充电作业；采用RJ45接口便于森林防火手持终端和其他设备通过网线进行通信。采用USB接口可以实现森林防火手持终端和电脑的连接作业。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、 本发明森林防火手持终端，采用成套的GPS模块、GPS天线和能处理GPS信号数据的处理器，在GPS模块中内置可充电电池、存储器，存储器用来存储星历，有利于及时、准确获得摄像机所在的经纬度、高度、时间等信息，每个森林巡检员可以在触摸屏上看到自己的所在位置的经纬度、高度、时间等信息，给森林巡检员直观，清晰的地理位置感，适合在林区野外巡查、火灾现场指挥调度工作；可通过灵活选择TD-SCDMA模块、WCDMA模块、CDMA1X EVDO模块，来实现森林防火手持终端和监控中心的数据语音通信，森林防火手持终端将采集到数据实时的传输到远端的监控中心；在林火发生时，可在监控点以外，提供更具体、多角度的林火情况给监控中心。

2、 本发明森林防火手持终端，采用SD卡设置在SD卡插槽， SD卡插槽连接处理器，便于存储森林巡查时或者火灾现场录下的视频图像数据，当数据录满后，可通过更换SD卡，就可继续进行录像，森林防火手持终端采用高质量的五线电阻屏，其具有一次校正永不漂移的高稳定性，高解析度、高传输反应、表面硬度高，不容易擦伤或者刮伤，同点接触3000万次尚可使用的特点。这些设计方案可方便显示、存储、回放森林防火手持终端采集到的视频图像数据和GPS信息，为下一步作业提供改进依据。

3、 本发明森林防火手持终端，内置麦克风和内置扬声器，可以实现双向语音对讲功能，在现场任意突发事件或发生吸烟、生火等违规行为时，进行紧急语音提醒警告，防止各事态的发生。通过双向对讲功能监控中心可以对现场声音进行监听，也可以对前端进行喊话，调度处理突发事件。

4、 本发明森林防火手持终端，采用外围接口单元设置各种扩展应用端口，有利于更好地开发和使用森林防火手持终端的扩展应用来满足森林火灾监控。

本发明最终实现在不需要安装巡检点就能详实记录巡检中发现的问题，在森林火灾的扑救上，监控中心通过持有手持式防火终端的巡护人员就可及时了解林火信息、调度、指挥林火扑救工作。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步阐述，本发明的实施例不限于此。

实施例一：

如图1所示，本发明，包括摄像机、集成了视频编解码电路的处理器、触摸屏、无线通信模块、GPS模块、GPS天线，所述GPS天线连接GPS模块，所述GPS 模块的定位信号端连接处理器的定位信号端，所述摄像机的视频输出端连接处理器的视频信号输入端，所述处理器视频信号输出端连接触摸屏的视频信号输入端，所述触摸屏的串口输入端连接处理器的串口输出端，所述处理器的通信信号端连接无线通信模块。

实施例二：

为了提高森林防火手持终端的林区野外通信能力，本实施例在实施例一的基础上进一步地改进，本实施例的无线通信模块为TD-SCDMA模块、WCDMA模块、CDMA1X EVDO模块中任意一项。

本发明组件为：TD-SCDMA模块华为3G TD-SCDMA EM563置模块，WCDMA模块采用华为WCDEA3G EM770W模块，CDMA1X EVDO模块采用华为3G CDMA2000 MC509模块模块。

本领域技术人员可根据实际施工环境和工件的要求自由选择组件的参数。

实施例三：

为了提高森林防火手持终端的GPS整体定位能力，本实施例在实施例一～二的任意一个实施例的基础上进一步地改进，本实施例的GPS模块包括射频芯片、基带芯片、存储器、核心处理器、可充电电池，所述核心处理器连接基带芯片和存储器，所述基带芯片的连接射频芯片，所述可充电电池电连接存储器、射频芯片、基带芯片、核心处理器。

本发明组件为：GPS模块采用美国罗克韦尔公司的TU-30模块。

本领域技术人员可根据实际施工环境和工件的要求自由选择组件的参数。

实施例四：

为了提高森林防火手持终端的GPS模块获取高质量信号能力，本实施例在实施例一～三的任意一个实施例的基础上进一步地改进，本实施例的森林防火手持终端还包括一个前置放大器，GPS天线信号输出端连接前置放大器信号输入端，所述前置放大器信号输出端连接GPS模块信号输入端。

本发明组件为：前置放大器为LNA 6018 1-18 GHz 低噪放大器。

本领域技术人员可根据实际施工环境和工件的要求自由选择组件的参数。

实施例五：

为了提高森林防火手持终端的系统整合能力，本实施例在实施例一～四的任意一个实施例的基础上进一步地改进，本实施例的处理器为双核处理器 OMAP3530。

实施例六：

为了提高森林防火手持终端的显示屏工作能力，本实施例在实施例一～五的任意一个实施例的基础上进一步地改进，本实施例的触摸屏为五线电阻屏。

实施例七：

为了提高森林防火手持终端的双向对讲能力，本实施例在实施例一～六的任意一个实施例的基础上进一步地改进，本实施例的森林防火手持终端还包括内置麦克风和内置扬声器，所述内置麦克风音频信号输出端连接处理器的音频信号输入端，所述内置扬声器音频信号输入端连接处理器音频信号输出端。

　实施例八：

为了提高对森林防火手持终端的数据存储能力，本实施例在实施例一～七的任意一个实施例的基础上进一步地改进，本实施例的森林防火手持终端还包括SD卡插槽、SD卡，所述SD卡设置在SD卡插槽，所述SD卡插槽连接处理器。

实施例九：

为了提高对森林防火手持终端的应用扩展管理能力和野外工作能力，本实施例在实施例一～八的任意一个实施例的基础上进一步地改进，本实施例的森林防火手持终端还包括锂电池、外围接口单元，所述的锂电池与森林防火手持终端的各模块电连接，所述外围接口单元连接处理器。

实施例十：

为了提高森林防火手持终端的应用扩展能力，本实施例在实施例九的基础上进一步地改进，本实施例的外围接口单元包括电源接口、USB接口、RJ45接口中至少一种。

如上所述便可实现该发明。

Claims (10)

1.森林防火手持终端，包括摄像机、集成了视频编解码电路的处理器，其特征在于：还包括触摸屏、无线通信模块、GPS模块、GPS天线，所述GPS天线连接GPS模块，所述GPS 模块的定位信号端连接处理器的定位信号端，所述摄像机的视频输出端连接处理器的视频信号输入端，所述处理器视频信号输出端连接触摸屏的视频信号输入端，所述触摸屏的串口输入端连接处理器的串口输出端，所述处理器的通信信号端连接无线通信模块。

2.根据权利要求 1 所述的森林防火手持终端，其特征在于：所述的无线通信模块为TD-SCDMA模块、WCDMA模块、CDMA1X EVDO模块中任意一项。

3.根据权利要求 1 所述的森林防火手持终端，其特征在于：所述的GPS模块包括射频芯片、基带芯片、存储器、核心处理器、可充电电池，所述核心处理器连接基带芯片和存储器，所述基带芯片的连接射频芯片，所述可充电电池电连接存储器、射频芯片、基带芯片、核心处理器。

4.根据权利要求 1 所述的森林防火手持终端，其特征在于:还包括一个前置放大器，GPS天线信号输出端连接前置放大器信号输入端，所述前置放大器信号输出端连接GPS模块信号输入端。

5.根据权利要求 1 所述的森林防火手持终端，其特征在于:所述的处理器为德州仪器的OMAP3530。

6.根据权利要求 1 所述的森林防火手持终端，其特征在于:所述触摸屏为五线电阻屏。

7.根据权利要求1所述的森林防火手持终端，其特征在于:还包括内置麦克风和内置扬声器，所述内置麦克风音频信号输出端连接处理器的音频信号输入端，所述内置扬声器音频信号输入端连接处理器音频信号输出端。

8.根据权利要求1所述的森林防火手持终端，其特征在于:还包括SD卡插槽、SD卡，所述SD卡设置在SD卡插槽，所述SD卡插槽连接处理器。

9.根据权利要求 1 所述的森林防火手持终端，其特征在于:还包括锂电池、外围接口单元，所述的锂电池与森林防火手持终端的各模块电连接，所述外围接口单元连接处理器。

10.根据权利要求 9所述的森林防火手持终端，其特征在于:所述的外围接口单元包括电源接口、USB接口、RJ45接口中至少一种。

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