CN108052049A - 一种建筑安全性监测报警装置 - Google Patents
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Abstract
本发明创造提供一种建筑安全性监测报警装置，利用湿度传感器、温度传感器、振动传感器、中央处理器、图像采集装置、图像处理装置、信号触发器和报警装置对待测建筑进行实时监控，当湿度传感器、温度传感器、振动传感器中的一个传感器测得的数据超出预设阈值后，中央处理器将控制信号触发器发出图像采集触发信号，图像采集装置采集待测建筑的图像信息，并经过图像处理装置后传输至中央处理器，中央处理器通过接收到的图像处理装置输出的图像信息判断待测建筑是否存在安全问题，若是，则触发报警装置发出警报信息。
Description
技术领域
本发明创造涉及智能测试领域，尤其涉及一种建筑安全性监测报警装置。
背景技术
建筑使用安全问题一直是受到人们普遍关注的重要问题，由于大部分楼体倒塌前都会出现裂缝，因而，大多数住户都是在发现裂缝时，才意识到建筑结构已受到破坏。然而，事实上，建筑早在出现裂缝之前其表面就开始发生形变，特别是整体性差或已经受损的建筑，由于湿度、温度等不确定因素的影响，其内部应力分布不均，局部承重结构发生断裂失效，使得住户的居住安全难以得到有效保障。
为了监测建筑的安全性，目前常见的监测报警方法是由专业人员定期到可能会出现危房的区域，使用仪器对该区域内的建筑一间一间的监测，当监测到危房时，专业人员将手动记录并发送危房报警信号，显然，采用这种监测报警方法，不仅监测周期较长，监测效率较低，而且监测结果的误差也较大，会出现误报情况，不仅无法及时、准确获知建筑的状态数据，还可能导致无法挽回的生命财产的损失。
发明内容
为了克服上述问题，本发明创造提供一种建筑安全性监测报警装置，利用湿度传感器、温度传感器、振动传感器、中央处理器、图像采集装置、图像处理装置、信号触发器和报警装置对待测建筑进行实时监控，当湿度传感器、温度传感器、振动传感器中的一个传感器测得的数据超出预设阈值后，中央处理器将控制信号触发器发出图像采集触发信号，图像采集装置采集待测建筑的图像信息，并经过图像处理装置后传输至中央处理器，中央处理器通过接收到的图像处理装置输出的图像信息判断待测建筑是否存在安全问题，若是，则触发报警装置发出警报信息。
本发明创造采用的技术方案是：一种建筑安全性监测报警装置，包括湿度传感器、温度传感器、振动传感器、中央处理器、图像采集装置、图像处理装置、信号触发器和报警装置。其中，湿度传感器、温度传感器和振动传感器分别与中央处理器连接，图像采集装置、图像处理装置和中央处理器依次连接，中央处理器、信号触发器和图像采集装置依次连接，报警装置与中央处理器连接。
图像处理装置包括图像增强处理模块、图像灰度处理模块、图像平滑处理模块、图像锐化处理模块和图像去噪处理模块。图像增强处理模块的输入端与图像采集装置的输出端连接；图像增强处理模块的输出端与图像灰度处理模块的输入端、图像灰度处理模块的输出端与图像平滑处理模块的输入端、图像平滑处理模块的输出端与图像锐化处理模块的输入端、图像锐化处理模块的输出端与图像去噪处理模块的输入端依次连接，图像去噪处理模块的输出端与中央处理器的输入端连接。
湿度传感器、温度传感器以及振动传感器均设置于待测建筑表面。
湿度传感器用于监测待测建筑表面湿度值，并将测得的湿度值传输至中央处理器，当测得湿度值大于预设湿度阈值时，中央处理器控制信号触发器发出图像采集触发信号至图像采集装置，图像采集装置采集待测建筑图像信息并传输至图像处理装置，图像处理装置对待测建筑图像进行图像处理，并将处理后的图像传输至中央处理器。
温度传感器用于监测待测建筑表面温度值，并将测得的温度值传输至中央处理器，当测得温度值大于预设温度阈值时，中央处理器控制信号触发器发出图像采集触发信号至图像采集装置，图像采集装置采集待测建筑图像信息并传输至图像处理装置，图像处理装置对待测建筑图像进行图像处理，并将处理后的图像传输至中央处理器。
振动传感器用于监测待测建筑表面振动值，并将测得的振动值传输至中央处理器，当测得振动值大于预设振动阈值时，中央处理器控制信号触发器发出图像采集触发信号至图像采集装置，图像采集装置采集待测建筑图像信息并传输至图像处理装置，图像处理装置对待测建筑图像进行图像处理，并将处理后的图像传输至中央处理器。
中央处理器通过接收到的图像处理装置输出的图像信息判断待测建筑是否存在安全问题，若是，则触发报警装置发出警报信息。
优选的，湿度传感器为电阻值变化型相对湿度传感器，电阻值变化型相对湿度传感器的感湿部分使用高分子材料，感湿部分的外部设置有外壳和多孔性薄膜。
优选的，湿度传感器为电容型相对湿度传感器，电容型相对湿度传感器的感湿部分使用聚合物薄膜。
优选的，图像采集装置为CCD图像采集传感器。
在使用图像增强处理模块将图像采集装置采集的图像进行处理时，将图像采集装置传输至图像处理装置的图像定义为二维函数f(x,y)，其中x、y是空间坐标，对图像f(x,y)进行图像增强处理，图像增强后的图像二维函数为p(x,y)，其中，
p(x，y)＝f(x，y)+c[f(x-1，y)+2f(x+1，y)-3f(x，y+1)+4f(x，y-1)]，c为常数。
在使用图像灰度处理模块对图像增强后的图像p(x,y)进行处理时，压缩图像p(x,y)中高灰度区的对比度，从而扩展低灰度值，得到经过图像灰度处理后的图像二维函数为g(x,y)，其中，
g(x，y)＝Alg[p(x，y)+p(x-1，y)+p(x，y-1)+1]，A为比例常数。
在使用图像平滑处理模块对图像灰度处理后的图像g(x,y)进行处理时，对图像g(x,y)进行平滑处理，经过平滑处理后图像二维函数为h(x,y)，其中，
m，n为正整数，i，j为整数，w(i,j)为(2m+1)
×(2n+1)矩阵w的一个元素。
在使用图像锐化处理模块对平滑处理后图像h(x,y)进行处理时，对图像h(x,y)进行锐化处理，经过锐化处理后图像二维函数为s(x,y)，其中，
在使用图像去噪处理模块对锐化处理后图像s(x,y)进行处理时，对图像s(x,y)进行去噪处理，经过去噪处理后图像二维函数为u(x,y)，其中，
u(x，y)＝3s(x，y)-s(x+1，y)-2s(x-1，y)-3s(x，y+1)+s(x，y-1)。
建筑安全性监测报警装置还包括移动通信模块，移动通信模块与报警装置无线连接，移动通信模块用于实时接收报警装置的警报信号。
优选的，移动通信模块可以为手机。
与现有技术相比，本发明创造具有如下的有益效果：
(1)本发明创造提供的建筑安全性监测报警装置中，使用监测传感器对待测建筑的温度、湿度以及振动数据进行采集，当上述三者中有一个或一个以上的监测值超出预设阈值后，就触发图像采集装置采集待测建筑的图像信息，中央处理器通过接收到的图像处理装置输出的图像信息判断待测建筑是否存在安全问题，若是，则触发报警装置发出警报信息，不仅可以对待测建筑的状态数据进行有效监测，通过对待测建筑的图像分析，能更加准确的获知预警信息，提高了建筑安全性监测的准确性。
(2)本发明创造提供的建筑安全性监测报警装置中，图像处理装置对采集的图像进行增强、低灰度值扩展、平滑、锐化以及去噪处理，可高效、快速的获取待测建筑的图像信息，可有效地减少误判情况发生。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明创造的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明创造的建筑安全性监测报警装置示意图。
图2为本发明创造的图像处理装置的原理框图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明创造的建筑安全性监测报警装置进行详细说明。
如图1所示，利用湿度传感器、温度传感器、振动传感器、中央处理器、图像采集装置、图像处理装置、信号触发器和报警装置对待测建筑进行实时监控。当湿度传感器、温度传感器、振动传感器中的一个传感器测得的数据超出预设阈值后，中央处理器将控制信号触发器发出图像采集触发信号，图像采集装置采集待测建筑的图像信息，并经过图像处理装置后传输至中央处理器，中央处理器通过接收到的图像处理装置输出的图像信息判断待测建筑是否存在安全问题，若是，则触发报警装置发出警报信息。
建筑安全性监测报警装置包括湿度传感器、温度传感器、振动传感器、中央处理器、图像采集装置、图像处理装置、信号触发器和报警装置。其中，湿度传感器、温度传感器和振动传感器分别与中央处理器连接。图像采集装置的输出端与图像处理装置的输入端、图像处理装置的输出端和中央处理器的输入端依次连接。中央处理器的输出端与信号触发器的输入端、信号触发器的输出端与图像采集装置的输入端依次连接。报警装置与中央处理器连接。
如图2所示，图像处理装置包括图像增强处理模块、图像灰度处理模块、图像平滑处理模块、图像锐化处理模块和图像去噪处理模块。图像增强处理模块的输入端与图像采集装置的输出端连接；图像增强处理模块的输出端与图像灰度处理模块的输入端、图像灰度处理模块的输出端与图像平滑处理模块的输入端、图像平滑处理模块的输出端与图像锐化处理模块的输入端、图像锐化处理模块的输出端与图像去噪处理模块的输入端依次连接，图像去噪处理模块的输出端与中央处理器的输入端连接。
湿度传感器、温度传感器以及振动传感器均设置于待测建筑表面。
湿度传感器用于监测待测建筑表面湿度值，并将测得的湿度值传输至中央处理器，当测得湿度值大于预设湿度阈值时，中央处理器控制信号触发器发出图像采集触发信号至图像采集装置，图像采集装置采集待测建筑图像信息并传输至图像处理装置，图像处理装置对待测建筑图像进行图像处理，并将处理后的图像传输至中央处理器。
温度传感器用于监测待测建筑表面温度值，并将测得的温度值传输至中央处理器，当测得温度值大于预设温度阈值时，中央处理器控制信号触发器发出图像采集触发信号至图像采集装置，图像采集装置采集待测建筑图像信息并传输至图像处理装置，图像处理装置对待测建筑图像进行图像处理，并将处理后的图像传输至中央处理器。
振动传感器用于监测待测建筑表面振动值，并将测得的振动值传输至中央处理器，当测得振动值大于预设振动阈值时，中央处理器控制信号触发器发出图像采集触发信号至图像采集装置，图像采集装置采集待测建筑图像信息并传输至图像处理装置，图像处理装置对待测建筑图像进行图像处理，并将处理后的图像传输至中央处理器。
中央处理器通过接收到的图像处理装置输出的图像信息判断待测建筑是否存在安全问题，若是，则触发报警装置发出警报信息。
湿度传感器为电阻值变化型相对湿度传感器或电容型相对湿度传感器。电阻值变化型相对湿度传感器的感湿部分使用高分子材料，感湿部分的外部设置有外壳和多孔性薄膜。电容型相对湿度传感器的感湿部分使用聚合物薄膜。
图像采集装置为CCD图像采集传感器。
在使用图像增强处理模块将图像采集装置采集的图像进行处理时，将图像采集装置传输至图像处理装置的图像定义为二维函数f(x,y)，其中x、y是空间坐标，对图像f(x,y)进行图像增强处理，图像增强后的图像二维函数为p(x,y)，其中，
p(x，y)＝f(x，y)+c[f(x-1，y)+2f(x+1，y)-3f(x，y+1)+4f(x，y-1)]，c为常数。
在使用图像灰度处理模块对图像增强后的图像p(x,y)进行处理时，压缩图像p(x,y)中高灰度区的对比度，从而扩展低灰度值，得到经过图像灰度处理后的图像二维函数为g(x,y)，其中，
g(x，y)＝Alg[p(x，y)+p(x-1，y)+p(x，y-1)+1]，A为比例常数。
在使用图像平滑处理模块对图像灰度处理后的图像g(x,y)进行处理时，对图像g(x,y)进行平滑处理，经过平滑处理后图像二维函数为h(x,y)，其中，
m，n为正整数，i，j为整数，w(i,j)为(2m+1)
×(2n+1)矩阵w的一个元素。
在使用图像锐化处理模块对平滑处理后图像h(x,y)进行处理时，对图像h(x,y)进行锐化处理，经过锐化处理后图像二维函数为s(x,y)，其中，
在使用图像去噪处理模块对锐化处理后图像s(x,y)进行处理时，对图像s(x,y)进行去噪处理，经过去噪处理后图像二维函数为u(x,y)，其中，
u(x，y)＝3s(x，y)-s(x+1，y)-2s(x-1，y)-3s(x，y+1)+s(x，y-1)。
具体地，图像处理装置使用改进的图像处理算法处理图像采集装置采集的图像，可有效减少光照等外部因素对图像信息的影响，进而获得清晰的图像信息，改进的图像处理算法具体包括如下步骤：
步骤1：将图像采集装置传输至图像处理装置的图像定义为二维函数f(x,y)，其中x、y是空间坐标，对图像f(x,y)进行图像增强处理，图像增强后的图像二维函数为p(x,y)，其中
p(x，y)＝f(x，y)+c[f(x-1，y)+2f(x+1，y)-3f(x，y+1)+4f(x，y-1)]，c为常数；
步骤2：压缩上述图像p(x,y)中高灰度区的对比度，从而扩展低灰度值，得到的图像二维函数为g(x,y)，其中，
g(x，y)＝Alg[p(x，y)+p(x-1，y)+p(x，y-1)+1]，A为比例常数；
步骤3：对上述图像g(x,y)进行平滑处理，经过平滑处理后图像二维函数为h(x,y)，其中，
m，n为正整数，i，j为整数，w(i,j)为(2m+1)
×(2n+1)矩阵w的一个元素，例如，对于3×3的领域而言，矩阵w(m＝1，n＝1)为
步骤4：对上述图像h(x,y)进行锐化处理，经过锐化处理后图像二维函数为s(x,y)，其中，
步骤5：对上述图像s(x,y)进行去噪处理，经过去噪处理后图像二维函数为u(x,y)，其中，
u(x，y)＝3s(x，y)-s(x+1，y)-2s(x-1，y)-3s(x，y+1)+s(x，y-1)。
具体地，建筑安全性监测报警装置还包括移动通信模块，移动通信模块与报警装置无线连接，移动通信模块用于实时接收报警装置的警报信号。
具体地，移动通信模块具体为手机。
最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明创造的技术方案而非限制。尽管参照实施例对本发明创造进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明创造的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本发明创造技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明创造的权利要求范围当中。
Claims (10)
1.一种建筑安全性监测报警装置，其特征在于，所述建筑安全性监测报警装置包括湿度传感器、温度传感器、振动传感器、中央处理器、图像采集装置、图像处理装置、信号触发器和报警装置，其中，所述湿度传感器、所述温度传感器和所述振动传感器分别与所述中央处理器连接，所述图像采集装置、所述图像处理装置和所述中央处理器依次连接，所述中央处理器、所述信号触发器和所述图像采集装置依次连接，所述报警装置与所述中央处理器连接，所述湿度传感器、所述温度传感器以及所述振动传感器均设置于待测建筑表面；
所述图像处理装置包括图像增强处理模块、图像灰度处理模块、图像平滑处理模块、图像锐化处理模块和图像去噪处理模块，所述图像增强处理模块、所述图像灰度处理模块、所述图像平滑处理模块、所述图像锐化处理模块和所述图像去噪处理模块依次连接；
所述湿度传感器用于监测所述待测建筑表面湿度值，并将测得的湿度值传输至所述中央处理器，当测得湿度值大于预设湿度阈值时，中央处理器控制所述信号触发器发出图像采集触发信号至所述图像采集装置，所述图像采集装置采集所述待测建筑图像信息并传输至所述图像处理装置，所述图像处理装置对待测建筑图像进行图像处理，并将处理后的图像传输至所述中央处理器；
所述温度传感器用于监测所述待测建筑表面温度值，并将测得的温度值传输至所述中央处理器，当测得温度值大于预设温度阈值时，中央处理器控制所述信号触发器发出图像采集触发信号至所述图像采集装置，所述图像采集装置采集所述待测建筑图像信息并传输至所述图像处理装置，所述图像处理装置对待测建筑图像进行图像处理，并将处理后的图像传输至所述中央处理器；
所述振动传感器用于监测所述待测建筑表面振动值，并将测得的振动值传输至所述中央处理器，当测得振动值大于预设振动阈值时，中央处理器控制所述信号触发器发出图像采集触发信号至所述图像采集装置，所述图像采集装置采集所述待测建筑图像信息并传输至所述图像处理装置，所述图像处理装置对待测建筑图像进行图像处理，并将处理后的图像传输至所述中央处理器；
所述中央处理器通过接收到的所述图像处理装置输出的图像信息判断所述待测建筑是否存在安全问题，若是，则触发所述报警装置发出警报信息。
2.根据权利要求1所述的建筑安全性监测报警装置，其特征在于，所述湿度传感器为电阻值变化型相对湿度传感器，所述电阻值变化型相对湿度传感器的感湿部分使用高分子材料，所述感湿部分的外部设置有外壳和多孔性薄膜。
3.根据权利要求1所述的建筑安全性监测报警装置，其特征在于，所述湿度传感器为电容型相对湿度传感器，所述电容型相对湿度传感器的感湿部分使用聚合物薄膜。
4.根据权利要求1所述的建筑安全性监测报警装置，其特征在于，所述图像采集装置为CCD图像采集传感器。
5.根据权利要求1所述的建筑安全性监测报警装置，其特征在于，在使用所述图像增强处理模块将所述图像采集装置采集的图像进行处理时，将所述图像采集装置传输至所述图像处理装置的图像定义为二维函数f(x，y)，其中x、y是空间坐标，对图像f(x，y)进行图像增强处理，图像增强后的图像二维函数为p(x，y)，其中，
p(x，y)＝f(x，y)+c[fx-1，y)+2f(x+1，y)-3f(x，y+1)+4f(x，y-1)]c为常数。
6.根据权利要求5所述的建筑安全性监测报警装置，其特征在于，在使用所述图像灰度处理模块对所述图像增强后的图像p(x，y)进行处理时，压缩所述图像p(x，y)中高灰度区的对比度，从而扩展低灰度值，得到经过图像灰度处理后的图像二维函数为g(x，y)，其中，
g(x，y)＝Alg[p(x，y)+p(x-1，y)+p(x，y-1)+1]A为比例常数。
7.根据权利要求6所述的建筑安全性监测报警装置，其特征在于，在使用所述图像平滑处理模块对所述图像灰度处理后的图像g(x，y)进行处理时，对所述图像g(x，y)进行平滑处理，经过平滑处理后图像二维函数为h(x，y)，其中，
m，n为正整数，i，j为整数，w(i，j)为(2m+1)×(2n+1)矩阵w的一个元素。
8.根据权利要求7所述的建筑安全性监测报警装置，其特征在于，在使用所述图像锐化处理模块对所述平滑处理后图像h(x，y)进行处理时，对所述图像h(x，y)进行锐化处理，经过锐化处理后图像二维函数为s(x，y)，其中，
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9.根据权利要求8所述的建筑安全性监测报警装置，其特征在于，在使用所述图像去噪处理模块对所述锐化处理后图像s(x，y)进行处理时，对所述图像s(x，y)进行去噪处理，经过去噪处理后图像二维函数为u(x，y)，其中，
u(x，y)＝3s(x，y)-s(x+1，y)-2s(x-1，y)-3s(x，y+1)+s(x，y-1)。
10.根据权利要求1所述的建筑安全性监测报警装置，其特征在于，所述建筑安全性监测报警装置还包括移动通信模块，所述移动通信模块与所述报警装置无线连接，所述移动通信模块用于实时接收所述报警装置的警报信号。
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