CN109345760A - 一种火灾检测系统及方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种火灾检测系统及方法，包括检测模块，用于获取被测目标的红外热图，以及被测目标所在区域的烟雾浓度；控制模块，用于根据烟雾浓度和红外热图判断被测目标是否存在火情或火灾隐患，若是，生成与火情或火灾隐患对应的报警控制指令；报警模块，用于在接收到报警控制指令后，生成与报警控制指令对应的提示信息；供电模块，用于为控制模块、检测模块及报警模块供电。本申请根据被测目标的红外热图及所处区域的烟雾浓度共同判断被测目标是否存在火情或火灾隐患，有效减少误报率，当判定被测目标存在火灾隐患时，通过报警模块生成对应的提示信息，进行火灾预警，便于提前消除火灾隐患，提高火灾检测系统的准确性。

Description

一种火灾检测系统及方法

技术领域

本申请涉及火灾检测领域，特别是涉及一种火灾检测系统及方法。

背景技术

目前的火灾检测系统，普遍基于烟雾报警，即当烟雾浓度达到报警值时，触发报警，但是对于非正常火灾的烟雾(如吸烟产生的烟雾)，容易产生误报。另外现有技术中，对于还未形成明火或者烟雾，但是温度异常，有火灾趋势的隐患不能很好地识别和检测。

因此，如何提供一种解决上述技术问题的方案是本领域技术人员目前需要解决的问题。

发明内容

本申请的目的是提供一种火灾检测系统及方法，根据被测目标的红外热图及所处区域的烟雾浓度共同判断被测目标是否存在火情或火灾隐患，可有效减少误报率，当判定被测目标存在火灾隐患时，通过报警模块生成对应的提示信息，进行火灾预警，便于提前消除火灾隐患，提高火灾检测系统的准确性。

为解决上述技术问题，本申请提供了一种火灾检测系统，包括：

检测模块，用于获取被测目标的红外热图，以及所述被测目标所在区域的烟雾浓度；

控制模块，用于根据所述烟雾浓度和所述红外热图判断所述被测目标是否存在火情或火灾隐患，若是，生成与所述火情或所述火灾隐患对应的报警控制指令；

报警模块，用于在接收到所述报警控制指令后，生成与所述报警控制指令对应的提示信息；

供电模块，用于为所述控制模块、所述检测模块及所述报警模块供电。

优选的，所述检测模块包括：

红外成像装置，用于获取所述被测目标的红外热图；

烟雾传感器，用于获取所述被测目标所在区域的烟雾浓度。

优选的，所述根据所述烟雾浓度和所述红外热图判断所述被测目标是否存在火情或火灾隐患的过程具体为：

根据所述红外热图得到所述被测目标的实际温度；

当所述实际温度大于第一温度预设值的时间超过第一预设时间，且所述烟雾浓度大于烟雾报警值时，判定所述被测目标存在火情；

当所述实际温度大于第二温度预设值的时间超过第二预设时间，判定所述被测目标存在火灾隐患。

优选的，所述检测模块还包括：

可见光成像装置，用于获取所述被测目标的可见光图像；

相应的，所述根据所述烟雾浓度和所述红外热图判断所述被测目标是否存在火情或火灾隐患的过程具体为：

根据所述烟雾浓度、所述红外热图及所述可见光图像判断所述被测目标是否存在火情或火灾隐患。

优选的，所述控制模块，还用于根据所述红外热图调整所述红外成像装置及所述可见光成像装置的焦距，以获得新的红外热图及新的可见光图像；

相应的，所述根据所述烟雾浓度、所述红外热图及所述可见光图像判断所述被测目标是否存在火情或火灾隐患的过程具体为：

根据所述烟雾浓度、所述新的红外热图及所述新的可见光图像判断所述被测目标是否存在火情或火灾隐患。

优选的，所述控制模块包括现场可编程门阵列FPGA芯片。

优选的，所述供电模块包括锂电池。

优选的，所述控制模块，还用于每隔预设时间对所述锂电池进行充放电操作。

优选的，所述报警控制指令中包括所述被测目标的可见光图像；

所述报警模块包括：

声光报警单元，用于在接收到所述报警控制指令后，生成与所述报警控制指令对应强度的声光提示信息；

远程报警单元，用于在接收到所述报警控制指令后，将所述被测目标的可见光图像及位置传输至远程终端。

为解决上述技术问题，本申请还提供了一种火灾检测方法，应用于如上文任意一项所述的火灾监测系统，包括：

通过检测模块获取被测目标的红外热图，以及所述被测目标所在区域的烟雾浓度；

通过控制模块根据所述烟雾浓度和所述红外热图判断所述被测目标是否存在火情或火灾隐患，若是，生成与所述火情或所述火灾隐患对应的报警控制指令；

通过报警模块在接收到所述报警控制指令后，生成与所述报警控制指令对应的提示信息。

本申请提供了一种火灾检测系统，包括：检测模块，用于获取被测目标的红外热图，以及被测目标所在区域的烟雾浓度；控制模块，用于根据烟雾浓度和红外热图判断被测目标是否存在火情或火灾隐患，若是，生成与火情或火灾隐患对应的报警控制指令；报警模块，用于在接收到报警控制指令后，生成与报警控制指令对应的提示信息；供电模块，用于为控制模块、检测模块及报警模块供电。可见，在实际应用中，采用本申请的方案，通过红外热图可以得知被测目标的发热情况，根据被测目标的红外热图及所处区域的烟雾浓度共同判断被测目标是否存在火情或火灾隐患，可有效减少误报率，同时，当判定被测目标存在火灾隐患时，通过报警模块生成对应的提示信息，进行火灾预警，便于提前将火灾隐患消除，提高火灾检测系统的准确性。本申请还提供一种火灾检测方法，具有和上述火灾监测系统相同的有益效果。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对现有技术和实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请所提供的一种火灾检测系统的结构示意图；

图2为本申请所提供的另一种火灾检测系统的结构示意图；

图3为本申请所提供的另一种火灾检测系统的结构示意图；

图4为本申请所提供的一种火灾检测方法的步骤流程图。

具体实施方式

本申请的核心是提供一种火灾检测系统及方法，根据被测目标的红外热图及所处区域的烟雾浓度共同判断被测目标是否存在火情或火灾隐患，可有效减少误报率，当判定被测目标存在火灾隐患时，通过报警模块生成对应的提示信息，进行火灾预警，便于提前消除火灾隐患，提高火灾检测系统的准确性。

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

请参照图1，图1为本申请所提供的一种火灾检测系统的结构示意图，包括：

检测模块1，用于获取被测目标的红外热图，以及被测目标所在区域的烟雾浓度；

具体的，检测模块1检测被测目标的红外热图，红外热图与物体表面的热分布场相对应，红外热图上的不同灰度代表被测目标表面的不同温度，通过红外热图即可得到被测目标的整体温度分布情况，以便后续分析被测目标的发热情况。

其中，被测目标可以指整个检测区域，也可以指检测区域中的局部区域，或检测局域中具体的某个物体。

控制模块2，用于根据烟雾浓度和红外热图判断被测目标是否存在火情或火灾隐患，若是，生成与火情或火灾隐患对应的报警控制指令；

具体的，控制模块2作为整个火灾检测系统中的核心处理器，除对其余各个模块进行控制和通讯外，还负责对红外热图和烟雾浓度进行分析。本申请中的控制模块2可采用FPGA(Field－Programmable Gate Array，现场可编程门阵列)芯片，协同控制各模块工作。FPGA芯片是一种半定制的芯片，可以通过软件手段更改、配置器件内部连接结构和逻辑单元，完成既定设计功能，具有强大的并行处理能力，可编程灵活性高，开发周期短，同时可以内嵌软核，实现外设备的灵活控制。

具体的，控制模块2根据检测模块1获取的红外热图可以得到被测目标的实际温度，被测目标的实际温度大于第一温度预设值的时间超过第一预设时间，说明被测目标的高温状态是非正常状态的高温，如果被测目标的实际温度大于第一温度预设值的时间未超过第一预设时间，说明被测目标的高温状态可能是由于人为正常活动(如电水壶烧水或电暖气工作等)所导致的，当被测目标的实际温度大于第一温度预设值的时间超过第一预设时间，且烟雾浓度大于烟雾报警值时，判定被测目标存在火情，此时生成与存在火情对应的报警控制指令，当然，考虑到存在吸烟等正常活动对烟雾浓度的影响，判断烟雾浓度是否达到报警条件的过程具体可以为判断烟雾浓度大于烟雾报警值的时间是否超过预设时间，若是，判定达到烟雾浓度的报警条件；当实际温度大于第二温度预设值的时间超过第二预设时间，而烟雾浓度处于正常状态，则说明被测目标的高温状态可能是由于电源过载发热、电气故障等原因引起的，此时判定被测目标存在火灾隐患，并生成与存在火灾隐患对应的报警控制指令。

可以理解的是，不同的被测目标有各自对应的第一温度预设值和第二温度预设值，第一温度预设值和第二温度预设值可以设置为相同的，也可以设置为不同的，对第一预设时间、第二预设时间的设置，同理，根据实际工程需要设定即可，本申请在此不做限定。

报警模块3，用于在接收到报警控制指令后，生成与报警控制指令对应的提示信息；

具体的，在接收到报警控制指令后，生成与报警控制指令对应的提示信息，可以理解的是，报警控制指令与被测目标的状态(存在火情/火灾隐患)相对应，存在火情和存在火灾隐患的提示信息所体现的紧急程度是不同的，工作人员可以根据报警模块3生成的提示信息的不同判断出被测目标此时是处于存在火情的状态还是处于存在火灾隐患的状态，以便工作人员及时采取措施，将损失降低到最小。

供电模块4，用于为控制模块2、检测模块1及报警模块3供电。

作为一种优选的实施例，供电模块4包括锂电池。

作为一种优选的实施例，控制模块2，还用于每隔预设时间对锂电池进行充放电操作。

具体的，供电模块4指直流供电系统，通过市电(AC 220V)变压、整流、滤波等处理后形成的稳定的直流输出电源。供电模块4是整套火灾检测系统的电源，输出为直流稳压，内置大容量可充电的锂电池，在遇到火灾或其他条件引起的停电情况下，可维持系统持续工作48小时，供电系统正常条件下，会对电池进行充电，同时提供系统工作所需的电源；在遇到不可控的停电条件下，供电模块4会自动启用电池供电，保证火灾检测系统不受停电影响。控制模块2按预设周期(预设周期可设为3个月)对锂电进行深度充放电操作，以保持电池的持续活性，防止电池长期不使用带来的容量永久损耗问题。

本申请提供了一种火灾检测系统，包括：检测模块，用于获取被测目标的红外热图，以及被测目标所在区域的烟雾浓度；控制模块，用于根据烟雾浓度和红外热图判断被测目标是否存在火情或火灾隐患，若是，生成与火情或火灾隐患对应的报警控制指令；报警模块，用于在接收到报警控制指令后，生成与报警控制指令对应的提示信息；供电模块，用于为控制模块、检测模块及报警模块供电。可见，在实际应用中，采用本申请的方案，通过红外热图可以得知被测目标的发热情况，根据被测目标的红外热图及所处区域的烟雾浓度共同判断被测目标是否存在火情或火灾隐患，可有效减少误报率，同时，当判定被测目标存在火灾隐患时，通过报警模块生成对应的提示信息，进行火灾预警，便于提前将火灾隐患消除，提高火灾检测系统的准确性。

请参照图2，图2为本申请所提供的另一种火灾检测系统的结构示意图，该火灾检测系统在上述实施例的基础上：

作为一种优选的实施例，检测模块1包括：

红外成像装置11，用于获取被测目标的红外热图；

烟雾传感器12，用于获取被测目标所在区域的烟雾浓度。

具体的，烟雾传感器12用于监测被测目标所在区域的烟雾的浓度，具体可以采用离子式烟雾传感器，离子式烟雾传感器是一种工作稳定可靠的传感器，被广泛运用到各种消防报警系统中，性能远优于气敏电阻类的火灾报警器。

红外成像装置11可以选用非制冷红外热像仪，非制冷红外热像仪主要由非制冷红外成像机芯和光学成像镜头组成，非制冷红外成像机芯主要包含非制冷探测器和后端处理电路。可以理解的是，自然界所有物体只要高于绝度零度(-273℃)，都会向外发射红外线，非制冷红外热像仪的红外探测器光敏元件能够接收被测目标的红外线辐射的能量，并将能量最终转换为变化的电信号，从而获得红外热图，这种红外热图与物体表面的热分布场相对应。也就是说非制冷红外热像仪是将物体发出的人眼不可见的红外电磁波能量转变为可见的红外热图。红外热图上面的不同灰度代表被测目标表面的不同温度，通过查看红外热图，可以观察被测目标的整体温度分布情况，研究被测目标的发热情况，进而进行下一步的判断。

作为一种优选的实施例，检测模块1还包括：

可见光成像装置13，用于获取被测目标的可见光图像；

相应的，根据烟雾浓度和红外热图判断被测目标是否存在火情或火灾隐患的过程具体为：

根据烟雾浓度、红外热图及可见光图像判断被测目标是否存在火情或火灾隐患。

具体的，可见光成像装置13可以采用常规的可见光摄像头，用来协同红外热像仪对目标进行可见光图像的获取，可见光图像对色彩的描述更清晰，可以充分反映被测目标的细节信息，通过被测目标的可见光图像可以进一步分析被测目标的高温状态是否由人为的正常活动造成的，还可以用于分析引发火灾隐患的物体，以便控制模块2准确判断被测目标是否存在火情或火灾隐患。

可以理解的是，火灾将要发生时，着火点肯定会有高温出现，如果没有明火，只有烟雾，首先烟雾传感器12可以作为触发源，但是优先级会低于红外成像装置11和可见光成像装置13，以防止出现例如吸烟等正常活动的误报。如果没有烟雾，只有高温出现，控制模块2通过红外热图对被测目标的实际温度进行判断，当实际温度高于设定的温度门限值时，结合可见光图像融合分析，来判断是人为正常活动引起的高温(如电水壶烧水、电暖气工作等)，还是非正常状态的高温，若是人为正常活动引起的高温，火灾检测系统执行持续监测，并不会触发报警；若是非正常高温，会立即触发报警模块3，以提示工作人员采取必要措施，将损失降低到最小。

此外，对于实际温度高于设定温度的情况，还可以通过热成像装置和可见光装置结合图像智能分析算法，进行综合评估和判断，对于异常高温点提前预判，并发出报警，便于提前将火灾隐患消除，通常适用于电源过载发热、电气故障等火灾隐患。

作为一种优选的实施例，控制模块2，还用于根据红外热图调整红外成像装置11及可见光成像装置13的焦距，以获得新的红外热图及新的可见光图像；

相应的，根据烟雾浓度、红外热图及可见光图像判断被测目标是否存在火情或火灾隐患的过程具体为：

根据烟雾浓度、新的红外热图及新的可见光图像判断被测目标是否存在火情或火灾隐患。

具体的，当被测目标的红外热图中存在异常高温点时，可以通过调整可见光成像装置13和红外成像装置11的镜头的焦距，来获取更为清晰的与异常高温点所对应的红外热图及可见光图像，便于后续控制模块2的分析，从而提高控制模块2对火情及火灾隐患判断的准确性。

请参照图3，图3为本申请所提供的另一种火灾检测系统的结构示意图，该火灾检测系统在上述实施例的基础上：

作为一种优选的实施例，报警控制指令中包括被测目标的可见光图像；

报警模块3包括：

声光报警单元31，用于在接收到报警控制指令后，生成与报警控制指令对应强度的声光提示信息；

远程报警单元32，用于在接收到报警控制指令后，将被测目标的可见光图像及位置传输至远程终端。

具体的，用于声光报警单元31主要负责在事故现场进行声音报警和闪光报警，尤其适用于报警时能见度低或事故现场有烟雾产生的场所，远程报警单元32主要用于远程报警通讯和定位。

具体的，声光报警单元31在控制模块2判定有火灾出现或存在火灾隐患时发出光线和声音提醒，告知本地的工作人员采取紧急措施，实施救火或者消除隐患措施。根据火情和火灾隐患，可以进行不同强度的声光提醒，以表示报警紧急程度。

远程报警单元32基于GSM(4G)无线网络、GPS定位等，当出现火情或者火灾隐患时，可通过4G无线网络将可见光图像及位置传输至远程终端(如手机客户端等)，以最高优先级强制提醒，手机客户端的APP在开机持续运行，手机客户端会同时显示火灾位置，火灾现场实时图像，以便本地没有工作人员时，可以远程了解现场情况，采取必要措施。同时无线信号会同步发送至远程监控中心，并提供火灾位置、现场图像等信息。本申请采用本地、远程客户端、以及远程监控中心联动报警的形式，提高了报警的有效性，对采取救援措施的实施提供了及时有效的保障。

综上所述，本申请基于可见光和红外热成像，对红外热图和可见光图像进行智能分析，可有效减少误报率。另外红外成像可以全天候成像及测温，结合智能分析，在温度超过设定温度之后进行火灾预警，有助于发现火灾隐患点。

请参照图4，图4为本申请所提供的一种火灾检测方法的步骤流程图，应用于如上文任意一项的火灾监测系统，包括：

步骤1：通过检测模块获取被测目标的红外热图，以及被测目标所在区域的烟雾浓度；

步骤2：通过控制模块根据烟雾浓度和红外热图判断被测目标是否存在火情或火灾隐患，若是，生成与火情或火灾隐患对应的报警控制指令；

步骤3：通过报警模块在接收到报警控制指令后，生成与报警控制指令对应的提示信息。

作为一种优选的实施例，步骤1的过程具体为：

通过红外成像装置获取被测目标的红外热图；

通过烟雾传感器获取被测目标所在区域的烟雾浓度。

作为一种优选的实施例，根据烟雾浓度和红外热图判断被测目标是否存在火情或火灾隐患的过程具体为：

根据红外热图得到被测目标的实际温度；

当实际温度大于第一温度预设值的时间超过第一预设时间，且烟雾浓度大于烟雾报警值时，判定被测目标存在火情；

当实际温度大于第二温度预设值的时间超过第二预设时间，判定被测目标存在火灾隐患。

作为一种优选的实施例，步骤1之后，步骤2之前，该火灾检测方法还包括：

通过可见光成像装置获取被测目标的可见光图像；

相应的，根据烟雾浓度和红外热图判断被测目标是否存在火情或火灾隐患的过程具体为：

根据烟雾浓度、红外热图及可见光图像判断被测目标是否存在火情或火灾隐患。

作为一种优选的实施例，该火灾检测方法还包括：

根据红外热图调整红外成像装置及可见光成像装置的焦距，以获得新的红外热图及新的可见光图像；

相应的，根据烟雾浓度、红外热图及可见光图像判断被测目标是否存在火情或火灾隐患的过程具体为：

根据烟雾浓度、新的红外热图及新的可见光图像判断被测目标是否存在火情或火灾隐患。

作为一种优选的实施例，控制模块包括现场可编程门阵列FPGA芯片。

作为一种优选的实施例，供电模块包括锂电池。

作为一种优选的实施例，该火灾检测方法还包括：

通过控制模块每隔预设时间对锂电池进行充放电操作。

作为一种优选的实施例，报警控制指令中包括被测目标的可见光图像；

则步骤3的过程具体为：

在接收到报警控制指令后，通过声光报警单元31生成与报警控制指令对应强度的声光提示信息；

通过远程报警单元32将被测目标的可见光图像及位置传输至远程终端。

本申请所提供的一种火灾检测方法，具有和上述火灾检测系统相同的有益效果。

对于本申请所提供的一种火灾检测方法的介绍，请参照上述实施例，本申请在此不再赘述。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种火灾检测系统，其特征在于，包括：

检测模块，用于获取被测目标的红外热图，以及所述被测目标所在区域的烟雾浓度；

控制模块，用于根据所述烟雾浓度和所述红外热图判断所述被测目标是否存在火情或火灾隐患，若是，生成与所述火情或所述火灾隐患对应的报警控制指令；

报警模块，用于在接收到所述报警控制指令后，生成与所述报警控制指令对应的提示信息；

供电模块，用于为所述控制模块、所述检测模块及所述报警模块供电。

2.根据权利要求1所述的火灾检测系统，其特征在于，所述检测模块包括：

红外成像装置，用于获取所述被测目标的红外热图；

烟雾传感器，用于获取所述被测目标所在区域的烟雾浓度。

3.根据权利要求2所述的火灾检测系统，其特征在于，所述根据所述烟雾浓度和所述红外热图判断所述被测目标是否存在火情或火灾隐患的过程具体为：

根据所述红外热图得到所述被测目标的实际温度；

当所述实际温度大于第一温度预设值的时间超过第一预设时间，且所述烟雾浓度大于烟雾报警值时，判定所述被测目标存在火情；

当所述实际温度大于第二温度预设值的时间超过第二预设时间，判定所述被测目标存在火灾隐患。

4.根据权利要求2所述的火灾检测系统，其特征在于，所述检测模块还包括：

可见光成像装置，用于获取所述被测目标的可见光图像；

相应的，所述根据所述烟雾浓度和所述红外热图判断所述被测目标是否存在火情或火灾隐患的过程具体为：

根据所述烟雾浓度、所述红外热图及所述可见光图像判断所述被测目标是否存在火情或火灾隐患。

5.根据权利要求1-4任意一项所述的火灾检测系统，其特征在于，所述控制模块，还用于根据所述红外热图调整所述红外成像装置及所述可见光成像装置的焦距，以获得新的红外热图及新的可见光图像；

相应的，所述根据所述烟雾浓度、所述红外热图及所述可见光图像判断所述被测目标是否存在火情或火灾隐患的过程具体为：

根据所述烟雾浓度、所述新的红外热图及所述新的可见光图像判断所述被测目标是否存在火情或火灾隐患。

6.根据权利要求1所述的火灾检测系统，其特征在于，所述控制模块包括现场可编程门阵列FPGA芯片。

7.根据权利要求1所述的火灾检测系统，其特征在于，所述供电模块包括锂电池。

8.根据权利要求7所述的火灾检测系统，其特征在于，所述控制模块，还用于每隔预设时间对所述锂电池进行充放电操作。

9.根据权利要求1所述的火灾检测系统，其特征在于，所述报警控制指令中包括所述被测目标的可见光图像；

所述报警模块包括：

声光报警单元，用于在接收到所述报警控制指令后，生成与所述报警控制指令对应强度的声光提示信息；

远程报警单元，用于在接收到所述报警控制指令后，将所述被测目标的可见光图像及位置传输至远程终端。

10.一种火灾检测方法，其特征在于，应用于如权利要求1-9任意一项所述的火灾监测系统，包括：

通过检测模块获取被测目标的红外热图，以及所述被测目标所在区域的烟雾浓度；

通过控制模块根据所述烟雾浓度和所述红外热图判断所述被测目标是否存在火情或火灾隐患，若是，生成与所述火情或所述火灾隐患对应的报警控制指令；

通过报警模块在接收到所述报警控制指令后，生成与所述报警控制指令对应的提示信息。