CN110807892A - 一种基于气象卫星的山火监测识别方法 - Google Patents

一种基于气象卫星的山火监测识别方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于山火报警技术领域,具体的说是一种基于气象卫星的山火监测识别方法;其识别方法所采用的监测装置包括壳体、红外探测器、二氧化碳检测装置和信号发射器;红外探测器固定在壳体侧壁上,用于接收监测装置外部环境的信号;信号发射器固定在壳体端部,用于向卫星发射信号;二氧化碳检测装置固定在壳体内,用于控制信号发射器的开关;通过红外探测器、二氧化碳检测装置和信号发射器的配合实现对山火的监测;通过二氧化碳检测装置避免了由于灯光、闪电和阳光等外在环境因素对红外监测器造成的误报警现象,减少了给工作人员带来的不必要的麻烦,提高工作人员的工作效率,增强监测装置的使用效果。

Description

一种基于气象卫星的山火监测识别方法
技术领域
本发明属于山火报警技术领域,具体的说是一种基于气象卫星的山火监测识别方法。
背景技术
山火,又称林火、植被大火、草原大火或者灌木大火,是一种发生在林野难以控制的火情;通常是由闪电引起的。其他一些常见的原因有人类的粗心大意和故意纵火;山火对大自然的危害较大,严重破坏了大自然的自我调节能力,因此在显示生活中,人们需要尽量避免山火的发生,并且在山火发生早期能够及时监测出,并通知消防人员灭火;由于在山火发生时,燃烧的温度高达几百度到上千度,远高于背景的温度,且产生大量3-5微米的红外辐射。针对热源的红外辐射人们一般使用红外监测器,但由于红外监测器可靠性差,容易受到周围的灯光、闪电、阳光等外在环境光源的干扰,灯光和阳光的晃动往往容易引起红外监测器的误报警,给森林监护人员带来不必要的麻烦。
发明内容
为了弥补现有技术的不足,解决红外监测器可靠性差,容易受到周围的灯光、闪电、阳光等外在环境光源的干扰,灯光和阳光的晃动往往容易引起火焰探测器的误报警,给森林监护人员带来不必要的麻烦的问题,本发明提出的一种基于气象卫星的山火监测识别方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:一种基于气象卫星的山火监测识别方法,其识别方法包括以下步骤:
S1:当发生山火后,监测装置监测到火灾时,通过信号发射器将火灾信号传输至卫星,卫星接收到监测装置发出的信号后,获取接收到信号处的周边图像信号,从而能够给工作人员提供判断火灾情况的依据;
S2:当卫星整理好信号后,将图像信号转发至火灾救援处,火灾救援处根据图像信号进行数据建模,生成火灾模型,并进行图像识别,从而能够在火灾救援处展现具体的火灾情况;
S3:当火灾救援处的工作人员接受火灾模型后,通过火灾模型判断出火灾的具体情况,并根据火灾的大小和范围判断出具体火灾应对措施,然后向消防员和当地政府发布具体实施办法,完成灭火;
其中,S1所述监测装置包括壳体、红外探测器、二氧化碳检测装置和信号发射器;所述红外探测器固定在壳体侧壁上,用于接收监测装置外部环境的信号;所述信号发射器固定在壳体端部,用于向卫星发射信号;所述二氧化碳检测装置固定在壳体内,用于控制信号发射器的开关;通过红外探测器、二氧化碳检测装置和信号发射器的配合实现对山火的监测;使用时,由图2中的电路图可知,初始条件下,继电器和开关均属于断开状态;当在监测装置的监测范围内有山火发生时,红外探测器能够感应大量3-5微米的红外辐射,从而使得继电器闭合,电路接通,使得二氧化碳检测装置通电,当二氧化碳检测装置监测出周围气体环境符合山火条件时,开关会闭合,使得信号发射器通电,从而通过卫星给火灾救援处发射火灾信号,若只有红外探测器感应到红外辐射,而二氧化碳检测装置检测周围气体环境不符合山火条件时,虽然继电器闭合,但开关不会闭合,从而不会使得信号发射器通电,避免了由于灯光、闪电和阳光等外在环境因素对红外监测器造成的误报警现象,减少了给工作人员带来的不必要的麻烦,提高工作人员的工作效率,增强监测装置的使用效果。
优选的,所述二氧化碳检测装置包括一号活塞缸、一号活塞杆、齿轮、电动机、二号活塞缸、二号活塞杆、一号金属片和二号金属片;所述壳体侧壁上开有通孔;所述一号活塞缸固定壳体内侧壁上,且一号活塞缸与通孔相连接;所述一号活塞杆滑动连接在一号活塞缸内,且一号活塞杆位于一号活塞缸外部的侧壁上设有齿条;所述电动机固定在壳体内侧壁上;所述齿轮固定在壳体内且与齿条相啮合,齿轮与电动机输出端相连接;所述二号活塞杆通过弹簧滑动连接在二号活塞缸内;所述一号金属片固定在二号活塞杆的端部;所述二号金属片固定在二号活塞缸内侧壁上,二号金属片和一号金属片之间设有碳酸钙固体,且一号金属片和二号金属片分别通过电线与电源和信号发射器连接;所述二号活塞缸固定在壳体内侧壁上,且二号活塞缸内设有水,使得碳酸钙固体完全浸于水中,二号活塞缸和一号活塞缸之间通过软管连接,使得一号活塞缸吸入的外界气体能够通过软管进入二号活塞缸内;通过一号活塞缸、一号活塞杆、齿轮、电动机、二号活塞缸、二号活塞杆、一号金属片和二号金属片的配合实现对二氧化碳含量的检测;使用时,当二氧化碳检测装置通电后,电动机带动齿轮转动,从而带动一号活塞杆滑动,使得监测装置外部环境的气体通过通孔被收集在一号活塞缸内,被收集的外界气体再通过软管进入二号活塞缸内,当监测装置周围发生山火时,空气中的二氧化碳含量会由普通状态下的0.03%升至0.1%以上,从而使得碳酸钙固体、水和二氧化碳之间发生反应,生成碳酸氢钙溶液,其中碳酸钙固体体积为50立方毫米,保证了当空气中二氧化碳含量升至0.1%时,碳酸钙固体能够反应完全,当碳酸钙固体反应完全后,一号金属片在弹簧弹力的作用下与二号金属片相接触,从而使得信号发射器通电,通过卫星给火灾救援处发射火灾信号;若空气中二氧化碳含量正常时,则碳酸钙固体不会反应,则一号金属片和二号金属片之间无法接触,信号发射器也就不会通电;避免了由于灯光、闪电和阳光等外在环境因素对红外监测器造成的误报警现象,减少了给工作人员带来的不必要的麻烦,提高工作人员的工作效率,增强监测装置的使用效果。
优选的,所述壳体外侧壁在靠近通孔位置处设有喷头,所述一号活塞缸侧壁上设有管道;所述管道一端与一号活塞缸侧壁连接,另一端穿至壳体表面与喷头连接,使得当一号活塞杆滑动时,一号活塞缸内的残留气体能够通过喷头喷出;通过一号活塞缸、一号活塞杆、管道和喷头的配合对通孔表面进行清洁;使用时,当二氧化碳检测装置通电后,电动机带动齿轮转动,齿轮通过与齿条啮合带动一号活塞杆滑动,使得一号活塞缸内的残留气体受压后通过管道流出,再通过喷头喷至通孔表面,对通孔表面进行清刷,防止在山火中,由于空气中的灰尘含量较多,会对通孔表面造成污染和堵塞,从而对气体收集造成影响,而喷头喷出的气体则可以对通孔表面进行清刷,使得二氧化碳检测装置的检测结果更精确,从而提高工作人员的工作效率,增强监测装置的使用效果。
优选的,所述通孔直径为20mm;所述一号活塞缸内直径为30mm;所述一号活塞杆直径为15mm,使得一号活塞缸内的残留气体通过喷头喷出时,不会对一号活塞缸的气体收集产生影响;使用时,当二氧化碳检测装置通电后,电动机带动齿轮转动,齿轮通过与齿条啮合带动一号活塞杆滑动,使得一号活塞缸内的残留气体受压后通过管道流出,再通过喷头喷至通孔表面,但若通过喷头喷出的气体过多时,会被重复吸进一号活塞缸内,从而使得二氧化碳检测装置的检测结果不准确,影响到山火信号的及时传递,因此当通孔直径为20mm;所述一号活塞缸内直径为30mm;所述一号活塞杆直径为15mm时,通过喷头喷出的气体体积较小,从而避免了一号活塞缸内的残留气体被重复收集,避免了误报警现象,减少了给工作人员带来的不必要的麻烦,提高工作人员的工作效率,增强监测装置的使用效果。
优选的,所述一号活塞杆在一号活塞缸内的滑动距离与齿条的长度相等,使得当一号活塞杆端部与一号活塞缸内侧壁接触时,齿轮不会再与齿条啮合;使用时,当二氧化碳检测装置通电后,电动机带动齿轮转动,齿轮通过与齿条啮合带动一号活塞杆滑动,当一号活塞杆滑动至极限位置时,即一号活塞杆端部与一号活塞缸内侧壁接触时,由于一号活塞杆在一号活塞缸内的滑动距离与齿条的长度相等,使得此时的齿轮不再与齿条啮合,从而避免了当误报警情况一直产生时,齿轮一直与齿条啮合,从而对一号活塞杆和一号活塞缸造成破坏,影响到监测装置的使用效果。
优选的,所述通孔上设有防水透气膜,避免雨水进入通孔内,影响气体收集;使用时,若在二氧化碳检测装置工作前,监测装置所在地区下过雨后,雨水可能被收集于通孔内,从而使得当二氧化碳检测装置工作时,收集的气体质量较小,对检测结果造成影响,而防水透气膜则可以避免雨水进入通孔内,使得二氧化碳检测装置的检测结果更精确,从而提高工作人员的工作效率,增强监测装置的使用效果。
一种基于气象卫星的山火监测识别系统,其特征在于:该系统适用于权利要求1至6任意一项所述识别方法,包括监测终端、通信模块以及后台终端;
所述监测终端通过通信模块与后台终端连接;监测终端与通信模块的通信方式采用以互联网为基础的有线通信连接,通信模块与后台终端采用以气象卫星为基础的无线通信连接;
监测终端:监测终端包括图像采集模块、视频转换模块、主控模块以及供电模块;监测终端负责采集周围环境中的图片信息和视频信息,并通过有线通信传输的方式传递至通信模块;所述图像采集模块利用摄像机进行实时拍摄附近环境的视频画面,并将视频画面通过有线通信传输的方式传递至视频转换模块;所述视频转换模块利用H.265 HDMI高清编码器将接收到的视频画面转换成视频数字信号;所述主控模块负责将视频数字信号以有线通信方式传递至通信模块;所述供电模块通过6-QW-60(580)-L蓄电池给图像采集模块、视频转换模块和主控模块提供电源支持;
通信模块:通信模块包括GPRS单元和卫星单元;所述GPRS单元负责将通过有线通信传输方式接收到的视频数字信号传递至卫星单元;所述卫星单元负责将视频数字信号传递至后台终端;
后台终端:后台终端包括数据分析单元、数据存储单元和视频显示单元;所述数据分析单元对接收到的视频数字信号进行分析判断是否存在火苗,若不存在火苗则自动删除该视频数字信号,若存在火苗,则将对应的视频数字信号传输至数据存储单元,减少了数据的传输流量;所述数据存储单元通过计算机内部的储存器对接收到的视频数字信号进行储存,并且建立成数据库进行保存;所述视频显示单元通过计算机内部的视频信号转换器将视频数字信号转化为视频影像,再通过计算机的显示器将视频影像进行显示,给维护管理人员提供山火的具体情况。
优选的,所述后台终端,采用Puslet技术将需要显示的视频及图片传递至视频显示单元,支持单播、组播和广播形式的数据推送,Servlet机制下,数据从server端的Java对象直接推送push到动态HTML页面,而无需任何Javaapplet或者插件的帮助。
优选的,所述后台终端还包括警报模块,当后台终端接收视频数字信号后,触发警报模块,警报模块通过工作站的DC24V/220V消防警铃对工作站的工作人员进行警报提醒。
本发明的有益效果如下:
1.本发明所述的一种基于气象卫星的山火监测识别方法,通过红外探测器、二氧化碳检测装置和信号发射器的配合实现对山火的监测;避免了由于灯光、闪电和阳光等外在环境因素对红外监测器造成的误报警现象。
2.本发明所述的一种基于气象卫星的山火监测识别方法,通过一号活塞缸、一号活塞杆、齿轮、电动机、二号活塞缸和二号活塞杆的配合实现对二氧化碳含量的检测;减少了给工作人员带来的不必要的麻烦,提高工作人员的工作效率,增强监测装置的使用效果。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步说明。
图1是本发明的方法流程图;
图2是本发明所采用的监测装置的电路图;
图3是本发明所采用的监测装置的立体图;
图4是本发明所采用的监测装置的剖视图;
图5是图4中A处局部放大图;
图6是图4中B处局部放大图;
图7是本发明的结构框图;
图中:壳体1、通孔11、喷头12、防水透气膜13、红外探测器2、二氧化碳检测装置3、一号活塞缸31、管道311、一号活塞杆32、齿条321、齿轮33、电动机34、二号活塞缸35、二号活塞杆36、一号金属片37、二号金属片38、碳酸钙固体39、信号发射器4。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解,下面结合具体实施方式,进一步阐述本发明。
如图1至图7所示,本发明所述的一种基于气象卫星的山火监测识别方法,其识别方法包括以下步骤:
S1:当发生山火后,监测装置监测到火灾时,通过信号发射器4将火灾信号传输至卫星,卫星接收到监测装置发出的信号后,获取接收到信号处的周边图像信号,从而能够给工作人员提供判断火灾情况的依据;
S2:当卫星整理好信号后,将图像信号转发至火灾救援处,火灾救援处根据图像信号进行数据建模,生成火灾模型,并进行图像识别,从而能够在火灾救援处展现具体的火灾情况;
S3:当火灾救援处的工作人员接受火灾模型后,通过火灾模型判断出火灾的具体情况,并根据火灾的大小和范围判断出具体火灾应对措施,然后向消防员和当地政府发布具体实施办法,完成灭火;
其中,S1所述监测装置包括壳体1、红外探测器2、二氧化碳检测装置3和信号发射器4;所述红外探测器2固定在壳体1侧壁上,用于接收监测装置外部环境的信号;所述信号发射器4固定在壳体1端部,用于向卫星发射信号;所述二氧化碳检测装置3固定在壳体1内,用于控制信号发射器4的开关;通过红外探测器2、二氧化碳检测装置3和信号发射器4的配合实现对山火的监测;使用时,由图2中的电路图可知,初始条件下,继电器和开关均属于断开状态;当在监测装置的监测范围内有山火发生时,红外探测器2能够感应大量3-5微米的红外辐射,从而使得继电器闭合,电路接通,使得二氧化碳检测装置3通电,当二氧化碳检测装置3监测出周围气体环境符合山火条件时,开关会闭合,使得信号发射器4通电,从而通过卫星给火灾救援处发射火灾信号,若只有红外探测器2感应到红外辐射,而二氧化碳检测装置3检测周围气体环境不符合山火条件时,虽然继电器闭合,但开关不会闭合,从而不会使得信号发射器4通电,避免了由于灯光、闪电和阳光等外在环境因素对红外监测器造成的误报警现象,减少了给工作人员带来的不必要的麻烦,提高工作人员的工作效率,增强监测装置的使用效果。
作为本发明的一种实施方式,所述二氧化碳检测装置3包括一号活塞缸31、一号活塞杆32、齿轮33、电动机34、二号活塞缸35、二号活塞杆36、一号金属片37和二号金属片38;所述壳体1侧壁上开有通孔11;所述一号活塞缸31固定壳体1内侧壁上,且一号活塞缸31与通孔11相连接;所述一号活塞杆32滑动连接在一号活塞缸31内,且一号活塞杆32位于一号活塞缸31外部的侧壁上设有齿条321;所述电动机34固定在壳体1内侧壁上;所述齿轮33固定在壳体1内且与齿条321相啮合,齿轮33与电动机34输出端相连接;所述二号活塞杆36通过弹簧滑动连接在二号活塞缸35内;所述一号金属片37固定在二号活塞杆36的端部;所述二号金属片38固定在二号活塞缸35内侧壁上,二号金属片38和一号金属片37之间设有碳酸钙固体39,且一号金属片37和二号金属片38分别通过电线与电源和信号发射器4连接;所述二号活塞缸35固定在壳体1内侧壁上,且二号活塞缸35内设有水,使得碳酸钙固体39完全浸于水中,二号活塞缸35和一号活塞缸31之间通过软管连接,使得一号活塞缸31吸入的外界气体能够通过软管进入二号活塞缸35内;通过一号活塞缸31、一号活塞杆32、齿轮33、电动机34、二号活塞缸35、二号活塞杆36、一号金属片37和二号金属片38的配合实现对二氧化碳含量的检测;使用时,当二氧化碳检测装置3通电后,电动机34带动齿轮33转动,从而带动一号活塞杆32滑动,使得监测装置外部环境的气体通过通孔11被收集在一号活塞缸31内,被收集的外界气体再通过软管进入二号活塞缸35内,当监测装置周围发生山火时,空气中的二氧化碳含量会由普通状态下的0.03%升至0.1%以上,从而使得碳酸钙固体39、水和二氧化碳之间发生反应,生成碳酸氢钙溶液,其中碳酸钙固体39体积为50立方毫米,保证了当空气中二氧化碳含量升至0.1%时,碳酸钙固体39能够反应完全,当碳酸钙固体39反应完全后,一号金属片37在弹簧弹力的作用下与二号金属片38相接触,从而使得信号发射器4通电,通过卫星给火灾救援处发射火灾信号;若空气中二氧化碳含量正常时,则碳酸钙固体39不会反应,则一号金属片37和二号金属片38之间无法接触,信号发射器4也就不会通电;避免了由于灯光、闪电和阳光等外在环境因素对红外监测器造成的误报警现象,减少了给工作人员带来的不必要的麻烦,提高工作人员的工作效率,增强监测装置的使用效果。
作为本发明的一种实施方式,所述壳体1外侧壁在靠近通孔11位置处设有喷头12,所述一号活塞缸31侧壁上设有管道311;所述管道311一端与一号活塞缸31侧壁连接,另一端穿至壳体1表面与喷头12连接,使得当一号活塞杆32滑动时,一号活塞缸31内的残留气体能够通过喷头12喷出;通过一号活塞缸31、一号活塞杆32、管道311和喷头12的配合对通孔11表面进行清洁;使用时,当二氧化碳检测装置3通电后,电动机34带动齿轮33转动,齿轮33通过与齿条321啮合带动一号活塞杆32滑动,使得一号活塞缸31内的残留气体受压后通过管道311流出,再通过喷头12喷至通孔11表面,对通孔11表面进行清刷,防止在山火中,由于空气中的灰尘含量较多,会对通孔11表面造成污染和堵塞,从而对气体收集造成影响,而喷头12喷出的气体则可以对通孔11表面进行清刷,使得二氧化碳检测装置3的检测结果更精确,从而提高工作人员的工作效率,增强监测装置的使用效果。
作为本发明的一种实施方式,所述通孔11直径为20mm;所述一号活塞缸31内直径为30mm;所述一号活塞杆32直径为15mm,使得一号活塞缸31内的残留气体通过喷头12喷出时,不会对一号活塞缸31的气体收集产生影响;使用时,当二氧化碳检测装置3通电后,电动机34带动齿轮33转动,齿轮33通过与齿条321啮合带动一号活塞杆32滑动,使得一号活塞缸31内的残留气体受压后通过管道311流出,再通过喷头12喷至通孔11表面,但若通过喷头12喷出的气体过多时,会被重复吸进一号活塞缸31内,从而使得二氧化碳检测装置3的检测结果不准确,影响到山火信号的及时传递,因此当通孔11直径为20mm;所述一号活塞缸31内直径为30mm;所述一号活塞杆32直径为15mm时,通过喷头12喷出的气体体积较小,从而避免了一号活塞缸31内的残留气体被重复收集,避免了误报警现象,减少了给工作人员带来的不必要的麻烦,提高工作人员的工作效率,增强监测装置的使用效果。
作为本发明的一种实施方式,所述一号活塞杆32在一号活塞缸31内的滑动距离与齿条321的长度相等,使得当一号活塞杆32端部与一号活塞缸31内侧壁接触时,齿轮33不会再与齿条321啮合;使用时,当二氧化碳检测装置3通电后,电动机34带动齿轮33转动,齿轮33通过与齿条321啮合带动一号活塞杆32滑动,当一号活塞杆32滑动至极限位置时,即一号活塞杆32端部与一号活塞缸31内侧壁接触时,由于一号活塞杆32在一号活塞缸31内的滑动距离与齿条321的长度相等,使得此时的齿轮33不再与齿条321啮合,从而避免了当误报警情况一直产生时,齿轮33一直与齿条321啮合,从而对一号活塞杆32和一号活塞缸31造成破坏,影响到监测装置的使用效果。
作为本发明的一种实施方式,所述通孔11上设有防水透气膜13,避免雨水进入通孔11内,影响气体收集;使用时,若在二氧化碳检测装置3工作前,监测装置所在地区下过雨后,雨水可能被收集于通孔11内,从而使得当二氧化碳检测装置3工作时,收集的气体质量较小,对检测结果造成影响,而防水透气膜13则可以避免雨水进入通孔11内,使得二氧化碳检测装置3的检测结果更精确,从而提高工作人员的工作效率,增强监测装置的使用效果。
一种基于气象卫星的山火监测识别系统,其特征在于:该系统适用于权利要求1至6任意一项所述识别方法,包括监测终端、通信模块以及后台终端;
所述监测终端通过通信模块与后台终端连接;监测终端与通信模块的通信方式采用以互联网为基础的有线通信连接,通信模块与后台终端采用以气象卫星为基础的无线通信连接;
监测终端:监测终端包括图像采集模块、视频转换模块、主控模块以及供电模块;监测终端负责采集周围环境中的图片信息和视频信息,并通过有线通信传输的方式传递至通信模块;所述图像采集模块利用摄像机进行实时拍摄附近环境的视频画面,并将视频画面通过有线通信传输的方式传递至视频转换模块;所述视频转换模块利用H.265 HDMI高清编码器将接收到的视频画面转换成视频数字信号;所述主控模块负责将视频数字信号以有线通信方式传递至通信模块;所述供电模块通过6-QW-60(580)-L蓄电池给图像采集模块、视频转换模块和主控模块提供电源支持;
通信模块:通信模块包括GPRS单元和卫星单元;所述GPRS单元负责将通过有线通信传输方式接收到的视频数字信号传递至卫星单元;所述卫星单元负责将视频数字信号传递至后台终端;
后台终端:后台终端包括数据分析单元、数据存储单元和视频显示单元;所述数据分析单元对接收到的视频数字信号进行分析判断是否存在火苗,若不存在火苗则自动删除该视频数字信号,若存在火苗,则将对应的视频数字信号传输至数据存储单元,减少了数据的传输流量;所述数据存储单元通过计算机内部的储存器对接收到的视频数字信号进行储存,并且建立成数据库进行保存;所述视频显示单元通过计算机内部的视频信号转换器将视频数字信号转化为视频影像,再通过计算机的显示器将视频影像进行显示,给维护管理人员提供山火的具体情况。
作为本发明的一种实施方式,所述后台终端,采用Puslet技术将需要显示的视频及图片传递至视频显示单元,支持单播、组播和广播形式的数据推送,Servlet机制下,数据从server端的Java对象直接推送push到动态HTML页面,而无需任何Javaapplet或者插件的帮助。
作为本发明的一种实施方式,所述后台终端还包括警报模块,当后台终端接收视频数字信号后,触发警报模块,警报模块通过工作站的DC24V/220V消防警铃对工作站的工作人员进行警报提醒。
使用时,由图2中的电路图可知,初始条件下,继电器和开关均属于断开状态;当在监测装置的监测范围内有山火发生时,红外探测器2能够感应大量3-5微米的红外辐射,从而使得继电器闭合,电路接通,使得二氧化碳检测装置3通电,当二氧化碳检测装置3监测出周围气体环境符合山火条件时,开关会闭合,使得信号发射器4通电,从而通过卫星给火灾救援处发射火灾信号,若只有红外探测器2感应到红外辐射,而二氧化碳检测装置3检测周围气体环境不符合山火条件时,虽然继电器闭合,但开关不会闭合,从而不会使得信号发射器4通电,避免了由于灯光、闪电和阳光等外在环境因素对红外监测器造成的误报警现象,减少了给工作人员带来的不必要的麻烦,提高工作人员的工作效率,增强监测装置的使用效果;当二氧化碳检测装置3通电后,电动机34带动齿轮33转动,从而带动一号活塞杆32滑动,使得监测装置外部环境的气体通过通孔11被收集在一号活塞缸31内,被收集的外界气体再通过软管进入二号活塞缸35内,当监测装置周围发生山火时,空气中的二氧化碳含量会由普通状态下的0.03%升至0.1%以上,从而使得碳酸钙固体39、水和二氧化碳之间发生反应,生成碳酸氢钙溶液,其中碳酸钙固体39体积为50立方毫米,保证了当空气中二氧化碳含量升至0.1%时,碳酸钙固体39能够反应完全,当碳酸钙固体39反应完全后,一号金属片37在弹簧弹力的作用下与二号金属片38相接触,从而使得信号发射器4通电,通过卫星给火灾救援处发射火灾信号;若空气中二氧化碳含量正常时,则碳酸钙固体39不会反应,则一号金属片37和二号金属片38之间无法接触,信号发射器4也就不会通电;避免了由于灯光、闪电和阳光等外在环境因素对红外监测器造成的误报警现象,减少了给工作人员带来的不必要的麻烦,提高工作人员的工作效率,增强监测装置的使用效果;当二氧化碳检测装置3通电后,电动机34带动齿轮33转动,齿轮33通过与齿条321啮合带动一号活塞杆32滑动,使得一号活塞缸31内的残留气体受压后通过管道311流出,再通过喷头12喷至通孔11表面,对通孔11表面进行清刷,防止在山火中,由于空气中的灰尘含量较多,会对通孔11表面造成污染和堵塞,从而对气体收集造成影响,而喷头12喷出的气体则可以对通孔11表面进行清刷,使得二氧化碳检测装置3的检测结果更精确,从而提高工作人员的工作效率,增强监测装置的使用效果;当二氧化碳检测装置3通电后,电动机34带动齿轮33转动,齿轮33通过与齿条321啮合带动一号活塞杆32滑动,使得一号活塞缸31内的残留气体受压后通过管道311流出,再通过喷头12喷至通孔11表面,但若通过喷头12喷出的气体过多时,会被重复吸进一号活塞缸31内,从而使得二氧化碳检测装置3的检测结果不准确,影响到山火信号的及时传递,因此当通孔11直径为20mm;所述一号活塞缸31内直径为30mm;所述一号活塞杆32直径为15mm时,通过喷头12喷出的气体体积较小,从而避免了一号活塞缸31内的残留气体被重复收集,避免了误报警现象,减少了给工作人员带来的不必要的麻烦,提高工作人员的工作效率,增强监测装置的使用效果;当二氧化碳检测装置3通电后,电动机34带动齿轮33转动,齿轮33通过与齿条321啮合带动一号活塞杆32滑动,当一号活塞杆32滑动至极限位置时,即一号活塞杆32端部与一号活塞缸31内侧壁接触时,由于一号活塞杆32在一号活塞缸31内的滑动距离与齿条321的长度相等,使得此时的齿轮33不再与齿条321啮合,从而避免了当误报警情况一直产生时,齿轮33一直与齿条321啮合,从而对一号活塞杆32和一号活塞缸31造成破坏,影响到监测装置的使用效果;若在二氧化碳检测装置3工作前,监测装置所在地区下过雨后,雨水可能被收集于通孔11内,从而使得当二氧化碳检测装置3工作时,收集的气体质量较小,对检测结果造成影响,而防水透气膜13则可以避免雨水进入通孔11内,使得二氧化碳检测装置3的检测结果更精确,从而提高工作人员的工作效率,增强监测装置的使用效果。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解,本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理,在不脱离本发明精神和范围的前提下,本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (9)

1.一种基于气象卫星的山火监测识别方法,其特征在于:其识别方法包括以下步骤:
S1:当发生山火后,监测装置监测到火灾时,通过信号发射器(4)将火灾信号传输至卫星,卫星接收到监测装置发出的信号后,获取接收到信号处的周边图像信号,从而能够给工作人员提供判断火灾情况的依据;
S2:当卫星整理好信号后,将图像信号转发至火灾救援处,火灾救援处根据图像信号进行数据建模,生成火灾模型,并进行图像识别,从而能够在火灾救援处展现具体的火灾情况;
S3:当火灾救援处的工作人员接受火灾模型后,通过火灾模型判断出火灾的具体情况,并根据火灾的大小和范围判断出具体火灾应对措施,然后向消防员和当地政府发布具体实施办法,完成灭火;
其中,S1所述监测装置包括壳体(1)、红外探测器(2)、二氧化碳检测装置(3)和信号发射器(4);所述红外探测器(2)固定在壳体(1)侧壁上,用于接收监测装置外部环境的信号;所述信号发射器(4)固定在壳体(1)端部,用于向卫星发射信号;所述二氧化碳检测装置(3)固定在壳体(1)内,用于控制信号发射器(4)的开关;通过红外探测器(2)、二氧化碳检测装置(3)和信号发射器(4)的配合实现对山火的监测。
2.根据权利要求1所述的一种基于气象卫星的山火监测识别方法,其特征在于:所述二氧化碳监测装置包括一号活塞缸(31)、一号活塞杆(32)、齿轮(33)、电动机(34)、二号活塞缸(35)、二号活塞杆(36)、一号金属片(37)和二号金属片(38);所述壳体(1)侧壁上开有通孔(11);所述一号活塞缸(31)固定壳体(1)内侧壁上,且一号活塞缸(31)与通孔(11)相连接;所述一号活塞杆(32)滑动连接在一号活塞缸(31)内,且一号活塞杆(32)位于一号活塞缸(31)外部的侧壁上设有齿条(321);所述电动机(34)固定在壳体(1)内侧壁上;所述齿轮(33)固定在壳体(1)内且与齿条(321)相啮合,齿轮(33)与电动机(34)输出端相连接;所述二号活塞杆(36)通过弹簧滑动连接在二号活塞缸(35)内;所述一号金属片(37)固定在二号活塞杆(36)的端部;所述二号金属片(38)固定在二号活塞缸(35)内侧壁上,二号金属片(38)和一号金属片(37)之间设有碳酸钙固体(39),且一号金属片(37)和二号金属片(38)分别通过电线与电源和信号发射器(4)连接;所述二号活塞缸(35)固定在壳体(1)内侧壁上,且二号活塞缸(35)内设有水,使得碳酸钙固体(39)完全浸于水中,二号活塞缸(35)和一号活塞缸(31)之间通过软管连接,使得一号活塞缸(31)吸入的外界气体能够通过软管进入二号活塞缸(35)内;通过一号活塞缸(31)、一号活塞杆(32)、齿轮(33)、电动机(34)、二号活塞缸(35)、二号活塞杆(36)、一号金属片(37)和二号金属片(38)的配合实现对二氧化碳含量的检测。
3.根据权利要求2所述的一种基于气象卫星的山火监测识别方法,其特征在于:所述壳体(1)外侧壁在靠近通孔(11)位置处设有喷头(12),所述一号活塞缸(31)侧壁上设有管道(311);所述管道(311)一端与一号活塞缸(31)侧壁连接,另一端穿至壳体(1)表面与喷头(12)连接,使得当一号活塞杆(32)滑动时,一号活塞缸(31)内的残留气体能够通过喷头(12)喷出;通过一号活塞缸(31)、一号活塞杆(32)、管道(311)和喷头(12)的配合对通孔(11)表面进行清洁。
4.根据权利要求3所述的一种基于气象卫星的山火监测识别方法,其特征在于:所述通孔(11)直径为20mm;所述一号活塞缸(31)内直径为30mm;所述一号活塞杆(32)直径为15mm,使得一号活塞缸(31)内的残留气体通过喷头(12)喷出时,不会对一号活塞缸(31)的气体收集产生影响。
5.根据权利要求4所述的一种基于气象卫星的山火监测识别方法,其特征在于:所述一号活塞杆(32)在一号活塞缸(31)内的滑动距离与齿条(321)的长度相等,使得当一号活塞杆(32)端部与一号活塞缸(31)内侧壁接触时,齿轮(33)不会再与齿条(321)啮合。
6.根据权利要求4所述的一种基于气象卫星的山火监测识别方法,其特征在于:所述通孔(11)上设有防水透气膜(13),避免雨水进入通孔(11)内,影响气体收集。
7.一种基于气象卫星的山火监测识别系统,其特征在于:该系统适用于权利要求1至6任意一项所述识别方法,包括监测终端、通信模块以及后台终端;
所述监测终端通过通信模块与后台终端连接;监测终端与通信模块的通信方式采用以互联网为基础的有线通信连接,通信模块与后台终端采用以气象卫星为基础的无线通信连接;
监测终端:监测终端包括图像采集模块、视频转换模块、主控模块以及供电模块;监测终端负责采集周围环境中的图片信息和视频信息,并通过有线通信传输的方式传递至通信模块;所述图像采集模块利用摄像机进行实时拍摄附近环境的视频画面,并将视频画面通过有线通信传输的方式传递至视频转换模块;所述视频转换模块利用H.265 HDMI高清编码器将接收到的视频画面转换成视频数字信号;所述主控模块负责将视频数字信号以有线通信方式传递至通信模块;所述供电模块通过6-QW-60(580)-L蓄电池给图像采集模块、视频转换模块和主控模块提供电源支持;
通信模块:通信模块包括GPRS单元和卫星单元;所述GPRS单元负责将通过有线通信传输方式接收到的视频数字信号传递至卫星单元;所述卫星单元负责将视频数字信号传递至后台终端;
后台终端:后台终端包括数据分析单元、数据存储单元和视频显示单元;所述数据分析单元对接收到的视频数字信号进行分析判断是否存在火苗,若不存在火苗则自动删除该视频数字信号,若存在火苗,则将对应的视频数字信号传输至数据存储单元,减少了数据的传输流量;所述数据存储单元通过计算机内部的储存器对接收到的视频数字信号进行储存,并且建立成数据库进行保存;所述视频显示单元通过计算机内部的视频信号转换器将视频数字信号转化为视频影像,再通过计算机的显示器将视频影像进行显示,给维护管理人员提供山火的具体情况。
8.根据权利要求7所述的一种基于气象卫星的山火监测识别方法,其特征在于:所述后台终端,采用Puslet技术将需要显示的视频及图片传递至视频显示单元,支持单播、组播和广播形式的数据推送,Servlet机制下,数据从server端的Java对象直接推送push到动态HTML页面,而无需任何Javaapplet或者插件的帮助。
9.根据权利要求7所述的一种基于气象卫星的山火监测识别方法,其特征在于:所述后台终端还包括警报模块,当后台终端接收视频数字信号后,触发警报模块,警报模块通过工作站的DC24V/220V消防警铃对工作站的工作人员进行警报提醒。
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