CN110992641A - 一种智慧城市安防遥感监测系统 - Google Patents
一种智慧城市安防遥感监测系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN110992641A CN110992641A CN201911149693.XA CN201911149693A CN110992641A CN 110992641 A CN110992641 A CN 110992641A CN 201911149693 A CN201911149693 A CN 201911149693A CN 110992641 A CN110992641 A CN 110992641A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- door
- controller
- sensor
- control center
- sound
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 title claims abstract description 89
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 34
- 238000005286 illumination Methods 0.000 claims abstract description 15
- 230000005236 sound signal Effects 0.000 claims abstract description 7
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 26
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 22
- 238000005070 sampling Methods 0.000 claims description 15
- 239000000523 sample Substances 0.000 claims description 13
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 10
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 9
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 9
- 238000013528 artificial neural network Methods 0.000 claims description 8
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 claims description 8
- 238000002955 isolation Methods 0.000 claims description 6
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 claims description 5
- 239000000779 smoke Substances 0.000 claims description 5
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 4
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 4
- 239000011324 bead Substances 0.000 claims description 3
- 230000008033 biological extinction Effects 0.000 claims description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 3
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 claims description 2
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 2
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 2
- 238000007726 management method Methods 0.000 description 15
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 3
- 206010039740 Screaming Diseases 0.000 description 2
- 230000000712 assembly Effects 0.000 description 2
- 238000000429 assembly Methods 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 2
- 241000519995 Stachys sylvatica Species 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 238000003708 edge detection Methods 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000000877 morphologic effect Effects 0.000 description 1
- 230000006855 networking Effects 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G08—SIGNALLING
- G08B—SIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
- G08B17/00—Fire alarms; Alarms responsive to explosion
- G08B17/12—Actuation by presence of radiation or particles, e.g. of infrared radiation or of ions
- G08B17/125—Actuation by presence of radiation or particles, e.g. of infrared radiation or of ions by using a video camera to detect fire or smoke
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F21—LIGHTING
- F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F21V33/00—Structural combinations of lighting devices with other articles, not otherwise provided for
-
- G—PHYSICS
- G08—SIGNALLING
- G08B—SIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
- G08B21/00—Alarms responsive to a single specified undesired or abnormal condition and not otherwise provided for
- G08B21/02—Alarms for ensuring the safety of persons
- G08B21/04—Alarms for ensuring the safety of persons responsive to non-activity, e.g. of elderly persons
- G08B21/0438—Sensor means for detecting
- G08B21/0469—Presence detectors to detect unsafe condition, e.g. infrared sensor, microphone
-
- G—PHYSICS
- G08—SIGNALLING
- G08G—TRAFFIC CONTROL SYSTEMS
- G08G1/00—Traffic control systems for road vehicles
- G08G1/01—Detecting movement of traffic to be counted or controlled
- G08G1/04—Detecting movement of traffic to be counted or controlled using optical or ultrasonic detectors
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F21—LIGHTING
- F21W—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO USES OR APPLICATIONS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS
- F21W2131/00—Use or application of lighting devices or systems not provided for in codes F21W2102/00-F21W2121/00
- F21W2131/10—Outdoor lighting
- F21W2131/103—Outdoor lighting of streets or roads
Abstract
本发明涉及智慧城市安防遥感监测系统，其包括照明模块、视频监控模块、声音监控模块、门户管理模块及控制中心。其中，照明模块包括多个路灯，视频监控模块包括火灾监控单元和交通监控单元，声音监控模块包括多个声音传感器，火灾监控单元基于红外探测信号生成火灾报警信息，交通监控单元基于可见光图像生成车辆监视信息，声音传感器用于获取音频信号并生成报警信息。在本发明中，照明模块、视频监控模块、声音监控模块、门户管理模块均可以通过网络向控制中心提供监测信息，以实现监测系统的智能管理。
Description
技术领域
本发明涉及安防技术领域，具体涉及智慧城市安防遥感监测系统。
背景技术
随着互联网技术的高速发展，基于互联网的智慧城市概念逐渐被提出和得到研究发展。智慧城市的一个定义就是利用各种的传感设备，基于互联网与智能中心形成一个整体，感知城市各个方面的信息并在智能中心内进行整合分析，从而提供智慧化的管理，促进城市各个关键系统和谐高效地运行。
在智慧城市的规划中，城市安防是一个重要的建设目标。城市安防涉及交通管理、照明控制、灾害预防、楼宇住宅的智能管理等等各个方面。
在智慧城市的部署中，为了实现安防管理，需要在城市范围内大量部署各类传感设备，这随着城市化进程的不断推进，需要部署的传感设备的数量会越来越大，这就对各类传感设备的成本和性能、联网网络性能设计、智能中心的计算能力等各个方面均提出了巨大的挑战。
发明内容
针对现有技术的上述问题，本发明提出一种智慧城市安防遥感监测系统，其中在照明、视频监控、楼宇安防及智能中心方面对硬件构造、信息交互进行了改进，同时还提出了在智慧城市中引入声音监控的概念及具体实现方案，以便以较低的成本和较少的计算资源要求实现特定的安防需求。
具体而言，本发明涉及一种智慧城市安防遥感监测系统，其包括照明模块、视频监控模块、声音监控模块、门户管理模块及控制中心；
所述照明模块包括多个路灯，其分别通过网络向所述控制中心提供状态信息；
所述视频监控模块包括火灾监控单元和交通监控单元，其中，所述火灾监控单元基于红外探测信号生成火灾报警信息，并通过网络向所述控制中心提供所述火灾报警信息；所述交通监控单元基于可见光图像生成车辆监视信息，并通过网络向所述控制中心提供所述车辆监视信息；
所述声音监控模块包括多个声音传感器，其用于获取音频信号并生成报警信息，以及通过网络向所述控制中心提供所述报警信息；
以及，所述门户管理模块用于根据用户命令自动开启和关闭门。
进一步地，所述火灾监控单元包括红外激光源、光束形成透镜组、滤波片组、光束收集透镜组、光电探测器、温度补偿偏置电路、模数转换电路、存储器、控制器及网络通信接口；
所述红外激光源根据所述控制器提供的指令发射具有相应光强和个数的探测光束；
所述光束形成透镜组用于改善所述探测光束的光学发散性；
所述滤波片组用于对经反射的所述探测光束进行滤波处理，其中，所述滤波片组的中心波长与所述红外激光源的波长一致；
所述光束收集透镜组用于将经滤波的探测光束聚焦至所述光电探测器上；
所述光电探测器用于将所述探测光束转换为电信号，其中，所述温度补偿偏置电路用于为光电转换过程提供温度补偿；
所述模数转换电路用于将所述光电探测器输出的电信号转换为数字探测信号，并将其存储在所述存储器中；
所述控制器对所述存储器中的数字探测信号进行处理，并根据处理结果生成所述火灾报警信息。
进一步地，所述控制器被设置成：在对所述经反射的探测光束的功率曲线Pr(R)进行处理时，沿着所述Pr(R)曲线移动数据采样块，当所述数据采样块中的信号最大值点与所述数据采样块的中心重合时计算所述信号最大值点的信噪比SNR，并将其与预设阈值SNRthr进行比较；如果SNR小于所述预设阈值SNRthr，则继续沿所述Pr(R)曲线移动所述数据采样块，否则将所述数据采样块内采样的数据点输入至神经网络算法中进行数据处理；其中，
R为所述火灾监控单元与反射点之间的距离，El为所述火灾监控单元输出的探测光束的能量，β为介质的背散射系数，Arec为所述火灾监控单元的有效接收面积，τtr和τrec分别为所述红外激光源和所述光电探测器的效率，α为消光系数，c为光速；
所述数据采样块的宽度为3*Widthc/△R，其中，所述采样间隔△R为0.6-0.7m，Widthc为燃烧烟尘在所述Pr(R)曲线中对应波峰的特征宽度，SNRthr为2.5-3.5。
进一步地，所述交通监控单元包括高速相机和控制器，所述高速相机获取车辆的图像，所述控制器根据所述车辆图像获取车辆相关信息；其中，所述控制器被设置成：
当所述车辆图像以数字形式被输入至所述控制器时，所述控制器计算所述车辆图像的方差值，并将其与预设阈值进行比较；当所述车辆图像的方差值小于或等于所述预设阈值时，对所述车辆图像进行对比度增强处理；
随后，所述控制器计算所述车辆图像的平均梯度方差并相互比较，找出较大的方差强度，并根据所述梯度值在所述车辆图像中定位所述车牌的水平位置；而且，对所述车辆图像进行数学形态学处理以去除白点噪声；
接着，所述控制器计算所述梯度方差的水平投影，并利用高斯滤波器去除所述水平投影上的毛刺；
然后，所述控制器利用连接元素分析算法来确定8个相连元素的坐标，且将包围所述8个坐标点的最小矩形确定为车牌区域；
最后，所述控制器根据车牌特征去除车辆图像中的非车牌元素，以提取出车牌信息，其中，所述车牌特征包括所述车牌上的字母的尺寸、形状和排列顺序。
进一步地，所述声音传感器包括电源组件、音频处理组件和微处理器；
所述电源组件被设置成通过调节电路连接直流电源和USB电源进行供电，且包括N沟道或P沟道MOSFET阵列以便在连接所述USB电源时切断与所述直流电源的连接，以及用于将所述声音传感器的内部电路与外部的数字传输线路隔离开的数字噪声隔离电路，所述数字噪声隔离电路包括串联电阻和铁氧体磁珠；
所述音频处理组件连接麦克风输入端，其包括预放大电路、外部电压参考电路和ADC，其中，所述预放大电路具有两个级联的反相放大器，所述外部电压参考电路用于生成低噪声的直流电压以为所述反相放大器的正向输入端提供偏置电压；
所述微控制器通过外部总线接口连接外部SRAM芯片，且设置成允许调节所述音频处理组件的采样频率；以及
所述声音传感器被设置成与所述控制中心进行数据通讯，其中，所述控制中心被设置用于控制所述声音传感器的采样频率，以根据设置位置对所述声音传感器的采样频率进行配置。
进一步地，所述声音传感器还包括外壳、麦克风、侧向开关、USB接口、第一和第二发光二极管、编程针脚和通用输入/输出针脚、卡槽、以及网络通信接口；其中，所述外壳上设有钻孔，所述麦克风设置在所述外壳内且位于所述钻孔后方；且所述第一和第二发光二极管用于指示所述声音传感器的不同工作状态。
进一步地，所述路灯包括照明组件、位置传感器、被动式红外传感器、亮度传感器、控制器及网络通信接口，其中，所述照明组件用于提供照明，所述红外传感器用于感测在路灯附近是否有人存在，所述亮度传感器用于检测路灯的环境亮度；
所述控制器根据所述红外传感器和所述亮度传感器输出的信号控制所述照明组件的输出亮度；
所述控制器还被设置成通过所述网络通信接口向所述控制中心发送状态信息，其包括所述路灯的ID、所述位置传感器提供的位置信息、所述照明组件提供的电压和电流信息；以及
所述控制中心被设置成根据所述照明组件提供的电压和电流信息判断所述路灯的工作状态是否正常，以及根据所述路灯的ID和所述位置传感器提供的位置信息判断所述路灯是否丢失。
进一步地，所述控制中心还被设置成收集所述照明模块中的多个路灯中的每一个在不同时间的环境亮度并生成所述路灯中的每一个的所述环境亮度与时间的关系表，且每隔预设时间周期根据所述关系表调整所述路灯向所述控制中心发送所述状态信息的优先级，其中，在所述时间周期内，环境亮度越小的所述路灯被赋予更高的状态信息发送优先级。
进一步地，所述门户管理模块包括智能门锁单元，其包括电源、被动式红外传感器、磁传感器、触摸传感器、电子门锁、控制器及网络通信接口；
所述磁传感器用于检测门与门框之间的距离，从而判断门开闭状态的变化；
所述触摸传感器设置在位于室内的门把手的靠门内侧上，用于所述门把手是否被触摸；
所述被动式红外传感器用于检测所述门附近是否存在人员运动；
所述电子门锁用于根据所述控制器发出的指令将所述门打开或关闭。
进一步地，所述智能门锁单元的控制器被设置成：当经所述网络通信接口接收到开门命令时，利用所述被动式红外传感器检测所述门的附近是否存在人员运动，并在检测到有人员运动时控制所述电子门锁自动地将所述门开启；
当接收到所述触摸传感器输出的触摸信号时，利用所述磁传感器判断所述门当前处于开启或关闭状态，并根据所述门的开启或关闭状态控制所述电子门锁自动地将所述门关闭或开启；以及
当经所述网络通信接口接收到检查所述门是否处于关闭状态的命令时，利用所述磁传感器判断所述门当前处于开启或关闭状态，并在所述门处于开启状态时控制所述电子门锁自动将所述门关闭，并向所述控制中心发出反馈信号。
附图说明
图1示意性地说明了本发明的智慧城市安防遥感监测系统的结构原理图；
图2示意性地说明了本发明的智慧城市安防遥感监测系统的视频监控模块的结构原理图；
图3示意性地示出了智慧城市安防遥感监测系统的声音监控模块的声音传感器的电源组件的电路原理图；
图4示意性地说明了本发明的智慧城市安防遥感监测系统的照明模块的路灯的结构原理图。
具体实施方式
在下文中，本发明的示例性实施例将参照附图来详细描述。下面的实施例以举例的方式提供，以便充分传达本发明的精神给本发明所属领域的技术人员。因此，本发明不限于本文公开的实施例。
图1示出了本发明的智慧城市安防遥感监测系统的结构示意图，该监测系统包括照明模块、视频监控模块、声音监控模块、门户管理模块及控制中心。
如图2所示，视频监控模块可以包括火灾监控单元和交通监控单元。
火灾监控单元包括红外激光源、光束形成透镜组、滤波片组、光束收集透镜组、光电探测器、温度补偿偏置电路、模数转换电路、存储器、控制器及网络通信接口。
控制器向红外激光源发送探测信号发射指令，红外激光源根据发射指令发射具有相应光强(其与期望的探测范围有关)和个数(其与期望的探测精度有关)的探测光束。
探测光束经光束形成透镜组后其光学发散性得到改善。
在大气中被反射回来的探测光束经滤波片组进行滤波处理后进入光束收集透镜组，其中，滤波片组被设计成其中心波长与红外激光源的波长一致，光束收集透镜组用于将返回光束聚焦至光电探测器上。
光电探测器将收集的光信号转换为电信号，其中，温度补偿偏置电路用于为光电转换过程提供温度补偿。
模数转换电路将光电探测器输出的电信号转换为数字探测信号并将其存储在存储器中。
控制器对存储器中的数字探测信号进行处理，生成火灾探测结果，并根据探测结果通过网络通信接口经网络向控制中心发送火灾监控结果。
本领域技术人员知晓，在本发明中，火灾监控单元接收到的反射功率Pr可以用以下公式一来表示：
其中，R为火灾监控单元与反射点之间的距离，El为火灾监控单元输出的探测光束的能量，β为介质的背散射系数，Arec为火灾监控单元中的有效接收面积，τtr和τrec分别为红外激光源和光电探测器的效率，α为消光系数，c为光速。
在现有技术中，通常需要在探测范围内对Pr(R)信号曲线进行采样，并利用神经网络算法对这些采样数据点进行处理以获得火灾探测结果。然而，当探测范围较大(例如数公里)时会产生非常多的采样点，这会导致在运用神经网络算法时需要非常多的计算时间和计算资源，造成高昂的运行成本。针对这一问题，本申请的火灾监控单元对基于神经网络算法的数据处理进行了优化，以便减少基于神经网络算法的计算量，使其适合广泛部署于城市中。
在本发明中，针对10m左右的燃烧烟尘特征扩散值，将采用0.6-0.7m的采样间隔△R，此时对于数公里的探测范围仍然会产生数千个采样点。申请人经研究发现，燃烧烟尘在Pr(R)信号曲线中的对应波峰的特征宽度Widthc通常为数米的量级(其一般小于特征扩散值)，因此，本发明中提出了数据采样块的概念，其中，数据采样块的宽度Widthsw被设置为3*Widthc/△R，相应地，每个数据采样块中的采样点只有数十个。
根据本发明中，沿着Pr(R)信号曲线移动数据采样块，当数据采样块中的信号最大值点与数据采样块的中心重合时计算该最大值点的信噪比SNR，并将其与预设的阈值SNRthr进行比较。如果SNR小于阈值SNRthr，则认为当前的数据点不符合烟尘特性，继续沿着信号曲线移动数据采样块；否则将该数据采样块内的数据点输入至神经网络算法中进行数据处理。在本发明中，SNRthr可以被设置为2.5-3.5，优选约为3。借助这种方式，高效排除了那些不可能承载火灾烟尘信息的数据点，避免了不必要的基于神经网络算法的计算过程，极大地减少了计算数据，提高了计算效率，使得本发明中的火灾监控单元可以具有低的成本和计算能力要求，从而能够以分布式的方式将其应用于智慧城市的应用场景下。
与现有技术相同，本发明的交通监控单元包括高速相机和控制器。在本发明中，高速相机用于获取车辆的图像。控制器可以用于根据图像获取车辆相关信息，例如车牌信息等。具体地，该控制器能够基于下列步骤以高效的方式根据车辆图像获取车辆的车牌信息。
当车辆图像以数字形式被输入至控制器时，控制器首先执行确定图像方差的步骤。在该步骤中，控制器将计算车辆图像的方差值，并将其与预设阈值进行比较。如果该方差值大于预设阈值，则表明图像具有良好的对比度，否则认定其对比度较差，并对该图像进行对比度增强处理。借助该步骤，能够显著地降低后续图像计算的复杂度。
其次，控制器将执行边缘检测和形态学处理步骤，以实现噪声去除和区域提取。车牌区域一般由垂直边缘限定而成，因此可以通过计算平均梯度方差并相互比较，找出较大的方差强度(其对应于车牌区域)，藉此根据梯度值在图像中大致定位出车牌水平位置。随后，再通过进行数学形态学处理去除深色对象上的白点，即实现噪声去除。
然后，控制器将执行水平投影和高斯分析步骤。通过上述步骤的分析可知，垂直梯度值较大区域通常代表着车牌区域，即车牌区域的图像通常会在垂直梯度方差的水平投影上出现较大数值。因此，在该步骤中需要对梯度方差的水平投影进行计算。然而，在这种水平投影上可能存在毛刺，因此在该步骤中还提出要利用高斯滤波器去除这些毛刺。
接着，控制器将利用连接元素分析算法来确定8个相连元素的坐标，且将包围这8个坐标点的最小矩形确定为车牌区域。
最后，控制器还将根据车牌特征(例如车牌上的字母的特定尺寸、形状和排列顺序)去除不属于车牌的元素，从而从车辆图像中提取出车牌信息，以便能够根据需求基于该车牌信息将车辆其他相关信息(例如位置、速度等)发送给控制中心。
借助本发明的交通监控单元，可以借助车牌的特有属性快速且高效地从车辆图像中获取车牌图像，有利于智慧城市管理中对于车辆视频监控的需求。
本发明的声音监控模块可以包括多个声音传感器，其分布式地设置于城市内，以便获取附近区域的声音并基于此分析出特定声音(例如尖叫、枪响、猛烈撞击声等等)的发生。在本发明中，对于声音传感器的结构进行了优化设计，使其能够以较低的成本提供多种类型声音的监控。
具体而言，该声音传感器可以包括电源组件、音频处理组件和微处理器。
如图3所示，该电源组件能够通过调节电路连接直流电源和USB电源进行供电，其中，为了在使用USB电源时减少对直流电源的负载，电源组件中设置有N沟道或者P沟道MOSFET阵列以便在连接USB电源时切断与直流电源的连接。此外，电源组件中还包括数字噪声隔离电路，用于将声音传感器的内部电路与外部的数字传输线路隔离开。作为示例，数字噪声隔离电路可以借助串联电阻和铁氧体磁珠来实现。
音频处理组件连接麦克风输入端，其包括预放大电路、外部电压参考电路和ADC，其中，预放大电路具有两个级联的反相放大器，外部电压参考电路用于生成低噪声的直流电压以为预放大电路中的放大器的正向输入端提供稳定的偏置电压。
微控制器通过外部总线接口连接外部的SRAM芯片，借助这种直接内存存取可以允许声音传感器在数据采样过程中工作在低能耗模式下。同时，微控制器被设置成允许音频处理组件工作在多种采样频率下，使其适合监控不同类型的声音。
本领域技术人员容易理解，电源组件、音频处理组件和微处理器可以以印刷电路板的形式实现。除此之外，作为示例，本发明的传感器还可以包括外壳、麦克风、侧向开关、USB接口、第一和第二发光二极管、编程针脚和通用输入/输出针脚、卡槽、以及网络通信接口。其中，外壳上可以设有钻孔，麦克风设置在外壳内且位于钻孔后方以便能够通过钻孔捕获声音信号。第一和第二发光二极管用于显示传感器的不同工作状态。
在本发明中，声音传感器通过网络通信接口与控制中心进行数据通讯，以便将捕获的音频信号以数字的形式发送给控制中心以及由控制中心向传感器发送控制信号。作为优选示例，控制中心可以控制声音传感器的采样频率，以便根据设置位置的不同使声音传感器监控不同的声音类型，例如，设置在闹市区或者学校的声音传感器被设置用于捕获诸如尖叫、枪响、猛烈撞击声等音频信号；同时，还可以在微处理器中预设阈值以初步判断是否存在诸如尖叫、枪响、猛烈撞击声，并在初步判断存在上述声响时将相应的音频信号发送至控制中心，以供控制中心进行精确分析。通过这种设置，能够很好地减少遍布于城市中数量诸多的声音传感器向控制中心发送的数据量，减轻控制中心的数据处理压力，同时又降低了与声音传感器的硬件和软件要求，使其适合在城市环境下的大规模部署。
路灯由于其巨大的部署数量，一直是城市管理中的难点，如果采用人工管理的方式，其巡查时间往往会非常长且很耗人力，同时，现有技术中难以对其进行实时控制，即使在实时控制的场景下其控制灵活性也难以实现。
针对这一问题，本发明的照明模块包括多个路灯，其以分布式的方式大量部署于城市的各个角落。在本发明中，路灯包括照明组件、位置传感器、被动式红外传感器、亮度传感器、控制器及网络通信接口，其中：照明组件用于提供照明，红外传感器用于感测在路灯附近是否有人存在，亮度传感器用于检测路灯的环境亮度。
该控制器接收位置传感器、红外传感器和亮度传感器输出的信号，控制照明组件的输出亮度。作为优选示例，当红外传感器感测到附近有人存在时，控制器可以控制照明组件提供较大的输出亮度，从而保证人员拥挤地点的安全，否则提供较小的输出亮度；或者当亮度传感器检测到较大的环境光时，控制器可以控制照明组件提供较小的输出亮度，否则提供较大的输出亮度。借助这些传感器，使得路灯可以以更为节能的方式工作，且实现最大的照明效率。
此外，路灯还可以定期通过网络通信接口经由网络向控制中心发送状态信息，其包括但不限于路灯的ID、位置传感器提供的位置信息、照明组件提供的电压和电流信息等，使得控制中心能够检查照明模块中的各个路灯的工作状态。
在本发明中，控制中心可以根据照明组件提供的电压和电流信息来判断该路灯的工作状态是否正常，例如，如果该照明组件的电流值为零，但电压值不为零，则判断该路灯的照明组件出现了故障，由此基于路灯的ID信息生成维护请求；如果某个路灯的照明组件的电压和电流值均为零，但附近路灯的照明组件的电压和电流值非均为零，则判断该路灯被意外关闭。控制中心还可以根据路灯的ID和位置传感器提供的位置信息来判断该路灯是否丢失，并由此生成报警信号。
然而，本申请人还发现，由于照明模块中的路灯数量非常巨大，因此，如果控制中心依序接收各个路灯的状态信息，则可能会导致每个路灯的状态检查时间间隔过大，这在某些时候可能会出现问题。
因此，在本发明中，控制中心可以被设置成收集照明模块中各个路灯在不同时间的环境亮度，由此获取各个路灯的环境亮度与时间的关系表，并据此每隔预设的时间周期调整各个路灯向控制中心发送状态信息的优先级，其中，在该时间周期内，环境亮度越小的路灯将被赋予更高的状态信息发送优先级。通过在控制中心进行的这种优化，确保了当前时段最需要保障正常的路灯的工作状态能够得到及时监控，从而减少其维护周期，有效保证了照明模块的有效工作。
借助本发明的照明模块及控制中心，不仅可以有效改善路灯的照明效率，同时还能够实现对照明模块中数量众多的路灯的有效管理，改善路灯的智能调节功能和维护周期。
在本发明中，门户管理模块可以包括智能门锁单元，其包括电源、被动式红外传感器、磁传感器、触摸传感器、电子门锁、控制器及网络通信接口。
磁传感器用于检测门与门框之间的距离，从而判断门开闭状态的变化。
触摸传感器可以设置在位于室内的门把手上，用于检测室内门把手是否被触摸，其中，该触摸传感器设置在门把手的靠门内侧上，以避免将意外接触门把手的动作识别为门操作动作。
被动式红外传感器用于检测门附近是否存在人员运动。
电子门锁用于根据控制器发出的指令将门打开或关闭。
在本发明中，控制器经网络通信接口接收到开门命令时，利用被动式红外传感器检测门附近是否存在人员运动，并在检测到有人员运动时控制电子门锁将门自动开启。控制器接收到触摸传感器输出的触摸信号时，利用磁传感器判断门当前处于开启或关闭状态，并根据门的开启或关闭状态控制电子门锁自动地将门关闭或开启。当控制器经网络通信接口接收到检查门是否处于关闭状态的命令时，利用磁传感器判断门当前处于开启或关闭状态，并在门处于开启状态时控制电子门锁自动将门关闭并向控制中心发出反馈信号。
通过设置本发明的门户管理模块，可以自动地实现门的开启、关闭及状态检查。此外，作为优选示例，控制器还能够识别命令的发送者信息，并将其存储在控制中心处，从而实现门户的安全管理。
尽管前面结合附图通过具体实施例对本发明进行了说明，但是，本领域技术人员容易认识到，上述实施例仅仅是示例性的，用于说明本发明的原理，其并不会对本发明的范围造成限制，本领域技术人员可以对上述实施例进行各种组合、修改和等同替换，而不脱离本发明的精神和范围。
Claims (10)
1.一种智慧城市安防遥感监测系统，其包括照明模块、视频监控模块、声音监控模块、门户管理模块及控制中心；
所述照明模块包括多个路灯，其分别通过网络向所述控制中心提供状态信息；
所述视频监控模块包括火灾监控单元和交通监控单元，其中，所述火灾监控单元基于红外探测信号生成火灾报警信息，并通过网络向所述控制中心提供所述火灾报警信息；所述交通监控单元基于可见光图像生成车辆监视信息，并通过网络向所述控制中心提供所述车辆监视信息；
所述声音监控模块包括多个声音传感器，其用于获取音频信号并生成报警信息，并通过网络向所述控制中心提供所述报警信息；以及
所述门户管理模块用于根据用户的命令自动开启和关闭门。
2.如权利要求1所述的智慧城市安防遥感监测系统，其中，所述火灾监控单元包括红外激光源、光束形成透镜组、滤波片组、光束收集透镜组、光电探测器、温度补偿偏置电路、模数转换电路、存储器、控制器及网络通信接口；
所述红外激光源根据所述控制器提供的指令发射具有相应光强和个数的探测光束；
所述光束形成透镜组用于改善所述探测光束的光学发散性；
所述滤波片组用于对经反射的所述探测光束进行滤波处理，其中，所述滤波片组的中心波长与所述红外激光源的波长一致；
所述光束收集透镜组用于将经滤波的探测光束聚焦至所述光电探测器上；
所述光电探测器用于将所述探测光束转换为电信号，其中，所述温度补偿偏置电路用于为光电转换过程提供温度补偿；
所述模数转换电路用于将所述光电探测器输出的电信号转换为数字探测信号，并将其存储在所述存储器中；
所述控制器对所述存储器中的数字探测信号进行处理，并根据处理结果生成所述火灾报警信息。
3.如权利要求2所述的智慧城市安防遥感监测系统，所述控制器被设置成：在对所述经反射的探测光束的功率曲线Pr(R)进行处理时，沿着所述Pr(R)曲线移动数据采样块，当所述数据采样块中的信号最大值点与所述数据采样块的中心重合时计算所述信号最大值点的信噪比SNR，并将其与预设阈值SNRthr进行比较；如果SNR小于所述预设阈值SNRthr，则继续沿所述Pr(R)曲线移动所述数据采样块，否则将所述数据采样块内采样的数据点输入至神经网络算法中进行数据处理；其中，
R为所述火灾监控单元与反射点之间的距离，El为所述火灾监控单元输出的探测光束的能量，β为介质的背散射系数，Arec为所述火灾监控单元的有效接收面积，τtr和τrec分别为所述红外激光源和所述光电探测器的效率，α为消光系数，c为光速；
所述数据采样块的宽度为3*Widthc/△R，其中，所述采样间隔△R为0.6-0.7m，Widthc为燃烧烟尘在所述Pr(R)曲线中对应波峰的特征宽度，所述SNRthr为2.5-3.5。
4.如权利要求3所述的智慧城市安防遥感监测系统，所述交通监控单元包括高速相机和控制器，所述高速相机获取车辆的图像，所述控制器根据所述车辆图像获取车辆相关信息；其中，所述控制器被设置成：
当所述车辆图像以数字形式被输入至所述控制器时，所述控制器计算所述车辆图像的方差值，并将其与预设阈值进行比较；当所述车辆图像的方差值小于或等于所述预设阈值时对所述车辆图像进行对比度增强处理；
随后，所述控制器计算所述车辆图像的平均梯度方差并相互比较，找出较大的方差强度，并根据所述梯度值在所述车辆图像中定位所述车牌的水平位置；而且，对所述车辆图像进行数学形态学处理以去除白点噪声；
接着，所述控制器计算所述梯度方差的水平投影，并利用高斯滤波器去除所述水平投影上的毛刺；
然后，所述控制器利用连接元素分析算法来确定8个相连元素的坐标，且将包围所述8个坐标点的最小矩形确定为车牌区域；
最后，所述控制器根据车牌特征去除车辆图像中的非车牌元素，以提取出车牌信息，其中，所述车牌特征包括所述车牌上的字母的尺寸、形状和排列顺序。
5.如权利要求4所述的智慧城市安防遥感监测系统，其中，所述声音传感器包括电源组件、音频处理组件和微处理器；
所述电源组件被设置成通过调节电路连接直流电源和USB电源进行供电，且包括N沟道或P沟道MOSFET阵列以便在连接所述USB电源时切断与所述直流电源的连接，以及用于将所述声音传感器的内部电路与外部的数字传输线路隔离开的数字噪声隔离电路，所述数字噪声隔离电路包括串联电阻和铁氧体磁珠；
所述音频处理组件连接麦克风输入端，其包括预放大电路、外部电压参考电路和ADC，其中，所述预放大电路具有两个级联的反相放大器，所述外部电压参考电路用于生成低噪声的直流电压以为所述反相放大器的正向输入端提供偏置电压；
所述微控制器通过外部总线接口连接外部SRAM芯片，且设置成允许调节所述音频处理组件的采样频率；以及
所述声音传感器被设置成与所述控制中心进行数据通讯，其中，所述控制中心被设置用于控制所述声音传感器的采样频率，以根据设置位置对所述声音传感器的采样频率进行配置。
6.如权利要求5所述的智慧城市安防遥感监测系统，所述声音传感器还包括外壳、麦克风、侧向开关、USB接口、第一和第二发光二极管、编程针脚和通用输入/输出针脚、卡槽、以及网络通信接口；其中，所述外壳上设有钻孔，所述麦克风设置在所述外壳内且位于所述钻孔后方；且所述第一和第二发光二极管用于指示所述声音传感器的不同工作状态。
7.如权利要求6所述的智慧城市安防遥感监测系统，其中，所述路灯包括照明组件、位置传感器、被动式红外传感器、亮度传感器、控制器及网络通信接口，其中，所述照明组件用于提供照明，所述红外传感器用于感测在路灯附近是否有人存在，所述亮度传感器用于检测路灯的环境亮度；
所述控制器根据所述红外传感器和所述亮度传感器输出的信号控制所述照明组件的输出亮度；
所述控制器还被设置成通过所述网络通信接口向所述控制中心发送状态信息，其包括所述路灯的ID、所述位置传感器提供的位置信息、所述照明组件提供的电压和电流信息；以及
所述控制中心被设置成根据所述照明组件提供的电压和电流信息判断所述路灯的工作状态是否正常，以及根据所述路灯的ID和所述位置传感器提供的位置信息判断所述路灯是否丢失。
8.如权利要求7所述的智慧城市安防遥感监测系统，其中，所述控制中心还被设置成收集所述照明模块中的多个路灯中的每一个在不同时间的环境亮度并生成所述路灯中的每一个的所述环境亮度与时间的关系表，且每隔预设时间周期根据所述关系表调整所述路灯向所述控制中心发送所述状态信息的优先级，其中，在所述时间周期内，环境亮度越小的所述路灯被赋予更高的状态信息发送优先级。
9.如权利要求8所述的智慧城市安防遥感监测系统，其中，所述门户管理模块包括智能门锁单元，其包括电源、被动式红外传感器、磁传感器、触摸传感器、电子门锁、控制器及网络通信接口；
所述磁传感器用于检测门与门框之间的距离，从而判断门开闭状态的变化；
所述触摸传感器设置在位于室内的门把手的靠门内侧上，用于所述门把手是否被触摸；
所述被动式红外传感器用于检测所述门附近是否存在人员运动；
所述电子门锁用于根据所述控制器发出的指令将所述门打开或关闭。
10.如权利要求9所述的智慧城市安防遥感监测系统，其中，所述智能门锁单元的控制器被设置成：
当经所述网络通信接口接收到开门命令时，利用所述被动式红外传感器检测所述门的附近是否存在人员运动，并在检测到有人员运动时控制所述电子门锁自动地将所述门开启；
当接收到所述触摸传感器输出的触摸信号时，利用所述磁传感器判断所述门当前处于开启或关闭状态，并根据所述门的开启或关闭状态控制所述电子门锁自动地将所述门关闭或开启；以及
当经所述网络通信接口接收到检查所述门是否处于关闭状态的命令时，利用所述磁传感器判断所述门当前处于开启或关闭状态，并在所述门处于开启状态时控制所述电子门锁自动将所述门关闭，并向所述控制中心发出反馈信号。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201911149693.XA CN110992641A (zh) | 2019-11-21 | 2019-11-21 | 一种智慧城市安防遥感监测系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201911149693.XA CN110992641A (zh) | 2019-11-21 | 2019-11-21 | 一种智慧城市安防遥感监测系统 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN110992641A true CN110992641A (zh) | 2020-04-10 |
Family
ID=70085552
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201911149693.XA Withdrawn CN110992641A (zh) | 2019-11-21 | 2019-11-21 | 一种智慧城市安防遥感监测系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN110992641A (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112073495A (zh) * | 2020-09-01 | 2020-12-11 | 蓝深远望科技股份有限公司 | 一种便于信息统合的智慧城管物联网应用系统 |
| CN112929450A (zh) * | 2021-03-11 | 2021-06-08 | 浙江安防职业技术学院 | 一种基于互联网的城市安防定位系统 |
| CN113966026A (zh) * | 2021-11-02 | 2022-01-21 | 厦门人达科技有限公司 | 一种基于加速度振动感知车辆的智能调光灯控方法 |
-
2019
- 2019-11-21 CN CN201911149693.XA patent/CN110992641A/zh not_active Withdrawn
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112073495A (zh) * | 2020-09-01 | 2020-12-11 | 蓝深远望科技股份有限公司 | 一种便于信息统合的智慧城管物联网应用系统 |
| CN112073495B (zh) * | 2020-09-01 | 2024-04-02 | 蓝深远望科技股份有限公司 | 一种便于信息统合的智慧城管物联网应用系统 |
| CN112929450A (zh) * | 2021-03-11 | 2021-06-08 | 浙江安防职业技术学院 | 一种基于互联网的城市安防定位系统 |
| CN113966026A (zh) * | 2021-11-02 | 2022-01-21 | 厦门人达科技有限公司 | 一种基于加速度振动感知车辆的智能调光灯控方法 |
| CN113966026B (zh) * | 2021-11-02 | 2023-11-03 | 厦门人达科技有限公司 | 一种基于加速度振动感知车辆的智能调光灯控方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN110992641A (zh) | 一种智慧城市安防遥感监测系统 | |
| AU2021202430B2 (en) | Smart city closed camera photocell and street lamp device | |
| US9367925B2 (en) | Image detection and processing for building control | |
| CN109068099B (zh) | 基于视频监控的虚拟电子围栏监控方法及系统 | |
| Yuan | An integrated fire detection and suppression system based on widely available video surveillance | |
| US20080136934A1 (en) | Flame Detecting Method And Device | |
| CN101334924A (zh) | 一种火灾探测系统及其火灾探测方法 | |
| CN104966375A (zh) | 一种安防监控系统及监控方法 | |
| CN105574468B (zh) | 视频火焰检测方法、装置及系统 | |
| CN110223284B (zh) | 一种基于智能终端的针孔摄像头的探测方法及探测装置 | |
| KR101995401B1 (ko) | 방재기능이 구비된 멀티미디어 정보융합 기반 디밍제어 스마트 조명 시스템 | |
| CN108826155A (zh) | 街道照明装置及系统 | |
| CN108230607B (zh) | 一种基于区域特征分析的图像火灾探测方法 | |
| CN116963357B (zh) | 一种灯具的智能配置控制方法、系统及介质 | |
| GB2476258A (en) | Motion detection using histogram analysis | |
| CN201091014Y (zh) | 一种火灾探测装置 | |
| CN202282833U (zh) | 基于led可控补光的室内智能视频监控系统 | |
| KR20150034398A (ko) | 객체인식 기반의 주차장 이벤트 검지 시스템 | |
| CN114973564A (zh) | 一种无光照条件下的远距离人员入侵检测方法以及装置 | |
| Baek et al. | Edge camera based dynamic lighting control system for smart streetlights | |
| KR20150119585A (ko) | 객체 인식을 이용한 조명 제어 시스템 및 조명 제어 방법 | |
| Jambi et al. | An event-driven power efficient surveillance and lighting system in the Saudi Arabia perspective | |
| KR20190136515A (ko) | 차량 인식 장치 | |
| CN102447888A (zh) | 基于led可控补光的室内智能视频监控系统 | |
| CN116798176A (zh) | 基于大数据和智慧安防的数据管理系统 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication | ||
| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication |
Application publication date: 20200410 |