CN115083096A - 一种基于多传感器信息融合的火灾预警和定位系统 - Google Patents

一种基于多传感器信息融合的火灾预警和定位系统 Download PDF

Info

Publication number
CN115083096A
CN115083096A CN202210482292.1A CN202210482292A CN115083096A CN 115083096 A CN115083096 A CN 115083096A CN 202210482292 A CN202210482292 A CN 202210482292A CN 115083096 A CN115083096 A CN 115083096A
Authority
CN
China
Prior art keywords
sensor
flame
fire
information fusion
database
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.)
Pending
Application number
CN202210482292.1A
Other languages
English (en)
Inventor
曾宪文
陆思丹
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shanghai Dianji University
Original Assignee
Shanghai Dianji University
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shanghai Dianji University filed Critical Shanghai Dianji University
Priority to CN202210482292.1A priority Critical patent/CN115083096A/zh
Publication of CN115083096A publication Critical patent/CN115083096A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08B—SIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
    • G08B17/00—Fire alarms; Alarms responsive to explosion
    • G08B17/10—Actuation by presence of smoke or gases, e.g. automatic alarm devices for analysing flowing fluid materials by the use of optical means
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D21/00—Measuring or testing not otherwise provided for
    • G01D21/02—Measuring two or more variables by means not covered by a single other subclass
    • 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
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N7/00—Television systems
    • H04N7/18—Closed-circuit television [CCTV] systems, i.e. systems in which the video signal is not broadcast
    • H04N7/181—Closed-circuit television [CCTV] systems, i.e. systems in which the video signal is not broadcast for receiving images from a plurality of remote sources
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02D—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
    • Y02D30/00—Reducing energy consumption in communication networks
    • Y02D30/70—Reducing energy consumption in communication networks in wireless communication networks

Abstract

本发明涉及一种基于多传感器信息融合的火灾预警和定位系统，该系统包括：信息采集模块：用以将温度传感器采集到的温度数据以及烟雾传感器采集到的烟雾浓度数据以数值的形式发送到PC端数据库中存储，并且将摄像头采集到的监控画面以图片的形式发送到PC端数据库中存储；信息融合模块：用以对温度传感器和烟雾传感器采集到的温度数据和烟雾浓度数据处理后，进行融合判断是否发生火灾；图像识别模块：对最近一次存入数据库以及后续输入数据库的所有图片进行火焰区域识别，获取每张图片上识别出的火焰标号和火焰区域的中心坐标，发出二级警报并输出火焰标号以及火焰区域的中心坐标。与现有技术相比，本发明具有自动准确、快速判断定位等优点。

Description

一种基于多传感器信息融合的火灾预警和定位系统
技术领域
本发明涉及防火技术领域，尤其是涉及一种基于多传感器信息融合的火灾预警和定位系统。
背景技术
在现有技术中，主要通过传感器数值达到设定阈值实现火灾预警，并且仅能判断是否发生火灾，却无法给出火灾发生的具体位置，并且还有以下缺点：
第一，仅适用于单一环境，一旦出现人类活动以及一些特殊情况，容易出现错误警报，第二，无法具体给出火灾的位置，对后续救火造成延误。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种基于多传感器信息融合的火灾预警和定位系统，用以从多个角度反应火灾情况，结合多方数据，判断该环境下是否有火灾发生并且确定发生火灾的位置，实现对火灾进行预警和定位，防止火灾误报情况的发生。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种基于多传感器信息融合的火灾预警和定位系统，该系统包括：
信息采集模块：用以将温度传感器采集到的温度数据以及烟雾传感器采集到的烟雾浓度数据以数值的形式发送到PC端数据库中存储，并且将摄像头采集到的监控画面以图片的形式发送到PC端数据库中存储；
信息融合模块：用以对温度传感器和烟雾传感器采集到的温度数据和烟雾浓度数据处理后，进行融合判断是否发生火灾，若是，则发出一级警报；
图像识别模块：用以在发出一级警报后，对最近一次存入数据库以及后续输入数据库的所有图片进行火焰区域识别，获取每张图片上识别出的火焰标号和火焰区域的中心坐标，根据标号数量发出二级警报并输出火焰标号以及火焰区域的中心坐标。
所述的温度传感器和烟雾传感器分别通过低功耗蓝牙模块与PC端进行无线通信。
所述的摄像头通过端口与PC端进行有线通信。
所述的温度传感器采集到的温度数据和烟雾传感器采集到的烟雾浓度数据以每3秒一次的频率存储到数据库中。
所述的摄像头采集到的监控画面以每75帧一次的频率存储到数据库中。
所述的信息融合模块中，融合判断是否发生火灾具体为：
首先对温度传感器采集到的温度数据以及烟雾传感器采集到的烟雾浓度数据进行判断，得到温度传感器分别在确定、其他和不确定三种情况下的信任值m1(A)、m1(B)、m1(C)以及烟雾传感器分别在确定、其他和不确定三种情况下的信任值m2(A)、m2(B)、m2(C)，然后利用D-S组合规则进行融合得到确定发生火灾的概率m(A)、其他的概率m(B)以及不确定发生火灾的概率m(C)，最后对m(A)、m(B)、m(C)进行比较，若m(A)的数值最大，则发出一级警报。
温度传感器和烟雾传感器分别在确定、其他和不确定三种情况下的信任值按照数据所在范围的取值具体为：
Figure BDA0003628039570000021
所述的确定发生火灾的概率m(A)、其他的概率m(B)以及不确定发生火灾的概率m(C)的计算式分别为：
m(A)＝m1(A)*m2(A)/k
m(B)＝m1(B)*m2(B)/k
m(C)＝m1(C)*m2(C)/k
k＝m1(A)*m2(A)+m1(B)*m2(B)+m1(C)*m2(C)
其中，k为中间变量。
所述的烟雾传感器具体为CO传感器。
所述的图像识别模块中，在出现一级警报信号后，对最近一次以及之后存入数据库的图片进行基于opencv的火焰识别，通过对图像的颜色处理找出可能为火焰的区域及轮廓，再提取轮廓的几何特征判断是否为火焰，并对每个火焰区域进行标号，如果标号数量大于1则发出二级警报，并输出火焰标号和火焰区域的中心坐标，实现对火焰的定位。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
本发明结合了温度传感器、烟雾传感器和摄像头三个传感器，从三个角度反应当前环境中的情况，在PC端实时监测温度传感器和烟雾传感器的数据，并且对这两项数据进行融合初步判断是否发生火灾，再对摄像头画面进行图片识别，进一步判断火灾的情况，对火焰进行定位，通过使用本系统，不仅可以减轻人工每天定时记录传感器数据的负担，从PC端实时监测，而且结合三个方面反应情况，监测当前环境中是否有火灾发生，一旦发生火灾，对火焰进行定位，为救援争取了时间。
附图说明
图1为本发明的系统结构图。
图2为本发明的方法流程图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例
如图1所示，本发明提供一种基于多传感器信息融合的火灾预警和定位系统，涉及到的传感器包括烟雾传感器、温度传感器以及摄像头，通过对三方数据的处理实现对环境的监测，判断是否发生火灾，如果发生火灾，则对火灾的位置进行定位。
该系统包括：
信息采集模块：用以将温度传感器、烟雾传感器采集到的温度数据和烟雾浓度数据以数值形式存入数据库，并且将摄像头采集的画面以图片形式存入数据库；
信息融合模块：对温度传感器和烟雾传感器采集到的温度数据和烟雾浓度数据处理后进行融合，推测是否发生火灾，如果有火灾发生，则发出一级警报；
图像识别模块：在发出一级警报后，对最近一次存入数据库以及后续输入数据库的所有图片进行火焰识别，对每张图片上的每个火焰进行标号和定位，并输出标号和定位。
本例中，对于温度传感器和烟雾传感器，通过低功耗蓝牙模块实现无线数据传输到PC端，将数据以每3秒一次的频率存储到数据库，对于摄像头的监控画面，以每75帧一次的频率以图片形式存储到数据库。
信息采集完成后，信息采集完成后，首先对温度传感器采集到的温度数据以及烟雾传感器采集到的烟雾浓度数据根据表1进行判断，得到温度传感器三种情况下的信任值m1(A)、m1(B)、m1(C)和烟雾传感器的信任值m2(A)、m2(B)、m2(C)，然后利用D-S组合规则进行融合得到m(A)＝m1(A)*m2(A)/k，m(B)＝m1(B)*m2(B)/k，m(C)＝m1(C)*m2(C)/k，其中，k＝m1(A)*m2(A)+m1(B)*m2(B)+m1(C)*m2(C)，最后对m(A)、m(B)、m(C)进行比较，如果m(A)的数值最大，则发出一级警报。
表1温度传感器和烟雾传感器在不同范围时的信任值
Figure BDA0003628039570000041
在出现一级警报的信号后，对最近一次以及之后存入数据库的图片基于opencv进行火焰识别，主要是通过对图像的颜色处理找出可能为火焰的区域及轮廓，再提取轮廓的几何特征判断是否为火焰，对每个火焰区域进行标号，如果标号大于1则发出二级警报，并输出火焰标号和火焰区域的中心坐标，实现对火焰的定位。
综上，本发明基于温度传感器、烟雾传感器、摄像头这三个传感器，通过在PC端对三方数据的融合处理，实现对火灾的预警和定位，本发明先对温度传感器和烟雾传感器的数据进行融合初步判断是否有火灾发生，避免特殊情况下单个传感器数值的不准确带来误判；接着对摄像头的画面进行火焰识别，再次判断是否发生火灾，并输出定位。

Claims (10)

1.一种基于多传感器信息融合的火灾预警和定位系统，其特征在于，该系统包括：
信息采集模块：用以将温度传感器采集到的温度数据以及烟雾传感器采集到的烟雾浓度数据以数值的形式发送到PC端数据库中存储，并且将摄像头采集到的监控画面以图片的形式发送到PC端数据库中存储；
信息融合模块：用以对温度传感器和烟雾传感器采集到的温度数据和烟雾浓度数据处理后，进行融合判断是否发生火灾，若是，则发出一级警报；
图像识别模块：用以在发出一级警报后，对最近一次存入数据库以及后续输入数据库的所有图片进行火焰区域识别，获取每张图片上识别出的火焰标号和火焰区域的中心坐标，根据标号数量发出二级警报并输出火焰标号以及火焰区域的中心坐标。
2.根据权利要求1所述的一种基于多传感器信息融合的火灾预警和定位系统，其特征在于，所述的温度传感器和烟雾传感器分别通过低功耗蓝牙模块与PC端进行无线通信。
3.根据权利要求1所述的一种基于多传感器信息融合的火灾预警和定位系统，其特征在于，所述的摄像头通过端口与PC端进行有线通信。
4.根据权利要求1所述的一种基于多传感器信息融合的火灾预警和定位系统，其特征在于，所述的温度传感器采集到的温度数据和烟雾传感器采集到的烟雾浓度数据以每3秒一次的频率存储到数据库中。
5.根据权利要求1所述的一种基于多传感器信息融合的火灾预警和定位系统，其特征在于，所述的摄像头采集到的监控画面以每75帧一次的频率存储到数据库中。
6.根据权利要求1所述的一种基于多传感器信息融合的火灾预警和定位系统，其特征在于，所述的信息融合模块中，融合判断是否发生火灾具体为：
首先对温度传感器采集到的温度数据以及烟雾传感器采集到的烟雾浓度数据进行判断，得到温度传感器分别在确定、其他和不确定三种情况下的信任值m1(A)、m1(B)、m1(C)以及烟雾传感器分别在确定、其他和不确定三种情况下的信任值m2(A)、m2(B)、m2(C)，然后利用D-S组合规则进行融合得到确定发生火灾的概率m(A)、其他的概率m(B)以及不确定发生火灾的概率m(C)，最后对m(A)、m(B)、m(C)进行比较，若m(A)的数值最大，则发出一级警报。
7.根据权利要求6所述的一种基于多传感器信息融合的火灾预警和定位系统，其特征在于，温度传感器和烟雾传感器分别在确定、其他和不确定三种情况下的信任值按照数据所在范围的取值具体为：
Figure FDA0003628039560000021
8.根据权利要求7所述的一种基于多传感器信息融合的火灾预警和定位系统，其特征在于，所述的确定发生火灾的概率m(A)、其他的概率m(B)以及不确定发生火灾的概率m(C)的计算式分别为：
m(A)＝m1(A)*m2(A)/k
m(B)＝m1(B)*m2(B)/k
m(C)＝m1(C)*m2(C)/k
k＝m1(A)*m2(A)+m1(B)*m2(B)+m1(C)*m2(C)
其中，k为中间变量。
9.根据权利要求1所述的一种基于多传感器信息融合的火灾预警和定位系统，其特征在于，所述的烟雾传感器具体为CO传感器。
10.根据权利要求1所述的一种基于多传感器信息融合的火灾预警和定位系统，其特征在于，所述的图像识别模块中，在出现一级警报信号后，对最近一次以及之后存入数据库的图片进行基于opencv的火焰识别，通过对图像的颜色处理找出可能为火焰的区域及轮廓，再提取轮廓的几何特征判断是否为火焰，并对每个火焰区域进行标号，如果标号数量大于1则发出二级警报，并输出火焰标号和火焰区域的中心坐标，实现对火焰的定位。
CN202210482292.1A 2022-05-05 2022-05-05 一种基于多传感器信息融合的火灾预警和定位系统 Pending CN115083096A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210482292.1A CN115083096A (zh) 2022-05-05 2022-05-05 一种基于多传感器信息融合的火灾预警和定位系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210482292.1A CN115083096A (zh) 2022-05-05 2022-05-05 一种基于多传感器信息融合的火灾预警和定位系统

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN115083096A true CN115083096A (zh) 2022-09-20

Family

ID=83247750

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210482292.1A Pending CN115083096A (zh) 2022-05-05 2022-05-05 一种基于多传感器信息融合的火灾预警和定位系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN115083096A (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116229668A (zh) * 2022-12-05 2023-06-06 江苏弘业环保科技产业有限公司 基于红外视频监测的火灾定位系统
CN116229668B (zh) * 2022-12-05 2024-05-14 江苏弘业环保科技产业有限公司 基于红外视频监测的火灾定位系统

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101334924A (zh) * 2007-06-29 2008-12-31 丁国锋 一种火灾探测系统及其火灾探测方法
CN102737468A (zh) * 2012-07-11 2012-10-17 重庆大学 基于无线多传感器信息融合的火灾检测系统及方法
US20130242091A1 (en) * 2012-03-19 2013-09-19 Dong Kwon Park Method for sensing fire and transferring fire information
CN103745549A (zh) * 2013-12-20 2014-04-23 北京雷迅通科技有限公司 一种森林防火监控巡查系统
CN105741474A (zh) * 2016-04-11 2016-07-06 泉州师范学院 一种基于多传感器的火灾预警方法
CN109377703A (zh) * 2018-12-06 2019-02-22 河池学院 一种基于机器视觉的森林防火预警系统及其方法
KR20190130801A (ko) * 2018-05-15 2019-11-25 (주)엠아이웨어 단독형 화재 경보기와 가시광선 카메라를 이용하는 융합형 화재 경보 시스템
CN111973919A (zh) * 2020-06-24 2020-11-24 江苏深渡消防装备科技有限公司 一种基于图像识别的火源精准定位方法
CN112309075A (zh) * 2020-10-20 2021-02-02 东南大学 一种光伏电站火灾预警系统
CN112489351A (zh) * 2020-11-30 2021-03-12 北京华正明天信息技术股份有限公司 基于图片识别的学校火灾预警方法

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101334924A (zh) * 2007-06-29 2008-12-31 丁国锋 一种火灾探测系统及其火灾探测方法
US20130242091A1 (en) * 2012-03-19 2013-09-19 Dong Kwon Park Method for sensing fire and transferring fire information
CN102737468A (zh) * 2012-07-11 2012-10-17 重庆大学 基于无线多传感器信息融合的火灾检测系统及方法
CN103745549A (zh) * 2013-12-20 2014-04-23 北京雷迅通科技有限公司 一种森林防火监控巡查系统
CN105741474A (zh) * 2016-04-11 2016-07-06 泉州师范学院 一种基于多传感器的火灾预警方法
KR20190130801A (ko) * 2018-05-15 2019-11-25 (주)엠아이웨어 단독형 화재 경보기와 가시광선 카메라를 이용하는 융합형 화재 경보 시스템
CN109377703A (zh) * 2018-12-06 2019-02-22 河池学院 一种基于机器视觉的森林防火预警系统及其方法
CN111973919A (zh) * 2020-06-24 2020-11-24 江苏深渡消防装备科技有限公司 一种基于图像识别的火源精准定位方法
CN112309075A (zh) * 2020-10-20 2021-02-02 东南大学 一种光伏电站火灾预警系统
CN112489351A (zh) * 2020-11-30 2021-03-12 北京华正明天信息技术股份有限公司 基于图片识别的学校火灾预警方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116229668A (zh) * 2022-12-05 2023-06-06 江苏弘业环保科技产业有限公司 基于红外视频监测的火灾定位系统
CN116229668B (zh) * 2022-12-05 2024-05-14 江苏弘业环保科技产业有限公司 基于红外视频监测的火灾定位系统

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101334924B (zh) 一种火灾探测系统及其火灾探测方法
KR101544019B1 (ko) 합성 영상을 이용한 화재감지시스템 및 방법
CN108389359B (zh) 一种基于深度学习的城市火灾报警方法
US11164354B2 (en) Superimposition of situation expressions onto captured image
CN112785809B (zh) 一种基于ai图像识别火情复燃预测方法及系统
KR20210097500A (ko) 화재감지장치 및 이를 포함하는 화재감지시스템
CN201091014Y (zh) 一种火灾探测装置
KR102233679B1 (ko) Ess 침입자 및 화재 감지 장치 및 방법
CN110853287A (zh) 一种基于物联网分布式架构的火焰实时监控系统及方法
CN116778406A (zh) 基于国产cpu和os的多图像融合下的火灾监测方法及系统
CN209433517U (zh) 一种基于多火焰图像与组合判据的火灾识别报警装置
CN115083096A (zh) 一种基于多传感器信息融合的火灾预警和定位系统
CN117496613A (zh) 一种物联网设备的巡检方法、系统和设备
KR20210147848A (ko) 해안 감시 레이더 중심의 인공지능 기반 통합 경계 시스템 및 통합 경계 방법
CN115862296B (zh) 铁路施工工地的火灾风险预警方法、系统、设备及介质
CN110519560B (zh) 一种智能预警方法、装置及系统
KR102113527B1 (ko) 열화상 ip cctv 시스템 및 이를 통한 화재 감지 방법
CN111462436A (zh) 一种互联网安防监控系统
CN114567535B (zh) 一种基于增强现实的产品交互与故障诊断方法
CN115424405A (zh) 烟火监测告警方法、装置、设备及存储介质
CN111882800B (zh) 一种基于多维度数据联动的消防预警方法及系统
WO2022041212A1 (zh) 一种火源位置指示方法、相关设备及装置
CN113658399A (zh) 智能门锁报警方法、智能门锁及计算机可读存储介质
CN113409536B (zh) 基于机器视觉的电力设备潜在火警识别系统及方法
JP7354461B2 (ja) 監視システム及び監視方法

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