CN202993986U - 一种烟花燃放节点安全监控系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种烟花燃放节点安全监控系统，包括依序串行连接的信息采集系统、信息控制系统、电控系统、点火系统；所述信息采集系统包括并行的语音警示系统、电子栅栏系统、视频监控系统。上述技术方案具备电子示警、电子阻截、红外监控、自动断电四种功能。确保节点安全。

Description

一种烟花燃放节点安全监控系统

技术领域

本实用新型属于烟花燃放技术领域。

背景技术

在大型烟花燃放项目中，其燃放节点分布区域大，节点分散，燃放效果适合数万人，甚至数十万人观赏。但是，目前对烟花燃放节点进行安全控制的信息技术和产品都没有出现，更没有现有技术予以报导，燃放节点的安全控制问题仍然广泛采用人工模式，非常耗费人力；由于技术手段落后，人员信息沟通存在很多障碍；经常引发各种安全问题。而且，一场大规模燃放的人群聚集量可多达几万人甚至十几万人，人群密度巨大，一旦发生安全事故，后果可能会非常严重。

发明内容

为了解决上述弊端，本实用新型所要解决的技术问题是，提供一种较高安全标准要求的烟花燃放节点安全保护产品。为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是，一种烟花燃放节点安全监控系统，包括依序串行连接的信息采集系统、信息控制系统、电控系统、点火系统；所述信息采集系统包括并行的语音警示系统、电子栅栏系统、视频监控系统；

所述语音警示系统包括多普勒效应传感器电路、放大电路、电子开关控制电路、单稳态触发器和语音警示电路；

所述多普勒效应传感器电路由天线W、电阻器R1～R4、电感器L、电容器C1和晶体管V1组成；所述放大电路由电容器C2、C3、电阻器R5、R6和晶体管V2组成；所述电子开关控制电路由电容器C4、检测二极管VD、电阻器R7、R8和晶体管V3、V4组成；所述单稳态触发器电路由时基集成电路IC、电阻器R9和电容器C5、C6组成；所述语音警示电路由晶体管V5、电阻器R10、电容器C7、C8和专用警示器HA组成；

所述电子栅栏系统包括电源电路、自激式多谐振荡器和高压发生器电路；

所述视频监控系统包括硬件部分和软件部分，所述硬件部分由视频采集转换模块、视频编码模块、嵌入式微处理器模块组成;所述软件部分采用嵌入式操作系统设计,包括视频编码模块、视频服务器模块、数据包发送模块组成。

本实用新型的有益效果在于，采用上述技术方案，所述信息采集系统向所述信息控制系统发送电信号，反映燃放节点的安全状态，所述信息控制系统通过所述电控系统对所述点火系统进行上电、断电控制；所述语音警示系统、电子栅栏系统、视频监控系统中，任一系统反馈的断电信息，可通过所述信息控制系统和所述电控系统对所述点火系统实施断电；具备电子示警、电子阻截、红外监控、自动断电四种功能。任一手段侦测到危险状况时，都可对烟花点火器自动断电的技术。确保节点安全。

附图说明

图1是系统整体结构流程图；

图2是语音警示电路图；

图3是电子栅栏系统电路图；

图4是视频监控系统结构图。

具体实施方式

参见附图，反映本实用新型的一种具体结构，信息采集系统101在多普勒效应音频警示监控设备、电子栅栏、红外视频监控设备均反馈安全信号的情况下，向信息控制系统102传递上电信号，信息控制系统102通过电控系统103对点火系统104上电；否则，自动断电。为此，设计多普勒效应音频警示监控设备，使之在有人侵入其监控区域时，反复发出“危险地带，立即退出”的语音警示信号，警示侵入者退出烟花点火、燃放区域。该感应式音频警示电路由多普勒效应传感器电路、放大电路、电子开关控制电路、单稳态触发器和语音警示电路组成，如图2成示。电路中，多普勒效应传感器电路由天线W、电阻器R1～R4、电感器L、电容器C1和晶体管V1组成（V1和R1～R4、L和C1组成自激式振荡器）；放大电路由电容器C2、C3、电阻器R5、R6和晶体管V2组成；电子开关控制电路由电容器C4、检测二极管VD、电阻器R7、R8和晶体管V3、V4组成；单稳态触发器电路由时基集成电路IC、电阻器R9和电容器C5、C6组成；语音警示电路由晶体管V5、电阻器R10、电容器C7、C8和专用警示器HA组成。接通电源开关S，语音警示电路进入警戒状态。多普勒传感器电路振荡工作后，通过天线W向周围空间射出微波信号，有效辐射半径8m。有人进入该区域内走动时，被人体反射回来的电磁波信号通过天线W使自激振荡器的信号幅度及频率相应地发生变化，从而导致C3两端电压发生波动。人体越靠近W，电压波动的幅度会越大；人体移动越快，电压波动的频率越高。C3两端的波动电压经V2放大及VD检波后使V3和V4瞬间导通，在IC的2脚产生低电平触发信号，使单稳态触发器翻转，由稳态变为暂稳态，IC的3脚输出高电平，V5导通，HA通电后反复发出响亮的“危险地带，立即退出”警示声。延时警示25s，单稳态触发器恢复为稳态，IC的3脚又变为低电平，V5截止，HA停止发声。

其中，R1～R10均选用1/4W金属膜电阻器或碳膜电阻器。C1和C2均选用高频瓷介电容器；C3～C5和C7、C8均选用耐压值为16V的铝电解电容器；C6选用涤纶电容器或独石电容器。VD选用1N4148型硅开关二极管。V1选用3DG56或3DG80型超高频硅NPN晶体管；V2和V4选用S9013或S9014、3DG6、3DG8型硅NPN昌体管；V3选用S9012或S9015、3CD21型硅PNP晶体管；V5选用塑封的DD03或3DD15型硅NPN低频大功率晶体管。IC选用NE555型时基集成电路。L用Ф0.51mm的高强度漆包线绕5匝，制成Ф5mm的空心线圈。HA选用LQ46-88D型专用大功率语音警示扬声器。GB使用12V叠层电池或直流稳压电源。S选用单极拨动式开关。W使用拉杆天线，使用时调节W的长度，使R2两端电压为0.45V以上。

多普勒效应音频警示监控设备在报警状态下，向信息采集系统101反馈烟花点火器断电信号；在安全状态下，向信息采集系统101反馈烟花点火器上电信号。

为确保一些关键燃放节点不被侵入，本实施例还配置电子栅栏系统，采用交、直流两用电源供电，它能周期性地产生低电流的脉冲高压电（电流低于300mA），对侵入者可产生威慑作用。该电围栏控制电路由电源电路、自激式多谐振荡器和高压发生器电路组成，如图3所示。其中，电源电路由熔断器FU、电源变压器T1、整流桥堆UR、滤波电容器C1、蓄电池GB的电源开关S1、S2组成；自激式多谐振荡器电路由昌体管V1、V2、电阻器R1、R2、二极管VD1、VD2和振荡升压变压器T2组成；高压发生器电路由晶闸管VT、双向触发二极管VD3、电阻器R3、R4、电容器C2、C3和升压脉冲变压器T3组成。

采用直流电源供电时，将S1和S2接通，自激式多谐振荡器振荡工作，通过T2将6V直流电压变换成振幅约60V的方波电压。该方波电压经UR整流及C1滤波后，通过R3和R4分别对C3和C2充电。当C3上电压达到双向触发二极管VD3的转折电压时，VD3导通，C3经VD3对晶闸管VT的门极放电，使VT受触发而导通。VT导通后，C2上存储的电荷经VT和T3快速放电，在T3的二次绕组上产生脉冲高压。当C2的放电电流逐渐减小至一定值时，VT截止，C2和C3又开始充电，进入下一个工作周期。

T3的一端接插入地下的金属棒上，另一端用Ф1∽Ф3mm左右裸金属将需要保护的烟花燃放场所圈绕几圈。当侵入者触及到此电围栏时，便会遭受电击。

使用交流电源时，应将S1和S2关闭（使自激式多谐振荡器停止工作），交流220V电压经T1降压、UR整流及C1滤波后，通过R3和R4分别对C3和C4充电，产生脉冲高压的工作过程与用直流电源时相同。R1和R2均选用1/4W金属膜电阻器；R3和R4均选用1/2W金属膜电阻器。C1选用耐压值为160V的铝电解电容器；C2选用耐压值为250V的CBB电容器；C3选用耐压值为63V的独石电容器或涤纶电容器。VD1和VD2均选用1N4007型硅整流二极管。UR选用1A、400V的整流桥堆。V1和V2均选用3DK4B型硅开关晶体管；VD3选用DB3或2CTS型双向触发二极管。VT选用3A、400V的晶闸管。T1用16mm×20mm的E形硅钢片制作：一次绕组用Ф0.11mm的漆包线绕2200匝；二次绕组用Ф0.28mm的漆包线绕520匝（使二次绕组的输出电压为55V）。T2用E6磁心制作，一次绕组用Ф0.28mm的漆包线绕360匝，中间处抽头；二次绕组用Ф0.11mm的漆包线绕2200匝。T3用12in或14in黑白电视机的行输出变压器代替。S1和S2均选用单极式拨动开关。

电子栅栏系统在工作状态下，向信息采集系统101反馈烟花点火器断电信号；在伺服状态下，向信息采集系统101反馈烟花点火器上电信号。

为确保烟花燃放节点的安全，本实施例还配置嵌入式网络视频服务器。嵌入式网络视频服务器由硬件部分和软件部分组成。硬件部分由视频采集转换模块、视频编码模块、嵌入式微处理器模块组成;软件部分采用嵌入式操作系统设计,包括视频编码模块、视频服务器模块、数据包发送模块。如图4所示，系统设计为:前端的DH-IR08红外视频信号采集终端获取红外视频信息,经过FPGA模块EP3SE50的转化,将摄像终端采集并输出的并行信号转化成串行信号,传送给专用的视频编码芯片ME6400, ME6400压缩编码后得到MPEG-4视频流,将此视频流进行本地存储,并发送给嵌入式处理器ARM1156T2-S,处理器根据相应的网络传输协议,对数据流进行封装,并通过网络发送到监视终端。嵌入式网络视频服务器发现危险状况，向信息采集系统101反馈烟花点火器断电信号；在安全状态下，向信息采集系统101反馈烟花点火器上电信号。

Claims (1)

1.一种烟花燃放节点安全监控系统，其特征在于，包括依序串行连接的信息采集系统，信息控制系统、电控系统、点火系统；所述信息采集系统包括并行的语音警示系统、电子栅栏系统、视频监控系统；

所述语音警示系统包括多普勒效应传感器电路、放大电路、电子开关控制电路、单稳态触发器和语音警示电路；

所述多普勒效应传感器电路由天线W、电阻器R1～R4、电感器L、电容器C1和晶体管V1组成；所述放大电路由电容器C2、C3、电阻器R5、R6和晶体管V2组成；所述电子开关控制电路由电容器C4、检测二极管VD、电阻器R7、R8和晶体管V3、V4组成；所述单稳态触发器电路由时基集成电路IC、电阻器R9和电容器C5、C6组成；所述语音警示电路由晶体管V5、电阻器R10、电容器C7、C8和专用警示器HA组成；

所述电子栅栏系统包括电源电路、自激式多谐振荡器和高压发生器电路；

所述视频监控系统包括硬件部分和软件部分，所述硬件部分由视频采集转换模

块、视频编码模块、嵌入式微处理器模块组成。 

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