CN210466637U - 一种森林防火监控系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种森林防火监控系统，该系统包括监控中心和与所述监控中心通信连接的若干监控点，所述监控点包括可见光相机、红外热成像相机、自然感彩色图像融合模块、视频编码模块和火情识别报警模块。本实用新型通过可见光相机和红外热成像相机采集的信号进行融合处理，获得融合数字视频信号，然后对融合数字视频信号进行火情识别，根据火情识别结果生成报警信息，并将报警信息发送至监控中心，及时监控森林火灾或火灾隐患的发生，并实时自动发出报警提示，监控人员通过监控中心能够查看监控点的视频信息，实现对森林区域全天候、实时高效的监控。

Description

一种森林防火监控系统

技术领域

本实用新型涉及森林防火监控领域，尤其涉及一种森林防火监控系统。

背景技术

森林火灾是森林最危险的敌人，也是林业最可怕的灾害，它会给森林带来最有害，最具有毁灭性的后果。森林火灾不但烧毁成片的森林，伤害林内的动物，而且还降低森林的繁殖能力，引起土壤的贫瘠和破坏森林涵养水源的作用，甚至会导致生态环境失去平衡。尽管当今世界的科学在日新月异地向前发展，但是，人类在制服森林火灾上，却依然尚未取得长久的进展。

近年来，人们逐渐将视频摄像机应用于监控领域，大大增加了森林火灾的发现率。目前，传统的森林防火监控系统，包括以可见光相机为核心的森林防火监控系统，以及红外热成像相机为核心的森林防火系统两类。

传统的两类森林防火系统有如下缺陷：对于以可见光相机为核心的森林防火监控系统，虽然可见光摄像机在白天可以看清楚，但是如果监控点的光线变暗，例如在夜晚时分，可见光相机就观察不清森林情况。由于森林较密，即使在白天可以看清楚，也有可能由于树叶等东西遮挡，使可见光相机不能观察到较小的火情。而对于以红外热成像相机为核心的森林防火监控系统，虽然具有全天候探测能力，但红外热成像相机缺乏细节分辨能力，若有火灾发生，不能明确的知道火灾情况。再有，传统的森林防火监控系统的视频线路较多，人工监视难以一一监看，易造成火情漏报。

实用新型内容

本实用新型针对现有技术中存在的技术问题，提供一种森林防火监控系统，解决传统的森林防火监控系统的视频线路较多，人工监视难以一一监看，易造成火情漏报的问题。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：

本实用新型提供一种森林防火监控系统，包括监控中心和与所述监控中心通信连接的若干监控点，所述监控点包括可见光相机、红外热成像相机、自然感彩色图像融合模块、视频编码模块和火情识别报警模块；

所述自然感彩色图像融合模块的一端分别连接可见光相机和红外热成像相机，用于接收可见光模拟信号和红外模拟视频信号进行融合处理，获得融合数字视频信号；所述自然感彩色图像融合模块的另一端分别连接视频编码模块和火情识别报警模块，用于将所述融合数字视频信号分别发送至视频编码模块和火情识别报警模块；

所述视频编码模块的一端连接自然感彩色图像融合模块，另一端与所述监控中心通信连接，用于将所述融合数字视频信号转换为网络视频信号，并将所述网络视频信号传输至监控中心；

所述火情识别报警模块一端连接所述然感彩色图像融合模块，另一端与所述监控中心通信连接，用于对融合数字视频信号进行火情识别，根据火情识别结果生成报警信息，并将所述报警信息发送至监控中心；

所述监控中心的一端连接视频编码模块，用于接收监控点的网络视频信号并显示，所述监控中心的另一端连接所述火情识别报警模块，用于接收所述报警信息，并根据报警信息发出报警提示。

进一步，所述监控中心包括中央处理器，所述中央处理器用于接收火情识别报警模块上传的报警信息，根据所述报警信息发出报警提示。

进一步，所述监控中心还包括网络传输模块和屏幕显示器，所述网络传输模块的一端连接视频编码模块，另一端连接中央处理器的一端，所述中央处理器的另一端与所述屏幕显示器连接；

所述网络传输模块用于将接收的无线网络信号转换成有线网络信号，并通过中央处理器将所述有线网络信号解码后，在所述屏幕显示器上显示。

进一步，所述可见光相机为透雾CCD传感器。

进一步，所述监控点还包括烟雾传感器，所述烟雾传感器与所述火情识别报警模块连接。

进一步，所述红外热成像相机包括非制冷焦平面探测器，所述非制冷焦平面探测器的像元数为336*256，响应波段为8～12um。

本实用新型的有益效果是：本实用新型通过可见光相机和红外热成像相机采集的信号进行融合处理，获得融合数字视频信号，然后对融合数字视频信号进行火情识别，根据火情识别结果生成报警信息，并将报警信息发送至监控中心，及时监控森林火灾或火灾隐患的发生，并实时自动发出报警提示，监控人员通过监控中心能够查看监控点的视频信息，实现对森林区域实时高效的监控。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的森林防火监控系统的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的另一森林防火监控系统的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的森林防火监控系统的工作原理示意图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、可见光相机，2、红外热成像相机，3、自然感彩色图像融合模块，4、视频编码模块，5、火情识别报警模块，6、网络传输模块，7、中央处理器，8、屏幕显示器，9、烟雾传感器。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

针对现有的森林防火监控系统的视频线路较多，人工监视难以一一监看，易造成火情漏报的问题，本实用新型提供了一种森林防火监控系统，图1为本实用新型实施例提供的森林防火监控系统的结构示意图，如图1所示，森林防火监控系统包括监控中心和与所述监控中心通信连接的若干监控点，所述监控点包括可见光相机1、红外热成像相机2、自然感彩色图像融合模块3、视频编码模块4和火情识别报警模块5。

可以理解的是，虽然图1仅示出了一个监控点，本实施例中监控点的数量可以是一个或多个，本实施例对此不作具体限定。

所述自然感彩色图像融合模块3的一端分别连接可见光相机1和红外热成像相机2，用于接收可见光模拟信号和红外模拟视频信号进行融合处理，获得融合数字视频信号；所述自然感彩色图像融合模块3的另一端分别连接视频编码模块4和火情识别报警模块5，用于将所述融合数字视频信号分别发送至视频编码模块4和火情识别报警模块5。

具体地，自然感彩色图像融合模块3，是以FPGA(型号Virtex-5)为核心的高速数字信号处理系统，能够实现以下功能：对分辨率为336*256的红外模拟视频信号进行滤波和插值处理，产生分辨率为1920*1080的高清图像，对可见光模拟信号和红外模拟视频信号实时融合，产生分辨率为1920*1080的融合数字视频信号，输出制式为视频图形阵列VGA。

所述视频编码模块4的一端连接自然感彩色图像融合模块3，另一端与所述监控中心通信连接，用于将所述融合数字视频信号转换为网络视频信号，并将所述网络视频信号传输至监控中心；

所述火情识别报警模块5一端连接所述然感彩色图像融合模块，另一端与所述监控中心通信连接，用于对融合数字视频信号进行火情识别，根据火情识别结果生成报警信息，并将所述报警信息发送至监控中心；

所述监控中心的一端连接视频编码模块4，用于接收监控点的网络视频信号并显示，所述监控中心的另一端连接所述火情识别报警模块5，用于接收所述报警信息，并根据报警信息发出报警提示。

具体地，可见光相机1采集可见光模拟信号，并将所述可见光模拟信号发送至自然感彩色图像融合模块3。红外热成像相机2采集红外模拟视频信号，并将所述红外模拟视频信号发送至自然感彩色图像融合模块3。优选的，可见光相机1的输出视频标准为帕尔制PAL，其像元数为1920*1080。为了提高火情的探测率，一般的，可见光相机1和红外热成像相机2同时工作，对森林火情进行监控。

同时，自然感彩色图像融合模块3接收可见光模拟信号和红外模拟视频信号进行融合处理，获得融合数字视频信号。接着，自然感彩色图像融合模块3将融合数字视频信号分别发送至视频编码模块4和火情识别报警模块5。

然后，视频编码模块4将融合数字视频信号转换为网络视频信号，并将所述网络视频信号传输至监控中心。使得工作人员通过监控中心及时查看监控点的视频信息，达到对森林区域各个监控点的实时监控。

再有，火情识别报警模块5接收融合数字视频信号后，基于融合数字视频信号进行火情识别。可以理解的是，融合数字视频信号包含监控点的图像信息，火情识别报警模块5对监控点的图像信息进行火情识别，如果火情识别报警模块5根据监控点的图像信息识别出火情，则生成报警信息，并将报警信息发送至监控中心。

进一步的，监控中心接收所述报警信息，并根据报警信息发出报警提示。以提示监控人员发生火情的监控点，并提示监控人员查看对应监控点的视频信息。实现对森林火灾的及时高效的监控。

本实用新型提供的森林防火监控系统，通过可见光相机和红外热成像相机采集的信号进行融合处理，获得融合数字视频信号，然后对融合数字视频信号进行火情识别，根据火情识别结果生成报警信息，并将报警信息发送至监控中心，及时监控森林火灾或火灾隐患的发生，并实时自动发出报警提示，监控人员通过监控中心能够查看监控点的视频信息，实现对森林区域实时高效的监控。

基于上述实施例，所述监控中心包括中央处理器7，所述中央处理器7用于接收火情识别报警模块5上传的报警信息，根据所述报警信息发出报警提示。

基于上述任一实施例，所述监控中心还包括网络传输模块6和屏幕显示器8，所述网络传输模块6的一端连接视频编码模块4，另一端连接中央处理器7的一端，所述中央处理器7的另一端与所述屏幕显示器8连接；

所述网络传输模块6用于将接收的无线网络信号转换成有线网络信号，并通过中央处理器7将所述有线网络信号解码后，在所述屏幕显示器8上显示。

基于上述任一实施例，所述可见光相机1为透雾CCD传感器。

基于上述任一实施例，图2为本实用新型实施例提供的另一森林防火监控系统的结构示意图，如图2所示，所述监控点还包括烟雾传感器9，所述烟雾传感器9与所述火情识别报警模块5连接。

具体的，烟雾传感器9采集监控点的烟雾浓度信息，并将烟雾浓度信息发送至火情识别报警模块5，当烟雾传感器9检测到烟雾浓度大于火情识别报警模块5设置的烟雾浓度阈值时，火情识别报警模块5向监控中心发送报警信息。这样就可以使工作人员及时知道火灾或火灾隐患已经发生，并有助于立即采取消灭火灾或火灾隐患的动作。

基于上述任一实施例，所述红外热成像相机2包括非制冷焦平面探测器，所述非制冷焦平面探测器的像元数为336*256，响应波段为8～12um。

由于森林面积巨大，地形复杂，很难判断引燃的位置。针对这一问题，基于上述实施例，所述监控点还包括GPS定位模块(附图中未示出)，GPS定位模块连接火情识别报警模块5，用于根据融合数字视频信号获取发生火情的监控点的位置信息，并将位置信息传输至监控中心。以使工作人员及时到达火灾地点对火情进行扑救。

基于上述任一实施例，图3为本发明实施例提供的森林防火监控系统的工作原理示意图，实现步骤如下：

步骤一：对输入的可见光模拟视频信号和红外模拟视频信号均进行AD转换，分别获得红外热成像视频信号和可见光数字视频信号；其中，红外热成像视频信号包括红外图像信息。自然感彩色图像融合模块3是以FPGA(型号Virtex-5)为核心的高速数字信号处理系统，图3中“FPGA内部处理”是指自然感彩色图像融合模块3进行的工作流程。

步骤二：分别提取红外热成像视频信号和可见光数字视频信号中的亮度部分，得到红外热成像视频亮度信号和可见光数字视频亮度信号；

步骤三：对红外热成像视频亮度信号和可见光数字视频亮度信号分别在两个同步动态随机存取存储器SDRAM内进行图像缓冲，并对缓冲的红外热成像视频亮度信号进行引导滤波处理，滤波后再进行双线性插值放大处理后获得1080P红外热成像视频亮度信号。

步骤四：对缓冲的1080P红外热成像视频亮度信号和可见光数字视频亮度信号进行融合处理获得融合数字视频信号；

步骤五：对融合数字视频信号进行色彩传递，获得与设定的参考图像色彩一致的融合数字视频信号，将该融合数字视频信号经DA转换后输出。

步骤六：火情识别报警模块接收DA转换后的融合数字视频信号，对融合数字视频信号进行分析，识别出是否为火情图像，若是，则生成报警信息并输出至监测中心，监控中心接收报警信息，并根据报警信息发出报警提示，提示监控人员发生火情的监控点，以及提示监控人员查看对应监控点的视频信息。

需要说明的是，在本实用新型实施例的描述中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型的具体含义。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种森林防火监控系统，其特征在于，包括监控中心和与所述监控中心通信连接的若干监控点，所述监控点包括可见光相机、红外热成像相机、自然感彩色图像融合模块、视频编码模块和火情识别报警模块；

所述自然感彩色图像融合模块的一端分别连接可见光相机和红外热成像相机，用于接收可见光模拟信号和红外模拟视频信号进行融合处理，获得融合数字视频信号；所述自然感彩色图像融合模块的另一端分别连接视频编码模块和火情识别报警模块，用于将所述融合数字视频信号分别发送至视频编码模块和火情识别报警模块；

所述视频编码模块的一端连接自然感彩色图像融合模块，另一端与所述监控中心通信连接，用于将所述融合数字视频信号转换为网络视频信号，并将所述网络视频信号传输至监控中心；

所述火情识别报警模块一端连接所述然感彩色图像融合模块，另一端与所述监控中心通信连接，用于对融合数字视频信号进行火情识别，根据火情识别结果生成报警信息，并将所述报警信息发送至监控中心；

所述监控中心的一端连接视频编码模块，用于接收监控点的网络视频信号并显示，所述监控中心的另一端连接所述火情识别报警模块，用于接收所述报警信息，并根据报警信息发出报警提示。

2.根据权利要求1所述的森林防火监控系统，其特征在于，所述监控中心包括中央处理器，所述中央处理器用于接收火情识别报警模块上传的报警信息，根据所述报警信息发出报警提示。

3.根据权利要求2所述的森林防火监控系统，其特征在于，所述监控中心还包括网络传输模块和屏幕显示器，所述网络传输模块的一端连接视频编码模块，另一端连接中央处理器的一端，所述中央处理器的另一端与所述屏幕显示器连接；

所述网络传输模块用于将接收的无线网络信号转换成有线网络信号，并通过中央处理器将所述有线网络信号解码后，在所述屏幕显示器上显示。

4.根据权利要求1所述的森林防火监控系统，其特征在于，所述可见光相机为透雾CCD传感器。

5.根据权利要求1所述的森林防火监控系统，其特征在于，所述监控点还包括烟雾传感器，所述烟雾传感器与所述火情识别报警模块连接。

6.根据权利要求1所述的森林防火监控系统，其特征在于，所述红外热成像相机包括非制冷焦平面探测器，所述非制冷焦平面探测器的像元数为336*256，响应波段为8～12um。

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