RU2663246C1 - Method for the forest fire monitoring and complex system for early detection of forest fire - Google Patents
Method for the forest fire monitoring and complex system for early detection of forest fire Download PDFInfo
- Publication number
- RU2663246C1 RU2663246C1 RU2017109345A RU2017109345A RU2663246C1 RU 2663246 C1 RU2663246 C1 RU 2663246C1 RU 2017109345 A RU2017109345 A RU 2017109345A RU 2017109345 A RU2017109345 A RU 2017109345A RU 2663246 C1 RU2663246 C1 RU 2663246C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- frequency
- input
- output
- local oscillator
- phase
- Prior art date
Links
- 238000001514 detection method Methods 0.000 title claims abstract description 17
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 15
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 title claims abstract description 12
- 238000001931 thermography Methods 0.000 claims abstract description 42
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 claims abstract description 27
- 230000010267 cellular communication Effects 0.000 claims abstract description 19
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 claims abstract description 18
- 238000013480 data collection Methods 0.000 claims abstract description 4
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 claims description 7
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 claims description 6
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims description 5
- 230000001413 cellular effect Effects 0.000 claims description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 2
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 2
- 241000208202 Linaceae Species 0.000 description 1
- 235000004431 Linum usitatissimum Nutrition 0.000 description 1
- 244000019194 Sorbus aucuparia Species 0.000 description 1
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001186 cumulative effect Effects 0.000 description 1
- 238000010295 mobile communication Methods 0.000 description 1
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 238000004321 preservation Methods 0.000 description 1
- 235000006414 serbal de cazadores Nutrition 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 238000012876 topography Methods 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
- 238000000844 transformation Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G08—SIGNALLING
- G08B—SIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
- G08B13/00—Burglar, theft or intruder alarms
- G08B13/18—Actuation by interference with heat, light, or radiation of shorter wavelength; Actuation by intruding sources of heat, light, or radiation of shorter wavelength
- G08B13/189—Actuation by interference with heat, light, or radiation of shorter wavelength; Actuation by intruding sources of heat, light, or radiation of shorter wavelength using passive radiation detection systems
- G08B13/194—Actuation by interference with heat, light, or radiation of shorter wavelength; Actuation by intruding sources of heat, light, or radiation of shorter wavelength using passive radiation detection systems using image scanning and comparing systems
-
- 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
- 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
Abstract
Description
Предлагаемый способ и система относятся к области пожарной безопасности и могут быть использованы для постоянного наземного мониторинга лесных массивов и населенных пунктов в местах, где развернута система сотовой связи.The proposed method and system relates to the field of fire safety and can be used for continuous ground monitoring of forests and settlements in places where the cellular communication system is deployed.
Известны способы и системы раннего обнаружения пожаров (патенты РФ №№2.032.229, 2.078.377, 2.110.094, 2.177.179, 2.207.631, 2.210.813, 2.256.228, 2.256.231, 2.340.002, 2.409.865, 2.486.594; патенты США №№5.049.861, 5.079.422, 5.557.260, 5.734.335, 6.400.265; патенты Франции №№2.811.456, 2.893.743; патенты Германии №3.710.265; патенты ЕР №№0.940.679, 1.667.453; патенты WO №0.948.070; Шаровар Ф.И. Устройства и системы пожарной сигнализации. М. Стройиздат, 1985, с. 292-295 и другие).Known methods and systems for the early detection of fires (RF patents Nos. 2.032.229, 2.078.377, 2.110.094, 2.177.179, 2.207.631, 2.210.813, 2.256.228, 2.256.231, 2.340.002, 2.409. 865, 2.486.594; US patents Nos. 5,049,861, 5,079,422, 5,557,260, 5,734,335, 6,400,265; French patents Nos. 2,811,456, 2,893,743; German patents 3,710,265; patents EP No. 0.940.679, 1.667.453; patents WO No. 0.948.070; Sharovar F. I. Fire alarm devices and systems. M. Stroyizdat, 1985, pp. 292-295 and others).
Из известный способов и систем наиболее близкими к предлагаемым являются «Способ мониторинга лесных пожаров и комплексная система раннего обнаружения лесных пожаров, построенная на принципе разносенсорного панорамного обзора местности с функцией высокоточного определения очага возгорания» (патенты РФ №2.486.594, G08B 13/194, 2011), которые и выбраны в качестве прототипов.Of the known methods and systems that are closest to the proposed ones are “A method for monitoring forest fires and an integrated system for early detection of forest fires, built on the principle of a multi-sensory panoramic view of the area with the function of highly accurate determination of the source of fire” (RF patents No. 2,486.594, G08B 13/194, 2011), which are selected as prototypes.
Известные способ и система обеспечивают расширение функциональных возможностей за счет увеличения ограничений по разрешению видеокамеры и тепловизорного изображения, увеличение угла обзора и объема получаемой информации. Мониторинг местности ведут, по меньшей мере, с двух точек, расположенных на мачтах сотовой связи, посредством тепловизорной камеры и видеокамеры, установленных так, что их оси параллельны и закреплены на сканирующей платформе, размещенной на каждой мачте сотовой связи, при этом передают изображения, полученные в тепловом и видеоканалах, совместно с данными углового и азимутального направления осей камер, на центральный сервер, в котором преобразуют изображения, полученные от тепловизионных и видеокамер, и данных от угломерно-азимутальных измерителей, расположенных на мачтах сотовой связи, в систему географических координат, осуществляют привязку очагов возгорания к географическим координатам с отображением на электронной карте местности, накладывают видеоизображение на изображение от тепловизионной камеры и выводят полученные изображения в виде трех отдельных изображений на монитор оператора, и/или на запоминающее устройство.The known method and system provide enhanced functionality by increasing restrictions on the resolution of the video camera and thermal imaging image, increasing the viewing angle and the amount of information received. Terrain monitoring is carried out from at least two points located on the masts of the cellular communication, using a thermal imaging camera and a video camera installed so that their axes are parallel and mounted on a scanning platform located on each mast of the cellular communication, while transmitting images received in the thermal and video channels, together with the data of the angular and azimuthal directions of the camera axes, to a central server, in which images obtained from thermal imaging and video cameras and data from angular-azimuthal are converted x meters located on the masts of the cellular communication system, in a geographical coordinate system, the focal points are linked to geographical coordinates and displayed on an electronic map of the area, the video image is superimposed on the image from the thermal imaging camera and the resulting images are displayed in the form of three separate images on the operator’s monitor, and / or to a storage device.
Технической задачей изобретения является повышение достоверности обмена аналоговой и дискретной информацией между телекоммуникационным модулем и центральным сервером путем использования двух частот ω1, ω2 и сложных сигналов с комбинированной амплитудной модуляций и фазовой манипуляцией (АМ-ФМн).An object of the invention is to increase the reliability of the exchange of analog and discrete information between the telecommunications module and the central server by using two frequencies ω 1 , ω 2 and complex signals with combined amplitude modulation and phase shift keying (AM-PSK).
Поставленная задача решается тем, что способ мониторинга лесных пожаров, характеризующийся, в соответствии с ближайшим аналогом, тем, что мониторинг ведут, по меньшей мере, с двух точек, расположенных на мачтах сотовой связи посредством тепловизионной камеры и видеокамеры, установленных так что их оси параллельны, и закрепленных на сканирующей платформе, размещенной на каждой мачте сотовой связи, при этом передают изображения, полученные в тепловом и видеоканалам, совместно с данными углового и азимутального направления осей камер, полученными с помощью угломерно-азимутального измерителя, на центральный сервер, в котором преобразуют изображения, полученные от тепловизионных и видеокамер, и данные от угломерно-азимутальных измерителей, расположенных на мачтах сотовой связи, в систему географических координат, осуществляют привязку очагов возгорания к географическим координатам с отображением на электронной карте местности, накладывают видеоизображение на изображение от тепловизионной камеры и выводят полученные изображения в виде трех отдельных изображений - полученного наложением разносенсорного панорамного изображения, тепловизионного изображения и видиоизображения на монитор оператора и/или на запоминающее устройство, отличается от ближайшего аналога тем, что на телекоммуникационном модуле формируют гармоническое колебание на частоте ωс, моделируют его по амплитуде аналоговым сообщением м1(t), манипулирует по фазе дискретным сообщением M1(t), полученый сложный сигнал с комбинированной амплитудной модуляцией и фазовой манипуляцией преобразуют по частоте с использованием частоты ωг1, первого гетеродина, выделяют сигнал первый промежуточной частоты ωпр1=ωс+ωг1, усиливают его по мощности и излучают в эфир на частоте ω1=ωпр=ωг2, где ωг2 - частота второго гетеродина, принимают и усиливают его по мощности на центральном сервере, преобразуют по частоте с использованием частоты ωг1 второго гетеродина, выделяют сигнал второй промежуточной частоты ωпр2=ω1+ωг1=ωс, ограничивают его по амплитуде, полученный сигнал с фазовой манипуляцией используют в качестве опорного напряжения для синхронного детектирования сложного сигнала с комбинированной амплитудной модуляцией и фазовой манипуляцией, выделяют низкочастотное напряжение, пропорциональной аналоговому сообщению м1(t), фиксируют и анализируют его, одновременно полученный сигнал с фазовой манипуляцией перемножают с напряжением первого гетеродина, выделяют сигнал с фазовой манипуляцией на частоте ωг2=ωпр2+ωг1, синхронно детектируют его с использованием частоты ωг2 второго гетеродина, выделяют низкочастотное напряжение, пропорциональное дискретному сообщению M1(t), фиксируют и анализируют его, на центральном сервере формируют также гармоническое колебание на частоте ωс, модулируют его по амплитуде аналоговым сообщением м2(t), манипулируют по фазе дискретным сообщением M2(t), полученный сложный сигнал с комбинированной амплитудной модуляцией и фазовой манипуляцией преобразуют по частоте с использованием частоты ωг2 первого гетеродина, выделяют сигнал третьей промежуточной частоты ωпр3=ωг2-ωс, усиливают его по мощности и излучают в эфир на частоте ω2=ωпр3=ωг1, принимают и усиливают по мощности на телекоммуникационном модуле, преобразуют по частоте с использованием частоты ωг2 второго гетеродина, выделяют сигнал второй промежуточной частоты ωпр2=ωг2-ω2, ограничивают его по амплитуде, полученный сигнал с фазовой манипуляцией используют в качестве опорного напряжения для синхронного детектирования сложного сигнала с комбинированной амплитудной модуляцией и фазовой манипуляцией, выделяют низкочастотное напряжение, пропорциональное аналоговому сообщению м2(t), фиксируют и анализируют его, одновременно полученный сигнал с фазовой манипуляцией перемножают с напряжением первого гетеродина, выделяют сигнал с фазовой манипуляций на частоте ωг2 второго гетеродина, выделяют низкочастотное напряжение, пропорциональное дискретному сообщению M2(t), фиксируют и анализируют его, причем частоты ωг1 и ωг2 гетеродинов разнесены на значение второй промежуточной частоты ωг2-ωг1=ωпр2, сложные сигналы с комбинированной амплитудной модуляцией и фазовой манипуляцией на телекоммуникационном модуле излучают на частоте ω1, а принимают на частоте ω2, а на центральном сервере, наоборот, излучают на частоте ω2, а принимают на частоте ω1.The problem is solved in that the method of monitoring forest fires, characterized, in accordance with the closest analogue, in that monitoring is carried out from at least two points located on the masts of the cellular communication using a thermal imaging camera and a video camera installed so that their axes are parallel , and mounted on a scanning platform located on each mast of cellular communication, while transmitting images obtained in the thermal and video channels, together with the data of the angular and azimuthal directions of the camera axes, the floor Using a goniometric azimuthal meter, the central server, which converts images obtained from thermal imaging and video cameras, and data from goniometric azimuthal meters located on the masts of cellular communications, into a geographic coordinate system, links the focal points to geographic coordinates with displaying on an electronic map of the area, lay the video image on the image from the thermal imaging camera and display the resulting image in the form of three separate images - floor ennogo overlay raznosensornogo panoramic image, thermal imaging and vidioizobrazheniya to monitor the operator and / or to the memory device differs from the closest analog by that a harmonic oscillation at the frequency ω in the telecommunications module with, simulate its amplitude analog message m 1 (t), manipulates the phase with a discrete message M 1 (t), the obtained complex signal with combined amplitude modulation and phase manipulation is converted in frequency using the frequency ω g1 , per of the local oscillator, isolate the first intermediate frequency signal ω pr1 = ω s + ω g1 , amplify it in power and radiate it at the frequency ω 1 = ω pr = ω g2 , where ω g2 is the frequency of the second local oscillator, receive and amplify it in power on the central server, they are frequency-converted using the frequency ω g1 of the second local oscillator, a signal of the second intermediate frequency ω pr2 = ω 1 + ω g1 = ω s is isolated, its amplitude is limited, the received signal with phase shift keying is used as a reference voltage for synchronous detection complex signal and with combined amplitude modulation and phase-shift keying, a low-frequency voltage proportional to the analog message m 1 (t) is isolated, it is recorded and analyzed, at the same time, the received signal with phase-shift keying is multiplied with the voltage of the first local oscillator, a signal with phase-shift keying at a frequency ω g2 = ω is isolated np2 + ω r1, it is detected synchronously with the frequency of the second local oscillator ω r2, allocate a low-frequency voltage proportional to the digital message M 1 (t), it is fixed and analyzed at the center flax server is formed as a harmonic oscillation at frequency ω s, modulate its amplitude analog message m 2 (t), is manipulated in phase digital message M 2 (t), the resulting composite signal with a combination of amplitude modulation and phase shift keying is converted in frequency by using frequency ω r2 of the first local oscillator is isolated third signal PR3 intermediate frequency ω = ω z2 -ω s, increase its power and emit the air at the frequency ω = ω 2 = ω r1 PR3, receives and amplifies the power of the telecommunications module, transformations form a frequency using frequency ω r2 of the second local oscillator signal separated second intermediate frequency np2 ω = ω z2 -ω 2, limit its amplitude, the received signal with the phase shift keying is used as the reference voltage for the synchronous detection of the combined composite signal with amplitude modulation and phase-shift keying, isolate a low-frequency voltage proportional to the analog message m 2 (t), record and analyze it, at the same time the received signal with phase-shift keying is multiplied with by tensioning the first local oscillator, a signal from phase manipulation is isolated at a frequency ω g2 of the second local oscillator, a low-frequency voltage is proportional to the discrete message M 2 (t), it is recorded and analyzed, and the frequencies ω g1 and ω g2 local oscillators are spaced apart by the value of the second intermediate frequency ω g2 -ω g1 = ω pr2 , complex signals with combined amplitude modulation and phase shift keying on the telecommunication module emit at a frequency of ω 1 and receive at a frequency of ω 2 , and on the central server, on the contrary, emit at a frequency of ω 2 , and take on the frequency ω 1 .
Поставленная задача решается тем, что комплексная система раннего обнаружения лесных пожаров, содержащая, в соответствии с ближайшим аналогом, по меньшей мере, два тепловизионно-телевизионных модуля кругового сканирования местности, расположенных на мачтах сотовой связи, каждый тепловизионно-телевизионный модуль образован тепловизионной камерой и видеокамерой, установленными так, что их оси параллельны, угломерно-азимутальному измерителю, ось которого параллельна осям тепловизионной камеры и видеокамеры, и контроллером управления, при этом тепловизионная камера, видеокамера и угломерно-азимутальный измеритель закреплены на сканирующей платформе, установленной на мачте сотовой связи и имеют возможность вращения относительно вертикальной оси и поворота относительно горизонтальной оси, причем выходы тепловизионной камеры, видеокамеры и угломерно-азимутного измерителя связаны с первым-третьим входами контроллера управления, вход устройства управления движения сканирующей платформы связан с первым выходом контроллера, четвертым вход контроллера управления связан с блоком глобальной навигационной спутниковой системы, при этом система снабжена телекоммуникационным модулем, осуществляющим беспроводную связь с центральным сервером, причем телекоммуникационный модуль связан входом-выходом соответственно со вторым выходом и пятым входом контроллера управления, шестой вход, которого связан с выходом устройства сбора метеоданных, отличается от ближайшего аналога тем, что телекоммуникационный модуль и центральный сервер выполнены в виде последовательно включенных задающего генератора, амплитудного модулятора, второй вход которого соединен с выходом формирователя аналоговых сообщений фазового манипулятора, второй вход которого соединен с выходом формирователя дискретных сообщений, первого смесителя, второй вход которого соединен с выходом первого гетеродина, усилителя первой промежуточной частоты, первого усилителя мощности, дуплексера, вход-выход которого связан с приемопередающей антенной, второго усилителя мощности, второго смесителя, второй вход которого соединен с выходом второго гетеродина, усилителя второй промежуточной частоты, амплитудного ограничителя и синхронного детектора, второй вход которого соединен с выходом усилителя второй промежуточной частоты, последовательно подключенных к выходу амплитудного ограничителя, второй вход которого соединен с выходом первого гетеродина, полосового фильтра и фазового детектора, второй вход которого соединен с выходом второго гетеродина, причем выходы синхронного детектора и фазового детектора телекоммуникационного модуля подключены к первому и второму входам контроллера управления соответственного, к первому и второму входам которого подключены формирователь аналоговых сообщений и формирователь дискретных сообщений соответственно, а выходы синхронного детектора и фазового детектора центрального сервера подключены к первому и второму входом компьютера соответственно, к первому и второму выходам которого подключены формирователь аналоговых сообщений и формирователь дискретных сообщений соответственно, частоты ωг1 и ωг2 гетеродинов разнесены на значение второй промежуточной частоты ωг2-ωг1=ωпр2, сложные сигналы с комбинированный амплитудной модуляцией и фазовой манипуляцией телекоммуникационным модулем излучаются на частоте ω1, а принимаются на частоте ω2, а центральным сервером, наоборот, излучаются на частоте ω2, а принимаются на частоте ω1.The problem is solved in that a comprehensive system for early detection of forest fires, containing, in accordance with the closest analogue, at least two thermal imaging and television modules for circular scanning of the terrain located on the masts of cellular communications, each thermal imaging and television module is formed by a thermal imaging camera and a video camera installed so that their axes are parallel to the azimuthal azimuth meter, whose axis is parallel to the axes of the thermal imaging camera and video camera, and a control controller, wherein the thermal imaging camera, the video camera and the azimuthal azimuth meter are mounted on a scanning platform mounted on the cellular mast and have the ability to rotate about the vertical axis and rotate about the horizontal axis, and the outputs of the thermal imaging camera, video camera and azimuth meter are connected with the first or third the inputs of the control controller, the input of the motion control device of the scanning platform is connected to the first output of the controller, the fourth input of the control controller is connected with the global navigation satellite system unit, the system being equipped with a telecommunication module that wirelessly communicates with a central server, the telecommunication module being connected by an input / output respectively to a second output and a fifth input of a control controller, a sixth input which is connected to an output of a weather data collection device, differs from the closest analogue in that the telecommunication module and the central server are made in the form of serially connected master oscillator, the amplitude the bottom of the modulator, the second input of which is connected to the output of the shaper of analog messages of the phase manipulator, the second input of which is connected to the output of the shaper of discrete messages, the first mixer, the second input of which is connected to the output of the first local oscillator, the amplifier of the first intermediate frequency, the first power amplifier, duplexer, the input the output of which is connected to the transceiver antenna, the second power amplifier, the second mixer, the second input of which is connected to the output of the second local oscillator, the amplifier of the second intermediate a weft frequency, an amplitude limiter and a synchronous detector, the second input of which is connected to the output of the amplifier of the second intermediate frequency, connected in series to the output of the amplitude limiter, the second input of which is connected to the output of the first local oscillator, a bandpass filter and a phase detector, the second input of which is connected to the output of the second local oscillator and the outputs of the synchronous detector and phase detector of the telecommunications module are connected to the first and second inputs of the control controller, respectively ohm, to the first and second inputs of which the analog message former and the discrete message former are connected, respectively, and the outputs of the synchronous detector and the central server phase detector are connected to the first and second computer inputs, respectively, to the first and second outputs of which the analog message former and discrete messages former are connected accordingly, the frequencies ω and ω r1 r2 oscillators spaced apart by the value of the second intermediate frequency ω z2 -ω d1 = ω np2, complex signals COMBINED Rowan amplitude modulation and phase shift keying communication module emitted at the frequency ω 1, and received at a frequency ω 2, and a central server, on the contrary, are emitted at a frequency ω 2, and received at the frequency ω 1.
Структурная схема комплексной системы раннего обнаружения лесных пожаров представлена на фиг. 1. Частотная диаграмма, поясняющая преобразование сигналов, изображена на фиг. 2. Структурная схема телекоммуникационного модуля 8 показана на фиг. 3. Структурная схема центрального сервера 10 показана на фиг. 4.The block diagram of an integrated system for early detection of forest fires is shown in FIG. 1. A frequency diagram explaining signal conversion is shown in FIG. 2. A block diagram of a
Комплексная система раннего обнаружения лесных пожаров содержит тепловизионный модуль 1, видеокамеру 2 и угломерно-азимутальный измеритель 6, выходы, которых связаны с первым-третьим входами контроллера 4 управления, вход устройства управления движением сканирующей платформы 3 связан с первым выходом контроллера 4. Четвертый вход контроллера 4 управления связан с блоком 5 глобальной навигационной спутниковой системы. Шестой вход контроллера 4 управления, соединен с выходом устройства 7 сбора метеоданных. Телекоммуникационный модуль 8, осуществляющий беспроводную связь 9 с центральным сервером 10 связан входом-выходом соответственно со вторым выходом и пятым входом контроллера 4 управления.A comprehensive system for early detection of forest fires includes a
Телекоммуникационный модуль 8 и центральный сервер 10 содержат последовательно включенные задающий генератор 11.1(11.2), амплитудный модулятор 13.1(13.2), второй вход которого соединен с выходом формирователя 12.1(12.2) аналоговых сообщений, фазовый манипулятор 15.1(15.2), второй вход которого соединен с выходом формирователя 14.1(14.2) дискретных сообщений, первый смеситель 17.1(17.2), второй вход которого соединен с выходом первого гетеродина 16.1(16.2), усилитель первой (третьей) 18.1(18.2) промежуточной частоты, первый усилитель 19.1(19.2) мощности, дуплексер 20.1(20.2), вход-выход которого связан с приемопередающей антенной 21.1(21.2), второй усилитель 22.1(22.2) мощности, второй смеситель 24.1(24.2), второй вход которого соединен с выходом второго гетеродина 23.1(23.2), усилителя 25.1(25.2) второй промежуточной частоты, амплитудный ограничитель 26.1(26.2) и синхронный детектор 27.1(27.2), второй вход которого соединен с выходом усилителя 25.1(25.2) второй промежуточной частоты. К выходу амплитудного ограничителя 26.1(26.2) последовательно подключены перемножитель 28.1(28.2), второй вход которого соединен с выходом гетеродина 16.1(16.2), полосовой фильтр 29.1(29.2) и фазовый детектор 30.1(30.2).The
Выходы синхронного детектора 27.1 и фазового детектора 30.1 телекоммуникационного модуля 8 подключены к первому и второму входам контроллера и управления соответственно, к первому и второму выходам которого подключены формирователь 12.1 аналоговых сообщений и формирователь 14.1 дискретных сообщений соответственно.The outputs of the synchronous detector 27.1 and phase detector 30.1 of the
Выходы синхронного детектора 27.2 и фазового детектора 30.2 центрального сервера 10, подключены к первому и второму входам компьютера 31 соответственно, к первому и второму выходам которого подключены формирователь 12.2 аналоговых сообщений и формирователь 14.2 дискретных сообщений соответственно.The outputs of the synchronous detector 27.2 and phase detector 30.2 of the
Способ мониторинга лесных пожаров осуществляют следующим образом.A method for monitoring forest fires is as follows.
На двух, трех (или более) мачтах сотовой связи устанавливаются тепловизионно-телевизионный модуль кругового сканирования местности. Каждый тепловизионно-телевизионный модуль содержит тепловизионную камеру 1 и видеокамеру 2, установленные на сканирующей платформе 3 так, что их оптические оси параллельны. В состав тепловизионно-телевизионного модуля входят также контроллер 4 управления и угломерно-азимутальный измеритель 5, определяющий ориентацию сканирующей платформы 3 и, соответственно, расположенные тепловизионный камеры 1 и видеокамеры 2 по азимуту и углу отклонения от горизонтальной плоскости.On two, three (or more) masts of cellular communication, a thermal imaging-television module for circular scanning of the terrain is installed. Each thermal imaging and television module contains a
Использование в системе как минимум двух, а при необходимости достаточно большого количества разносенсорного (тепло- и видео-) панорамного обзора, монтируемых на мачтах сотовой связи, позволяет повысить достоверность обнаружения очагов возгорания благодаря тому, что источник огня обнаруживают два и более устройства. Одновременно получение сигнала от двух или более тепловизионно-телевизионных модулей кругового сканирования местности обуславливается снижением вероятности ложных обнаружений очагов возгорания и повышение надежности и достоверности получаемой информации вследствие того, что тепловизионные и видеокамеры панорамного обзора установлены на мачтах антенн базовых станций сотовой связи, и наблюдение за каждой точкой территории ведется с нескольких (2-х и более) соседних вышек, т.е. каждая точка контролируемого участка леса (или другого объекта наблюдения) просматривается под разными углами, что снижает вероятность того, что очаг возгорания будет не замечен. Очаг возгорания, закрытый от одной из точек наблюдения рельефом местности или другой помехой, будет виден с другой точки (вышки сотовой связи).The use in the system of at least two, and if necessary a sufficiently large number of different-sensory (heat and video) panoramic views mounted on masts of cellular communication, can increase the reliability of detection of fire sources due to the fact that two or more devices detect a fire source. At the same time, receiving a signal from two or more thermal imaging and television modules for circular scanning of the terrain is caused by a decrease in the probability of false detection of fire sources and an increase in the reliability and reliability of the information received due to the fact that thermal imaging cameras and panoramic cameras are installed on the masts of antennas of base stations of cellular communications, and monitoring each a point of territory is conducted from several (2 or more) neighboring towers, i.e. Each point of the controlled area of the forest (or other object of observation) is viewed from different angles, which reduces the likelihood that the fire will not be noticed. A fire center, closed from one of the observation points by a topography or other obstacle, will be visible from another point (cell towers).
Так как в силу своего целевого назначения мачты антенны базовых станций расположены на господствующих высотах и имеет высоту от 50 до 100 метров, размещенные на них тепловизорные и видео камеры с круговым обзором, позволяет обеспечить обнаружение очагов возгорания на дальности до 18-50 км.Since, due to their intended purpose, the base station antenna masts are located at prevailing heights and have a height of 50 to 100 meters, thermal imaging cameras and video cameras with a circular view placed on them make it possible to detect ignition sources at ranges of up to 18-50 km.
Поскольку координаты базовых станций известны, размещение тепловизорных и видеокамер на высотных сооружениях базовых станций операторов сотовой связи и применение совместный обработки данных от тепловизорных и видеокамер, расположенных на 2-х-3-х соседних мачтах на площадях покрытия сотовой связью, позволяет с использованием метода триангуляции определить место расположения очага возгорания с точностью до 20-50 метров. Очаг возгорания с площадью до 50 кв. метров может быть обнаружен на дальностях до 35 км. Все это позволяет обеспечить быстрое реагирование на пожары и, как следствие, безопасность жителей, мест их проживания, сохранность природных ресурсов.Since the coordinates of the base stations are known, the placement of thermal imaging cameras and video cameras on high-rise structures of base stations of mobile communication operators and the use of joint processing of data from thermal imaging cameras and video cameras located on 2 to 3 neighboring masts in areas of cellular communication coverage allows using the triangulation method determine the location of the fire with an accuracy of 20-50 meters. The center of ignition with an area of up to 50 square meters. meters can be detected at ranges up to 35 km. All this allows us to provide a quick response to fires and, as a result, the safety of residents, their places of residence, the preservation of natural resources.
Техническое решение позволяет осуществлять раннее выявление очагов возгорания, возникающих в лесных массивах на значительном (до 50 км) удалении от населенных пунктов и важных стратегических объектов, что позволяет своевременно принять адекватные противопожарные меры, не допуская последующего приближения огня к местам жизнедеятельности людей.The technical solution allows the early detection of fires that occur in forests at a considerable (up to 50 km) distance from settlements and important strategic objects, which allows timely adequate fire-fighting measures to be taken, preventing the subsequent approach of fire to places of human activity.
Режим разносенсорного панорамного обзора заключается в наложении панорамного видеоизображения на изображение от тепловизионной камеры, что позволяет осуществить визуальную привязку очага возгорания к панорамному видеоизображению.The multi-sensor panoramic view mode consists in superimposing a panoramic video image onto an image from a thermal imaging camera, which allows visual linking of the source of fire to a panoramic video image.
Изображения, полученные в тепло- и видео каналах, совместно с данными углового азимутального направления осей камер, полученными с помощью угломерно-азимутального измерителя, передают на центральный сервер 10 через контроллер 4 управления и телекоммуникационный модуль (модем) 8.Images obtained in the heat and video channels, together with the data of the angular azimuthal direction of the camera axes, obtained using the goniometric azimuth meter, are transmitted to the
Для этого задающим генератором 11.1 формируется гармоническое колебаниеFor this, a harmonic oscillation is generated by the master oscillator 11.1
Uc1(t)=Vc1*cos(ωct+ϕс1), 0≤t≤Тс1,U c1 (t) = V c1 * cos (ω c t + ϕ s1 ), 0≤t≤T s1 ,
где Vc1, ωс, ϕс1, Tc1 - амплитуда, несущая частота, начальная фаза и длительность гармонического колебания;where V c1 , ω s , ϕ c1 , T c1 - amplitude, carrier frequency, initial phase and duration of harmonic oscillation;
которое поступает на первый вход амплитудного модулятора 13.1, на второй вход которого подается аналоговое сообщение м1(t) с выхода формирователя 12.1 аналоговых сообщений. На выходе амплитудного модулятора 13.1 образуется сигнал с амплитудной модуляцией (AM).which is fed to the first input of the amplitude modulator 13.1, to the second input of which an analog message m 1 (t) is supplied from the output of the shaper 12.1 analog messages. At the output of the amplitude modulator 13.1, a signal with amplitude modulation (AM) is generated.
U1(t)=Vc1[1+м1(t)]*cos(ωct+ϕc1), 0≤t≤Tc1,U 1 (t) = V c1 [1 + m 1 (t)] * cos (ω c t + ϕ c1 ), 0≤t≤T c1 ,
где м1(t) - модулирующая функция амплитудной модуляции, отображающая структуру аналоговых сообщений;where m 1 (t) is the modulating amplitude modulation function that displays the structure of analog messages;
который поступает на первый вход фазового манипулятора 15.1. На второй вход последнего подается дискретное сообщение M1(t) с выхода формирователя 14.1 дискретных сообщений. На выходе фазового манипулятора 15.1 формируется сложный сигнал с комбинированной амплитудной модуляцией и фазовой манипуляцией (АМ-ФМн)which goes to the first input of the phase manipulator 15.1. A discrete message M 1 (t) is supplied to the second input of the latter from the output of the shaper 14.1 of discrete messages. At the output of the phase manipulator 15.1, a complex signal is formed with combined amplitude modulation and phase manipulation (AM-FMn)
U2(t)=Vc1[1+м1(t)]*cos[ωct+ϕk1(t)+ϕc1], 0≤t≤Tc1,U 2 (t) = V c1 [1 + m 1 (t)] * cos [ω c t + ϕ k1 (t) + ϕ c1 ], 0≤t≤T c1 ,
где ϕk1(t)={0,π} - манипулируемая составляющая фазы, отображающая закон фазовой манипуляции в соответствии с моделирующим кодом M1(t).where ϕ k1 (t) = {0, π} is the manipulated phase component that displays the phase manipulation law in accordance with the modeling code M 1 (t).
Формирователи 12.1 и 14.1 аналоговых и дискретных сообщений связаны с первым и вторым выходами контроллера 4 управления и содержат информацию, полученную от угломерно-азимутального измерителя и тепло- и видеоканалов.Shapers 12.1 and 14.1 of analog and discrete messages are connected with the first and second outputs of the
Сформированный АМ-ФМн сигнал U2(t) с выхода фазового манипулятора 15.1 поступает на первый вход первого смесителя 17.1, на второй вход которого подается напряжение первого гетеродина 16.1.The generated AM-PSK signal U 2 (t) from the output of the phase manipulator 15.1 is fed to the first input of the first mixer 17.1, the second input of which supplies the voltage of the first local oscillator 16.1.
Uг1(t)=Vг1*cos(ωг1t+ϕг1).U g1 (t) = V g1 * cos (ω g1 t + ϕ g1 ).
На выходе смесителя 17.1 образуются напряжения комбинационных частот. Усилителем 18.1 выделяется напряжение первой промежуточной (суммарной) частоты.At the output of the mixer 17.1, voltages of combination frequencies are generated. Amplifier 18.1 distinguishes the voltage of the first intermediate (total) frequency.
Uпр1(t)=Vпр1*[1+м1(t)]*cos[ωпр1t+ϕk1(t)+ϕпр1], 0≤t≤Tc1,U pr1 (t) = V pr1 * [1 + m 1 (t)] * cos [ω pr1 t + ϕ k1 (t) + ϕ pr1 ], 0≤t≤T c1 ,
где Vпр1=1/2Vc1*Vг1 where V pr1 = 1 / 2V c1 * V g1
ωпр1=ωc+ωг1 - первая промежуточная (суммарная) частота;ω pr1 = ω c + ω g1 - the first intermediate (total) frequency;
ϕпр1=ϕс1+ϕг1.ϕ pr1 = ϕ c1 + ϕ g1 .
Это напряжение представляет собой сложный сигнал с комбинированной амплитудной модуляцией и фазовой манипуляцией (АМ-ФМн) на первой промежуточной частоте ωпр1 и после усиления по мощности в усилители 19.1 мощности через дуплексер 20.1 поступает в приемопередающую антенну 21.1, излучается ею в эфир на частоте ω1=ωпр1=ωг2, улавливается приемопередающий антенной 21.2 центрального сервера 10 и через дуплексер 20.2 и усилитель 22. 2 мощности поступает на первый вход смесителя 24.2, на второй вход которого продается напряжение второго гетеродина 23.2This voltage is a complex signal with combined amplitude modulation and phase shift keying (AM-PSK) at the first intermediate frequency ω pr1 and after amplification in power to power amplifiers 19.1 through duplexer 20.1 it enters the transceiver antenna 21.1 and is radiated by it at a frequency ω 1 pr1 = ω = ω r2, captured transceiving antenna 21.2 and the
Uг1(t)=Vг1*cos(ωг1t+ϕг1).U g1 (t) = V g1 * cos (ω g1 t + ϕ g1 ).
На выходе смесителя 24.2 образуются напряжения комбинационных частот. Усилителем 25.2 выделяется напряжение второй промежуточной (разностной) частоты.At the output of the mixer 24.2, voltages of combination frequencies are generated. Amplifier 25.2 distinguishes the voltage of the second intermediate (differential) frequency.
Uпр2(t)=Vпр2*[1+м1(t)]*cos[ωпр2t+ϕk1(t)+ϕпр2], 0≤t≤Tc1,U CR2 (t) = V CR2 * [1 + m 1 (t)] * cos [ω CR2 t + ϕ k1 (t) + ϕ CR2 ], 0≤t≤T c1 ,
где Vпр2=1/2Vпр1*Vг1;where V pr2 = 1 / 2V pr1 * V g1 ;
ωпр2=ωпр1+ωг1 - первая промежуточная (суммарная) частота; np2 ω = ω + ω r1 pr1 - first intermediate (cumulative) frequency;
ϕпр2=ϕпр1+ϕг1.ϕ ad2 = ϕ ad1 + ϕ g1 .
Это напряжение поступает на первый (информационный) вход синхронного детектора 27. 2 и на вход амплитудного ограничителя 26. 2, на выходе которого образуется напряжениеThis voltage is supplied to the first (information) input of the synchronous detector 27. 2 and to the input of the amplitude limiter 26. 2, at the output of which a voltage is generated
U3(t)=Vo*cos[ωпр2t+ϕk1(t)+ϕпр2], 0≤t≤Тс1,U 3 (t) = V o * cos [ω CR2 t + ϕ k1 (t) + ϕ CR2 ], 0≤t≤T s1 ,
где Vo - порог ограничения.where V o is the limit threshold.
Это напряжение представляет собой ФМн сигнал на второй промежуточной частоте ωпр2, используется в качестве опорного напряжения и подается на второй (опорный) вход синхронного детектора 27.2. На выходе последнего образуется низкочастотное напряжениеThis voltage is a PSK signal at the second intermediate frequency ω pr2 , is used as a reference voltage and is supplied to the second (reference) input of the synchronous detector 27.2. The output of the latter forms a low-frequency voltage
UH1(t)=VH1*[1+м1(t)],U H1 (t) = V H1 * [1 + m 1 (t)],
где VH1=1/2Vпр2*Vo,where V H1 = 1 / 2V pr2 * V o ,
пропорциональное моделирующей функции м1(t).proportional to the modeling function m 1 (t).
Одновременно ФМн сигнал U3(t) с выхода амплитудного ограничителя 26.2 поступает на первый вход перемножителя 28.2, на второй вход которого подается напряжение гетеродина 16.2.At the same time, the PSK signal U 3 (t) from the output of the amplitude limiter 26.2 is fed to the first input of the multiplier 28.2, the second input of which supplies the local oscillator voltage 16.2.
Uг2(t)=Vг2*cos(ωг2t+ϕг2).U g2 (t) = V g2 * cos (ω g2 t + ϕ g2 ).
На выходе перемножителя 28.2 образуется напряжениеAt the output of the multiplier 28.2 voltage is formed
U4(t)=V4*cos[ωг1+ϕk1(t)+ϕг1], 0≤t≤Тс1,U 4 (t) = V 4 * cos [ω g1 + ϕ k1 (t) + ϕ g1 ], 0≤t≤T s1 ,
где V4=1/2Vo*Vг2;where V 4 = 1 / 2V o * V g2 ;
которое выделяется полосовым фильтром 29.2 и поступает на первый (информационный) вход фазового детектора 30.2, на второй (опорный) вход которого подается напряжение гетеродина 23.2which is allocated by the band-pass filter 29.2 and arrives at the first (information) input of the phase detector 30.2, at the second (reference) input of which the local oscillator voltage 23.2 is supplied
Uг1(t)=Vг1*cos(ωг1t+ϕг1)U g1 (t) = V g1 * cos (ω g1 t + ϕ g1 )
На выходе фазового детектора 30.2 образуется низкочастотное напряжениеA low-frequency voltage is generated at the output of the phase detector 30.2
UH2(t)=VH2*cosϕk1(t),U H2 (t) = V H2 * cosϕ k1 (t),
где VH2=1/2V4*Vг1;where V H2 = 1 / 2V 4 * V g1 ;
пропорциональное моделирующему коду M1(t).proportional to the modeling code M 1 (t).
Низкочастотные напряжения UH1(t) и UH2(t) поступают в компьютер 31, где данные, полученные от тепловизионных камер 1, видеокамер 2 и угломерно-азимутальных измерителей 5, расположенных на соседних мачтах сотовой связи, преобразуют в систему географических координат, осуществляют привязку очагов возгорания к географическим координатам, с отображением на электронной карте местности, накладывают видеоизображения на тепловизионное изображение и выводят полученные изображения в виде трех отдельных изображений:The low-frequency voltages U H1 (t) and U H2 (t) are supplied to a
- полученного наложением, разносенсорного панорамного изображения;- obtained by overlay, multi-sensor panoramic image;
- тепловизионного изображения;- thermal imaging image;
- видеоизображения,- video images,
на монитор оператора и/или на запоминающее устройство, причем фазовую синхронизацию сигнала для передачи информации на центральный сервер 10 и дополнительную привязку к географическим координатам осуществляется по спутниковым сигналам точного времени посредством глобальной навигационной спутниковой системы, преимущественно, ГЛОНАСС.to the operator’s monitor and / or to the storage device, moreover, phase synchronization of the signal for transmitting information to the
Результаты в дальнейшем могут быть переданы службам реагирования МЧС России и Рослесхоза с целью своевременного принятия решений. Возможна также передача информации с указанием координат очагов пожаров на авиационные средства охраны лесов и пожаротушения.The results can then be transferred to the response services of the Ministry of Emergencies of Russia and Rosleskhoz with a view to timely decision making. It is also possible to transmit information indicating the coordinates of the fire sources to aviation forest protection and fire fighting equipment.
Движением сканирующей платформы 3 управляет устройство управления сканирующей платформы 3, получающие команды и информацию от центрального сервера 10 через контроллер 4 управления.The movement of the
Для этого на центральном сервере 10 задающим генератором 11.2 формируется гармоническое колебаниеFor this, a harmonic oscillation is generated on the
Uc2(t)=Vc2*cos(ωct+ϕг2), 0≤t≤Тс1, U c2 (t) = V c2 * cos (ω c t + φ r2) 0≤t≤T c1,
которая поступает на первый вход амплитудного модулятора 13.2, на второй вход которого подается аналоговое сообщение м2(t) с выхода формирователя 12.2 аналоговых сообщений.which is fed to the first input of the amplitude modulator 13.2, to the second input of which an analog message m 2 (t) is supplied from the output of the shaper 12.2 analog messages.
На выходе амплитудного модулятора 13.2 образуется сигнал с амплитудной модуляцией (AM)The output of the amplitude modulator 13.2 produces a signal with amplitude modulation (AM)
U5(t)=Vc2*[1+м2(t)]*cos[ωct+ϕс2], 0≤t≤Tc2,U 5 (t) = V c2 * [1 + m 2 (t)] * cos [ω c t + ϕ c2 ], 0≤t≤T c2 ,
где м2(t) - моделирующая функция амплитудной модуляции, отображающая структуру аналоговых сообщений,where m 2 (t) is a modeling function of amplitude modulation that displays the structure of analog messages,
который поступает на первый вход фазового манипулятора 15.2. На второй вход последнего подается дискретное сообщение M2(t) с выхода формирователя 14.2 дискретных сообщений. На выходе фазового манипулятора 15.2 формируется сложный сигнал с комбинированной амплитудной модуляцией и фазовой манипуляцией (АМ-ФМн)which goes to the first input of the phase manipulator 15.2. A discrete message M 2 (t) is supplied to the second input of the latter from the output of the shaper 14.2 of discrete messages. At the output of the phase manipulator 15.2, a complex signal is formed with combined amplitude modulation and phase manipulation (AM-FMn)
U6(t)=Vc2*[1+м2(t)]*cos[ωct+ϕk2(t)+ϕс2], 0≤t≤Тс2,U 6 (t) = V c2 * [1 + m 2 (t)] * cos [ω c t + ϕ k2 (t) + ϕ c2 ], 0≤t≤T s2 ,
где ϕk2(t)={0,π} - манипулируемая составляющая фазы, отображающая закон фазовой манипуляции в соответствии с моделирующим кодом M2(t).where ϕ k2 (t) = {0, π} is the manipulated phase component that displays the phase manipulation law in accordance with the modeling code M 2 (t).
Формирователи 12.2 и 14.2 аналоговых и дискретных сообщений связаны с первым и вторым выходами компьютера 31 и содержат информацию и команды управление сканирующей платформой 3.Shapers 12.2 and 14.2 analog and discrete messages associated with the first and second outputs of the
Сформированный АМ-ФМн сигнал U6(t) с выхода фазового манипулятора 15.2 поступает на первый вход первого смесителя 17.2, на второй вход которого подается напряжение первого гетеродина 16.2.Formed AM-QPSK signal U 6 (t) from the output of the phase manipulator 15.2 is fed to the first input of the first mixer 17.2, the second input of which is supplied with the voltage of the first local oscillator 16.2.
Uг2(t)=Vг2*cos(ωг2t+ϕг2),U g2 (t) = V g2 * cos (ω g2 t + ϕ g2 ),
На выходе смесителя 17.2 образуются напряжения комбинационных частот. Усилителем 18.2 выделяется напряжение третьей промежуточной (разностной) частотыAt the output of the mixer 17.2, voltages of combination frequencies are generated. Amplifier 18.2 distinguishes the voltage of the third intermediate (differential) frequency
Uпр3(t)=Vпр4*[1+м2(t)]*cos[ωпр3t+ϕk2(t)+ϕпр3], 0≤t≤Тс2,U pr3 (t) = V pr4 * [1 + m 2 (t)] * cos [ω pr3 t + ϕ k2 (t) + ϕ pr3 ], 0≤t≤T s2 ,
где Vпр3=1/2Vc2*Vг2;where V pr3 = 1 / 2V c2 * V g2 ;
ωпр3=ωг2-ωc - третья промежуточная (разностная) частота; PR3 ω = ω z2 -ω c - third intermediate (difference) frequency;
ϕпр3=ϕг2+ϕс2. PR3 cp = φ r2 + φ s2.
Это напряжение представляет собой сложный сигнал с комбинированной амплитудной модуляцией и фазовой манипуляцией) АМ-ФМн) на третьей промежуточной частоте ωпр3 и после усиления по мощности в усилителе 19.2 мощности через дуплексер 20.2 поступает в приемопередающую антенну 21.2, излучается ею в эфир на частоте ϕ2=ϕпр3=ϕг1, улавливается приемопередающий антенной 21.1 телекоммуникационного модуля 8 и через дуплексер 20.1 и усилитель в 22.1 мощности поступает на первый вход смесителя 24.1, на второй вход которого подается напряжение гетеродина 23.1This voltage is a complex signal with combined amplitude modulation and phase shift keying (AM-FMn) at the third intermediate frequency ω pr3 and, after gaining power in the power amplifier 19.2, through the duplexer 20.2 it enters the transceiver antenna 21.2, is radiated by it at the frequency ϕ 2 = ϕ pr3 = ϕ g1 , the transceiver antenna 21.1 of the
Uг2(t)=Vг2*cos(ωг2t+ϕг2)U g2 (t) = V g2 * cos (ω g2 t + ϕ g2 )
На выходе смесителя 24.1 образуются напряжения комбинационных частот. Усилителем 25.1 выделяется напряжение второй промежуточный (разностной) частотыAt the output of the mixer 24.1, voltages of combination frequencies are generated. Amplifier 25.1 distinguishes the voltage of the second intermediate (differential) frequency
Uпр4(t)=Vпр4*[1+м2(t)]*cos[ωпр2t+ϕk2(t)+ϕпр4], 0≤t≤Tc2,U CR4 (t) = V CR4 * [1 + m 2 (t)] * cos [ω CR2 t + ϕ k2 (t) + ϕ CR4 ], 0≤t≤T c2 ,
где Vпр4=1/2Vпр3*Vг2; WP4 where V = 1 / 2V PR3 * V r2;
ωпр2=ωг2-ωпр3 - вторая промежуточная (разностная) частота. np2 ω = ω z2 -ω PR3 - second intermediate (difference) frequency.
ϕпр4=ϕг2+ϕпр3.ϕ pr4 = ϕ r2 + ϕ pr3 .
Это напряжение поступает на первый (информационный) вход синхронного детектора 27.1 и на вход амплитудного ограничителя 26.1, на выходе которого образуется напряжениеThis voltage is supplied to the first (informational) input of the synchronous detector 27.1 and to the input of the amplitude limiter 26.1, at the output of which a voltage is generated
U7(t)=Vo*cos[ωпр2t+ϕk2(t)+ϕпр4],U 7 (t) = V o * cos [ω CR2 t + ϕ k2 (t) + ϕ CR4 ],
где Vo - порог ограничения.where V o is the limit threshold.
Это напряжением предоставляет собой ФМн сигнал на второй промежуточной частоте ωпр2, используется в качестве опорного напряжения и подается на второй (опорный) вход синхронного детектора 27.1. На выходе последнего образуется низкочастотное напряжениеThis voltage provides the PSK signal at the second intermediate frequency ω pr2 , is used as a reference voltage and is supplied to the second (reference) input of the synchronous detector 27.1. The output of the latter forms a low-frequency voltage
UH3(t)=VH3*[1+м2(t)],U H3 (t) = V H3 * [1 + m 2 (t)],
где VH3=1/2Vпр4*Vo,where V H3 = 1 / 2V pr4 * V o ,
пропорциональное модулирующей функции м2(t).proportional to the modulating function m 2 (t).
Одновременно ФМн сигнал U7(t) с выхода амплитудного ограничителя 26.1 поступает на первый вход перемножителя 28.1, на второй вход которого подается напряжение гетеродина 16.1At the same time, the PSK signal U 7 (t) from the output of the amplitude limiter 26.1 is fed to the first input of the multiplier 28.1, the second input of which supplies the local oscillator voltage 16.1
Uг1(t)=Vг1*cos(ωг1t+ϕг1),U g1 (t) = V g1 * cos (ω g1 t + ϕ g1 ),
На выходе перемножителя 28.1 образуется напряжениеAt the output of the multiplier 28.1, a voltage is generated
U8(t)=V8*cos[ωг2t+ϕk2(t)+ϕг2], 0≤t≤Тс2, 8 U (t) = V 8 * cos [ω r2 t + φ k2 (t) + φ r2] 0≤t≤T c2
где V8=1/2Vo*Vг1,where V 8 = 1 / 2V o * V g1 ,
ωг2=ωпр2+ωг1;ω = ω z2 np2 + ω r1;
которое выделяется полосовым фильтром 29.1 и поступает на первый (информационный) вход фазового детектора 30.1, на второй (опорный) вход которого подается напряжение гетеродина 23.1.which is allocated by the band-pass filter 29.1 and arrives at the first (information) input of the phase detector 30.1, at the second (reference) input of which the local oscillator voltage 23.1 is supplied.
Uг2(t)=Vг2*cos(ωг2t+ϕг2).U g2 (t) = V g2 * cos (ω g2 t + ϕ g2 ).
На выходе фазового детектора 30.1 образуется низкочастотное напряжениеA low-frequency voltage is generated at the output of the phase detector 30.1
UH4(t)=VH4*cosϕk2, 0≤t≤Tc2,U H4 (t) = V H4 * cosϕ k2 , 0≤t≤T c2 ,
где - VH4=1/2V8*Vг2,where - V H4 = 1 / 2V 8 * V g2 ,
пропорциональное моделирующему коду M2(t).proportional to the modeling code M 2 (t).
Сканирующая платформа 3, на которой установлены тепловизионная камера 1, видеокамера 2 и угломерно-азимутальный измеритель 6, представляет собой самостоятельное устройство, позволяющее осуществлять движение в горизонтальной плоскости от 0 до 360 градусов и по углу места в 45 градусов. Движением сканирующий платформы 3 управляет устройство управления сканирующей платформой, связанное через контроллер 4 с центральным сервером 10. Указанная связь проявляется через низкочастотные напряжения UH3(t) и UH4(t).The
На мачте сотовой связи также установлено устройство 7 сбора метеоданных, которое предназначено для получения данных о текущей температуре, температуре точки росы, количество выпавших осадков, направлении и скорости ветра. Эти данные также передаются на контроллер 4 управление. На основании этих данных в дальнейшем прогнозируется пожароопасность (возможность распространения огня, скорость распространения и направление).On the mast of the cellular communication device is also installed 7 meteorological data collection, which is designed to obtain data on the current temperature, dew point temperature, amount of precipitation, direction and wind speed. This data is also transmitted to the
Сигнал с блока 5 глобальной навигационной спутниковой системы ГЛОНАСС, поступающий на четвертый вход контроллера 4, позволяет осуществлять привязку работы системы раннего обнаружения пожаров к географическим координатам, а также служит для синхронизации каждого устройства в единой системе по спутниковым сигналам точного времени и фазовой синхронизации сигнала для передачи информации на центральный сервер 10.The signal from
Тепловизионная камера 1 и видеокамера 2 предназначен для работы в температурном режиме от -40°С до +50°С, что позволяет использовать их непрерывно в течение года.The
За счет того, что базовым сигналом для обнаружения очага возгорания является сигнал с тепловизионной камеры 1, на результаты работы и чувствительность подсистемы выявления очагов возгорания не влияет время суток и года, наличие облачности, тумана и других помех визуальной видимости.Due to the fact that the signal from the
Азимутальная плоскость разбивается на несколько секторов исходя из особенностей и рельефа местности. Горизонтальная плоскость разбита на сектора таким образом, чтобы при перемещении камеры от точки к точке получалась единая панорамная картина. После прохождения одного азимутального сектора камеры 1 и 2 переходит на следующий, сканирующий таким образом выделенную территорию.The azimuthal plane is divided into several sectors based on the features and terrain. The horizontal plane is divided into sectors so that when moving the camera from point to point, a single panoramic picture is obtained. After passing through one azimuthal sector,
При обнаружении в автоматизированном режиме очага возгорания система останавливает автоматическое сканирование, определяет координаты источника возгорания и пересылает видео- и тепловизионное изображение в реальном масштабе времени, а также координаты очага возгорания оператору.When an ignition zone is detected in an automated mode, the system stops automatic scanning, determines the coordinates of the ignition source and sends a video and thermal imaging image in real time, as well as the coordinates of the ignition source to the operator.
Оператор для правильного принятия решения может в ручном режиме зуммировать изображение от видеокамеры и посмотреть отдельно тепловизионную картинку. Все эти данные необходимы для принятия решения оператора о дальнейшем реагировании на очаг возгорания. Применение автоматизации данного процесса позволяет сократить число операторов и повысить вероятность обнаружения.For the correct decision-making, the operator can manually zoom in on the image from the video camera and see the thermal image separately. All these data are necessary for the decision of the operator on further response to the source of ignition. The use of automation of this process can reduce the number of operators and increase the likelihood of detection.
Таким образом, предлагаемый способ и система по сравнению с прототипами и другими техническими решениями аналогичного назначения обеспечивают повышение достоверности обмена аналоговой и дискретной информацией между телекоммуникационным модулем и центральным сервером. Это достигается путем использования двух частот ωг1, ωг2 и сложных сигналов комбинированной амплитудной модуляцией и фазовой манипуляцией (АМ-ФМн).Thus, the proposed method and system in comparison with prototypes and other technical solutions of a similar purpose provide increased reliability of the exchange of analog and discrete information between the telecommunications module and the central server. This is achieved by using two frequencies ω g1 , ω g2 and complex signals with combined amplitude modulation and phase shift keying (AM-PSK).
Сложные сигналы с комбинированной амплитудной модуляцией и фазовой манипуляцией обладают энергетической и структурной скрытностью.Complex signals with combined amplitude modulation and phase manipulation have energy and structural secrecy.
Энергетическая скрытность данных сигналов обусловлена их высокой сжимаемостью во времени или по спектру при оптимальной обработке, что позволяет снизить мгновенную излучаемую мощность. Вследствие этого сложный АМ-ФМн сигнал в точке приема может оказаться замаскированным шумами и помехами. Причем энергия сложного АМ-ФМн сигнала отнюдь не мала, она просто распределена по частотно временной области так, что в каждой точке этой области мощность сигнала меньшей мощности шумов и помех.The energy secrecy of these signals is due to their high compressibility in time or in the spectrum with optimal processing, which reduces the instantaneous radiated power. As a result, a complex AM-PSK signal at the receiving point may be masked by noise and interference. Moreover, the energy of a complex AM-QPSK signal is by no means small, it is simply distributed over the time-frequency domain so that at each point in this region the signal power is lower than the noise and interference power.
Структурная скрытность сложных АМ-ФМн сигналов обусловлена большим разнообразием их форм и значительными диапазонами изменения значений параметров, что затрудняет оптимальную или хотя бы квазиоптимальную обработку сложных АМ-ФМн сигналов априорно неизвестной структуры с целью повышения чувствительности приемного устройства.The structural secrecy of complex AM-FMN signals is caused by a wide variety of their forms and significant ranges of parameter values, which makes it difficult to optimally or at least quasi-optimally process complex AM-FMN signals of an a priori unknown structure in order to increase the sensitivity of the receiving device.
Сложные АМ-ФМн сигналы позволяют применять современный вид селекции - структурную селекцию. Это значит, что появляется новая возможность выделять эти сигналы среди других сигналов и помех, действующих в той же полосе частот и в те же промежутки времени.Complex AM-FMn signals allow the use of a modern type of selection - structural selection. This means that there is a new opportunity to distinguish these signals from other signals and interference operating in the same frequency band and at the same time intervals.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017109345A RU2663246C1 (en) | 2017-03-20 | 2017-03-20 | Method for the forest fire monitoring and complex system for early detection of forest fire |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017109345A RU2663246C1 (en) | 2017-03-20 | 2017-03-20 | Method for the forest fire monitoring and complex system for early detection of forest fire |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2663246C1 true RU2663246C1 (en) | 2018-08-03 |
Family
ID=63142594
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2017109345A RU2663246C1 (en) | 2017-03-20 | 2017-03-20 | Method for the forest fire monitoring and complex system for early detection of forest fire |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2663246C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2703362C1 (en) * | 2019-01-29 | 2019-10-16 | Федеральное государственное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский университет Государственной противопожарной службы Министерства Российской Федерации по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий" | Method for monitoring forest fires and complex system for early detection of forest fires |
RU2725482C1 (en) * | 2019-06-14 | 2020-07-02 | Открытое акционерное общество "Авангард" | Method and device for automatic control of agricultural crops cultivating |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU538290A1 (en) * | 1975-01-29 | 1976-12-05 | Специальная Научно-Исследовательская Лаборатория Вниипротивопожарной Обороны | The method of determining the place of occurrence of fire |
SU1458596A1 (en) * | 1986-09-04 | 1989-02-15 | Всесоюзный научно-исследовательский институт горноспасательного дела | Method of detecting early stages of exogenous fires |
FR2670010A1 (en) * | 1990-12-03 | 1992-06-05 | Cerberus Guinard | Device for detecting smoke by suction system |
US6400265B1 (en) * | 2001-04-24 | 2002-06-04 | Microstrategy, Inc. | System and method for monitoring security systems by using video images |
RU2342709C2 (en) * | 2003-10-20 | 2008-12-27 | Вагнер Аларм-унд Зихерунгссистем ГмбХ | Method and device of detecting fire and determining its origin |
RU2362981C2 (en) * | 2007-10-18 | 2009-07-27 | Виктор Иванович Дикарев | Automatic unmanned diagnostic complex |
RU2486594C2 (en) * | 2011-08-29 | 2013-06-27 | Закрытое акционерное общество "Видеофон МВ" | Method to monitor forest fires and complex system for early detection of forest fires built on principle of heterosensor panoramic view of area with function of highly accurate detection of fire source |
-
2017
- 2017-03-20 RU RU2017109345A patent/RU2663246C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU538290A1 (en) * | 1975-01-29 | 1976-12-05 | Специальная Научно-Исследовательская Лаборатория Вниипротивопожарной Обороны | The method of determining the place of occurrence of fire |
SU1458596A1 (en) * | 1986-09-04 | 1989-02-15 | Всесоюзный научно-исследовательский институт горноспасательного дела | Method of detecting early stages of exogenous fires |
FR2670010A1 (en) * | 1990-12-03 | 1992-06-05 | Cerberus Guinard | Device for detecting smoke by suction system |
US6400265B1 (en) * | 2001-04-24 | 2002-06-04 | Microstrategy, Inc. | System and method for monitoring security systems by using video images |
RU2342709C2 (en) * | 2003-10-20 | 2008-12-27 | Вагнер Аларм-унд Зихерунгссистем ГмбХ | Method and device of detecting fire and determining its origin |
RU2362981C2 (en) * | 2007-10-18 | 2009-07-27 | Виктор Иванович Дикарев | Automatic unmanned diagnostic complex |
RU2486594C2 (en) * | 2011-08-29 | 2013-06-27 | Закрытое акционерное общество "Видеофон МВ" | Method to monitor forest fires and complex system for early detection of forest fires built on principle of heterosensor panoramic view of area with function of highly accurate detection of fire source |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2703362C1 (en) * | 2019-01-29 | 2019-10-16 | Федеральное государственное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский университет Государственной противопожарной службы Министерства Российской Федерации по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий" | Method for monitoring forest fires and complex system for early detection of forest fires |
RU2725482C1 (en) * | 2019-06-14 | 2020-07-02 | Открытое акционерное общество "Авангард" | Method and device for automatic control of agricultural crops cultivating |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8125529B2 (en) | Camera aiming using an electronic positioning system for the target | |
RU2486594C2 (en) | Method to monitor forest fires and complex system for early detection of forest fires built on principle of heterosensor panoramic view of area with function of highly accurate detection of fire source | |
US7337156B2 (en) | Method for detecting and combating forest and surface fires | |
KR101074279B1 (en) | Monitering system using unmanned air vehicle with WiMAX communication | |
US20070000317A1 (en) | System and method for territory thermal monitoring | |
Grammalidis et al. | A multi-sensor network for the protection of cultural heritage | |
EP2437515B1 (en) | Movable information collection device | |
RU113046U1 (en) | COMPREHENSIVE SYSTEM FOR EARLY DETECTION OF FOREST FIRES, BUILT ON THE PRINCIPLE OF A VARIETY SENSOR PANORAMIC SURVEY OF THE AREA WITH THE FUNCTION OF HIGH-PRECISION DETERMINATION OF THE FIRE OF THE FIRE | |
CN112216052A (en) | Forest fire prevention monitoring and early warning method, device and equipment and storage medium | |
RU2663246C1 (en) | Method for the forest fire monitoring and complex system for early detection of forest fire | |
CN112017386A (en) | Forest and grassland fire monitoring system | |
Laurenzis et al. | An adaptive sensing approach for the detection of small UAV: First investigation of static sensor network and moving sensor platform | |
RU181691U1 (en) | UNMANNED AIRCRAFT FOR SEARCH AND RESCUE OPERATIONS | |
US20140036085A1 (en) | Monitoring System | |
US11592518B1 (en) | Systems and methods for identifying, classifying, locating, and tracking radio-frequency emitting objects in a temporary flight restriction area | |
WO2022101637A1 (en) | Improvements in or relating to vehicle safety in a dynamic environment | |
CN107561526A (en) | A kind of unmanned plane target identification and localization method based on radar network | |
RU2703362C1 (en) | Method for monitoring forest fires and complex system for early detection of forest fires | |
CN108924494B (en) | Aerial monitoring system based on ground | |
KR100390600B1 (en) | Apparatus for monitoring woodfire and position pursuit and a method for operating the same | |
CN212158332U (en) | Unmanned aerial vehicle discernment detecting device | |
KR200430051Y1 (en) | Forest management system using GIS | |
Džolić et al. | Visualisation tools for design of Maritime Surveillance System | |
RU2258618C1 (en) | System for searching and intercepting high-jacked vehicles | |
Bibik et al. | Problems of detecting unauthorized satellite transmissions from the VSAT terminals |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190321 |