[發明專利]基于嵌入式平臺的火災檢測與定位系統及方法

在審

• 申請號: 201710324694.8
• 申請日: 2017-05-10
• 公開（公告）號: CN106971494A
• 公開（公告）日: 2017-07-21
• 發明（設計）人: 羅學剛;呂俊瑞;王國聰
• 申請（專利權）人: 攀枝花學院
• 主分類號: G08B17/12
• 分類號: G08B17/12;G08B25/10
• 代理公司: 成都虹橋專利事務所(普通合伙)51124
• 代理人: 吳中偉

技術領域

本發明涉及火災的檢測與定位，具體涉及一種基于嵌入式平臺的火災檢測與定位系統及方法。

背景技術

隨著社會的發展、科學的進步和人民生活水平的提高，近些年來大空間建筑(例如大型公共娛樂場所、大型倉庫、大型集貿市場、車庫、油庫、候機大廳等)及地下建筑(如地下隧道、地鐵站、地下大型停車場和地下商業街等)的數量不斷增加，由于此類建筑內部舉架高、跨度大，火災初期煙擴散受建筑內部安裝的空調和通風系統影響較大，同時這些場所人員比較密集，易燃品多，從而致使火災隱患多。此類建筑一旦發生火災將迅速蔓延，人員疏散及火災撲救比較困難，往往造成很大的經濟損失和惡劣的社會影響。因此對此類建筑的火災檢測系統設計提出了更嚴格的要求。準確探測火災是保障此類建筑消防安全的積極手段。

目前國內的火災檢測裝置主要是基于傳感器檢測技術設計的，通常采用常規的火災探測的方法，即利用感煙、感溫、感光等傳感器對火焰的煙霧、溫度、光等信息進行采集，并利用這些特性來對火災進行探測。這種基于傳統檢測方法的火災探測裝置存在一定的缺陷：一方面，它利用傳感器對監控現場煙霧濃度、溫度、火焰等敏感現象的實時變化進行檢測，提取實時參數，因此傳感器的性能優劣直接會影響火災檢測的準確度和可靠性；另一方面，在室外倉庫和大型室內倉庫等大空間場合中，火災初期產生的熱量和煙霧難以到達很高的空間，從而傳感器信號由于空間的巨大而變得十分微弱。即使是高精度的傳感器也會由于種種干擾噪聲而無法工作，因此無法進行火災的早期探測。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是：提出一種基于嵌入式平臺的火災檢測與定位系統及方法，解決傳統技術中對火災的探測方案存在的準確度和可靠性低、容易受干擾的問題。

本發明解決上述技術問題所采用的技術方案是：

一種基于嵌入式平臺的火災檢測與定位系統，包括：監控中心站及多個分布于監測場所的監測點，每個監測點包括嵌入式微處理設備、視頻采集攝像頭以及GPRS無線通信模塊；

視頻采集攝像頭將采集的圖像信息傳送至嵌入式微處理設備進行特征匹配處理；

嵌入式微處理設備與GPRS無線通信模塊相連，并通過該模塊與監控中心站通信。

作為進一步優化，所述監控中心站包括連接至互聯網并擁有公網IP地址的終端控制器；終端控制器通過GPRS無線通信網絡接收監測點傳送的報警信息，或發送控制命令至監測點。

作為進一步優化，所述嵌入式微處理設備支持USB攝像設備和CVBS模擬攝像設備的輸入；支持通過RS232串口通信協議連接GPRS無線通信模塊；支持通過SD卡存儲數據信息。

作為進一步優化，所述嵌入式微處理設備上運行火災檢測算法，通過分析視頻圖像然后與火焰顏色特征匹配，識別是否出現火災，若出現火災，則進行報警，將對應視頻圖像和火災位置通過GPRS無線網和互聯網傳輸給監控中心站；若無火災，則繼續處理下一幀圖像，并間隔一段時間向監控中心站發送視頻圖像。

作為進一步優化，所述監控中心站利用終端控制器通過互聯網接收來自監測點的數據信息，在監測點發送火災時，向監控人員顯示火災地區的視頻圖像和位置信息。

作為進一步優化，所述嵌入式微處理設備通過分析視頻圖像然后與火焰顏色特征匹配，識別是否出現火災的具體方法包括：

針對攝像頭采集到的監控視頻的圖像,首先利用火焰特殊的顏色特征，在RGB彩色空間進行顏色分割，去除大部分非火焰標志區域；然后對過濾后的圖像進行canny算子的邊緣檢測處理，并采用圖像輪廓技術對圖像中標志位置進行定位,最后采用直方圖匹配技術識別出視頻圖像中的火焰：圖像中的顏色分量滿足以下條件才判定為火焰：

1.R(X,Y)>G(X,Y)；

2.G(X,Y)>B(X,Y)；

3.R(X,Y)>200∩G(X,Y)<200∩B(X,Y)<100。

此外，本發明還提供了一種基于嵌入式平臺的火災檢測與定位方法，其包括以下步驟：

a.各監測點實時采集視頻圖像；

b.對視頻圖像進行分析匹配，判斷是否出現火災，若出現火災，則進入步驟c，否則，進入步驟d；

c.監測點進行警報，并將火災視頻圖像和火災位置傳送至監控中心站，進入步驟e；

d.監測點繼續監測，并每隔一定時間將監測圖像傳送至監控中心站，結束流程；

e.監控中心站向監控人員顯示火災地區的視頻圖像和位置信息。