[發(fā)明專利]一種基于紅外熱成像技術(shù)的林業(yè)監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)

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• 申請?zhí)枺?/td>: 202210534235.3
• 申請日: 2022-05-17
• 公開（公告）號: CN114999091A
• 公開（公告）日: 2022-09-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李建文
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢聞立光電科技有限公司
• 主分類號: G08B17/00
• 分類號: G08B17/00;G08B17/12
• 代理公司: 武漢探智知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 42309
• 代理人: 曾亞容

1.一種基于紅外熱成像技術(shù)的林業(yè)監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)，包括控制單元，其特征在于：所述控制單元的輸入端與數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊的輸出端連接，所述數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊的輸入端與數(shù)據(jù)采集模塊的輸出端連接，所述數(shù)據(jù)采集模塊的輸入端與數(shù)據(jù)監(jiān)測單元的輸出端連接，所述數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊的輸出端分別與數(shù)據(jù)分析單元和火險等級預(yù)測單元的輸入端連接，所述數(shù)據(jù)分析單元和火險等級預(yù)測單元的輸出端均與控制單元的輸入端連接，所述控制單元的輸出端通過預(yù)警模塊與通訊模塊的輸入端連接，所述通訊模塊的輸出端與監(jiān)測站控制終端的輸入端連接，所述控制單元的輸入端與數(shù)據(jù)儲存庫和供電單元的輸出端連接。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于紅外熱成像技術(shù)的林業(yè)監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于：所述數(shù)據(jù)監(jiān)測單元包括紅外熱成像一體化攝像機(jī)、防盜攝像機(jī)和GPS定位模塊；

紅外熱成像一體化攝像機(jī)：用于對各監(jiān)測區(qū)域進(jìn)行視頻監(jiān)控，不斷對其對應(yīng)的巡檢子區(qū)域進(jìn)行圖像采集，得到不同時刻的監(jiān)測子區(qū)域熱圖，能夠360度旋轉(zhuǎn)監(jiān)測視角范圍內(nèi)的森林情況；

防盜攝像機(jī)：用于對紅外熱成像一體化攝像機(jī)進(jìn)行實時監(jiān)控，出現(xiàn)偷盜情況時可發(fā)送無線警示信號并且傳遞至控制單元，進(jìn)行警報提示；

GPS定位模塊：用于對各監(jiān)測區(qū)域的紅外熱成像一體化攝像機(jī)及防盜攝像機(jī)進(jìn)行定位，以經(jīng)度與緯度構(gòu)成。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于紅外熱成像技術(shù)的林業(yè)監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于：所述紅外熱成像一體化攝像機(jī)包括紅外感應(yīng)攝像模塊和可見光攝像模塊，借助夜間紅外成像和可見光成像兩種成像的效果，實現(xiàn)24小時全天候監(jiān)控，紅外熱成像一體化攝像機(jī)設(shè)置周期性自動鏡頭轉(zhuǎn)動。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于紅外熱成像技術(shù)的林業(yè)監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于：所述數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊設(shè)置為A/D轉(zhuǎn)換模塊，A/D轉(zhuǎn)換模塊將紅外熱成像一體化攝像機(jī)、防盜攝像機(jī)和GPS定位模塊的電壓信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號傳輸至數(shù)據(jù)分析單元。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于紅外熱成像技術(shù)的林業(yè)監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于：所述數(shù)據(jù)分析單元包括數(shù)據(jù)獲取模塊和動態(tài)定位模塊；

數(shù)據(jù)獲取模塊：獲取各監(jiān)測子區(qū)域的每一時刻的熱圖的各點溫度信息和地點坐標(biāo)信息，所述地點坐標(biāo)信息由經(jīng)度和緯度構(gòu)成，將對應(yīng)的子區(qū)域地理坐標(biāo)與對應(yīng)的監(jiān)測點溫度進(jìn)行匹配并且進(jìn)行編號，通過數(shù)據(jù)儲存單元進(jìn)行儲存，且表示為(A1、A2、...An)；

動態(tài)定位模塊：數(shù)據(jù)監(jiān)測單元用以云臺基站功能作為支持，云臺以三維形式體現(xiàn)，即體現(xiàn)由經(jīng)度和緯度構(gòu)成的地理坐標(biāo)，能夠體現(xiàn)高度數(shù)值，根據(jù)編號(A1、A2、...An)進(jìn)行區(qū)域化體現(xiàn)，其包括溫度信息、煙霧濃度信息、濕度信息、火焰高度信息和坐標(biāo)信息，從多個子區(qū)域獲取相應(yīng)參數(shù)并且匹配，模擬多條視線交匯場景。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種基于紅外熱成像技術(shù)的林業(yè)監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于：所述火險等級預(yù)測單元包括火險等級預(yù)測模型和火險等級矩形排列模塊；

所述火險等級預(yù)測模型建立步驟如下：

S1、獲取空氣溫度、空氣飽和差、連旱天數(shù)用于對火險等級進(jìn)行預(yù)測，M表示為綜合指標(biāo)，t_o表示為第o天空氣溫度，y_o表示為第o天空氣飽和差，w表示連旱天數(shù)；

所述空氣飽和差的計算方式為：在氣溫為0℃累計計算，將干球和濕球置于指定區(qū)域環(huán)境中，并且每天定時測定干球溫度和濕球溫度，查出空氣飽和度且得出飽和差，所述空氣飽和差需根據(jù)當(dāng)天降水量加以修正；

S2、將獲取的數(shù)據(jù)帶入以下公式進(jìn)行計算：

火險等級矩形排列模塊中包括火險等級、綜合指標(biāo)值和森林燃燒性信息。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于紅外熱成像技術(shù)的林業(yè)監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于：所述通訊模塊中通過網(wǎng)關(guān)設(shè)備、有線或4G/5G網(wǎng)絡(luò)發(fā)送至監(jiān)測站控制終端，所述數(shù)據(jù)儲存庫包括歷史數(shù)據(jù)儲存模塊和指標(biāo)參數(shù)錄入模塊。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于紅外熱成像技術(shù)的林業(yè)監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于：所述供電單元包括太陽能供電模塊、風(fēng)力供電模塊和蓄電池，設(shè)計為太陽能供電、風(fēng)力供電和蓄電池聯(lián)合供電的方式，默認(rèn)為太陽能和風(fēng)力優(yōu)先供電，當(dāng)太陽能和風(fēng)力供電不足時，自動切換蓄電池供電，且太陽能供電和風(fēng)力供電剩余電能儲存在蓄電池內(nèi)。