[实用新型]一种基于图像的嵌入式森林火灾监测预警系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种基于图像的嵌入式森林火灾监测预警系统，属于森林防火技术领域。 

背景技术

森林火灾是人类所面临的最重要的自然灾害之一。森林是人类的宝贵资源，也是农业生产和人民生活的保障。据统计，全世界每年发生森林火灾几十万起，受灾面积多达几百万公顷，占森林总面积的0.1%。森林火灾的发生，导致森林资源和生态环境的破坏，往往难以扑救，造成巨大的损失。因此，对森林火灾做直接有效的监测，做到防患于未然，可以更好地进行森林火灾的预防、扑救等决策。目前，随着现代计算机通信技术、信息处理技术以及微处理器应用的飞速发展，针对森林火灾的监测已经开始由人工瞭望转向远程视频监控方式。但是，目前森林火情远程监控，大多是将摄像头采集到的视频图像经过压缩后直接通过有线或无线的方式传送到森林火灾监控中心，再通过人为方式判断火灾是否发生。对于森林火情监测，视频处理前端仍是至关重要的，由于林火发生火灾的情况相对比较少，所以传送的视频在大多数情况下都是安全状况的画面，又由于森林火灾的突发性，这就要求监控中心的工作人员必须24小时不间断地监视林区各个监测点传送过来的视频画面，否则仍然可能延误火情的发现，造成重大的经济损失。 

本实用新型结合远程监控系统与嵌入式技术及数字图像处理技术，提出了一种新型的森林火情监测预警系统。首先在监测点对摄像头采集的图像信号进行火情智能识别处理，但是仅在自动检测到发生异常的情况下，然后通过无线网络将警报、火情现场画面及火情地点等相关信息传送到监控中心。这样的预警方式可以有效避免现有远程监控系统的不足，能较大程度地提高防火系统的工作效率，为快速发现森林火情提供智能保障。 

实用新型内容

本实用新型的目的是针对目前森林火灾远程视频监测的不足，提出一种新型的森林火情监测预警系统。 

本实用新型它包括CCD摄像机（1）、视频解码芯片（2）、嵌入式微处理器（3）、GPRS模块（4）、复位键（8）和晶振（10）；CCD摄像机（1）的图像输出端接视频解码芯片（2）的图像输入端，视频解码芯片（2）的输出端接嵌入式微处理器（3）的输入端，嵌入式微处理器（3）通过串行口1与GPRS模块（4）连接；复位键（8）的复位信号输出端连接嵌入式微处理器（3）的复位信号输入端；晶振（10）的时钟信号输出端连接嵌入式微处理器（3）的时钟信号输入端。 

本实用新型的优点是： 

1.系统功耗低：为了适应林区的特殊作业环境，在实用新型设计中采用嵌入式微处理器，从而使得整个系统的能耗降低。 

2.林火识别率高：在本系统软件设计中以三层反向传播(BP)神经网络作为火灾烟雾识别神经网络模型，并对林火识别算法进行改进，同时利用模糊神经网络与专家知识系统来提高林火火灾识别率。 

3.火灾定位准：当系统监测到森林火情时，系统除了可以通过将火情监测点的云台俯仰角信息通过GPRS模块发送到监控中心外，还可以通过获取GPS模块的信息来进一步确定火灾的地理位置。 

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图，图2为本实用新型的林火火情识别算法流程图。 

具体实施方式

具体实施方式一：下面结合图1和图2说明本实施方式， 

一种基于图像的嵌入式森林火灾监测预警系统，它包括CCD摄像机（1）、视频解码芯片（2）、嵌入式微处理器（3）、GPRS模块（4）、复位键（8）和晶振（10）， 

GPRS模块（4）用于与监控中心的上位机进行通讯； 

CCD摄像机（1）的图像输出端接视频解码芯片（2）的，视频解码芯片（2）的输出端接嵌入式微处理器（3）的输入端，嵌入式微处理器（3）通过串行口1与GPRS模块（4）连接；复位键（8）的复位信号输出端连接嵌入式微处理器（3）的复位信号输入端；晶振（10）的时钟信号输出端连接嵌入式微处理器（3）的时钟信号输入端。 

CCD摄像机通过视频解码芯片将采集到的图象信息送到输入缓冲区中，并对缓冲区的数据进行处理，再利用火情识别算法判断是否发生火灾，如果出现异常情况，则利用串口编程程序控制GPRS模块发送数据至监控心。监控中心的上位机提取图像信息后解压缩，根据监测点代码确定火情地点，并显示火情预警发生的时间、位置和图像等信息,由监控中心工作人员最终判断是否发生火情，软件流程如图2所示。