[发明专利]拍照式火焰探测系统及其控制方法

说明书

本发明公开了一种拍照式火焰探测系统及其控制方法，包括火焰探测器，火焰探测器设置有MCU主控单元，MCU主控单元获取集成红外火焰传感器的红外火焰信号，结合环境参数传感单元的光照度信号进行初次火焰红外识别，MCU主控单元获取紫外火焰传感器的信号结合环境参数传感单元的紫外线强度信号进行火焰信号确认，MCU主控单元获取图像识别单元的可见光图片结合红外热成像图片进行最终火灾识别；MCU主控单元通过NB‑IoT无线通信单元连接云平台发送火灾信息。提高火焰的识别准确度，提高设备电源的采集效率和利用效率。

技术领域

本发明涉及森林火灾监控技术领域，特别涉及一种拍照式火焰探测系统及其控制方法。

背景技术

传统的森林防火手段主要包括护林员巡护、摄像监控。护林员巡护不能实时监护所有防火区域，且依靠人力防火不可控因素太多；摄像监控功耗大，需有线供电，安装位置受限，且地表火、林下火的早期火情监测较难，无法满足业内追求探测火灾发生时间点越来越早的发展方向。

目前国内相关多传感组合双波段拍照式混合火焰探测器及其探测方法申请的专利不多，并且都存在一定的局限性。市面上已有的紫红外火焰探测器无法实现可视化与取证的问题；嵌入式图像采集主要应用于野外打猎相机，没有针对森林防火的应用，解决不了野外长期林火实时探测取证的准确性和可靠性问题。而当前已存在火焰传感器与图像识别技术结合进行林下早期火情监测与抓拍取证的设备装置，可实现低功耗自供能全天候监测，在火灾探测与现场取证方面取得巨大进步。实际上，野外拍照式火焰探测系统受能耗以及传输带宽限制，可见光传感器像素不得不被降低，现场图像不得不压缩之后回传，导致单纯依靠图像进行最终火焰确认，无法清晰将现场光照、灯光等高亮度光点排除在外。在实际运用场景中同样存在无法判断现场火焰情况，同样导致需护林人员人工巡护确认，增加人力成本并且极有可能耽误最佳火灾应急处置时机。

随着信息技术与传感技术的发展，使用低功耗的火焰识别传感技术和嵌入式图像采集识别技术，低功耗无线传输技术才能有效的解决森林火灾预防及取证困难的问题。

参考文献1，申请号201721203568.9公开了一种拍照式混合火焰探测器，参照其附图5，该专利的红外火焰探测器为单通道的红外火焰传感器，只涉及一种波长的火焰红外信号，因此对火焰的红外信号识别能力差，另外会受到动物发出的红外信号，环境背景发出的红外信号的干扰，因此抗干扰能力弱。

其图像采集系统仅为可见光图片传感器，不能采集红外热成像图片，导致单纯依靠可见光图片进行最终火焰确认，无法清晰将现场光照、灯光等高亮度光点排除在外。在实际运用场景中同样存在无法判断现场火焰情况，容易受到环境光线的干扰而误报警。参考文献1的紫外采集电路未设置干扰消除电路，其采集的火焰紫外信号容易受到环境紫外光信号的干扰，容易发生误报警。从该参考文献1附图2可见，太阳能电池板直接给充电电池供电，缺少电源采集模块，因此缺少对太阳能的采集效果较差，对充电电池的充电效果较差，充电电池和超级电容经多个电压转换芯片给各个模块供电，浪费电能较多，因此电源的利用效果差。对设置于野外的火焰探测器来说低能耗非常重要。

参考文献2：申请号201710847837.3公开了拍照式混合火焰探测器及其探测方法；该专利仍未公开上述区别技术特征，缺少解决上述相关技术问题的技术手段。参考文献3，申请号201610702532.9，一种双红外通道火焰探测器的火焰识别方法，该专利只涉及一种红外通道的火焰波长信号，对火焰信号的识别效果差，另外该火焰探测器未涉及人体红外通道波长信号，容易受到动物等发出的红外信号的干扰。

发明内容

有鉴于现有技术的至少一个缺陷，本发明的目的是提供一种拍照式火焰探测系统及其控制方法，采用集成红外火焰传感器，采集多种红外信号进行初次识别，通过紫外火焰传感器采集的火焰紫外信号进行二次确认，最后采用可见光图片结合红外热成像图片进行最终确认，将火焰信息发送到云平台，云平台向用户终端传送火焰信息，提高火焰的识别准确度，提高设备电源的采集效率和利用效率。