一种烟花综合燃放信息控制处理系统的制作方法

文档序号:6286644阅读:206来源:国知局
专利名称:一种烟花综合燃放信息控制处理系统的制作方法
技术领域
本发明属于烟花燃放技术领域,具体而言属于烟花综合燃放控制系统的节点监控
技术领域。
背景技术
在我国,大型烟花燃放项目已经日益普及,其燃放节点分散,燃放节点分布区域非常庞大,燃放效果适合数万人,甚至数十万人观赏。但是,燃放节点的安全控制问题仍然广泛采用人工模式,非常耗费人力。而且,由于人员信息沟通存在很多障碍,技术手段落后,经常引发各种安全问题。 例如,2008杭州西湖国际烟花大会上,烟花燃放项目负责方总共设置的燃放节点、燃放烟火数量数以万计。烟花燃放以钱江四桥和钱江三桥为界。四桥上游区域设4个燃放节点,四桥和三桥之间的区域设9个燃放节点,三桥上游设4个燃放节点,水上设置6个燃放节点。总计23个燃放节点,绵延达6公里以上。烟花燃放总规模增加到12万发,升空高度90-260m的高空烟花占三分之一,其余为艺术特效造型烟花。 由于燃放节点多,而且分散,为确保烟花燃放安全,2008杭州西湖国际烟花大会的组委会组织公安、交警、海事、公交、旅游、城管、环卫、气象、燃放企业等单位3万多人,成立烟花燃放安全管理工作班子。这样,整个燃放项目,由数万人实施安全控制,成本过于高昂。而且,由于人员众多,信息传递成本过高,导致内部监控难度增大。 一旦安全管理人员操作不当,或者存在道德风险,燃放节点的安全问题就会缺乏保障。 2008杭州西湖国际烟花大会的参观群众高达数十万人,部分节点的聚集人群高达数万人,观众密度增大的区域, 一旦发生安全事故,后果不堪设想。尤其对于特殊场合的烟花燃放,例如市政广场、奥运鸟巢、天安门广场等区域的烟花燃放,一旦烟花燃放节点被第三人侵入,实施恶意操作,后果也会非常严重。 目前,对烟花燃放节点进行安全控制的信息技术和产品都没有出现,更没有现有技术予以报导。尤其开展对象示警、电子阻截、视频监控三重防护的烟花燃放节点安全控制技术,目前没有出现。本发明在于弥补现有技术的不足,开发适合安全标准要求较高的烟花燃放节点安全保护产品。

发明内容
对烟花燃放节点的电子保护需要解决如下四大问题 第一,电子示警。自动巡视发现侵入者,发出示警信号,提醒、恫吓其离开烟花燃放节点。 第二,电子阻截。用电子围栏圈定烟花燃放节点,防止侵入者实施破坏。该电子围栏可用电击等措施实施阻截。 第三、红外监控。烟花燃放一般在夜晚进行。采集红外视频信号,由远程终端进行监控,这是烟花燃放节点的电子保护设备应当具备的技术要素之一。
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第四,自动断电。发现危险情况,烟花燃放系统应当能够对烟花点火器自动实施断电,避免烟花在危险区域爆炸。 在解决上述四大问题的基础上,本发明公开了电子示警、电子阻截、红外监控三种防护手段中,任一手段侦测到危险状况时,都可对烟花点火器自动断电的技术。本发明中,用于烟花综合燃放信息控制处理的计算机软件系统,所述系统包括信息采集系统101,信息控制系统102、电控系统103、点火系统104,所述信息采集系统101向所述信息控制系统102发送电信号,反映燃放节点的安全状态,所述信息控制系统102通过所述电控系统103对所述点火系统104进行上电、断电控制; 所述信息采集系统101包括并行的烟花节点鸣音警示系统201、烟花燃放节点电子围墙系统202、烟花燃放节点红外视频监控系统203,并且所述烟花节点鸣音警示系统201、烟花燃放节点电子围墙系统202、烟花燃放节点红外视频监控系统203中,任一系统反馈的断电信息,可通过所述信息控制系统102和所述电控系统103对所述点火系统104实施断电; 所述烟花节点鸣音警示系统201包括多普勒效应传感器电路、放大电路、电子开关控制电路、单稳态触发器和语音警示电路; 所述多普勒效应传感器电路由天线W、电阻器R1 R4、电感器L、电容器C1和晶体管VI组成;所述放大电路由电容器C2、 C3、电阻器R5、 R6和晶体管V2组成;所述电子开关控制电路由电容器C4、检测二极管VD、电阻器R7、 R8和晶体管V3、 V4组成;所述单稳态触发器电路由时基集成电路IC、电阻器R9和电容器C5、C6组成;所述语音警示电路由晶体管V5、电阻器RIO、电容器C7、 C8和专用警示器HA组成; 所述烟花燃放节点电子围墙系统202包括电源电路、自激式多谐振荡器和高压发生器电路; 所述烟花燃放节点红外视频监控系统203包括硬件部分和软件部分,所述硬件部分由视频采集转换模块、视频编码模块、嵌入式微处理器模块组成;所述软件部分由嵌入式操作系统设计,包括视频编码模块、视频服务器模块、数据包发送模块组成。


图l是系统整体结构图。 图2是烟花节点鸣音警示电路图。 图3是烟花燃放节点电子围墙电路图。 图4是烟花燃放节点红外视频监控系统结构图。
具体实施例方式
依据本发明的内容开发的应用实例是 开发烟花综合燃放信息控制处理的计算机软件系统,使信息采集系统101在多普
勒效应音频警示监控设备、电子围栏、红外视频监控设备均反馈安全信号的情况下,向信息控制系统102传递上电信号,信息控制系统102通过电控系统103对点火系统104上电;否则,自动断电。为此,设计多普勒效应音频警示监控设备,使之在有人侵入其监控区域时,反复发出"危险地带,立即退出"的语音警示信号,警示侵入者退出烟花点火、燃放区域。该感
4应式音频警示电路由多普勒效应传感器电路、放大电路、电子开关控制电路、单稳态触发器和语音警示电路组成,如图2成示。电路中,多普勒效应传感器电路由天线W、电阻器R1 R4、电感器L、电容器Cl和晶体管VI组成(VI和Rl R4、 L和Cl组成自激式振荡器);放大电路由电容器C2、C3、电阻器R5、R6和晶体管V2组成;电子开关控制电路由电容器C4、检测二极管VD、电阻器R7、 R8和晶体管V3、 V4组成;单稳态触发器电路由时基集成电路IC、电阻器R9和电容器C5、 C6组成;语音警示电路由晶体管V5、电阻器R10、电容器C7、 C8和专用警示器HA组成。接通电源开关S,语音警示电路进入警戒状态。多普勒传感器电路振荡工作后,通过天线W向周围空间射出微波信号,有效辐射半径达8m。有人进入该区域内走动时,被人体反射回来的电磁波信号通过天线W使自激振荡器的信号幅度及频率相应地发生变化,从而导致C3两端电压发生波动。 人体越靠近W,电压波动的幅度会越大;人体移动越快,电压波动的频率越高。C3两端的波动电压经V2放大及VD检波后使V3和V4瞬间导通,在IC的2脚产生低电平触发信号,使单稳态触发器翻转,由稳态变为暂稳态,IC的3脚输出高电平,V5导通,HA通电后反复发出响亮的"危险地带,立即退出"警示声。延时警示25s,单稳态触发器恢复为稳态,IC的3脚又变为低电平,V5截止,HA停止发声。 其中,R1 R10均选用1/4W金属膜电阻器或碳膜电阻器。C1和C2均选用高频瓷介电容器;C3 C5和C7、 C8均选用耐压值为16V的铝电解电容器;C6选用涤纶电容器或独石电容器。VD选用1N4148型硅开关二极管。VI选用3DG56或3DG80型超高频硅NPN晶体管;V2和V4选用S9013或S9014、3DG6、3DG8型硅NPN昌体管;V3选用S9012或S9015、3CD21型硅PNP晶体管;V5选用塑封的DD03或3DD15型硅NPN低频大功率晶体管。IC选用NE555型时基集成电路。L用OO. 51mm的高强度漆包线绕5匝,制成①5mm的空心线圈(每匝音距为lmm) 。 HA选用LQ46-88D型专用大功率语音警示扬声器。GB使用12V叠层电池或直流稳压电源。S选用单极拨动式开关。W使用拉杆天线,使用时调节W的长度,使R2两端电压为O. 45V以上。 多普勒效应音频警示监控设备在报警状态下,向信息采集系统101反馈烟花点火器断电信号;在安全状态下,向信息采集系统101反馈烟花点火器上电信号。
为确保一些关键燃放节点不被侵入,本实施例还配置电围栏控制电路,采用交、直流两用电源供电,它能周期性地产生低电流的脉冲高压电(电流低于300mA),对侵入者可产生威慑作用。该电围栏控制电路由电源电路、自激式多谐振荡器和高压发生器电路组成,如图3所示。其中,电源电路由熔断器FU、电源变压器T1 、整流桥堆UR、滤波电容器Cl 、蓄电池GB的电源开关S1、S2组成;自激式多谐振荡器电路由昌体管V1、V2、电阻器R1、R2、二极管VD1、VD2和振荡升压变压器T2组成;高压发生器电路由晶闸管VT、双向触发二极管VD3、电阻器R3、 R4、电容器C2、 C3和升压脉冲变压器T3组成。 采用直流电源供电时,将S1和S2接通,自激式多谐振荡器振荡工作,通过T2将6V直流电压变换成振幅约60V的方波电压。该方波电压经UR整流及Cl滤波后,通过R3和R4分别对C3和C2充电。当C3上电压达到双向触发二极管VD3的转折电压时,VD3导通,C3经VD3对晶闸管VT的门极放电,使VT受触发而导通。VT导通后,C2上存储的电荷经VT和T3快速放电,在T3的二次绕组上产生脉冲高压。当C2的放电电流逐渐减小至一定值时,VT截止,C2和C3又开始充电,进入下一个工作周期。
T3的一端接插入地下的金属棒上,另一端用①1 w①3mm左右裸金属将需要保护 的烟花燃放场所圈绕几圈。当侵入者触及到此电围栏时,便会遭受电击。
使用交流电源时,应将Sl和S2关闭(使自激式多谐振荡器停止工作),交流220V 电压经Tl降压、UR整流及Cl滤波后,通过R3和R4分别对C3和C4充电,产生脉冲高压的 工作过程与用直流电源时相同。Rl和R2均选用1/4W金属膜电阻器;R3和R4均选用1/2W 金属膜电阻器。Cl选用耐压值为160V的铝电解电容器;C2选用耐压值为250V的CBB电容 器;C3选用耐压值为63V的独石电容器或涤纶电容器。VD1和VD2均选用1N4007型硅整流 二极管。UR选用1A、400V的整流桥堆。VI和V2均选用3DK4B型硅开关晶体管;VD3选用 DB3或2CTS型双向触发二极管。VT选用3A、400V的晶闸管。Tl用16mmX20mm的E形硅钢 片制作一次绕组用0 0. llmm的漆包线绕2200匝;二次绕组用0 0. 28mm的漆包线绕520 匝(使二次绕组的输出电压为55V) 。 T2用E6磁心制作, 一次绕组用0 0. 28mm的漆包线绕 360匝,中间处抽头;二次绕组用0 0. llmm的漆包线绕2200匝。T3用12in或14in黑白电 视机的行输出变压器代替。Sl和S2均选用单极式拨动开关。 电围栏控制电路在工作状态下,向信息采集系统101反馈烟花点火器断电信号; 在伺服状态下,向信息采集系统101反馈烟花点火器上电信号。 为确保烟花燃放节点的安全,本实施例还配置嵌入式网络视频服务器。嵌入式网 络视频服务器由硬件部分和软件部分组成。硬件部分由视频采集转换模块、视频编码模块、 嵌入式微处理器模块组成;软件部分采用嵌入式操作系统设计,包括视频编码模块、视频服 务器模块、数据包发送模块。如图4所示,系统设计为前端的DH-IR08红外视频信号采集 终端获取红外视频信息,经过FPGA模块EP3SE50的转化,将摄像终端采集并输出的并行信 号转化成串行信号,传送给专用的视频编码芯片ME6400,ME6400压縮编码后得到MPEG-4视 频流,将此视频流进行本地存储,并发送给嵌入式处理器ARM1156T2-S,处理器根据相应的 网络传输协议,对数据流进行封装,并通过网络发送到监视终端。嵌入式网络视频服务器发 现危险状况,向信息采集系统101反馈烟花点火器断电信号;在安全状态下,向信息采集系 统101反馈烟花点火器上电信号。
权利要求
一种烟花综合燃放信息控制处理的计算机软件系统,其特征在于,所述系统包括信息采集系统(101),信息控制系统(102)、电控系统(103)、点火系统(104),所述信息采集系统(101)向所述信息控制系统(102)发送电信号,反映燃放节点的安全状态,所述信息控制系统(102)通过所述电控系统(103)对所述点火系统(104)进行上电、断电控制。
2. 根据权利要求1所述的烟花综合燃放信息控制处理的计算机软件系统,其特征在于,所述信息采集系统(101)包括并行的烟花节点鸣音警示系统(201)、烟花燃放节点电子围墙系统(202)、烟花燃放节点红外视频监控系统(203),并且所述烟花节点鸣音警示系统(201)、烟花燃放节点电子围墙系统(202)、烟花燃放节点红外视频监控系统(203)中,任一系统反馈的断电信息,可通过所述信息控制系统(102)和所述电控系统(103)对所述点火系统(104)实施断电。
3. 根据权利要求2所述的烟花综合燃放信息控制处理的计算机软件系统,其特征在于,所述烟花节点鸣音警示系统(201)包括多普勒效应传感器电路、放大电路、电子开关控制电路、单稳态触发器和语音警示电路。
4. 根据权利要求3所述的烟花综合燃放信息控制处理的计算机软件系统,其特征在于,所述多普勒效应传感器电路由天线W、电阻器Rl R4、电感器L、电容器Cl和晶体管VI组成;所述放大电路由电容器C2、C3、电阻器R5、R6和晶体管V2组成;所述电子开关控制电路由电容器C4、检测二极管VD、电阻器R7、 R8和晶体管V3、 V4组成;所述单稳态触发器电路由时基集成电路IC、电阻器R9和电容器C5、 C6组成;所述语音警示电路由晶体管V5、电阻器RIO、电容器C7、 C8和专用警示器HA组成。
5. 根据权利要求3所述的烟花综合燃放信息控制处理的计算机软件系统,其特征在于,所述烟花燃放节点电子围墙系统(202)包括电源电路、自激式多谐振荡器和高压发生器电路。
6. 根据权利要求4所述的烟花综合燃放信息控制处理的计算机软件系统,其特征在于,所述烟花燃放节点红外视频监控系统(203)包括硬件部分和软件部分,所述硬件部分由视频采集转换模块、视频编码模块、嵌入式微处理器模块组成;所述软件部分由嵌入式操作系统设计,包括视频编码模块、视频服务器模块、数据包发送模块组成。
全文摘要
本发明公开了一种烟花综合燃放信息控制处理的计算机软件系统,其特征在于,所述系统包括信息采集系统101,信息控制系统102、电控系统103、点火系统104,所述信息采集系统101向所述信息控制系统102发送电信号,反映燃放节点的安全状态,所述信息控制系统102通过所述电控系统103对所述点火系统104进行上电、断电控制。本发明的电子示警、电子阻截、红外监控系统都可对点火器实施独立断电控制,解决了大型烟花燃放项目的节点安全防护问题。
文档编号G05B19/418GK101709934SQ20091004356
公开日2010年5月19日 申请日期2009年6月1日 优先权日2009年6月1日
发明者刘勇章, 杨传观, 蔡波, 钟自友, 钟自奇, 钟自敏, 钟自超, 钟自远 申请人:浏阳市东信烟花集团有限公司
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