一种监视温度的装置和方法与流程
本发明总的来说涉及智慧消防领域，具体而言，涉及一种监视温度的装置。此外，本发明还涉及一种监视温度的方法。
背景技术：
随着室内用电器的增加，火灾发生的频率越来越高。此外，随着全球气温的逐年升高，诸如森林或露天仓库之类的室外场所中也时常发生火灾。火灾一旦发生，通常会快速地发展和蔓延速，极易造成重大人身和财产损失。火灾的及早预警是降低火灾风险和损失的重要手段。
当前火灾报警监控主要采用感温探测器、感烟探测器、火焰图像识别等技术来监视待监控场地。然而，这些监测技术均仅能在起火冒烟后报警，无法在起火冒烟前进行灾前预警。而起火冒烟后，火灾会迅速发展和蔓延，如果此时才报警，则将留给救援人员较少的时间来处置火情以及开展救援。此外，感温感烟探测器一般为单点监控，其监控范围较小，工程量大，很难对起火点进行有效定位，且不适用于室外场所。而火焰图形识别则受光环境影响严重，且有隐私保护要求的环境不宜使用。
目前需要一种能在早期识别火灾风险、更高效且适用面更广的温度监视手段。
技术实现要素：
本发明的任务是提供一种监视温度的装置和方法，通过该装置或方法，可以在火灾早起、即在起火冒烟前识别火灾风险，并且该装置或方法能够在较大待监控场地内有效地定位火点，且该装置或方法不受环境光影响且不存在侵犯用户隐私问题。
在本发明的第一方面，该任务通过一种监视温度的装置来解决，该装置包括：
热成像摄像头，其被配置为执行下列动作：
在第一时间拍摄待监控场地的第一热图像；以及
在第一时间之后的第二时间拍摄待监控场地的第二热图像；以及
控制器，其被配置为执行下列动作：
识别第一热图像中的第一温度；
识别第二热图像中的第二温度；
根据第一温度和第二温度以及第一时间和第二时间确定待监控场地的温升速率；以及
在温升速率高于温升阈值时输出警报信息。
在本发明中，控制器可以用软件、硬件或固件或其组合来实现。控制器既可以单独存在，也可以是某个部件的一部分。
在本发明的一个优选方案中规定，所述温升速率阈值为20℃/分钟。通过设置该温升速率阈值，可以较好地在早期识别大部分火灾风险。在本发明的教导下，根据不同应用场合，其它温升速率阈值也是可自行设定的。
在本发明的另一优选方案中规定，所述控制器还被配置为执行下列动作：
提供多个预警阈值，所述预警阈值包括最高预警阈值和最低预警阈值；
识别第二热图像中的第二最高温度；
在第二最高温度大于最低预警阈值时将第二最高温度减去温度偏差以得到偏移温度；以及
在偏移温度大于最低预警阈值时输出警报信息。
通过该优选方案，可以通过多次测量待监控场地的最高温度来有效地识别火灾风险。
在本发明的又一优选方案中规定，所述控制器还被配置为执行下列动作：
在偏移温度小于最低预警阈值时识别第一热图像中的第一最高温度；以及
在第一最高温度大于最低预警阈值时输出警报信息。
通过该优选方案，可以通过多次测量待监控场地的最高温度来有效地识别火灾风险。
在本发明的另一优选方案中规定，所述控制器还被配置为执行下列动作：
在第二最高温度小于最低预警阈值时将第一最高温度与最低预警阈值相比较；
在第一最高温度大于最低预警阈值时确定所述多个预警阈值中与第一最高温度相对应的预警阈值，其中与第一最高温度相对应的预警阈值是如下预警阈值：第一最高温度高于该预警阈值但是小于与该预警阈值相邻的更高预警阈值；
将第一最高温度减去与第一最高温度相对应的预警阈值以得到偏移温度；以及
在第二最高温度大于所述偏移温度时输出报警信息。
通过该优选方案，可以通过多次测量待监控场地的最高温度来有效地识别火灾风险。
在本发明的一个扩展方案中规定，输出警报信息包括：
确定当前警报级别；以及
根据当前警报级别输出相应警报信息。
通过该扩展方案，可以输出不同级别的警报，由此方便采取相应措施。
在本发明的一个优选方案中规定，确定警报级别包括：
在与第二最高温度相对应的警报级别大于与第一最高温度相对应的警报级别时将第二最高温度减去温度偏差以得到偏移温度；
在与所述偏移温度相对应的警报级别大于与第一最高温度相对应的警报级别时将与第二最高温度相对应的警报级别确定为当前警报级别；以及
在与所述偏移温度相对应的警报级别等于与第一最高温度相对应的警报级别时将与第一最高温度相对应的警报级别确定为当前警报级别。
通过该优选方案，可以根据多次测量待监控场地的最高温度来确定警报级别，由此方便采取相应措施。
在本发明的另一优选方案中规定，确定警报级别还包括：
在与第二最高温度相对应的警报级别小于与第一最高温度相对应的警报级别时将与第一最高温度相对应的预警阈值减去温度偏差以得到偏移温度；
在第二最高温度大于所述偏移温度时将与第一温度相对应的警报级别确定为当前警报级别；以及
在第二最高温度小于所述偏移温度时将与第二温度相对应的警报级别确定为当前警报级别。
通过该优选方案，可以根据多次测量待监控场地的最高温度来确定警报级别，由此方便采取相应措施。
在本发明的又一优选方案中规定，确定警报级别还包括：
在与第二最高温度相对应的警报级别等于与第一最高温度相对应的警报级别时将与第二温度相对应的警报级别确定为当前警报级别。
通过该优选方案，可以根据多次测量待监控场地的最高温度来确定警报级别，由此方便采取相应措施。
在本发明的一个扩展方案中规定，所述多个预警阈值包括：40℃、80℃、190℃；和/或
所述温度偏差为2℃。
通过该扩展方案，可以良好地识别燃煤类可燃物的火灾风险。
在本发明的第二方面，前述任务通过一种监视温度的方法来解决，该方法包括下列步骤：
通过热成像摄像头在第一时间拍摄待监控场地的第一热图像；以及
通过热成像摄像头在第一时间之后的第二时间拍摄待监控场地的第二热图像；
识别第一热图像中的第一温度；
识别第二热图像中的第二温度；
根据第一温度和第二温度以及第一时间和第二时间确定待监控场地的温升速率；以及
在温升速率高于温升阈值时输出警报信息。
在本发明的一个优选方案中规定，该方法还包括下列步骤：
提供多个预警阈值，所述预警阈值包括最高预警阈值和最低预警阈值；
识别第二热图像中的第二最高温度；
在第二最高温度大于最低预警阈值时将第二最高温度减去温度偏差以得到偏移温度；以及
在偏移温度大于最低预警阈值时输出警报信息。
在偏移温度小于最低预警阈值时识别第一热图像中的第一最高温度；以及
在第一最高温度大于最低预警阈值时输出警报信息。
在本发明的另一优选方案中规定，方法还包括下列步骤：
在第二最高温度小于最低预警阈值时将第一最高温度与最低预警阈值相比较；
在第一最高温度大于最低预警阈值时确定所述多个预警阈值中与第一最高温度相对应的预警阈值，其中与第一最高温度相对应的预警阈值是如下预警阈值：第一最高温度高于该预警阈值但是小于与该预警阈值相邻的更高预警阈值；
将第一最高温度减去与第一最高温度相对应的预警阈值以得到偏移温度；以及
在第二最高温度大于所述偏移温度时输出报警信息。
在本发明的又一优选方案中规定，该方法还包括下列步骤：
在偏移温度小于最低预警阈值时识别第一热图像中的第一最高温度；以及
在第一最高温度大于最低预警阈值时输出警报信息。
本发明至少具有下列有益效果：(1)通过本发明，可以在火灾早起、即在起火冒烟前识别火灾风险，这是基于本发明人的如下洞察：火灾的发展过程为：发热升温、阴燃、冒烟起火、火苗蹿起、火势扩大蔓延、大火燃气形成火灾、爆炸，也就是说，在起火冒烟之前，易燃物会有相当长一段时间的能量积累，在此阶段通过能量的蓄积，易燃物的温度会逐渐升高，如在此阶段既可监视其温度的变化，则可以提前预警避免灾情的发生。因此，如果能够在升温和阴燃阶段识别火灾风险，则能有效地避免火灾的形成，否则在冒烟起火后，留给救火人员的处置时间将会非常少，为此本发明通过分析由热像摄像头所检测的温度数据，可以确定温升速率和温度趋势，由此可有效地在火灾发展的最早期识别火灾风险，为人工处理赢取充足时间，大幅降低火灾发生概率；(2)本发明通过热成像摄像头采集温度数据，可对视野内的所有像素点独立地获取温度数值并做报警判断，由此可快速锁定升温区域，从而可有效地实现较大范围内的火灾监控，且安装工程量小、不受环境光条件影响，此外，热成像摄像头也不会侵犯用户隐私，因此本发明的应用范围较广。
附图说明
下面结合附图参考具体实施例来进一步阐述本发明。
图1示出了根据本发明的监视温度的装置的示意图；以及
图2示出了根据本发明的监视温度的方法的流程。
附图说明
应当指出，各附图中的各组件可能为了图解说明而被夸大地示出，而不一定是比例正确的。在各附图中，给相同或功能相同的组件配备了相同的附图标记。
在本发明中，除非特别指出，“布置在…上”、“布置在…上方”以及“布置在…之上”并未排除二者之间存在中间物的情况。
在本发明中，各实施例仅仅旨在说明本发明的方案，而不应被理解为限制性的。
在本发明中，除非特别指出，量词“一个”、“一”并未排除多个元素的场景。
在此还应当指出，在本发明的实施例中，为清楚、简单起见，可能示出了仅仅一部分部件或组件，但是本领域的普通技术人员能够理解，在本发明的教导下，可根据具体场景需要添加所需的部件或组件。
在此还应当指出，在本发明的范围内，“相同”、“相等”、“等于”等措辞并不意味着二者数值绝对相等，而是允许一定的合理误差，也就是说，所述措辞也涵盖了“基本上相同”、“基本上相等”、“基本上等于”。
另外，本发明的各方法的步骤的编号并未限定所述方法步骤的执行顺序。除非特别指出，各方法步骤可以以不同顺序执行。
最后，在本发明中，术语“热成像摄像头”涵盖了各种可以生成热图像的热成像设备、如热像仪、夜视仪、红外热传感器等等。
本发明所基于的思想是，不同的监测物品有各自的燃点，假定某类燃煤的着火点为190至270℃，但由于燃煤的自身的汽化以及环境因素的影响，煤堆内部会积聚热量以及汽化出可燃物，当内部积聚热量到达40℃时会加速汽化出的可燃物质产出，当汽化出来的可燃物质浓度达到一定值，且内部积聚的热量温度达到80摄氏度时，煤堆就会在内部阴燃，进而会逐渐扩大阴燃面积，同时随着阴燃的发生温度达到燃煤的着火点时，火势将会迅速扩大最终导致灾情的发生。在上述这个场景中，可设定三个不同等级的监测报警阈值(40℃、80℃、190℃)，并实时监控煤堆的温度变化情况，当某一时刻的单个温度点达到报警阈值时就会触发对应等级的报警。同时，还可以根据不用物品的燃烧特点采用温升速率报警(例如报警阈值为20℃/min，当温升速率达到20℃/min时触发报警)，即根据多个时间点采集的温度来计算实际的温升速率。
本发明具有如下特点：
1)在升温阶段即可检测到温度的变化并进行预警，可及早发现火灾隐患；
2)通过视频技术可进行大面积监控，安装工程量小；
3)对视野内的所有像素点独立地获取温度数值，并做报警判断。由此快速锁定升温区域；
4)红外热成像技术不受光线、烟雾等影响，区别于普通视频，特别适合有隐私保护要求的环境。
图1示出了根据本发明的监视温度的装置100的示意图。
如图1所示，监视温度的装置100包括热成像摄像头101以及控制器、在此为服务器102。热成像摄像头101通过有线或无线连接接入互联网103，以便与服务器102通信。用户设备106也通过无线或有线连接接入互联网，从而与服务器102通信以便在用户设备106上的应用程序107上远程地接收警报信息。各设备之间的通信可以是加密通信以增加安全性。用户设备106也可以向服务器102进行认证以确保该用户是合法用户。
下面阐述监视温度的装置100的各组件：
·热成像摄像头101，其例如可以是红外热成像仪。热成像摄像头101被配置为执行下列动作：
·控制器、在此为服务器102，在其它实施例中，控制器也可以是本地设备。控制器或服务器102其被配置为执行下列动作：
此外，控制器或服务器102可选地还被配置为执行下列动作：
(1)温度报警，其旨在结合上一次采集的最高温度(第一最高温度)和当前采集的最高温度(第二最高温度)来确定火灾风险，温度报警包括下列步骤：
(2)报警级别细分，其旨在根据不同火灾风险提供不同级别的警报，报警级别细分包括：
此外，温升速率预警也可以采取多个预警级别。在这种情况下，当温度预警级别大于速率预警级别时，取温度预警级别。当速率预警级别大于温度预警级别时，取速率预警级别。如果两个相等，则取温度预警级别。此外，可以获取热成像设备序列号、监控画面通道号、预警创建时间、预警级别的类型、级别名称、最高温度、最低温度、平均温度、当前温度于上次温度温差、监控区域画面截图、监控区域灰度图、整个监控区域内每个点的温度压缩成文件，发送给服务器解析。
本发明至少具有下列有益效果：(1)通过本发明，可以在火灾早起、即在起火冒烟前识别火灾风险，这是基于本发明人的如下洞察：火灾的发展过程为：发热升温、阴燃、冒烟起火、火苗蹿起、火势扩大蔓延、大火燃气形成火灾、爆炸，如果能够在升温和阴燃阶段识别火灾风险，则能有效地避免火灾的形成，否则在冒烟起火后，留给救火人员的处置时间将会非常少，为此本发明通过分析由热像摄像头所检测的温度数据，可以确定温升速率和温度趋势，由此可有效地在火灾发展的最早期识别火灾风险，为人工处理赢取充足时间，大幅降低火灾发生概率；(2)本发明通过热成像摄像头采集温度数据，可对视野内的所有像素点独立地获取温度数值并做报警判断，由此可快速锁定升温区域，从而可有效地实现较大范围内的火灾监控，且安装工程量小、不受环境光条件影响，此外，热成像摄像头也不会侵犯用户隐私，因此本发明的应用范围较广。
图2示出了根据本发明的监视温度的方法的流程。
在步骤202，通过热成像摄像头在第一时间拍摄待监控场地的第一热图像。
在步骤204，通过热成像摄像头在第一时间之后的第二时间拍摄待监控场地的第二热图像。
在步骤206，识别第一热图像中的第一温度。
在步骤208，识别第二热图像中的第二温度。
在步骤210，根据第一温度和第二温度以及第一时间和第二时间确定待监控场地的温升速率。
在步骤212，在温升速率高于温升阈值时输出警报信息。
虽然本发明的一些实施方式已经在本申请文件中予以了描述，但是本领域技术人员能够理解，这些实施方式仅仅是作为示例示出的。本领域技术人员在本发明的教导下可以想到众多的变型方案、替代方案和改进方案而不超出本发明的范围。所附权利要求书旨在限定本发明的范围，并藉此涵盖这些权利要求本身及其等同变换的范围内的方法和结构。
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