一种消防用多传感器组合式监测系统的制作方法

1.本发明涉及消防技术领域，具体为一种消防用多传感器组合式监测系统。


背景技术：

2.森林是火灾的高发地带，森林火灾通常会造成大量的人员伤亡和财产损失，每年因森林火灾丧生的人数高达千余人，此外，森林火灾还会烧毁林木和林下植物、危害野生动物、引起水土流失和空气污染并有可能导致下游河水质量下降，因此森林火灾消防监测刻不容缓。
3.部分地区在处理森林火灾问题时，仍需要依赖大量人力，因工作人员疏忽大意导致森林火灾难以及时扑灭的事件也频频发生，通过多传感器组合使用对森林火灾进行监测的方式可以及时有效地完成森林消防任务，然而现有的消防监测系统难以及时对森林火灾的火情及火灾扑灭难度作出判断，也难以及时给出有效的火灾控制措施。


技术实现要素：

4.(一)解决的技术问题
5.针对现有技术的不足，本发明提供了一种消防用多传感器组合式监测系统，解决了消防监测系统难以根据火情和火灾扑灭难度对火灾进行控制的问题。
6.(二)技术方案
7.为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种消防用多传感器组合式监测系统，包括消防瞭望塔模块，所述消防瞭望塔模块通过网络连接模块与灭火无人机模块、三维建模平台和地貌图像采集无人机模块相连，所述消防瞭望塔模块包括瞭望塔本体和第一处理器模块，所述第一处理器模块通过信号线与第一摄像设备、步进电机和第一存储器相连，所述步进电机的输出端与第一摄像设备相连，所述灭火无人机模块包括灭火无人机本体、储料箱和第二处理器模块，所述第二处理器模块通过信号线与风向传感器、风速传感器、第一gps定位器、图像传感器、第二存储器和出料装置相连，所述储料箱用于储存灭火弹，所述储料箱与出料装置相连，所述第一处理器模块包括第一图像识别对比模块、第一火情分析模块、火灾位置分析模块和第一结果输出模块，所述第二处理器模块包括第二图像识别对比模块、第二火情分析模块、综合分析模块和第二结果输出模块。
8.优选的，所述地貌图像采集无人机模块包括地貌图像采集无人机本体和第三处理器模块，所述第三处理器模块通过信号线与第二摄像设备、第二gps定位器和第三存储器相连。
9.优选的，所述第一存储器用来存储监测区域各处位置的图像数据、可供对比的火灾图像数据和地貌三维模型数据，所述第二存储器用来存储可供对比的火灾图像数据和地貌三维模型数据，所述第三存储器用来存储监测区域各处位置的图像数据。
10.优选的，所述消防瞭望塔模块还包括语音播报设备，所述第一处理器模块通过信号线与语音播报设备和第一显示器相连。
11.优选的，所述消防瞭望塔模块还包括二氧化碳传感器，所述第一处理器模块通过信号线与二氧化碳传感器、氯化氢气体传感器和温度传感器相连。
12.优选的，所述消防瞭望塔模块还包括自动灭火装置，所述第一处理器模块通过信号线与自动灭火装置和第二显示器相连。
13.优选的，所述地貌图像采集无人机模块还包括光电传感器，所述第三处理器模块通过信号线与光电传感器相连。
14.优选的，所述第一处理器模块通过网络连接模块与第二处理器模块、第三处理器模块和三维建模平台相连。
15.工作原理：监测系统运转时，步进电机输出端间歇性转动一定的角度，步进电机停止期间，第一摄像设备对森林林区进行拍摄，从而使第一摄像设备对瞭望塔本体四周的森林林区进行拍摄，第一图像识别对比模块通过将第一摄像设备提供的图像数据与第一存储器内可供对比的火灾图像数据进行比对，分析火情，若存在火灾则火灾位置分析模块通过比对第一存储器的地貌三维模型数据与第一摄像设备提供的图像数据，得出火灾位置，灭火无人机本体根据火灾位置信息和第一gps定位器给出的位置信息规划航线，飞往火灾发生区域，之后灭火无人机本体再通过图像传感器配合第二火情分析模块和第二存储器对火灾识别对比并分析，判断火情并飞往火灾中心正上方位置处，出料装置将储料箱内的灭火弹投出，进行灭火，同时风向传感器和风速传感器对火灾发生位置处的风向和风速进行测定，综合分析模块结合风向数据、风速数据、第二存储器内地貌三维模型数据和第一gps定位器提供的位置信息对火灾扑灭难度进行判定，若火灾难以及时扑灭，则第二处理器模块通过网络连接模块和第一处理器模块启动语音播报设备，语音播报设备提示瞭望塔值岗人员，令瞭望塔值岗人员通知消防人员采用隔离法遏制火灾，第一处理器模块将第一摄像设备提供的图像数据与地貌三维模型数据和可供对比的火灾图像数据进行对比，监测到火灾被扑灭时，监测区域场景发生变动，地貌图像采集无人机本体配合第二gps定位器并结合地貌三维模型数据和第一摄像设备提供的图像数据飞往场景变动处，地貌图像采集无人机模块通过第二摄像设备对检测区域场景变动处进行拍摄，第三处理器模块对第三存储器内的监测区域各处位置的图像数据进行更新，同时第三处理器模块通过网络连接模块和第一处理器模块对第一存储器内的监测区域各处位置的图像数据进行更新，第一处理器模块通过网络连接模块将更新后的监测区域各处位置的图像数据上传至三维建模平台，第一处理器模块获取新的地貌三维模型数据后对第一存储器和第二存储器内的数据进行更新，未发生火灾期间监测区域场景发生变动时，地貌图像采集无人机模块以上述方法对场景变动处进行拍摄，更新第三存储器和第一存储器内的监测区域各处位置的图像数据和第一存储器和第三存储器内的地貌三维模型数据，同时第二摄像设备通过第三处理器模块、网络连接模块和第一处理器模块将场景变动处图像呈现在第一显示器，语音播报设备提醒瞭望塔值岗人员，值岗人员观看第一显示器并通知其他工作人员前往场景变动处调查现场，第一处理器模块配合二氧化碳传感器、氯化氢气体传感器、温度传感器对瞭望塔本体进行消防监测，发生火灾时通过自动灭火装置及时对瞭望塔本体灭火，从而保证监测系统有效运行。
16.(三)有益效果
17.本发明提供了一种消防用多传感器组合式监测系统。具备以下有益效果：
18.1、本发明通过步进电机配合第一摄像设备对瞭望塔本体四周的森林林区进行拍
摄，通过第一图像识别对比模块配合第一火情分析模块和第一存储器对火情进行判定，若存在火灾则火灾位置分析模块配合第一处理器模块、第一存储器和第一摄像设备，得出火灾位置，灭火无人机配合第一gps定位器飞往火灾发生区域后，图像传感器配合第二火情分析模块和第二存储器对火灾识别对比并分析，判断火情并飞往火灾中心正上方位置处，出料装置配合储料箱进行灭火，综合分析模块配合风向传感器和风速传感器、第二存储器和第一gps定位器对火灾扑灭难度进行判定，若火灾难以及时扑灭，则第二处理器模块配合网络连接模块、第一处理器模块和语音播报设备，提示瞭望塔值岗人员，瞭望塔值岗人员通知消防人员采用隔离法遏制火灾，从而有效处理森林消防任务，降低火灾造成的损失。
19.2、本发明通过第一处理器模块将第一摄像设备提供的图像数据与地貌三维模型数据和可供对比的火灾图像数据进行对比，发生火灾后火灾被扑灭时或未发生火灾期间监测区域场景发生变动时，地貌图像采集无人机模块对检测区域场景变动处进行拍摄，第三处理器模块配合网络连接模块和第一处理器模块对第三存储器和第一存储器内的监测区域各处位置的图像数据进行更新，通过第一处理器模块配合第一存储器、网络连接模块、第二处理器模块和三维建模平台，对第一存储器和第二存储器内的地貌三维模型数据进行更新，保证火灾监测的准确性，第一处理器模块配合二氧化碳传感器、氯化氢气体传感器、温度传感器和自动灭火装置执行瞭望塔本体消防任务，从而保证监测系统有效运行，值得大力推广。
附图说明
20.图1为本发明的系统框图；
21.图2为本发明的第一处理器模块系统框图；
22.图3为本发明的第二处理器模块系统框图。
具体实施方式
23.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
24.实施例：
25.如图1
‑
3所示，本发明实施例提供一种消防用多传感器组合式监测系统，包括消防瞭望塔模块，消防瞭望塔模块通过网络连接模块与灭火无人机模块、三维建模平台和地貌图像采集无人机模块相连，消防瞭望塔模块包括瞭望塔本体和第一处理器模块，第一处理器模块通过信号线与第一摄像设备、步进电机和第一存储器相连，步进电机的输出端与第一摄像设备相连，灭火无人机模块包括灭火无人机本体、储料箱和第二处理器模块，第二处理器模块通过信号线与风向传感器、风速传感器、第一gps定位器、图像传感器、第二存储器和出料装置相连，储料箱用于储存灭火弹，储料箱与出料装置相连，第一处理器模块包括第一图像识别对比模块、第一火情分析模块、火灾位置分析模块和第一结果输出模块，第二处理器模块包括第二图像识别对比模块、第二火情分析模块、综合分析模块和第二结果输出模块，监测系统运转时，步进电机输出端间歇性转动一定的角度，步进电机停止期间，第一
摄像设备对森林林区进行拍摄，从而使第一摄像设备对瞭望塔本体四周的森林林区进行拍摄，第一图像识别对比模块通过将第一摄像设备提供的图像数据与第一存储器内可供对比的火灾图像数据进行比对，分析火情，若存在火灾则火灾位置分析模块通过比对第一存储器的地貌三维模型数据与第一摄像设备提供的图像数据，得出火灾位置，灭火无人机本体根据火灾位置信息和第一gps定位器给出的位置信息规划航线，飞往火灾发生区域，第二处理器模块配合图像传感器调节灭火无人机本体飞行高度，之后灭火无人机本体再通过图像传感器配合第二火情分析模块和第二存储器对火灾识别对比并分析，判断火情并飞往火灾中心正上方位置处，出料装置将储料箱内的灭火弹投出，进行灭火，同时风向传感器和风速传感器对火灾发生位置处的风向和风速进行测定，火灾扑灭难度与火灾发生处坡度、风向和风速相关，综合分析模块结合风向数据、风速数据、第二存储器内地貌三维模型数据和第一gps定位器提供的位置信息对火灾扑灭难度进行判定，若火灾难以及时扑灭，则第二处理器模块通过网络连接模块和第一处理器模块启动语音播报设备，语音播报设备提示瞭望塔值岗人员，令瞭望塔值岗人员通知消防人员，令消防人员采用隔离法遏制火灾，清除火灾蔓延方向的可燃物，从而有效处理森林消防任务，做到及时止损。
26.地貌图像采集无人机模块包括地貌图像采集无人机本体和第三处理器模块，第三处理器模块通过信号线与第二摄像设备、第二gps定位器和第三存储器相连，第一处理器模块将第一摄像设备提供的图像数据与地貌三维模型数据和可供对比的火灾图像数据进行对比，监测到火灾被扑灭时，监测区域场景发生变动，地貌图像采集无人机本体配合第二gps定位器并结合地貌三维模型数据和第一摄像设备提供的图像数据飞往场景变动处，地貌图像采集无人机模块通过第二摄像设备对检测区域场景变动处进行拍摄，第三处理器模块对第三存储器内的监测区域各处位置的图像数据进行更新，同时第三处理器模块通过网络连接模块和第一处理器模块对第一存储器内的监测区域各处位置的图像数据进行更新，第一处理器模块通过网络连接模块将更新后的监测区域各处位置的图像数据上传至三维建模平台，第一处理器模块获取新的地貌三维模型数据后对第一存储器和第二存储器内的数据进行更新，未发生火灾期间监测区域场景发生变动时，地貌图像采集无人机模块以上述方法对场景变动处进行拍摄，更新第三存储器和第一存储器内的监测区域各处位置的图像数据和第一存储器和第三存储器内的地貌三维模型数据，保证火灾监测的准确性。
27.第一存储器用来存储监测区域各处位置的图像数据、可供对比的火灾图像数据和地貌三维模型数据，第二存储器用来存储可供对比的火灾图像数据和地貌三维模型数据，第三存储器用来存储监测区域各处位置的图像数据。
28.消防瞭望塔模块还包括语音播报设备，第一处理器模块通过信号线与语音播报设备和第一显示器相连，地貌图像采集无人机模块对场景变动处进行图像采集时，第二摄像设备通过第三处理器模块、网络连接模块和第一处理器模块将场景变动处图像呈现在第一显示器，语音播报设备提醒瞭望塔值岗人员，值岗人员观看第一显示器并通知其他工作人员调查场景变动现场。
29.消防瞭望塔模块还包括二氧化碳传感器，第一处理器模块通过信号线与二氧化碳传感器、氯化氢气体传感器和温度传感器相连，第一处理器模块配合二氧化碳传感器、氯化氢气体传感器、温度传感器对瞭望塔本体进行消防监测，消除第一摄像设备监测死角，达到森林林区全方位监测目的。
30.消防瞭望塔模块还包括自动灭火装置，第一处理器模块通过信号线与自动灭火装置和第二显示器相连，第二显示器显示瞭望塔本体消防信息，发生火灾时通过自动灭火装置及时对瞭望塔本体进行灭火，从而保证监测系统能够有效运行。
31.地貌图像采集无人机模块还包括光电传感器，第三处理器模块通过信号线与光电传感器相连，光电传感器设置在地貌图像采集无人机本体下方，光电传感器检测地貌图像采集无人机本体到下方林区的高度，第三处理器模块配合光电传感器调节地貌图像采集无人机高度。
32.第一处理器模块通过网络连接模块与第二处理器模块、第三处理器模块和三维建模平台相连。
33.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。