监控系统的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种监控系统，包括n个离子式烟雾传感器、n个热释电红外传感器、m个图像分析设备和主处理器，m小于n，离子式烟雾传感器和热释电红外传感器一一对应，一个图像分析设备对应多个离子式烟雾传感器和多个热释电红外传感器，主处理器与n个离子式烟雾传感器、n个热释电红外传感器和m个图像分析设备分别连接，以基于每一个图像分析设备对应的多个离子式烟雾传感器和多个热释电红外传感器的检测结果，控制每一个图像分析设备的开启和关闭。通过本发明，能够自动检测目标区域的火灾和入侵情况，并能够根据火灾或入侵发生位置控制附近的图像分析设备自动旋转到对应方向以实现火焰等级的分析和入侵监控图像的采集。
【专利说明】监控系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及目标区域监控领域，尤其涉及一种监控系统。
【背景技术】
[0002]合金厂区由于大量使用贵重金属，特别是一些稀有金属，价格昂贵，因此需要重点进行监控，以防止不法分子进入、避免火灾、烟雾的蔓延所带来的损失。
[0003]然而，现有技术中的目标区域监控系统，对火灾监控的烟、温或可燃气体传感器，对入侵报警的红外传感器都是分开布局，并没有集中管理，发生火灾时的火焰等级也无法识别，同时在每一个目标区域监控点都安置摄像头，摄像头一般24小时开机，而入侵一般只发生在某一个监控点的某一段时间，这就导致了摄像资源的较大浪费。
[0004]因此，需要一种新的目标区域监控系统，对目标区域内的各种传感器实现集中管理，同时以传感器为预判设备，在预判需要摄像头工作的情况下，才启动摄像头以实现火焰等级的识别和入侵图像的采集。
【发明内容】
[0005]为了解决上述问题，本发明提供了一种监控系统，建立摄像设备与传感器的一对多的关系，使用可旋转的摄像头，在传感器初步判断存在火灾或入侵时，才启动并旋转朝向传感器所在的方向进行图像采集，而且引入火焰等级识别设备以确定火焰等级，从而能在减少能耗的同时，为目标区域监控部门提供更有价值的监控数据。
[0006]根据本发明的一方面，提供了一种监控系统，所述监控系统包括η个离子式烟雾传感器、η个热释电红外传感器、m个图像分析设备和主处理器，m小于η，η和m都为大于I的自然数，离子式烟雾传感器和热释电红外传感器一一对应，一个图像分析设备对应多个离子式烟雾传感器和多个热释电红外传感器，所述主处理器与所述η个离子式烟雾传感器、所述η个热释电红外传感器和所述m个图像分析设备分别连接，以基于每一个图像分析设备对应的多个离子式烟雾传感器和多个热释电红外传感器的检测结果，控制每一个图像分析设备的开启和关闭。
[0007]更具体地，在所述监控系统中，所述监控系统还包括存储器，存储了对应关系数据库，所述对应关系数据库以图像分析设备为索引，保存了每一个图像分析设备的各个旋转位置、以及不同旋转位置所对应的不同离子式烟雾传感器和不同热释电红外传感器，所述存储器还存储了火焰上限灰度阈值、火焰下限灰度阈值和火焰面积等级对照表，所述火焰上限灰度阈值和所述火焰下限灰度阈值用于将图像中的火焰和背景分离；所述离子式烟雾传感器包括内电离室、外电离室、两个放射电极和放射源，所述放射源用于在所述两个放射电极之间放射同位素镅241，为所述离子式烟雾传感器提供正负离子，所述内电离室封闭，外部烟雾无法进入，所述外电离室打开，外部烟雾能够进入，在无烟雾的环境下，内外电离室的电压不变，在有烟雾的环境下，内外电离室的电压改变，发出烟雾报警信号；所述热释电红外传感器用于通过检测是否存在人体所产生的固定波长的红外光，确定是否发出入侵报警信号；所述主处理器与所述存储器、所述η个离子式烟雾传感器、所述η个热释电红外传感器和所述m个图像分析设备分别连接，在接收到离子式烟雾传感器发出烟雾报警信号或接收到热释电红外传感器发出的入侵报警信号时，通过查询所述存储器中的对应关系数据库，寻找与离子式烟雾传感器或热释电红外传感器对应的图像分析设备以及对应的图像分析设备旋转位置，启动所述对应的图像分析设备，并将所述对应的图像分析设备旋转位置发送到所述对应的图像分析设备；所述图像分析设备包括转台、摄像头和图像处理器，在接收到所述对应的图像分析设备旋转位置时，控制转台以旋转到所述对应的图像分析设备旋转位置，所述摄像头用于采集监控点的监控图像，所述图像处理器包括火焰子图像分离单元和火焰等级确定单元，所述火焰子图像分离单元与所述摄像头和所述存储器分别连接，用于将所述监控图像中灰度值在所述火焰上限灰度阈值和所述火焰下限灰度阈值之间的像素识别并组成火焰子图像，所述火焰等级确定单元与所述火焰子图像分离单元和所述存储器分别连接，基于所述火焰子图像计算火焰面积，并根据所述火焰面积和所述火焰面积等级对照表确定所述火焰面积对应的火焰等级；无线网卡，与所述主处理器和所述图像分析设备分别连接，通过无线通信网络建立双向无线数据通信链路，在接收到所述烟雾报警信号时无线发送所述烟雾报警信号、所述火焰等级和所述烟雾报警信号所属离子式烟雾传感器对应的监控点，在接收到所述入侵报警信号时，无线发送所述入侵报警信号、所述监控图像和所述入侵报警信号所属热释电红外传感器对应的监控点，所述无线网卡将无线发送数据发往当地警务管理平台或负责人移动终端；其中，所述主处理器还定时检查所述对应关系数据库中的每一个图像分析设备，在存在图像分析设备没有对应的离子式烟雾传感器发出烟雾报警信号或没有对应的热释电红外传感器发出的入侵报警信号时，关闭所述存在的图像分析设备；所述η个离子式烟雾传感器和所述η个热释电红外传感器一一对应，分别成对设置在目标区域的η个监控点，每一个图像分析设备的监控范围覆盖多个监控点，每一个图像分析设备可旋转以面对不同的监控点；所述主处理器启动所述对应的图像分析设备包括，在接收到烟雾报警信号时，启动所述对应的图像分析设备中的转台、摄像头和图像处理器，在接收到入侵报警信号时，启动所述对应的图像分析设备中的转台和摄像头。
[0008]更具体地，在所述监控系统中，所述存储器、所述主处理器和所述无线网卡都位于所述目标区域的监控室内。
[0009]更具体地，在所述监控系统中，还包括液晶显示屏，连接图像分析设备以接收并显示所述监控图像。
[0010]更具体地，在所述监控系统中，还包括供电电源，用于为所述监控系统提供电力供应。
[0011]更具体地，在所述监控系统中，所述热释电红外传感器还包括红外探头和信号运算器，所述红外探头用于检测监控点的红外光，所述信号运算器与所述红外探头连接，用于确定检测到的红外光是否属于人体所产生的固定波长的红外光。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]以下将结合附图对本发明的实施方案进行描述，其中:
[0013]图1为根据本发明实施方案示出的监控系统的结构方框图。
[0014]图2为根据本发明实施方案示出的监控系统的图像分析设备的结构方框图。
【具体实施方式】
[0015]下面将参照附图对本发明的监控系统的实施方案进行详细说明。
[0016]目前主要监控的目标有两种。
[0017]第一种监控目标是，通过不正当途径进入目标区域的入侵者，这些人没有通过目标区域的正常出入口进入目标区域，而是采取翻墙等其他手段，进入目标区域的时间段也一般选择在凌晨或其他人少的时间。对于这类监控目标，目标区域安全监控系统大都采用红外线传感器检测报警的方式来完成监控，即在关键监控点设置多个红外线传感器，在固定时间段检测到有人进入时，发出报警信息，对于一些目标区域，会选择在关键监控点设置多个摄像头，24小时进行图像监控。
[0018]第二种监控目标时，目标区域各个位置可能发生的火灾，由于保安不可能24小时实时对目标区域所有位置进行有人巡查，如果在无人区发生火灾，则后果不堪设想。对于这类监控目标，目标区域安全监控系统会选择使用烟雾传感器检测报警的方式来完成监控，即在关键监控点设置多个烟雾传感器，在检测到烟雾时发出报警信息。
[0019]然而，现有的目标区域安全监控系统没有将多种类型的传感器有机进行集中管理，同时缺少火情分析手段，无法判断火情大小，而且，对于24小时摄像头的监控系统来说，虽然覆盖了全部目标区域范围，但造价偏高。
[0020]本发明的监控系统，通过合理设计多种传感器在目标区域监控点的布局，为每一个图像分析设备设计可旋转模式，并对应多个红外线传感器和多个烟雾传感器，而且在只有对应的红外线传感器或烟雾传感器检测到报警信息时，才启动图像分析设备进行火灾等级分析和入侵监控图像采集工作，减少了能耗，降低了工程造价，同时提高了目标区域安全监控系统的智能化水平。
[0021]图1为根据本发明实施方案示出的监控系统的结构方框图，所述监控系统包括η个离子式烟雾传感器1、η个热释电红外传感器2、m个图像分析设备3和主处理器4，m小于η，η和m都为大于I的自然数，离子式烟雾传感器I和热释电红外传感器2 —一对应，一个图像分析设备3对应多个离子式烟雾传感器I和多个热释电红外传感器2，所述主处理器4与所述η个离子式烟雾传感器1、所述η个热释电红外传感器2和所述m个图像分析设备3分别连接，以基于每一个图像分析设备3对应的多个离子式烟雾传感器I和多个热释电红外传感器2的检测结果，控制每一个图像分析设备3的开启和关闭。
[0022]接着，对本发明的监控系统的结构进行更具体的说明。
[0023]所述监控系统还包括存储器，存储了对应关系数据库，所述对应关系数据库以图像分析设备3为索引，保存了每一个图像分析设备3的各个旋转位置、以及不同旋转位置所对应的不同离子式烟雾传感器I和不同热释电红外传感器2，所述存储器还存储了火焰上限灰度阈值、火焰下限灰度阈值和火焰面积等级对照表，所述火焰上限灰度阈值和所述火焰下限灰度阈值用于将图像中的火焰和背景分离。
[0024]所述离子式烟雾传感器I包括内电离室、外电离室、两个放射电极和放射源，所述放射源用于在所述两个放射电极之间放射同位素镅241，为所述离子式烟雾传感器I提供正负离子，所述内电离室封闭，外部烟雾无法进入，所述外电离室打开，外部烟雾能够进入，在无烟雾的环境下，内外电离室的电压不变，在有烟雾的环境下，内外电离室的电压改变，发出烟雾报警信号。
[0025]所述热释电红外传感器2用于通过检测是否存在人体所产生的固定波长的红外光，确定是否发出入侵报警信号。
[0026]所述主处理器4与所述存储器、所述η个离子式烟雾传感器1、所述η个热释电红外传感器2和所述m个图像分析设备3分别连接，在接收到离子式烟雾传感器I发出烟雾报警信号或接收到热释电红外传感器2发出的入侵报警信号时，通过查询所述存储器中的对应关系数据库，寻找与离子式烟雾传感器I或热释电红外传感器2对应的图像分析设备3以及对应的图像分析设备旋转位置，启动所述对应的图像分析设备3，并将所述对应的图像分析设备旋转位置发送到所述对应的图像分析设备3。
[0027]参照图2，所述图像分析设备3包括转31、摄像头32和图像处理器33，在接收到所述对应的图像分析设备旋转位置时，控制转台31以旋转到所述对应的图像分析设备旋转位置，所述摄像头32用于采集监控点的监控图像，所述图像处理器33包括火焰子图像分离单元和火焰等级确定单元，所述火焰子图像分离单元与所述摄像头31和所述存储器分别连接，用于将所述监控图像中灰度值在所述火焰上限灰度阈值和所述火焰下限灰度阈值之间的像素识别并组成火焰子图像，所述火焰等级确定单元与所述火焰子图像分离单元和所述存储器分别连接，基于所述火焰子图像计算火焰面积，并根据所述火焰面积和所述火焰面积等级对照表确定所述火焰面积对应的火焰等级。
[0028]所述监控系统还包括无线网卡，与所述主处理器4和所述图像分析设备分别连接，通过无线通信网络建立双向无线数据通信链路，在接收到所述烟雾报警信号时无线发送所述烟雾报警信号、所述火焰等级和所述烟雾报警信号所属离子式烟雾传感器I对应的监控点，在接收到所述入侵报警信号时，无线发送所述入侵报警信号、所述监控图像和所述入侵报警信号所属热释电红外传感器2对应的监控点，所述无线网卡将无线发送数据发往当地警务管理平台或负责人移动终端。
[0029]其中，所述主处理器4还定时检查所述对应关系数据库中的每一个图像分析设备3，在存在图像分析设备3没有对应的离子式烟雾传感器I发出烟雾报警信号或没有对应的热释电红外传感器2发出的入侵报警信号时，关闭所述存在的图像分析设备3。
[0030]所述η个离子式烟雾传感器I和所述η个热释电红外传感器2 —一对应，分别成对设置在目标区域的η个监控点，每一个图像分析设备3的监控范围覆盖多个监控点，每一个图像分析设备3可旋转以面对不同的监控点；所述主处理器4启动所述对应的图像分析设备3包括，在接收到烟雾报警信号时，启动所述对应的图像分析设备3中的转台31、摄像头32和图像处理器33，在接收到入侵报警信号时，启动所述对应的图像分析设备3中的转台31和摄像头32。
[0031]其中，在所述监控系统中，所述存储器、所述主处理器4和所述无线网卡都位于所述目标区域的监控室内，所述监控系统还可以包括液晶显示屏，连接图像分析设备3以接收并显示所述监控图像，所述监控系统还可以包括供电电源，用于为所述监控系统提供电力供应，所述热释电红外传感器2还包括红外探头和信号运算器，所述红外探头用于检测监控点的红外光，所述信号运算器与所述红外探头连接，用于确定检测到的红外光是否属于人体所产生的固定波长的红外光。
[0032]另外，烟雾传感器是通过监测烟雾的浓度来实现火灾防范的，烟雾传感器广泛应用在城市安防、目标区域、工厂、公司、学校、家庭、别墅、仓库、资源、石油、化工、燃气输配等众多领域。烟雾报警器内部采用离子式烟雾传感器，离子式烟雾传感器是一种技术先进，工作稳定可靠的传感器，被广泛运用到各种消防报警系统中，性能远优于气敏电阻类的火灾报警器。
[0033]离子式烟雾传感器在内外电离室里面有放射源镅241，电离产生的正、负离子，在电场的作用下各自向正负电极移动。在正常的情况下，内外电离室的电流、电压都是稳定的。一旦有烟雾窜逃外电离室。干扰了带电粒子的正常运动，电流，电压就会有所改变，破坏了内外电离室之间的平衡，于是离子式烟雾传感器可通过无线发射器发出无线报警信号，通知远方的接收主机，将报警信息传递出去。离子烟雾报警器对微小的烟雾粒子的感应要灵敏一些，对各种烟能均衡响应。
[0034]另外，热释电红外传感器主要是由一种高热电系数的材料，如锆钛酸铅系陶瓷、钽酸锂、硫酸三甘钛等制成尺寸为2X1 _的探测元件。在每个探测器内装入一个或两个探测元件，并将两个探测元件以反极性串联，以抑制由于自身温度升高而产生的干扰。由探测元件将探测并接收到的红外辐射转变成微弱的电压信号，经装在探头内的场效应管放大后向外输出。为了提高探测器的探测灵敏度以增大探测距离，一般在探测器的前方装设一个菲涅尔透镜，该透镜用透明塑料制成，将透镜的上、下两部分各分成若干等份，制成一种具有特殊光学系统的透镜，他和放大电路相配合，可将信号放大70分贝以上，这样就可以测出20米范围内人的行动。
[0035]热释电红外传感器在结构上引入场效应管，其目的在于完成阻抗变换。由于热电元输出的是电荷信号，并不能直接使用，因而需要用电阻将其转换为电压形式。故引入的N沟道结型场效应管应接成共漏形式来完成阻抗变换。热释电红外传感器由传感探测元、干涉滤光片和场效应管匹配器三部分组成。设计时应将高热电材料制成一定厚度的薄片，并在他的两面镀上金属电极，然后加电对其进行极化，这样便制成了热释电探测元。由于加电极化的电压是有极性的，因此极化后的探测元也是有正、负极性的。该传感器将两个极性相反、特性一致的探测元串接在一起，目的是消除因环境和自身变化引起的干扰。他利用两个极性相反、大小相等的干扰信号在内部相互抵消的原理来使传感器得到补偿。对于辐射至传感器的红外辐射，热释电传感器通过安装在传感器前面的菲涅尔透镜将其聚焦后加至两个探测元上，从而使传感器输出电压信号。制造热释电红外探测元的高热电材料是一种广谱材料，他的探测波长范围为0.2-20um。为了对某一波长范围的红外辐射有较高的敏度，该传感器在窗口上加装了一块干涉滤波片。这种滤波片除了允许某些波长范围的红外辐射通过外，还能将灯光、阳光和其它红外辐射拒之门外。
[0036]采用本发明的监控系统，针对现有目标区域安全监控系统的传感器管理分散、摄像头工作模式不智能的技术问题，将检测入侵和火情的不同类型传感器融入一个监控系统中集中管理，为图像识别设备提供旋转机制以覆盖更多区域，减少设备数量，同时，只有在传感器初步检测到报警状况时方启动图像识别设备进行火灾等级分析和入侵监控图像采集，提高了监控系统的智能化程度，降低了系统能耗和开销。
[0037]可以理解的是，虽然本发明已以较佳实施例披露如上，然而上述实施例并非用以限定本发明。对于任何熟悉本领域的技术人员而言，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。
【权利要求】
1.一种监控系统，其特征在于，所述监控系统包括η个离子式烟雾传感器、η个热释电红外传感器、m个图像分析设备和主处理器，m小于η，η和m都为大于I的自然数，离子式烟雾传感器和热释电红外传感器一一对应，一个图像分析设备对应多个离子式烟雾传感器和多个热释电红外传感器，所述主处理器与所述η个离子式烟雾传感器、所述η个热释电红外传感器和所述m个图像分析设备分别连接，以基于每一个图像分析设备对应的多个离子式烟雾传感器和多个热释电红外传感器的检测结果，控制每一个图像分析设备的开启和关闭。
2.如权利要求1所述的监控系统，其特征在于，所述监控系统还包括: 存储器，存储了对应关系数据库，所述对应关系数据库以图像分析设备为索引，保存了每一个图像分析设备的各个旋转位置、以及不同旋转位置所对应的不同离子式烟雾传感器和不同热释电红外传感器，所述存储器还存储了火焰上限灰度阈值、火焰下限灰度阈值和火焰面积等级对照表，所述火焰上限灰度阈值和所述火焰下限灰度阈值用于将图像中的火焰和背景分离； 所述离子式烟雾传感器包括内电离室、外电离室、两个放射电极和放射源，所述放射源用于在所述两个放射电极之间放射同位素镅241，为所述离子式烟雾传感器提供正负离子，所述内电离室封闭，外部烟雾无法进入，所述外电离室打开，外部烟雾能够进入，在无烟雾的环境下，内外电离室的电压不变，在有烟雾的环境下，内外电离室的电压改变，发出烟雾报警信号； 所述热释电红外传感器用于通过检测是否存在人体所产生的固定波长的红外光，确定是否发出入侵报警信号； 所述主处理器与所述存储器、所述η个离子式烟雾传感器、所述η个热释电红外传感器和所述m个图像分析设备分别连接，在接收到离子式烟雾传感器发出烟雾报警信号或接收到热释电红外传感器发出的入侵报警信号时，通过查询所述存储器中的对应关系数据库，寻找与离子式烟雾传感器或热释电红外传感器对应的图像分析设备以及对应的图像分析设备旋转位置，启动所述对应的图像分析设备，并将所述对应的图像分析设备旋转位置发送到所述对应的图像分析设备； 所述图像分析设备包括转台、摄像头和图像处理器，在接收到所述对应的图像分析设备旋转位置时，控制转台以旋转到所述对应的图像分析设备旋转位置，所述摄像头用于采集监控点的监控图像，所述图像处理器包括火焰子图像分离单元和火焰等级确定单元，所述火焰子图像分离单元与所述摄像头和所述存储器分别连接，用于将所述监控图像中灰度值在所述火焰上限灰度阈值和所述火焰下限灰度阈值之间的像素识别并组成火焰子图像，所述火焰等级确定单元与所述火焰子图像分离单元和所述存储器分别连接，基于所述火焰子图像计算火焰面积，并根据所述火焰面积和所述火焰面积等级对照表确定所述火焰面积对应的火焰等级； 无线网卡，与所述主处理器和所述图像分析设备分别连接，通过无线通信网络建立双向无线数据通信链路，在接收到所述烟雾报警信号时无线发送所述烟雾报警信号、所述火焰等级和所述烟雾报警信号所属离子式烟雾传感器对应的监控点，在接收到所述入侵报警信号时，无线发送所述入侵报警信号、所述监控图像和所述入侵报警信号所属热释电红外传感器对应的监控点，所述无线网卡将无线发送数据发往当地警务管理平台或负责人移动终端； 其中，所述主处理器还定时检查所述对应关系数据库中的每一个图像分析设备，在存在图像分析设备没有对应的离子式烟雾传感器发出烟雾报警信号或没有对应的热释电红外传感器发出的入侵报警信号时，关闭所述存在的图像分析设备； 其中，所述η个离子式烟雾传感器和所述η个热释电红外传感器一一对应，分别成对设置在目标区域的η个监控点，每一个图像分析设备的监控范围覆盖多个监控点，每一个图像分析设备可旋转以面对不同的监控点； 其中，所述主处理器启动所述对应的图像分析设备包括，在接收到烟雾报警信号时，启动所述对应的图像分析设备中的转台、摄像头和图像处理器，在接收到入侵报警信号时，启动所述对应的图像分析设备中的转台和摄像头。
3.如权利要求2所述的监控系统，其特征在于: 所述存储器、所述主处理器和所述无线网卡都位于所述目标区域的监控室内。
4.如权利要求2所述的监控系统，其特征在于，所述监控系统还包括: 液晶显示屏，连接图像分析设备以接收并显示所述监控图像。
5.如权利要求2所述的监控系统，其特征在于，所述监控系统还包括: 供电电源，用于为所述监控系统提供电力供应。
6.如权利要求2所述的监控系统，其特征在于: 所述热释电红外传感器还包括红外探头和信号运算器，所述红外探头用于检测监控点的红外光，所述信号运算器与所述红外探头连接，用于确定检测到的红外光是否属于人体所产生的固定波长的红外光。
【文档编号】G08B19/00GK104200610SQ201410505238
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2014年9月27日 优先权日:2014年9月27日
【发明者】孙春兰 申请人:江阴市电工合金有限公司