森林防火预警系统的制作方法

本实用新型涉及安全报警技术领域，具体涉及一种森林防火预警系统。

背景技术：

森林是地球上的宝贵资源。森林在调节气候、保持水土等方面起着重大的无法替代的作用。每一片森林的形成都要历经数十年甚至数百年。在我国由于过度开发，森林面积已在不断减少。但由于人为或自然的原因发生的森林火灾，却会烧毁大面积的森林。为了保护宝贵的森林，避免发生森林大火，各地都加强了对森林的管理，其中最主要的措施之一就是建立高效的森林防火预警系统，以便及时发现火警险情及时处理，防患于未然，防止大火蔓延破坏宝贵的森林资源。

现有使用温度传感器和烟雾传感器的火情探测系统，传感器识别半径小，大面积的森林就需要布置大量的探测终端，系统建设的成本高。为了克服基于传感器的火情探测系统所存在的识别半径小的不足，而出现了使用监控摄像头的火情探测系统，需要在被监控现场部署监控摄像头，识别半径大，监控摄像头与监控中心之间的通讯一直保持常连接状态，这样图像才能做到实时回传到监控中心进行实时分析判别。在监控中心，无论是通过人眼观察还是利用计算机图像自动识别来进行火情监测判别，都需要每一路现场的监控摄像头实时不间断的把视频图像传回，这样才能做到及时判别及时预警。于是当被监控的森林现场部署有相当多个监控摄像头的情况下，多路监控摄像头都需要向监控中心同时实时回传视频图像数据，于是无论是采用有线还是无线传输连接方式都会受限于传输带宽或传输信道数量的限制，而不得不减少监控摄像头的数量或是增加多个监控中心对视频数据进行处理。而倘若想通过诸如减小每个监控摄像头的视频分辨率或是进行视频压缩编码等措施来降低回传的视频图像的质量，从而降低对传输带宽或信道数量的要求，那么会造成监控中心的识别率大大降低，系统效果就大打折扣。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是现有火情探测系统传输所需占用带宽大和监控中心数据处理负担过重的问题，提供一种森林防火预警系统。

为解决上述问题，本实用新型是通过以下技术方案实现的：

森林防火预警系统，由监控中心和至少一个监测站组成；每个监测包括监控摄像头、前置图像处理机和通讯模块；监控摄像头的输出端与前置图像处理机的输入端连接，前置图像处理机的输出端连接通讯模块；通讯模块与监控中心连接。

上述方案中，通信模块通过无线方式与监控中心连接。

上述方案中，通讯模块为移动通讯模块。

与现有技术相比，本实用新型通过在监测站增设一个前置图像处理机来对监控摄像头所采集到的图像进行预判，当某监测站预判出现火情时，开启通讯模块，该监测站发出信号至监控中心，而当某监测站预判未出现火情时，关闭通信模块，该监测站通信中断；本实用新型能够解决现有火情监测系统的监测站与监控中心之间需要始终保持通信，而导致实时传输所需占用带宽大、频谱利用率低、现场设备功耗高、监控中心硬件配置投入高且数据处理负担过重等问题，能够在保证火灾识别率不降低和避免监控中心接收视频图像数据带宽拥堵的情况下，实现森林防火预警。

附图说明

图1为一种森林防火预警系统的原理框图。

具体实施方式

一种森林防火预警系统，如图1所示，主要由监控中心和至少一个监测站组成。每个监测包括监控摄像头、前置图像处理机和通讯模块。监控摄像头的输出端与前置图像处理机的输入端连接，前置图像处理机的输出端连接通讯模块。通讯模块与监控中心连接。

监控摄像头部署在被监控现场，用于对周围环境进行图像采集。监控摄像头可以采用固定拍摄方式，此时监控摄像头固定朝向一个特定的方向，针对某个特定的监控点进行固定监控；也可以采用巡回拍摄方式，此时监控摄像头以固定点为中心进行旋转朝向不同的方向，针对监控点四周环境进行巡回监控。

前置图像处理机用于对监控摄像头所采集到的图像进行自动图像识别分析，并根据图像识别的结果控制通讯模块的工作状态。自动图像识别分析采用现有技术已知的图像识别方法，对监控摄像头所采集的图像进行处理，并自动判断是否出现火情。当某监测站预判出现火情时，开启通讯模块，该监测站发出信号至监控中心，而当某监测站预判未出现火情时，关闭通信模块，该监测站通信中断。

通讯模块用于实现监测站与监控中心之间的通信。通讯模块与监控中心之间可以通过有线或无线方式实现连接。但考虑到森林荒芜且地形复杂给布线所带来的麻烦，在本实用新型中，通信模块通过无线方式与监控中心连接。所采用的无线连接方式，可以选用如WIFI或RF等通讯模块构成短距离的无线通信方式，也可以是选用如GPRS、GSM、3G或4G等基于运营商的移动通讯模块构成长距离的无线通信方式。由于选用短距离无线连接方式需要布置较多的监控中心，为此，在本实用新型优选实施例中，选用的是长距离的无线通信方式，以实现大区域的统一监控。

监控中心用于接收监控站返回的报警信号。由于监控站的前置图像处理机对图像已经进行了预判，所以监控站返回的可以仅是报警信号，而非图像信号，因此监控中心不需要配备服务器对传回的视频图像码流进行分析识别，只需接收告警信号和显示告警点的视频图像即可。这样不仅可以大大减少信号传输所占用的带宽，降低信号传输费用，而且可以简化监控中心硬件配置，降低监控中心的数据处理负担。

某处森林防火工程需要在50个不同地理位置安装监控摄像头，且每个地理位置点架设1个监控摄像头，编号为ID 01～ID 50，每个监控摄像头输出视频图像码流速率设置为4Mbps，每个监控摄像头通过通讯模块向监控中心传送视频图像数据时占用无线传输通道带宽为2MHz(比如QAM调制方式)。

按照传统方式组网，50个摄像头总共占用50路无线传输通道，总通道带宽为2MHz×50＝100MHz，即在不考虑预留无线信道频率保护间隔的情况下至少占用100MHz的传输带宽，比如规划使用400MHz～500MHz范围内的UHF频段资源。而监控中心需要同时处理的视频图像的码流速率为4Mbps×50＝200Mbps，若监控中心的每台服务器的实时码流处理能力为20Mbps，则需要至少10台服务器设备。

若使用本系统，即基于图像识别链路激活技术的森林防火预警系统，现场依旧保留50个监控摄像头和通讯模块，增加低成本的前置图像处理机，但无线传输通道带宽只需保留1路，即总通道带宽为2MHz×1＝2MHz，且监控中心不需要配备服务器对传回的视频图像码流进行分析识别，只需接收告警信号和显示告警点的视频图像即可。

绝大多数情况下森林被监控现场处于无火情状态，监控摄像头采集到的视频图像数据只传输给前置图像处理机作自动图像识别分析，通讯模块处于静默休眠状态(休眠模式功耗极低)，监控中心服务器也处于待机状态。如附图所示，当ID02监控点发生火情，被前置图像处理机识别发现，于是前置图像处理机激活通讯模块，通讯模块向监控中心发起传输请求，将站点编号(即ID02)和火灾告警信号发送给监控中心，并同时将ID02监控点的现场实时视频图像传输给监控中心。

即使此处森林是火灾高发区域，那么可以多保留几路无线传输通道所需频段，如上述案例中保留2路或3路无线传输通道，当现场2～3处同时发生火灾时对应监控点可同时向监控中心回传视频图像。综上所述，本系统所需占用的无线传输频谱资源和监控中心处理能力将大大降低。