基于视频监控的灭火器监测系统及其监测方法与流程

本发明涉及基于视频监控的灭火器监测系统及其监测方法。

背景技术：

灭火器是常见的消防设施之一，存放在公共场所或可能发生火灾的地方，不同种类的灭火器内装填的成分不一样，是专为不同的火灾起因而设。在建筑楼宇，灭火器是必备的消防设备，然而现有技术放置于建筑楼宇内的灭火器经常出现人为移动或丢失的情况，不利后期救灾使用，情况严重者，可能在火灾现场找不到可用的灭火器，助涨火灾危害。灭火器一般具有一定的使用年限，即从出厂后就设定有一个有效期限，只有当在有效期限内，灭火器才能发挥出最大的灭火功效，而超过该有效期限，则其灭火功效会出现衰退甚至急剧降低，更有甚者，当灭火器过期后，会完全失去灭火功效，因此，当灭火器快要或已经达到有效期限时，必须及时更换新的灭火器，以可应对突发火灾险情。

随着我国社会的快速发展，城市建设规模持续扩大。无论是基础建设，还是工业设施，人口密度不断增加，高层建筑逐渐成为主流。灭火器的用量相当巨大，就算是一栋高楼内的灭火器放置量也很多，因此，如何对某一特定区域内的灭火器进行管理，当该区域内的某一个灭火器出现移动、丢失、灭火器达到或超过使用期限时，可及时发现并纠正，成为所属技术领域技术人员亟待解决的技术问题。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是：提供基于视频监控的灭火器监测系统及其监测方法，解决现有技术无法在特定区域内实时对该区域内所有灭火器进行有效监控，从而导致该区域内某一个灭火器出现移动、丢失、或者达到使用期限后无法及时纠正，进而影响后期火灾险情防治的问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

基于视频监控的灭火器监测系统，包括设于后台监控室内的控制设备，以及分别与所述控制设备通过无线网络连接的若干个监测设备，每一个所述监测设备分别设于一个需监测的灭火器上，所述控制设备用于同时监控多个灭火器；

所述监测设备包括视频采集装置，可拆卸连接于灭火器手柄上的手柄延伸管件，以及均设于所述手柄延伸管件内的定位器、第一声光报警器、第一无线收发模块和第一单片机，所述第一单片机分别与所述定位器、所述第一声光报警器和所述第一无线收发模块连接；

所述视频采集装置包括均设于所述灭火器侧上方墙壁上的针孔摄像机、第二单片机和第二无线收发模块，所述针孔摄像机用于采集含有灭火器在内的视频，所述第二单片机分别与所述针孔摄像机和所述第二无线收发模块连接；

所述控制设备通过无线网络分别与所述第一无线收发模块和所述第二无线收发模块相连接。

进一步地，所述手柄延伸管件内设有分别与所述第一单片机连接的存储器和比较器，所述存储器内存储有灭火器的有效期限信息。

进一步地，所述灭火器手柄的末端车有外螺纹，所述手柄延伸管件的连接端内壁车有与所述外螺纹相匹配的内螺纹，所述手柄延伸管件通过螺纹卡拆卸连接于所述火车灭火器手柄的末端。

进一步地，所述手柄延伸管件的外端封口。

进一步地，所述手柄延伸管件的外端封口端设有与所述第一单片机连接的红外线发射器，位于所述灭火器侧面墙壁上设有与所述红外线发射器相对应的红外线接收器，所述红外线接收器与所述第二单片机连接。

进一步地，所述第一单片机和所述第二单片机均为msp430系列的16位单片机或stm32系列的32位单片机。

进一步地，所述控制设备包括pc机和分别与所述pc机相连接的第三无线收发模块、第二声光报警器和第三声光报警器，所述第三无线收发模块通过无线网络分别与所述第一无线收发模块和所述第二无线收发模块连接。

基于视频监控的灭火器监测系统的监测方法，

(a)实现灭火器定位监测过程如下：

(a1)针孔摄像机每隔一段时间对灭火器进行视频拍摄，并将所拍摄的视频信息实时传送至第一单片机，第一单片机通过相互无线连接的第一无线收发模块和第三无线收发模块将所接收的视频信息传送至pc机；

定位器定位连接在灭火器手柄上手柄延伸管件的位置，并将所定位的位置信息传送至第一单片机，第一单片机将接收到的位置信息通过相互无线连接的第一无线收发模块和第三无线收发模块传送至pc机；

红外线发射器实时向红外线接收器发射红外线，红外线接收器将接收到的红外线信息实时传送至第二单片机，第二单片机将接收到的红外线信息实时通过相互无线连接的第二无线收发模块和第三无线收发模块传送至pc机；

(a2)pc机将接收到的视频信息、位置信息和红外线信息进行存储及显示，同时，pc机将所接收到的位置信息与设定在所述pc机内的预设位置信息进行比对，若出现异常，则控制第二声光报警器运行预警；pc机还将所接收到的红外线信息与设定在所述pc机内的预设红外线信息进行比对，若出现异常，则控制第三声光报警器运行预警；

(a3)后台监控室内监控人员接收到第二声光报警器或第三声光报警器预警，或者接收到第二声光报警器和第三声光报警器同时预警时，首先将第二声光报警器和/或第三声光报警器预警关闭，同时通过pc机远程控制针孔摄像机实时拍摄放置灭火器位置的视频传送至pc机，后台监控室内监控人员通过pc机显示的该视频进一步确定灭火器是否在原位置，若灭火器还在原位置，则判定灭火器在原位置产生了位移，通知楼栋或楼层管理员将灭火器恢复原位；否则判定灭火器丢失，后台监控室内监控人员通过pc机远程控制第一声光报警器预警，同时远程控制定位器实时定位灭火器，并将定位信息实时传送至pc机进行放大显示，后台监控室内监控人员根据pc机放大显示的定位信息追踪寻找灭火器；

(b)实现灭火器超过有效期更换过程如下：

(b1)后台监控室内监控人员通过pc机远程控制将灭火器的有效期限信息存储至存储器内；

(b2)第一单片机每隔一段时间将存储器内存储的有效期限信息读取出，并通过比较器将所读取的有效期限信息与本地时间进行比较，当本地时间未达到有效期限信息显示的时间节点时，则继续下一个时间段监测，当本地时间达到或超过有效期限信息显示的时间节点时，则通过pc机显示相应灭火器需更换；

(b3)后台监控室内监控人员看到灭火器需更换信息后，通过定位器传来的位置信息通知相应楼栋或楼层管理人员进行灭火器更换，同时，楼栋或楼层管理人员将新更换灭火器的有效期限信息反馈至后台监控室内监控人员；

(b4)重复(b1)～(b3)。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明灭火器监测系统结构简单、设计科学合理，使用方便，可对特定区域楼宇中的灭火器进行视频拍摄以确定灭火器是否丢失、以及对灭火器进行位置定位，以方便管理人员追踪寻找，同时还能定时监控灭火器的有效期限，以在有灭火器出现达到或超过使用期限时提醒后台监控室内监控人员更换新的灭火器。当灭火器出现位移(人为移动或搬走)时会实时预警，通知后台监控室内监控人员有灭火器出现位移，后台监控室内监控人员根据pc机显示的位置信息(由定位器定位并传送)即可查询出具体出现位移的灭火器的位置(包括原来放置的位置和出现位移后的位置)，同时，后台监控室内监控人员实时通过针孔摄像机拍摄灭火器原来放置位置的照片或视频，台监控室内监控人员根据照片或视频可判断灭火器是否丢失，若照片或视频中有灭火器，则只是出现短距离的位移，若照片或视频中没有灭火器，则可判断灭火器丢失，之后后台监控室内监控人员将判断结果和定位器定位的位置信息一并传送至楼栋或楼层管理人员，以方便楼栋或楼层管理人员及时对灭火器摆正位置或追踪。

本发明灭火器监测系统包括控制设备和若干个监测设备，在特定区域内的所有灭火器，每个灭火器安装一个监测设备，所有监测设备分别通过无线网络与控制设备连接，这样，在后台监控室内的监控人员就可以通过控制设备对该区域内的所有灭火器进行监控管理。

控制设备包括pc机和分别与pc机相连接的第三无线收发模块、第二声光报警器和第三声光报警器。单个的监测设备包括视频采集装置、手柄延伸管件、定位器、第一声光报警器、第一无线收发模块、第一单片机、存储器、比较器、红外线发射器、红外线接收器、第二单片机、针孔摄像机和第二无线收发模块；第一单片机分别与定位器、第一声光报警器、第一无线收发模块、存储器、比较器和红外线发射器连接，第二单片机分别与红外线接收器、针孔摄像机和第二无线收发模块连接，第三无线收发模块分别通过无线网络与第一无线收发模块和第二无线收发模块连接，实现控制设备和所有监测设备之间的连接。

针孔摄像机每隔一段时间对灭火器放置位置进行视频拍摄，并将视频信息传送至pc机，以供后台监控室内监控人员调出观看；定位器实时定位灭火器位置，并将位置信息传送至pc机，pc机将该位置信息与设定位置信息进行对比，如有异常，则启动第二声光报警器运行预警，同时将位置信息在pc机显示器放大显示，后台监控室内监控人员根据pc机显示器显示的位置信息调出视频信息、或者控制针孔摄像机实时拍摄灭火器放置处的视频进行观察，以判断灭火器是出现短距离位移还是丢失，之后控制第一声光报警器预警，同时将判断结果、以及定位器实时定位的位置信息告知异常灭火器所在楼栋或楼层的管理人员，管理人员根据上述信息可快速将位移灭火器纠正、或者快速将丢失灭火器寻找回。

后台监控室内监控人员还可通过pc机控制红外线发射器实时发射红外线，与其相正对的红外线接收器则可实时接收到红外线发射器发射的红外线，并将接收到的红外线信号通过第二单片机、第二无线收发模块和第三无线收发模块发送至pc机，当pc机实时将接收到的红外线信号与设定红外线信号进行对比，当出现异常时，则启动第三声光报警器运行预警，同时将定位器传送的位置信息在pc机显示器放大显示，后台监控室内监控人员根据pc机显示器显示的位置信息调出视频信息、或者控制针孔摄像机实时拍摄灭火器放置处的视频进行观察，以判断灭火器是出现短距离位移还是丢失，之后控制第一声光报警器预警，同时将判断结果、以及定位器实时定位的位置信息告知异常灭火器所在楼栋或楼层的管理人员，管理人员根据上述信息可快速将位移灭火器纠正、或者快速将丢失灭火器寻找回。红外线发射器和红外线接收器的设置，可提高监控的精确度，保证灭火器出现小幅移动也能有效监控到。保证出现火灾险情时，消防人员可精准拿取灭火器使用。

手柄延伸管件内设存储器和比较器，后台监控室内监控人员通过pc机远程控制将灭火器的有效期限信息存储至存储器内，第一单片机(或后台监控室内监控人员通过pc机远程控制第一单片机)每隔一段时间将存储器内存储的有效期限信息读取出，并通过比较器将所读取的有效期限信息与本地时间进行比较，当本地时间达到或超过有效期限信息显示的时间节点时，则通过pc机放大显示该灭火器位置信息并提醒灭火器超期需更换，后台监控室内监控人员将信息反馈至相应楼栋或楼层管理人员进行灭火器更换。

本发明手柄延伸管件与灭火器通过螺纹可拆卸连接，如果灭火器损坏或更换，可将手柄延伸管件拆下，安装在新的灭火器上，可重复使用，节约使用成本，手柄延伸管件自由端封口，防止水等液体进入手柄延伸管件内部损坏内部器件。

附图说明

图1为本发明灭火器监测系统结构示意图。

图2为本发明灭火器监测系统各电器元件连接框图。

其中，附图标记对应的名称为：

1-手柄延伸管件、2-定位器、3-第一声光报警器、4-第一无线收发模块、5-第一单片机、6-控制设备、7-灭火器手柄、8-灭火器、9-针孔摄像机、10-第二单片机、11-第二无线收发模块、12-存储器、13-比较器、14-红外线发射器、15-红外线接收器、16-pc机、17-第三无线收发模块、18-第二声光报警器、19-第三声光报警器、20-后台监控室、21-墙壁。

具体实施方式

下面结合附图说明和实施例对本发明作进一步说明，本发明的方式包括但不仅限于以下实施例。

如图1-2所示，本发明提供的基于视频监控的灭火器监测系统，结构简单、设计科学合理，使用方便，可对特定区域楼宇中的灭火器进行视频拍摄以确定灭火器是否丢失、以及对灭火器进行位置定位，以方便管理人员追踪寻找，同时还能定时监控灭火器的有效期限，以在有灭火器出现达到或超过使用期限时提醒后台监控室内监控人员更换新的灭火器。本发明灭火器监测系统包括设于后台监控室20内的控制设备6，以及分别与所述控制设备6通过无线网络连接的若干个监测设备，每一个所述监测设备分别设于一个需监测的灭火器8上，所述控制设备6用于同时监控多个灭火器8，所述控制设备6包括pc机16和分别与所述pc机16相连接的第三无线收发模块17、第二声光报警器18和第三声光报警器19。

本发明所述监测设备包括视频采集装置，可拆卸连接于灭火器手柄7上的手柄延伸管件1，以及均设于所述手柄延伸管件1内的定位器2、第一声光报警器3、第一无线收发模块4和第一单片机5，所述第一单片机5分别与所述定位器2、所述第一声光报警器3和所述第一无线收发模块4连接，所述第一单片机5优选msp430系列的16位单片机或stm32系列的32位单片机。所述手柄延伸管件1内设有分别与所述第一单片机5连接的存储器12和比较器13，所述存储器12内存储有灭火器8的有效期限信息。所述定位器2采用uwb(ultrawideband，超宽带)定位器或/和gps定位器，一般来说，现有实现gps定位的基础设施最为成熟，在其能够满足使用需求的环境下可只采用gps定位器，而uwb定位器是一种较为适用于室内场景定位的技术，需要uwb定位基站的支持，在已存在uwb定位基站的使用环境中可直接或独立使用，或者额外布设相应的uwb定位基站，同时二者也可同时使用以提高定位准确度，并且所述定位器还可以配置惯导定位元件，以辅助室内、建筑内环境下的准确定位应用。

本发明所述视频采集装置包括均设于所述灭火器8侧上方墙壁21上的针孔摄像机9、第二单片机10和第二无线收发模块11，所述针孔摄像机9用于采集含有灭火器8在内的视频，所述第二单片机10分别与所述针孔摄像机9和所述第二无线收发模块11连接，所述第二单片机10均采用msp430系列的16位单片机或stm32系列的32位单片机。所述第三无线收发模块17通过无线网络分别与所述第一无线收发模块4和所述第二无线收发模块11连接。

本发明所述灭火器手柄的末端车有外螺纹，所述手柄延伸管件1的连接端内壁车有与所述外螺纹相匹配的内螺纹，所述手柄延伸管件1通过螺纹卡拆卸连接于所述火车灭火器手柄的末端。所述手柄延伸管件1的外端封口。所述手柄延伸管件1的外端封口端设有与所述第一单片机5连接的红外线发射器14，位于所述灭火器8侧面墙壁上设有与所述红外线发射器14相对应的红外线接收器15，所述红外线接收器15与所述第二单片机10连接。

当灭火器出现位移(人为移动或搬走)时会实时预警，通知后台监控室内监控人员有灭火器出现位移，后台监控室内监控人员根据pc机显示的位置信息(由定位器定位并传送)即可查询出具体出现位移的灭火器的位置(包括原来放置的位置和出现位移后的位置)，同时，后台监控室内监控人员实时通过针孔摄像机拍摄灭火器原来放置位置的照片或视频，台监控室内监控人员根据照片或视频可判断灭火器是否丢失，若照片或视频中有灭火器，则只是出现短距离的位移，若照片或视频中没有灭火器，则可判断灭火器丢失，之后后台监控室内监控人员将判断结果和定位器定位的位置信息一并传送至楼栋或楼层管理人员，以方便楼栋或楼层管理人员及时对灭火器摆正位置或追踪。

本发明提供的基于视频监控的灭火器监测系统的监测方法，

(a)实现灭火器定位监测过程如下：

(a1)针孔摄像机每隔一段时间对灭火器进行视频拍摄，并将所拍摄的视频信息实时传送至第一单片机，第一单片机通过相互无线连接的第一无线收发模块和第三无线收发模块将所接收的视频信息传送至pc机；

定位器实时定位连接在灭火器手柄上手柄延伸管件的位置，并将所定位的位置信息实时传送至第一单片机，第一单片机将接收到的位置信息实时通过相互无线连接的第一无线收发模块和第三无线收发模块传送至pc机；

红外线发射器实时向红外线接收器发射红外线，红外线接收器将接收到的红外线信息实时传送至第二单片机，第二单片机将接收到的红外线信息实时通过相互无线连接的第二无线收发模块和第三无线收发模块传送至pc机；

(a2)pc机将接收到的视频信息、位置信息和红外线信息进行存储及显示，同时，pc机将所接收到的位置信息与设定在所述pc机内的预设位置信息进行比对，若出现异常，则控制第二声光报警器运行预警；pc机还将所接收到的红外线信息与设定在所述pc机内的预设红外线信息进行比对，若出现异常，则控制第三声光报警器运行预警；

(a3)后台监控室内监控人员接收到第二声光报警器或第三声光报警器预警，或者接收到第二声光报警器和第三声光报警器同时预警时，首先将第二声光报警器和/或第三声光报警器预警关闭，同时通过pc机远程控制针孔摄像机实时拍摄放置灭火器位置的视频传送至pc机，后台监控室内监控人员通过pc机显示的该视频进一步确定灭火器是否在原位置，若灭火器还在原位置，则判定灭火器在原位置产生了位移，通知楼栋或楼层管理员将灭火器恢复原位；否则判定灭火器丢失，后台监控室内监控人员通过pc机远程控制第一声光报警器预警，同时远程控制定位器实时定位灭火器，并将定位信息实时传送至pc机进行放大显示，后台监控室内监控人员根据pc机放大显示的定位信息追踪寻找灭火器；

(b)实现灭火器超过有效期更换过程如下：

(b1)后台监控室内监控人员通过pc机远程控制将灭火器的有效期限信息存储至存储器内；

(b2)第一单片机每隔一段时间将存储器内存储的有效期限信息读取出，并通过比较器将所读取的有效期限信息与本地时间进行比较，当本地时间未达到有效期限信息显示的时间节点时，则继续下一个时间段监测，当本地时间达到或超过有效期限信息显示的时间节点时，则通过pc机显示相应灭火器需更换；

(b3)后台监控室内监控人员看到灭火器需更换信息后，通过定位器传来的位置信息通知相应楼栋或楼层管理人员进行灭火器更换，同时，楼栋或楼层管理人员将新更换灭火器的有效期限信息反馈至后台监控室内监控人员；

(b4)重复(b1)～(b3)。

本发明灭火器监测系统包括控制设备和若干个监测设备，在特定区域内的所有灭火器，每个灭火器安装一个监测设备，所有监测设备分别通过无线网络与控制设备连接，这样，在后台监控室内的监控人员就可以通过控制设备对该区域内的所有灭火器进行监控管理。

控制设备包括pc机和分别与pc机相连接的第三无线收发模块、第二声光报警器和第三声光报警器。单个的监测设备包括视频采集装置、手柄延伸管件、定位器、第一声光报警器、第一无线收发模块、第一单片机、存储器、比较器、红外线发射器、红外线接收器、第二单片机、针孔摄像机和第二无线收发模块；第一单片机分别与定位器、第一声光报警器、第一无线收发模块、存储器、比较器和红外线发射器连接，第二单片机分别与红外线接收器、针孔摄像机和第二无线收发模块连接，第三无线收发模块分别通过无线网络与第一无线收发模块和第二无线收发模块连接，实现控制设备和所有监测设备之间的连接。

针孔摄像机每隔一段时间对灭火器放置位置进行视频拍摄，并将视频信息传送至pc机，以供后台监控室内监控人员调出观看；定位器实时定位灭火器位置，并将位置信息传送至pc机，pc机将该位置信息与设定位置信息进行对比，如有异常，则启动第二声光报警器运行预警，同时将位置信息在pc机显示器放大显示，后台监控室内监控人员根据pc机显示器显示的位置信息调出视频信息、或者控制针孔摄像机实时拍摄灭火器放置处的视频进行观察，以判断灭火器是出现短距离位移还是丢失，之后控制第一声光报警器预警，同时将判断结果、以及定位器实时定位的位置信息告知异常灭火器所在楼栋或楼层的管理人员，管理人员根据上述信息可快速将位移灭火器纠正、或者快速将丢失灭火器寻找回。

后台监控室内监控人员还可通过pc机控制红外线发射器实时发射红外线，与其相正对的红外线接收器则可实时接收到红外线发射器发射的红外线，并将接收到的红外线信号通过第二单片机、第二无线收发模块和第三无线收发模块发送至pc机，当pc机实时将接收到的红外线信号与设定红外线信号进行对比，当出现异常时，则启动第三声光报警器运行预警，同时将定位器传送的位置信息在pc机显示器放大显示，后台监控室内监控人员根据pc机显示器显示的位置信息调出视频信息、或者控制针孔摄像机实时拍摄灭火器放置处的视频进行观察，以判断灭火器是出现短距离位移还是丢失，之后控制第一声光报警器预警，同时将判断结果、以及定位器实时定位的位置信息告知异常灭火器所在楼栋或楼层的管理人员，管理人员根据上述信息可快速将位移灭火器纠正、或者快速将丢失灭火器寻找回。红外线发射器和红外线接收器的设置，可提高监控的精确度，保证灭火器出现小幅移动也能有效监控到。保证出现火灾险情时，消防人员可精准拿取灭火器使用。

手柄延伸管件内设存储器和比较器，后台监控室内监控人员通过pc机远程控制将灭火器的有效期限信息存储至存储器内，第一单片机(或后台监控室内监控人员通过pc机远程控制第一单片机)每隔一段时间将存储器内存储的有效期限信息读取出，并通过比较器将所读取的有效期限信息与本地时间进行比较，当本地时间达到或超过有效期限信息显示的时间节点时，则通过pc机放大显示该灭火器位置信息并提醒灭火器超期需更换，后台监控室内监控人员将信息反馈至相应楼栋或楼层管理人员进行灭火器更换。

本发明手柄延伸管件与灭火器通过螺纹可拆卸连接，如果灭火器损坏或更换，可将手柄延伸管件拆下，安装在新的灭火器上，可重复使用，节约使用成本，手柄延伸管件自由端封口，防止水等液体进入手柄延伸管件内部损坏内部器件。

本发明第一、第二和第三无线收发模块的参数如下：

通讯方式：调幅am；工作频率：315mhz/433mhz；频率稳定度：±75khz；发射功率：≤500mw；静态电流：≤0.1ua；发射电流：3～50ma；工作电压：dc3～12v。

上述实施例仅为本发明的优选实施方式之一，不应当用于限制本发明的保护范围，但凡在本发明的主体设计思想和精神上作出的毫无实质意义的改动或润色，其所解决的技术问题仍然与本发明一致的，均应当包含在本发明的保护范围之内。