一种图像型烟雾火灾探测器制造技术

本实用新型专利技术公开一种图像型烟雾火灾探测器，包括：图像传感器，用于根据信号处理芯片发出的控制信号捕获火灾监测区域的视频图像，并将所述视频图像发送给信号处理芯片；信号处理芯片，与图像传感器连接，用于提取所述视频图像的烟雾特征信息，在对烟雾特征信息进行分析后判断视频图像中是否存在烟雾，并将判断结果通过网络适配器传送给客户端；时序控制芯片，与图像传感器和信号处理芯片连接，用于向图像传感器和信号处理芯片发送时序控制信号，控制所述图像传感器和信号处理芯片同步工作。本实用新型专利技术增加了火灾探测的距离，而且降低了火灾探测的响应时间及虚警率和漏警率。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及火灾探测领域，尤其涉及一种图像型烟雾火灾探测器。
技术介绍
火的使用是人类最重要的技术之一，但其一旦失去控制发展成为火灾，便会严重威胁到人的生命财产和自然环境。由于火灾的突发性且发生频繁，它所造成破坏仅次于干旱和洪涝灾害。自从人类有历史以来，就不断地在燃烧利用和火灾防治的边缘徘徊，并且随着人类文明的进步，逐渐从被动的火灾扑救发展到主动的去探测预防火灾，防止造成太大的破坏和损失。火灾探测已经在各种场合和不同的
有了比较成熟的技术，如感烟、感温等，它们分别利用火灾的烟雾、火焰、温度对火灾进行探测。但是，绝大多数传统的探测器如感温、感烟火灾探测器通常安装在室内顶部。在火灾发生时，烟气在上升过程中温度会降低，当空间高度增大时烟气将不能到达顶棚，使到达顶棚的烟气浓度达不到报警极限；而室外环境下由于空气流动，随着烟气的流动扩散过程，烟气浓度的降低使感烟火灾探测器不会发生报警信号。而感光探测器则容易对高功率热源或强光产生误报警。与上述几种火灾探测器相比，图像型火灾探测器可以避免外界条件如空间高度、气流等的影响，而且抗干扰能力强，采用数字化方式处理数据，没有参数漂移。但是，传统的图像型火灾探测器是通过探测火焰的方式进行火灾探测，而火焰并不是火灾发生初期的典型物理特征，出现时间比烟雾也要晚很多，火焰较小时容易被遮挡，难以检测到，从而导致火灾探测的响应时间较长，虚警率和漏警率较高。并且由于火焰的面积往往比烟雾的面积小，导致火灾探测的距离较短。在某些特殊场合，例如远距离草场火灾探测，地表火焰是很难探测到的特征，传统的图像型火灾探测器无法完成火灾探测。
技术实现思路
针对上述技术问题，本技术的目的在于提供一种图像型烟雾火灾探测器，其通过烟雾的多种特征综合判断烟雾是否存在，从而完成火灾探测，增加了火灾探测的距离，而且降低了火灾探测的响应时间及虚警率和漏警率。为达到上述目的，本技术是通过以下技术方案来实现的—种图像型烟雾火灾探测器，包括图像传感器、信号处理芯片、时序控制芯片以及网络适配器；所述图像传感器，用于根据信号处理芯片发出的控制信号捕获火灾监测区域的视频图像，并将所述视频图像发送给信号处理芯片；所述信号处理芯片，与图像传感器连接，用于提取所述视频图像的烟雾特征信息，在对烟雾特征信息进行分析后判断视频图像中是否存在烟雾，并将判断结果通过网络适配器传送给客户端；其中，所述烟雾特征信息包括所述视频图像中每个聚类的聚类面积信息、所有连通域的HU矩的平均值、连通域的数量以及每个聚类的飘动性特征信息和聚类质点位置信息；所述时序控制芯片，与图像传感器和信号处理芯片连接，用于向图像传感器和信号处理芯片发送时序控制信号，控制所述图像传感器和信号处理芯片同步工作。特别地，所述图像传感器选用CMOS图像传感器，用于在信号处理芯片的可变帧率驱动下捕获火灾监测区域的视频图像。特别地，所述信号处理芯片，还用于在判断出视频图像中存在烟雾时，发送报警信号，并通过网络适配器将所述报警信号一路发送给客户端，一路发送给消防设备。特别地，所述客户端，还用于向所述图像型火灾探测器发送操作信号，通过所述操作信号查询、设置和修改该图像型火灾探测器的参数。特别地，所述时序控制芯片选用现场可编程门阵列(FPGA)芯片。·本技术通过信号处理芯片提取视频图像中包括每个聚类的聚类面积信息、所有连通域的HU矩的平均值、连通域的数量以及每个聚类的飘动性特征信息和聚类质点位置信息的烟雾特征信息，并对烟雾特征信息进行处理后，判断视频图像中是否存在烟雾，增加了火灾探测距离，降低了虚警率和漏警率。附图说明图I为本技术实施例提供的图像型烟雾火灾探测器结构图；图2为本技术实施例提供的信号处理芯片框图。具体实施方式为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚，以下结合附图和实施例对本技术作进一步说明。如图I所示，本实施例中图像型烟雾火灾探测器包括图像传感器101、信号处理芯片102、时序控制芯片103以及网络适配器104。所述图像传感器101，用于根据信号处理芯片102发出的控制信号捕获火灾监测区域的视频图像，并将所述视频图像发送给信号处理芯片102。图像传感器101 选用 CMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor,金属氧化物半导体元件)图像传感器，它满足在多粉尘和野外等恶劣条件下使用，用于在信号处理芯片102的可变帧率驱动下捕获火灾监测区域的视频图像。为了降低功耗，信号处理芯片102根据图像传感器101传入的视频图像的分析结果，如果分析结果显示所述视频图像中存在烟雾的可能性低，则信号处理芯片102以固定帧率驱动图像传感器101捕获视频信息，如果分析结果显示视频图像中存在烟雾的可能性较高，则信号处理芯片102在所述固定帧率的基础上增加帧率来驱动图像传感器101捕获视频信息。其中，在视频图像中存在烟雾的可能性具体在多大概率值时信号处理芯片102才开始改变驱动图像传感器101的帧率，可根据需要灵活设定。所述信号处理芯片102，与图像传感器101连接，用于提取视频图像的烟雾特征信息，在对烟雾特征信息进行分析后判断视频图像中是否存在烟雾，并将判断结果通过网络适配器104传送给客户端105 ;其中，所述烟雾特征信息包括所述视频图像中每个聚类的聚类面积信息、所有连通域的HU矩的平均值、连通域的数量以及每个聚类的飘动性特征信息和聚类质点位置信息。信号处理芯片102在接收到图像传感器101传入的视频图像后，一路通过网络适配器104连接的网络将视频图像发送给客户端105，一路提取视频图像的烟雾特征信息，并在对烟雾特征信息进行分析后判断视频图像中是否存在烟雾，将判断结果如视频图像中是否存在烟雾、烟雾在视频图像中的位置等信息通过网络适配器104传送给客户端105。如果判断结果为视频图像中存在烟雾，则信号处理芯片102将发出报警信号，并将报警信号一路通过以太网发送给客户端105,另一路通过RS-485总线输或CAN (Controller AreaNetwork,控制器局域网络)总线输出给消防设备，以驱动消防水炮等操作设备开始工作。另夕卜，客户端105可以通过向所述图像型火灾探测器发送控制信号，完成图像型火灾探测器各种参数的查询、设置和修改。本实施中的网络适配器104选用10/100M自适应以太网适配器，实现TCP(Transmission Control Protocol,传输控制协议)服务器功能。输出现场视频图像的格式有 MJPG 和 H. 264 两种格式可选。所述 MJPG 是 Motion JointPhotographic Experts Group 的简称，它是一种视频编码格式；H. 264是MPEG-4第十部分，是由视频编码专家组和动态图像专家组联合组成的联合视频组提出的高度压缩数字视频编解码器标准。所述时序控制芯片103，与图像传感器101和信号处理芯片102连接，用于向图像传感器101和信号处理芯片102发送时序控制信号，控制所述图像传感器101和信号处理芯片102同步工作。在本实施例中，时序控制芯片103选用现场可编程门阵列(FPGA)芯片。如图2所示，图2为本技术实施例提供的信号处本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种图像型烟雾火灾探测器，其特征在于，包括：图像传感器、信号处理芯片、时序控制芯片以及网络适配器；所述图像传感器，用于根据信号处理芯片发出的控制信号捕获火灾监测区域的视频图像，并将所述视频图像发送给信号处理芯片；所述信号处理芯片，与图像传感器连接，用于提取所述视频图像的烟雾特征信息，在对烟雾特征信息进行分析后判断视频图像中是否存在烟雾，并将判断结果通过网络适配器传送给客户端；其中，所述烟雾特征信息包括：所述视频图像中每个聚类的聚类面积信息、所有连通域的HU矩的平均值、连通域的数量以及每个聚类的飘动性特征信息和聚类质点位置信息；所述时序控制芯片，与图像传感器和信号处理芯片连接，用于向图像传感器和信号处理芯片发送时序控制信号，控制所述图像传感器和信号处理芯片同步工作。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：胡业磊，付宏博，
申请(专利权)人：无锡蓝天电子有限公司，
类型：实用新型
国别省市：