技术领域
[0001] 本申请涉及安全监测工程的领域，尤其是涉及一种基于图像识别的工程安全监测系统。
相关背景技术
[0002] 烟雾报警器是通过监测烟雾的浓度来实现火灾防范的，烟雾报警器设定有烟雾浓度阈值，当环境烟雾浓度大于设定的烟雾浓度阈值时，烟雾报警器会发出报警信号。
[0003] 其中，烟雾报警器内部设置有能够发生红外光束的红外发射管和能够接收红外光束的光敏管，烟雾发生时，会在空气中产生烟尘粒子，当红外光束被烟尘粒子散射，散射光的强弱与烟的浓度成正比，所以光敏管接收到的红外光束的强弱会发生变化，转化为电信号，最后转化成报警信号。
[0004] 针对上述的相关技术，发明人认为存在有以下缺陷，当发生非火灾引起的烟雾时，烟雾报警器也会报警，容易出现误报的情况。实用新型内容
[0005] 为了减少出现误报火灾的现象，本申请提供一种基于图像识别的工程安全监测系统。
[0006] 本申请提供的一种基于图像识别的工程安全监测系统采用如下的技术方案：
[0007] 一种基于图像识别的工程安全监测系统，包括
[0008] 烟雾识别模块，用于检测环境烟雾浓度，并输出检测信号；
[0009] 图像识别模块，所述图像识别模块包括
[0010] 信号采集单元，用于采集现场的图像数据并将图像数据输出；
[0011] 信号处理单元，用于接收所述信号采集单元输出的视频信号，识别火焰图像并输出控制信号；
[0012] 开关模块，用于接收烟雾识别模块输出检测信号，并控制图像识别模块开启；
[0013] 供电模块，用于向烟雾识别模块、图像识别模块以及开关模块供电。
[0014] 通过采用上述技术方案，烟雾识别模块检测到环境内烟雾浓度增大时，输出检测信号至开关模块，开关模块控制图像识别模块开启，图像识别模块识别对采集到的图像数据进行识别，判断是否为火焰信号，较只进行烟雾浓度检测，检测结果更为准确，减少了出现误报火灾的现象；较只进行图像识别进行检测，图像识别模块不需要一直处于开启状态，功耗较低。
[0015] 优选的，所述烟雾识别模块包括烟雾传感器和放大器A1，所述烟雾传感器与放大器A1的同相输入端电性连接，所述放大器A1的输出端输出放大后的电压信号，所述放大器A1的输出端与所述放大器A1的反相输入端电性连接，所述放大器A1的反相输入端接地。
[0016] 通过采用上述技术方案，烟雾传感器用于检测环境的烟雾浓度,并输出对应的电压信号，放大器A1对输出微弱的电压信号进行放大后输出。
[0017] 优选的，所述开关模块包括三极管Q1和继电器KM1,所述三极管Q1的基极与放大器A1的输出端连接以接收烟雾识别信号发出的检测信号，所述三极管Q1的发射极接地，所述三极管Q1的集电极与供电模块的电压输出端电性连接，所述继电器KM1的被控制端串联在三极管Q1与供电模块之间，所述继电器KM1的控制端串联在信号采集单元的供电电路内，以控制信号采集单元的启闭。
[0018] 通过采用上述技术方案，三极管Q1的基极电压较高时，三极管Q的集电极和发射极导通，三极管Q1的基极电压较低时，三极管Q的集电极和发射极截止，以达到控制继电器KM1启闭的目的，进而控制信号采集单元的启闭。
[0019] 优选的，所述开关模块还包括比较器A2，所述比较器A2的同相输入端用于接收检测信号，所述比较器A2的反相输入端与电源VCC1的电压输出端电性连接，所述比较器A2的输出端与三极管Q1的基极电性连接。
[0020] 通过采用上述技术方案，当比较器A2同相输入端的电压高于比较器A2反相输入端的电压时，比较器A2的输出端的电压较高，三极管Q1的集电极和发射极导通，继电器KM1吸合，若比较器A2的输出端的电压较低，三极管Q1的集电极截止。
[0021] 优选的，所述信号采集单元设置为摄像头，用于采集视频信号输出至信号处理单元，所述信号采集单元串联在供电模块的供电回路内。
[0022] 通过采用上述技术方案，信号采集单元采集视频信号并输出，以达到采集现场图像的目的，且较只采集图片数据，提高后续图像识别判断的精准度。
[0023] 优选的，所述信号处理单元包括视频解码器以及处理子单元，所述处理子单元内设置有用于存储数据的缓冲区，所述视频解码器与摄像头电性连接，以对摄像头输出的视频信号转换成图像数据并存储在缓冲区内，所述处理子单元调取图像数据，并进行火焰图像识别工作，并输出驱动信号。
[0024] 通过采用上述技术方案，视频解码器对摄像头采集的视频信号进行解码处理，将视频信号转换为多帧图像数据并暂存在缓冲区内，数据处理子单元调取图像数据，进行火焰识别，若识别出为火焰图像，输出驱动信号。
[0025] 优选的，所述处理子单元包括搭载有图像识别算法的DSP以及用于协助DSP进行数据处理的FPGA。
[0026] 通过采用上述技术方案，DSP进行火焰图像识别工作，FPGA作为DSP的协处理器3111，以协助DSP提高图像识别的效率。
[0027] 优选的，还包括危险处理模块，所述危险处理模块包括报警器和用于控制报警器连入供电模块的继电器KM2，所述继电器KM2的被控制端与处理子单元电性连接，以接收处理子单元发出的驱动信号。
[0028] 通过采用上述技术方案，继电器KM2接收到接收处理子单元发出的驱动信号后，继电器KM2闭合，此时报警器接入至供电模块内，报警器进行报警。
具体实施方式
[0033] 以下结合附图1‑3对本申请作进一步详细说明。
[0034] 本申请实施例公开一种基于图像识别的工程安全监测系统。参照图1和图2,基于图像识别的工程安全监测系统包括烟雾识别模块1、开关模块2、图像识别模块3以及供电模块5，烟雾识别模块1通过识别烟雾自动发现着火点，并输出检测信号至开关模块2，开关模块2控制图像识别模块3开启。图像识别模块3包括信号采集单元30和信号处理单元31，信号采集单元30设置为摄像头，摄像头采集现场的视频信号并将信号输出至信号处理单元31信号处理单元31进行图像识别。参照图3，还包括危险处理模块4，危险处理模块4与信号处理单元31电性连接，当信号处理单元31识别到火焰图像时，信号处理单元31输出控制信号至危险处理模块4，由危险处理模块4进行报警。
[0035] 参照图1，供电模块5包括电源VCC1和电源VCC2,电源VCC1的电压设置为0.5V‑3.5V,电源VCC2的电压设置为6V‑24V，电源VCC1用于给烟雾识别模块1供电，电源VCC2作为摄像头的供电电路。
[0036] 参照图1，烟雾识别模块1包括烟雾传感器10和放大器A1，烟雾传感器10用于检测烟雾的浓度，烟雾传感器10连接有电阻器R1，烟雾传感器10设置有信号输出端，电阻器R1的一端与烟雾传感器10的信号输出端电性连接，电阻器R1的另一端与放大器A1的同相输入端电性连接。放大器A1连接有电阻器R2和电阻器R3，电阻器R2的一端与放大器A1的反相输入端电性连接，电阻器R2的另一端接地，电阻器R2与放大器A1电性连接的一端还与电阻器R3的一端电性连接，电阻器R3的另一端与放大器A1的输出端电性连接。放大器A1的型号为AD620。烟雾传感器10检测到烟雾时，输出电压信号至放大器A1，烟雾浓度越大，电压越大，放大器A1对输出的电压信号进行放大后输出至开关模块2。
[0037] 参照图1，开关模块2包括比较器A2、三极管Q1以及继电器KM1，放大器A1的输出端与比较器A2的同相输入端电性连接，比较器A2的反相输入端连接有电阻器R4,电阻器R4的另一端与电源VCC1的电压输出端电性连接，比较器A2的反相输入端还连接有电阻器R5,电阻器R5的另一端接地，比较器A2反相输入端的电压为电压阈值，比较器A2同相输入端的电压若高于电压阈值时，比较器A2的输出端电压较高，说明此时环境烟雾较高，比较器A2同相输入端的电压若小于或等于电压阈值时，比较器A2的输出端电压较低，此时环境浓度的烟雾较低。
[0038] 参照图1，比较器A2的输出端与三极管Q1的基极电性连接，三极管Q1的发射极接地，继电器KM1设置有两个被控制端和控制端，继电器KM1的一个被控制端与电源VCC1的电压输出端电性连接，继电器KM1的另一个被控制端与三极管Q1的集电极接通，继电器KM1的控制端串联在摄像头的供电回路内。比较器A2的型号为LM393，三极管Q1为NPN型且型号为S9014，继电器KM1的型号为HH52P。
[0039] 当比较器A2同相输入端的电压高于比较器A2反相输入端的电压时，比较器A2的输出端的电压较高，三极管Q1的集电极和发射极导通，继电器KM1吸合，此时摄像头接入电源VCC2内，摄像头开始进行拍摄工作。
[0040] 参照图2，信号处理单元31包括视频解码器310、处理子单元311、存储子单元312以及驱动电路313，视频解码器310与摄像头通信连接，摄像头选用CCD摄像头，摄像头输出的模拟信号由视频解码器310进行解码，视频解码器310将视频信号转换为多帧图像信号，多帧图像信号存储在存储子单元312内，处理子单元311调取存储子单元312内的数据进行火焰图像识别。视频解码器310的型号为ADV7181B。
[0041] 处理子单元311包括主处理器3110以及协处理器3111，主处理器3110选用DSP，DSP的型号为ADSP‑BF561，DSP内设置有图像识别算法，DSP进行火焰图像识别工作。协处理器3111选用FPGA，FPGA的型号为EP2C5DSP，FPGA作为DSP的协处理器3111，以协助DSP提高图像识别的效率，DSP和FPGA内部均设置有缓冲区，用于临时存储输入的信号。转换后的图像数据先储存在缓冲区，DSP按帧采集图像数据，并进行火焰图像识别工作，如识别出火焰图像，输出驱动信号至驱动电路313，为识别出火焰图像，则驱动电路313不启动。
[0042] 存储子单元312包括SDRAM存储器3120和RAM存储器3121，SDRAM存储器3120作为DSP的外扩存储器，RAM存储器3121作为FPGA的外扩存储器，以提高存储的数据量。
[0043] 驱动电路313的型号为TPL250，驱动电路313的信号输入端与DSP的信号输出端电性连接，驱动电路313用于对DSP的输出进行功率放大。
[0044] 参照图3，危险处理模块4包括继电器KM2、三极管Q2以及报警器40，报警器40连接在电源VCC2的供电回路内，报警器40可设置为报警灯、蜂鸣器等。三极管Q2的基极与驱动电路313的输出端电性连接，三极管Q2的集电极与电源VCC2的电压输出端电性连接，三极管Q2的发射极接地。继电器KM2的被控制端串联在三极管Q2的集电极与VCC2的电压输出端之间，继电器KM2的控制端串联在报警器40的供电回路内。
[0045] 本申请实施例一种基于图像识别的工程安全监测系统的实施原理为：当烟雾传感器10检测到环境有产生的烟雾时，烟雾传感器10输出电压信号至放大器A1，放大器A1对输出的电压信号放大后输出至比较器A2，当比较器A2同相输入端的电压大于反相输入端时，比较器A2输出端的电压增高，三极管Q1的集电极和发射极导通，继电器KM1吸合，此时摄像头接通至电源VCC2内，摄像头启动，采集视频信号，通过DSP进行图像识别后，如识别出是火焰图像，DSP输出驱动信号至驱动电路313，驱动电路313的输出端电压升高至三极管Q2，三极管Q2的集电极和发射极导通，报警器40进行报警，如不是火焰图像，报警器40不进行报警，以减少出现误报的情况。
[0046] 以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。
