[发明专利]拍照式混合火焰探测器及其探测方法

权利要求书

1.一种拍照式混合火焰探测器的探测方法，拍照式混合火焰探测器设有MCU主控单元(10)、紫外火焰探测系统、图像采集系统、红外火焰探测系统以及电源管理系统，所述MCU主控单元(10)的紫外输入端连接所述紫外火焰探测系统，所述MCU主控单元(10)的图像采集输入端连接所述图像采集系统，所述MCU主控单元(10)的红外输入端连接所述红外火焰探测系统，所述MCU主控单元(10)的环境采集输入端连接环境参数传感器组件(15)，所述MCU主控单元(10)的通信端双向连接双频无线通信单元(17)，所述MCU主控单元(10)双向连接所述电源管理系统；

所述电源管理系统设有太阳能收集与存储单元(1)，所述太阳能收集与存储单元(1)的输出端连接电源管理单元(2)，所述电源管理单元(2)为所述紫外火焰探测系统、图像采集系统及MCU主控单元(10)供电，所述MCU主控单元(10)的状态输出端连接状态指示灯单元(16)；

所述紫外火焰探测系统设有紫外驱动电路(7)，所述紫外驱动电路(7)的输入端连接所述电源管理单元(2)的紫外输出端，所述紫外驱动电路(7)的输出端连接紫外火焰传感器(8)的输入端，所述紫外火焰传感器(8)的输出端连接紫外采集电路(9)的输入端，所述紫外采集电路(9)的输出端连接所述MCU主控单元(10)的紫外输入端；

其中，所述紫外火焰传感器(8)探测波长范围在185～260nm的紫外火焰；

所述图像采集系统设有图像驱动电路(11)，所述图像驱动电路(11)的输入端连接所述电源管理单元(2)的图像控制端，所述图像驱动电路(11)的输出端连接图像传感器(12)，所述图像传感器(12)的输出端连接图像识别模块(14)的输入端，所述图像识别模块(14)的输出端连接所述MCU主控单元(10)的图像输入端，所述图像识别模块(14)与图像存储单元(13)双向连接；

其中，所述图像传感器(12)为高清摄像头采集图像，所述图像驱动电路(11)利用高速DSP芯片对所述图像传感器(12)进行驱动，所述图像识别模块(14)对所述图像传感器(12)采集的图像进行识别；

所述红外火焰探测系统设有红外火焰传感器(3)，所述红外火焰传感器(3)的输出端连接多级放大电路(4)的输入端，所述多级放大电路(4)的输出端连接带通滤波电路(5)的输入端，所述带通滤波电路(5)的主控输出端连接所述MCU主控单元(10)，所述带通滤波电路(5)的I/O输出端连接I/O中断电路，所述I/O中断电路的输出端连接所述MCU主控单元(10)；

其中，所述红外火焰传感器(3)采集波长在4.1～4.9μm范围内的红外火焰；

其特征在于：包括下列步骤：

步骤一、休眠状态下的工作步骤：

A、所述电源管理单元(2)处于工作状态，将所述太阳能收集与存储单元(1)内存储的电量进行预分配；

B、所述环境参数传感器组件(15)采集周围环境的温湿度、光照度及紫外线的强度，并对环境状态进行评估；

C、所述红外火焰传感器(3)探测外界火焰信号；

D、当红外火焰传感器(3)探测到外界有波长在4.1～4.9μm范围内的火焰时，传送火焰信号给多级放大电路(4)进行放大，所述多级放大电路(4)将已放大的火焰信号传入带通滤波器(5)进行筛选；

E、当火焰信号达到I/O中断电路(6)的触发值时，所述I/O中断电路对所述MCU主控单元(10)发送中断信号，执行中断程序；

步骤二、接收红外火焰I/O中断，启动MCU主控单元(10)进行火焰特征识别：

A、所述MCU主控单元(10)判断是否接收到红外火焰探测系统的I/O中断，当接收到红外火焰探测系统的I/O中断时，所述MCU主控单元被唤醒进入工作状态，否则返回步骤一；

B、所述MCU主控单元(10)读取带通滤波电路(5)传输的红外火焰数据；

C、所述MCU主控单元(10)控制电源管理单元(2)，激活紫外驱动电路(7)，启动紫外火焰传感器(8)工作，所述紫外火焰传感器(8)将采集到的紫外火焰信号通过紫外采集电路(9)传送给所述MCU主控单元(10)；

D、所述MCU主控单元(10)通过采集到的红外火焰信号和紫外火焰信号，进行火焰特征识别与分析；

步骤三、开启图像处理进程，分析图像火焰特征：

A、所述MCU主控单元(10)根据火焰特征的识别与分析，判断是否进入图像处理进程，当需要进入图像处理进程时，所述MCU主控单元(10)进入图像采集系统的唤醒工作，否则返回步骤一；

B、所述MCU主控单元(10)控制所述电源管理单元(2)开启图像处理进程，对图像采集系统进行初始化；

C、启动图像驱动电路(11)，开启图像传感器(12)采集高清图像；

D、所述MCU主控单元(10)采集环境参数；

E、所述MCU主控单元(10)进行图像火焰特征识别；

步骤四、将火焰图片保存，并将图像数据进行上传，同时唤醒相邻的拍照式混合火焰探测器：

A、所述MCU主控单元(10)根据图像火焰特征识别结果，判断是否为火焰；

B、当此图像为火焰时，进入数据传输进程，否则返回步骤一；

C、首先所述MCU主控单元(10)控制将火焰图像保存到图像存储单元(13)，进入数据传输过程，并对双频无线通信单元(17)初始化；

D、然后通过所述双频无线通信单元(17)进行数据传输，选择Sub-1GHz频段将红外、紫外及环境传感数据传送至网关，选择2.4GHz频段将图像数据传送至网关；

E、最后关闭双频无线通信单元(17)和图像采集系统，所述MCU主控单元进入休眠状态。