[发明专利]一种基于物联网分布式架构的火焰实时监控系统及方法

权利要求书

1.一种基于物联网分布式架构的火焰实时监控系统，其特征在于：包括多个内网子系统、数据处理中心和客户端，多个所述内网子系统与所述数据处理中心之间通过分布式架构连接，多个所述内网子系统之间并联设置，每个所述内网子系统均可独立完成基于监控系统的火灾智能检测。

2.根据权利要求1所述的一种基于物联网分布式架构的火焰实时监控系统，其特征在于：每个所述内网子系统均包括监控摄像头、交换机、算法盒子、应用服务器、显示屏和声光报警器，所述监控摄像头均通过网线与所述交换机的输入端连接，所述交换机的输出端与所述算法盒子的输入端连接，所述算法盒子的输出端与所述应用服务器的输入端连接，所述应用服务器的输出端与所述显示屏、所述声光报警器的信号接收端。

3.根据权利要求2所述的一种基于物联网分布式架构的火焰实时监控系统，其特征在于：

所述监控摄像头用于采集区域内的视频；

所述交换机用于对所述监控摄像头采集到的视频进行处理；

所述算法盒子使用arm构架芯片作为硬件平台，通过IP地址获取相应的所述监控摄像头采集到的实时视频流，作为所述算法盒子分析的输入信号，对视频帧中进行火灾目标检测，智能判断当前监控画面中是否存在火情，并且与应用服务器相连，将分析的结果传输到应用服务器；

所述应用服务器接收到所述算法盒子分析的结果，并且对分析结果进行可视化转换；

所述显示屏用于显示所述监控摄像头采集到的实时视频；

所述声光报警器用于算法盒子分析出异常的火情信息时进行声光报警。

4.根据权利要求1所述的一种基于物联网分布式架构的火焰实时监控系统，其特征在于：所述数据处理中心用于管理所有内网子系统，包括所有所述内网子系统中的设备以及分析结果；每个所述内网子系统，通过所述应用服务器与数据处理中心进行通讯连接，定时将设备管理信息以及分析结果同步到数据处理中心；数据处理中心接收到所有内网子系统同步过来的数据，然后进行数据库持久化以及数据分析，将分析的结果面向web、pc以及客户端进行推送。

5.根据权利要求1所述的一种基于物联网分布式架构的火焰实时监控系统，其特征在于：所述客户端包括移动设备和显示终端设备，用于接收数据处理中心分析得到的结果，并对用户进行远程报警。

6.一种基于物联网分布式架构的火焰实时监控方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1、监控摄像头采集视频并经过交换机进行处理；

S2、算法盒子利用火灾目标检测算法对进行计算分析，确定区域内有无火灾，如有火灾，声光报警器进行声光报警，并将分析结果传输到应用服务器；

S3、应用服务器对分析结果进行可视化转换，在显示屏上进行实时显示，并将分析结果传输至数据处理中心；

S4、数据处理中心接收到内网子系统传输的数据，进行数据库持久化以及数据分析，并将分析结果推送至客户端。

7.根据权利要求6所述的一种基于物联网分布式架构的火焰实时监控方法，其特征在于：

所述S2中，火灾目标检测算法具体包括以下步骤：

S21、火灾静态特征判断得到疑似火灾区域M；

S22、火灾动态特征识别计算得到火灾区域A’和火灾区域B’；

S23、采用IOU算法计算得到符合火灾颜色特征的火灾目标区域N。

8.根据权利要求6所述的一种基于物联网分布式架构的火焰实时监控方法，其特征在于：所述S21中，火灾静态特征判断具体过程为：火焰区域像素点(x,y)在YCbCr颜色空间中满足下式的约束关系：

将待检测的视频帧颜色模型由RGB转化为YCbCr，遍历每一个像素点，如果像素点的取值满足上述数学模型约束关系，则该像素点被判别为疑似火灾像素点，得到符合火灾颜色特征的疑似火灾区域，疑似火灾区域M和真火灾区域N的关系可表达为：