论文部分内容阅读
面对各类火灾、爆炸等灾难事故的频发,消防环境变得越来越复杂。如何在日益严峻的消防环境中,更好的保障消防救援人员的生命安全,引起了学术界的广泛关注,因此实时感知现场环境信息已经变得迫在眉睫。在这个大前提下,环境信息感知系统应运而生,环境信息感知系统包括多种传感模块、传感通信网络及控制中心,传感模块通过通信网络将感知信息传送到控制中心,从而具备感知环境的能力。本文采用低功耗蓝牙为通信网络,以Android系统为控制中心,通过在消防服上嵌入集成温度模块、湿度模块、人体心率模块、烟雾浓度、Co模块等传感模块,实时感知消防现场和消防员个体信息,并将感知信息传输到云端存储,供指挥人员分析。智能消防环境感知系统中感知现场火焰温度也是非常重要的一个方面,本文通过基于消防头盔中彩色CCD相机采集的图像信息,使用彩色图像RGB三基色分量,经过图像噪声处理,利用三基色测温法,实现了基于图像分析的火焰温度估算。本论文主要研究内容包括以下几个方面:(1)分析嵌入式物联网技术和低功耗蓝牙机制,在基于传统消防服的结构基础上,提出了环境信息感知系统在消防服中的整体设计。(2)设计了一套应用于消防服上的环境信息感知系统,在传统消防服的物理基础上,添加硬件平台,硬件平台以Android系统为控制中心,此外还有心率传感器、红外温度模块、温湿度模块、气体检测模块等。传感器采集信息通过低功耗蓝牙网络传输到控制中心,经由控制中心通过现场网络将传感信息传输到云端以及消防指挥中心。(3)根据彩色CCD图像传感器成像原理,通过在智能消防服头盔中嵌入彩色CCD摄像头获取图像信息,将获取到的火焰图像经过中值滤波、OSTU阈值分割等图像处理方式去除图像噪声干扰,再利用三基色图像辐射测温法,实现火焰温度估算。(4)利用环境感知系统采集的感知信息,经过多源信息融合算法分析,应用于消防服告警模块,并将感知信息应用于消防监测平台。在实验环境下对整套环境感知系统进行了测试。