一种秸秆禁烧监控系统和装置的制作方法

1.该发明涉及秸秆禁烧监控技术领域，尤其涉及一种秸秆禁烧监控系统和装置。


背景技术：

2.秸秆的露天焚烧属于低温焚烧，不能够完全燃烧，其烟气中含有大量的一氧化碳、二氧化碳、氮氧化物、光化学氧化剂和悬浮颗粒物等，不仅会造成大气污染，而且在一定程度上加重雾霾的发生，不仅如此，各地区每到收获的季节因为焚烧秸秆而引发火灾的事情时有发生。为保护生态环境，防止秸秆焚烧污染，保障人体健康，维护公共安全，早在1999年环保部就发布了《秸秆禁烧和综合利用管理办法》，设立禁烧区的同时大力推广机械化秸秆还田、秸秆饲料开发、秸秆气化、秸秆微生物高温快速沤肥和秸秆工业原料开发等多种形式的综合利用。而如今政府每天都会用卫星监测秸秆焚烧情况，并对监测到的火点进行汇总发布，各地环保局也出台了相应的焚烧管理办法，对焚烧工作极为重视，每年夏秋季收获时节，环保部、农业部及各地政府都会投入大量的人力监控焚烧秸秆的情况。但秸秆焚烧现象仍然屡禁不止，每年的秸秆中仍有3亿多吨被当作废弃物直接焚烧或扔掉，给大气质量、生态环境和火灾防护都造成了极大的危害。
3.因此市面上出现了较多的对秸秆禁烧区域内进行监控的装置，用以对秸秆禁烧起到警示和预防作用，但是市面上的装置主要存在以下的问题，监控手段单一，只采用视频摄像头进行监控，对起火点不能准确的判断，需要人工对拍摄到的疑似起火点进行排查，自动化程度低，不能实现无人值守状态下的监控。


技术实现要素：

4.针对上述技术的不足，本发明的目的在于提供一种秸秆禁烧监控系统和装置，用以解决现有技术中用于秸秆禁烧区域内的监控装置的自动化程度低和监控手段单一，所造成监控区域内起火点判断不准确，且无法实现自动监控的问题。
5.为了达到上述目的，本发明采取的技术方案如下：
6.一种秸秆禁烧监控系统，所述系统包括：
7.视频监测单元：用以对秸秆禁烧区域的烟气视频图像和红外热源呈像进行实时监控；
8.环境监测单元：用以对秸秆焚烧区域内的环境信息进行实时监控；
9.气象监测单元：用以对秸秆焚烧区域内的气象信息进行实时监控；
10.广播单元：用以向秸秆焚烧区域进行内进行喊话和播放秸秆禁止焚烧的相关消息；
11.数据传输单元：用以将视频监测单元、环境监测单元和气象监测单元的实时监测数据进行传输；
12.管理中心单元：用以对视频监测单元、环境监测单元和气象监测单元所采集的数据进行异常判断，且通过管理中心单元发出异常数据警报信息；
13.移动终端单元：用以访问管理中心单元内的实时数据，且通过移动终端单元发出异常警报信息。
14.进一步限定，还包括无人机巡航单元，视频监测单元只监测到烟气图像或者是红外热源呈像异常数据时，无人机巡航单元用以对异常点进行俯视航拍，并通过数据传输单元将航拍图像传输至管理中心单元内，其有益之处在于，秸秆禁烧区域内存在起火点时，视频监测单元若同时检测到烟气图像和红外热源呈像，那么可以确定的是，秸秆禁烧区域内一定存在起火点，若由于外物阻挡或者是风速较快时，视频监测单元可能只能检测到红外热源呈像或者烟气图像中的一种，此时中心管理单元中不能准确的对监控区域内是否存在起火点进行判定，那么此时无人机巡航单元开始工作，无人机飞向疑似起火点的上空进行录像和抓拍，并将采集的数据传输至中心管理单元内部，对起火点的判定信息作进一步的补充，便于更加准确的确定秸秆禁烧区域内是否存在起火点。
15.进一步限定，还包括远程状态监测单元，用以对视频监测单元、环境监测单元和气象监测单元内设备的工作状态进行监测，并通过数据传输单元将监测数据传输至管理中心单元内，且通过管理中心单元发出异常数据警报信息，其有益之处在于对检测设备的工作状态和地理位置等信息进行监测，便于维修人员能及时对故障进行处理。
16.进一步限定，所述数据传输单元包括有线传输模块和无线传输模块，所述视频监测单元、环境监测单元和气象监测单元与管理中心单元通过线传输模块以及无线传输模块进行通信。
17.进一步限定，所述管理中心单元包括视频监控平台、业务管理平台和运维管理平台，所述监控平台用以对视频监测单元的监测数据进行分析和处理，所述业务管理平台用以对环境监测单元和气象监测单元的监测数据进行分析和处理，所述运维管理平台用以对远程状态监测单元的监测数据进行分析和处理。
18.进一步限定，所述移动终端单元包括移动终端，所述移动终端内设有与管理中心单元配套使用的app，所述app内包括分别访问管理中心单元内数据的移动监控平台、移动运维管理平台和移动业务管理平台，其有益之处在于，配套app的设置，使工作人员能更好的了解秸秆禁烧区域内的情况，提升监控效果以及可对异常情况进行及时处理。
19.进一步限定，包括设置于秸秆禁烧监控区域内的安装塔台，所述安装塔台上设有视频拍摄机构、气象采集机构、环境采集机构、状态监测机构和语音播报机构。
20.进一步限定，所述安装塔台设置于秸秆禁烧区域内的下风口，其有益之处在于，因为烟雾是根据风向进行移动，因此下风口便于环境采集机构对空气中的颗粒物数据进行采集，以及对空气中的一氧化碳和二氧化碳等浓度数据进行采集，若环境采集机构采集到的上述数据异常，那么可以对禁烧区域内产生烟雾的情况进行及时知晓和判断，便于后续对起火点的及时发现和处理。
21.进一步限定，所述安装塔台上设有无人机起降平台，所述无人机起降平台上设有无人机。
22.进一步限定，所述安装塔台上还设有激光测距装置，所述激光测距装置包括转向机构、倾角调节机构和激光发射器，所述激光发射器设置于视频拍摄机构的正上方，所述转向装置和倾角调节装置用以控制激光发射器的光源指向起火点处，其有益之处在于，因为视频拍摄机构拍摄时在风的影响下不能准确判定烟雾产生的源头，因此此时不能准确判断
起火点与安装塔台之间的距离，即不能对起火点进行准确的定位，此时若视频拍摄机构中的红外线能拍摄到热源呈橡的数据，那么此时射频拍摄机构中的热成像摄像头指向起火点，转向机构调节激光发射器指向起火点的方向，倾角调节机构使激光发射器的光源指向起火点，那么此时可以根据激光发射至起火点的距离以及激光发射器安装的高度，根据勾股定理即可对起火点距离安装塔台的位置进行准确的计算，便于工作人员及时对起火点进行定位和处理。
23.本发明所取得的技术效果如下：
24.(1)通过视频监测单元对秸秆禁烧区域内的烟气和热源进行识别和视频监控，对禁烧区域的秸秆焚烧情况进行智能化、可视化、实时化的全天候监控和录像，中心管理单元判断视频监测单元在监测到火点后会自动报警并进行抓拍，实现有据可依的全方位监管。(2)无人机巡航单元的设置，可对视频监测单元判断不准确时，对起火点的判定信息作进一步的补充，便于更加准确的确定秸秆禁烧区域内是否存在起火点。(3)气象监测单元和环境监测单元对颗粒物、co、co2、so2、o3、风速风向、能见度、温湿度等环境信息及气象信息进行监测，当监测数据存在异常时，中心管理单元后台自动报警，配合视频监控使用可弥补监测遗漏或者监测失误情况发生。(4)激光测距装置的设置，可对起火点距离安装塔台的位置进行准确的计算，便于工作人员及时对起火点进行定位和处理。
附图说明
25.图1为本具体实施方式中秸秆禁烧监控系统的架构图。
具体实施方式
26.下面通过具体实施方式进一步详细说明：
27.一种秸秆禁烧监控系统，系统包括：感知层：感知层包括若干设置在秸秆禁烧区域检测点位上的监测装置，监测装置包括视频监测单元、环境监测单元和气象监测单元，感知层用以获取秸秆禁烧区域内的环境、气象和图像的实时数据；
28.传输层：传输层用以将感知层所获取的数据信息传输至平台层和应用层；
29.平台层：平台层用以接收感知层所获取的实时数据，利用大数据分析对数据进行处理和归集整理，平台层包括中心管理单元，中心管理单元包括视频监控平台、业务管理平台和报警模块，视频监控平台用以对感知层内上传的视频监控信息进行分析和数据处理，业务管理平台用以对感知层上传的环境和气象实时数据进行分析和处理；报警模块用以监测到异常数据时的报警；
30.应用层：应用层用以实时显示秸秆禁烧区域监测点位的环境、气象和图像数据，应用层包括移动终端，移动终端内设有用以访问平台层数据的app，app内设有移动业务管理平台和异常报警模块，移动业务管理平台用以访问平台层内的数据，感知层监测到环境、气象或者图像数据存在异常时，报警模块用以向移动终端推送报警信息。
31.视频监测单元：用以对秸秆禁烧区域的烟气视频图像和红外热源呈像进行实时监控；环境监测单元：用以对秸秆焚烧区域内的环境信息进行实时监控；气象监测单元：用以对秸秆焚烧区域内的气象信息进行实时监控；广播单元：用以向秸秆焚烧区域进行内进行喊话和播放秸秆禁止焚烧的相关消息；数据传输单元：用以将视频监测单元、环境监测单元
和气象监测单元的实时监测数据进行传输；管理中心单元：用以对视频监测单元、环境监测单元和气象监测单元所采集的数据进行异常判断，且通过管理中心单元发出异常数据警报信息；移动终端单元：用以访问管理中心单元内的实时数据，且通过移动终端单元发出异常警报信息。
32.优选地，还包括无人机巡航单元，视频监测单元只监测到烟气图像或者是红外热源呈像异常数据时，无人机巡航单元用以对异常点进行俯视航拍，并通过数据传输单元将航拍图像传输至管理中心单元内，秸秆禁烧区域内存在起火点时，视频监测单元若同时检测到烟气图像和红外热源呈像，那么可以确定的是，秸秆禁烧区域内一定存在起火点，若由于外物阻挡或者是风速较快时，视频监测单元可能只能检测到红外热源呈像或者烟气图像中的一种，此时中心管理单元中不能准确的对监控区域内是否存在起火点进行判定，那么此时无人机巡航单元开始工作，无人机飞向疑似起火点的上空进行录像和抓拍，并将采集的数据传输至中心管理单元内部，对起火点的判定信息作进一步的补充，便于更加准确的确定秸秆禁烧区域内是否存在起火点。
33.优选地，还包括远程状态监测单元，用以对视频监测单元、环境监测单元和气象监测单元内设备的工作状态进行监测，并通过数据传输单元将监测数据传输至管理中心单元内，且通过管理中心单元发出异常数据警报信息，其有益之处在于对检测设备的工作状态和地理位置等信息进行监测，便于维修人员能及时对故障进行处理。
34.优选地，数据传输单元包括有线传输模块和无线传输模块，采用有线、无线、4g、5g等方式，视频监测单元、环境监测单元和气象监测单元与管理中心单元通过线传输模块以及无线传输模块进行通信。
35.优选地，管理中心单元包括视频监控平台、业务管理平台和运维管理平台，监控平台用以对视频监测单元的监测数据进行分析和处理，业务管理平台用以对环境监测单元和气象监测单元的监测数据进行分析和处理，运维管理平台用以对远程状态监测单元的监测数据进行分析和处理。
36.优选地，移动终端单元包括移动终端，移动终端内设有与管理中心单元配套使用的app，app内包括分别访问管理中心单元内数据的移动监控平台、移动运维管理平台和移动业务管理平台，配套app的设置，使工作人员能更好的了解秸秆禁烧区域内的情况，提升监控效果以及可对异常情况进行及时处理。
37.优选地，包括设置于秸秆禁烧监控区域内的安装塔台，安装塔台上设有视频拍摄机构、气象采集机构、环境采集机构、状态监测机构和语音播报机构，拍摄机构主要包括双光谱摄像头和可见光摄像头，气象采集机构和环境采集机构主要包括空气质量监测仪微或一氧化碳、二氧化碳传感器等，空气质量监测仪上包括颗粒物检测、能见度检测等，秸秆露天焚烧为不完全燃烧，一旦燃烧，烟气中会生成大量co、co2。将集成高技术数字式一氧化碳和二氧化碳传感器的烟雾监测设备置于下风口处，对pm2.5、pm10、co、no2、o3等气体以及风速风向、温湿度、大气压和现场视频进行连续自动在线监测,当有害气体浓度增加，发现数据异常时，系统自动报警提醒监管人员查看。并与视频监控系统配合使用，可以更早更快更准确的发现火情，在第一时间进行制止，真正做到“及时发现、及时制止”，并减少漏报、误报、错报事件的发生。
38.优选地，安装塔台设置于秸秆禁烧区域内的下风口，因为烟雾是根据风向进行移
动，因此下风口便于环境采集机构对空气中的颗粒物数据进行采集，以及对空气中的一氧化碳和二氧化碳等浓度数据进行采集，若环境采集机构采集到的上述数据异常，那么可以对禁烧区域内产生烟雾的情况进行及时知晓和判断，便于后续对起火点的及时发现和处理。
39.优选地，安装塔台上设有无人机起降平台，无人机起降平台上设有无人机。
40.优选地，安装塔台上还设有激光测距装置，激光测距装置包括转向机构、倾角调节机构和激光发射器，激光发射器设置于视频拍摄机构的正上方，转向装置和倾角调节装置用以控制激光发射器的光源指向起火点处，因为视频拍摄机构在拍摄时在风的影响下不能准确判定烟雾产生的源头，因此此时不能准确判断起火点与安装塔台之间的距离，即不能对起火点进行准确的定位，此时若视频拍摄机构中的红外线能拍摄到热源呈橡的数据，那么此时射频拍摄机构中的热成像摄像头指向起火点，转向机构调节激光发射器指向起火点的方向，倾角调节机构使激光发射器的光源指向起火点，那么此时可以根据激光发射至起火点的距离以及激光发射器安装的高度，根据勾股定理即可对起火点距离安装塔台的位置进行准确的计算，便于工作人员及时对起火点进行定位和处理。
41.需要提前说明的是，在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
42.以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本技术要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

技术特征：
1.一种秸秆禁烧监控系统，其特征在于，所述系统包括：视频监测单元：用以对秸秆禁烧区域的烟气视频图像和红外热源呈像进行实时监控；环境监测单元：用以对秸秆焚烧区域内的环境信息进行实时监控；气象监测单元：用以对秸秆焚烧区域内的气象信息进行实时监控；广播单元：用以向秸秆焚烧区域进行内进行喊话和播放秸秆禁止焚烧的相关消息；数据传输单元：用以将视频监测单元、环境监测单元和气象监测单元的实时监测数据进行传输；管理中心单元：用以对视频监测单元、环境监测单元和气象监测单元所采集的数据进行异常判断，且通过管理中心单元发出异常数据警报信息；移动终端单元：用以访问管理中心单元内的实时数据，且通过移动终端单元发出异常警报信息。2.根据权利要求1所述的一种秸秆禁烧监控系统，其特征在于，还包括无人机巡航单元，视频监测单元只监测到烟气图像或者是红外热源呈像异常数据时，无人机巡航单元用以对异常点进行俯视航拍，并通过数据传输单元将航拍图像传输至管理中心单元内。3.根据权利要求1所述的一种秸秆禁烧监控系统，其特征在于，还包括远程状态监测单元，用以对视频监测单元、环境监测单元和气象监测单元内设备的工作状态进行监测，并通过数据传输单元将监测数据传输至管理中心单元内，且通过管理中心单元发出异常数据警报信息。4.根据权利要求1所述的一种秸秆禁烧监控系统，其特征在于，所述数据传输单元包括有线传输模块和无线传输模块，所述视频监测单元、环境监测单元和气象监测单元与管理中心单元通过线传输模块以及无线传输模块进行通信。5.根据权利要求1或3所述的一种秸秆禁烧监控系统，其特征在于，所述管理中心单元包括视频监控平台、业务管理平台和运维管理平台，所述监控平台用以对视频监测单元的监测数据进行分析和处理，所述业务管理平台用以对环境监测单元和气象监测单元的监测数据进行分析和处理，所述运维管理平台用以对远程状态监测单元的监测数据进行分析和处理。6.根据权利要求1所述的一种秸秆禁烧监控系统，其特征在于，所述移动终端单元包括移动终端，所述移动终端内设有与管理中心单元配套使用的app，所述app内包括分别访问管理中心单元内数据的移动监控平台、移动运维管理平台和移动业务管理平台。7.一种秸秆禁烧监控装置，其特征在于，包括设置于秸秆禁烧监控区域内的安装塔台，所述安装塔台上设有视频拍摄机构、气象采集机构、环境采集机构、状态监测机构和语音播报机构。8.根据权利要求7所述一种秸秆禁烧监控装置，其特征在于，所述安装塔台设置于秸秆禁烧区域内的下风口。9.根据权利要求8所述一种秸秆禁烧监控装置，其特征在于，所述安装塔台上设有无人机起降平台，所述无人机起降平台上设有无人机。10.根据权利要求9所述一种秸秆禁烧监控装置，其特征在于，所述安装塔台上还设有激光测距装置，所述激光测距装置包括转向机构、倾角调节机构和激光发射器，所述激光发射器设置于视频拍摄机构的正上方，所述转向装置和倾角调节装置用以控制激光发射器的
光源指向起火点处。

技术总结
该发明涉及秸秆禁烧监控技术领域，尤其涉及一种秸秆禁烧监控系统和装置。包括视频监测单元：用以对秸秆禁烧区域的烟气视频图像和红外热源呈像进行实时监控；环境监测单元：用以对秸秆焚烧区域内的环境信息进行实时监控；气象监测单元：用以对秸秆焚烧区域内的气象信息进行实时监控；广播单元：用以向秸秆焚烧区域进行内进行喊话和播放秸秆禁止焚烧的相关消息；数据传输单元：用以将视频监测单元、环境监测单元和气象监测单元的实时监测数据进行传输。本技术方案用以解决现有技术中用于秸秆禁烧区域内的监控装置的自动化程度低和监控手段单一，所造成监控区域内起火点判断不准确，且无法实现自动监控的问题。且无法实现自动监控的问题。且无法实现自动监控的问题。


技术研发人员：陈秀祥
受保护的技术使用者：重庆市海普软件产业有限公司
技术研发日：2021.12.07
技术公布日：2022/3/8