一種基于電力線網(wǎng)絡(luò)的煤礦火情檢測(cè)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電力線通信領(lǐng)域，尤其涉及一種基于電力線網(wǎng)絡(luò)的煤礦火情檢測(cè)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]煤礦由于工作場(chǎng)所的特殊性，對(duì)于火情的監(jiān)控要求更高，需要高精度的火情檢測(cè)系統(tǒng)以滿足監(jiān)控需求，同時(shí)，由于煤礦一般處于地下，鋪設(shè)專門的檢測(cè)線路比較困難。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中，通常單獨(dú)設(shè)置一套由檢測(cè)設(shè)備和檢測(cè)電子線路組成的檢測(cè)系統(tǒng)，對(duì)火情監(jiān)控要求高的設(shè)定區(qū)域進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，這種檢測(cè)系統(tǒng)需要搭建新的一套檢測(cè)電子線路，成本較高且占用空間，同時(shí)，現(xiàn)有技術(shù)中的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)精度不高。
[0004]為此，本發(fā)明提出了一種基于電力線網(wǎng)絡(luò)的煤礦火情檢測(cè)方法，能夠利用煤礦現(xiàn)有的380伏AC電力線路進(jìn)行火情檢測(cè)數(shù)據(jù)的高效傳輸，同時(shí)采用高精度的檢測(cè)處理方式，在降低系統(tǒng)成本的同時(shí)提高監(jiān)控的效果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種基于電力線網(wǎng)絡(luò)的煤礦火情檢測(cè)方法，利用地下煤礦上現(xiàn)有的380伏AC電力線路進(jìn)行火情檢測(cè)數(shù)據(jù)的傳輸，采用高精度的圖像識(shí)別模式提高設(shè)定檢測(cè)區(qū)域內(nèi)火焰的識(shí)別準(zhǔn)確度，從而提高火情檢測(cè)的精度和速度，降低煤礦的管理費(fèi)用，避免火情進(jìn)一步擴(kuò)大。
[0006]根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種基于電力線網(wǎng)絡(luò)的煤礦火情檢測(cè)方法，該方法包括下列步驟:1)提供一種基于電力線網(wǎng)絡(luò)的煤礦火情檢測(cè)系統(tǒng)，所述檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)置在地下煤礦處，包括攝像頭、圖像處理器、PLC發(fā)送設(shè)備、PLC接收設(shè)備和監(jiān)控計(jì)算機(jī)，所述攝像頭用于對(duì)采礦區(qū)域進(jìn)行拍攝以獲得采礦區(qū)域圖像，所述圖像處理器與所述攝像頭連接以對(duì)所述采礦區(qū)域圖像進(jìn)行圖像處理以獲得采礦區(qū)域火情狀況，所述PLC發(fā)送設(shè)備與所述圖像處理器連接以將所述采礦區(qū)域火情狀況通過(guò)電力線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到所述PLC接收設(shè)備，所述監(jiān)控計(jì)算機(jī)與所述PLC接收設(shè)備連接以接收所述采礦區(qū)域火情狀況，并基于所述采礦區(qū)域火情狀況確定煤礦火情報(bào)警策略；2)使用所述檢測(cè)系統(tǒng)來(lái)進(jìn)行檢測(cè)。
[0007]更具體地，在所述基于電力線網(wǎng)絡(luò)的煤礦火情檢測(cè)系統(tǒng)中，還包括:380伏AC電力線路，用于組成所述電力線網(wǎng)絡(luò)，為煤礦的各個(gè)開礦電力設(shè)備提供電力供應(yīng)；USB接口，用于連接外部U盤設(shè)備，以接收外部U盤設(shè)備內(nèi)存儲(chǔ)的預(yù)設(shè)灰度閾值、預(yù)設(shè)像素?cái)?shù)量閾值、預(yù)設(shè)面積閾值、火焰上限灰度閾值和火焰下限灰度閾值，所述火焰上限灰度閾值和所述火焰下限灰度閾值用于將圖像中的火焰與背景分離；靜態(tài)存儲(chǔ)設(shè)備，與所述USB接口連接，用于接收并存儲(chǔ)所述預(yù)設(shè)灰度閾值、所述預(yù)設(shè)像素?cái)?shù)量閾值、所述預(yù)設(shè)面積閾值、所述火焰上限灰度閾值和所述火焰下限灰度閾值；所述攝像頭包括CCD視覺傳感器、鏡頭、濾光片、亮度傳感器和輔助光源，所述濾光片設(shè)置在所述鏡頭前方，所述鏡頭設(shè)置在所述CCD視覺傳感器前方，所述CCD視覺傳感器對(duì)采礦區(qū)域進(jìn)行圖像數(shù)據(jù)采集以獲得采礦區(qū)域圖像，所述亮度傳感器用于檢測(cè)周圍環(huán)境的環(huán)境亮度，所述輔助光源與所述亮度傳感器連接，用于基于所述環(huán)境亮度為所述攝像頭的拍攝提供輔助照明光，所述輔助照明光的強(qiáng)度與所述環(huán)境亮度成反比；所述圖像處理器與所述靜態(tài)存儲(chǔ)設(shè)備和所述攝像頭分別連接，用于對(duì)所述采礦區(qū)域圖像進(jìn)行圖像處理，所述圖像處理器包括對(duì)比度增強(qiáng)器、灰度化處理器、二值圖像濾波器和火焰識(shí)別器，所述對(duì)比度增強(qiáng)器與所述攝像頭連接以接收所述采礦區(qū)域圖像并對(duì)所述采礦區(qū)域圖像進(jìn)行對(duì)比度增強(qiáng)處理，獲得對(duì)比度增強(qiáng)圖像，所述灰度化處理器與所述對(duì)比度增強(qiáng)器連接以對(duì)所述對(duì)比度增強(qiáng)圖像執(zhí)行灰度化處理，獲得灰度圖像，所述二值圖像濾波器與所述灰度化處理器和所述靜態(tài)存儲(chǔ)設(shè)備分別連接以對(duì)所述灰度圖像執(zhí)行基于區(qū)域連通的二值圖像濾波，獲得濾波圖像，所述火焰識(shí)別器與所述二值圖像濾波器和所述靜態(tài)存儲(chǔ)設(shè)備分別連接，將所述濾波圖像中灰度值在所述火焰上限灰度閾值和所述火焰下限灰度閾值之間的像素組合以獲得火焰子圖案；所述PLC發(fā)送設(shè)備包括基帶濾波器、信號(hào)調(diào)制器、功率放大器、帶通濾波器和載波耦合器，所述基帶濾波器與所述圖像處理器連接以接收火焰子圖案并對(duì)火焰子圖案執(zhí)行基帶濾波處理，獲得基帶濾波數(shù)據(jù)，所述基帶濾波器與信號(hào)調(diào)制器、功率放大器和帶通濾波器依次連接，以對(duì)基帶濾波數(shù)據(jù)依次執(zhí)行信號(hào)調(diào)制、功率放大和帶通濾波處理，獲得帶通濾波數(shù)據(jù)作為上傳圖像，所述載波耦合器與所述帶通濾波器和所述電力線網(wǎng)絡(luò)分別連接，用于將上傳圖像耦合到所述電力線網(wǎng)絡(luò)上；所述PLC接收設(shè)備包括信號(hào)分離器、信號(hào)放大器、帶通濾波器和信號(hào)解調(diào)器，所述信號(hào)分離器與所述電力線網(wǎng)絡(luò)連接，用于將上傳圖像從所述電力線網(wǎng)絡(luò)上分離處理，與所述信號(hào)分離器依次連接所述信號(hào)放大器、所述帶通濾波器和所述信號(hào)解調(diào)器，用于對(duì)上傳圖像依次執(zhí)行信號(hào)放大、帶通濾波和信號(hào)解調(diào)處理，以獲得上傳圖像中的火焰子圖案；所述監(jiān)控計(jì)算機(jī)與所述PLC接收設(shè)備連接以接收所述火焰子圖案，計(jì)算所述火焰子圖案的面積，當(dāng)所述火焰子圖案的面積大于等于預(yù)設(shè)面積閾值時(shí)，發(fā)出火焰報(bào)警信號(hào)，所述監(jiān)控計(jì)算機(jī)的顯示設(shè)備顯示與所述火焰報(bào)警信號(hào)對(duì)應(yīng)的文字報(bào)警信息，當(dāng)所述火焰子圖案的面積小于預(yù)設(shè)面積閾值時(shí)，發(fā)出無(wú)火焰信號(hào)；其中，所述對(duì)所述灰度圖像執(zhí)行基于區(qū)域連通的二值圖像濾波具體包括:將所述灰度圖像中每一個(gè)像素作為被檢測(cè)像素，采用3X3像素濾波窗口建立以所述被檢測(cè)像素為中心的連通區(qū)域，計(jì)算所述連通區(qū)域中灰度值大于預(yù)設(shè)灰度閾值的像素個(gè)數(shù)，如果計(jì)算的像素個(gè)數(shù)大于等于預(yù)設(shè)像素?cái)?shù)量閾值，則所述被檢測(cè)像素為非噪聲點(diǎn)，保留所述被檢測(cè)像素，如果計(jì)算的像素個(gè)數(shù)小于預(yù)設(shè)像素?cái)?shù)量閾值，則所述被檢測(cè)像素為噪聲點(diǎn)，對(duì)所述被檢測(cè)像素進(jìn)行濾除。
[0008]更具體地，在所述基于電力線網(wǎng)絡(luò)的煤礦火情檢測(cè)系統(tǒng)中:所述監(jiān)控計(jì)算機(jī)在發(fā)出火焰報(bào)警信號(hào)時(shí)，所述監(jiān)控計(jì)算機(jī)的語(yǔ)音播放設(shè)備播放與所述火焰報(bào)警信號(hào)對(duì)應(yīng)的語(yǔ)音報(bào)警文件。
[0009]更具體地，在所述基于電力線網(wǎng)絡(luò)的煤礦火情檢測(cè)系統(tǒng)中:所述對(duì)比度增強(qiáng)器、所述灰度化處理器、所述二值圖像濾波器和所述火焰識(shí)別器分別采用不同的FPGA芯片來(lái)實(shí)現(xiàn)，并集成在一塊集成電路板上。
[0010]更具體地，在所述基于電力線網(wǎng)絡(luò)的煤礦火情檢測(cè)系統(tǒng)中:所述對(duì)比度增強(qiáng)器、所述灰度化處理器、所述二值圖像濾波器和所述火焰識(shí)別器采用同一塊FPGA芯片來(lái)實(shí)現(xiàn)。
[0011]更具體地，在所述基于電力線網(wǎng)絡(luò)的煤礦火情檢測(cè)系統(tǒng)中:所述靜態(tài)存儲(chǔ)設(shè)備為SDARM存儲(chǔ)設(shè)備。
【附圖說(shuō)明】
[0012]以下將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方案進(jìn)行描述，其中:
[0013]圖1為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案示出的基于電力線網(wǎng)絡(luò)的煤礦火情檢測(cè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)方框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014]下面將參照附圖對(duì)本發(fā)明的基于電力線網(wǎng)絡(luò)的煤礦火情檢測(cè)系統(tǒng)的實(shí)施方案進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0015]煤礦由于工作場(chǎng)所的封閉性以及工作對(duì)象的可燃性，一旦發(fā)生火災(zāi)，很容易導(dǎo)致火情快速蔓延，因此，火情的快速、精確檢測(cè)非常重要?，F(xiàn)有技術(shù)中，一般需要另外搭建檢測(cè)電子線路對(duì)煤礦火情監(jiān)控區(qū)域進(jìn)行火焰檢測(cè)，系統(tǒng)構(gòu)造復(fù)雜，人工成本和設(shè)備成本很高，且難以維護(hù)。
[0016]為了克服上述不足，本發(fā)明搭建了一種基于電力線網(wǎng)絡(luò)的煤礦火情檢測(cè)系統(tǒng)，將對(duì)設(shè)定監(jiān)控區(qū)域的火焰檢測(cè)集成到地下煤礦上現(xiàn)有的380伏AC電力線路中，從而不需要搭建新的檢測(cè)電子