一種基于電力線網(wǎng)絡(luò)的煤礦火情檢測方法
【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)的煤礦火情檢測方法。
【背景技術(shù)】
[0002]煤礦由于工作場所的特殊性，對于火情的監(jiān)控要求更高，需要高精度的火情檢測系統(tǒng)以滿足監(jiān)控需求，同時，由于煤礦一般處于地下，鋪設(shè)專門的檢測線路比較困難。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中，通常單獨設(shè)置一套由檢測設(shè)備和檢測電子線路組成的檢測系統(tǒng)，對火情監(jiān)控要求高的設(shè)定區(qū)域進行實時監(jiān)控，這種檢測系統(tǒng)需要搭建新的一套檢測電子線路，成本較高且占用空間，同時，現(xiàn)有技術(shù)中的監(jiān)控數(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)的煤礦火情檢測方法，能夠利用煤礦現(xiàn)有的380伏AC電力線路進行火情檢測數(shù)據(jù)的高效傳輸，同時采用高精度的檢測處理方式，在降低系統(tǒng)成本的同時提高監(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)的煤礦火情檢測方法，利用地下煤礦上現(xiàn)有的380伏AC電力線路進行火情檢測數(shù)據(jù)的傳輸，采用高精度的圖像識別模式提高設(shè)定檢測區(qū)域內(nèi)火焰的識別準(zhǔn)確度，從而提高火情檢測的精度和速度，降低煤礦的管理費用，避免火情進一步擴大。
[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)的煤礦火情檢測系統(tǒng)，所述檢測系統(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)控計算機，所述攝像頭用于對采礦區(qū)域進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所述采礦區(qū)域圖像進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)控計算機與所述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警策略；2)使用所述檢測系統(tǒng)來進行檢測。
[0007]更具體地，在所述基于電力線網(wǎng)絡(luò)的煤礦火情檢測系統(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)存儲的預(yù)設(shè)灰度閾值、預(yù)設(shè)像素數(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)存儲設(shè)備，與所述USB接口連接，用于接收并存儲所述預(yù)設(shè)灰度閾值、所述預(yù)設(shè)像素數(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視覺傳感器對采礦區(qū)域進行圖像數(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)存儲設(shè)備和所述攝像頭分別連接，用于對所述采礦區(qū)域圖像進行圖像處理，所述圖像處理器包括對比度增強器、灰度化處理器、二值圖像濾波器和火焰識別器，所述對比度增強器與所述攝像頭連接以接收所述采礦區(qū)域圖像并對所述采礦區(qū)域圖像進行對比度增強處理，獲得對比度增強圖像，所述灰度化處理器與所述對比度增強器連接以對所述對比度增強圖像執(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)存儲設(shè)備分別連接以對所述灰度圖像執(zhí)行基于區(qū)域連通的二值圖像濾波，獲得濾波圖像，所述火焰識別器與所述二值圖像濾波器和所述靜態(tài)存儲設(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調(diào)制器、功率放大器和帶通濾波器依次連接，以對基帶濾波數(shù)據(jù)依次執(zhí)行信號調(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)備包括信號分離器、信號放大器、帶通濾波器和信號解調(diào)器，所述信號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，與所述信號分離器依次連接所述信號放大器、所述帶通濾波器和所述信號解調(diào)器，用于對上傳圖像依次執(zhí)行信號放大、帶通濾波和信號解調(diào)處理，以獲得上傳圖像中的火焰子圖案；所述監(jiān)控計算機與所述PLC接收設(shè)備連接以接收所述火焰子圖案，計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，發(fā)出火焰報警信號，所述監(jiān)控計算機的顯示設(shè)備顯示與所述火焰報警信號對應(yīng)的文字報警信息，當(dāng)所述火焰子圖案的面積小于預(yù)設(shè)面積閾值時，發(fā)出無火焰信號；其中，所述對所述灰度圖像執(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像素作為被檢測像素，采用3X3像素濾波窗口建立以所述被檢測像素為中心的連通區(qū)域，計算所述連通區(qū)域中灰度值大于預(yù)設(shè)灰度閾值的像素個數(shù)，如果計算的像素個數(shù)大于等于預(yù)設(shè)像素數(shù)量閾值，則所述被檢測像素為非噪聲點，保留所述被檢測像素，如果計算的像素個數(shù)小于預(yù)設(shè)像素數(shù)量閾值，則所述被檢測像素為噪聲點，對所述被檢測像素進行濾除。
[0008]更具體地，在所述基于電力線網(wǎng)絡(luò)的煤礦火情檢測系統(tǒng)中:所述監(jiān)控計算機在發(fā)出火焰報警信號時，所述監(jiān)控計算機的語音播放設(shè)備播放與所述火焰報警信號對應(yīng)的語音報警文件。
[0009]更具體地，在所述基于電力線網(wǎng)絡(luò)的煤礦火情檢測系統(tǒng)中:所述對比度增強器、所述灰度化處理器、所述二值圖像濾波器和所述火焰識別器分別采用不同的FPGA芯片來實現(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)的煤礦火情檢測系統(tǒng)中:所述對比度增強器、所述灰度化處理器、所述二值圖像濾波器和所述火焰識別器采用同一塊FPGA芯片來實現(xiàn)。
[0011]更具體地，在所述基于電力線網(wǎng)絡(luò)的煤礦火情檢測系統(tǒng)中:所述靜態(tài)存儲設(shè)備為SDARM存儲設(shè)備。
【附圖說明】
[0012]以下將結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施方案進行描述，其中:
[0013]圖1為根據(jù)本發(fā)明實施方案示出的基于電力線網(wǎng)絡(luò)的煤礦火情檢測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)方框圖。
【具體實施方式】
[0014]下面將參照附圖對本發(fā)明的基于電力線網(wǎng)絡(luò)的煤礦火情檢測系統(tǒng)的實施方案進行詳細說明。
[0015]煤礦由于工作場所的封閉性以及工作對象的可燃性，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、精確檢測非常重要?，F(xiàn)有技術(shù)中，一般需要另外搭建檢測電子線路對煤礦火情監(jiān)控區(qū)域進行火焰檢測，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。
[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)的煤礦火情檢測系統(tǒng)，將對設(shè)定監(jiān)控區(qū)域的火焰檢測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電子