一种基于R-SSD网络的森林火灾区域定位隔离系统研究.docx

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一种基于R-SSD网络的森林火灾区域定位隔离系统研究

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摘要：本文研究了一种基于R-SSD网络的森林火灾区域定位隔离系统，该系统包括多个高清电力载波摄像头、一个电力猫路由器、上位机两台、一个西门子S7-300系列PLC控制芯片、多个水阀电磁开关、多个环形水管。其中两台上位机均配置有TensorFlow(GPU)深度学习框架，上位机1用来实现R-SSD网络模型搭建与训练、上位机2用来利用训练好的R-SSD模型进行火灾目标检测与定位，并将定位信号输出给PLC控制芯片，S7-300系列PLC控制芯片在接收到火灾区域定位信号后，输出相应动作信号，控制对应区域水闸电磁开关开通，则各个区域已铺设好的环形水管开始放水，控制火势蔓延，将火灾区域隔离，该系统利用深度学习R-SSD网络能够准确的进行火灾目标检测并输出定位信息，通过PLC芯片自动控制电磁水阀开通放水，在火灾救援人员到来之前隔离火灾区域、控制火势蔓延，减小经济损失，具有一定有效性。

关键词：R-SSD网络；区域定位；目标检测

随着经济的快速发展、和谐社会的加速构建，人们对生态环境的要求越来越高，作为人类赖以生存的环境，森林资源对社会建设、经济发展有着十分重要的作用，而火灾是森林生态环境维护的最大危害之一，突发性的火灾极易蔓延，对整片森林造成危害的同时，也带来了林地植被覆盖率降低、水土流失等一系列问题，造成了很大的经济损失。因此需要对林区状态进行监测，为工作人员的防火管理提供依据。

基于此，本文提出一种基于R-SSD网络的森林火灾区域定位隔离系统，利用深度学习R-SSD网络能够准确的进行火灾目标检测并输出定位信息，与PLC芯片配合，自动控制水阀电磁开关开通放水，在火灾救援人员到来之前隔离火灾区域、控制火势蔓延，减小经济损失。

1研究目的

为了减小火灾发生后，迅速蔓延带来的一系列危害与经济损失。本实用新型提出了基于R-SSD网络的森林火灾区域定位隔离系统，具有一定的实用性。

2材料与方法

2.1材料

在本文的一个优选实施例中，所述高清电力载波摄像头，是ANJ?系列电力载波摄像机，仅需电力线传输，无需另外布设线路，实现远程监控，传输图像稳定，不掉线，无时延，不受障碍物影响，有高性能SOC处理芯片，稳定可靠，极低功耗，传输图像质量高，即插即用，无需设置，使用简单。

在本文的一个优选实施例中，所述一个电力猫路由器，是TP-LINK系列的电力猫路由器，用来接受输电线路传输的视频图像，具有穿透力强、传输距离较远、便于移动特点。

在本文的一个优选实施例中，所述两台上位机，为配置有TensorFlow(GPU)深度学习框架，其中上位机1用来实现R-SSD网络模型搭建与训练、上位机2用来利用训练好的R-SSD模型进行火灾目标检测与定位，并将定位信号输出给PLC控制芯片。

在本文的一个优选实施例中，所述一个西门子S7-300系列PLC控制芯片，具有体积小、速度快、标准化、功能更强、可靠性高、使用简单方便、价格便宜、具有网络通信能力、适用于中型控制系统的特点，用来接受上位机2传来的火灾定位区域信息，并控制相应区域水阀电磁开关动作。

在本文的一个优选实施例中，所述水阀电磁开关具有系统简单、功率较小、易于控制、操作简单的特点，用来实现每个区域的环形水管开通控制。

在本文的一个优选实施例中，所述环形水管，根据所划分林区面积选择合适数量的环形水管进行串联铺设，即一个区域中的所有环形水管由一个水阀电磁开关控制。

2.2方法

为了使本文的技术方案更加让人容易理解，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行详细、完整地描述。

为了更清楚地说明本实用新型实施技术中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，很清楚的可以看到，下面描述中的附图是本实用新型的一个示意图，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1

参见图1，上述的基于R-SSD网络的森林火灾区域定位隔离系统中，森林火灾蔓延是造成火灾后林区破坏、经济损失的重要原因之一。因此本实用新型主要是在救援人员到来之前隔离火灾区域、自动控制火势蔓延。分为以下几个步骤：

（1）高清电力载波摄像头获取森里监控视频，不用专门铺设线路，将载有森林视频信息的高频信号加载于电流上，利用输电线路直接传送视频图像.

（2）电力猫路由器作为接收端将视频图像信息从电流中分解出来分别送给上位机1和上位机2。

（3）上位机1将接收到的视频图像作为训练集输入，TensorFlow(GPU)深度学习框架下搭建R-SSD目标检测模型，开始网络模型训练，并将训练好的网络模型送入上位机2中，输入测试集数据实现火灾目标