一種基于電力線網絡的煤礦火情檢測方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及電力線通信領域，尤其涉及一種基于電力線網絡的煤礦火情檢測方法。
【背景技術】
[0002]煤礦由于工作場所的特殊性，對于火情的監控要求更高，需要高精度的火情檢測系統以滿足監控需求，同時，由于煤礦一般處于地下，鋪設專門的檢測線路比較困難。
[0003]現有技術中，通常單獨設置一套由檢測設備和檢測電子線路組成的檢測系統，對火情監控要求高的設定區域進行實時監控，這種檢測系統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，現有技術中的監控數據精度不高。
[0004]為此，本發明提出了一種基于電力線網絡的煤礦火情檢測方法，能夠利用煤礦現有的380伏AC電力線路進行火情檢測數據的高效傳輸，同時采用高精度的檢測處理方式，在降低系統成本的同時提高監控的效果。
【發明內容】
[0005]為了解決現有技術存在的技術問題，本發明提供了一種基于電力線網絡的煤礦火情檢測方法，利用地下煤礦上現有的380伏AC電力線路進行火情檢測數據的傳輸，采用高精度的圖像識別模式提高設定檢測區域內火焰的識別準確度，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]根據本發明的一方面，提供了一種基于電力線網絡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絡的煤礦火情檢測系統，所述檢測系統設置在地下煤礦處，包括攝像頭、圖像處理器、PLC發送設備、PLC接收設備和監控計算機，所述攝像頭用于對采礦區域進行拍攝以獲得采礦區域圖像，所述圖像處理器與所述攝像頭連接以對所述采礦區域圖像進行圖像處理以獲得采礦區域火情狀況，所述PLC發送設備與所述圖像處理器連接以將所述采礦區域火情狀況通過電力線網絡發送到所述PLC接收設備，所述監控計算機與所述PLC接收設備連接以接收所述采礦區域火情狀況，并基于所述采礦區域火情狀況確定煤礦火情報警策略；2)使用所述檢測系統來進行檢測。
[0007]更具體地，在所述基于電力線網絡的煤礦火情檢測系統中，還包括:380伏AC電力線路，用于組成所述電力線網絡，為煤礦的各個開礦電力設備提供電力供應；USB接口，用于連接外部U盤設備，以接收外部U盤設備內存儲的預設灰度閾值、預設像素數量閾值、預設面積閾值、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；靜態存儲設備，與所述USB接口連接，用于接收并存儲所述預設灰度閾值、所述預設像素數量閾值、所述預設面積閾值、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，所述濾光片設置在所述鏡頭前方，所述鏡頭設置在所述CCD視覺傳感器前方，所述CCD視覺傳感器對采礦區域進行圖像數據采集以獲得采礦區域圖像，所述亮度傳感器用于檢測周圍環境的環境亮度，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境亮度成反比；所述圖像處理器與所述靜態存儲設備和所述攝像頭分別連接，用于對所述采礦區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域圖像并對所述采礦區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存儲設備分別連接以對所述灰度圖像執行基于區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存儲設備分別連接，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發送設備包括基帶濾波器、信號調制器、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行基帶濾波處理，獲得基帶濾波數據，所述基帶濾波器與信號調制器、功率放大器和帶通濾波器依次連接，以對基帶濾波數據依次執行信號調制、功率放大和帶通濾波處理，獲得帶通濾波數據作為上傳圖像，所述載波耦合器與所述帶通濾波器和所述電力線網絡分別連接，用于將上傳圖像耦合到所述電力線網絡上；所述PLC接收設備包括信號分離器、信號放大器、帶通濾波器和信號解調器，所述信號分離器與所述電力線網絡連接，用于將上傳圖像從所述電力線網絡上分離處理，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器，用于對上傳圖像依次執行信號放大、帶通濾波和信號解調處理，以獲得上傳圖像中的火焰子圖案；所述監控計算機與所述PLC接收設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，當所述火焰子圖案的面積大于等于預設面積閾值時，發出火焰報警信號，所述監控計算機的顯示設備顯示與所述火焰報警信號對應的文字報警信息，當所述火焰子圖案的面積小于預設面積閾值時，發出無火焰信號；其中，所述對所述灰度圖像執行基于區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域，計算所述連通區域中灰度值大于預設灰度閾值的像素個數，如果計算的像素個數大于等于預設像素數量閾值，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小于預設像素數量閾值，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絡的煤礦火情檢測系統中:所述監控計算機在發出火焰報警信號時，所述監控計算機的語音播放設備播放與所述火焰報警信號對應的語音報警文件。
[0009]更具體地，在所述基于電力線網絡的煤礦火情檢測系統中: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，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絡的煤礦火情檢測系統中: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。
[0011]更具體地，在所述基于電力線網絡的煤礦火情檢測系統中:所述靜態存儲設備為SDARM存儲設備。
【附圖說明】
[0012]以下將結合附圖對本發明的實施方案進行描述，其中:
[0013]圖1為根據本發明實施方案示出的基于電力線網絡的煤礦火情檢測系統的結構方框圖。
【具體實施方式】
[0014]下面將參照附圖對本發明的基于電力線網絡的煤礦火情檢測系統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，一旦發生火災，很容易導致火情快速蔓延，因此，火情的快速、精確檢測非常重要。現有技術中，一般需要另外搭建檢測電子線路對煤礦火情監控區域進行火焰檢測，系統構造復雜，人工成本和設備成本很高，且難以維護。
[0016]為了克服上述不足，本發明搭建了一種基于電力線網絡的煤礦火情檢測系統，將對設定監控區域的火焰檢測集成到地下煤礦上現有的380伏AC電力線路中，從而不需要搭建新的檢測電子