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随着经济的发展,人们因为从事经济活动,需要经常出入林区,对于火灾隐患的控制非常困难。尤其是初次出入林区的人防火意识薄弱,让防火变得难上加难。传统的人工巡逻或者视频监控方案只能够在火灾发生到一定程度甚至是林区大面积过火的时候才能发出警报。这类监控无法检测早期阶段的火灾,非常容易造成巨大的损失。本课题通过分析森林中的复杂环境,设计了一种红外森林防火监控系统。该系统可以检测早期火灾,并且能够排除浓雾等恶劣天气的影响,对森林火灾的扑救有很大的现实作用。
本文主要研究了红外森林防火监控系统中监控软件的设计和实现。首先,阐述了红外辐射、红外成像以及红外成像仪等基本知识,并结合红外成像技术与森林防火,分析了运用红外成像检测森林的依据。然后,通过算法对比并借鉴早期的林火识别算法,同时考虑红外采集设备的特性,在前人基础上设计了采用混合高斯模型的林火识别算法并对该算法做了验证。其次,通过分析系统的整体需求,并对比了传统的视频监控系统,提出了红外森林防火监控系统的方案,并阐述了该方案中软硬件模块以及软件的需求分析。之后,在考虑到软件的健壮性、可移植性以及可扩展性的条件下,使用面向对象建模思想,划分了软件的各个功能模块,再运用UML语言描述了各个功能模块。在界面模块的实现过程中,利用独立的界面库美化了软件界面。在鉴权模块中,运用网络编程发消息的方式实现了客户端到监控中心服务器的鉴权。在参数配置模块中,使用面向对象的继承特性,定义了内部类和外部类,提高了代码复用率。在林火识别模块中,通过结合红外采集设备的自身优势,实现了林火识别算法。在分析报告、数据库、视频播放、日志模块的设计和实现过程中都体现了面向对象的编程思想,提升了软件的可靠性、复用性,降低了开发周期。接着,搭建了测试场景,对各个模块和系统做了测试和分析,测试结果表明软件运行良好,烟火识别准确,达到了监控森林的要求。最后,对全文工作做了总结并且提出了改进方案。