一种基于大数据物联网的安全监控智能管理系统

技术领域

本发明属于安全监控管理技术领域，涉及消防安全监控管理技术，具体为一种基于大数据物联网的安全监控智能管理系统。

背景技术

近年来,随着经济的不断繁荣发展,经济建设日新月异,高层建筑在大、中城市乃至小城市里也如雨后春笋拨地而起。由于高层建筑高,层数多,使用功能复杂,人员密集,加之各种管道竖井纵横交错,以及可燃物多,火灾荷载大等特点,一旦发生火灾,火灾蔓延迅速,人员疏散和火灾扑救困难,常常会造成不可估量的人员伤亡和财产损失。因此,对高层建筑进行消防安全监控管理显得尤为必要。

但目前的高层建筑消防安全监控管理方式大多集中在对高层建筑内的建筑消防设施进行安全排查，如火灾自动报警系统、自动喷水灭火系统、消火栓系统等，忽略了对消防应急标志灯的安全监控，导致目前高层建筑消防安全监控管理存在监控疏漏，消防应急标志灯在高层建筑人员疏散中起到指示标志的作用，当消防应急标志灯存在异常时，将起不到指示标志作用，轻则会加重人员疏散困难，重则可能会导致重大的人员伤亡事故。可见，对高层建筑内的消防应急标志灯进行安全监控管理是非常有必要的。

发明内容

为实现上述目的，本发明提出一种基于大数据物联网的安全监控智能管理系统，通过对高层建筑中各楼层的消防应急标志灯进行安装偏移、颜色色度、亮度及标识模糊监测，弥补了目前高层建筑消防安全监控管理存在的监控疏漏不足。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种基于大数据物联网的安全监控智能管理系统，包括建筑消防应急标志灯统计模块、消防数据库、消防应急标志灯图像采集模块、图像分析模块、消防应急标志灯亮度检测模块、建模分析模块、管理云平台和后台显示终端；

所述建筑消防应急标志灯统计模块与消防应急标志灯图像采集模块连接，消防应急标志灯图像采集模块与图像分析模块连接，图像分析模块和消防应急标志灯亮度检测模块均与建模分析模块连接，建模分析模块与管理云平台连接，消防数据库分别与图像分析模块和建模分析模块连接，管理云平台与后台显示终端连接；

所述建筑消防应急标志灯统计模块用于对高层建筑包含的楼层数量进行统计，并对统计的各楼层按照该楼层对应的楼层号进行编号，依次标记为1,2...i...n，同时对各楼层内存在的消防应急标志灯数量进行统计，进而对统计的各楼层内存在的各消防应急标志灯按照预设的顺序进行编号，分别标记为1,2...j...m；

所述消防应急标志灯图像采集模块用于对各楼层内的各消防应急标志灯所在安装区域进行图像采集，并将采集的各楼层内各消防应急标志灯的安装区域图像发送至图像分析模块；

所述图像分析模块接收消防应急标志灯图像采集模块发送的各楼层内各消防应急标志灯的安装区域图像，并提取消防数据库中各楼层内各消防应急标志灯对应的标准安装区域图像，将接收的各楼层内各消防应急标志灯的安装区域图像与对应楼层内对应消防应急标志灯的标准安装区域图像进行重合匹配，若重合对比后的两张图像没有发生偏移错位，则重合匹配成功，若重合对比后的两张图像发生偏移错位，则重合匹配失败，表明该消防应急标志灯存在安装偏移，该消防应急标志灯记为安装偏移标志灯，该偏移标志灯所在楼层记为安装偏移楼层，此时统计安装偏移楼层编号及其对应的安装偏移标志灯编号，其中安装偏移楼层编号可记为1,2...a...z,各安装偏移楼层对应的安装偏移标志灯编号可记为1,2...b...y，同时获取各安装偏移标志灯的偏移角度，由此将各安装偏移楼层的各安装偏移标志灯的偏移角度构成安装偏移标志灯偏移角度集合θ

所述图像分析模块还对各楼层内各消防应急标志灯的安装区域图像进行灰度归一化处理，并提取消防应急标志灯的轮廓，其提取的消防应急标志灯的轮廓将各楼层内各消防应急标志灯的安装区域图像进行图像分割，得到消防应急标志灯图像和安装区域背景图像，此时保留各楼层内各消防应急标志灯图像，进而提取图像中消防应急标志灯的颜色色度，构成消防应急标志灯颜色色度集合C

同时，图像分析模块将保留的各楼层内各消防应急标志灯图像与消防数据库中各楼层内各消防应急标志灯标准图像进行对比，分析是否存在标识模糊，若存在标识模糊，则统计存在标识模糊的消防应急标志灯编号及其所在的楼层编号，该标识模糊的消防应急标志灯记为标识不清标志灯，该标识模糊标志灯所在楼层记为标识模糊楼层，并统计标识模糊楼层编号及其对应的标识模糊标志灯编号，其中标识模糊楼层编号可记为1,2...k...l,各标识模糊楼层对应的标识模糊标志灯编号可记为1,2...g...h,此时对各标识模糊楼层对应的各标识模糊标志灯图像聚焦在标识模糊区域，进而提取标识模糊区域轮廓，从而获取各标识模糊楼层对应各标识模糊标志灯的标识模糊区域面积，构成标识模糊标志灯标识模糊区域面积集合s

所述消防应急标志灯亮度检测模块包括亮度检测终端，用于对各楼层各消防应急标志灯的亮度进行检测，得到各楼层各消防应急标志灯的亮度，进而构成消防应急标志灯亮度集合Q

所述建模分析模块接收图像分析模块发送的安装偏移标志灯偏移角度集合、消防应急标志灯颜色色度集合、标识模糊标志灯标识模糊区域面积集合和标识模糊楼层编号及其对应的标识模糊标志灯编号，并接收消防应急标志灯亮度检测模块发送的消防应急标志灯亮度集合，进而将接收的安装偏移标志灯偏移角度集合与消防数据库中消防应急标志灯对应的各种安装偏移角度对应的偏移危险系数进行对比，得到各安装偏移楼层各安装偏移标志灯对应的偏移危险系数，同时将消防应急标志灯颜色色度集合和消防应急标志灯亮度集合分别与消防数据库中消防应急标志灯对应的标准颜色色度和标准亮度进行对比，构成消防应急标志灯颜色色度对比集合ΔC

所述管理云平台接收建模分析模块发送的各安装偏移楼层各安装偏移标志灯对应的偏移危险系数、消防应急标志灯颜色色度对比集合、消防应急标志灯亮度对比集合和标识模糊标志灯标识模糊区域面积对比集合，进而统计高层建筑的综合消防标志危险系数，并发送至后台显示终端；

所述后台显示终端接收管理云平台发送的建筑的综合消防标志危险系数，并显示。

在一些实施例中，所述消防数据库用于存储各楼层内各消防应急标志灯对应的标准安装区域图像，存储各楼层内各消防应急标志灯标准图像，存储消防应急标志灯对应的各种安装偏移角度对应的偏移危险系数，存储消防应急标志灯对应的标准颜色色度和标准亮度，存储各楼层各消防应急标志灯的面积，并存储各种标识模糊类型对应的特征，其中各种标识模糊类型包括磨损和异物覆盖。

在一些实施例中，所述各楼层内各消防应急标志灯对应的标准安装区域图像是指不存在安装偏移的消防应急标志灯安装区域图像，所述各楼层内各消防应急标志灯标准图像是指标识清晰的消防应急标志灯图像。

在一些实施例中，所述各安装偏移标志灯偏移角度的具体获取方法执行以下步骤：

H1:从各安装偏移楼层对应的各安装偏移标志灯安装区域图像上进行标志灯中心线提取；

H2:从各安装偏移楼层对应的各安装偏移标志灯标准安装区域图像上进行标志灯标准中心线提取；

H3:将各安装偏移楼层对应的各安装偏移标志灯安装区域图像与该安装偏移标志灯的标准安装区域图像进行重合，其提取的各安装偏移标志灯的中心线与其标准中心线之间形成夹角，该夹角即为偏移角，测量该偏移角的角度，即为各安装偏移楼层各安装偏移标志灯的偏移角度。

在一些实施例中，所述亮度检测终端为亮度计。

在一些实施例中，所述高层建筑的综合消防标志危险系数计算公式为

在一些实施例中，所述图像分析模块还包括对各标识模糊楼层对应各标识模糊标志灯的标识模糊区域对应的标识模糊类型进行分析，其具体分析过程如下：

S1:对各标识模糊楼层对应各标识模糊标志灯的标识模糊区域进行特征提取；

S2:将提取的特征与消防数据库中各种标识模糊类型对应的特征进行对比，筛选出各标识模糊楼层对应各标识模糊标志灯的标识模糊区域对应的标识模糊类型，并发送至安全监控管理中心。

在一些实施例中，还包括安全监控管理中心，与图像分析模块连接，用于获取安装偏移楼层编号及其对应的安装偏移标志灯编号、标识模糊楼层编号及其对应的标识模糊标志灯编号和标识模糊标志灯的标识模糊区域对应的标识模糊类型，进而调派相关管理人员进行针对性处理。

本发明的有益效果如下：

(1)本发明通过对高层建筑各楼层内的消防应急标志灯进行统计，并对统计的各楼层内的各消防应急标志灯进行安装偏移、颜色色度、亮度及标识模糊监测，进而根据监测结果统计高层建筑的综合消防标志危险系数，实现了对高层建筑消防应急标志灯的安全监控管理，弥补了目前高层建筑消防安全监控管理存在的监控疏漏不足，完善了高层建筑消防安全监控管理方式，大大降低了因消防应急标志灯异常造成消防事故的发生，且其统计的综合消防标志危险系数直观展示了高层建筑所处的消防标志危险状况，为消防管理人员评估高层建筑所处的消防标志危险程度提供可靠的参考依据。

(2)本发明在对各楼层的各消防应急标志灯进行安装偏移、颜色色度和标识模糊监测过程中，采用图像分析方式，通过对各楼层各消防应急标志灯所在安装区域进行图像采集，进而从采集的图像中逐一分析出安装偏移楼层中安装偏移标志灯对应的偏移角度、各楼层各消防应急标志灯颜色色度对比值和标识模糊楼层中对应标识模糊标志灯的标识模糊区域面积，为后期统计高层建筑的综合消防标志危险系数提供相关系数。

(3)本发明通过设置安全监控管理中心，用于获取安装偏移楼层编号及其对应的安装偏移标志灯编号、标识模糊楼层编号及其对应的标识模糊标志灯编号和标识模糊标志灯的标识模糊区域对应的标识模糊类型，便于消防管理人员根据对应的编号快速寻找到目标标志灯，节省了寻找时间，进而能够及时进行处理。

附图说明

利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。

图1为本发明的模块示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参照图1所示，一种基于大数据物联网的安全监控智能管理系统，包括建筑消防应急标志灯统计模块、消防数据库、消防应急标志灯图像采集模块、图像分析模块、消防应急标志灯亮度检测模块、建模分析模块、管理云平台、后台显示终端和安全监控管理中心，其中建筑消防应急标志灯统计模块与消防应急标志灯图像采集模块连接，消防应急标志灯图像采集模块与图像分析模块连接，图像分析模块与安全监控管理中心连接，图像分析模块和消防应急标志灯亮度检测模块均与建模分析模块连接，建模分析模块与管理云平台连接，消防数据库分别与图像分析模块和建模分析模块连接，管理云平台与后台显示终端连接。

建筑消防应急标志灯统计模块用于对高层建筑包含的楼层数量进行统计，并对统计的各楼层按照该楼层对应的楼层号进行编号，依次标记为1,2...i...n，同时对各楼层内存在的消防应急标志灯数量进行统计，进而对统计的各楼层内存在的各消防应急标志灯按照预设的顺序进行编号，分别标记为1,2...j...m。

本实施例通过对高层建筑内各楼层的消防应急标志灯进行统计，为后面进行消防应急标志灯的安装偏移、颜色色度、亮度及标识模糊监测提供方便。

消防数据库用于存储各楼层内各消防应急标志灯对应的标准安装区域图像，存储各楼层内各消防应急标志灯标准图像，存储消防应急标志灯对应的各种安装偏移角度对应的偏移危险系数，存储消防应急标志灯对应的标准颜色色度和标准亮度，存储各楼层各消防应急标志灯的面积，并存储各种标识模糊类型对应的特征，其中各种标识模糊类型包括磨损和异物覆盖。

消防应急标志灯图像采集模块用于对各楼层内的各消防应急标志灯所在安装区域进行图像采集，并将采集的各楼层内各消防应急标志灯的安装区域图像发送至图像分析模块。

图像分析模块接收消防应急标志灯图像采集模块发送的各楼层内各消防应急标志灯的安装区域图像，并提取消防数据库中各楼层内各消防应急标志灯对应的标准安装区域图像，将接收的各楼层内各消防应急标志灯的安装区域图像与对应楼层内对应消防应急标志灯的标准安装区域图像进行重合匹配，若重合对比后的两张图像没有发生偏移错位，则重合匹配成功，若重合对比后的两张图像发生偏移错位，则重合匹配失败，表明该消防应急标志灯存在安装偏移，该消防应急标志灯记为安装偏移标志灯，该偏移标志灯所在楼层记为安装偏移楼层，此时统计安装偏移楼层编号及其对应的安装偏移标志灯编号，其中安装偏移楼层编号可记为1,2...a...z,各安装偏移楼层对应的安装偏移标志灯编号可记为1,2...b...y，同时获取各安装偏移标志灯的偏移角度，其具体获取方法执行以下步骤：

H1:从各安装偏移楼层对应的各安装偏移标志灯安装区域图像上进行标志灯中心线提取；

H2:从各安装偏移楼层对应的各安装偏移标志灯标准安装区域图像上进行标志灯标准中心线提取；

H3:将各安装偏移楼层对应的各安装偏移标志灯安装区域图像与该安装偏移标志灯的标准安装区域图像进行重合，其提取的各安装偏移标志灯的中心线与其标准中心线之间形成夹角，该夹角即为偏移角，测量该偏移角的角度，即为各安装偏移楼层各安装偏移标志灯的偏移角度，由此将各安装偏移楼层的各安装偏移标志灯的偏移角度构成安装偏移标志灯偏移角度集合θ

图像分析模块还对各楼层内各消防应急标志灯的安装区域图像进行灰度归一化处理，并提取消防应急标志灯的轮廓，其提取的消防应急标志灯的轮廓将各楼层内各消防应急标志灯的安装区域图像进行图像分割，得到消防应急标志灯图像和安装区域背景图像，此时保留各楼层内各消防应急标志灯图像，进而提取图像中消防应急标志灯的颜色色度，构成消防应急标志灯颜色色度集合C

同时，图像分析模块将保留的各楼层内各消防应急标志灯图像与消防数据库中各楼层内各消防应急标志灯标准图像进行对比，分析是否存在标识模糊，若存在标识模糊，则统计存在标识模糊的消防应急标志灯编号及其所在的楼层编号，该标识模糊的消防应急标志灯记为标识不清标志灯，该标识模糊标志灯所在楼层记为标识模糊楼层，并统计标识模糊楼层编号及其对应的标识模糊标志灯编号，其中标识模糊楼层编号可记为1,2...k...l,各标识模糊楼层对应的标识模糊标志灯编号可记为1,2...g...h,此时对各标识模糊楼层对应的各标识模糊标志灯图像聚焦在标识模糊区域，进而提取标识模糊区域轮廓，从而获取各标识模糊楼层对应各标识模糊标志灯的标识模糊区域面积，构成标识模糊标志灯标识模糊区域面积集合s

S1:对各标识模糊楼层对应各标识模糊标志灯的标识模糊区域进行特征提取；

S2:将提取的特征与消防数据库中各种标识模糊类型对应的特征进行对比，筛选出各标识模糊楼层对应各标识模糊标志灯的标识模糊区域对应的标识模糊类型。

图像分析模块将标识模糊标志灯标识模糊区域面积集合和标识模糊楼层编号及其对应的标识模糊标志灯编号发送至建模分析模块，并将安装偏移楼层编号及其对应的安装偏移标志灯编号、标识模糊楼层编号及其对应的标识模糊标志灯编号和标识模糊标志灯的标识模糊区域对应的标识模糊类型发送至安全监控管理中心。

本实施例在对各楼层的各消防应急标志灯进行安装偏移、颜色色度和标识模糊监测过程中，采用图像分析方式，通过对各楼层各消防应急标志灯所在安装区域进行图像采集，进而从采集的图像中逐一分析出安装偏移楼层中安装偏移标志灯对应的偏移角度、各楼层各消防应急标志灯颜色色度对比值和标识模糊楼层中对应标识模糊标志灯的标识模糊区域面积，为后期统计高层建筑的综合消防标志危险系数提供相关系数。

消防应急标志灯亮度检测模块包括亮度检测终端，其中亮度检测终端为亮度计，用于对各楼层各消防应急标志灯的亮度进行检测，得到各楼层各消防应急标志灯的亮度，进而构成消防应急标志灯亮度集合Q

建模分析模块接收图像分析模块发送的安装偏移标志灯偏移角度集合、消防应急标志灯颜色色度集合、标识模糊标志灯标识模糊区域面积集合和标识模糊楼层编号及其对应的标识模糊标志灯编号，并接收消防应急标志灯亮度检测模块发送的消防应急标志灯亮度集合，进而将接收的安装偏移标志灯偏移角度集合与消防数据库中消防应急标志灯对应的各种安装偏移角度对应的偏移危险系数进行对比，得到各安装偏移楼层各安装偏移标志灯对应的偏移危险系数，同时将消防应急标志灯颜色色度集合和消防应急标志灯亮度集合分别与消防数据库中消防应急标志灯对应的标准颜色色度和标准亮度进行对比，构成消防应急标志灯颜色色度对比集合ΔC

管理云平台接收建模分析模块发送的各安装偏移楼层各安装偏移标志灯对应的偏移危险系数、消防应急标志灯颜色色度对比集合、消防应急标志灯亮度对比集合和标识模糊标志灯标识模糊区域面积对比集合，进而统计高层建筑的综合消防标志危险系数

本实施例统计的综合消防标志危险系数融合了消防标志灯的安装偏移、颜色色度、亮度及标识模糊状况，避免了只采用单个监测指标统计高层建筑的综合消防标志危险系数造成的统计片面化和不可靠性，直观展示了高层建筑所处的综合消防标志危险状况，且综合消防标志危险系数越大，表明高层建筑所处的消防标志危险程度越高，为消防管理人员评估高层建筑所处的消防标志危险程度提供可靠的参考依据。

后台显示终端接收管理云平台发送的建筑的综合消防标志危险系数，并显示。

安全监控管理中心接收图像分析模块发送的安装偏移楼层编号及其对应的安装偏移标志灯编号、标识模糊楼层编号及其对应的标识模糊标志灯编号和标识模糊标志灯的标识模糊区域对应的标识模糊类型，进而调派相关管理人员进行针对性处理，便于消防管理人员根据对应的编号快速寻找到目标标志灯，节省了寻找时间，进而能够及时进行处理。

本发明通过对高层建筑各楼层内的消防应急标志灯进行统计，并对统计的各楼层内的各消防应急标志灯进行安装偏移、颜色色度、亮度及标识模糊监测，进而根据监测结果统计高层建筑的综合消防标志危险系数，实现了对高层建筑消防应急标志灯的安全监控管理，弥补了目前高层建筑消防安全监控管理存在的监控疏漏不足，完善了高层建筑消防安全监控管理方式，大大降低了因消防应急标志灯异常造成消防事故的发生，提高了高层建筑消防管理水平。

以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。