随着物联网技术的不断发展,基于物联网技术的系统被越来越多地应用到了智慧消防领域中。而其中,新兴的窄带物联网（Narrow Band Internet of Things,NB-IoT）技术因其覆盖范围广、容量大、成本低等优势,而备受青睐。传统的智慧消防系统中,大多通过传输传感器的参数并以此进行判别,有着精度低、时效性差等问题,而有的系统则将视频图像通过网络传输到后台进行统一的处理、判别,则有着传输数据量大、后台处理压力大等问题。针对现有系统所存在的问题,本文设计并实现了一种在终端设备处通过视频图像实现火焰的识别工作,并将火焰识别结果通过NB-IoT网络进行上传的智慧消防实验平台。本文的主要研究内容如下:（1）对于整个系统的需求进行了分析,并依照NB-IoT技术的特点,对系统的总体架构进行了设计。系统主要由终端设备、物联网云平台与应用服务器三个部分所组成,终端设备与物联网云平台之间通过NB-IoT网络进行通信,物联网云平台与应用服务器之间依靠HTTP协议进行通信。（2）对于火焰识别算法部分,根据常用的基于运动与基于颜色空间的方法,进行了相互的比较以及不足的分析,并提出了一种基于亮度的改进的YCb Cr颜色模型,可在更多的环境条件下实现疑似火焰区域的分割。在此基础上通过形态学处理,在剔除分割图像中的零星噪声像素点的同时,将由于遮挡物等原因所形成的小空洞进行了填充,得到更有效的疑似火焰区域。提取分割出的区域的圆形度、颜色矩和纹理等特征,将这些特征向量放到支持向量机（Support Vector Machine,SVM）中进行模型的训练,得到成熟的分类模型,并以此模型实现对新输入的视频图像中是否有火焰的分类。（3）针对系统的硬件部分,根据系统的特点,设计并实现了终端设备处的硬件平台。终端设备主要包含了主控模块、摄像头模组及NB-IoT模组,主控模块选择了寒武纪的HBoard平台,拥有丰富的计算、存储资源,可满足在终端设备处进行火焰识别的要求,摄像头模组选用了IMX-307,可实时得获取视频图像信息,NB-IoT模组选择的是WH-NB75-BA通信模组,可保证终端设备的正常通信。（4）对于系统的软件部分,首先进行了嵌入式Linux软件开发的环境搭建,并进行了终端设备处的软件开发,可实现对火焰的识别、火焰信息的上报以及指令的接收功能,针对有无火焰的情况,采取不同的上传周期,以实现在节能的同时,对发生火焰的快速响应。对于物联网云平台则选用了华为云物联网平台,并对其Profile文件及编解码插件进行了开发,以实现其作为整个系统中桥梁的功能。最后开发了应用服务器,接收物联网云平台所转发的信息,实现了对整个系统的控制,可对各终端设备进行火焰记录的可视化显示与上传周期的控制。（5）对于火焰识别算法进行了测试,并于已有的算法进行比较,体现算法的有效性与普适性,可有效的实现火焰的识别。对于NB-IoT通信模组,进行了通信质量的测试,以保证在极端情况下仍能保证终端设备的正常通信。对于物联网云平台,也进行了数据传输的测试,保证能正常连接终端设备与应用服务器。最后对应用服务器进行了功能的验证,测试结果表示,系统可以正常实现预设的数据查询、指令下发等功能,系统运行稳定,满足了设计的要求。