森林防火无线视频监控系统
2012-06-29 14:09:15
来源:CPS中安网
责任编辑: luocaocps
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随着造林事业的不断发展，林地面积、林业蓄积量逐年增加，防火工作是首要任务。森林火灾具有突发性、灾害发生的随机性、短时间内能造成巨大损失的特点。因此一旦有火警发生，就必须以极快的速度采取扑救措施，扑救是否及时，决策是否得当，重要原因都取决于对林火行为的发现是否及时。为此国内外都在为预防、减少和控制森林火灾而努力。 森林防火无线图像监控系统由林区监控管理指挥中心系统、防火软件系统、无线传输系统、摄像机和镜头系统、云台控制系统、电源系统和铁塔组成。林区监控管理指挥中心系统是整个系统的图像显示、图像录像控制中心，具有远程控制功能，向指挥调度人员提供全面的、清晰的、可操作的、可录制、可回放的现场实时图像。林区监控管理指挥中心系统还具有向上级林业局和省林业厅接口的功能。
一、森林防火行业需求概述
随着造林事业的不断发展，林地面积、林业蓄积量逐年增加，防火工作是首要任务。森林火灾具有突发性、灾害发生的随机性、短时间内能造成巨大损失的特点。因此一旦有火警发生，就必须以极快的速度采取扑救措施，扑救是否及时，决策是否得当，重要原因都取决于对林火行为的发现是否及时。为此国内外都在为预防、减少和控制森林火灾而努力。 森林防火无线图像
监控系统由林区监控管理指挥中心系统、防火软件系统、无线传输系统、摄像机和镜头系统、
云台控制系统、电源系统和铁塔组成。林区监控管理指挥中心系统是整个系统的图像显示、图像录像控制中心，具有远程控制功能，向指挥调度人员提供全面的、清晰的、可操作的、可录制、可回放的现场实时图像。林区监控管理指挥中心系统还具有向上级林业局和省林业厅接口的功能。
二、森林防火无线监控的应用特点及优势
森林防火涉及的范围广，距离远。各个需要监控的林区与监控管理中心距离较远，分布较为分散。监控点的设置，要求视野广、无障碍、监控角度大，尽量少设监控点，并尽可能使得每个监控点监控覆盖的森林面积最大，如无法回避有死角，可增加监控点。
监控点要全天候工作，这就需要选择摄像机时应选用红外敏感型彩色转黑白摄像机；镜头应选用日夜两用型镜头，并且 3KM 外能看清人物活动；云台要求选用螺杆传动的室外一体化云台，为了减少远距离图像的抖动，摄像机的安装也要确保牢固稳定。
传输链路是系统中最关键的环节。由于森林防火监控自身的特点，传输方式不可能采用有线或光缆的方式，因此最理想的方式就是无线传输。无线传输方式以施工简便，成本低，一次性投入等优势，无疑成为监控系统传输链路的首选。图像实时传输、清晰，传输频率可选，并且可根据传输距离的远近、现场自然条件的不同，其功率的大小可以按要求配制，在遇障碍物阻挡的情况下，可采用架设中继（图像 / 数据）系统。
在森林防火监控系统中，能够给前端设备提供稳定的电源是非常重要的。所以我们在选择监控点的时候，要尽量考虑选择有固定电源的地方，但大家会考虑到有电源的监控点距离中心很远，这时就体现出远距离传输的无线设备优势。如果无法找到合适的有源点，那么只能采用太阳能供电方式。 在采用太阳能供电方式时，首先，要选择专业的太阳能电源公司的产品；其次，太阳能供电系统最少要保证在阴雨天，能给每一个监控点的前端所有设备提供 24 小时的电力。太阳能供电系统由太阳电池组件构成的太阳电池方阵、太阳能充电控制装置、逆变器、蓄电池组构成。太阳电池方阵在晴朗的白天把太阳光能转换为电能，给负载供电的同时，也给蓄电池组充电；在无光照时，由蓄电池给负载供电。
避雷接地要安全可靠。森林防火监控系统的软肋是前端的避雷与接地，前端设备的避雷与接地直接影响整个工程的安全性和可靠性，忽视了避雷与接地将会给用户带来巨大的的损失，避雷原则是所有设备都要安装在避雷针的保护范围之内，接地电阻不大于 10 欧姆，如
工程商没有避雷与接地能力，建议与本地专业的避雷与接地公司合作，避雷与接地的自身特点是由环境决定的并影响到的实际避雷效果，因此脱离了工程所在地的具体情况而设计避雷与接地是纸上谈兵，且不可行。
为及时发现火警，监控中心需配备一套森林防火软件系统：根据摄像机捕捉的图像，运用烟火识别算法对当前形势进行识别，监测到火情后，系统锁定云台。
森林防火人员计算机技术水平并不高，这就要求系统能够全自动工作，安装使用方便简单，而且故障时间短、维护工作量小；从用户的角度考虑，森林防火自动监控系统产品必须做到功能齐全、配套合理、适应性强、性价比高。
三、总体解决方案架构图
四、森林防火可行性解决方案
系统组网设计
本系统可分为：无线传输部分、数据采集部分、视频存储、控制、显示部分。
该分布式系统架构，采用金字塔结构设计：前端监控点--前端山顶监控点---山顶中继点---山顶汇聚中心----监控中心。
无线传输部分可分为：前端监控点、中继点、汇聚中心
数据采集部分为：激光夜视摄像机、红外防水枪型摄像机
视频存储、控制、显示部分分为：解码器、
硬盘录像机、客户端电脑、防火软件系统、电视墙。
该方案由林区监控管理中心系统，无线传输系统，摄像机和云台系统，森林防火软件系统，太阳能供电系统和铁塔组成。林区监控管理中心系统是整个系统的显示，控制及调度中心。无线传输系统主要由MB58N1-E系列网桥组成主干多跳网络，由于林区树木众多，无线网桥及激光夜视摄像机都需要架设在铁塔上。森林防火软件系统可以根据摄像机捕捉的图像，运用烟火识别算法对当前形势进行识别，监测到火情后，系统锁定云台，以最快速度发现火情。
无线传输部分
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