森林防火无线远程视频监控系统

森林防火无线远程视频监控系统针对当前森林防火的严峻形势，为了做到早避免，早发现，早控制，必须对森林地区部署远程监控系统。由于林区有其地理特点，部署有线网络异常困难，无线视频监控以其配置灵活、建设快捷、性能高效、低成本等特点正广泛应用于森林防火上。利用当前发展已经较为成熟的无线通讯技术，深圳市锦铭科技有限公司采用先进的无线通讯方案，通过组合使用无线数传网桥技术和无线骨干网络传输技术，构建了一套先进的JVAD森林防火无线视频监控系统，以满足林业部门及安全管理部门的实际应用需求。一、JVAD森林防火无线远程视频监控系统简介JVAD森林防火无线远程视频监控系统，由监控管理指挥中心系统、无线传输系统、摄像机和云台控制系统，电源系统和铁塔组成（针对具体情况，还可以加入极敏感烟感系统）。监控管理指挥中心系统是整个系统的核心部分，包括了图像显示、火情智能图象识别系统，智能火情监控分析系统。该系统可以在无人值守的情况下，通过图像智能处理系统，可以自动发现火情，自动完成报警，同时若配置了烟感系统，烟感系统会将报警信号传回指挥中心，指挥中心再根据情况，控制就近的摄像头对可疑火情区域进行扫描，由图像智能处理系统完成对该区域的火情进行侦测，一旦发现火情在第一时间进行报警。无线传输系统包括无线数传网桥和无线骨干链路。无线数传网桥，用于在一个小范围区域内，将多个摄像头的视频信号上报到一个集中点。无线骨干链路，用于将各个集中点的数字信号高速的传送到监控管理指挥中心。通过无线数传网桥和无线骨干链路的灵活组合，可以很灵活的构建一个大范围的信号网络，对较大面积的森林区域进行监控。摄像机和云台控制系统是进行视频采集的前端设备，且具有将视频模拟信号转换成数字信号以便进行传输的功能，同时，云台控制系统也能接受远程控制信号，对摄像头进行相应的操作，以便提供最佳的观测视频信号。电源系统和铁塔则是为摄像机和无线传输系统提供安装位置，电源供应，防雷措施等等。在一般地区，可以就近寻找可以引入的交流电源，在少部分人烟罕至的地区，还可以利用太阳能电池供电的方法进行供电。另外，针对具体情况，还可以配置蓄电池供电的单兵移动监测摄像头和无线传输系统，可以在林区内移动进行监测。或者在火灾发生时，快速就近采集现场视频信号，供上级领导对火情进行判断并部署相应行动。JVAD森林防火无线远程视频监控系统采用了先进的无线通讯技术，可以跨越环境影响，在环境异常复杂的森林林区实现实时视频监控，并在第一时间将林区的异常情况回传到各级指挥中心。系统具备以下特点：1、林区环境导致监控范围大。监控点的选择，首先摄像机应安装在森林制高点，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。同时在摄像机架设的位置安装先进的无线网桥，即时回传监控范围视频信息。2、全天候监控。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，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。3、视频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，JVAD无线网桥成为最理想的无线传输解决方案。同时，无线传输方式具备施工简便，成本低，一次性投入等优势，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设置。4、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。在JVAD森林防火系统中，通常采用2.4G产品。提供非常远的传输距离5、前端设备的供电。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。因此，在选择监控点的时候，要尽量考虑选择有固定电源的地方，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。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。6、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，7、为及时发现火警，前端需要有烟感等感应器以及报警联动设备。8、无线监控系统产品具备高可靠性。由于整个监控前端设备地处深山，维护极为不便，所以中心要能随时掌握前端设备的工作状态，对维护将起到重要的指导分析作用。因此，性能过硬的无线网桥是至关重要的，JVAD的无线网桥是工业级标准的产品，具备适应室外恶劣气候环境的特点，可以最大限度地保证整个无线系统的稳定性和可靠性。二、JVAD森林防火无线远程视频监控网络结构点网桥网桥网桥骨干链路骨干链路骨干链路监控点1监控点2监控点3监控点4/兼做中继监控点5监控点7监控点8/兼做中继监控点9监控点10图例监控点6监控点12/兼做中继监控中心视频采集点信号汇总点三、技术参数1、监控中心监控中心主要由监控计算机、以太网交换机、硬盘录像机、电视墙等设备组成。监控计算机内安装专业火灾图像识别软件。此部分根据实际用户的不同需求，按当前主流监控计算机的规格进行配置。监控软件参数：压缩方式：H.264/MPEG4；显示分辨率：1024×768、1280×1024、16:9宽屏、16:10宽屏；预览分辨率(可调)：704×576（PAL制），740×480（NTSC制）；352×288（PAL制），370×240（NTSC制）；录像分辨率（所见即所得）：704×576（PAL制），740×480（NTSC制）；352×288（PAL制），370×240（NTSC制）；单机容量支持12路D1、48路CIF；支持单画面、4画面、9画面、16画面、20画面、25画面显示，可全屏显示，支持自动翻页；多画面实时显示/录像/回放功能，支持多协议云镜控制，支持多种报警盒实现联动报警；手动录像、连续录像、定时录像、动态录像、事件录像、联动报警录像等多种录像方式；视频录像图像质量有多种等级可调，以改变存储文件大小，方便不同场合应用。视频移动报警录像功能，报警录像灵敏度、预录像时间、延迟录像时间可调，支持声音报警输出。智能检索，可按摄像镜头年/月/日/时间段或长时间连续检索回放，自动检索报警录像，能区分录像事件。具有局部放大功能，可逐帧回放，快速播放，慢速播放，常规播放。回放时可进行图片抓拍功能，回放时文件备份功能、文件剪辑功能。可进行远程监控，远程控制云镜、色彩、手动录像、布撤防、重启计算机等控制工作。支持现今最大容量的硬盘，并支持安装多个大容量的硬盘。硬盘管理可以通过对最大使用硬盘和硬盘最小预留空间的设置使硬盘能够得到充分合理的使用。自动创建日志文件（用户操作日志、系统日志、远程控制日志），便于查询操作记录。系统可任意设置定时关机，定时重启功能，保证系统运行的高稳定性。可设定开机自动运行监控软件，断电自动关闭程序，来电自动重启，自动恢复录像。硬件、软件经过严格的拷机试验，稳定可靠。系统硬件配置要求低，48路同时录像显示时，CPU的占用率低于75％。2、骨干链路骨干链路采用GEMDSINTREPID系列产品特点：电信级链路工电台传输时延小，3ms（Intrepid），0.5ms(Intrepid-HC)适合话音传输接口丰富，支持以太网、SONET、SDH、PDH传输速率高，TDD：622MbpsEhternet:800Mbps前向纠错、数据交织、自适应均衡1+1双机热备实现故障无缝切换空间分集、频率分集减小多径干扰,降低设备误码无线设备自身可组成环网，提高无线网络可靠性技术参数：工作频率：2.4/4.9/5.8GHz,6～11GHz,11～38GHz调制方式：256QAM,128QAM,32QAM,16QAM,QPSK,BPSK传输速率：最高800Mbps传输距离：点对点可达80KM数据接口：E1,DS3,OC-3,STM-1,OC-12,STM-4FE,GbE温度范围：IDU:-5-+45度ODU:-35-+55度输出阻抗：50欧工作电压：-48VDC/24VDC/100～240VAC防护等级：ODU:IP67(全天候）3、无线网桥无线网桥采用锦铭科技的JVAD-FE10产品JVAD-FE10是系列802.11b等级工业以太网无线数传电台。使用2.4GHz直扩技术,并提供高速,安全的无线通讯。相较于其它802.11b产品,其输出功率较高,并提供较远程之户外范围并扩大室内涵盖范围。JVAD-FE10有很高的无线电发射功率(300MW),在站适配方式连接多个以太网设备以及内置路由器功能,在可视范围之下传输范围可达10公里,并可通过中继器来扩大范围。技术参数：工作频率：无需许可证,2.4-2.483GHz传输评估范围：达9.6公里，于可视范围使用14dBi输出功率：300mW(+24.7dB)调制：CCK,DQPSK或DBPSK扩频码：直扩频道：11(3个非重叠)占用频宽：22MHz接收灵敏度：11Mbps–89dBm,5.5Mbps–91dBm,2Mbps–93dBm,1Mbps–94dBm无线电数据传输数据加密：WEP+(64或128位)无线电数据传输速率：11Mbps工作方式无线桥接器,无线桥接器及中继器,接入点,数据接口接口：10BaseT或100BaseT(自动选择)数据吞吐量：最大值800kbps至6Mbps供电：12VDC工作环境标准温度范围：-40到150°F(-40到v65°C)湿度范围：0到95%非凝结4、前端监控设备前端监控摄像头采用锦铭科技得JMV系列百万像素高清网络摄像机。JMV系列百万像素高清网络摄像机采用Ti最新一代处理器，具有高性能，低功耗，高画质，低带宽的显著优势。该相机前端采用1/2英寸500万像素逐行扫描CMOS图像传感器，可以保证高质量的图像输入。视频预处理部分支持数字智能降噪、自动曝光、自动白平衡、自动增益、镜头矫正、光晕矫正。视频编码部分采用最新的H.264highprofilelevel3.1视频编码算法，最大程度的保持了原始图像画质的同时，很好的控制了码流大小。相机支持H.264720P（1280×720），H.264CIF（448×240），MJPEG，三码流同时输出，且支持三码流智能动态切换。在H.264720P时，能在200~250MBPS的码率下维持高画质。H.264CIF则能在35~50KBPS下维持高画质，并且能自动根据带宽情况调整画质，十分适合于带宽受限或长距离无线传输条件下的视频监控。相机的整体功耗小于3W，发热量低，并且采用工业级设计，适合于在恶劣环境下长期工作四、设备清单以上图中12个监控点的一个森林防火无线远程视频监控系统为例，共需要如下设备：序号描述型号单位数量1监控中心计算机系统套1系统构成：监控计算机台按用户配置以太网交换机台1视频监控软件套1图像识别智能软件套12监控中心电视墙系统套1系统构成：电视墙套按用户配置视频存储服务器台1数字矩阵台13骨干链路无线电台MDSINTREPID套64无线网桥数传电台JVAD-FE10套125天线、馈线附件套18系统构成：全向天线根1馈线米按用户配置避雷器个1接地夹个1接头个2跳线根2防水胶带套16数字视频摄像系统套12系统构成：室外数字摄像机台1云台控制器台17室外防护柜含集成硬件套12系统构成：室外防水防尘机柜台1集成硬件配电/导轨/端子等套18太阳能电池供电系统套按用户配置系统构成：太阳能模组套1蓄电池组套1智能控制器套1支架及电缆等套1930米井架含避雷装置套12系统构成：30米井架套1避雷装置套1