自然保护区方案

一．项目背景地球上的生物不可能单独生存，在一定环境条件下，它们是相互联系、共同生活的。生物学家指出，在自然状态下，物种灭绝的种数与新物种出现的种数基本上是平衡的。随着人口的增加和经济的发展，这种平衡已经受到破坏。地球上自有生命以来，共出现过25亿种动植物，其中有将近1／2是在最近3个世纪内消失的。物种平衡的破坏，使人类生存环境恶化，人类本身将遭到巨大灾难。现在，地球上平均不到两年就有一种野生动物灭绝，不少动物也处于灭种的边缘。为保持地球生物的多样性，保护野生动物资源，我国在1988年颁布了野生动物保护法对珍稀物种进行就地迁地设置自然保护区进行保护，但是由于气候、环境因素制约，管理员不可能面面俱到，加之一些人还不了解保护野生动物的重要性，或者为了谋取私利，仍在猎杀珍稀动物，为了进一步完善保护体系，有关部门将激光夜视监控技术引入动物栖息地，这为自然保护区的安全防范、高效管理提供更有力的技术保障，也摆脱了完全依赖人类监控与巡查的管理体系，不但降低了成本，而且还可以对珍稀物种进行全天候实时监控。二．方案需求分析本方案为自然保护区监控方案，考虑到珍稀野生动物生活在芦苇丛生的滩涂之地，这里水草丰茂，林区面积较大，视频监控难度大，前端的图像采集设备应该安装在林区制高点的铁塔上，这样不但能够对那些企图猎杀珍稀物种的犯罪分子起到了威慑作用，同时能够对野生动物进行24小时全天候监控，前端监控点和监控中心距离较远，如果采用传统的布线方式，不仅破坏了生物栖息地，而且施工困难，所以我们采用微波无线传输技术对视频信号进行传输，省时省力，设备供电采用风光互补发电，充分利用了当地的环境，环保低碳，符合国家建设节能社会标准。三．系统设计特点与设计依据3.1.系统设计特点按照客户基本需求，结合现场的具体情况，以行业标准规范作为设计依据，用最佳设计方案体现系统最高的性价比是本方案设计的思想。1.合理性：采用合理的设计方案、先进的设备来整合系统，在保证用户尽可能低投入的同时使整个系统安全平稳高效的运行，并在未来具备良好的扩展和维护性。2.先进性：为了满足客户夜间清晰监控需求，前端设备采用深圳安星网络高清激光夜视摄像机AK-NH9550，该设备采用军工A级大功率激光器，寿命长；独有的光斑存储功能，用户可以根据需要自行设定并保存光斑大小；国际先进的BRP激光匀化技术，夜视画面均匀清晰，先进的同步变焦功能，激光角度能自适应摄像视场角，开机光斑自动最大角度并对激光功率进行限制，保障安全性。这些在业界同行都处于遥遥领先的地位。3.可靠性：因为监控大都是24小时连续工作，所以用户最关心的是可靠性，系统一旦瘫痪的后果难以想象，因此要保证系统可靠工作，客户必须从系统结构设计、设备选择、产品供应商的售后等各方面严格要求，使得故障发生的可能性尽可能小。安星公司激光夜视设备经过十余年发展，质量优良，即便是出现故障也能在短期快速解决。4.安全性：对于一个系统来说，其内外部的安全性非常重要，控制中心应具有多级控制权限；各级之间互不干扰，应具有记录及共享功能保证能随时对视频图像进行回放、查看，并且不易遭到外来破坏；另外，系统防雷接地必须处理好，从源头上杜绝设备损坏的可能性。5.扩展性：系统设备（硬件、软件）应该符合国际工业标准和行业相关标准，方便不同厂家产品之间兼容，在系统结构设计时应充分考虑今后的发展需要，应具有硬件设备扩展性和软件升级的可能性。3.2.系统设计依据根据闭路监控行业标准规范，系统的设计与施工过程中应参考各方面的标准与规范，严格遵从各项技术规定，做好系统的标准化设计与施工。GA/74-94《中华人民共和国公共安全行业标准》GA/T75-94《安全防范工程程序与要求》GA/T70-94《安全防范工程费用概算编制办法》GA308-2001《安全防范系统验收规则》GA367-2001《视频安防监视系统技术要求》GB50198-94《民用闭路监视电视系统工程技术规程》JGJ/T16-92《民用建筑电气设计规范》GBJ232-82《中国电气装置安装工程施工及验收规范》GA/T75-94《安全防范工程程序与要求》GA/T74-2000《安全防范系统通用图形符号》ISO/IEC-13818-1《MPEG视音频封装标准》ISO/IEC-14496-2《MPEG4视频编码标准》ISO/IEC-11172-3《MPEG音频编码标准》3.3.系统拓补图自然保护区视频监控系统拓补图3.4.前端图像采集设备自然保护区身处林地，地形复杂，一般把前端的图像采集设备设在监控区域的高点，以便大范围监控，同时由于林地环境多变，一般需要安装抗风能力强、耐腐蚀及易安装维护的摄像机，另外自然保护区需要24小时全天候、全方位进行观测，传统监控前端图像采集设备大都采用红外摄像机，虽然价格便宜，监控视场角比较大，但是它的可监控距离短，夜晚图像模糊无法辨认，红外灯发热严重，设备寿命短；安星激光夜视摄像机AK-NH9550整合多个行业中领先的光机电一体化技术，采用军工A级大功率红外激光照明器，预期寿命长达2万小时，配合具备自动聚焦功能的高性能摄像机，可在完全无光的环境中全屏幕清晰监视3000米距离内的目标活动情况。该机采用独特的激光器驱动技术，激光净输出功率大，使用寿命长，真正达到了标称的监视距离。摄像机变焦时，激光照明可以自动充满屏幕，无需人工干预。摄像机模组二次深度开发，夜视效果更佳，聚焦速度理想精准。集成高速大扭距精密云台，操控灵活，用户可用0.1°/秒至100°/秒的速度，实现水平360°、垂直110°的完全无盲区监视。云台摄像机和激光镜头均能预置，80个预置点、自动巡航扫描、定时执行用户预定的场景。预置点定位精确，记忆功能可靠，断电不丢失。整机具有IP66防护等级，结构坚固并全密封，表面抗氧化防盐雾喷涂。抗飓风，可在风速每小时150公里下正常工作。具有透雾功能，能在雾气、灰尘、烟雾、小雨等天气，拍摄到清晰度高的影像，适合林地安装。AK-NH9550网络高清激光夜视仪外观图设备详细参数：激光器指标激光器类型0.8-2.5um波长范围的军工A级大功率半导体激光器，预期寿命20000小时激光净输出功率25W光斑匀化无规相位板(BRP)匀化技术激光镜头HPLM激光镜组件，保证光斑光轴不跑偏激光器电源采用FTIS、ATPC等多重先进保护技术、高效精密恒流供电，延时启动、数字滤波光轴较准二维轴向调节，预留外部调节孔3.5.中间信号传输由于林区面积大，点分布多，布线施工难度大，所以本方案采用数字无线微波传输，经过压缩编码之后的视频信号通过数字微波信道调制，再通过天线发射出去，接收端天线接收信号，微波解扩，视频解压缩，最后输出视频信号。即先照明角度5°～48°，电动连续精密调节，可自动同步变焦摄像机指标图像传感器1/1.8″ExmorCMOS，327万像素镜头自动光圈，变倍和聚焦精密预置输出，50倍光学变焦，f＝10～550mm图像格式H.264视频编码，主码流：1280×960，1280×720子码流：640×360，480×270，352×288，320×240，320×192，288×192最低照度彩色0.5Lx（F1.35），黑白0.03（F1.35）日夜转换光敏/摄像机/定时，双滤光片自动切换智能降噪有宽动态范围打开/关闭，带强光抑制设置电子防抖动自动打开/关闭操作指标控制速度手动：水平0.01°至60°/s，垂直0.01°至30°/s，预置100°/s转动角度水平360°连续旋转，垂直40°～－70°，完全无盲区预置位80个预置位（预置位精确度0.01°），断电后不丢失，不偏离经纬度位置显示开/关空闲时间功能1-240分钟，调用预置位、左右扫描、巡视组定时功能定时彩转黑、报警、花样扫描巡视组8条巡视轨迹，每条80个巡视点字符叠加中英文，支持ABC输入，abc输入，数字输入，智能拼音输入，字符输入接口指标图像输出高清10/100M自适应网口和PAL制模拟视频双输出通信接口支持AITHINK、PELCO-D/P，波特率：1200/2400/4800/9600，地址范围：1～255供电接口AC24V，整机最大功耗120W，不开加热器时功耗110W环境指标手动除雾、除霜打开/关闭集成雨刮器打开/关闭外部环境－55°C～65°C，湿度≤95％RH(无冷凝)，可在3500米高原气候下使用抗风能力风速每小时150公里下正常工作，最大可承受210公里的风速防雷和浪涌保护电源接口4500V，通讯和视频2500V防护等级IP66重量净重38KG将摄像机、麦克风、云台控制指令等采集的，在时间、空间上连续变化的模拟信号通过采样的方式变成一系列不连续的、用0和1表示的信号，再用0和1调制载波。在接收端将信号解调成0和1信号后，在复原成连续信号显示出来。无线微波传输具备以下优势：1.综合成本低，性能更稳定。只需一次性投资，无须挖沟埋管，施工周期短，特别适合野外距离较远、地形复杂、施工难度大的野外地去。2.组网灵活，可扩展性好，即插即用。管理人员可以迅速将新的无线监控点加入到现有网络中，不需要为新建传输铺设网络、增加设备，轻而易举地实现远程无线监控。3.维护费用低。无线监控维护无线材损耗及检测等维护费用，前端设备是即插即用、免维护系统。无线点对点传输组网：前端网络高清摄像机将采集到的图像信息通过前端无线网桥发射，经无线微波传输，终端无线网桥接收通过网络传输至监控中心。一对微波无线网桥至多支持8个摄像点。无线点对多点传输组网：前端多个摄像点将图像信息通过前端多个无线网桥发射，结果终端无线网桥100米内网线POE电源10公里监控中心交换机监控中心交换机50公里10公里将接收到的信息整合起来通过网线传输到监控中心，该方法最多同时接受6个无线摄像点。前端无线传输网络采用5.8G无线网桥和天线构成，根据视频监控所需的带宽和传输距离选择27M、54M、108M或150M的无线网桥，根据前端基站到中继点或者监控中心的距离的远近选择天线，一般正常情况下，3公里以内的通视距离采用集成天线板就可以满足要求，对于超过3公里的通视传输距离采用外接天线，天线规格根据实际的传输距离选择直径为φ0.8米、φ0.9米或φ1.2米的天线。天线有带内置19dBi、23dBi和不带内置天线三种类型，以适应传输距离的不同要求。5.8G无线网桥：根据森林防火智能监控视频所需的的传输带宽，无线网桥有：27M、54M、108M、150M、300M可选，对于单路监控视频，采用D1格式，采用27M或54M的无线网桥就可以满足要求，采用高清格式，距离较近时可以采用54M无线网桥，较远时建议采用108M或150M无线网桥。增益天线：选择增益天线是根据传输距离而定，一般情况下，在可视距离3公里内建议采用内置天线即可满足要求，10公里以内建议采用30dBi栅状抛物面定向天线（φ0.8或φ0.9），超过10公里建议采用32dBi碟状抛物面定向天线（φ0.9--φ1.2）。3.6.后端监控中心视频监控中心是整个监控系统的核心，承担着整个监控系统的管理、存储、转发与控制，主要包括无线接收主机、视频监控系统设备、大屏幕显示系统、管理服务器等。接收前端无线基站视频信息并通过视频监控设备将这些视频监控信息播放和存储，大屏幕显示设备将实时监控画面进行在线显示。监控中心效果图系统一旦发现有不法分子侵入保护区域，通过发出警报提醒管理人员，此时管理人员可手动远程控制该区域内摄像机对其进行录像或者快速做出应答，防止破坏事件的发生。3.7.风光互补发电由于林区没有市电供应，所以本方案选择风光互补发电系统，它主要由风力发电机组、太阳能光伏电池组、控制器、蓄电池、逆变器、交流直流负载等部分组成。该系统是集风能、太阳能及蓄电池等多种能源发电技术及系统智能控制技术为一体的复合可再生能源发电系统。风光互补发电系统原理图(1)风力发电部分是利用风力机将风能转换为机械能，通过风力发电机将机械能转换为电能，再通过控制器对蓄电池充电，经过逆变器对负载供电；(2)光伏发电部分利用太阳能电池板的光伏效应将光能转换为电能，然后对蓄电池充电