森林防火高清視頻監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)解決方案(共26頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上森林防火無線視頻監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng) 技術(shù)解決方案 北京市優(yōu)創(chuàng)新港科技有限公司目 錄 前言隨著造林事業(yè)的不斷發(fā)展，林地面積、林業(yè)蓄積量逐年增加，防火工作是首要任務(wù)。森林火災(zāi)是世界性的林業(yè)重要災(zāi)害之一，年年都有一定數(shù)量的發(fā)生，造成森林資源的重大損失和全球性的環(huán)境污染。森林火災(zāi)具有突發(fā)性、災(zāi)害發(fā)生的隨機性、短時間內(nèi)能造成巨大損失的特點。因此一旦有火警發(fā)生，就必須以極快的速度采取撲救措施，撲救是否及時，決策是否得當，重要原因都取決于對林火行為的發(fā)現(xiàn)是否及時，分析是否準確合理，決策措施是否得當。為此國內(nèi)外都在為預(yù)防、減少和控制森林火災(zāi)而努力。為了早日實現(xiàn)森林防火工作的規(guī)范化、科學(xué)化、

2、信息化，貫徹“預(yù)防為主，積極撲救的方針”，真正做到早發(fā)現(xiàn)，早解決。森林防火視頻監(jiān)控系統(tǒng)是由林區(qū)監(jiān)控管理指揮中心系統(tǒng)、傳輸系統(tǒng)、攝像機和鏡頭系統(tǒng)、云臺控制系統(tǒng)、電源系統(tǒng)和鐵塔組成。林區(qū)監(jiān)控管理指揮中心系統(tǒng)是整個系統(tǒng)的圖像顯示、圖像錄像控制中心，遠程控制功能，向指揮調(diào)度人員提供全面的、清晰的、可操作的、可錄制、可回放的現(xiàn)場實時圖像。林區(qū)監(jiān)控管理指揮中心系統(tǒng)還具有向上級林業(yè)局和省林業(yè)廳接口的功能。第一章 總體設(shè)計1、為了滿足森林火災(zāi)防范的需求，根據(jù)各方信息資源的整合，我們設(shè)計在林區(qū)建設(shè)一套網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化的高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)；通過這套系統(tǒng)可以對林區(qū)容易發(fā)生火災(zāi)的區(qū)域以及其他相關(guān)區(qū)域?qū)嵤┤旌虻?、實時的、

3、高清晰的動態(tài)視頻監(jiān)控。通過現(xiàn)場的視頻采集設(shè)備將這些區(qū)域的現(xiàn)場圖像通過點對點的無線網(wǎng)絡(luò)傳輸后端監(jiān)控中心，或者其他分中心。2、系統(tǒng)總體設(shè)計采用前端全數(shù)字高清視頻采集、無線網(wǎng)絡(luò)化傳輸和后端集中管理解決方案，前端采用兩百萬高清網(wǎng)絡(luò)攝像機配置大倍數(shù)長焦鏡頭和全向云臺實施遠距離高清晰大范圍的視頻監(jiān)控，所有監(jiān)控點位都通過無線類傳輸方式傳輸，比如無線微波或者無線網(wǎng)橋，傳輸?shù)胶蠖私y(tǒng)一管理，在后端監(jiān)控中心建設(shè)一套數(shù)字視頻管理平臺系統(tǒng)，完成存儲、預(yù)覽、控制以及上級聯(lián)網(wǎng)等業(yè)務(wù)承載，整套系統(tǒng)能輕松進行容量擴展和其他業(yè)務(wù)終端的接入。做到全數(shù)字化處理，做到未來幾年內(nèi)技術(shù)領(lǐng)先。1.1 需求分析1、監(jiān)控點的選擇，首先攝像機應(yīng)安

4、裝在森林制高點，要求視野寬、無障礙、監(jiān)控面大，盡量少設(shè)監(jiān)控點，并盡可能使得每個監(jiān)控點監(jiān)控覆蓋的森林面積最大，如無法回避有死角，可增加監(jiān)控點。2、監(jiān)控點要全天候工作，這就需要選擇攝像機時應(yīng)選用紅外敏感型彩色轉(zhuǎn)黑白攝像機；鏡頭應(yīng)選用日夜兩用型鏡頭，并且3KM外能看清人物活動；云臺要求選用具有數(shù)字回顯的室外一體化云臺，為了減少遠距離圖像的抖動，攝像機的安裝也要確保牢固穩(wěn)定。3、由于森林防火監(jiān)控自身的特點，傳輸方式不可能全部采用有線或光纜。因此應(yīng)考慮無線網(wǎng)絡(luò)結(jié)合有線網(wǎng)絡(luò)的方式，無線傳輸方式施工方便，圖像實時傳輸、清晰，并且可根據(jù)傳輸距離的遠近、現(xiàn)場自然條件的不同，其功率的大小可以按要求配制。4、風(fēng)光互

5、補供電系統(tǒng)是森林防火監(jiān)控系統(tǒng)重點，它的性能優(yōu)劣將直接決定森林防火監(jiān)控前端系統(tǒng)的成敗。首先，要選擇專業(yè)的風(fēng)光互補公司的產(chǎn)品，其次，供電系統(tǒng)能保證在陰雨天，能給每一個監(jiān)控點的前端所有設(shè)備提供72小時的電力。5、森林防火監(jiān)控系統(tǒng)的軟肋是前端的避雷與接地，前端設(shè)備的避雷與接地直接影響整個工程的安全性和可靠性，忽視了避雷與接地將會給用戶帶來巨大的的損失，避雷原則是所有設(shè)備都要安裝在避雷針的保護范圍之內(nèi)，接地電阻不大于10歐姆。 6、由于整個監(jiān)控前端設(shè)備地處深山，維護極為不便，所以中心要是能隨時掌握前端設(shè)備的工作狀態(tài)，對維護將起到重要的指導(dǎo)分析作用，一方面降低了整個系統(tǒng)維護工作的強度和費用，另一

6、方面也保護了用戶的利益。1.2 系統(tǒng)功能1、監(jiān)控指揮屏幕墻可以實時顯示前端采集點的圖像；2、所有視頻圖像進行全程錄像存儲，并可以對以往的歷史圖像進行查詢和回放。3、野外采用重載數(shù)字回顯云臺，具有實時回顯位置信息功能；同時配備電動長焦距鏡頭和低照度高清晰攝像機；可以通過專用操作鍵盤或監(jiān)控軟件控制云臺和鏡頭；4、通過設(shè)置的監(jiān)測點,實現(xiàn)整個有林面積的監(jiān)視范圍達到95%以上；5、系統(tǒng)安全性高，采用人員身份認證、訪問控制功能和審核功能等方式保證系統(tǒng)安全可靠；6、查詢簡便性：采用時間流設(shè)計，可由時間、日期、前端采集點完成資料檢索；7、光纖結(jié)合微波傳輸模式，降低系統(tǒng)成本，避免有線傳輸帶來的具大施工難度，方便

7、與其他防火中心及其他森林防火管理相關(guān)部門連接；8、防盜報警，在監(jiān)控點裝置紅外探頭，有盜竊入侵時監(jiān)控中心告警，保護用戶投資，或?qū)p失降低；9、火情識別報警：當監(jiān)控攝像機撲捉到林火時，由GIS系統(tǒng)確認火點位置，通過短信平臺發(fā)布報警信息；10、GIS管理系統(tǒng)：以電子地圖為基礎(chǔ),實現(xiàn)地圖基本操作功能； 11、火災(zāi)定位功能：利用前端采集系統(tǒng)中的數(shù)字回顯云臺，在地理信息系統(tǒng)里將每一個監(jiān)控點進行地址編碼，同時將每一個監(jiān)控點的坐標直接落實在電子地圖上，這樣地理信息系統(tǒng)一旦接收到特定編碼的數(shù)字云臺回傳的位置數(shù)據(jù)，通過建立特定的位置轉(zhuǎn)換數(shù)學(xué)模型，實現(xiàn)定位功能。同時，系統(tǒng)具備實現(xiàn)人工定位功能；12、輔助決策功能：G

8、IS信息系統(tǒng)提供最近撲火隊前往火情點最短路徑以及通往現(xiàn)場的主要道路和通行能力,提供防火隔離帶的位置及趕赴火場的時間等重要信息；13、電源系統(tǒng):電源供給在全天候的環(huán)境下,保證系統(tǒng)不間斷供電；14、防雷接地系統(tǒng):系統(tǒng)要有安全的防雷接地保障措施,確保系統(tǒng)能夠安全運行1.3 設(shè)計原則“森林防火數(shù)字化監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)”項目設(shè)計和功能的實施將遵循以下原則：先進性：所謂先進是指要求采用的產(chǎn)品和系統(tǒng)是當代先進計算機技術(shù)的應(yīng)用成果，具有一定的前瞻性，特別是符合計算機和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)最新發(fā)展潮流并且應(yīng)用成熟的系統(tǒng)。保密性和安全性：必須符合國家的安全標準和要求，以保護內(nèi)部信息特別是密級信息不被非法訪問。系統(tǒng)設(shè)計時應(yīng)充分考

9、慮數(shù)據(jù)庫和應(yīng)用系統(tǒng)的安全性， 建立身份認證、權(quán)限認證，徹底屏蔽內(nèi)外非授權(quán)用戶的非法訪問。 智能化：系統(tǒng)中采用的產(chǎn)品和系統(tǒng)本身必須具有智能特征，比如自主編程、記憶功能、主動檢測等；前端設(shè)備與系統(tǒng)必須有良好而可靠的通訊能力和故障自動檢測、報警功能等等。網(wǎng)絡(luò)化：在計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)高度發(fā)展和廣為應(yīng)用的信息社會，設(shè)計完成的監(jiān)控系統(tǒng)中所采用的產(chǎn)品和系統(tǒng)，必須與計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相結(jié)合，實現(xiàn)各個子系統(tǒng)的信息共享，才能適應(yīng)時代的前進、技術(shù)的進步，滿足更廣范圍巡查的要求。實用性：我們這里講的實用是指要求所采用的產(chǎn)品和技術(shù)經(jīng)過了市場的考驗，能滿足目前監(jiān)控系統(tǒng)的需要而無華而不實之嫌，決不搞盲目投資、浪費資金。兼容性： 考

10、慮到國家林業(yè)局、區(qū)林業(yè)局已建成的或在建的防火信息系統(tǒng)，本系統(tǒng)能與區(qū)林業(yè)局、國家林業(yè)局的防火信息系統(tǒng)接軌和共享數(shù)據(jù)；同時考慮到今后重新開展森林資源調(diào)查后資源數(shù)據(jù)庫與最新衛(wèi)星影像的更新問題；另外，本系統(tǒng)能夠妥善處理好與上下級防火信息系統(tǒng)的連接，做到與相關(guān)已建立好的信息系統(tǒng)的兼容。成功應(yīng)用：系統(tǒng)設(shè)計采用的產(chǎn)品和系統(tǒng)，必須是經(jīng)過了一定時間市場考驗的成熟產(chǎn)品，特別是在國內(nèi)應(yīng)該有成功的應(yīng)用案例。合理配置：系統(tǒng)設(shè)計時，應(yīng)對需要實現(xiàn)的功能進行合理的配置，并且這種配置應(yīng)該是可以被改變的，甚至在工程完成后，功能、配置的改變也是可能的和方便實現(xiàn)的。良好操作：系統(tǒng)的前端產(chǎn)品和系統(tǒng)軟件均具有良好的學(xué)習(xí)性和操作性。特別是

11、操作性，應(yīng)使一般水平的管理人員，在粗通電腦操作的情況下通過培訓(xùn)能掌握系統(tǒng)的操作要領(lǐng)，達到能完成監(jiān)控任務(wù)的操作水平?？煽啃裕涸O(shè)計必須遵守的原則是保證系統(tǒng)的可靠穩(wěn)定運行。這個原則要兼顧到兩個方面：²系統(tǒng)運行可靠²系統(tǒng)的運行要求可靠。要求從計算機的配置到系統(tǒng)的配置、前端設(shè)備的配置都要仔細考慮這個問題，對所有的設(shè)備進行認真的可靠性認證。²保存和恢復(fù)設(shè)置方便²在實際運行中，即使系統(tǒng)的故障率非常低，也會因為各種意想不到的原因而出現(xiàn)問題。所以在系統(tǒng)設(shè)計時要考慮到系統(tǒng)設(shè)置數(shù)據(jù)的方便保存和快速恢復(fù)。開放性：即使是最先進的系統(tǒng)，也有隨時間的推移而落后的可能。在系統(tǒng)設(shè)計中，我

12、們選用產(chǎn)品和系統(tǒng)時，應(yīng)充分考慮系統(tǒng)的升級、擴展、維護問題，設(shè)計應(yīng)全面、周到，注意預(yù)留到位并留有充分余量,以適應(yīng)未來發(fā)展需要，主要體現(xiàn)在以下方面：²智能化升級²系統(tǒng)的軟件是最有可能升級的，選用的系統(tǒng)管理軟件必須有廠家的免費升級承諾。升級的操作應(yīng)該相對簡單，由系統(tǒng)管理員即可完成，不需要繁復(fù)的操作和專門的技術(shù)。²模塊化結(jié)構(gòu)²為方便硬件的維護和升級，設(shè)計時采用的設(shè)備應(yīng)為高度集成的模塊化產(chǎn)品。由其組成的系統(tǒng)應(yīng)是模塊化結(jié)構(gòu)。這樣便于系統(tǒng)的維護和升級。²經(jīng)濟性²為了確保投資合理性，要在滿足其它基本原則的基礎(chǔ)上選擇性能價格比最優(yōu)的系統(tǒng)和產(chǎn)品，從而使系

13、統(tǒng)投資物有所值，不造成盲目投資。第2章 系統(tǒng)解決方案2.1 項目概述在監(jiān)控前端的現(xiàn)場設(shè)置森林防火專用攝像機對重點區(qū)域進行實時監(jiān)控，通過網(wǎng)絡(luò)將監(jiān)控視頻信號傳輸至本地監(jiān)控中心（三級監(jiān)控中心），再由各三級監(jiān)控中心傳輸?shù)缴弦患壉O(jiān)控中心（監(jiān)控中心）。由監(jiān)控中心傳輸至指揮中心（一級監(jiān)控中心）在一級監(jiān)控中心，通過網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控平臺軟件集中統(tǒng)一管理、顯示、錄像存儲等。該部分錄像在三級監(jiān)控中心內(nèi)部可以實現(xiàn)實時監(jiān)控、顯示、存儲，同時上傳到一級監(jiān)控中心集中統(tǒng)一管理。2.2 總體結(jié)構(gòu)拓撲圖2.3 方案說明1、森林防火監(jiān)控系統(tǒng)整體系統(tǒng)設(shè)計為數(shù)字接入方式的全數(shù)字型。如圖所示，前端是高清數(shù)字監(jiān)控設(shè)備，借助光纖或無線傳輸系統(tǒng)，通過

14、監(jiān)控專網(wǎng)接入（三級監(jiān)控中心），三級中心通過交換機，連接GIS服務(wù)器、林火報警服務(wù)器、監(jiān)控服務(wù)器、會議電視系統(tǒng)。進入三級監(jiān)控中心的數(shù)字視頻信號由三級平臺統(tǒng)一管理、存儲、顯示。同時數(shù)字圖像上傳給監(jiān)控平臺和一級監(jiān)控平臺。2.3.1前端視頻采集系統(tǒng)設(shè)計 前端監(jiān)控設(shè)備主要是指攝像機部分，根據(jù)森林防火監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計的需要，我嚴格按照要求采用滿足現(xiàn)場監(jiān)視畫面清晰、技術(shù)領(lǐng)先、經(jīng)濟適用的攝像機。為森林防火視頻監(jiān)控系統(tǒng)在來幾年內(nèi)整個系統(tǒng)平臺處于領(lǐng)先地位。前端系統(tǒng)主要由攝像機、鏡頭、全向云臺、護罩等組成；這幾部分構(gòu)成了前端視頻采集系統(tǒng)，通過這種模式可實現(xiàn)超遠距離、大范圍、高清晰的視頻圖像采集。Ø 攝像機：采

15、用基于標準的H.264 Main Profile Level 4.1算法的兩百萬像素高清網(wǎng)絡(luò)攝像機。它采用500萬像素的逐行掃描圖像傳感器，壓縮分辨率可達30幀/秒實時1080P（1920*1080）全高清編碼，清晰度可達1000TVL的廣播級圖像畫質(zhì)。從視覺效果來看，其圖像質(zhì)量可達到或接近35mm寬銀幕電影的水平。從畫質(zhì)來看，畫面清晰度、色彩還原度都要遠勝過標清網(wǎng)絡(luò)攝像機。而16：9的寬屏顯示也帶來更寬廣的視覺震撼。由于采用標準H.264壓縮，錄像文件可使用標準解碼器解碼，支持常用播放軟件直接播放。在相同碼率下具有比MPEG-4倍增的畫質(zhì)，在同樣的畫面質(zhì)量下，碼率僅為MPEG-4的二分之一。

16、同時該款高清攝像機有完善的模塊化管理平臺軟件，可根據(jù)需要任意組合和延伸，使得整個系統(tǒng)的可擴展性大大提高。Ø 鏡頭：鏡頭是視頻采集比較關(guān)鍵的部件之一，鏡頭質(zhì)量的好壞，類型的搭配、以及調(diào)試等都非常關(guān)鍵；在森林防火視頻監(jiān)控這類特殊的系統(tǒng)中，一般都采用長焦距的鏡頭，通過大倍數(shù)的調(diào)整實現(xiàn)寬范圍、近距離的監(jiān)控視場調(diào)整，具備強大的靈活性，滿足不同要求的視頻采集。同時應(yīng)采用光學(xué)成像有效像數(shù)更高的鏡頭，這是因為攝像機具備200萬像素的圖像壓縮能力，如果前端光學(xué)采集源有效像素不夠高的話也就達不到預(yù)期的效果。鏡頭為了適應(yīng)不同的光線環(huán)境的變化，應(yīng)能自動調(diào)整光圈，由于攝像機提供了一個DC12V直流驅(qū)動接口，因

17、此我們選用直流驅(qū)動的自動光圈鏡頭。鏡頭焦距和聚焦通過云臺解碼器接入到攝像機的485通訊端口，然后通過攝像機轉(zhuǎn)化成網(wǎng)絡(luò)信號與后端管理軟件的控制模塊建立控制通道。Ø 全向云臺：在森林防火監(jiān)控系統(tǒng)中，全向云臺我們設(shè)計采用具備在室外惡劣環(huán)境下工作的重型云臺，具備IP66防護等級，承重可達50KG，全向云臺采用AC24V供電方式，內(nèi)置云臺解碼器。Ø 護罩：護罩也是比較關(guān)鍵的部分，由于前段采用的是高清網(wǎng)絡(luò)攝像機，而且鏡頭是長焦距變倍鏡頭，因此同樣設(shè)計采用IP66防護等級的護罩。同時還具備恒溫控制功能，滿足室外惡劣環(huán)境條件下保護內(nèi)部設(shè)備穩(wěn)定正常工作。2.3.2前端設(shè)備（無線方案）前端由采

18、集定位系統(tǒng)、無線網(wǎng)橋、傳輸天線、設(shè)備防盜監(jiān)控系統(tǒng)、避雷接地系統(tǒng)、智能太陽能供電系統(tǒng)等組成：2.3.3中繼設(shè)備中繼由供電系統(tǒng)及傳輸系統(tǒng)組成：2.3.4中心控制設(shè)備中心控制室由無線網(wǎng)橋接收系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)視頻管理錄像系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)、林火自動識別報警系統(tǒng)、短信發(fā)布平臺、監(jiān)視及投影系統(tǒng)、UPS電源等組成：2.3.5.三級監(jiān)控中心（三級監(jiān)控中心可以獨立存在作為本地監(jiān)控預(yù)警平臺）1職責(zé)與功能三級監(jiān)控中心的功能主要有三個：第一，將轄區(qū)內(nèi)所有監(jiān)控點的信號匯集，進行本地監(jiān)控；第二，設(shè)置網(wǎng)絡(luò)錄像服務(wù)器，做好錄像監(jiān)控工作；第三，處理報警服務(wù)器的報警信號，進行緊急的報警聯(lián)動監(jiān)控。三級監(jiān)控中心區(qū)域內(nèi)的監(jiān)控點和報警點原則上

19、直接接入二級指揮中心，支持二級監(jiān)控中心內(nèi)相關(guān)部門的實時監(jiān)控，重要圖像可由二級指揮中心調(diào)用，需要再次錄像的在二級監(jiān)控中心錄像。報警信息在二級指揮中心進行復(fù)核，再按預(yù)案轉(zhuǎn)發(fā)相關(guān)部門人員。 2三級指揮系統(tǒng)遠程控制與通訊是指揮中心的主要功能，即通過指揮中心可完成對林場各個地區(qū)的通訊指揮工作，同時在指揮中心可以實現(xiàn)對火情地區(qū)的實時監(jiān)視、控制功能。以指揮中心為核心將各個系統(tǒng)進行整合，實現(xiàn)辦公的信息化網(wǎng)絡(luò)化，通過有線、無線調(diào)度系統(tǒng)完成對下屬部門的命令發(fā)布、工作查詢、人員調(diào)配工作；同時把監(jiān)控系統(tǒng)與地理信息系統(tǒng)進行無縫結(jié)合，完成對林區(qū)的監(jiān)控、以及資源調(diào)查工作。三級監(jiān)控中心網(wǎng)絡(luò)圖2.3.6 二級監(jiān)控中心1職責(zé)與功

20、能二級監(jiān)控指揮中心可以對所有系統(tǒng)監(jiān)控完成高效正確的控制；通過多級權(quán)限管理賦予下轄各個職能部門和作戰(zhàn)單位有效的監(jiān)控和指揮手段；接收三級監(jiān)控中心報警與監(jiān)控信息；制定專家預(yù)案系統(tǒng)，方便接警員根據(jù)預(yù)案系統(tǒng)快速指揮；提供各種功能擴展接口，以適應(yīng)系統(tǒng)不斷發(fā)展的需求；具有數(shù)據(jù)管理功能，對用戶管理，對前端設(shè)備日志管理，對用戶權(quán)限進行管理，對接入的所有設(shè)備進行管理；可實現(xiàn)系統(tǒng)時鐘同步功能，讓系統(tǒng)內(nèi)各子系統(tǒng)服務(wù)器時間一致，以利于錄像資料的查詢和跨子系統(tǒng)間的資料比對。2二級指揮系統(tǒng)二級監(jiān)控指揮中心通過有線方式的光纖專網(wǎng)與多個三級監(jiān)控中心連通。在二級指揮中心設(shè)置視頻管理服務(wù)器、監(jiān)控與控制終端以及屏幕墻。 二級指揮中心

21、拓撲圖2.3.7一級監(jiān)控中心 一級監(jiān)控中心是整個監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)的最高級指揮調(diào)度系統(tǒng)，擁有一級和二級監(jiān)控中心所有功能?？梢愿鶕?jù)三級監(jiān)控中心的報警信息，采取更全面的指揮調(diào)度處理方案。2.4電子地圖與警視聯(lián)動功能與報警系統(tǒng)相結(jié)合，可以實現(xiàn)電子地圖與警視聯(lián)動功能，將全市林區(qū)的電子地圖分三個層次制作到系統(tǒng)管理主服務(wù)器中，可采用雙屏觀看，也可顯示到電視墻上；平時顯示第一層地圖，第一層為轄區(qū)的完整地圖，上面標有可以被激活的具有明顯標志的攝像機圖標；點擊攝像機標志可以打開本攝像機周圍小范圍的詳細實際地圖（第二層地圖），同時該攝像機的標志會閃動；再一次點擊閃動圖標，就可以顯示攝像機的實時圖像，可以是部分地圖和小的

22、活動畫面（三層地圖），也可以完成全屏圖像顯示，并可以通過鼠標控制云臺和鏡頭的動作。第三章 網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)整個系統(tǒng)采用全網(wǎng)絡(luò)化、全數(shù)字化架構(gòu)模式，前段采用的高清網(wǎng)絡(luò)攝像機在滿足高質(zhì)量畫質(zhì)的前提下最小碼流可控制在2Mbps左右。這對于200萬像素的高清網(wǎng)絡(luò)攝像機來說已經(jīng)是一個非常優(yōu)秀的傳輸碼流，滿足了遠距離無線微波傳輸?shù)囊?。前鍴攝像機通過RJ45 10/100M自適應(yīng)網(wǎng)口與前端無線AP連接，然后在通過天線與后端匯聚天線建立連接，并把數(shù)據(jù)傳輸?shù)街行摹Ｓ龅讲豢梢暬蛘呔嚯x太遠的時候可增設(shè)中繼天線。由于每個無線AP匯聚帶寬是有限制的一般有效帶寬在通常狀態(tài)下在20Mbps左右，因此每個匯聚AP可接入的前端無

23、線監(jiān)控點位可接入8個。但在實際的應(yīng)用中考慮到各種天氣和傳輸距離的影響，實際的帶寬有所浮動，因此在實際應(yīng)用時請詳加分析。第四章 前端供電系統(tǒng)設(shè)計風(fēng)光互補發(fā)電系統(tǒng)4.1 概述森林防火監(jiān)控多使用于深山老林，為這些監(jiān)控設(shè)備提供電源需要建設(shè)很長的電力線路，成本造價高周期長嚴重影響系統(tǒng)的實施周期，并且本身對森林也是一種危害。所以在很多情況下，對前端設(shè)備的供電就成了森林防火中的重要考慮部分。在本方案中，結(jié)合太陽能和風(fēng)能發(fā)電的優(yōu)點，對前端設(shè)備供電。設(shè)備的總功率為100W，需要在陰雨天氣里連續(xù)三天可不間斷的供電。風(fēng)光互補發(fā)電系統(tǒng)由風(fēng)力發(fā)電機組、太陽能板、風(fēng)光互補控制器、泄荷器、蓄電池組和逆變器等幾部分組成，供電

24、系統(tǒng)各部分容量的合理配置對保證供電系統(tǒng)的可靠性非常重要。為了滿足廣大用戶的用電要求，為用戶提供可靠的電力。因此需要認真分析用戶的用電負荷特征以及用戶所處區(qū)域的風(fēng)能資源及太陽能資源狀況，針對不同用戶配置不同的設(shè)備。本套設(shè)備的保護和控制系統(tǒng)是一種全新保護與控制理念，包括過充、過放、過載、過溫、短路、反接；對風(fēng)力發(fā)電機實行強風(fēng)自動限速；對輸出實行多路控制；對負載增加節(jié)電控制等等，使保護和控制動作十分安全可靠與穩(wěn)定。4.2 太陽能板采用太陽能發(fā)電解決森林安全設(shè)備供電問題成為最快、最有效的辦法,無須架設(shè)電力線并且一次性投資，無需繳納電費。發(fā)電操作簡單、既經(jīng)濟又節(jié)能、環(huán)保。并且太陽能供電是一種既不消資源又

25、無污染排放的清潔能源，使用壽命長、性能穩(wěn)定、維護費用較低。以高純的晶硅棒為原料，純度99.999%。采用絲網(wǎng)印刷，將精配好的銀漿印在硅片上做成柵線，經(jīng)過燒結(jié)，同時制成背電極，并在有柵線的面涂覆一層防反射涂層，以減少光子被光滑的硅片表面反射掉。可按所需要的規(guī)格組裝成太陽電池組建（太陽電池板），用串聯(lián)和并聯(lián)的方法構(gòu)成輸出電壓和電流。表面采用鋼化玻璃以及防水樹脂進行封裝，堅固耐用，使用壽命一般可達20年。太陽電池組件可組成各種大小不同的太陽能電池方陣，亦稱太陽電池陣列。4.3 風(fēng)力發(fā)電機風(fēng)力發(fā)電是一種廉價的再生能源， 它的發(fā)電成本要遠低于其他發(fā)電，但其發(fā)電量受天氣的影響較大。為了彌補風(fēng)力發(fā)電的不足，

26、現(xiàn)經(jīng)常采用的方法是風(fēng)、光互補系統(tǒng)， 就是將風(fēng)力發(fā)電、太陽能發(fā)電結(jié)合起來，這樣就能在一定程度上滿足人們?nèi)粘５墓ぷ鳌⑸畹男枰?#216; 運用釹鐵硼永磁材料，超載能力強；Ø 微風(fēng)起動，弱風(fēng)發(fā)電；Ø 具有防腐、防酸雨、防鹽堿的特性；Ø 風(fēng)能利用率比現(xiàn)有并網(wǎng)型風(fēng)力發(fā)電機高；Ø 向?qū)︼L(fēng)力發(fā)電機運轉(zhuǎn)沒有影響；Ø 設(shè)備維護費用降低；Ø 對地基的要求較低；Ø 對電網(wǎng)波動影響??；Ø 低噪音；Ø 使用壽命長達20年；Ø 具風(fēng)向調(diào)節(jié)，超強風(fēng)控制功能。4.4 系統(tǒng)控制器風(fēng)光互補控制器主要由專用處理器CPU、電子元器件

27、、顯示器、開關(guān)功率等組成?；咀饔檬菫樾铍姵靥峁┳罴训某潆婋娏骱碗妷海焖?、平穩(wěn)、高效的為蓄電池充電，并在充電過程中減少損耗，盡量延長蓄電池的使用壽命，同時保護蓄電池，避免過充電和放電現(xiàn)象的發(fā)生。具有充電電路輸入端、蓄電池接線端、交流配電屏接線端的明顯標志。第五章 網(wǎng)絡(luò)視頻集中管理平臺設(shè)計對于網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控來說，與模擬視頻監(jiān)控系統(tǒng)一樣，后端的處理方式至關(guān)重要，由于到后端的信號已經(jīng)全部是網(wǎng)絡(luò)數(shù)字視頻信號，處理起來非常靈活，我公司的全網(wǎng)絡(luò)視頻集中監(jiān)控管理平臺針對大中型網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控設(shè)計，采用模塊化、平臺化架構(gòu)，適應(yīng)各種功能需求和平臺擴展。下表是各個部分的主體設(shè)備和軟件模塊組成，軟件模塊可根據(jù)不同規(guī)模和

28、功能需求進行靈活配置，有些軟件模塊可部署在同一臺硬件服務(wù)器上來完成相應(yīng)服務(wù)功能。5.1 平臺組成序號名稱型號說明視頻前端設(shè)備1高清網(wǎng)絡(luò)攝像機1920*1080200萬像素，標準H.264壓縮2高清鏡頭大倍數(shù)鏡頭電動二可變3全向云臺重型云臺、內(nèi)置解碼、IP664護罩IP66、恒溫控制6無線AP接入接入AP/天線、中繼天7太陽能供電系統(tǒng)8風(fēng)力供電系統(tǒng)9蓄電池100瓦管理中心軟件模塊3用戶&目錄管理用戶、設(shè)備配置，權(quán)限優(yōu)先級管理4管理&控制瀏覽、PTZ控制、對講、遠程參數(shù)設(shè)定、設(shè)備巡檢5報警&電子地圖報警信息搜集、應(yīng)答、轉(zhuǎn)發(fā)、聯(lián)動、布撤防6虛擬網(wǎng)絡(luò)矩陣&解碼解碼上墻控

29、制7網(wǎng)絡(luò)視頻存儲同步集中存儲、異步分散備份8流媒體視頻轉(zhuǎn)發(fā)視頻轉(zhuǎn)發(fā)交換及網(wǎng)絡(luò)負載均衡分控客戶端9WEB瀏覽客戶端基于IE的瀏覽和PTZ分控10客戶端軟件基于客戶端軟件終端瀏覽，控制5.2功能介紹：u 狀態(tài)監(jiān)測：自動收集各網(wǎng)絡(luò)攝像機以及其他視頻處理設(shè)備的信息，及時發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)及網(wǎng)絡(luò)攝像機故障，及時報警通知排除。能夠?qū)崟r檢測下屬監(jiān)控網(wǎng)點所有設(shè)備的在線情況，動態(tài)檢測連接通道的網(wǎng)絡(luò)帶寬，顯示遠程設(shè)備的工作狀態(tài)、錄像狀態(tài)、報警狀態(tài)；可以查看遠程監(jiān)控網(wǎng)點的詳細信息。u 視頻調(diào)用：通過管理服務(wù)器的預(yù)覽功能，可以調(diào)用該用戶倍授權(quán)獲取的所有網(wǎng)絡(luò)攝像機的視頻圖像，并且可以獲取分組列表進行分組調(diào)用和切換等。u 遠程配置

30、：管理中心可以查看、修改遠程監(jiān)控點的網(wǎng)絡(luò)攝像機的設(shè)置選項，進行遠程參數(shù)設(shè)置、系統(tǒng)重啟動等維護操作，也可以對遠程存儲服務(wù)器等進行遠程管理。u 自動校時：管理中心內(nèi)置校時服務(wù)器，遠程網(wǎng)絡(luò)攝像機可以實現(xiàn)自動與管理中心校時，保證多臺設(shè)備的時間同步性。u 日志管理：系統(tǒng)提供了強大的日志記錄和查詢功能，對于系統(tǒng)應(yīng)用中所有涉及的事件均記入數(shù)據(jù)庫，報警事件作為監(jiān)控系統(tǒng)的重要事件單獨管理，記錄或查看用戶登錄、操作日志、系統(tǒng)異常事件、查詢與維護日志、報警日志、遠程網(wǎng)絡(luò)攝像機日志。u 語音對講：通過網(wǎng)絡(luò)攝像機的音頻輸如輸出接口，可以建議起與中心的雙向語音對講，在銀行網(wǎng)點特別是ATM監(jiān)控系統(tǒng)中可以得到很好的應(yīng)用，在其

31、他需要音頻錄制的網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)中也能靈活的進行配置。5.3視頻存儲u 按照每路高清攝像機平均4Mbps碼流、24小時連續(xù)存儲15天計算其總存儲容量為：u 1路*4Mbps*3600s*24H*15天/8/1000/1000=648GBu 因此根據(jù)這個計算公式可以計算整個系統(tǒng)需要的總體存儲容量。5.4 視頻轉(zhuǎn)發(fā)大中型網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)核心是網(wǎng)絡(luò)視頻數(shù)據(jù)流的交換與訪問，訪問就涉及到多用戶訪問、大容量并發(fā)訪問等視頻數(shù)據(jù)請求類型，如果處理不好視頻數(shù)據(jù)的分發(fā)，那么網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控就無從談起。我公司根據(jù)多年的網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控成功案例的經(jīng)驗，為大型的聯(lián)網(wǎng)項目設(shè)計的流媒體轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)軟件模塊可承載各種類型的網(wǎng)絡(luò)訪問，將該

32、軟件模塊部署到相應(yīng)的硬件網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器上可實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)視頻的流媒體分發(fā)功能。鑒于本次系統(tǒng)所含點位數(shù)多、系統(tǒng)規(guī)模較集中，因此在考慮經(jīng)濟適用的情況下我們將視頻轉(zhuǎn)發(fā)軟件模塊安裝到存儲服務(wù)器里面進行負載均衡，使存儲服務(wù)器在完成存儲的同時也完成數(shù)據(jù)的分發(fā)。5.5 高清矩陣電視墻高清視頻監(jiān)控對于后端的顯示系統(tǒng)也有新的要求，由于傳統(tǒng)的CRT監(jiān)視器不管是在分辨率還是尺寸上都不能滿足720P甚至是1080P的顯示。所以高清視頻的顯示目前一般都采用支持高清輸入和顯示的液晶電視、等離子電視、以及支持高清顯示的各類型拼接墻?？紤]到森林防火監(jiān)控被監(jiān)控場景屬于大范圍的監(jiān)控，一般的顯示尺寸不能滿足顯示瀏覽需求，因此我們設(shè)計采用高清

33、數(shù)字矩陣配合大屏幕液晶電視來顯示。而電視墻的控制可根據(jù)實際的建設(shè)成本來確定是否采用拼接顯示和還原成模擬高清視頻信號顯示等。電視墻可選擇如下三種方式來配置：5.6 獨立高清數(shù)字矩陣服務(wù)器通過配置一臺多畫面虛擬數(shù)字矩陣服務(wù)器來完成畫面瀏覽、切換等功能；每臺數(shù)字矩陣通過獨自的VGA顯卡輸出接口與大屏幕液晶電視來完成圖像顯示，比如我們可設(shè)計采用4臺矩陣服務(wù)器和4臺大屏幕液晶電視一對一連接，獨自顯示和控制。這種方式結(jié)構(gòu)相對簡單，造價也比較適中，適合前期系統(tǒng)建設(shè)，因為后端全部采用數(shù)字矩陣，都是處理的高清數(shù)字視頻信號，很容易擴展。而且各自獨立控制。5.7高清數(shù)字矩陣拼接墻方案這種方式是在第一種方式的基礎(chǔ)上增

34、加了一個環(huán)節(jié)，即拼接墻控制系統(tǒng)，通過拼接系統(tǒng)將顯示單元任意組合和顯示，可實現(xiàn)更多顯示模式，而且支持更大視角范圍的瀏覽，整個顯示系統(tǒng)就比較大氣，而且更大的瀏覽視場范圍讓森林高清視頻監(jiān)控更容易進行細節(jié)監(jiān)控和整體觀看。這種方式適合對顯示系統(tǒng)有較高要求的用戶，但投入相對就要更高。5.8高清解碼上墻這種方式就是在數(shù)字矩陣服務(wù)器完成顯示的同時，采用單路的高清解碼器對前端傳輸過來的壓縮過的高清數(shù)字視頻信號還原成YpBpr模擬高清視頻信號，實現(xiàn)色彩更生動、更豐富和更佳畫質(zhì)的高清視頻瀏覽。同時配合拼接系統(tǒng)實現(xiàn)超級震感的視覺效果，比如在1080P全高清可實現(xiàn)廣播級高清視覺沖擊的效果。將高清視頻監(jiān)控的魅力發(fā)揮到極致

35、。通過上訴分析，我們可得知，不管是數(shù)字矩陣服務(wù)器上墻還是高清解碼器上墻有幾點需要明確，一是顯示單元都是支持高清的，二是后端的輸入是靈活的，由于全采用數(shù)字化壓縮和傳輸，可根據(jù)需要實現(xiàn)任意的電視墻顯示方式，主要看具體的需求。第六章 多級聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)計森林防火管理部門為了對各個林區(qū)監(jiān)控系統(tǒng)進行統(tǒng)一調(diào)度，需要能夠進行遠程訪問；由于每個林區(qū)的監(jiān)控系統(tǒng)都采用的是全數(shù)字架構(gòu)，因此要實現(xiàn)遠程網(wǎng)絡(luò)傳輸時很輕松地事，最關(guān)鍵的還是在網(wǎng)絡(luò)接入的帶寬。目前遠程網(wǎng)絡(luò)接入有幾種方式，一是互聯(lián)網(wǎng)ADSL、E1專線、專用光纖通道等。不管是傳統(tǒng)D1還是本系統(tǒng)采用的高清視頻監(jiān)控的碼流都不合適在ADSL網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)上傳輸，因為ADSL的上

36、下行帶寬是非對稱的。所以只有采用專線或者是光線通道的方式來將各個子系統(tǒng)的監(jiān)控視頻信號向上級傳輸。第七章 系統(tǒng)功能介紹H.264視頻壓縮技術(shù)更大的壓縮率，更優(yōu)異的網(wǎng)傳效果，利用盡可能少的網(wǎng)絡(luò)帶寬傳輸更高清晰度的圖像軟硬件自主研發(fā)使設(shè)備具有更高的可靠性硬件濾波技術(shù) 通過前置濾波改善圖象質(zhì)量，降低低照度下碼流 通過去交織技術(shù)減少高清晰圖像的鋸齒和拖尾現(xiàn)象多碼流網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)雙碼流技術(shù)使每個通道可以輸出雙路壓縮數(shù)據(jù)：一路高清晰碼流用于本地高清錄像；一路采用低碼流用于網(wǎng)傳，更利于節(jié)省帶寬和提升前端設(shè)備穩(wěn)定性智能實時碼流技術(shù)通過智能緩存技術(shù)、動態(tài)幀率技術(shù)優(yōu)化圖像；使網(wǎng)絡(luò)圖像具備低延遲性，使圖像及報警信息延遲

37、少于300ms；兼顧實時性及圖像畫質(zhì)多種協(xié)議支持專用VSIP協(xié)議和UPnP協(xié)議解決內(nèi)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)及防火墻穿透技術(shù)，無須動態(tài)解析，保證高效傳輸，使復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下變得易于維護流媒體視頻轉(zhuǎn)發(fā)和協(xié)議轉(zhuǎn)換技術(shù) 解決多用戶多通道的交叉訪問帶來的網(wǎng)絡(luò)帶寬和中心系統(tǒng)負荷問題解決不同廠商不同壓縮格式的視頻交換問題解決不同廠商不同設(shè)備的控制協(xié)議轉(zhuǎn)換問題多用戶核心認證管理技術(shù)對某用戶在網(wǎng)絡(luò)中對任何設(shè)備的瀏覽、控制、管理權(quán)限和優(yōu)先級的集中授權(quán)配置在復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)條件下的多用戶優(yōu)先級和沖突檢測機制以用戶為核心更有利于用戶在任意節(jié)點建立臨時指揮中心模塊化架構(gòu)界面更具親和力高度自由的界面設(shè)計、多圖層、多面板，可設(shè)定隱藏或顯示簡化前端

38、，前端的所有參數(shù)設(shè)置都可以在后端或中心集中設(shè)置數(shù)據(jù)庫管理，查詢檢索更強大；詳盡的事件日志處理功能采用向?qū)皆O(shè)置，引導(dǎo)用戶快速上手；人性化的提示及操作，簡化客戶操作系統(tǒng)架構(gòu)優(yōu)化整體架構(gòu)重新構(gòu)建，模塊化組件設(shè)計，模塊可單獨升級擴展設(shè)備采用目錄樹方式管理集中用戶認證管理技術(shù)，便于統(tǒng)一的權(quán)限審核分配管理引入優(yōu)先級及沖突檢測機制，信任上級模式功能改進和增強輪巡及組切功能更加強大增強報警預(yù)處理、應(yīng)答、轉(zhuǎn)發(fā)功能增強解碼功能，支持受管理中心控制的多臺解碼主機解碼增強網(wǎng)絡(luò)視頻集中存儲和備份功能；增強同步播放、片段剪切和視頻格式轉(zhuǎn)換功能其它改善動態(tài)語言資源，可自定義系統(tǒng)語言資源，方便實現(xiàn)多語言版本預(yù)留擴展接口，便

39、于其它系統(tǒng)集成特色功能集中用戶認證：完善的集中用戶認證管理模式和合理的優(yōu)先級及沖突檢測機制，所有用戶通過認證服務(wù)器管理，實現(xiàn)集中的用戶優(yōu)先級，瀏覽控制權(quán)限集中配置管理集中的目錄樹管理：系統(tǒng)攝像機、報警設(shè)備統(tǒng)一編號授權(quán)及優(yōu)先級管理多種電視墻組合：支持單機16路軟解碼上VGA墻和單機24路硬件解碼上監(jiān)視器墻；支持對多臺解碼主機的集中控制；對其它廠商解碼方案的支持，支持萬能解碼虛擬網(wǎng)絡(luò)矩陣技術(shù)：支持前端任意通道圖像的輪巡和組切調(diào)用、解碼顯示；支持CCTV鍵盤控制和調(diào)用圖像及報警集中控制：遠程控制云鏡，預(yù)置點、掃描線的調(diào)用；遠程重啟及關(guān)機；遠程手動啟動錄像自動注冊：DVR/NVS自動向管理中心注冊，主

40、動連接（只需要中心具有固定IP）自動與管理中心校時集中管理：通過網(wǎng)絡(luò)對下屬設(shè)備工作狀態(tài)、網(wǎng)絡(luò)連接狀態(tài)進行巡檢，遠程修改DVR/NVS設(shè)備參數(shù)；遠程軟件升級；遠程錄像資料檢索及備份；詳細日志管理系統(tǒng)報警集中管理：多級電子地圖顯示；遠程報警布、撤防；報警應(yīng)答、聯(lián)動預(yù)定義；多種聲、光信號警示；提供報警聯(lián)動其它系統(tǒng)和設(shè)備的接口流媒體視頻轉(zhuǎn)發(fā)和協(xié)議轉(zhuǎn)換：支持視頻圖像無限轉(zhuǎn)發(fā)與分控管理，不同廠商控制協(xié)議轉(zhuǎn)換和集中控制 多級分控：管理中心可級聯(lián)，按級授權(quán)管理控制；支持客戶端、IE和管理中心多種瀏覽控制方式實時對講：管理中心、DVR/NVS主機和分控端雙向語音（或文字）對講及群呼支持多語言：簡體中文、繁體中文

41、、英語自動適應(yīng)操作系DDNS組網(wǎng)支持：提供DDNS支持組件，支持ADSL動態(tài)域名下聯(lián)網(wǎng)的視頻監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)支持異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)：支持能夠承載IP數(shù)據(jù)的各種網(wǎng)絡(luò)（互聯(lián)網(wǎng)、數(shù)據(jù)專線、衛(wèi)星、無線微波等），支持跨路由器的遠程監(jiān)控；支持多播功能智能視頻圖像分析接口：提供圖像的智能分析識別和聯(lián)動接口網(wǎng)絡(luò)視頻的分布/集中存儲：支持錄像資料的分布存儲和集中存儲，支持多機冗余備份，支持海量資料的智能檢索備份 電子地圖服務(wù)器在森林防火監(jiān)控系統(tǒng)中，攝像機數(shù)量眾多，節(jié)點眾多，而且覆蓋區(qū)域廣泛，如果僅僅靠集中管理控制模塊或者是其他監(jiān)控終端來瀏覽視頻圖像資源和控制前端設(shè)備，是不利于發(fā)揮森林防火監(jiān)控系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化、簡單化的基本理念的，只有通過完善的后端管理平臺和操作平臺快速查詢和定位圖像資源才能及時的對所有攝像機覆蓋的區(qū)域進行監(jiān)視，及早發(fā)現(xiàn)可疑現(xiàn)象，事發(fā)時也能及時切換到現(xiàn)場。因此針對大型網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)而開發(fā)的報警電子地圖模塊解決了上述難題，