一、需求背景

　　雖然中國(guó)森林面積小，資源數(shù)量少，地區(qū)分布不均，但是隨著造林事業(yè)的不斷發(fā)展，林地面積、林業(yè)蓄積量逐年增加，長(zhǎng)期以來(lái)山區(qū)人民積累了豐富的造林、營(yíng)林經(jīng)驗(yàn)，培育了大面積的人工林，特別是南方山區(qū)的杉木林和竹林。另外中國(guó)幅員遼闊，由于各地自然條件不同，加之植物種類(lèi)繁多，森林植物和森林類(lèi)型極為豐富多樣，防火工作是首要任務(wù)。

　　我們知道，發(fā)生森林火災(zāi)必須具備三個(gè)基本調(diào)色：可燃物（包括樹(shù)木、草灌等植物）是發(fā)生森林火災(zāi)的物資基礎(chǔ)；火險(xiǎn)天氣是發(fā)生火災(zāi)的重要調(diào)色；火源是發(fā)生森林火災(zāi)的主導(dǎo)因素，三者缺一不可。大量的事實(shí)說(shuō)明森林火災(zāi)是可以預(yù)防的?？扇嘉锖突鹪纯梢赃M(jìn)行認(rèn)為控制，而火險(xiǎn)天氣也可進(jìn)行預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)進(jìn)行防范。由于森林火災(zāi)具有突發(fā)性、災(zāi)害發(fā)生的隨機(jī)性、短時(shí)間內(nèi)能造成巨大損失的特點(diǎn)。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(shí)，決策是否得當(dāng)，重要原因都取決于對(duì)林火行為的發(fā)現(xiàn)是否及時(shí)。為此國(guó)內(nèi)外都在為預(yù)防、減少和控制森林火災(zāi)而努力。

　　針對(duì)我國(guó)森林面積覆蓋的實(shí)際情況，由于林區(qū)地形條件很復(fù)雜，不適用通常的有線傳輸模式，公司經(jīng)過(guò)幾年的項(xiàng)目實(shí)踐，推出一套切實(shí)可行的解決方案——森林防火無(wú)線圖像監(jiān)控系統(tǒng)。

　　森林防火無(wú)線圖像監(jiān)控系統(tǒng)由林區(qū)監(jiān)控管理指揮中心系統(tǒng)、無(wú)線傳輸系統(tǒng)、攝像機(jī)和鏡頭系統(tǒng)、云臺(tái)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(gè)系統(tǒng)的圖像顯示、圖像錄像控制中心，具有遠(yuǎn)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(chǎng)實(shí)時(shí)圖像。林區(qū)監(jiān)控管理指揮中心系統(tǒng)還具有向上級(jí)林業(yè)局和省林業(yè)廳接口的功能。

　　二、方案特點(diǎn)：
 
　　在林區(qū)復(fù)雜環(huán)境下實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控，系統(tǒng)要考慮具備以下特點(diǎn)： 

     1 、環(huán)境導(dǎo)致監(jiān)控范圍大。監(jiān)控點(diǎn)的選擇，首先攝像機(jī)應(yīng)安裝在森林制高點(diǎn)，要求視野廣、無(wú)障礙、監(jiān)控角度大，盡量少設(shè)監(jiān)控點(diǎn)，并盡可能使得每個(gè)監(jiān)控點(diǎn)監(jiān)控覆蓋的森林面積最大，如無(wú)法回避有死角，可增加監(jiān)控點(diǎn)。  

     2 、全天候監(jiān)控。監(jiān)控點(diǎn)要全天候工作，這就需要選擇攝像機(jī)時(shí)應(yīng)選用紅外敏感型彩色轉(zhuǎn)黑白攝像機(jī)；鏡頭應(yīng)選用日夜兩用型鏡頭，并且 3KM 外能看清人物活動(dòng)；云臺(tái)要求選用螺桿傳動(dòng)的室外一體化云臺(tái)，為了減少遠(yuǎn)距離圖像的抖動(dòng)，攝像機(jī)的安裝也要確保牢固穩(wěn)定。 

     3 、傳輸鏈路是系統(tǒng)中最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。 由于森林防火監(jiān)控自身的特點(diǎn)，傳輸方式不可能采用有線或光纜的方式，因此最理想的方式就是無(wú)線傳輸。無(wú)線傳輸方式以施工簡(jiǎn)便，成本低，一次性投入等優(yōu)勢(shì)，無(wú)疑成為監(jiān)控系統(tǒng)傳輸鏈路的首選。圖像實(shí)時(shí)傳輸、清晰，傳輸頻率可選，并且可根據(jù)傳輸距離的遠(yuǎn)近、現(xiàn)場(chǎng)自然條件的不同，其功率的大小可以按要求配制，在遇障礙物阻擋的情況下，可采用架設(shè)中繼（圖像 / 數(shù)據(jù)）系統(tǒng)。 
  
     4、 森林防火涉及的范圍廣，距離遠(yuǎn)。各個(gè)需要監(jiān)控的林區(qū)與監(jiān)控管理中心距離較遠(yuǎn)，分布較為分散。通常采用 2.4G 與 5.8G 產(chǎn)品混合組網(wǎng)模式。對(duì)于分布密集的遠(yuǎn)端點(diǎn)采用 5.8G 點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)組網(wǎng)模式；對(duì)于個(gè)別距離較遠(yuǎn)的遠(yuǎn)端點(diǎn)可以采用 2.4G 產(chǎn)品組網(wǎng)。 

     5、 前端設(shè)備的供電。在森林防火監(jiān)控系統(tǒng)中，能夠給前端設(shè)備提供穩(wěn)定的電源是非常重要的。所以我們?cè)谶x擇監(jiān)控點(diǎn)的時(shí)候，要盡量考慮選擇有固定電源的地方，但大家會(huì)考慮到有電源的監(jiān)控點(diǎn)距離中心很遠(yuǎn)，這時(shí)就體現(xiàn)出遠(yuǎn)距離傳輸?shù)臒o(wú)線設(shè)備優(yōu)勢(shì)。如果無(wú)法找到合適的有源點(diǎn)，那么只能采用太陽(yáng)能供電方式。 

　　在采用太陽(yáng)能供電方式時(shí)，首先，要選擇專(zhuān)業(yè)的太陽(yáng)能電源公司的產(chǎn)品；其次，太陽(yáng)能供電系統(tǒng)最少要保證在陰雨天，能給每一個(gè)監(jiān)控點(diǎn)的前端所有設(shè)備提供 24 小時(shí)的電力。太陽(yáng)能供電系統(tǒng)由太陽(yáng)電池組件構(gòu)成的太陽(yáng)電池方陣、太陽(yáng)能充電控制裝置、逆變器、蓄電池組構(gòu)成。太陽(yáng)電池方陣在晴朗的白天把太陽(yáng)光能轉(zhuǎn)換為電能，給負(fù)載供電的同時(shí)，也給蓄電池組充電；在無(wú)光照時(shí)，由蓄電池給負(fù)載供電。

     6、 避雷接地要安全可靠。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(gè)工程的安全性和可靠性，忽視了避雷與接地將會(huì)給用戶(hù)帶來(lái)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(hù)范圍之內(nèi)，接地電阻不大于 10 歐姆，如工程商沒(méi)有避雷與接地能力，建議與本地專(zhuān)業(yè)的避雷與接地公司合作，避雷與接地的自身特點(diǎn)是由環(huán)境決定的并影響到的實(shí)際避雷效果，因此脫離了工程所在地的具體情況而設(shè)計(jì)避雷與接地是紙上談兵，且不可行。 

     7、為及時(shí)發(fā)現(xiàn)火警，前端需要有煙感等感應(yīng)器以及報(bào)警聯(lián)動(dòng)設(shè)備。此時(shí)，需要注意： 
　?。?）將感應(yīng)器與報(bào)警聯(lián)動(dòng)設(shè)備正確與視頻編碼器的 485 線連接。
　?。?）設(shè)置 485 地址。 
　?。?）前端和后端的控制協(xié)議必須保持一致。 
　　（4）遠(yuǎn)端及后端設(shè)備的波特率必須設(shè)置一致。 

     8、中心實(shí)時(shí)監(jiān)控前端設(shè)備工作狀態(tài)。由于整個(gè)監(jiān)控前端設(shè)備地處深山，維護(hù)極為不便，所以中心要能隨時(shí)掌握前端設(shè)備的工作狀態(tài)，對(duì)維護(hù)將起到重要的指導(dǎo)分析作用，一方面降低了整個(gè)系統(tǒng)維護(hù)工作的強(qiáng)度和費(fèi)用，另一方面也保護(hù)了用戶(hù)和工程商雙方的利益。

     9、后端監(jiān)控指揮控制系統(tǒng)通常是以多客戶(hù)端方式查看圖像。在無(wú)線鏈路帶寬足夠的前提下，所有圖像應(yīng)采用組播方式傳輸，以便節(jié)約無(wú)線鏈路帶寬，保證無(wú)線鏈路的穩(wěn)定性。此時(shí)，監(jiān)控中心的交換機(jī)必須具備組播轉(zhuǎn)發(fā)控制功能，防止廣播風(fēng)暴發(fā)生。

　　三、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

　　四、無(wú)線傳輸鏈路的要求
 
     在選擇微波產(chǎn)品時(shí)，要滿(mǎn)足能夠在惡劣復(fù)雜的森林環(huán)境下建立可靠高效的鏈路，從而保證整個(gè)系統(tǒng)的性能，那么必須要考慮以下因素： 
　　1.滿(mǎn)足室外型產(chǎn)品。
　　2.支持遠(yuǎn)距離和點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)大規(guī)模組網(wǎng)傳輸，提供足夠高的鏈路帶寬，同時(shí)支持帶寬分配。
　　3.支持視頻組播包的轉(zhuǎn)發(fā)控制。
　　4.無(wú)線傳輸?shù)母叻€(wěn)定性和可靠性。
　　5.安裝簡(jiǎn)便、具有強(qiáng)大的管理功能、維護(hù)成本低。