一、需求背景

　　雖然中國森林面積小，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，長期以來山區(qū)人民積累了豐富的造林、營林經(jīng)驗，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。另外中國幅員遼闊，由于各地自然條件不同，加之植物種類繁多，森林植物和森林類型極為豐富多樣，防火工作是首要任務(wù)。

　　我們知道，發(fā)生森林火災(zāi)必須具備三個基本調(diào)色：可燃物（包括樹木、草灌等植物）是發(fā)生森林火災(zāi)的物資基礎(chǔ)；火險天氣是發(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。大量的事實說明森林火災(zāi)是可以預(yù)防的。可燃物和火源可以進行認(rèn)為控制，而火險天氣也可進行預(yù)測預(yù)報進行防范。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(dāng)，重要原因都取決于對林火行為的發(fā)現(xiàn)是否及時。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。

　　針對我國森林面積覆蓋的實際情況，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)過幾年的項目實踐，推出一套切實可行的解決方案——森林防火無線圖像監(jiān)控系統(tǒng)。

　　森林防火無線圖像監(jiān)控系統(tǒng)由林區(qū)監(jiān)控管理指揮中心系統(tǒng)、無線傳輸系統(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，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。

　　二、方案特點：
 
　　在林區(qū)復(fù)雜環(huán)境下實現(xiàn)實時監(jiān)控，系統(tǒng)要考慮具備以下特點： 

     1 、環(huán)境導(dǎo)致監(jiān)控范圍大。監(jiān)控點的選擇，首先攝像機應(yīng)安裝在森林制高點，要求視野廣、無障礙、監(jiān)控角度大，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 、全天候監(jiān)控。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；云臺要求選用螺桿傳動的室外一體化云臺，為了減少遠(yuǎn)距離圖像的抖動，攝像機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，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線傳輸。無線傳輸方式以施工簡便，成本低，一次性投入等優(yōu)勢，無疑成為監(jiān)控系統(tǒng)傳輸鏈路的首選。圖像實時傳輸、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。對于分布密集的遠(yuǎn)端點采用 5.8G 點對多點組網(wǎng)模式；對于個別距離較遠(yuǎn)的遠(yuǎn)端點可以采用 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。所以我們在選擇監(jiān)控點的時候，要盡量考慮選擇有固定電源的地方，但大家會考慮到有電源的監(jiān)控點距離中心很遠(yuǎn)，這時就體現(xiàn)出遠(yuǎn)距離傳輸?shù)臒o線設(shè)備優(yōu)勢。如果無法找到合適的有源點，那么只能采用太陽能供電方式。 

　　在采用太陽能供電方式時，首先，要選擇專業(yè)的太陽能電源公司的產(chǎn)品；其次，太陽能供電系統(tǒng)最少要保證在陰雨天，能給每一個監(jiān)控點的前端所有設(shè)備提供 24 小時的電力。太陽能供電系統(tǒng)由太陽電池組件構(gòu)成的太陽電池方陣、太陽能充電控制裝置、逆變器、蓄電池組構(gòu)成。太陽電池方陣在晴朗的白天把太陽光能轉(zhuǎn)換為電能，給負(fù)載供電的同時，也給蓄電池組充電；在無光照時，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，如工程商沒有避雷與接地能力，建議與本地專業(yè)的避雷與接地公司合作，避雷與接地的自身特點是由環(huán)境決定的并影響到的實際避雷效果，因此脫離了工程所在地的具體情況而設(shè)計避雷與接地是紙上談兵，且不可行。 

     7、為及時發(fā)現(xiàn)火警，前端需要有煙感等感應(yīng)器以及報警聯(lián)動設(shè)備。此時，需要注意： 
　?。?）將感應(yīng)器與報警聯(lián)動設(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。 
　?。?）遠(yuǎn)端及后端設(shè)備的波特率必須設(shè)置一致。 

     8、中心實時監(jiān)控前端設(shè)備工作狀態(tài)。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，另一方面也保護了用戶和工程商雙方的利益。

     9、后端監(jiān)控指揮控制系統(tǒng)通常是以多客戶端方式查看圖像。在無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)約無線鏈路帶寬，保證無線鏈路的穩(wěn)定性。此時，監(jiān)控中心的交換機必須具備組播轉(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、無線傳輸鏈路的要求
 
     在選擇微波產(chǎn)品時，要滿足能夠在惡劣復(fù)雜的森林環(huán)境下建立可靠高效的鏈路，從而保證整個系統(tǒng)的性能，那么必須要考慮以下因素： 
　　1.滿足室外型產(chǎn)品。
　　2.支持遠(yuǎn)距離和點對多點大規(guī)模組網(wǎng)傳輸，提供足夠高的鏈路帶寬，同時支持帶寬分配。
　　3.支持視頻組播包的轉(zhuǎn)發(fā)控制。
　　4.無線傳輸?shù)母叻€(wěn)定性和可靠性。
　　5.安裝簡便、具有強大的管理功能、維護成本低。