森林防火无线远程视频监控系统方案.doc

宇星科技 森林防火无线远程视频监控系统 第 15 页 共 15 页森林防火无线远程视频监控系统宇星科技发展（深圳）有限公司 目录一、 项目需求背景及建设目标31.1 项目需求分析31.2 项目建设优势31.3 项目建设目标4二、 设计依据原则62.1 成熟性和先进性62.2 标准性和开放性72.3 可靠性和稳定性72.4 可扩展性和易维护性72.5 延伸性和结合性8三、系统方案的实现及其原理8四、系统网络结构10五、系统方案设计114.1 无线传输链路设计114.2 监控中心124.3 前端设备及布局124.4 电源供电13 4.5 避雷13六、预算14一、项目需求背景及建设目标1.1项目需求背景据有关资料统计，建国以来到1987年，全国年均发生森林火灾15800多次，受害森林面积94.1万公顷，累计受害森林面积相当于同期造林保存面积的三分之一。1987年大兴安岭“5.6”大火以后，全国上下不断加强森林防火工作力度，年均发生森林火灾下降到7000多次，受害森林面积5万多公顷。由此可见，切实加强森林防火，能够有效降低森林火灾发生率。由于森林火灾具有突发性、复杂性、危险性和不确定性等特点，火灾一旦蔓延，扑灭就很困难，因此森林防火工作的重点是从火灾初发阶段入手，将火灾扼杀在萌芽状态。但是茫茫林区，一望无际，要在广袤的林海中发现林火的痕迹，无疑是大海捞针。因而采用技术手段，进行林火监测报警是必由之路。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，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。1.2项目建设优势无线数字视频监控系统特点如下：（1）真正无线应用前端采用摄像机无线网桥的方式，完全避免了到处布线的问题，就可以把摄像头安装在任何需要的地点，而不受布线的限制，大大减少了布线施工的工作量和布线错误的危险。（2）覆盖区域广数字视频监控的优势不仅仅是解决远程布线问题，没有了线缆长度和信号衰减的限制，由于采用网络来传输信号，彻底地抛弃了地域的概念，网络延伸到哪里、就能监控到哪里。（3）可扩展能力所有的设备都以 IP 地址进行识别，可以简单的通过 IP 地址的扩充来增加设备，这就意味着可以任意无缝扩展系统监控主机及远程监控主机。（4）方便灵活、安全可靠、冗余性强、方便升级设计方案充分考虑了冗余性，需要增加监控点时，只用在前端放置摄像头及无线网桥便能快速接入原监控系统。在网络中的任意一个节点处的办公计算机中，安装一套相应远程监控软件，即可构成一个监控中心。1.3项目建设目标主要实现无线数字视频监控系统建设目标如下： （1）实现多画面实时显示/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􀂋 （2）系统建设完成之后，在需要功能扩充的情况下，可以支持数字电视墙进行实时视频的显示、管理。 （3）在不同的区域经过授权各级领导可通过网络利用客户端软件对任一监控点、情况进行监控。􀂋 （4）监控端能实时控制到所有监控点的实际情况，并且随时提供任一台电脑通过互联网进行实时监控到所有监控点的实际情况。速率可调的实时图像􀂋 （5）以 H.264 格式传送；任意时间段内可进行录像；为适应不同情况下图像连贯性和图像清晰度的带宽要求，网络传输带宽可达到网络摄像机的要求。􀂋 （6）系统支持自适应速率控制：根据网路带宽的实际变化，调整输出码流， 使得用户获得与当前网络带宽相匹配的图像质量，提高系统的健壮性和适应性；网络数字摄像机根据网络情况具备降帧增帧功能。帧数由 025 帧/秒可调，并且图像画质可调。􀂋 （7）系统支持录像资料备份、导出等管理功能。􀂋 （8）实现广域网远程传输控制功能；保证基于远程访问的监控点可通过所有各种网络，如联通、移动、电信、网通、铁通等的网关及防火墙；支持 通过城域网、广域网进行远程实时监控访问；支持以WEB页面、客户端软件两种方式进行访问；支持远程实时录像，远程录像资料下载查询，并能进行视频回放等功能。二、设计依据原则根据系统设计及设计原则要求，同时整个系统必须符合国家有关技术标准、规定和行业规范。因此，我们参照了如下标准进行设计： GA/T75-94安全防范工程程序与要求 GB50198-94民用闭路监视电视系统工程技术规范 GB50174-93电子计算机房设计规范 GB50200-94有线电视系统工程技术规范 GB0057-94建筑物防雷设计规范 GJBT-471智能建筑弱电工程设计施工图集 CECS72-97建筑及建筑综合布线系统工程设计规范 GBJZ32-90-92中国电气安装工程施工及验收规范方案设计时充分考虑 用户实际需求，充分体现以下几点设计原则：2.1 成熟性和先进性 严格按照国家建设部智能化系统工程的规范和专业标准作为设计依据，结合具体情况，用最佳设计方案，采用最先进成熟的技术设备和材料，满足当前的需求，兼顾未来高速的数据传输发展需要，使整个系统在一段时间内保持技术的先进性，并具有良好的发展潜力，以适应未来信息产业业务的发展及技术升级的需要。2.2 标准性和开放性 无线网络视频监控系统工程，是一个先进复杂的综合性系统工程；从系统设计、安装、调试直到最后验收的全过程，严格按照国家有关的标准和规范，遵循统一的国际标准或工业标准的前提下，允许用不同厂商的产品相互兼容，这种兼容包括整个系统及其组成部件。2.3 可靠性和稳定性在考虑技术先进性和开放性的同时，还应从系统结构、技术措施、设备性能、系统管理、技术支持等方面着手，确保系统运行的可靠性和稳定性，达到最大的平均无故障时间。2.4 可扩展性和易维护性系统集中管理、监控，分散控制，可连接外设报警设备。总体结构具有较强兼容性和可扩展性，既便于系统的充实、完善、改进和提高，又便于设备的更新、换代。本设计方案对此均作了充分考虑，提供技术升级、设备更新的灵活性，以最简便的方法、最低的投资实现系统的扩展和维护。2.5 延伸性和结合性监控点的增加和减少灵活方便，当需要增加监控点或监控主机时，只需要通过现有网络增加一台摄像机或 PC 机即可 ，而不需要对现有网络系统做任何改动。本方案采用无线传输技术连接监控中心和各监控点，省去了长距离布线的高昂成本，系统的扩展性和灵活性同此得到了极大提高。三、系统方案的实现及其原理 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。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四、系统网络结构(示例) 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监控点5监控点7监控点8监控点9监控点10监控点6监控点12监控中心五、系统方案设计5.1无线传输链路设计系统拟定汇聚网桥部分用2.4G 室外无线网桥来完成，骨干链路用5.8G 室外无线网桥来完成。每路图像在不同画质下占用的带宽不同，考虑系统的稳定，带宽必须有一定冗余。 （1）2.4G 汇聚部分根据无线电波传播模型，则：P=Pt+ Gt 1+ Gt 2-PL-PaPt 表示无线宽带接入基站天线发射功率；PL：空间损耗；Pa：障碍物的穿透损耗，本处为零；Gt1 表示发射端天线增益，Gt2 表示接收端天线增益。PL=32.45+20lgD+20lgfPL=106.1dB（2000m 范围内）P-55.1dBm所以，对任何双向通信链路，设计上可保证-55.1dBm 双向链路场强。在这个场强下，可充分保证54Mbps 的协议带宽。实际链路带宽应依据现场环境做估算。（2）5.8G 骨干传输部分根据无线电波传播模型，则：P=Pt+ Gt 1+ Gt 2-PL-PaPL=32.45+20lgD+20lgfPL=113.7dB（2000m 范围内）P-47.7dBm所以，对任何双向通信链路，设计上可保证-47.7dBm 双向链路场强。在这个场强下，可充分保证54Mbps 的协议带宽。实际链路带宽通过软件模拟测试大于30Mbps,因此5.8G 链路完全可以满足汇聚点13 个摄像机的视频流回传至监控中心。5.2监控中心 根据用户方要求，监控中心对前端的画面需要在监控中心监视器上显示。因整套系统方案以数字监控为主导，因此配置服务器来解码还原信号。监控中心的无线网桥在接收到全端视频数据后全部汇聚至交换机， 服务器也连接交换机，交换机再上公网。1台服务器配置转发功能，其它服务器用来做观看、存储、控制等动作。当需要访问监控点时，只需访问转发服务器这样既保证了无线系统的稳定运行，也实现了远程控制的功能。监控中心可直接使用服务器来存储，同时监控管理服务器具有控制前端摄像机的功能。本地存储主要实现音视频信号的存储。由于本地音视频存储的数据大、周期长，需要性能优越的大容量硬盘。5.3前端设备及布局前端设备是安装在现场的摄像装置，包括各类摄像机、镜头、防护罩、支架， 它的任务是将现场的图像信号转换成数据信号，并传输到控制中心。考虑重点监控区域的特殊性，需要 24 小时不间断监控，并能快速追踪。故应采用红外敏感型彩色转黑白摄像机。各摄像机布局按具体环境要求确定。5.4电源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。5.5避雷根据当地环境，网桥设备，摄像机，视频服务器都需要有良好的避雷设施，因此在每个监控点和监控中心需安装避雷针并且接地良好，接地电阻不大于 10 欧姆。六、预算序号描述型号单位数量实际配置单价复价1监控中心计算机系统套110.00 0.00 系统构成：0.00 0.00 监控计算机台按用户配置109,000.00 90,000.00 以太网交换机台1440,000.00 160,000.00 视频监控软件套1130,000.00 30,000.00 图像识别智能软件套1150,000.00 50,000.00 2监控中心电视墙系统套110.00 0.00 系统构成：0.00 0.00 电视墙套按用户配置1，000，000.00 1，000,000.00 视频存储服务器台1130,000.00 30,000.00 数字矩阵台115,000.00 5,000.00 3骨干链路无线电台MDS INTREPID套620250,000.00 5,000,000.00 4无线网桥数传电台JVAD-FE10套124030,000.00 1.200,000.00 5天线、馈线附件套186012,000.00 720,000.00 系统构成：0.00 0.00 全向天线根110.00 0.00 馈线米按用户配置450.00 0.00 避雷器个110.00 0.00 接地夹个110.00 0.00 接头个220.00 0.00 跳线根220.00 0.00 防水胶带套110.00 0.00 6数字视频摄像系统套124010,000.00 400,000.00 系统构成：0.00 0.00 室外数字摄像机台110.00 0.00 云台控制器台110.00 0.00 7室外防护柜含集成硬件套12403,000.00 120,000.00 系统构成：0.00 0.00 室外防水防尘机柜台110.00 0.00 集成硬件配电/导轨/端子等套110.00 0.00 8太阳能电池供电系统套按用户配置127,500.00 90，000.00 系统构成：0.00 0.00 太阳能模组套110.00 0.00 蓄电池组套110.00 0.00 智能控制器套110.00 0.00 支架及电缆等套110.00 0.00 930米井架含避雷装置套1240100，000.00 4，000，000.00 系统构成：0.00 0.00 30米井架套110.00 0.00 避雷装置套110.00 0.00 4,780,500.00 宇星科技发展（深圳）有限公司 E-mail：sales 电话：075526030978 免费售后服务电话：8009996091