全天候大区域无线数字森林防火监控系统

    一前言：

　　由于我国森林资源匮乏，因此, 自建国始，历届政府都将保护森林资源摆在非常重要的位置。尤其改革开放以来，对森林资源的重视更是达到了空前的高度。众所周知，对森林造成 毁灭性灾难的是森林大火. 而减轻其破坏程度的唯一途径就是将火灾消灭在萌芽状态。但是，茫茫林区，一望无际。若要在如此广袤的林海中发现烟火的踪迹，无疑大海捞针。

　　二系统概述
　　该系统以“数字透雾摄像机”、“图像模/数转换及压缩”、 “无线数字扩频通信”、“无线局域网”等国际最前沿的技术及产品搭建而成。从根本上解决了森林防火多年来未能解决的重大技术难题，最大限度地满足了森林防火领域的各项技术条件和实际需要。

　　由于森林防火是一个复杂的大系统，其中涉及到许多硬件方面的东西，即何种设备才能真正满足森林监控的需求？不言而喻，这是由森林行业的特点所决定。林区面积越大，设置的监控点越多。这样，也就意味着传输通道，即无线传输的设备和辅助设施的数量亦需相应的增加，工程成本将大幅上升。本系统领先国内所有从事森林防火方案的最大优势，就是依靠本公司强大的技术力量和先进可靠具有自主知识产权的尖端产品，科学合理地利用有限的频率、频道资源，在满足监控需求的前提下，将每个监控点的监控范围扩大到极致，最大可能地减少监控点的数量。要实现这个目标，就必然涉及到相关设备的技术标准及相互间的匹配问题。整个系统硬、软件搭配是否合理，完全取决于各个设备的功能和技术指标能否满足工作要求，这是系统成败的关键。系统的组成，基本分为三个部分：1）图像采集及处理部分；2）传输部分；3）控制部分。而这三个部分中，源头是图像采集。如果该部分失败，其他部分再好也是徒劳。因此，以下仅就图像采集部分所涉及的硬件设备的技术指标及其相互间的匹配问题展开论述。

　　二．系统概述：

　　该系统以“数字透雾摄像机”、“图像模/数转换及压缩”、 “无线数字扩频通信”、“无 线局域网”等国际最前沿的技术及产品搭建而成。从根本上解决了森林防火多年来未能解决的重大技术难题，最大限度地满足了森林防火领域的各项技术条件和实际需要。

　　三．系统构成：

　　1.图像采集—–由[数字透雾摄像机]、[1/2″大孔径、宽光谱、三可变镜头]、 [视     频服务器]等组成；
　　2.图像、数据传输—无线网桥
　　3.控制—-计算机、
　　原理框图： 

　　系统功能及优势：

　　A）全天候监控：通过摄像机的透雾模式可实现全天候监控；
　　B）大范围监控： 通过大变倍镜头（20~1000mm）可实现半径6公里的广阔林区的 监控；
　　C）无线传输：通过无线网桥可实现25公里的视距传输；
　　D）电脑控制：通过无线通道，可用电脑控制：1摄像机的工作模式；2镜头的光圈调整、变倍、变焦；3云台的方位调整；4对目标进行录像或抓拍；
    
　　六．产品

　　A．数字透雾摄像机
　　本公司生产的数字式透雾摄像机，是目前国内的独家产品。因该类产品能够满足复杂环境和条件下的监控任务。其采用了1/2″CCD，采集的图象，画质清晰、景深好，层次感强。无论是灵敏度、照度、灰度的等级标准均远高于普通摄像机。同时，具有自动彩转黑和自动感红外的功能。更值得一提的是，该产品独有的穿透雾霾的功能，有效地解决了在雾天无法获得清晰图像的难题。此外，该产品可通过自身的RS485串口，实现计算机远程控制(见附图1)。

　　B．长焦变倍镜头
　　事实上，要真正保证远距离监控，镜头的选择尤为重要。一般来说，以下几点不容忽视：     
　　1）CCD必须与摄像机的CCD一致，如同为1/2″
　　2）宽光谱
　　3）三可变电动可控。
　　4）高光通量(见附图2)

　　C．数字云台
　　专供林区特殊环境使用的室外万向数字云台，具有以下特点:防水、耐老化、抗腐蚀，耐高低温（内置温控电路、宽范围温度工作-50°C－＋50°C），选用高性能电机旋转范围（水平0°－360°、俯仰0°－±45°），可以实现准确定位。防护等级不低于IP66。(见附图3)

　　D．无线传输设备
　　如采用无线局域网方式搭建传输系统，首先应选择高稳定性、高速率且支持大流量图像传输的网桥。有些网桥及天线的标称与实际远不相符。尤其是远程无线传输，当达到10公里时，用NETIQ 实测速率带宽仅有几兆，作为数据传输可能够用，但用于图像传输，则远远不够。在20公里距离，实测带宽应必须达到20兆以上，方可保证多路图像的流畅传输。(见附图4)

　　E．视频服务器
　　这是决定图像清晰流畅的关键。虽然市场上销售的该类产品的技术指标基本相似，如压缩算法为H264或MPEG4，解析度为720X576，桢数25-30/秒。但我们测试过几十种不同品牌的产品，真正能达到令人满意程度的也不过几家而已。因此，绝不能忽视对视频服务器的选择。

数字透雾摄象机实现森林全天候监控
正常模式与透雾模式对比图

　　YF-228A 数字透雾摄像机

　　型       号：YF-228A 
　　信       号：PAL / NTSC
　　成像器件：1/2″IT CCD
　　信   噪 比： 50dB
　　像       素：795（H）X 596（V）
　　分 辨  率： B/W   600TVL
　　最低照度：彩色0.2Lux F1.2
　　背光补偿：OFF/ blc 1/ blc 2/blc 3/ blc 4
　　自动曝光：Pal:1/50~1/100,000sec NTSC:1/60 ~1/100,000sec 
　　手动曝光：1/50, 1/120, 1/250, 1/500 1/1000, 1/2000, 1/4000 ,1/10000
　　伽码参数：0.45/1(optional
　　最低照度：彩色0.2Lux F1.2    黑白0.0009LUX
　　白  平 衡： ATW1; ATW2;AWC; manual
　　模      式：自动/手动
　　镜头安装：C/CS接口
　　光圈控制：DC/Video/AES
　　增益控制：standard 30dB/Wide  36dB
　　视频输出：1.OvP ~P75 
　　同步系统：Internal external
　　电源输入：DC12V/AC24V
　　工作温度：-10℃ ~50 ℃
　　特殊要求：OSD/RS485
　　重       量：810g    
　　尺       寸：  (H x W x  L) 66X55X130（mm）
　　功       率：8.5W

Mode