智慧林业之森林防火监控预警系统
智慧林业之森林防火监控预警系统
1、系统搭建配景：
森林资源是地球上最主要的资源之一 ，是生物多样化的基础 ，是人类赖以生涯必备可少的资源之一。我国资源匮乏 ，其中以森林资源最为紧缺 ，领土面积960万平方公里 ，约占天下总量的7% ，生齿14亿 ，约占天下总量的22% ，而森林面积仅占天下的4.6%。森林火灾一旦爆发 ，大片苍翠茂密的森林化为灰烬 ，给国家和整体造成严重损失 ，同时林地容易造成水土流失 ，容易爆发水旱风沙灾难 ，影响农业稳产高产 ，甚至影响到整个区域的生态情形和可一连生长。
现在来说 ，最有用的手段是能够对林区的资源举行大规模、大视野的全天候24小时实时监测 ，能够对自动发明林区内的有火或者有烟的时间自动报警 ，并且能够将火点的位置能够定位 ，一旦遇到火灾自动报警 ，实时通知相关的事情职员的一种先进合理的预警机制 ，接纳这种预警机制可以为现阶段森林防火预警提供一种很是有用的解决要领。
2、森林防火监控预警系统总体组成：
森林防火监控预警系统是接纳可见光烟火识别+红外热成像测温识别智能双光谱识别系统、摄像机、长焦镜头及后端监测管理软件实现烟火智能识别并自动报警 ，运用重型数字云台转动的方位角和俯仰角、长焦镜头的焦距及后端GIS管理软件平台实现火点自动准确定位 ，通过摄像机和传输链路将视频图像和控制信号传输到指挥中心举行监视、存储、管理的一套智能型的森林防火预警系统。
森林防火监控预警系统是由前端监测基站、传输网络、后端监控管理平台及输出展示系统组成 ，系统结构如图所示：
智能监测基站详细设计
l 视频收罗系统
l 智能双光谱识别系统
l 供电系统
l 防盗系统
l 基站控制系统
l 防雷接地系统
l 铁塔基建系统
以上七个子系统是组成前端基站的组成部分。
１）视频收罗系统
森林防火视频收罗系统主要包括摄像机、长焦镜头、野外大型防护罩、重型数字云台、前端传输网络等。
森林防火视频收罗系统应具备以下要求：l 全天候24小时实时监测；
l 在夜间极低的光线照明度下获得监控图像；
l 日夜24小时拍摄清晰的图像
l 纵然在雾天也能清晰可见；
l 野外重型装备具有易维护性设计；在不必拆卸重型装备下山的情形下 ，仅对控制电路等部件举行替换 ，完成重型装备的电气故障维修、升级和保养；
l 充分思量野外运行情形 ，主要装备在-20℃和60℃（可�。�-45℃－＋60℃）情形时能正常事情；
l 整机功耗低 ，降低供电建设用度；
l 要害装备防护品级不得低于IP66。
２）智能双光谱识别系统
智能双光谱识别系统是组成森林防火监控预警系统最焦点的和最主要的功效 ，是实现古板通俗森林防火监控由人工监看向智能型森林防火监控由智能装备自动监看的主要转换。智能监控系统能够实现全天候24小时监测森林防火 ，智能装备一旦发明疑似烟火通过系统报警平台实时为用户提供的现场信息 ，让用户在第一时间通过智能监控系统迅速判断 ，并作出相关的应急处置惩罚步伐。
森林防火智能双光谱识别系统主要由基于林区视频监控图像智能剖析烟火的智能烟火识别处置惩罚器和基于林区热辐射探测通过差别目的温差实现林火的智能探测的红外热成像识别组成�；诹智悠导嗫赝枷裰悄芷饰鲅袒鸬闹悄苎袒鹗侗鸫χ贸头Ｆ骺梢栽诩嗫刂行耐ü冻淌悠导嗫赝枷裰惫邸⒄媸档姆从α智那樾� ，并且能够在能见度较好的情形下有用识别林区的林火 ，且纵然林区内部泛起林火的情形也能有用的识别 ，可是在雾霾天气由于能见度较低造成视频监控的图像不清晰从而会泛起不可够准确识别林火的情形保存。
３）供电系统
前端监控基站所处位置在野外 ，除基站周围有市/农电的情形下接纳市/农电 ，远距离一样平常不建议接纳市/农电 ，由于过长的电源线路导致抵达基站时电压较低 ，容易造成装备损害 ，并且本钱高 ，建议在日照较量富厚的地方接纳太阳能发电系统 ，前端基站的装备功耗应＜100W ，凭证现真相形建议设置600W-1000W的发电系统即可知足前端基站所有装备的供电要求。
市/农电设置说明：
关于基站周围有市/农电或者要求接纳市/农电时 ，由于野外220V供电线路较长 ，应思量预防感应雷攻击导致取电端和装备端损坏的情形 ，以是需要在220V供电线路2端增添三级防雷器 ，包管装备清静。同时长距离电缆接纳地埋方法可比倾轧更清静 ，以是建议供电线路接纳直埋铠装电缆 ，凭证现真相形设置如下：
220V供电设置：2芯×2/4/6mm2铠装电缆+三级防雷箱（两头）
太阳能供电设置说明：
太阳能发电系统是由太阳能电池板、蓄电池、控制器、电池保温箱组成。凭证现真相形太阳能发电系统设置如下：
太阳能电池板：250W太阳能电池板*4块（日照较差地区可适当增添）
太阳能专用电池：12V/200ah胶体电池*4只（日照较差地区可配8只电池）
太阳能控制器：40A MPPT光伏控制器
电池箱：电池保温箱
太阳能供电系统图如图所示：
４）防盗报警及对讲系统
森林防火监控预警系统前端基站装备大大都装置在无人值守的密林深处 ，需要思量装备防盗的问题 ，关于野外森林防火监测基站的防盗 ，接纳安防摄像机视频移动侦探方法举行自动防盗报警 ，并接纳双向语音对讲方法起到忠言和威慑作用。
防盗报警系统事情方法为：
在防盗摄像机后端装置一台数字报警主机 ，凭证防盗摄像无邪态摄像的图像 ，设置周界�；ぁ⑽锲飞ナУ缺ň嘈� ，确保前端基站的装备清静。
如图所示：
一旦有人靠近、攀爬基塔 ，告警系统启动 ，安保摄像机录像回传至监控中心并实时录像 ，同时 ，喇叭现场播放语音警示。监控中心吸收到报警信号后 ，连忙通过语音对讲系统对现场喊话。
如图所示：
上级监控指挥中心可通过对讲系统对外地实现单向对讲 ，外地声音可被上级单向监听。
通过远程控制软件 ，在监控中心远程控制前端基站的电子监控装备 ，可控制云台、摄像机、镜头等装备。
可以凭证林区的特殊自然情形 ，接纳视频移动侦探。并配合前端报警装备联动智能预警监控管理平台。
（２）传输网络选型
传输网路是实现森林防火监控预警系统前端基站视频图像及种种信号传输到后端监控中心的须要的组成部分 ，基于森林防火监控预警系统的传输网络主要有多种方法 ，详细如下：
第一种：接纳有线光缆举行传输
第二种：方法接纳无线网络举行传输
第三种：方法接纳运营商专线网
第四种：接纳无线+有线团结的方法
关于距离较近或者已有光缆的情形下接纳有线光缆或运营商专线网络 ，无有线或专线网络时 ，优先思量接纳无线网络传输系统 ，这是由于森林防火监控自身的特点所决议 ，森林防火监控基一样平常都建在山区中 ，差别监控基站的地理情形以及阵势都较量重大 ，面临重大的地形 ，接纳有线光缆不但施工重大 ，并且本钱也很是高 ，沿途施工还会对植被造成破损 ，是一种既破损情形又不经济的一种方法 ，而接纳无线传输方法以施工轻盈 ，本钱低 ，一次性投入等优势 ，成为森林防火监控系统传输链路的首选。图像实时传输、清晰 ，传输频率可选 ，并且可凭证传输距离的远近、现场自然条件的差别 ，其功率的巨细可以按要求配制 ，在遇障碍物阻挡的情形下 ，可接纳架设中继系统。
周围有网络接入（距离＜500米或两点之间不可视）
（3）后端监控管理平台系统
详细设计后端监控管理中心是整个森林防火监控预警的处置惩罚中心 ，所有前端的视频监控图像、报警信息、监控前端基站的远程控制、输出展示等均在后端监控管理中心完成。后端监控管理中心主要包括：威客电竞视频监控管理平台软件、GIS管理平台软件、支持软件系统的硬件服务器、监控管理PC机、报警相关的软硬件、大屏展示系统及相关控制器、LED显示屏、控制台、综合布线、静电地板、防雷接地、音视频聚会系统等。
1）威客电竞森林防火视频监控管理平台
威客电竞森林防火视频监控管理平台是实现对前端基站监控视频图像举行实时监控、生涯处置惩罚 ，以及控制和管理前端基站装备的主要焦点系统 ，通过威客电竞视频监控管理平台配合前端烟火识别系统在发明疑似烟火后实现后端监控管理中心自动报警功效 ，在设置短信报警主机后 ，可以通过系统自动向相关事情职员发送报警短信等。
威客电竞视频监控管理平台主要包括：联网监控管理软件、服务器以及其它功效附件等组成。
联网监控管理平台是一套视频监控的解决计划 ，系统包括：管理�？椤⒋矸衲？椤⒘髅教宸衲？椤⒌缡忧焦芾砟？椤⒃冻坦芾砟？椤⒈ň芾砟？椤⒋娲⒎衲？椤⒖突Ф斯芾�。应具有以下主要功效：
a)多层级、多元式联网监控
b)威客电竞视频监控管理平台应将差别地区、差别情形的林区监控装备有用整合 ，实现漫衍式监控 ，集中式管理。
c)管理权限层级明确 ，具有多条理、管理 ，建设视频监控、报警联动。
d)集成报警联动
系统设计接纳基于视频剖析手艺的烟为智能预警手艺 ，前端智能监测点宜设计防盗报警装置 ，当林区泛起疑似火情或防盗警情 ，系统在第一时间作出响应并报警 ，报警爆发时 ，将目今浏览窗口自动切换成报警画面。支持报警信息的吸收 ，同时具备声音 ，图像 ，文字的提醒 ，并要随机天生报警日志 ，有报警自动恢复功效；报警种别 ，可能包括为火情报警、防盗报警、装备故障以及其它类型的报警信息等；当爆发报警时 ，在有GIS系统支持下 ，可自动在屏幕上显地图上提醒报警位置及类型。报警信息应该和录像数据相团结 ，可由报警信息检索回放响应的图像录像。
e)兼容性强 ，扩展无邪
林业行业的远程联网监控管理系统区别于其它行业的联网监控系统的特点之一是富厚的产品兼容性 ，在林业系统的视频控系统中 ，所接纳的监控装备和辅助装备 ，必需思量它们的兼容性和扩展性 ，阻止泛起装备不兼容的情形 ，接纳的装备或系统应为系统的扩展升级预留接口。
监控管理平台软件
凭证多级联网监控需要管理和使用海量的监控资源 ，团结行政管理架构的特点 ，将海量的监控资源划归各监控中心管理 ，各监控中心按行政管理架构多级级联形成倒置树状结构。
从功效上可以将系统剖析为下图结构：一级监控中心 ，二级监控中心 ，三级监控中心 ，内部用户 ，社会用户群体 ，外部监控资源及内部监控资源。其中监控中心是管理平台 ，用户为服务工具。
