智慧景区森林防火系统建设详细设计方案Word下载.docx

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系统通过前端双光谱重型云台红外热成像摄像机对基站附近数公里范围林区进行视频监控图像采集，实现方位角360°

全方位监控，通过热成像重型云台的测距功能方位角和俯仰角以及长焦镜头焦距实现火点的精确自动定位、火点的智能识别，一旦发现疑情，后端监控（指挥）中心将会马上发出报警信号并定位着火点位在GIS地图上显示，同时可对火场进行火情分析、火势蔓延分析、应急调度指挥、灾损评估等功能。

由于森林火灾具有人为性、多样性的特点，海康无人机系统利用自身的快速部署、操纵方便、功能多样化等优势。

可在林区上空快速防火检测和实时巡查，在人、车无法到达的地区进行林火侦测，并能克服复杂的天气和复杂的起降场地等困难，不存在人员安全的问题，并且覆盖面积广、工作效率高、便于执行夜航任务，能随时执行林火侦察和火场探测任务。

对重点区域进行防范，及时扑灭明火，消灭暗火。

图1.系统拓扑图

1.1.3无线网络设计

针对景区悬崖峭壁、高山林立，有线很难延伸到，对于前端个别视频采集点位不便于施工走线的场景，我们可以考虑使用无线网桥的方式对视频数据进行回传；

无线网桥5.8G频段克服了传统2.4G只能传输几百米的限制，XTrans技术使得每台设备在设定的时隙工作优化点对多点的通信；

“背靠背”中继可以使多台设备构建一个多跳链路，克服了市面上很多设备点对点传输需要无遮挡环境的缺点，更加适用于更加复杂的室外环境。

在无线网桥的应用上，我们可使用11n系列（最大带宽300Mbps）做接入，而使用11ac系列（最大带宽867Mbps）做干线汇聚，从而一级级把数据回传到指挥中心。

在传输过程中影响最大的是同频干扰、遮挡及安装高度；

其次是设备本身的品质及性能；

再者是雨雾天气。

当设备的传输距离每增加一倍时、信号强度衰减6个dBi，比如：

一台设备在传输5公里时信号强度为-65、当传输距离增加到10公里时信号强度为-71（-75内能正常传输视频），在设计方案的时候主要注意以下几个节点。

Ø

遮挡

无线链路若有遮挡严重的情况下应在遮挡的致高点作中继，把终端的数据发射至中继处、再由中继处把数据传输回接收中心；

若遮挡不严重且数据不大可靠余波传回来；

针对船舶需要考虑更多，水面对无线波的吸收，船体的摇晃以及雾、雨等自然环境对无线波造成的衰减。

以下是一些衰减损耗的经验值：

实心墙体（红砖墙、混泥土墙）：

13~18dBi、10米厚浓树叶：

10dBi、雨衰：

据国际FCC公告第7条，当降雨量为100mm（大暴雨）时每公里损耗0.25dBi，十公里损耗2.5dBi；

降雨量为150mm（13级以上大台风特大暴雨）时每公里损耗0.6dBi，十公里损耗6dBi。

地球曲直（曲率）高度

因地球属于球形，所以是有高度落差，以下是地球曲直高度表格：

表1高度曲线表

传输距离（m）

天线高度（m）

100

1.0

9000

11.4

500

2.3

10000

12.4

1000

3.3

11000

13.3

1500

4.1

12000

14.2

2000

4.7

13000

15.2

2500

5.3

14000

16.1

3000

5.9

15000

17.1

3500

6.4

20000

22.5

4000

6.9

25000

28.7

4500

7.4

30000

35.6

5000

7.8

35000

43.4

6000

8.8

40000

52.1

7000

9.7

45000

61.7

8000

10.5

50000

72.2

同频干扰

因5.8G不重叠信道只有13个，所以管理中心基站数量尽量不超过13台（我们建议是1对6），若终端数量过多、应在终端处附近建立一个临时基站，把附近的终端数据都归纳到临时基站处，再传回至管理中心。

无线吞吐率

一台802.11n协议设备的物理层带宽为300Mbps,传输字节数据峰值吞吐量为150Mbps左右、视频峰值吞吐量为90Mbps左右。

但因视频数据与字节数据不一样、视频要求实时性、不能有任何卡顿、否则就会丢帧；

所以在设计视频传输方案中11n协议的设备传输视频数据保守值在30—40Mbps（一台中心带5台1080P开6—8M码流摄像头），随着数据越高、CPU资源消耗越大、视频就会越卡，为保证带宽有足够的冗余及视频的流畅度，所以不建议超过30M；

一台802.11ac协议设备的物理层带宽为866Mbps,传输字节数据峰值吞吐量为450Mbps左右、视频峰值吞吐量为180Mbps左右，为保证带宽有足够的冗余及视频的流畅度，所以不建议超过80M。

1.1.4系统优势

防火信息化建设越来被重视，从第一代的人工巡逻到第二代的模拟巡逻，再进步到第三代的高清监控，技术在迭代提高，可是依然存在识别率低，误报率高，维护艰难等痛点。

而采用热成像技术的热成像双光谱重载云台系统就成为了森林防火的最佳选择，其优势体现在：

更快速

热成像双光谱重载云台具备智能比例变倍功能，可根据扫描距离的远近和烟火检测的速度，自适应调整扫描速度，最高可到50°

/s。

转速提升一倍，有效提升巡检效率。

图2.系统安装示意图

更准确

双光谱热成像重载云台系统在前端利用重载云台就可以基于裸数据进行每帧烟和火的实时检测，并且采用对烟火进行二次判断的算法，根据形态学、温度分布分析等算法进一步的判断，过滤干扰源，降低误报，发现目标更加准确。

疑似火点确认火点

图3.火点检测

更高效

热成像双光谱重载云台系统在监测到疑似火灾信息后，将包含火点GIS定位报警信息自动发送到用户手机或单兵上，及时通知值班人员。

根据火险等级预报和火行为分析模型，结合当前火点的位置、风力、风向、温度、湿度、地表温度、植被等信息动态推演计算火灾在N个小时内火蔓延的方向、面积、速度、强度以及直接侵害的区域。