森林防火遠程圖像監控系統的實現我國的森林資源十分豐富，森林防火任務艱巨，特別是對于一些無人居住的林區，其防火任務更是困難。國務院早在1988年1月16日發布的《森林防火條例》中明確提出森林防火預防的重要措施就是設置火情了望臺，能及時了解到各個林區的現狀，及早發現災情，減少損失。

目前視頻監控發展迅猛，在各行業得到了廣泛的應用。森林防火遠程圖像監控系統就是將攝像機分布安裝各林區，能實現對整個林區的全面覆蓋，相當于增加了若干個無人值守的火情了望臺，在林業局實現集中監控。

通過森林防火遠程圖像監控系統能盡早發現災情或是隱患，減少災情；也能為災情發生時進行現場指揮提供依據。

系統分析

大的林區一般面積廣闊，而且大多數林區沒有電，沒有有線通訊設施。

因此本監控系統相對于常見的監控系統而言，有以下幾點需要特殊考慮：

·需要選擇大變焦范圍的鏡頭，能夠使單個攝像機監控的范圍盡量廣闊；

·需要選擇特殊的攝像機，能夠保證全天候的對林區進行監控；

·各個監控前端的供電問題，需要采用太陽能方式進行供電；

·前端和監控中心之間的通訊采用無線通訊方式。

系統結構

系統結構如圖1所示，從圖1可知系統由兩部分構成：監控前端和監控中心。

監控前端:監控前端的任務就是負責各個林區視頻信號采集和控制實現，所包含的設備為：攝像機、鏡頭、防護罩、云臺、解碼器和支架；無線圖像發送設備、無線指令接收設備；太陽能供電設備；設備安裝支架。

監控中心:監控中心主要的功能就是：顯示、控制、錄像和視頻數字化、網絡化，中心結構如圖2所示。設備以視頻矩陣和嵌入式硬盤錄像機為中心。顯示、控制部分采用以視頻矩陣為中心完成，錄像和視頻數字化、網絡化采用以嵌入式硬盤錄像機完成。

系統關鍵點

·要保證系統真正實現無人值守火情了望臺功能，系統性價比高，取決于以下兩點

·系統中各設備選型時應考慮到監控對象特點，能否實現大范圍的清晰掃描、傳輸

·由于各個前端設備安裝在野外，設備安裝施工要充分考慮到野外設備工作的要求，并且應該盡量減少系統的維護工作量。

設備選擇

攝像機和鏡頭選擇

由于監控環境為林區，日夜光線變化很大，要求攝像機具有彩色/黑白自動轉換功能，在白天攝取的圖像為彩色的，當光線很弱的時候自動轉換成黑白模式。鑒于監控的目的是森林防火，不但對于明火能夠進行監測，對于一些隱患也應該能夠進行發現、監測，為此需要該攝像機具有紅外成像的能力，這樣將有助于發現火情隱患。

由于林區范圍較廣，為了減少安裝、維護的工作量，安裝的攝像機應該數量少，這就要求每個攝像機負責的“片”就較大。要使攝像機能夠監測的范圍夠大，除了需要選擇合適的安裝地點（無遮擋）和天氣良好（無霧）外，另外就是要選擇大變焦的鏡頭。

云臺選擇

在本系統中配置云臺的作用就是實現攝像機的大范圍掃描，在選擇云臺方面除了需要滿足適應室外使用的要求外，很重要的一點就是要選擇變速云臺，因為攝像機在最遠焦距的情況下，其成像視場角為0.55度，而在近焦時，其視場角為27度。假如選擇了恒速云臺的話，要保證遠焦時云臺轉動時圖像平穩的話，那么在近焦時云臺轉動時圖像將基本沒有運動；要保證近焦時云臺轉動時圖像平穩的話，那么在遠焦時云臺轉動過程中圖像將基本不清楚。只有配置了變速云臺才能滿足要求。且云臺變速范圍需要和近遠焦時視場角范圍相適應。

圖像傳輸設備選擇

鑒于本系統中每個監控點傳輸單路視頻，適宜采用模擬傳輸傳輸方式。在本系統中選用了微波開路傳輸設備。因為該頻段設備頻率極高，兩通訊點之間必須“可視”才能實現通訊，而設備安裝在林區，必然導致比較偏遠的山區需要安裝微波中繼設備。

為了減少施工難度，并且考慮到減少系統的維護工作量，在考慮中繼地點選擇方面采用了“盡量利用現成的監控點作為中繼點，盡量少設立單獨的中繼點”，如圖3所示。

遙控設備選擇

監控中心與各個前端解碼器之間的通訊通道可以采用中頻波段數傳電臺方式，由于遙控設備工作在中波頻段（繞射能力較強），而且各個前端安裝在較高的位置，中心的鐵塔位置也較高，遙控需要中繼的數量較微波設備少。

太陽能設備選擇

太陽能設備包括：太陽能光電池、控制器、蓄電池和逆變器。

<0>光電池需要考慮的是光電板的面積（根據各個設備需要的總功率、光電池的特性及各個設備的效率進行計算）。

蓄電池的容量一般可以根據在陰天情況下保證系統正常3天（一般在連續3天陰天的情況下，發生火情的可能性不大）的容量即可。由于蓄電池的工作時斷時續、而且很多時候是邊充邊放的狀態，對蓄電池的性能提出了很高的要求，應該選用性能較好的產品，才能保證系統能長時間可靠工作。

中心設備選擇

監控中心如圖2所示，設備以視頻矩陣+嵌入式硬盤錄像機為中心構建。選擇時有以下幾點需要考慮：

·視頻矩陣，除了需要考慮功能外，還需要考慮到和其他設備（無線傳輸設備、解碼器和硬盤錄像機）的配合、互聯；

·嵌入式硬盤錄像機，應選用易維護、高性能的嵌入式硬盤錄像機為宜，另外還需要注意廠家的開發能力（能否實現硬盤錄像機對矩陣的控制、通過數字硬盤錄像機能否實現視頻監控網絡化等）。

施工

除了設備選擇上要注意到以上各點外，施工好壞對保證系統可靠、可用十分重要，特別是各個前端的施工。

對于施工有兩點需要考慮：

·防雷：由于各個前端設備安裝在野外，而且安裝在較高處（保證可視范圍需要），發生雷擊的可能性很大，需要考慮全面的防雷措施，第一是在安裝桿的高處需要安裝避雷針，以防直擊雷的破壞，各個關鍵設備需要安裝避雷器以浪涌對設備的損壞，另外接地良好是保證設備安全的關鍵。對于監控中