3G视频移动监控森林防火.docx

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3G视频移动监控森林防火

3G视频移动监控

森林防火解决方案

成都远控科技有限公司

二〇一一年六月

一、需求分析

1.1背景分析：

森林火灾是森林最危险的敌人，也是林业最可怕的灾害，它会给森林带来毁灭性的灾难。

森林火灾不只烧毁成片森林、伤害林内动物，还会降低森林的更新能力，引起土壤贫瘠和破坏森林涵养水源，甚而导致生态环境失去平衡。

森林火灾每年都有一定数量的发生，造成森林资源的重大损失和全球性的环境污染。

因此，对于林业部门来讲，防火工作是重中之重。

一旦有火警发生，就必须以极快的速度采取扑救措施，扑救是否及时，决策是否得当，都取决于对林火事件的发现是否及时、分析是否准确合理。

所以，实现森林防火工作的规范化、科学化、信息化，及贯彻“预防为主，积极扑救”的方针，是林业部门防火工作的首要目标。

在科技发展日新月异的今天，采用网络智能监控来帮助我们实现防火的梦想已经成为可能，搭建一套高可靠、高质量、高稳定性，可全天候运行，能实现全网监控、全网管理并提供及时优质的维护服务、保障系统正常运转的网络视频监控系统是我们林业部门的首要选择。

2.2技术分析

森林防火项目监控点数多，覆盖面积大，区域内地形复杂，雨水充足，湿度大、海拔高、动/植物丰富、现场施工难度较大等众多特点，因此，在该类项目中往往面对如下技术难题：

Ø监控现场分散，设备安装调试困难，成本高昂，工程周期也难以预计；

Ø监控现场地处偏远，现场维护设备困难，维护人员到达时间长，要求相关设备稳定可靠，尽可能减少维护的几率；

Ø视频信号难以用传统模拟视频监控系统的传输介质，进行一线一种信号的方式传输到控制中心，这样的线路布设数量和成本会成为天文数字，而且难以检修维护；

Ø传输网络带宽不一定能够得到有效保证。

网络承运商提供的理论带宽在实际应用中一般会打折扣，情况视线路质量、承运商在当地的核心网络设备处理能力和各网络承运商之间互相开放的接口带宽等多种因素而定；

Ø传统的监控系统也采用无线传输方式，目前像卫星通讯、WI-FI等。

卫星通讯成本高，用于森林防火监控不太现实；WI-FI虽然成本高，且受距离限制，不能满足森林需要传输大量图像信号的需求。

Ø3G监控信号稳定，传输速度快，架设快。

而却维修极其方便，一个点有故障，其他的点都可单独正常工作，不受影响。

所以我们特在此提出3G视频监控解决方案。

二、解决方案

该3G视频监控解决方案系统分为前端监控子系统,中心控制子系统，浏览终端子系统（有/无线）三大部分：

2.1监控前端子系统：

前端是系统的图像及报警信号的采集中心。

前端设备采用3G视频服务器+摄像机组合。

根据监控点的具体情况，在各监控点安装相应的监控摄像机（彩色或黑白、固定或活动云台、定焦或变焦）和软件系统。

在每个监控点安装一个360度旋转防水云台监控球机，。

每个视频采集点各匹配一台3G视频服务器。

监控摄像机用于各监控点实时视频信号。

云台可以由控制中心的计算机控制。

用户可对摄像机进行水平360度，垂直90度及变焦控制。

3G视频服务器是视频集音视频采集、音视频压缩编码、网络传输、WEBServer、输入输出控制等功能于一体的网络视频传输设备。

3G视频服务器可以接入带云台旋转摄像机，将模拟音、视频信号转换为压缩音视频数据流，再通过网络传输到PC上解码显示或通过视频解码器还原为电视信号显示。

视频编解码器负责把摄像机的模拟视频信号转变成数字信号，同时进行压缩，另外也传输控制信号，3G视频服务器内置3G网卡.根据前端视频采集环境，编码压缩处理后的监控信息传入3G网络，可以通过ADSL宽带，ONU，卫星宽带，GSM无线链路，CDMA无线链路汇集到监控管理中心，监控中心能看到各监控点的实时状况，监控人员可通过监控中心局域网或Internet远程实时浏览视频图像、遥控云台。

为充分保证每个监控点的带宽，采用H.264的编码标准，带宽占用较低，并可实现图像的优质传输和存储，而且传输距离较远,适用于广阔区域的监控。

现场监控点安装的摄像机所摄录的实时和高分辨率的视频图像信息经过视频编解码器压缩，通过3G路由器发送到3G网络。

监控中心通过专线从移动营运商网关获得实时视频信息，可以完成对远程监控点的视频监控。

主要功能：

→负责采集监控点的音视频数据并进行压缩编码，通过网络传输到指定视频浏览软件、录像服务器或者网络视频矩阵。

→支持多路报警输入输出。

可接入烟感、红外等报警设备；

→支持接入多个厂家的编码器；

→支持多个监控前端同时录像，具有手动录像、定时计划录像、报警录像等多种录像方式；

2.2中心控制子系统：

中心由控制管理服务器、设备网关服务器、媒体转发服务器和网络视频矩阵，又称电视墙组成。

前三者主要负责信令控制、路由解析、媒体转发等。

共同为系统提供视频监控，报警联动，设备管理，用户管理，设备巡检，日志管理，云台控制，录像及回放，地图定位等功能。

电视墙主要提供视频信号数字转模拟在电视屏幕上显示。

电视墙支持单画面和多画面的轮循操作。

监控管理中心负责接收各监控点通过网络传输过来的视频信息，控制中心可以通过电视监视器显示各现场监控点的图像信息，也可在通过电视墙进行图像的实时监控，并进行数码录像，用户登录管理，控制信号的协调，视频数据可同时存入存储服务器，进行录像的存储、检索、回放、备份、恢复等。

监控人员可以通过计算机访问存储服务器查询回放视频录像。

监控中心主要由视频编解码器、矩阵电视墙、监控服务器、硬盘录像机等组成，可完成现场图像接收与显示，录像的存储、检索、回放、备份、恢复等。

视频编解码器对经网络传送来的前端监控点摄像机采集的视频信号进行编解码处理，传到监控管理中心局域网视频监控服务器上，再经交换机通过内部局域网传播至各个相关部门或人员的客户端。

监控中心发出的对于云台、镜头等的控制指令通过无线设备传送到监控点。

用户可以通过位于监控中心的云台控制设备控制现场任意点的云台、镜头的光圈、焦距、变倍；云台的上、下、左、右、自动或辅助控制远端的电源、摄像机开关等。

现场传回的视频图像转化为数字信号存储在硬盘录像机上，可方便快捷地实现资料的存储、更新、查询、备份，为处理突发事件提供依据。

在监控中心配备3G视频服务器，有条件的可建立背景指挥大屏幕，该设备在开启后，通过已连接的路由器，可直接连接到Internet网络（可独立运作于标准网络环境，无须外接计算机），然后将拍摄到的影音视频信号压缩成H.264格式，再发送到Internet。

2.3浏览客户端：

浏览客户端支持C/S和B/S两种结构。

浏览用户不仅可以通过有线的IP互联网络进行视频浏览,还可以通过3G无线网络在任何地点任何时间进行现场视频画面的浏览切换。

此外，主要功能还有：

→组合显示多视频画面进行图像浏览，并可以一对多和多对多的视频轮循。

这样，容易出现灾情的地方作重点监控，其余的地方可以轮循监控；

→支持监控终端与前端的点对点语音对讲。

如果监控中发现前端出现危险行为，则可语音警告；

→远程控制云台和摄像头等外设。

配有对前端的摄像头雨刷功能和图像的色彩度等的调节功能；

→报警及视频联动。

可以在前端接入烟雾报警器，一旦报警，监控终端立马听到报警声音、收到报警信息，同时系统可以弹出报警点的图像，地图定位显示报警地点的具体位置，方便值班人员准确获取信息，及时向上级林业主管汇报情况；

→本地抓拍图像、录像及检索点播录像；

→支持历史图像的调用。

尤其在森林火灾发生的时候，现场图像信息的保存，可以作为重要的资料记录，方便对火灾的分析，对日后的火灾预防和扑救都有指导性的意义；

2.4系统结构图：

如下所示

2.5系统优势

1、3G无线传输，无需宽带光纤；视频传输流畅，配备无人值守；四季运行无阻，彰显一流质量；完成监控使命，他地再可使用。

功能全面，性价比高。

操作技术免费培训，售后咨询响应快速。

2、使用3G无线视频服务器设备减少了铺设线路的数量又缩短了工程周期，同时降低了检修维护的难度。

3G无线视频服务器不受外界限制，保证系统，提高了音视频传输的稳定性；

3、智能的报警联动功能和语音对讲功能及时避免火灾发生的同时大大降低了中心人员的劳动强度，把中心工作人员从枯燥的图像监控中解放出来，实现了自动化和智能化；

4、直观的电子地图导航。

可以形象、清楚地查看某个地区的监控信息。

为处警提供准确、快捷的地理信息导航；

5、强大的运营级网络管理功能。

包括对设备管理、性能管理、用户管理、报警管理、日志管理，录像管理等；

6、大容量的前端接入能力。

良好系统架构，支持平滑的服务器扩容，可以提供数量级的用户前端接入；

7、实现对森林状况实时的大面积的监控。

前端的大倍摄像机和自动巡航功能的使用，可以实时的将前端状况传回中心，同时中心人员可以控制云台对局部地区进行重点审视，发现火灾隐患的同时也会发现盗砍盗伐、森林病虫害等问题；

8、安全的系统保障机制。

服务采用双机热备，及时有效的保障系统的运行；

广泛的兼容性。

系统采用最新的公共安全行业标准，可以实现与运营商现有的其它符合该标准的计费系统等进行对接；

9、灵活的模块化设计。

系统单元内设备可以任意裁减、堆叠使用，为系统的扩容奠定了坚实的基础；

10、多层次、多级别的组织化管理。

每级组织一般只能管理自身和它管辖的组织区域；

→优先级控制与权限管理。

系统单元内部用户设置不同控制优先级，相同优先级用户实行时间响应机制，不同优先级实行权力机制；上级对下级有绝对优先控制权；

→设备的智能状态检测及故障分析。

对服务器及前端设备实时运行状态进行远程检测；

→具有网络保护和恢复功能。

某一分中心出现故障，可以越过故障节点直接级联更上一级；故障排除，系统恢复，保障系统可靠。

三、设备简介

3.1设备简介

全天候野外3G视频传输设备，主要用于无法布光纤和牵宽带的野外长期监控现场，以及涉密或者要求安全防范的重地的远程监控。

由红外可变焦摄像机、旋转云台、3G视频服务器以及拾音器、扬声器、报警器等可选装置组成。

用于视频、数据的采集与传输。

可常年在野外复杂气候环境下不间断工作。

3.2设备特性

产品特性：

1产品外壳采用高硬度、高耐候材料制成，防雨水、耐高低温。

2即插即用，免接线，零配置，高度集成，美观精致。

3嵌入式、模块化结构设计，独立工作，体积小，功耗低，高可靠。

4可选SD/TF卡本地录像，支持最大32GB，录像质量在码流10Bps～4000Bps范围内可调，重要要求的可在本地加入DVR硬盘录像机。

5支持标准RS485总线，多路工业标准的控制I／O。

6接收软件支持网络客户端共享浏览，支持多人多点同时监控。

7传输延时小，平均延时小于3秒。

8影音同步录制，日期时间叠加录像，录像文件编码格式为AVI，录像长度为100M/小时。

9可以动态调节图像的大小、质量和传送速率以及亮度、饱和度、对比度等各项视频参数。

10可以与报警设备（红外防区报警、防盗报警、远程喇叭喊话等）配合使用，实现无人值守情况下的视频监控功能。

11系统可扩展性好，监控中心建成后，只需要增加前端监控设备即实现系统扩容。

12维护简便，用户可通过服务器直接访问终端设备，修改前端设备参数等。

13可以选择EV-DO、CDMA1x、TD-SCDMA、WCDMA、GPRS等各种3G、2G网络。

14使用环境温度为-35~65℃，完全满足常规的野外露天环境使用。

15使用环境湿度为20%~95%RHG，保证在各种恶劣气象条件下的稳定可靠。

16防雨球形、枪式带旋转云台，摄像机红外加以27倍光学变焦，用于相对高端的应急无线视频传输。

17采用全金属结构，铝合金外壳，可满足不同地区的使用需求。

18高速云台摄像机:

室外各种安装环境,浪涌保护措施及抗雷击干扰,64个预置位动态感知设置，报警调用，可编程变焦调节（ZAP）功能,内置AD、PELCO、BAXALL、LILIN等多种协议,配上室外安装球罩，可用于室外环境，内部可选配自动加热装置。

3.33G传输设备参数：

视频输入

1路PAL/NTSC制彩色或黑白复合模拟视频（CVBS）信号

视频压缩

同时支持CAMEC视频流压缩格式和JPEG照片压缩格式

压缩编码器像素分辨率：

64x64–704x576，调节步长为32

常用分辨率：

160x120,176x144,320x240，

352x288,640x480,704x576

彩色压缩编码或黑白压缩编码可选。

连续帧序列压缩和单帧压缩可选。

网络连接

YK-MVS602E–EVDO网络

YK-MVS602W–WCDMA网络

支持PPP,IP,TCP,UDP,ICMP,DNS等协议，支持IP或域名寻址

启动方式

短信启动

定时器启动–1-65535分钟，可定时自动关断

外触发启动–开关量输入1/2，常开或常闭触点，可定时自动关断

本地主机命令启动（通过AUXCOM1）

安全保护

1管理员密码+3普通用户密码

数据串口

2个：

AUXCOM1和AUXCOM2

速率：

9600bps–57600bps,格式：

8-n-1

可支持2路双向串行数据与视频同时传输

AUXCOM2支持GPSNMEA格式数据过滤和定时扫描，可有效减少GPS数据对通讯带宽的占用

开关量输入

2路TTL电平，内置上拉电阻

开关量输出

2路，OC驱动

报警触发

2路报警触发输入（和开关量输入共用）

支持常开（NO）或常闭（NC）报警触发信号

支持报警录像：

报警前、报警后可记录16秒的现场图像，记录格式为JPEG，记录速度为2帧/秒

短信提示

发生下列事件可发送提示短信：

被短信激活、被外触发激活、被定时器激活、被控制台命令激活

3.4摄像机参数：

信号制式

PAL/NTSC

图像传感器

1/4英寸彩色CCD

水平分辨率

420TVL，480TVL，520TVL

视频输出

1.0±0.2VP-P

旋转速度

水平0.05°～300°/s;垂直0.05°～60°/s

S/N信噪比

≥50dB

最低照度

1Lux

0.1Lux

0.01Lux

图像翻转

否

能

切换方式

日夜切换

增益控制

自动/手动

背光补偿

自动/手动

红外LED灯

35颗￠5mmIRLED灯。

红外状态

CDS自动检测。

夜视距离

10-60米。

光学变焦倍数

18×

27×

数字变焦倍数

12×

定位精度

0.05°

旋转角度

水平0°～360°连续旋转；垂直-15°～90°带自动翻转

电源/功率

DC12V±0.5V/15W

控制方式

RS485总线控制

通信波特率

2400bps、4800bps、9600bps、

地址码范围

0～255

预置点数目

64（0～63）

自动巡航

0~54号预置点顺序切换

区域扫描

55~63号预置点或90°/180°/360°往返扫描

净重

1kg

防尘防水等级

IP66

工作温度

-35℃～70℃

3.5云台参数：

项目

参数

传动方式

蜗轮蜗杆结构，可达到结构自锁；无漂移、无回差、真正做到了抗强风

电机

本身只传递扭矩，不承受轴向力和径向力，从而延长了云台使用寿命；在性能上弥补了其他室外云台的不足

温控

可内置温控系统、多协议解码器及预置位功能（可选

材料

云台外壳采用FRP高强度航天复合材料；防护罩采用铝合金材料

旋转角度

水平运动0°~350°

倾斜角度

水平向下运动90°、向上运动60°（共130°）

驱动系统

蜗轮-蜗杆

旋转速度

水平7°/S，垂直3.5°/S

最大负重

12Kg

润滑

-60℃~120℃加钼复合润滑脂

巡航形式

自动

输入电压

24VAC/50Hz

电机类型

单相可逆永磁同步电机

输入功率

非加热型30W；加热型60W

安装方式

顶载

预置位

可定制

巡视轨迹

可定制

3.6设备外观：

四、监控软件说明

（详见附加文档）