1.項目概況
由于城市生態建設進程加快，森林資源豐富，風景旅游區林草茂密，以森林景觀為主的風景旅游區面積不斷擴大，林區可燃物增多，面臨著林火隱患和森林火災威脅，防火任務日益艱巨。森林防火工作仍存在野外火源管理難度大，林區火災隱患增多等薄弱環節，如何提升森林防火現代化水平，及時掌握了解各個林區、風景旅游區的現狀，及早發現火情，將森林火災帶來的損失減少到最小，是目前急需解決的。基于森林防火的實際情況，我公司設計了一套基于紅外熱像儀的防火監控平臺，利用熱成像原理，通過接收物體發射的紅外線，將被測目標物體表面的紅外輻射轉變成視頻信號，同時接收被探測目標自身輻射的熱能，并將其轉換成反映目標特征的實時物體表面的熱圖像，來監測火災及其他異常事件，是結合現今行業發展水平的集成化，網絡化的紅外熱成像森林防火圖像監控系統的解決方案。
2.設計需求
通過紅外熱成像森林防火圖像監控系統，工作人員在監控中心可對監控點周邊半徑1公里林區進行24小時實時動態的監控，能在第一時間偵察到火情，盡早發現災情或隱患，及時處理可能突發的火災及其他異常事件，并且為災情發生時現場指揮提供依據。
當火災發生后，尤其是森林火災的情況下，火焰產生的煙霧很大，往往遮蓋了真正的著火點，以及火災的蔓延趨勢。紅外熱像儀有很強的穿透煙霧的能力，可有效地發現真正的著火點，以及火災的蔓延趨勢，因此，可用于指揮救火，盡量減少經濟、人員的損失。
而森林火災在地面火被撲滅的情況下，在地下往往還存在地下火的情況，因此，經常會出現死灰復燃的情況。紅外熱像儀可通過監控火災后森林地表的溫度，及時發現地表溫度的異常，確定地下火可能存在的地點。
3.系統建設的目標
實時監控
利用建立分布在各野外監控點，獲取覆蓋范圍內的監控紅外及可見光視頻圖像，實現全天候不間斷監控。在正常情況下攝像頭工作在自動巡航掃描方式，觀測人員在監控中心可觀測到一定范圍內的林木地貌、道路、人員等紅外及可見光視頻圖像，系統可進行全程錄像，若遇異常情況，工作人員可及時將紅外及可見攝像頭從自動狀態下轉為手動狀態，并對相關目標進行跟蹤、定位、放大（可見光），以便仔細全面地進行觀測分析。
動態監控
在有、無線傳輸系統的支持下，將紅外及可見光視頻圖像及其它信息實時、同步傳輸到監控中心，實現真實觀測森林區域的動態情況。
超溫自動報警
實時自動測量視場中物體的最高溫度，超過系統設置報警溫度自動報警，并輸出報警信號，實現森林防火早期預警。
3.1系統組成
紅外熱成像森林防火圖像監控系統一般由中心監控管理系統、傳輸系統、紅外熱成像系統、可見光成像系統、云臺控制系統、供電系統、避雷系統和鐵塔組成。
中心監控管理系統
主要實現視頻信號的圖像顯示、錄像控制，遠程控制、數據壓縮處理、網絡傳輸、系統控制管理、防火預警及數據庫管理。向指揮調度人員提供全面的、清晰的、可操作的、可錄制、可回放的現場實時圖像，并提供向上級部門連網功能。
傳輸系統
提供系統互聯及信息交互的聯網能力，監控系統的傳輸方式主要有電纜傳輸、光纜傳輸和無線傳輸等。一般來說，當攝像頭的安裝位置離監控中心較近時（幾百米以內），多采用電纜傳輸方式，當攝像頭的位置距離監控中心較遠時，往往采用光纜傳輸或無線傳輸方式。本系統考慮到各野外監控點的具體情況，擬采用光纜傳輸或無線傳輸方式。
紅外熱成像系統
提供森林防火早期預警信號，自動測量視場中物體的最高溫度，超過系統設定的報警溫升，自動報警。
可見光成像系統
提供直觀準確地現場情況和定位信息，在無災情期間里，可見光成像系統為森林巡檢增加了遠程視察的能力，在災情發生時，可見光成像系統能為監控中心提供直觀的現場信息，以便及早做出有效的應對方案。
供電系統
提供系統運行的基本電力保障及突發情況下的后備電力供應，供電系統根據各野外監控點的具體情況，采用市電及太陽能供電方式滿足常規使用及極端情況下的電力儲備和供應。
避雷系統
為系統提供安全保障。由于設備安裝在高山上，設備的避雷與接地對系統的穩定運行是非常重要的，系統的所有設備都安裝在避雷針的保護范圍之內，接地電阻不大于10Ω。
3.2多點監控的系統拓撲圖
3.3?系統設計
根據監控區域的特點，我們初步考慮在監控點與監控中心之間采用光纖和無線連接，監控中心能對指定區域進行巡視、圖像采集和溫度數據分析，實時進行最高點溫度搜索，實時防火預警。實時監視、調看各個監控點的紅外、可見光圖像和錄像資料。監控中心可自動或手動切換出各監控點該的圖像。
系統設計由兩部分構成：監控前端（監控點）和監控中心。
系統暫設18個防火監控前端（監控點）。在各監控點制高點架設紅外熱像儀及低照度長焦距可見光攝像頭各一臺，覆蓋半徑為1km，采用市電及太陽能給前端設備供電，配備室外全天候云臺及紅外熱像儀專用防護罩，紅外熱像儀及可見光攝像頭共用一個云臺。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，包含的其它設備還有：無線圖像發送設備、無線指令接收設備，數字光端機、太陽能供電設備、避雷設備等。
監控中心由監控工作站、矩陣控制主機、電視墻、硬盤錄像機等設備組成，監控工作站的圖像數據接入分局網絡，系統采用TCP/IP協議，網內經授權的任何一臺計算機均能監控各監控點的信息，系統采用模塊化結構，具有良好的可擴充性，可隨時增加撤減監控點。監控中心主要的功能就是：預警、顯示、控制、錄像和視頻數字化、網絡化。
4.設計關鍵及設備選型
4.1設備選擇
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及傳輸。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。
紅外熱像儀
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，為此需要用DS系列紅外熱像儀，該紅外熱像儀通過接收物體發射的紅外線，經過一系列的處理，可形成物體表面的熱圖像，并進行相關部位的溫度測量，這樣將有助于發現火情隱患。
可見光攝像頭和鏡頭選擇
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區域就較大。要使攝像頭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。
數據傳輸設備選擇
采用光纖傳輸的局域網進行通訊。
供電設備選擇
建議采用有線電纜的220V供電。
設備安全性及避雷
由于系統安裝在野外，設備無人值守。在設備安裝時除了需考慮設備安裝在較高的安裝上（需要通過專用梯才能進行維護）外，還需要盡量考慮各個監控點之間互相可見（進行互相監控）。
另外，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防浪涌對設備的損壞，接地良好是保證設備安全的關鍵。
4.2設備清單
| 序號 | 品名 | 規格型號 | 備注 |
| 1 | 在線式紅外熱成像儀 | DS-CS-3007 | |
| 2 | 重載云臺 | ||
| 3 | 可見光攝像機 | ||
| 4 | 光端機 | ||
| 6 | 主控服務器 | ||
| 7 | 線纜、機柜 | ||
| 9 | 視頻服務器 | ||
| 10 | 網絡交換機 | ||
| 11 | 其他安裝配件 |
4.3設備布點
該項目處于山區，地況復雜，設備需盡量安裝在山谷區域，便于安裝、調試及維護。根據項目情況，考慮完全覆蓋整個林區，預計需安裝18臺左右設備，布點圖如下：
5.系統技術優勢和特點
- 目標自動識別管理
對系統采集的熱圖進行自動目標識別，通過圖像配準的方法識別出該有效的監測目標，保證溫度監測的有效性。
- 防誤報識別系統
所有的溫度測量都基于有效的目標識別，根據巡查策略可以只監測有效的目標，對于標記過的干擾熱源自動剔除，有效的防止了誤報警的產生。
- 詳細監測目標狀態管理
建立所有目標溫度狀態的管理體系，在自動巡檢的同時這些目標進行溫度分析記錄。
- 自動巡航
采用方位角控制云臺，可以任意設置需要定時檢測的位置。提供多種方式的自動巡航方案，實現完全自動化運行，實現實時的對目標溫度狀態的巡檢、自動預警等功能。減少了人員巡視次數，提高運行人員工作效率。
- 自動預警
在系統巡航過程中，如發現目標設備溫度異常自動報警，報警信息有文字信息和聲音信息，提示運行人員具體的報警位置狀況信息，以便跟蹤報警點，確認告警情況并排除隱患。
- 雙視場監視，輔助識別
紅外熱像儀與高倍變焦可見光攝像機安裝在同一個云臺上，既可以保證兩個攝像頭監視的是同一個設備位置，也解決了紅外熱像難以識別目標的問題，便于及時判斷的具體報警點。