森林防火4G攝像機視頻監控解決方案

（一）行業背景

1.監控必要性

森林火災是森林最危險的敵人，也是林業最可怕的災害，它會給森林帶來最有害、毀滅性的后果。監管部門對林場、周邊環境、火災隱患的巡查、維護及監管須得毫不放松，以平常謹小慎微心態，防天有不測風云。而森林一般處于偏僻地帶，山高路遠，面大林深，在日常的巡查維護中，即使以一周一次的巡查，也需要耗費大量的人力物力。在人為巡查過程中，還可能存在不及時、消極怠工等情況，因而采用高科技手段實現巡查監管消滅禍患于萌芽中已凸現其必要性。

2.監控可行性

1)網絡可行性

森林已有運營商網絡覆蓋，具備3G以及4G網絡覆蓋，具備了無線監控的網絡可行性。

2)電力供應可行性

森林內有運營商基站，運營商已解決電力供應問題，可以就近取電；對于遠離基站需要重新建設監控點，可以采取風光互補模式供電，目前風光互補系統的造價成本進一步降低，森林上部光照較為充足、風力較大，能滿足監控的能源需要。這兩種客觀條件的存在為監控提供了電力供應可行性。

（二）系統架構

系統拓撲圖

1.前端監控點

對于森林防火監控前端，采用4G攝像機4G高清網絡攝像機或4G高清視頻服務器+攝像頭組合，將監控點附近的相關視頻實時回傳至監控中心，林區負責人或監管部門可實時了解林區狀態，如有隱患或火災，可第一時間發現并采取相應措施。

前端監控點核心設備同時可實時將森林周邊的的氣象數據，包括：降雨量、溫濕度等參數回傳至監控中心，當林區天氣干燥或異常時，可第一時間做好預防措施。系統同時可以實現大容量的前端視頻存儲，能夠比較長時間的保存錄像。

2.巡林人員

對于部分林場需要安排巡林人員定期巡邏的，可配備專業巡邏手持終端。

當發現著火點、火災隱患點時，巡林人員可將現場情況實時回傳至監控中心，同時可與林區負責人實時交流。

巡林手持終端，支持GPS/北斗/基站定位功能，林區負責人可實時了解巡林員巡視區域。

3.系統防護措施

林區設備長期暴露于野外，加上林區易遭雷擊，應做好防護措施。

1) 對于室內監控點，可將設備固定安裝在指定位置。

2) 對于室外監控點，無線視頻服務器或云臺網絡球機等設備應選配室外用防護罩及云臺，注意密封防水和濕度調節。

3) 為了避免野外因雷擊而致使視頻設備遭破壞，需要安裝避雷設備。

避雷針與防雷器設計示意圖

（三）系統功能

1.遠程高清視頻實時顯示

4G攝像機支持3G/4G無線傳輸，效果最高可達1080P。

視頻管理平臺軟件截圖

2.報警及聯動

當有人員闖入、視頻丟失/遮擋、溫濕度異常報警、設備離開限定區域報警（防止被盜）時可觸發開啟聲光、錄像、抓圖、攝像機巡邏、發送短信、監控畫面彈出等報警動作。

3.短信上線

系統支持通過短信控制前端設備上線的功能。設備在開啟短信上線模式后，平時處于休眠狀態，在需要觀看前方森林的情況下，手機編輯短信發送至指定設備，即可控制該前端設備由休眠模式進入工作狀態，這樣就大大的節省了設備的電力損耗及運營自費。

4.手機觀看

系統支持Android/iOS/WP等系統的手機

目前系統手機功能主要支持視頻觀看、視頻錄制、圖片抓拍與上傳、云臺控制、雙向通話等，同時手機客戶端支持橫豎屏切換、支持QCIF/CIF/QVGA等視頻格式瀏覽。

手機客戶端

5.雙向語音

利用無線視頻服務器的雙向語音功能，通過網絡監控平臺實現領導和各監控點巡查工作人員在線語音、文字交流。界面簡介，方便人們迅速掌握。監控中心可以同時對多個前端設備喊話，客戶端支持雙音軌錄音，保留通話記錄。

6.錄像存儲下載及回放

系統支持對視頻、圖片、報警信息等存儲，啟動錄像的方式有手動錄像、報警錄像、定時錄像、計劃錄像等，存儲的位置有前端設備硬盤存儲、服務器平臺存儲、客戶端本地存儲三種可選，同時支持斷線續傳、無線下載、快放、慢放、逐幀播放等下載及回放方式。

7.溫濕度數據采集

無線視頻服務器具備RS232通訊串口，可以將降雨量、溫濕度等數據儀器采集到數據通過3G傳輸至后臺。在到達視頻監控平臺后，有兩種處理方式可供選擇：

1).不做任何處理，直接轉發至第三方平臺。在這種方式下，傳輸的數據對于視頻監控平臺來說是透明的，平臺僅提供傳輸通道，不做處理，處理過程由該儀器所對應的后臺解析軟件實現。

2).通過對接開發后，視頻監控平臺直接將相關數據解析出來，并疊加到視頻監控管理界面上。

8.野外供電

前端4G攝像機支持風光互補，太陽能板供電等方式，便于設備安裝使用。針對森林地理環境復雜，布線困難、無人值守等原因，通過太陽能電板利用光電效應，將太陽輻射能直接轉換成電能。其具有永久性、清潔性和靈活性三大優點，太陽能電池壽命長，只要太陽存在，太陽能電池就可以一次投入而長期使用。

太陽能供電安裝示意圖

（四）系統優勢

1.工程施工簡單

采用無線視頻監控后，可利用運營商既有網絡，無需挖溝布線，減少工程造價的同時，還可以降低因為網絡架設過程中對周邊居民的影響，以及繼而產生的不必要的糾紛。

2.節能環保

產品硬件經過精心設計，網絡視頻服務器正常工作狀態下約5W-6W，4G攝像機（帶云臺）正常工作狀態下約為40W，同時具備休眠功能，在休眠狀態下，能耗更降低50%，有效降低了能耗。在降低能耗的同時，如系統采用太陽能供電策略，能有效減少太陽能板面積及蓄電池電容，從而節省造價。

3.節省流量

設備可根據需要，設定為短信上線模式，開啟短信上線模式下，設備僅需要發送微量的?；顢祿?；即使設備全天候在線的情況下，如后臺無人觀看下，設備通訊過程中也不產生視頻流量。這些策略都有效地降低了運營商網絡承載壓力和用戶資費。

4.掉線率低

設備采取平滑過渡原則，在4G信號覆蓋范圍內，采用4G傳輸，如無，則采用3G網絡進行傳輸，可自動切換；同時設備具備自動重撥機制，設備離線后即可自動重撥，上線時間小于30秒，該機制確保了設備的穩定在線，杜絕了市面上某些產品掉電后重啟不了必須去前端維護的狀況。

5.維護迅速，擴容方便

前端設備支持遠程升級功能，在設備需要遠程升級的情況下，無需派人去前端進行維護，僅需要后臺操作即可。

（五）方案的預期效果

1.施工現場

整體方案的前端實施考慮到了森林防火系統的復雜性。前端均采用無線設備，免去了安裝布線的麻煩；設備可安裝于高處（如基站），從而可對整個現場起到有效的監控作用。

2.森林管理部門

無需派人時刻在森林、林場監管火患情況。通過接收設備，管理人員隨時隨地觀看到林場情況，人員活動情況，環境情況。

3.監控管理

管理平臺對不同級別的訪問者設置相應的不同訪問權限。如監管總部人員可以對下面每個森林情況進行監控；相關林場負責人只能對自己負責的相應林場進行監控，無權觀看其他地方情況。監控權限、錄像、截圖、下載、回放，云臺控制等權限管理，保障了監控信息的安全，對森林防火設施管理和控制以及安全提供了極大的便利。

4.預期對比