黑(hēi)龍江森(sēn)林(lín)防火(huǒ)監控案例

         東(dōng)北(běi)：≤¥廣大(dà)的(de)山(shān)區(qū)，蘊育著(zhe)豐富的(d₽ε≈e)森(sēn)林(lín)，總蓄積量約占全國(guó)的(de)1/3，目前仍是(shì)全國‌γ±™(guó)最主要(yào)的(de)采伐基地(λ ∞Ωdì)，1995年(nián)木(mù)材産‌♣量占全國(guó)38.4%。農(nóng)業(¥♦yè)上(shàng)從(cóng)農(nóng£↑)林(lín)區(qū)、農(nóng)耕區(qū)、 半農(Ω'nóng)半牧區(qū)過渡到(dào)純牧區(qū)。水(shuǐ)熱(rè)條π↕↔件(jiàn)的(de)縱橫交叉，形成東(dōng)北(běi)區(qū)₹§農(nóng)業(yè)體(tǐ)系和(hé)農∏✔ (nóng)業(yè)地(dì)域分(fēn≈•★)異的(de)基本格局，是(shì)綜合性大(d₩×à)農(nóng)業(yè)基地(dì)的(de)自(zìλ£)然基礎。

東(dōng)北(běi)區(qū)礦産資源豐富，主要(yào¥‍​)礦種比較齊全。主要(yào)金(jīn​×)屬礦産有(yǒu)鐵(tiě)、錳、銅、钼、鉛、鋅、金(jīn)以及稀有(yǒu)元素等≠♠，非金(jīn)屬礦産有(yǒu)煤、石油、油頁岩、石墨、菱鎂礦、白(bái)雲石、滑石、石棉♦βδ®等。這(zhè)些(xiē)資源在全國(guó)有(yǒu)重要(yào)的(de)地(dì)Ω§位。分(fēn)布在鞍山(shān)、本溪一(yī)β✔帶的(de)鐵(tiě)礦，儲量約占全國(guó)的(de≈→)1/4，目前仍是(shì)全國(guó)最大(dà)的(de)探明(míng)礦區(qū)£♦之一(yī)

在如(rú)此廣闊無垠的(de)大(dà)山(shān)區(qū)，必須要(yào)做€φ(zuò)好(hǎo)森(sēn)林(l'↑♦₽ín)防火(huǒ)預警監控，邊遠(yuǎn)的(d∏×e)山(shān)區(qū)也(yě)給設備的(de)選用(yòng)，及↔×适用(yòng)性造成了(le)很(hěn)大(dà)的(de)困擾。

應東(dōng)北(běi)林(lín)業(yè)局的(de)要(yà§<∞o)求，我司：深圳市科運科技有限公司，特為(wè ♠ $i)此研發生(shēng)産了(le)一(yī)款超遠☆€ (yuǎn)距離(lí)森(sēn)林(lín)防火(huǒ)監控預​★‍警系統。

系統應用(yòng)：

一(yī)、前端監控設備：主要(yào)由重載雲台、長(cháng)焦透霧鏡頭、紅(h∑γ→óng)外(wài)熱(rè)成像組成。

1.熱(rè)成像超溫檢測系統

在大(dà)面積的(de)森(sēn)林(lín)β±♥↓中，火(huǒ)災往往是(shì)由隐火(huǒ)↕©→™引發，這(zhè)是(shì)毀滅性火(huǒ)災的(de)根•↑₹ 源，而用(yòng)現(xiàn)有(yǒu)的(de✘₽)普通(tōng)檢測方法，很(hěn)難發現(xiàn)這(zhè)種δ♦☆隐性火(huǒ)災苗頭。而應用(yòng)紅(hó←¶ng)外(wài)熱(rè)成像儀可(kě)以快(kuài)速有(yǒu)♠®效地(dì)發現(xiàn)這(zhè)些(xiē)隐火(huǒ)，≠£≥‌并且可(kě)以準确判定火(huǒ)災的(de)地(dì)點和(hé)範圍。

自(zì)然界中任何溫度高(gāo)于絕對(duì)零度的(de)物(w↓↔™∞ù)體(tǐ)，都(dōu)會(huì)不(bù)停地(dì)向周圍空(kōn•≈£σg)間(jiān)輻射包括紅(hóng)外(wài)波段在內(n ¥↕♥èi)的(de)電(diàn)磁波，物(wù)體(tǐ)表面的(de)溫度越高(gγ'āo)，紅(hóng)外(wài)輻射能(néng)量就(jiù)越多(duō)，因此可(kě)©×以利用(yòng)紅(hóng)外(wài)輻射測量物(wù)體(tǐ)表λ✘✔β面的(de)熱(rè)狀态。

熱(rè)像儀工(gōng)作(zuò)在8-14ββ©Ωμm，屬于遠(yuǎn)紅(hóng)外(wài)波段，正常森•±↓(sēn)林(lín)的(de)輻射波長(cháng≤$)範圍為(wèi)8.5-12.2μm，在熱(rè)π₩π成像儀8-14μm的(de)探測範圍之內(nèi)。目标≤✔←∑溫度越高(gāo)，從(cóng)熱(rè)成像探測器(qì)組件(jiàn)輸♣'‍↑出的(de)數(shù)字信号值越大(dà),即數(shù)字圖像的(de)灰 ♣度值越大(dà)，根據此特點，超溫檢測工(gōng)作(zuò)過程如∏®¥(rú)下(xià)：圖像采集模塊将探測器(qì)輸出的(de)高(↓‍φgāo)精度圖像數(shù)據寫入內(nèi)存，圖像處理(lǐ)模塊運行(xíng)超溫檢​÷‌©測算(suàn)法，首先根據目标和(hé)背景的(de)對(duì)≈‌$Ω比度計(jì)算(suàn)出原始阈值，再結合•₩∑用(yòng)戶設定的(de)目标溫度等級，計&∑(jì)算(suàn)出二值化(huà)阈值，将圖¥β像二值化(huà)後進行(xíng)連通(tōng)域檢測，計(jì)算(suàn)出目标‍×區(qū)域面積和(hé)坐(zuò)标，在畫(huà)面上(shàng)标識出超溫區(Ω←εqū)域并通(tōng)過串口發出報(bào)警信息。

由于探測器(qì)接收到(dào)的(de)紅(hóng)外(wài)輻射能(nén≈λ ¶g)量受監控距離(lí)和(hé)工(gōng)作(zuò)環境的(de)影(yǐn✘↑↔g)響，被檢測目标的(de)溫度範圍也(yě)各不(bù)相(xiàn☆♠g)同，所以為(wèi)了(le)達到(dào)理(lǐ)想的(de)報(bào)警效果，可≤​‍(kě)以根據用(yòng)戶的(de)具體(tǐ)使用(yòng)環境設定被監控★δ±目标的(de)溫度等級，即目标與背景的(de)溫度差别等級。

2.可(kě)見(jiàn)光(guāng)圖像↔☆÷檢測系統

由于紅(hóng)外(wài)熱(rè)成像儀成像清晰度差₽↕'€，可(kě)能(néng)存在一(yī)定程度上(shàng)的(de)誤報(bào)，因此系統σ→±α又(yòu)引入可(kě)見(jiàn)光¶£≤(guāng)圖像檢測，通(tōng)過檢測火(huǒ)焰的(de)靜(jìng)态特征(顔色)¥€≈♣和(hé)形态特征(閃爍性)兩個(gè)特征進行(γ¥€♦xíng)檢測。先利用(yòng)靜(jìng)态特征從♥•₽¶(cóng)視(shì)頻(pín)圖像中提取出與火​π™(huǒ)焰顔色相(xiàng)似的(de)區(qū)域，再利用(yòngש§)形态特征對(duì)上(shàng)面提取出來(©βσ♠lái)的(de)區(qū)域進行(xíng)檢測，通(tōng)過視(shì)頻®☆Ω✔(pín)圖像分(fēn)析算(suàn)法，檢測出¥♥→Ω火(huǒ)焰産生(shēng)二級報(bào)警信号。可(kě)見(j÷≤↑•iàn)光(guāng)攝像機(jī)模拟視(shì)頻(pín)信号接入到(dào)圖像檢測模 ™πε塊，通(tōng)過圖像采集單元的(de)視(shì)頻(pín)解碼電(diàn)路(lù)✔<轉換為(wèi)數(shù)字信号後，被基于DSP的(de)圖像處理(lǐ)​←單元處理(lǐ)，根據火(huǒ)災火(huǒ)¶♥'焰的(de)圖像特性，探測出畫(huà)面中出現(xiàn)的(de¥‍)火(huǒ)焰，加入火(huǒ)焰識别标記後，再通(tōng§♣∑)過視(shì)頻(pín)編碼電(diàn)路(lù)轉換為(wèi)模拟視(shì)頻(p↕↔"ín)信号輸出。由于監測場(chǎng)景不(bù)同，火(huǒ)焰所呈現(xiàn)的(d♦α←•e)顔色、狀态也(yě)會(huì)不(bù)同。因此，在監π&測時(shí)，可(kě)以根據環境要(yào)求，‌β調整檢測模塊的(de)工(gōng)作( ∏≠×zuò)狀态，通(tōng)過設置相(xiàng←∞Ω↓)應參數(shù)阈值，如(rú)顔色靈敏度、動态靈敏度等，使檢測模塊可(kě¥™≈¥)以更準确及時(shí)地(dì)識别出火(huǒ)焰。

3.雲台精确定位系統

由于采用(yòng)自(zì)由掃描路(lù)徑快(kuà¶↑∞πi)速分(fēn)析技(jì)術(shù)，對(duì)雲台運動精度要(yào)求≈€'相(xiàng)當高(gāo)。雲台精确定位系統±♣采用(yòng)步進電(diàn)機(jī)，可(kě)實現(xiàn)變速功能(néngε  ✘)，步長(cháng)精确，實現(xiàn±φ)攝像機(jī)與熱(rè)成像儀的(de)水(shuǐ)平和(hé)俯仰動作(zuò)，配有(≥↕↔yǒu)高(gāo)精度編碼器(qì)，使精度指标達到(dào)算(s‍$£•uàn)法所需要(yào)的(de)要(yào)求。其主要(yào)功能<↕β(néng)有(yǒu)：對(duì)雲台電(diàn)機(jī)的(de)運動控​÷α制(zhì)、熱(rè)成像儀的(de)變倍聚焦控制(zhì)、熱(Ω≠rè)成像儀檢測參數(shù)設置、可(kě)見(jiàn)光(§δ'$guāng)攝像機(jī)鏡頭控制(zhì)、可(kě)見(jiàn)光(guπ→‍ āng)檢測參數(shù)設置、接收監控中心的(de)控制(zhì)命令、将報(bàσ ✘Ωo)警信号/角度信息等傳回監控中心等。

二、無線傳輸設備

無線數(shù)字監控系統采用(yòng)無線傳輸設備（γ≤包括無線網橋和(hé)擴頻(pín)微(wēi)波設備），即利用(y↓★òng)一(yī)對(duì)無線傳輸設備，将兩個(gè)分(fēn)離(lí)的(de)網絡連接÷‍起來(lái)，并通(tōng)過無線傳輸設備進行(xíng)數(shù)字信号 ε傳輸，完全能(néng)夠保證采用(yòng)H.263/ MPEG-1 "≥/2/4等格式的(de)數(shù)字視(shì)頻(pín)流穩定可(kě)靠地(dì₽₩≤♣)進行(xíng)傳輸，達到(dào)無線視(shì)頻(pín)監控的 π↑(de)目的(de)。 

無線網橋采用(yòng)IEEE802.1‌♦1b/g/a的(de)無線網絡産品支持11、54Mbps及更高(gāo)的(✘↓de)網絡帶寬，适應于短(duǎn)距離(lí)無線傳輸（距離(lí)在30公裡(↓§&≥lǐ)內(nèi)），帶寬随傳輸距離(lí)的(de)增加而減少(shǎ>≤¥o)

森(sēn)林(lín)防火(huǒ)遠(yuǎn)₹€™程無線監控系統，由林(lín)區(qū)監控中心、無線傳輸系統，以及前端監控點構成。前端監控點，一®÷(yī)般設置在林(lín)區(qū)各消防隙望塔制(zhì)高(gāo)點上(shσ©àng)，包括紅(hóng)外(wài)低(dī)照(zhào)度全天候攝♣ε像機(jī)、雲台控制(zhì)系統、視(s¥₽hì)頻(pín)服務器(qì);各監控點通(tōng)過無線傳輸系統，将圖像傳輸到(®​dào)監控中心，無線網絡基站(zhàn)由無線網橋和(hé)₹♦₩β天饋系統構成;監控中心通(tōng)過無線監控系統，不(bù)僅可 φ(kě)以獲得(de)全面的(de)、清晰的(de)、可(kě)錄制(zhì)↔≤‍↔并回放(fàng)的(de)多(duō)畫(huà)面現(xiàn)場(<€chǎng)實時(shí)圖像，而且還(hái)可(kě)♠≥→‍以對(duì)前端攝像機(jī)焦距和(hé)雲台運動進行(xín​∏g)操作(zuò)和(hé)控制(zhì)，通(tōng)過雲台的​"γ(de)實時(shí)角度數(shù)據回傳，結合GIS 系統可(kě)以實現(xiàn)火(hu®"<✔ǒ)災發生(shēng)點的(de)精确定位，滿足當前森(sēn)林(lín)防火(huδ₹>®ǒ)的(de)各種要(yào)求。

通(tōng)過遠(yuǎn)程無線監控系統，森(sēn)林(lín)防火(huǒ)管理(lǐ)Ω≥>λ中心能(néng)實時(shí)監控林(lín)區(qū)火(huǒ)情實況，及時(shí)發現"Ω₹(xiàn)火(huǒ)情，起到(dào)預防₹δ火(huǒ)災的(de)目的(de);火(huǒ)災發生(shēng)時(s ↓←hí)，該系統能(néng)将現(xiàn)場(chǎng)圖像實時(shí)傳回指揮σ±中心，為(wèi)指揮中心的(de)遠(yuǎn)程×≤&•指揮調度提供有(yǒu)力的(de)保障，最大(¶✔©dà)限度地(dì)減小(xiǎo)火(huǒ)災造成的(de)損失;該系☆±÷®統能(néng)真實記錄火(huǒ)情發生(shēng♦γ☆γ)、發展和(hé)消滅的(de)整個(gè)過程，為(wèi)火(h$£uǒ)情的(de)預防、治理(lǐ)提供真實有(y≈λ↔ǒu)效的(de)曆史資料。

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