1.项目概况
由于城市生态建设进程加快，森林资源丰富，风景旅游区林草茂密，以森林景观为主的风景旅游区面积不断扩大，林区可燃物增多，面临着林火隐患和森林火灾威胁，防火任务日益艰巨。森林防火工作仍存在野外火源管理难度大，林区火灾隐患增多等薄弱环节，如何提升森林防火现代化水平，及时掌握了解各个林区、风景旅游区的现状，及早发现火情，将森林火灾带来的损失减少到最小，是目前急需解决的。基于森林防火的实际情况，我公司设计了一套基于红外热像仪的防火监控平台，利用热成像原理，通过接收物体发射的红外线，将被测目标物体表面的红外辐射转变成视频信号，同时接收被探测目标自身辐射的热能，并将其转换成反映目标特征的实时物体表面的热图像，来监测火灾及其他异常事件，是结合现今行业发展水平的集成化，网络化的红外热成像森林防火图像监控系统的解决方案。
2.设计需求
通过红外热成像森林防火图像监控系统，工作人员在监控中心可对监控点周边半径1公里林区进行24小时实时动态的监控，能在第一时间侦察到火情，尽早发现灾情或隐患，及时处理可能突发的火灾及其他异常事件，并且为灾情发生时现场指挥提供依据。
当火灾发生后，尤其是森林火灾的情况下，火焰产生的烟雾很大，往往遮盖了真正的着火点，以及火灾的蔓延趋势。红外热像仪有很强的穿透烟雾的能力，可有效地发现真正的着火点，以及火灾的蔓延趋势，因此，可用于指挥救火，尽量减少经济、人员的损失。
而森林火灾在地面火被扑灭的情况下，在地下往往还存在地下火的情况，因此，经常会出现死灰复燃的情况。红外热像仪可通过监控火灾后森林地表的温度，及时发现地表温度的异常，确定地下火可能存在的地点。
3.系统建设的目标
实时监控
利用建立分布在各野外监控点，获取覆盖范围内的监控红外及可见光视频图像，实现全天候不间断监控。在正常情况下摄像头工作在自动巡航扫描方式，观测人员在监控中心可观测到一定范围内的林木地貌、道路、人员等红外及可见光视频图像，系统可进行全程录像，若遇异常情况，工作人员可及时将红外及可见摄像头从自动状态下转为手动状态，并对相关目标进行跟踪、定位、放大（可见光），以便仔细全面地进行观测分析。
动态监控
在有、无线传输系统的支持下，将红外及可见光视频图像及其它信息实时、同步传输到监控中心，实现真实观测森林区域的动态情况。
超温自动报警
实时自动测量视场中物体的最高温度，超过系统设置报警温度自动报警，并输出报警信号，实现森林防火早期预警。
3.1系统组成
红外热成像森林防火图像监控系统一般由中心监控管理系统、传输系统、红外热成像系统、可见光成像系统、云台控制系统、供电系统、避雷系统和铁塔组成。
中心监控管理系统
主要实现视频信号的图像显示、录像控制，远程控制、数据压缩处理、网络传输、系统控制管理、防火预警及数据库管理。向指挥调度人员提供全面的、清晰的、可操作的、可录制、可回放的现场实时图像，并提供向上级部门连网功能。
传输系统
提供系统互联及信息交互的联网能力，监控系统的传输方式主要有电缆传输、光缆传输和无线传输等。一般来说，当摄像头的安装位置离监控中心较近时（几百米以内），多采用电缆传输方式，当摄像头的位置距离监控中心较远时，往往采用光缆传输或无线传输方式。本系统考虑到各野外监控点的具体情况，拟采用光缆传输或无线传输方式。
红外热成像系统
提供森林防火早期预警信号，自动测量视场中物体的最高温度，超过系统设定的报警温升，自动报警。
可见光成像系统
提供直观准确地现场情况和定位信息，在无灾情期间里，可见光成像系统为森林巡检增加了远程视察的能力，在灾情发生时，可见光成像系统能为监控中心提供直观的现场信息，以便及早做出有效的应对方案。
供电系统
提供系统运行的基本电力保障及突发情况下的后备电力供应，供电系统根据各野外监控点的具体情况，采用市电及太阳能供电方式满足常规使用及极端情况下的电力储备和供应。
避雷系统
为系统提供安全保障。由于设备安装在高山上，设备的避雷与接地对系统的稳定运行是非常重要的，系统的所有设备都安装在避雷针的保护范围之内，接地电阻不大于10Ω。
3.3 系统设计
根据监控区域的特点，我们初步考虑在监控点与监控中心之间采用光纤和无线连接，监控中心能对指定区域进行巡视、图像采集和温度数据分析，实时进行最高点温度搜索，实时防火预警。实时监视、调看各个监控点的红外、可见光图像和录像资料。监控中心可自动或手动切换出各监控点该的图像。
系统设计由两部分构成：监控前端（监控点）和监控中心。
系统暂设18个防火监控前端（监控点）。在各监控点制高点架设红外热像仪及低照度长焦距可见光摄像头各一台，覆盖半径为1km，采用市电及太阳能给前端设备供电，配备室外全天候云台及红外热像仪专用防护罩，红外热像仪及可见光摄像头共用一个云台。监控前端的任务就是负责各个林区视频信号采集和控制实现，包含的其它设备还有：无线图像发送设备、无线指令接收设备，数字光端机、太阳能供电设备、避雷设备等。
监控中心由监控工作站、矩阵控制主机、电视墙、硬盘录像机等设备组成，监控工作站的图像数据接入分局网络，系统采用TCP/IP协议，网内经授权的任何一台计算机均能监控各监控点的信息，系统采用模块化结构，具有良好的可扩充性，可随时增加撤减监控点。监控中心主要的功能就是：预警、显示、控制、录像和视频数字化、网络化。
4.设计关键及设备选型
4.1设备选择
系统中各设备选型时应考虑到监控对象特点，能否实现大范围的清晰扫描及传输。由于各个前端设备安装在野外，设备安装施工要充分考虑到野外设备工作的要求，并且应该尽量减少系统的维护工作量。
红外热像仪
鉴于监控的目的是森林防火，不但对于明火能够进行监测，对于一些隐患也应该能够进行发现、监测，为此需要用DS系列红外热像仪，该红外热像仪通过接收物体发射的红外线，经过一系列的处理，可形成物体表面的热图像，并进行相关部位的温度测量，这样将有助于发现火情隐患。
可见光摄像头和镜头选择
为了减少安装、维护的工作量，安装的摄像机应该数量少，这就要求每个摄像机负责的区域就较大。要使摄像头能够监测的范围够大，除了需要选择合适的安装地点（无遮挡）和天气良好（无雾）外，另外就是要选择大变焦的镜头。
数据传输设备选择
采用光纤传输的局域网进行通讯。
供电设备选择
建议采用有线电缆的220V供电。
设备安全性及避雷
由于系统安装在野外，设备无人值守。在设备安装时除了需考虑设备安装在较高的安装上（需要通过专用梯才能进行维护）外，还需要尽量考虑各个监控点之间互相可见（进行互相监控）。
另外，各个前端设备安装在野外，而且安装在较高处（保证可视范围需要），发生雷击的可能性很大，需要考虑全面的防雷措施，第一是在安装杆的高处需要安装避雷针，以防直击雷的破坏，各个关键设备需要安装避雷器以防浪涌对设备的损坏，接地良好是保证设备安全的关键。
4.2设备清单
在线式红外热成像仪、重载云台、可见光摄像机、光端机、主控服务器、线缆、机柜、视频服务器、
网络交换机、其他安装配件。
4.3设备布点
该项目处于山区，地况复杂，设备需尽量安装在山谷区域，便于安装、调试及维护。根据项目情况，考虑完全覆盖整个林区，预计需安装18台左右设备。
5.系统技术优势和特点
目标自动识别管理
对系统采集的热图进行自动目标识别，通过图像配准的方法识别出该有效的监测目标，保证温度监测的有效性。
防误报识别系统
所有的温度测量都基于有效的目标识别，根据巡查策略可以只监测有效的目标，对于标记过的干扰热源自动剔除，有效的防止了误报警的产生。
详细监测目标状态管理
建立所有目标温度状态的管理体系，在自动巡检的同时这些目标进行温度分析记录。
自动巡航
采用方位角控制云台，可以任意设置需要定时检测的位置。提供多种方式的自动巡航方案，实现完全自动化运行，实现实时的对目标温度状态的巡检、自动预警等功能。减少了人员巡视次数，提高运行人员工作效率。
自动预警
在系统巡航过程中，如发现目标设备温度异常自动报警，报警信息有文字信息和声音信息，提示运行人员具体的报警位置状况信息，以便跟踪报警点，确认告警情况并排除隐患。
双视场监视，辅助识别
红外热像仪与高倍变焦可见光摄像机安装在同一个云台上，既可以保证两个摄像头监视的是同一个设备位置，也解决了红外热像难以识别目标的问题，便于及时判断的具体报警点。
