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案例時間：2016-04-25
案例應用產(chǎn)品：
黑龍江森林防火監(jiān)控案例
東北：廣大的山區(qū)，蘊育著豐富的森林，總蓄積量約占全國的1/3，目前仍是全國最主要的采伐基地，1995年木材產(chǎn)量占全國38.4%。農(nóng)業(yè)上從農(nóng)林區(qū)、農(nóng)耕區(qū)、 半農(nóng)半牧區(qū)過渡到純牧區(qū)。水熱條件的縱橫交叉，形成東北區(qū)農(nóng)業(yè)體系和農(nóng)業(yè)地域分異的基本格局，是綜合性大農(nóng)業(yè)基地的自然基礎(chǔ)。
東北區(qū)礦產(chǎn)資源豐富，主要礦種比較齊全。主要金屬礦產(chǎn)有鐵、錳、銅、鉬、鉛、鋅、金以及稀有元素等，非金屬礦產(chǎn)有煤、石油、油頁巖、石墨、菱鎂礦、白云石、滑石、石棉等。這些資源在全國有重要的地位。分布在鞍山、本溪一帶的鐵礦，儲量約占全國的1/4，目前仍是全國最大的探明礦區(qū)之一
在如此廣闊無垠的大山區(qū)，必須要做好森林防火預警監(jiān)控，邊遠的山區(qū)也給設(shè)備的選用，及適用性造成了很大的困擾。
應東北林業(yè)局的要求，我司：深圳市紅光達科技有限公司，特為此研發(fā)生產(chǎn)了一款超遠距離森林防火監(jiān)控預警系統(tǒng)。
系統(tǒng)應用：
一、前端監(jiān)控設(shè)備：主要由重載云臺、長焦透霧鏡頭、紅外熱成像組成。
1.熱成像超溫檢測系統(tǒng)
在大面積的森林中，火災往往是由隱火引發(fā)，這是毀滅性火災的根源，而用現(xiàn)有的普通檢測方法，很難發(fā)現(xiàn)這種隱性火災苗頭。而應用紅外熱成像儀可以快速有效地發(fā)現(xiàn)這些隱火，并且可以準確判定火災的地點和范圍。
自然界中任何溫度高于絕對零度的物體，都會不停地向周圍空間輻射包括紅外波段在內(nèi)的電磁波，物體表面的溫度越高，紅外輻射能量就越多，因此可以利用紅外輻射測量物體表面的熱狀態(tài)。
熱像儀工作在8-14μm，屬于遠紅外波段，正常森林的輻射波長范圍為8.5-12.2μm，在熱成像儀8-14μm的探測范圍之內(nèi)。目標溫度越高，從熱成像探測器組件輸出的數(shù)字信號值越大,即數(shù)字圖像的灰度值越大，根據(jù)此特點，超溫檢測工作過程如下：圖像采集模塊將探測器輸出的高精度圖像數(shù)據(jù)寫入內(nèi)存，圖像處理模塊運行超溫檢測算法，首先根據(jù)目標和背景的對比度計算出原始閾值，再結(jié)合用戶設(shè)定的目標溫度等級，計算出二值化閾值，將圖像二值化后進行連通域檢測，計算出目標區(qū)域面積和坐標，在畫面上標識出超溫區(qū)域并通過串口發(fā)出報警信息。
由于探測器接收到的紅外輻射能量受監(jiān)控距離和工作環(huán)境的影響，被檢測目標的溫度范圍也各不相同，所以為了達到理想的報警效果，可以根據(jù)用戶的具體使用環(huán)境設(shè)定被監(jiān)控目標的溫度等級，即目標與背景的溫度差別等級。
2.可見光圖像檢測系統(tǒng)
由于紅外熱成像儀成像清晰度差，可能存在一定程度上的誤報，因此系統(tǒng)又引入可見光圖像檢測，通過檢測火焰的靜態(tài)特征(顏色)和形態(tài)特征(閃爍性)兩個特征進行檢測。先利用靜態(tài)特征從視頻圖像中提取出與火焰顏色相似的區(qū)域，再利用形態(tài)特征對上面提取出來的區(qū)域進行檢測，通過視頻圖像分析算法，檢測出火焰產(chǎn)生二級報警信號。可見光攝像機模擬視頻信號接入到圖像檢測模塊，通過圖像采集單元的視頻解碼電路轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號后，被基于DSP的圖像處理單元處理，根據(jù)火災火焰的圖像特性，探測出畫面中出現(xiàn)的火焰，加入火焰識別標記后，再通過視頻編碼電路轉(zhuǎn)換為模擬視頻信號輸出。由于監(jiān)測場景不同，火焰所呈現(xiàn)的顏色、狀態(tài)也會不同。因此，在監(jiān)測時，可以根據(jù)環(huán)境要求，調(diào)整檢測模塊的工作狀態(tài)，通過設(shè)置相應參數(shù)閾值，如顏色靈敏度、動態(tài)靈敏度等，使檢測模塊可以更準確及時地識別出火焰。
3.云臺精確定位系統(tǒng)
由于采用自由掃描路徑快速分析技術(shù)，對云臺運動精度要求相當高。云臺精確定位系統(tǒng)采用步進電機，可實現(xiàn)變速功能，步長精確，實現(xiàn)攝像機與熱成像儀的水平和俯仰動作，配有高精度編碼器，使精度指標達到算法所需要的要求。其主要功能有：對云臺電機的運動控制、熱成像儀的變倍聚焦控制、熱成像儀檢測參數(shù)設(shè)置、可見光攝像機鏡頭控制、可見光檢測參數(shù)設(shè)置、接收監(jiān)控中心的控制命令、將報警信號/角度信息等傳回監(jiān)控中心等。
二、無線傳輸設(shè)備
無線數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)采用無線傳輸設(shè)備（包括無線網(wǎng)橋和擴頻微波設(shè)備），即利用一對無線傳輸設(shè)備，將兩個分離的網(wǎng)絡連接起來，并通過無線傳輸設(shè)備進行數(shù)字信號傳輸，完全能夠保證采用H.263/ MPEG-1/2/4等格式的數(shù)字視頻流穩(wěn)定可靠地進行傳輸，達到無線視頻監(jiān)控的目的。
無線網(wǎng)橋采用IEEE802.11b/g/a的無線網(wǎng)絡產(chǎn)品支持11、54Mbps及更高的網(wǎng)絡帶寬，適應于短距離無線傳輸（距離在30公里內(nèi)），帶寬隨傳輸距離的增加而減少
森林防火遠程無線監(jiān)控系統(tǒng)，由林區(qū)監(jiān)控中心、無線傳輸系統(tǒng)，以及前端監(jiān)控點構(gòu)成。前端監(jiān)控點，一般設(shè)置在林區(qū)各消防隙望塔制高點上，包括紅外低照度全天候攝像機、云臺控制系統(tǒng)、視頻服務器;各監(jiān)控點通過無線傳輸系統(tǒng)，將圖像傳輸?shù)奖O(jiān)控中心，無線網(wǎng)絡基站由無線網(wǎng)橋和天饋系統(tǒng)構(gòu)成;監(jiān)控中心通過無線監(jiān)控系統(tǒng)，不僅可以獲得全面的、清晰的、可錄制并回放的多畫面現(xiàn)場實時圖像，而且還可以對前端攝像機焦距和云臺運動進行操作和控制，通過云臺的實時角度數(shù)據(jù)回傳，結(jié)合GIS 系統(tǒng)可以實現(xiàn)火災發(fā)生點的精確定位，滿足當前森林防火的各種要求。
通過遠程無線監(jiān)控系統(tǒng)，森林防火管理中心能實時監(jiān)控林區(qū)火情實況，及時發(fā)現(xiàn)火情，起到預防火災的目的;火災發(fā)生時，該系統(tǒng)能將現(xiàn)場圖像實時傳回指揮中心，為指揮中心的遠程指揮調(diào)度提供有力的保障，最大限度地減小火災造成的損失;該系統(tǒng)能真實記錄火情發(fā)生、發(fā)展和消滅的整個過程，為火情的預防、治理提供真實有效的歷史資料。
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HGD—SR系列