系统简介：
一． 森林放火监控系统不论其系统的大小或功能强弱，概括起来，主要由前端、传输、主控和网络4个部分构成。整个系统的主要作用在于快速处理警情和及时防范火警。一旦遇有火灾报警，可以为指挥中心提供准确的时间、地点、灾情及详细的图像信息，便于中心及时做出相应的决策。由于森林防火系统通常采用网络化设计，并进行多层次的并行分控，可以大大降低误警的概率，提高系统的灵活性和实用性。 另外，随着技术的进步，还在主控系统中增加了计算机图像识别技术，该技术主要适用于夜间监控，由计算机自动识别火灾警情。对减轻工作人员的劳动强度和提高火灾予警系统的自动化程度起到很大作用。
二． 四大要素的功能：
1。前端：所谓前端，包括低照度高清晰摄像机，万向云台，高倍望远镜头，防尘罩和供电电源等。摄像机的主要作用是获得高清晰度的图像，同时，在夜间也能发现林区的光亮点，并可以确切地知道相应的地理位置，所以，摄像机一定要选择高清晰，低照度的彩摄像机。有时为了提高夜间的识别能力，甚至选用星光级低照度摄像机或选用远红外摄像机。
镜头通常用长倍高焦镜头，又叫电动望远镜头。由于森林监控的监视范围较大，通常一个CCD摄像机要兼顾到几公里范围的区域，所以必须用高倍数的望远镜头。通常的焦距变化至少也要在10~200mm，一般远的要求焦距最长要达到500mm以上，这要根据具体环境来定。
万向云台的选取建议选用可以变速的万向云台，这一点尤其在使用长距镜头时尤为重要。但是，目前市场上的变速云台主要依赖进口，造价都很高。如果选择恒速云台，应尽量选择运转回差较小的云台。（如PIN-303等）
室外防尘罩的选取要求不甚严格，一是要考虑与当地气候相适应（例如在北方地区最好具有加热功能），二是考虑与所选取的摄像机和镜头的尺寸大小相配套。
2． 传输系统：
由于森林防火系统主要用于野外远距离传输，所以传输系统不外乎光缆和微波。通常由于森林山区的特殊性，光缆的铺设费用较高，且易被人为破坏，所以微波图像传输的主要特点成为森林防火的首选方案。微波传输的主要特点是便于架设、开通快。由于森林监控的监控点本身地势较高，所以正好克服了微波传输受地形限制的缺点。尤其是在前端到当地分控中心的传输过程中，采用微波是最佳方案。 目前，市场上常见的微波图像传输设备种类繁多，但是从工作方式上来看，主要分为模拟微波和数字微波两大类，而从工作频率上来看，主要有高频段和低频段之分，通常频率高于10GHz为高频段，低于10GHz为低频段。在低频段中，频率在2.4GHz~2.483GHz之间为全球统一划定的工业区用频段（即常说的扩频通信领域）。10GHz以上频段的微波设备传输特性为点波束传输，而10GHz以下的微波设备传输特性具有一定的发散性。10GHz以上的设备的天线尺寸相对较小，更适合于应用在环境条件较差的山野森林。
对于数字微波和模拟微波的差别，主要有以下几点：
a） 数字微波占用频率资源较少，由于采用了数字压缩技术，大大地提高了微波频率资源的使用频率。例如，采用2个EI接口（2M口）可以传输DVD等级的高清晰图像，而占用频率带宽仅为6MHz左右。如果采用模拟微波，则需要大约20MHz的带宽。所以，目前国家极力主张采用数字方式传送图像，主要是考虑到尽可能节省频谱资源。
b） 数字微波传送图像时，首先必须将图像进行压缩，然后送入数字微波通道，而接收端需要进行解压还原，所以，数字微波图像传输系统的成本造价远远高于模拟微波，它们的价格差异大约是一个数量级的概念。以效果最好的MPEG-2方式来说，尽管其图像可达到DVD效果，但其视频通道是一个模拟微波通道的十倍，这就大大地限制了它的应用范围。目前，另外两种常用的压缩方式为MPEG-1和MPEG-4永久模板，这两种压缩方式的压缩比较大，适合于窄带传输，速率在2M左右，成本比MPEG-2低很多，但是图像清晰度要差一些。MPEG-2的图像清晰度约为800*640像素，而MPEG-1和MPEG-4大约为352*288的清晰度（即VCD的清晰度）。
c） 从图像清晰度来说，MPEG-2的效果为DVD效果，该效果与模拟微波的效果等同，具有足够完美的清晰度，而MPEG-1和MPEG-4则明显劣于模拟微波图像设备。由于数字微
波的压缩需要高速运算电路处理，所以，压缩过的图像通常比模拟图像有一定的延迟时间。例如，MPEG-2和中央控制MPEG-1大约为延迟1~2秒，而MPEG-4则大约延迟0.3秒左右。也就是说，在监控中心看到的图像大约是摄像机在0.3~2秒以前所摄取的图像。这一点在控制云台镜头变化时，给操作带来了很大的麻烦，完全不像模拟微波那样灵活自如。所以，在监控领域，如果必须选择数字微波时，我们建议尽量选取MPEG-4的压缩方式。
d） 从抗干扰性能来说，如果采用扩频方式，则数字微波的抗干扰性能要优于模拟微波，如果采用简单的QPSK调制，则两者性能相近。为了提高系统的抗干扰能力，我们建议尽量采用频率高于10GHz的设备，如11MHz或13MHz频段，这种频段的设备传输特性类似于光学特性，点对点传输，波束宽度只有2左右，即使在一个监控系统中，也可以同时同一个频点传送多路图像，即用频率复用技术表提高频谱利用率。
e） 数字微波图像传输系统通常都是双向传输，而模拟微波图像传输为单向传输，所以在使用模拟微波图像传输系统时，必须增加一套低频段的点对多点的无线遥控系统，该系统只要占用一个25KHz带宽的无线数字信道即可。
3． 网络传输：
森林防火监控系统至少为2级监控网络，有些还要进行3级联网。即：省—市—县，或市—县—林场，但是原理基本相同。如果在某县设置一个监控中心，将前端的图像传到中心后，再将该中心与市指挥部监控中心联网。但是，网络连接方式主要有广域网和专线传输方式。广域网方式是通过电信的公众网，如Internet或ISDN将县指挥中心和市指挥中心联网，这种网络传输速率较低，通常传输非实时图像。专线传输方式是租用电信的2M数据专线，实现图像的实时传输。但是，不管如何传输，市级指挥中心必须实现对下层监控中心的实时监控和控制，必要时可以直接控制前端的云台和镜头。
在网络传输中的压缩方式应尽量选用MPEG-4方式。
4． 监控中心及主机：
监控中心及监控主机的选取应尽量选择协议通用性较强的串行通讯接口设备，而尽量避免采用曼码设备。串行接口的设备通用性强，可扩展性强，对功能的改进较容易，省去了许多协议转换设备，尤其是在流行数字监控的今天，更显出它的优势。在设计中，我们选用KT系列矩阵和AC系列数字监控系统。这样可以根据专有的用途来开发专用的软件，来提高系统的先进性，发掘出更多的功能。
KT系列矩阵最多可以扩充到128路，具有网络级联功能，组网十分灵活。
5． 电源系统：
鉴于野外工作的考虑，我们建议采用市电与后备电源供电双重方式工作，避免意外停电。
如果选用频率大于10GHz的设备，则可以大大降低耗电，增长后备供电时间。
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三． 系统配置：
综上所述，我们在设计森林防火监控系统时，具有工种选择方案：一种是数字主机+模拟传输；另一种是数字主机+数字传输方案。从图像效果和造价来说，应首选数字主机+模拟传输方案，而单从先进性来说，应选择全数字方案。我们给出两种系统的造价供选择。
假设有一个森林防火系统，该林区设置4个摄像机，覆盖方圆5Km范围的林区，该林区设一个分控中心，同时，要将该中心的图像传输到主控中心，中心可以对分控中心的所有设备进行遥控。
1． 数字主机+模拟传输方案（11.0GHz/13.0GHz频段）
1）AC-460KU图像收发系统 4套*
2）CM-300指令发射机 1套*
3）CM-308/ST-832指令接收解码器 4套*
4）AC-880C数字视频监控主机 1套*
5）低照度彩摄像机 4个*
6）10~200mm SL10200镜头 2个*
7）10~300mm 镜头 1个*
8）60~480mm 镜头 1个*
9）PIN-303云台 4个*
10）室外防尘罩 4个*
11）KT-8000键盘 1个*
12）KT-8016/8AV矩阵 1台*
13）视频监视器 15″平面 4台*
14）监控台、电视墙架 配套
15）网络传输系统则需要根据具体条件来定
2． 数字主机+数字传输方案（13.0GHz频段）
将以上设备的前面3项按以下设备替代，其他不变。
嵌入式硬盘录像机1对接扣件）NEC数字微波（13GHz） 4对*
2）MPEG-2压缩主机 4对*
4）...15）
3． 数字主机+数字传输（2.4GHz）
1）AC-2400数字微波主机 4对*
2）AC-8261视频压缩解压主机 4对*
4）...15） 同上
4． 数字主机+数字传输（5-7GHz）衣物加香
1）AC-5700数字微波主机 4对*
2）MPEG-2压缩解压 4对*
4）...15）同上
5．如果遇到阻挡，必须进行中继。如果用模拟中继的方案，则可以采用多路一起中继的方式，成本很低，但图像质量好。如果用数字微波，则必须视系统的构成而设置中继系统，数字微波的中继设备一般成本都很高。
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