（一）行業(yè)背景

1.監(jiān)控必要性

森林火災(zāi)是森林最危險的敵人，也是林業(yè)最可怕的災(zāi)害，它會給森林帶來最有害、毀滅性的后果。監(jiān)管部門對林場、周邊環(huán)境、火災(zāi)隱患的巡查、維護(hù)及監(jiān)管須得毫不放松，以平常謹(jǐn)小慎微心態(tài)，防天有不測風(fēng)云。而森林一般處于偏僻地帶，山高路遠(yuǎn)，面大林深，在日常的巡查維護(hù)中，即使以一周一次的巡查，也需要耗費(fèi)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(shí)現(xiàn)巡查監(jiān)管消滅禍患于萌芽中已凸現(xiàn)其必要性。

2.監(jiān)控可行性

1)網(wǎng)絡(luò)可行性

森林已有運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)覆蓋，具備3G以及4G網(wǎng)絡(luò)覆蓋，具備了無線監(jiān)控的網(wǎng)絡(luò)可行性。

2)電力供應(yīng)可行性

森林內(nèi)有運(yùn)營商基站，運(yùn)營商已解決電力供應(yīng)問題，可以就近取電；對于遠(yuǎn)離基站需要重新建設(shè)監(jiān)控點(diǎn)，可以采取風(fēng)光互補(bǔ)模式供電，目前風(fēng)光互補(bǔ)系統(tǒng)的造價成本進(jìn)一步降低，森林上部光照較為充足、風(fēng)力較大，能滿足監(jiān)控的能源需要。這兩種客觀條件的存在為監(jiān)控提供了電力供應(yīng)可行性。

（二）系統(tǒng)架構(gòu)

系統(tǒng)拓?fù)鋱D

1.前端監(jiān)控點(diǎn)

對于森林防火監(jiān)控前端，采用4G攝像機(jī)4G高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)或4G高清視頻服務(wù)器+攝像頭組合，將監(jiān)控點(diǎn)附近的相關(guān)視頻實(shí)時回傳至監(jiān)控中心，林區(qū)負(fù)責(zé)人或監(jiān)管部門可實(shí)時了解林區(qū)狀態(tài)，如有隱患或火災(zāi)，可第一時間發(fā)現(xiàn)并采取相應(yīng)措施。

前端監(jiān)控點(diǎn)核心設(shè)備同時可實(shí)時將森林周邊的的氣象數(shù)據(jù)，包括：降雨量、溫濕度等參數(shù)回傳至監(jiān)控中心，當(dāng)林區(qū)天氣干燥或異常時，可第一時間做好預(yù)防措施。系統(tǒng)同時可以實(shí)現(xiàn)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(yè)巡邏手持終端。

當(dāng)發(fā)現(xiàn)著火點(diǎn)、火災(zāi)隱患點(diǎn)時，巡林人員可將現(xiàn)場情況實(shí)時回傳至監(jiān)控中心，同時可與林區(qū)負(fù)責(zé)人實(shí)時交流。

巡林手持終端，支持GPS/北斗/基站定位功能，林區(qū)負(fù)責(zé)人可實(shí)時了解巡林員巡視區(qū)域。

3.系統(tǒng)防護(hù)措施

林區(qū)設(shè)備長期暴露于野外，加上林區(qū)易遭雷擊，應(yīng)做好防護(hù)措施。

1) 對于室內(nèi)監(jiān)控點(diǎn)，可將設(shè)備固定安裝在指定位置。

2) 對于室外監(jiān)控點(diǎn)，無線視頻服務(wù)器或云臺網(wǎng)絡(luò)球機(jī)等設(shè)備應(yīng)選配室外用防護(hù)罩及云臺，注意密封防水和濕度調(diào)節(jié)。

3) 為了避免野外因雷擊而致使視頻設(shè)備遭破壞，需要安裝避雷設(shè)備。

避雷針與防雷器設(shè)計示意圖

（三）系統(tǒng)功能

1.遠(yuǎn)程高清視頻實(shí)時顯示

4G攝像機(jī)支持3G/4G無線傳輸，效果最高可達(dá)1080P。

視頻管理平臺軟件截圖

2.報警及聯(lián)動

當(dāng)有人員闖入、視頻丟失/遮擋、溫濕度異常報警、設(shè)備離開限定區(qū)域報警（防止被盜）時可觸發(fā)開啟聲光、錄像、抓圖、攝像機(jī)巡邏、發(fā)送短信、監(jiān)控畫面彈出等報警動作。

3.短信上線

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

4.手機(jī)觀看

系統(tǒng)支持Android/iOS/WP等系統(tǒng)的手機(jī)

目前系統(tǒng)手機(jī)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(jī)客戶端支持橫豎屏切換、支持QCIF/CIF/QVGA等視頻格式瀏覽。

手機(jī)客戶端

5.雙向語音

利用無線視頻服務(wù)器的雙向語音功能，通過網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控平臺實(shí)現(xiàn)領(lǐng)導(dǎo)和各監(jiān)控點(diǎn)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(jiān)控中心可以同時對多個前端設(shè)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(tǒng)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(shè)備硬盤存儲、服務(wù)器平臺存儲、客戶端本地存儲三種可選，同時支持?jǐn)嗑€續(xù)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(shù)據(jù)采集

無線視頻服務(wù)器具備RS232通訊串口，可以將降雨量、溫濕度等數(shù)據(jù)儀器采集到數(shù)據(jù)通過3G傳輸至后臺。在到達(dá)視頻監(jiān)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(zhuǎn)發(fā)至第三方平臺。在這種方式下，傳輸?shù)臄?shù)據(jù)對于視頻監(jiān)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(yīng)的后臺解析軟件實(shí)現(xiàn)。

2).通過對接開發(fā)后，視頻監(jiān)控平臺直接將相關(guān)數(shù)據(jù)解析出來，并疊加到視頻監(jiān)控管理界面上。

8.野外供電

前端4G攝像機(jī)支持風(fēng)光互補(bǔ)，太陽能板供電等方式，便于設(shè)備安裝使用。針對森林地理環(huán)境復(fù)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(yīng)，將太陽輻射能直接轉(zhuǎn)換成電能。其具有永久性、清潔性和靈活性三大優(yōu)點(diǎn)，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(tǒng)優(yōu)勢

1.工程施工簡單

采用無線視頻監(jiān)控后，可利用運(yùn)營商既有網(wǎng)絡(luò)，無需挖溝布線，減少工程造價的同時，還可以降低因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)架設(shè)過程中對周邊居民的影響，以及繼而產(chǎn)生的不必要的糾紛。

2.節(jié)能環(huán)保

產(chǎn)品硬件經(jīng)過精心設(shè)計，網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器正常工作狀態(tài)下約5W-6W，4G攝像機(jī)（帶云臺）正常工作狀態(tài)下約為40W，同時具備休眠功能，在休眠狀態(tài)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(tǒng)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(jié)省造價。

3.節(jié)省流量

設(shè)備可根據(jù)需要，設(shè)定為短信上線模式，開啟短信上線模式下，設(shè)備僅需要發(fā)送微量的保活數(shù)據(jù)；即使設(shè)備全天候在線的情況下，如后臺無人觀看下，設(shè)備通訊過程中也不產(chǎn)生視頻流量。這些策略都有效地降低了運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)承載壓力和用戶資費(fèi)。

4.掉線率低

設(shè)備采取平滑過渡原則，在4G信號覆蓋范圍內(nèi)，采用4G傳輸，如無，則采用3G網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸，可自動切換；同時設(shè)備具備自動重?fù)軝C(jī)制，設(shè)備離線后即可自動重?fù)?，上線時間小于30秒，該機(jī)制確保了設(shè)備的穩(wěn)定在線，杜絕了市面上某些產(chǎn)品掉電后重啟不了必須去前端維護(hù)的狀況。

5.維護(hù)迅速，擴(kuò)容方便

前端設(shè)備支持遠(yuǎn)程升級功能，在設(shè)備需要遠(yuǎn)程升級的情況下，無需派人去前端進(jìn)行維護(hù)，僅需要后臺操作即可。

（五）方案的預(yù)期效果

1.施工現(xiàn)場

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

2.森林管理部門

無需派人時刻在森林、林場監(jiān)管火患情況。通過接收設(shè)備，管理人員隨時隨地觀看到林場情況，人員活動情況，環(huán)境情況。

3.監(jiān)控管理

管理平臺對不同級別的訪問者設(shè)置相應(yīng)的不同訪問權(quán)限。如監(jiān)管總部人員可以對下面每個森林情況進(jìn)行監(jiān)控；相關(guān)林場負(fù)責(zé)人只能對自己負(fù)責(zé)的相應(yīng)林場進(jìn)行監(jiān)控，無權(quán)觀看其他地方情況。監(jiān)控權(quán)限、錄像、截圖、下載、回放，云臺控制等權(quán)限管理，保障了監(jiān)控信息的安全，對森林防火設(shè)施管理和控制以及安全提供了極大的便利。

4.預(yù)期對比