山东神戎电子股份有限公司森林防火智能分析系统(vlv700+热成像).doc

山东神戎电子股份有限公司目 录.1一、系统总体结构与基本功能21.系统构成22.基本功能2二、系统特点31.先进性32.可靠性33.实用性44.操作和维护的方便性45.安全性46.规范性47.可扩充性5三、热成像应用于森林防火监控的优势5四、前端设备介绍VLV700FH1008五、上位机监控软件11六、质量保证与售后服务12七、联系方式 13一、系统总体结构与基本功能1.系统构成图1 系统构成系统结构示意图如上图所示，主要由前端远距离红外热成像系统、智能图像处理系统、传输系统和后端监控中心组成。根据所要监控区域的范围设立红外热像仪，安装在云台上，云台可受控制中心控制。视频信号和控制信号经视频服务器编码后通过无线（无线网桥）或有线方式（光纤或有线网络）传输至控制中心，视频图像及报警监控信息在这里实时显示。一旦发现火情即可通过控制中心的系统控制向前端摄像发送控制信号，控制云台及摄像机跟踪目标，控制中心可根据情况，做出分析，向巡逻人员下达指挥命令。2.基本功能（1）实时视频监控系统实现了对监控区域的实时视频监控，在监控中心的显示终端上能够显示前端实时场景。（2）云台控制智能图像处理器可以控制云台进行360旋转，对监控区域进行多角度监控。（3）视频录像系统管理员可以按照需求指定录像通道的帧率、编码质量、录像空间大小、录像触发方式，系统能自动管理磁盘空间，执行录像任务。（4）地图导向标注前端智能图像处理器安装的精确位置。并且在发生火灾时，可大概指引着火方向和着火点。（5）日志信息前端智能图像处理器产生的运行日志发送到监控中心服务器中。监控中心服务器上实时显示日志信息，按配置要求给出告警。用户可以按输入的条件来查询日志的历史记录和视频录像。（6)扩展功能和系统集成 在森林防火智能分析系统设计中充分考虑了模块化和灵活性。监控中心和前端通信、监控中心数据库管理都有软件开发包，监控中心服务器也能做到定制开发集成其它厂商的设备或者扩展系统业务功能。集成商可以将前端设备集成到他们的系统中。二、系统特点 1.先进性现代信息技术的发展，是现代科学技术发展中最活跃的领域，每一个新技术的出现都对我们的工作方式产生极大的影响，对我们工作效率的提高起到极大的推动作用。因此本系统采用先进的技术和设备，这一方面反映了系统所具有的先进水平，又使得系统具有强大的发展潜力。所以，在投资费用许可的情况下应当充分利用现代最新技术、最可靠的成果，以使该系统在尽可能长的时间内与社会发展相适应。从长期的观点看，这也是最节省经费的。 2.可靠性可靠性是安全防范系统设计中的关键，为此在制作本方案时即选用产品时，我们主要考虑以下几点：既要考虑技术的先进性，又要考虑技术的成熟性采取集中型控制方式，从系统设计结构形式和控制方式的角度来提高系统总体可靠性，从而达到先进性和可靠性的完美统一遵循严格科学的施工规范，为系统的连接，架设可靠的神经中枢，从而为系统的总体可靠性打下最坚实的基础。3.实用性系统具有较高的集成度又有简洁科学的体系结构，减少中间环节，以保证系统能高效运行，又能稳定可靠地工作。先进性与经济性往往会产生矛盾，这就需要在制定总体设计方案时：选择性能价格比最佳的设备和系统要善于从实际出发，突出实用功能，去掉“华而不实”的无用功能，降低总体投资，求的先进性与经济性的统一。4.操作和维护的方便性我们认为操作和维护的方便性是当今应用系统成功与否的很重要的因素。这里的可维护性包含二层含义：易于故障的排除：在其中一个环节出故障时，可以在不影响使用情况下进行维修、维护，模块化的设计也使故障的排除大大简化了；日常管理操作简便：系统应该可以方便地设定和操作，功能强大的同时尽量操作简单，使使用人员可以尽快掌握用途。同时，简便的操作使系统的稳定性和可维护性也相应提高了。5.安全性系统设计既要考虑自身的安全又要考虑使用环境的安全。本系统在设计上采取了有效措施，如越界报警、安全附属摄像机等，防止系统本身受到破坏；另外也考虑了森林防火的需要，系统尽量减少使用中高压电，而是使用弱电技术。6.规范性为了保证工程建设的高效顺利实施，在系统建设过程中，严格按照现代项目管理基本原理管理和运作整个工程。项目管理循环包括:项目开始、项目选型、项目计划、项目执行、项目评估及更新和项目完成六项主要内容。同时在系统建设过程中，严格遵循了相关的国际标准、工业标准、国家标准及行业标准，例如GB-8566-88计算机软件开发规范、GB/T 12504-90计算机软件质量保证计划规划、森林防火条例、GB 22134-2008火灾自动报警系统组件兼容性要求森林火灾经济损失额统计标准等。7.可扩充性系统考虑今后发展的需要，因而必须具有在系统产品系列、容量与处理能力等方面的扩充与换代的可能，这种扩充不仅充分保护了原有投资，而且具有较高的综合性能价格比。 例如，本系统可以结合地理信息系统使用，森林防火指挥决策者，可根据各种坐标或方位信息进行热点定位和获得最短路径自动提示，落实到森林资源分布图中，查看森林资源分布、道路分布、水源分布、居民点分布以及地形状况，为扑火救援工作提供实际的基础信息；可以根据风向、风速、地形、森林资源信息，通过林火蔓延模型，直观地模拟一定时间内林火的蔓延趋势，为林火的扑救工作提供科学的预测信息;可以通过防火物资储备库名称、地名、扑火队伍名称，在图面上快速定位，迅速决策;可以快速查询到相关人员的手机、电话、通讯地址，以达到及时通知、尽早灭火的目的;并且可以快速方便地进行灾后评估。三、热成像应用于森林防火监控的优势自然界中的一切物体的温度都高于绝对零度，都会有红外辐射这是由于物体内部分子热运动的结果。其辐射能量正比于自身温度的四次方成正比，辐射出的波长与其温度成反比。红外成像技术就是根据探测到的物体的辐射能的大小。经系统处理转变为目标物体的热图像，以灰度级或伪彩色显示出来，即得到被测目标的温度分布从而判断物体所处的状态。林区背景温度一般在-4060摄氏度，而森林可燃物产生的火焰的温度为60O1200摄氏度，两者温度相差较大。在热图像中很容易将可燃物的燃烧情况从地形背景中分离出来。根据热图像的温度分布，我们不仅可以判断火的性质还能探测出火的位置、火场面积、从而估计火势。图2 不同温度的物体辐射的波长正常-40-60度火焰400-1200度图3 火焰和正常森林的温度和辐射对比火焰的辐射波长范围为2-20微米，正常森林的辐射波长范围为8.5-12.2微米，都在热成像仪8-14微米的探测范围之内。正常森林的绝对温度按300K计算，火焰的绝对温度按1200K计算，那么，火焰的辐射能量是正常森林的16倍。因此，着火点在红外热成像图像上为明显的高温区。热成像能更早发现潜在火源由于红外热成像仪是反映物体表面温度而成像的设备，因此除了夜间可以作为现场监控使用外，还可以作为有效防火报警设备，在大面积的森林中，火灾往往是由不明显的隐火引发的。这是毁灭性火灾的根源，用现有的普通方法，很难发现这种隐性火灾苗头。而应用红外热成像仪可以快速有效地发现这些隐火，并且可以准确判定火灾的地点和范围，透过烟雾发现着火点，做到早知道早预防，早扑灭。图4 SHR-IR100系列红外热成像仪发现隐火（没有火焰）与可见光对比图5 夜间热成像的伪彩色功能显示房子各部分的温度不同热成像能穿透尘雾发现火情图6 SHR-IR100系列红外热成像仪透过烟雾发现火情与可见光对比热成像更有利于分析火灾发展趋势热成像技术能够分辨出不同温度的火焰，为火灾趋势分析提供依据。四、前端设备介绍VLV700FH100VLV700FH100集成了红外热像仪，彩色摄像机，可同时输出两路视频，具有热像仪超温检测功能，白天热成像检测到高温目标，同时可见光摄像机检测到火源时，云台停止巡航，并向远程监控主机发送报警信息，报警信息包括：机器ID，云台水平和俯仰角度，超温区域的坐标（左上角和右下角）。夜间由于环境干扰较少只需要热成像检测到超温目标即可认定有火情。1、热像仪测温报警功能红外图像反映了物体表面的温度分布，温度越高，红外辐射能量就越多，相应的数字图像值就越大，由于着火点的温度远大于环境温度，通过实时检测红外图像，便能及时发现高温目标，输出报警信息给云台，同时在画面上标识出超温区域。 2、报警信息传输发现火情后，云台停止巡航，将报警信息再加上机器ID，报警时的俯仰和水平角度打包后通过RS485传给视频服务器，视频服务器通过网络传给上位机报警软件。停顿一段时间后，云台重新开始巡航监控。3、主要技术指标1、整机配置及相关指标配置摄像机一体化摄像机 热成像非制冷微测辐射热计焦平面阵列电源DC12V20% DC24V20% 接口 RS485、视频输出2、DC12V电源、DC24V电源技术指标监视范围不低于1km功耗50W重量16.5Kg尺寸(长宽高)300485345 mm环境指标工作温度 -25+ 60 储存温度 -40+ 85 抗 冲 击 150m/s 2 11ms 防 盐 雾 在PH值6.5-7.2，连续喷雾48小时 2、主要部件相关指标摄像机参数扫描方式逐行扫描变焦36倍光学，12倍数字变焦有效像素44万焦距长度f3.5122.4mm信噪比50db最低照度0.01Lx电子快门1/11/10000s白平衡自动，宽动态，室内，室外，单键，手动背光补偿ONOFF视场角1.7度57.8度云台基本功能俯仰角度-45 +45预置位最多128个线扫速度20度/s 热成像感光器件非制冷微测辐射热计焦平面阵列波长8-14m视场角7.05.6调焦电动调焦，有自动聚焦功能镜头100mm， F1.0火情检测距离10m x 10m火源 6公里五、上位机监控软件 本系统通过网络视频服务器，可在监控中心对现场视频进行实时录像，对报警信息进行及时处理。系统支持地图显示，直观显示各个探测器在监控区域的位置和监控区域的大致平面结构，在火警发生时，可以通过报警信息，快速定位报警地点。通过监控软件还可以对云台，热像仪，彩色摄像机进行控制。 后台监控软件界面如下图所示： 图10 上位机软件界面功能：1 在监控界面直接显示远程视频，有录像、回放、抓屏等功能。2 可直接控制云台，上下左右移动，除自动巡航外还可调节光圈大小、有调焦、聚焦等功能。3 发生火灾后，有报警功能，并记录报警日志。日志可查询、统计。4 可通过地图直观查看防火分析仪安装具体位置。5 通过上位机软件远程调试防火分析仪的参数。六、质量保证与售后服务1客户满意是我们的宗旨，质量是公司的生命，本公司夜视产品均采用多项军工技术和独有关键技术，性能先进，质量可靠。2只要您提出要求，我们就能凭借先进的技术、丰富的经验和以客户为中心的服务理念为你量身定制一套优质、实用的系统。3本公司产品都配有详细的安装说明和操作说明，安装操作方便，并且提供首次安装的技术指导和必要的人员培训。4您在使用本公司产品过程中如遇到任何质量、