森林草原防火视频监控前端视频采集系统设计方案

森林草原防火视频监控前端视频采集系统设计方案本项目建设前端点选用森林草原防火视频监控预警转台。视频采集系统包括可见光部分、热成像部分和转台。1.1、可见光部分可见光是由长焦镜头、高清摄像机、真空腔体等组成。将镜头和摄像机调试好后，装入真空腔体，真空腔体充氮保护，这样可以保证镜头不进灰尘，长时间使用。具体参数如下：长焦镜头：图像尺寸：1/2英寸焦距：330mm～775mm光圈：F1.5-360接方式口：C高清摄像机：图像尺寸：1/2英寸有效画面像素：1920X1680最低照度：﹤0.02LUX;﹤0.003LUX(黑白模式)功耗：5瓦真空腔体：铸铝材料，耐压10个大气压。1.2、热成像部分热成像部分由热成像像机和热成像镜头组成。热成像像机和热成像镜头调试好后，装到转台里。安装时保证和可见光同光轴。根据《森林草原防火视频监控系统规范2016》要求：热成像像机探测器类型：非制冷红外微测辐射热计分辨率：640X480像元间距：17um灵敏度：≤80mkatf/1.0300K帧频：50Hz响应波段：8～14um热成像镜头焦距：75mm～150mm调焦方式：手动/电动调焦距离：∞～10m光圈：1.0镀膜：C+AR平均透光:〉率：72%轴上MTF:20线对〉0.3最大视场：11.5°畸变：0.2%接口方式：M46X0.75后靠距：18mm1.3、转台部分监控转台起着承载可见光部分、热成像部分运动，以及保护可见光部分、热成像部分、编码器、驱动器、主板等的作用。可见光镜头330mm～775mm,焦距长，看的远，镜头重；热成像镜头75mm～150mm,镜头也重；因此带动它们运动的电机就要具备相应的承载能力，为此电机选用载荷大的力矩电机，它能承载大于有效载荷10倍的力。它安装在野外，长期受雨、雪、沙、灰尘、酸、雾等的侵蚀；安装在制高点（瞭望塔或铁塔）上，受到雷电、大风等的破坏；长年使用，受到温度等的影响；防火期使用24小时不能出故障；安装在制高点上应具有远程维护和主板双备；它是前端采集的核心部件。转台抽真空，充氮气腔体，完全可以保护镜头不受雨、雪、沙、灰尘、酸、雾等的侵蚀，延长镜头的使用寿命。转台球型设计，不受雷电、大风等的破坏；核心部件低温设计，耐低温可达-60度；转台内置双主板，一块损坏，另一块自动切换，保证防火期24小时使用；转台具有远程升级，远程维护。根据《森林草原防火视频监控系统规范2016》要求：主要技术指标：方位角：N×360°俯仰角：-45°～+45°转动速度：0.05°/S~45°/S最大加速度：45°/S2水平角精度：≤0.01°俯仰角精度：≤0.005°转台力矩电机：峰值堵转：转矩30N·M，电流15.5A，电压27V，功率418W；连续堵转：转矩15N·M，电流7.75A，电压11.5V，功率105W；扇扫：水平角度、俯仰角度、速度可调层扫：起始、终止水平角度及俯仰角度、速度可调数据交互:双向水平、俯仰角度及镜头焦距值和聚焦值实时交互识别火源方式：红外热成像+可见光镜头，双鉴识别识别火源分辨率：可见光10×10像素；热成像：2×2像素测距功能：转台具有测距功能远程维护：双主板设计，互联网远程维护，远程控制转台升级、单一部件掉电重启抗风等级：12级电源：AC220V±10%；DC48伏功耗：150W工作环境：温度：-60℃～+60℃通讯方式：RJ45、网络气密性：真空充氮保护，气密性佳视窗：双视窗视窗玻璃：增水、增透纳米光学玻璃球体外径：600mm出线方式：航插、BNC座、RJ45尺寸：450(L)×450(W)×1100(H)重量：90KG材料：铸铝安装环境：野外森林草原1.3、前端供电系统的设计前端监控基站所处位置在野外，除基站附近有市电的情况下采用市电，远距离一般不建议采用市电，因为过长的电源线路导致到达基站时电压较低，容易造成设备损害，而且成本高，我们建议在日照比较丰富的地方采用太阳能发电系统，在风能比较丰富的地方采用风能和太阳能互补的发电系统。结合项目所在地现状及日照时间，本项目选择太阳能供电方案。供电系统采用太阳能供电系统带免维护蓄电池，将太阳能供电系统的光伏控制器接入蓄电池，通过蓄电池为直流设备正常供电。1.1.1、太阳能发电系统的设计太阳能发电系统是由太阳能电池板、胶体蓄电池、控制器、逆变器、设备间等构成。太阳能电池板：太阳能电池板是太阳能发电系统中的核心部分，也是太阳能发电系统中价值最高的部分。其作用是将太阳的辐射能力转换为电能，或送往蓄电池中存储起来，或推动负载工作。根据设计要求，供电设备应大于用电设备的10倍。森林草原防火视频监控转台用电150瓦，因此选型太阳能板功率应大于1500瓦。胶体蓄电池：选用胶体电池可以更好的支持前端基站不完全充放电的要求，胶体电池能够在高温和低温环境下正常工作，非常适合野外恶劣的环境。胶体电池的作用是在有光照时将太阳能电池板所发出的电能储存起来，到需要的时候再释放出来。根据宁夏龙里林场县历年气象资料，连续阴雨天超过3天的极端天气很少，且连续阴雨天火灾发生概率几乎没有，因此在设计野外供电系统时，考虑蓄电容量3天最佳。太阳能控制器：太阳能控制器的作用是控制整个系统的工作状态，并对蓄电池起到过充电保护、过放电保护的作用。在温差较大的地方，合格的控制器还应具备温度补偿的功能。其他附加功能如光控开关、时控开关都应当是控制器的可选项。电池柜：考虑到金属机箱易锈蚀，本项目采用塑料箱体，板材厚度考虑12mm—15mm。设备间：为保障前端基站设备在各种不同天气环境下正常工作，本项目电池采用电池柜和彩钢房双重保护为蓄电池保温，以保障更加稳定的工作环境。彩钢房铁塔中部悬空设计，防水、耐腐蚀、保温、质轻，保护蓄电池、控制器等设备。1.1