森林防火4G摄像机视频监控解决方案

（一）行业背景

1.监控必要性

森林火灾是森林最危险的敌人，也是林业最可怕的灾害，它会给森林带来最有害、毁灭性的后果。监管部门对林场、周边环境、火灾隐患的巡查、维护及监管须得毫不放松，以平常谨小慎微心态，防天有不测风云。而森林一般处于偏僻地带，山高路远，面大林深，在日常的巡查维护中，即使以一周一次的巡查，也需要耗费大量的人力物力。在人为巡查过程中，还可能存在不及时、消极怠工等情况，因而采用高科技手段实现巡查监管消灭祸患于萌芽中已凸现其必要性。

2.监控可行性

1)网络可行性

森林已有运营商网络覆盖，具备3G以及4G网络覆盖，具备了无线监控的网络可行性。

2)电力供应可行性

森林内有运营商基站，运营商已解决电力供应问题，可以就近取电；对于远离基站需要重新建设监控点，可以采取风光互补模式供电，目前风光互补系统的造价成本进一步降低，森林上部光照较为充足、风力较大，能满足监控的能源需要。这两种客观条件的存在为监控提供了电力供应可行性。

（二）系统架构

系统拓扑图

1.前端监控点

对于森林防火监控前端，采用4G摄像机4G高清网络摄像机或4G高清视频服务器+摄像头组合，将监控点附近的相关视频实时回传至监控中心，林区负责人或监管部门可实时了解林区状态，如有隐患或火灾，可第一时间发现并采取相应措施。

前端监控点核心设备同时可实时将森林周边的的气象数据，包括：降雨量、温湿度等参数回传至监控中心，当林区天气干燥或异常时，可第一时间做好预防措施。系统同时可以实现大容量的前端视频存储，能够比较长时间的保存录像。

2.巡林人员

对于部分林场需要安排巡林人员定期巡逻的，可配备专业巡逻手持终端。

当发现着火点、火灾隐患点时，巡林人员可将现场情况实时回传至监控中心，同时可与林区负责人实时交流。

巡林手持终端，支持GPS/北斗/基站定位功能，林区负责人可实时了解巡林员巡视区域。

3.系统防护措施

林区设备长期暴露于野外，加上林区易遭雷击，应做好防护措施。

1) 对于室内监控点，可将设备固定安装在指定位置。

2) 对于室外监控点，无线视频服务器或云台网络球机等设备应选配室外用防护罩及云台，注意密封防水和湿度调节。

3) 为了避免野外因雷击而致使视频设备遭破坏，需要安装避雷设备。

避雷针与防雷器设计示意图

（三）系统功能

1.远程高清视频实时显示

4G摄像机支持3G/4G无线传输，效果最高可达1080P。

视频管理平台软件截图

2.报警及联动

当有人员闯入、视频丢失/遮挡、温湿度异常报警、设备离开限定区域报警（防止被盗）时可触发开启声光、录像、抓图、摄像机巡逻、发送短信、监控画面弹出等报警动作。

3.短信上线

系统支持通过短信控制前端设备上线的功能。设备在开启短信上线模式后，平时处于休眠状态，在需要观看前方森林的情况下，手机编辑短信发送至指定设备，即可控制该前端设备由休眠模式进入工作状态，这样就大大的节省了设备的电力损耗及运营自费。

4.手机观看

系统支持Android/iOS/WP等系统的手机

目前系统手机功能主要支持视频观看、视频录制、图片抓拍与上传、云台控制、双向通话等，同时手机客户端支持横竖屏切换、支持QCIF/CIF/QVGA等视频格式浏览。

手机客户端

5.双向语音

利用无线视频服务器的双向语音功能，通过网络监控平台实现领导和各监控点巡查工作人员在线语音、文字交流。界面简介，方便人们迅速掌握。监控中心可以同时对多个前端设备喊话，客户端支持双音轨录音，保留通话记录。

6.录像存储下载及回放

系统支持对视频、图片、报警信息等存储，启动录像的方式有手动录像、报警录像、定时录像、计划录像等，存储的位置有前端设备硬盘存储、服务器平台存储、客户端本地存储三种可选，同时支持断线续传、无线下载、快放、慢放、逐帧播放等下载及回放方式。

7.温湿度数据采集

无线视频服务器具备RS232通讯串口，可以将降雨量、温湿度等数据仪器采集到数据通过3G传输至后台。在到达视频监控平台后，有两种处理方式可供选择：

1).不做任何处理，直接转发至第三方平台。在这种方式下，传输的数据对于视频监控平台来说是透明的，平台仅提供传输通道，不做处理，处理过程由该仪器所对应的后台解析软件实现。

2).通过对接开发后，视频监控平台直接将相关数据解析出来，并叠加到视频监控管理界面上。

8.野外供电

前端4G摄像机支持风光互补，太阳能板供电等方式，便于设备安装使用。针对森林地理环境复杂，布线困难、无人值守等原因，通过太阳能电板利用光电效应，将太阳辐射能直接转换成电能。其具有永久性、清洁性和灵活性三大优点，太阳能电池寿命长，只要太阳存在，太阳能电池就可以一次投入而长期使用。

太阳能供电安装示意图

（四）系统优势

1.工程施工简单

采用无线视频监控后，可利用运营商既有网络，无需挖沟布线，减少工程造价的同时，还可以降低因为网络架设过程中对周边居民的影响，以及继而产生的不必要的纠纷。

2.节能环保

产品硬件经过精心设计，网络视频服务器正常工作状态下约5W-6W，4G摄像机（带云台）正常工作状态下约为40W，同时具备休眠功能，在休眠状态下，能耗更降低50%，有效降低了能耗。在降低能耗的同时，如系统采用太阳能供电策略，能有效减少太阳能板面积及蓄电池电容，从而节省造价。

3.节省流量

设备可根据需要，设定为短信上线模式，开启短信上线模式下，设备仅需要发送微量的保活数据；即使设备全天候在线的情况下，如后台无人观看下，设备通讯过程中也不产生视频流量。这些策略都有效地降低了运营商网络承载压力和用户资费。

4.掉线率低

设备采取平滑过渡原则，在4G信号覆盖范围内，采用4G传输，如无，则采用3G网络进行传输，可自动切换；同时设备具备自动重拨机制，设备离线后即可自动重拨，上线时间小于30秒，该机制确保了设备的稳定在线，杜绝了市面上某些产品掉电后重启不了必须去前端维护的状况。

5.维护迅速，扩容方便

前端设备支持远程升级功能，在设备需要远程升级的情况下，无需派人去前端进行维护，仅需要后台操作即可。

（五）方案的预期效果

1.施工现场

整体方案的前端实施考虑到了森林防火系统的复杂性。前端均采用无线设备，免去了安装布线的麻烦；设备可安装于高处（如基站），从而可对整个现场起到有效的监控作用。

2.森林管理部门

无需派人时刻在森林、林场监管火患情况。通过接收设备，管理人员随时随地观看到林场情况，人员活动情况，环境情况。

3.监控管理

管理平台对不同级别的访问者设置相应的不同访问权限。如监管总部人员可以对下面每个森林情况进行监控；相关林场负责人只能对自己负责的相应林场进行监控，无权观看其他地方情况。监控权限、录像、截图、下载、回放，云台控制等权限管理，保障了监控信息的安全，对森林防火设施管理和控制以及安全提供了极大的便利。

4.预期对比