风光无线智能监控系统方案.docx

风光无线智能监控系统方案IPRUI铭瑞系统方案1、公司介绍41.1成功案例42、项目概况42.1需求分析43、总体设计53.1高清数字视频系统63.1.1视频图像处理73.1.2音频监听对讲73.1.3字符叠加73.1.4云台全方位定位83.1.5防护设计83.1.6设备防盗83.1.7安全设计83.2风光供电系统：83.2.1 风光互补资源93.2.2蓄电池组容量设计103.2.3逆变系统的控制103.2.4风机充电控制103.2.5光伏充电控制103.2.6防雷优化设计113.3无线微波传输系统:113.3.1微波传输113.3.2点对点传输组网123.3.3点对多点桥接模式123.3.4桥接中继123.3.5防雷设计方法124、系统功能介绍134.1全时实监控134.2画面分割轮巡功能134. 3现场监控144. 4海量存储144. 5智能检索回放144. 6字符叠加144. 7场景抓拍144. 8权限管理154. 9自动校时154. 10日志管理154. 11语音对讲155、中心管理系统155.1平台系统安全保障165. 2报警管理175.3地图管理175.4目录管理185.5存储管理195.5.1高清960P存储195.5.2存储容量计算方式205.5.3标清VGA存储205.5.4存储容量计算方式：205.6数据转发206、DID超窄边拼接墙216.1拼接电视墙对接216.2画中画叠加漫游轮巡227应急指挥中心237.1 应急设计思想247.1.1应急指挥中心系统设计遵循的原则247.1.2、应急指挥中心系统的总体构成257.2应急指控功能257.2.1 远程监控功能267.2.2 视频会议功能268、设备参数269、设备清单2610、附件: 资质、入围证、资质证书等附件、备注2710.1该系统解决森林火灾应急需求及环保监测2710.2森林火灾预警系统还需增加以下子系统模块271、公司介绍企业介绍1.1成功案例案例名称2、项目概况森林火灾是世界性林业重要灾害之一，每年都有一定数量的发生，造成林业资源的重大损失和全球性环境污染。森林火灾具有突发性，灾害的发生的随机性，在较短的时间内能造成较大的损失的特点。因此一旦有火警发生，就必须以极快的速度采取扑救措施，扑救是否及时，决策是否得当，重要原因都取决于对林火行为的发现是否及时，分析是否准确合理，决策措施是否得当。如何实现森林防火工作的规范化，科学化，信息化，真正做到早发现，早解决火灾隐情。森林火灾应急指挥系统已成为及早发觉，排除森林火灾隐情的必要手段。2.1需求分析森林面积广阔，海拔高、环境复杂、林区交通不便、通讯不畅、瞭望塔一般都是建设在山顶、一到夜晚光线暗，看不远、看不清、给森林防护工作带来了极大的困难和压力。森林火灾往往具有突发性的特点，这就需要森林扑火工作应该具备快速反应的能，争取把森林火灾扑灭在萌芽状态，可以及时地查出火灾发生的地点、分析扑火最短路径及最近水源分布等情况，节省了大量的宝贵时间，大幅度地减少了火灾损失，节约了人力、物力和财力。 1.1 风光无线视频监控3、总体设计为了满足森林火灾防范的需求，根据各方信息资源的整合，我司设计在林区建设一套网络化、数字化的高清防火应急监测系统；通过这套集成系统可以对林区容易发生火灾的区域以及其他相关区域实施全天候的、实时的、高清晰的动态视频监控。通过现场的视频采集设备将该区域的现场高清图像通过点对点的无线网络传输至后端监控中心，或其他分控中心。系统总体设计采用高清数字视频系统、风光互补发电系统、无线微波网络传输系统、后端综合管理监控平台。数字监控技术、无线网络技术、风光发电技术、系统集成技术正日益紧密的结合在一起。如图:1.21.2 系统整体架构图3.1高清数字视频系统高清视频监控系统和传统的视频监控系统一样，DINS系统主要分成五大部分即：图像的采集、图像的传输、图像的存储以及图像的显示、系统的管理与控制。它是由IP高清网络摄像机、网络信号传输交换、NVR网络存储服务器和高清视频解码服务器以及集中管理服务平台组成。DINS系统与传统概念监控系统相比有着无与伦比的优势特点。 1.3 高清视频智能监控系统图3.1.1视频图像处理图像信号处理(ISP)技术， 数字图像信号处理，包括自动曝光、自动白平衡、自动聚焦、色彩校正、伽玛校正等，使图像更清晰、自然、真实。图像前处理技术， 对原始视频数据进行去噪、增强、解交织、抗抖动等图像处理，提高图像质量，降低压缩失真。高清镜头，采用低照度130万像素高清长焦距镜头，可能自动拉近接拉远，覆盖范围为可观察0.1-5km距离，镜头在拉近拉远时可同步变倍聚焦光圈,从而达到视频画面拉近拉远同步清晰可见。图像后处理技术，对解码后的视频进行去块效应、锐化、增强等图像处理，使视频显示效果更清晰、流畅、饱满、逼真，提高主观视觉效果。支持动态调整编码参数，根据不同应用需求，可对分辨率、码率、帧率、图像质量等视频参数进行 动态调整，提高网络适应能力。高清视频采集,一般将高清摄像机设置在林区各消防瞭望塔制高点上。采用先进数字视频采集技术，能直观的、真实的采集高清晰的视频图像，将森林火灾发生前时，能及时发现火情，而起到监看目的。3.1.2音频监听对讲领先的视音频压缩技术：先进的H.264技术，节省硬盘存储空间，实现高效网络传输；全面具备MPEG4/MPEG2/MJPEG/AVS和G7xx系列、MPEG Audio系列等视音频编解码压缩技术，满足个性化需求。可以通过语音广播对现场声音进行监听，支持对前端进行喊话，遇到紧急情况（如火灾，暴风雨，洪涝，地震等.自然灾害）从而起来了语音对讲指挥操作目的。3.1.3字符叠加支持数字水印、视频加密技术，可在码流中嵌入设备序列号/录制时间等关键特征，防止伪造篡改录像数据，提高视频信息的可信度及安全性。3.1.4云台全方位定位精准定位，通过数字云台使监控位置点旋转定位，转速度达到120度或更高，定位精度达到0.01度，变速控制方式，重点部位可以设置预置点，随时进行快速切换；同时支持后端使用网络键盘进行手动调整视频监控位置，并可实将采集信息回传给GIS系统，实现对火点的经纬度精确定位控制。3.1.5防护设计由于监控设备处理长期在日晒、刮风、下雨、霜冻、下雪、高温、低温等，恶劣环境中工作。需要对监控设备进行防水防尘密封设计，同时也需要给设备增加散热、升温、防震、防护设施，达到监控设备在恶劣环境中正常工作，同时使监控设备寿命延长。3.1.6设备防盗由于系统设备造价较高，又处于野外无人地带，所以设备安全至关重要，配置设备防盗报警系统，可以保护设备安全，并能对入侵目标触发报警，通过语音警告非法行为驱离，为挽回损失提供有力措施；3.1.7安全设计监控系统必须考虑抗雷电、抗电磁干扰的能力，要求系统有可靠的接地，系统地线设计应小于4欧姆，系统接地必须与避雷接地线相距30米以上。接地采用接地地网，采用镀锌钢材。3.2风光供电系统：风能和太阳能都是清洁能源，随着光伏发电技术、风力发电技术的日趋成熟，有效的提高整个系统发电的稳定性。风光互补发电系统主要由风力发电机组、太阳能光伏电池组、控制器、蓄电池、逆变器、交流直流负载等部分组成，系统结构图见附图：1.4。该系统是集风能、太阳能及蓄电池等多种能源发电技术及系统智能控制技术为一体的复合可再生能源发电系统。1.4 风光发电与供电架构图3.2.1 风光互补资源采用风能和太阳能发电解决森林防火监控设备供电问题成为最快、最有效的办法。白天太阳光最强时，风很小，晚上太阳落山后，光照很弱，但由于地表温差变化大而风能加强。在夏季，太阳光强度大而风小，冬季，太阳光强度弱而风大。太阳能和风能在时间上的互补使得这样的系统在资源上具有最佳的匹配性，可实现连续、稳定发电、操作简单、既经济又节能、环保。太阳能供电是一种既不消耗资源又无污染排放的清洁能源，使用寿命长、性能稳定。 1.5 风光供电系统图3.2.2蓄电池组容量设计蓄电池的容量是为了保证系统连续供电的很重性。因为设备所需的电量都是由蓄电池提供的，太阳能方阵每日所发电量和风力所发电量都需要存储到蓄电池以供供电设备消耗，根据要求，在使用地区，需要满足3-7个连续的阴雨天气供电设备正常工作。3.2.3逆变系统的控制对于整套供电系统来说，稳定逆变系统直流端电压, 提高系统供电质量是系统控制的首要任务。逆变系统是发电的核心装置，直接决定发电质量，逆变控制采用的传感器和保护器件比较多。由逆变系统决定充电方式是风能充电还是光能充电或者电流输出控制。3.2.4风机充电控制风机选用变桨距风力发电机或调叶面风力发电机，这种风力发电机通过风电机组的机械式结构限制风机的转速，可在310级风时达到较稳定输出，即可把风力发电机的电压输出值限制在一定范围内，减少风力发电机输出的冲击，对提高风力发电机系统工作的可靠性起到很好的作用。3.2.5光伏充电控制被控对象是太阳能光伏充电系统，有日照时，太阳能电池板吸收光能，然后转化为电能输出直流电，储存在太阳能蓄电池之中，再通过电路实现对逆变器直流母线端的充电，可以控制dc/dc变换器给太阳能蓄电池充电的电流，保证蓄电池的电压稳定。3.2.6防雷优化设计由于风光互补新能源安装于较高的杆子上并暴露于户外容易遭受雷击，因此需要做一套完善的防雷措施。太阳能电池板、铝盒容易遭受直击雷，雷电流由发电机叶片、太阳能电池板、经过逆变器到蓄电池流入大地，将逆变器和蓄电池等设备击坏。为了保护设备不受雷电的侵害，在相应的位置装上浪涌保护器，将雷电流泄放入地， 3.3无线微波传输系统:无线传输技术应用越来越被各行各业所接受。微波数字无线图像传输作为一个特殊使用方式也逐渐被认可。其安装方便、灵活性强、性价比高等特性使得更多行业的监控系统采用无线传输方式，建立被监控点和监控中心之间的连接。微度无线监控技术已经在现代化交通、运输、水利、航运、铁路、治安、消防、边防检查站、森林防火、公园、景区、等领域得到了广泛的应用，可将监控点的图像、声音、控制、报警、管理等通过无线方式实时传输至几十公里外的地方。 1.6 无线网络传输架构图3.3.1微波传输数字微波传输就是先把视频编码压缩，然后通过数字微波信道调制，再通过天线发射出去，接收端则相反，天线接收信号，微波解扩，视频解压缩，最后输出视频信号。即是将先网络数字摄像机、音频、告警、云台控制指令等信息，用0和1表示的信号，再用0和1调制载波。在接收端将信号解调成0和1信号后，在复原成连续信号，然后进行解调播出，从而实现无线传输。3.3.2点对点传输组网把10-300米范围内的网络数字摄像机能过网线与POE供电设备相连，使用1个微波网桥发送到远点。前端接收点到后端发射天线的距离在0.110公里(无阻档)，接收点采用45度覆盖微波网桥发射点，后端采用无线微波网桥将信息接收从而组成局域网，一对微波网桥最多支持5个高清摄像机。3.3.3点对多点桥接模式对多点的无线网桥能够把多个离散的远程的网络连成一体，结构相对于点对点无线网桥来说较复杂.点对多点无线网桥通常以一个网络为中心点发送无线信号，其他接收点进行信号接收。3.3.4桥接中继当需要连接的两个局域网之间有障碍物遮挡而不可视时，可以考虑使用无线中继的方法绕开障碍物，来完成两点之间的无线桥接。讯通过中继无线网桥来完成。单个桥接器作为中继器和两个桥接器背靠背组成中继点，每个无线网桥分别连接一个天线构成桥接中继，保证高速无线链路通讯。3.3.5防雷设计方法同上面的外置的避雷方法相比，在节点上增加防雷电路可能开销更低。为了更有效的防止雷电对节点的损害，必须设计的能够把雷电感应进入设备的电流降到芯片和电路可以承受的范围。利用变压器的绝缘耐压，器件选型与PCB设计将高压隔离在变压器的初级，从而实现对接口的隔离保护4、系统功能介绍整个系统的核心组件，提供统一的认证、授权、管理服务。作为认证模块，支持AAA的集成；作为管理模块，对系统内的用户、角色、权限、视频监控设备、报警设备、各种服务器进行集中配置管理；作为应用模块，提供各类安防监控业务。提供完善的日志管理和审计功能。中心管理模块还集成有客户端接入网关、NTP全网校时等模块。1.7 视频系统功能介绍4.1全时实监控监视功能：采用铭瑞创视高品质高清数字摄像机，获得监视范围内清晰的视频图像，满足森林的不同方位的监控要求，实现24小时监控；4.2画面分割轮巡功能 须画面分割器、切换控制矩阵设备，通过中心监控管理服务器设定，就可以实现多视频画面同屏分割显示（单窗口、4窗口、6窗口、8窗口、9窗口、10窗口、13窗口、16窗口、25窗口、36窗口、47窗口、64窗口显示。）、也可对屏幕进行全屏、多组画面轮巡显示。4. 3现场监控 通过中心监控管理服务器设定，将各个现场的场景分别切换到电视墙上监视，或向前端发出控制指令，调整摄像机焦距或云台进行林区的局部细节观察。4. 4海量存储 可以对所有林区的场景进行实时或定时录像，或手工启停录像、报警触发录像，录像存储媒介为硬盘、高清网络视频监控专用NVR存储设备，录像的磁盘容量空间可设置，并具备自动覆盖功能或磁盘容量满后停止录像。4. 5智能检索回放 可以按时间、设备组、摄像机编号、报警事件等条件智能化快速检索回放记录的录像资料，回放有逐帧、慢放2X、4X、8X 16X、32X、常速、快速2X、4X、8X 16X、32X及视频图像放大/缩小等多种方式，并可以将任意一副回放图像存放成JPEG或BMP格式的图像，供数据交换使用或打印输出。4. 6字符叠加 在每路视频上，可以实时叠加时间、年份、日期、名称等信息，使调阅时一目了然。系统预留对温湿度及定位视频信息叠加接口。4. 7场景抓拍 在区域监控中心主控服务器或各分控点客户端在查看过程中，可以随时对窗口图像的突发场景图片抓拍保存。 4. 8权限管理 实行操作权限分级管理，按工作性质对每个用户赋予不同权限等级，系统登录、操作均进行权限查验，保证系统的安全性。 4. 9自动校时管理中心内置校时服务器，远程网络摄像机可以实现自动与管理中心校时，保证多台设备的时间同步性。4. 10日志管理系统提供了强大的日志记录和查询功能，对于系统应用中所有涉及的事件均记入数据库，报警事件作为监控系统的重要事件单独管理，记录或查看用户登录、操作日志、系统异常事件、查询与维护日志、报警日志、远程访问日志。4. 11语音对讲通过网络摄像机的音频输如输出接口，可以建立起与指控中心的双向语音对讲，在森林防火监控系统中可以得到很好的应用，在其他需要音频录制的网络视频监控系统中也能灵活的进行配置。5、中心管理系统监控中心实现对监控报警系统的统一管理和控制，包括磁盘阵列、显示系统、软件平台、报警管理和可选模拟控制系统组成。监控中心视频联网管理平台包括中心管理模块、WEB服务模块、报警管理模块、流媒体转发和管理模块、存储模块、平台级联模块、网管模块、系统集成接口等。系统预留GIS服务模块、智能分析服务模块、火点定位模块、温湿度模块等接口。如图：1.81.8 中心管理架构图5.1平台系统安全保障严密的安全管理机制，确保信息安全、系统安全、数据库安全和设备安全系统安全性：除了常规的用户名密码的认证方式外，我们还可以支持USB密钥认证、捆绑IP地址等认证方式，避免内部人员恶意销毁监控记录乱更改设备参数，安全性更高；而多数联网软件只具备用户名密码的认证方式；数据库安全性：通过应用服务器实现对数据库的访问，而不是直接开发数据库接口，有效的保证了数据库的安全性。设备的安全性：对前端接入设备参数的安全性保护，防止非法修改。一旦被你修改，系统就会报警。预防DOS攻击：利用中间件防止DOS攻击。5. 2报警管理报警系统数据通过视网络报警盒与平台软件进行联网通信，一旦前端发生报警，监控中心对应的视频信号将自动切换相对应的视频信号上电视墙进行显示。报警模块管理系统内各种报警事件及其联动处理，并可对报警消息进行分发及上传。支持的联动方式有客户端联动（视频图像、声光显示、信息叠加）、云台联动、通道录像、报警输出联动、EMAIL通知、短信发送、通道抓图等方式。提供完善的报警日志管理，方便事后查询检索。如图：1.91.9 报警系统记录查询5.3地图管理数字视频监控系统的突出优点在于距离和控制，它使得用户坐在监控中心就可以监控若干个感兴趣的区域或者地点的情况。然而，单纯依靠对于某个地点的视频监控，用户很难准确地把握和了解各个地点的情况，电子地图在这方面就可以起到很好的辅助作用。电子地图可以为用户提供各个监控点及其周围的环境和地理状况信息，帮助用户更好地把握监控目标的位置以及行动情况。 电子地图是以地图数据库为基础，以数字形式贮存于计算机外贮存器上，并且能够在电子视频上实时显示可视地图。2.0 电子地图显示5.4目录管理在监控组中使用树形结构，可以把监控区域所对应的每个分支明细编的更完善，而不用再另在组建，这样可以节省很多的繁琐查找，当你需要精准的查找前端某个监控点时，只需按照原来设置的目录区域进入可直接监看监控画面。如图：2.12.1目录管理区域5.5存储管理控制中心配置NVR存储服务器，主要用于前端音视频信号的存储，可设置定时录像，报警录像、移动侦测录像等机制，启用规制录像可大大的减少录像资料对硬盘使用率。系统初步设计采用NVR架构进行搭建，系统支持RAID0、RAID1、RAID5等备份模式，考虑到录像资料的安全性，本次系统采用RAID5进行存储，可支持1块硬盘损坏而不影响系统的正常运行。5.5.1高清960P存储H.264压缩方式下，高清信号采用960P格式（1280*960）存储，1路视频大约3.5Mbps码流。5.5.2存储容量计算方式按照1路高清视频24小时不间断录像，存储30天960P需要配置硬盘容量为：3.5Mbps8bit3600s24h30天1路10241024790G5.5.3标清VGA存储H.264压缩方式下，高清信号采用VGA格式（640*480）存储，1路视频大约0.45Mbps码流。5.5.4存储容量计算方式：考虑到系统格式化需要占用10%的损耗空间，格式化后实际需要硬盘容量为：（2TB）(1-10%)1.8TB,按照每块硬盘2TB计算共需要配置所需多少块硬盘才能满足系统存储30天的需要。5.6数据转发支持RTSP、RTP/RTCP标准协议；支持设备文件、集中存储文件的点播；支持实时流的转发及分发，有效节省带宽；支持基于优先级的带宽管理；单台服务器支持200路D1码流同时转发。按照中心管理服务器设定的规则，选择最空闲的流媒体服务器为用户提供视频传输服务。一般情况下，优先选择和前端设备在同一个区域的流媒体服务器。流媒体服务器一般使用N+1备份，当一台流媒体服务器故障时，该流媒体服务器上的传输任务会分配到其他流媒体服务器上。支持实时视频数据的转发及分发；支持存储数据的回放点播；支持Qos管理，对带宽进行合理使用；支持用户和事件的优先级管理；支持级联和分布式部署；支持视频流相关的统计信息；支持流媒体负载均衡。6、DID超窄边拼接墙考虑到森林防火监控被监控场景属于大范围的监控，一般的显示尺寸不能满足显示浏览需求，因此我们设计采用窄边DID液晶拼接，屏幕显示系统主要包括图像处理能力较强和显示效果很好的超窄边DID液晶拼接单元。支持单屏、跨屏、叠加、漫游以及整屏显示。通过液晶显示单元对图像独特的处理方式，体现在多路信息的同步显示能力、系统的超强稳定工作能力和强大的软件支持能力上。通过液晶显示系统的集成化功能来满足高清晰显示技术要求。6.1拼接电视墙对接电视墙可与视频综合平台对接，视频综合平台可调用前端数字视频信号，并将数字视频信号直接输出至大屏，视频综合平台自动大屏控制功能，指挥中心每块46英寸LCD可显示1、4、9、16、24、36、64等画面，所有视频切换动作全部由网络控制键盘统一管理。2.2 拼接墙任意拼接组合6.2画中画叠加漫游轮巡屏幕显示系统主要包括图像处理能力较强和显示效果很好的超窄边DID液晶拼接单元。支持单屏、跨屏、叠加、漫游以及整屏显示。通过液晶显示单元对图像独特的处理方式，体现在多路信息的同步显示能力、系统的超强稳定工作能力和强大的软件支持能力上。拼接大屏幕应满足高清视频监控的需要，配置支持DVI接口输入的大屏幕控制器。支持多路的 RGB/VGA/DVI 及复合视频信号实时显示；可 24*7*365 持续工作。超窄边拼接墙能更好地显示高清视频图像，实现多种组合方式，如全屏显示、单屏显示、任意拼接组合、开窗口、漫游等功能。本项目采用中间一块屏幕单画面显示高清视频，中间下面屏幕显示电子地图。周围4块屏采用1/4/9/16画面分割显示。图像按照轮巡方式进行显示。如图:2.32.3 拼接窗口画中画叠加7应急指挥中心随着高新技术的发展，我国森林资源管理、森林防火管理在航天遥感、航空遥感、雷达遥感、GPS定位技术及GIS地理信息系统等学科领域的发展与应用上实现革命性的飞跃，加速了我国森林资源管理由粗放型向集约型方向的转移，使我国的森林防火信息技术逐步向世界先进水平靠拢。森林防火信息化工程不仅需要“3S”（遥感RS、地理信息系统GIS、全球定位系统GPS）技术、更需要管理技术、协同理念，及应急、防灾、减灾的思想。 为了提升森林防火信息化水平，落实森林防火工作的指导方针，林业部门对现有的森林防火信息化资源进行整合，运用最新的理论与技术，拓展信息化应用范围，提升信息化应用水平，体现森林防火的预防为主、积极扑救的方针，做到反应及时、准备充分、决策科学、措施有力，把森林火灾造成的损失降到最低程度。2.4 应急指挥中心7.1 应急设计思想以指挥中心信息管理、地理信息管理、大屏幕监控及显示、指挥调度为核心，提高管理效率、管理精度、管理力度；基于开放式技术，提供系统在容量、功能等各个方面发展的基础，模块化支持业务功能变化的升级；高可靠性，具备极高的处理容错能力和平台容错设计，并能保证数据安全；先进、实用、成熟的管理系统；友好的操作界面。7.1.1应急指挥中心系统设计遵循的原则可靠性：系统运行要建立在坚实的软件、硬件基础上，这是系统稳定可靠运行的前提。在此基础上，应急指挥中心系统管理软件与操作系统及其他应用软件应有比较明确的接口规范。应用系统要经过反复测试，有较强的容错能力，确保可靠运行；实用性：软件开发要依据应急指挥中心的具体工作需要，必须符合指挥中心的工作流程；先进