森林防火环境监测预警系统
森林防火（环境）监测预警系统
天津智易时代科技发展有限公司
目录
一、背景介绍 (1)
1.1项目背景 (1)
1.2国内森林防火现状 (2)
1.3建设依据 (3)
二、建设方案 (4)
2.1系统概况 (4)
2.2功能特点 (5)
2.3产品信息 (7)
三、系统优势 (9)
四、平台软件 (10)
4.1视频监控 (10)
4.2录像管理 (10)
4.3数据转发 (11)
4.4语音功能 (11)
4.5报警管理 (11)
4.6电子地图 (12)
4.7权限管理 (12)
4.8安全管理 (12)
4.9系统管理 (12)
4.10报表管理 (14)
4.11Web配置及监控 (14)
五、监测设备 (14)
5.1颗粒物传感器 (15)
5.2风速传感器 (15)
5.3配置参数 (16)
一、背景介绍
1.1项目背景
据2005年全球森林资源评估，2005年全球森林面积39.52亿公顷，占陆
地面积的30.3%，人均森林面积0.62公顷，单位面积蓄积110立方米，有史以
来全球森林已减少了一半，且全球森林从1990年到2000年每年消失的森林近
千万公顷。而我国的森林资源更是匮乏，国土面积960万平方公里，约占世界
总量的7%，人口13亿，约占世界总量的22%，而森林面积仅占世界的4.6%。
我国森林总面积15894.1万公顷，林木总蓄积量不足世界总量的3%，森林蓄积
量为112.7亿立方米，森林覆盖率为16.55%，排世界第142位，人均森林面积0.128公顷，只有世界平均水平的1/5，排世界120位，人均森林蓄积量9.048
立方米，只有世界平均水平的1/8。
森林资源如此匮乏，却往往由于人为因素或自然因素的影响，而饱受森林火灾的致命侵害，大火能在很短的时间内，烧毁大面积的森林和大量的林副产品，破坏林分结构和生态平衡，造成环境污染，气候失调，水土流失，河流淤塞，洪水泛滥或水源枯竭......所以，森林防火是一项长期的、艰巨的、不容忽视的任务。
森林火灾具有突发性，随机性，破坏时间短，扑灭困难大等特点，因此一旦有火警发生，就必须以极快的速度采取扑救措施，所以，是否是火灾还在萌芽状态时就立即扑灭它就显得尤为重要。而扑救是否及时则取决于对林火行为的发现是否及时，火情分析是否准确合理，决策措施是否得当，为此国内外都在为预防、减少和控制森林火灾而努力。
为了有效控制森林火灾，提高火情预警准确率，降低劳动等成本以及外界因素带来的影响，有必要利用先进的技术，建立高科技的森林防火指挥中心。
本方案提供了一种对森林环境、火情监测的解决方案。通过远程数据监测系统可以对森林颗粒物、风速、温湿度以及预警防火等级进行实时有效的监测管理。项目的全面实施，可将全国大部分重点林区建立一套先进且完善的森林防火体系，真正实现有效宣传、提前预警、精确定位、科学调度、及时处理，最大限度的减
少林火损失。
1.2 国内森林防火现状
（1）地面巡护
地面巡护，主要任务是宣传群众，控制人为火源，深入瞭望台观测的死角进行巡逻。对来往人员及车辆，野外生产和生活用火进行检查和监督。存在的不足是巡护面积小、视野狭窄、确定着火位置时，常因地形地势崎岖、森林茂密而出现较大误差；在交通不便、人烟稀少的偏远山区，无法进行地面巡护，需用各种交通工具费用及人员工资费用，只能用视频监测方法来弥补。
（2）瞭望台监测
瞭望台监测，是通过瞭望台来观测林火的发生，确定火灾发生的地点，报告火情，它的优点是覆盖面较大、效果较好。存在的不足是无生活条件的偏远林区不能设瞭望台；它的观察效果受地形地势的限制，覆盖面小，有死角和空白，观察不到，对烟雾浓重的较大面积的火场、余火及地下火无法观察；雷电天气无法上塔观察；瞭望是一种依靠瞭望员的经验来观测的方法，准确率低，误差大。另外瞭望员人身安全受雷电、野生动物、森林脑炎等的威胁。
（3）航空巡护
航空巡护，是利用巡护飞机进行林火的探测。它的优点是巡护视野宽、机动性大、速度快同时对火场周围及火势发展能做到全面观察，可及时采取有效措施。但也存在着不足：夜间、大风天气、阴天能见度较低时难以起飞，同时巡视受航线、时间的限制，而且观察范围小，只能一天一次对某一林区进行观察，如错过观察时机，当日的森林火灾也观察不到，容易酿成大灾，固定飞行费用2000元/小时，成本高，租用飞机费用昂贵，飞行费用严重不足，这就需要用定点视频监测来弥补其不足。
（4）卫星遥感
卫星遥感，利用极轨气象卫星、陆地资源卫星、地球静止卫星、低轨卫
星探测林火。能够发现热点，监测火场蔓延的情况、及时提供火场信息，用遥感手段制作森林火险预报，用卫星数字资料估算过火面积。它探测范围广、搜集数据快、能得到连续性资料，反映火的动态变化，而且收集资料不受地形条件的影响，影像真切。存在的不足：NOAA-A VHRR准确率低，需要地面花费大量的人力、物力、财力进行核实，尤其是交通不便的地方，火情核实十分重要。当热点达到3个像素时，火已基本成灾。
这些监测方式都存在一些问题，所以需要寻求一种更高效、更智能的监测方式，更好的完善森林防火工程。
1.3建设依据
《安全防范工程技术规范》（GB50348-2004）
《安全防范系统验收规则》（GA308-2001）
《中国人民共和国公共安全法》
《视频安防监测系统技术要求》（GA/T367-01）
《报警图像信号有线传输装置》（GB/T6677-96）
《安全防范系统通用图形符号》（GA/T74-94）
《安全防范工程程序与要求》（GA/T75-94）
《安全技术防范产品管理办法》国家技术监督局公安部令第12号
《电气装置安装工程施工及验收规范》（BGJ232.90.92）
《无线局域网标准》IEEE802.11
《建筑物防雷设计规范》GB 50057-94
《钢结构工程施工质量验收规范》GB5025-2001
《中华人民共和国森林法》
《中华人民共和国环境保护法》
《森林防火条例》
《森林重点火险区综合治理工程项目建设标准》
《森林资源非空间数据》DF01-1110
《林业数字矢量基础地理数据标准》DF01-1311
《林业政策法规数据标准》DF01-1410
《林业文献资料数据标准》DF01-1430
《中华人民共和国森林法》全国人民代表大会1998年4月
《中华人民共和国森林法实施条例》国务院，2000年1月
《中华人民共和国森林防火条例》国务院，1988年3月
《全国生态环境建设规划》国务院，1988年10月
《国务院办公厅关于进一步加强森林防火工作的通知》国办发[2004]33号《中共中央国务院关于加快林业发展的决定》中发[2003]9号
《全国森林防火“十五”计划及2015年规划》2001年12月
《国务院办公厅关于进一步加强森林防火工作的通知》国办发[2004]33号《国务院办公厅关于切实加强当前森林防火工作的紧急通知》国办发明电〔2006〕11号
《中华人民共和国无线电管理条例》中华人民共和国国务院、中央军事委员会令（第128号）
二、建设方案
2.1系统概况
系统架构
我国现阶段的森林火灾防范大多采取人工、纸媒的宣传教育和传统的防火指挥手段（由森林防火指挥部安排护林员或其它人员对重点时段、重点区域野外火源进行人工巡查和管理、日常工作防范以护林员进入林区巡护为主、建立灭火扑救队等措施），一直未建立科学先进的森林防火指挥中心，与日益繁重的防火任务和火灾日趋增多的形势不相适应，常常因为防扑火手段落后而处于被动应付的局面，大大增加了火灾的损失。
为了适应市场经济条件下森林防火扑火工作的需要，采用新的现代化的林火管理技术，提高组织指挥决策水平，确保发生火情后，能迅速报警，科学调度指挥，最快扑灭，最大限度地减少林火损失的“森林防火（环境）监测预警系统”就应运而生了。
森林防火（环境）监测预警系统是天津智易时代科技发展有限公司为有效预防森林火灾自助研发的集硬件、软件、网络于一体的高科技联网系统。该系统以
森林防火软件平台为核心，在指挥中心就能够实现对各个林区防火监控系统的全方位管理。
前端视频监控点设定在林区的制高点，通过传输网络与指挥中心网络点对点联接。在监测到有火灾信号时，系统会及时将前端实时画面传递到主站指挥中心。设备实现多维一体化，除了可以实现火灾监控以外，还可以测风速、颗粒物、温湿度、预警防火等级等环境数据。该监控系统主要由警示终端、监控终端、视频采集终端、数据监测及传输、服务器、监控管理软件、PC端、手机客户端等组成。
2.2功能特点
通过系统建设，本系统具有以下主要功能：
1.人员、车辆经过时触发语音侦测系统，发出语音及红、蓝、黄、白四色智能警灯警示，且每个季节自动定时交换语音播报内容；
2.监控指挥屏幕墙可以实时显示前端采集点的图像，图像中同时包括相关数字信息如坐标、时间等；
3.每个站点支持的4G高清视频采集、录音、高清夜视摄录一体机具备自动水平扫描、自动巡航、360度螺旋扫描、夜间模式扫描等多种扫描模式，通过现有设置的监测点，实现整个林区监视范围的全覆盖；
4.所有视频图像进行全程录像存储，并可以对以往的历史图像进行查询和回放；
5.预装电脑桌面、手持终端软件实现了远程、实时监控，数据可实时无线传输至指挥中心统一平台，能够实现数据省、市、县级联网；
6.采用林火精确定位技术，具有预置位、运行轨迹编辑、实时回显位置信息功能；
7.火情识别报警：当监控摄像机扑捉到林火时，系统具有的火情识别功能，可及时告警并联动报警录像，提醒值班人员察看显示画面，及早发现火情及火点
位置；
8.监测参数：支持环境监测PM2.5、PM10、风速、温度、湿度和预警防火等级，当测得数据符合林火特征时，系统发生报警，及时让防火值班人员掌握林区火灾隐患，及时制定灾害扑救方案，做到及时发现、及时救护，使火灾隐患消亡在萌芽状态；
9.系统安全性高，采用人员身份认证、访问控制功能和审核功能等方式对不同的角色设置相应权限，保证系统安全可靠；
10.查询：采用时间流设计，可由时间、日期、前端采集点完成资料检索；
11. GIS管理系统：以电子地图为基础,实现地图基本操作功能，通过当前火点的位置、风速、温度、湿度等信息动态推演火灾蔓延的方向、面积、速度及强度，为扑火指挥提供科学的决策依据。实现对森林火灾的分析预报，森林防火工作的动态管理，为防火扑火提供直观的规划和决策支持；
12.辅助决策功能：GIS信息系统提供最近扑火队前往火情点最短路径以及通往现场的主要道路和通行能力，提供防火隔离带的位置及赶赴火场的时间等重要信息。
13.带GPS定位、防盗系统，画面实时显示定位坐标，设备损坏、被盗时可及时发送报警至终端；
14.火灾定位：利用前端采集系统中的数字云台，在地理信息系统里将每一个监控点进行地址编码，同时将每一个监控点的坐标直接绑定在电子地图上，这样地理信息系统一旦接收到特定编码的数字云台回传的位置数据，通过建立特定的位置转换数学模型，实现定位功能。同时，系统具备实现人工定位功能；
15.太阳能供电：输出功率>100瓦，12V——80AH胶体免维护太阳能专用储能电池；
16.内置电池，断电不丢加密数据，实时时钟，支持WIFI并具备WIFI热点数据下载功能；
17.防雷接地系统：系统拥有安全的防雷接地保障措施，确保系统能够安全运行；
18.具有良好的抗震、抗冲击、防尘、防雨和抗高寒等特性，专为野外架设和高寒环境设计；
2.3产品信息
环境预警监测系统介绍
环境智慧监测预警系统 全新物联网环境监测预警分析 集监控、报警、监测、控制、数据采集、IP广播、数据分析为一体。 功能整体介绍：事前预警、事中控制、事后分析 事前预警：对监测点位需要监测的事项进行报警范围的提前设定。通过后端远程监控查看实时状况。 事中控制：当事情发生的第一时间，能够自动/手动打开相应控制的处理设备，远程进行IP广播语音喊话、或者通知相应的管理人员进行第一时间的处理，将事情造成的影响降到最低。 事后分析：在事情结束之后，通过报警抓拍历史记录及数据历史记录进行查看分析，总结事情发生的原因，
避免或减少此类事件发生。 具体功能： 1、环境监测预警分析5、分控管理 2、设备故障提示功能6、自动控制 3、信息及时提示功能7、远程终端管理 4、现场图片实时抓拍8、后端实时数据查看
说明：系统根据各类环境在线监测的传感器，能够对土壤温湿度；水质PH、溶解氧、浊度、余氯等；气体中的氨气，二氧化硫、二氧化碳、PM2.5等；以及光照、震动、压力等监测数据进行实时在线预警监测。 主要优势： ■环境预警监测系统有商智通研发，是当前市场上功能最全、最强的物联网环境预警监测系统。 ■安装简单，操作方便，工期短,长期可靠，后期维护简单。■不受距离、地域影响，能够分散布点，后端集中管理。 ■针对户外特殊环境，推出无电无网方案，不需要专门布电线、网线，降低了工程成本。 ■提供一整套的解决方案，具有完备的后段管理平台及手机APP。 ■云端推送，保证任何一条报警信息都能100%收到。 ■设备发生断电断网或硬件故障能够做到故障提示显示。 ■跟随市场发展，系统能够不断更新换代，始终在市场上保持领先的优势。
森林防火应急指挥系统
不管是什么时候在哪里，火灾都是一种严重的灾害。平时的生活中要注意防火，除此之外还有一些地方也要注意防火，比如森林。森林一旦发生火灾，不仅会降低森林密度，还会破坏森林结构。 为满足新时期林业管理信息化建设所遇到的各种需求，特推出森林防火应急指挥系统的解决方案。利用地理信息（GIS）、遥感信息（GPS）等信息技术和大型集中监控技术，并结合林业管理的专业知识和林业防火的经验，建立的该系统。从而实现各级林业防火信息的快速流转，森林防火安全的实施管理，森林气候动态变化的实时监测和数据更新，林业火灾、火灾扑救指挥的辅助决策等多方面的功能。 系统框架 森林防火智能监测是为了对森林进行实时的智能监测，对深林起防火作用。物联网森林防火应急指挥系统的视频监控对接已建成和新建的视频监控设备和云台，实现统一页面查看所有监控视频功能；火情识别：由监控云台进行自动巡航，通过可见光和红外热像两种方式对火情进行识别。识别成功后实现报警信息
的展示；报警预警提供森林火险等级分析，和国家森防网的气象火险等级预警预报。 地理信息系统 地理信息系统主要包括地理信息系统（GIS）数据库的建设与数据的采集入库；实现地图基础操作、数据编辑、空间查询和二维、三维场景切换，并支持影像对比；支持火点报警、定位报警点位、火点定位救援路径生成、缓冲区叠加分析与应急方案自动响应、支持区域防火设施信息实时统计；按照地图分析出林火易发区。 应急管理 应急管理主要包括显示应急人员名单包括姓名、电话、手机号码、住址、单位职务、应急职务等信息，实现应急人员的新增、删除、编辑、查询工作；实现对应急物资信息、类别、存储等信息管理；应急预案的新增、删除、修改、查询功能。 值班管理 值班管理主要包括值班人员管理、值班统计、值班监控、交换班管理、人工接警、事件处理、火点确认、执法记录、记录查询、教学引导。 巡航巡检 主要包括巡护任务管理；巡护人员定位；数据采集上报；一键报警；火险等级查询；视频、语音、短报文通信。 火险等级分析
智能防雷环境预警监控系统
防雷环境远程预警监控系统创建智能化防雷保护平台 系统介绍: 智能系统的构成是由精密的电子设备和监控设备组成。如这些设备或设备内的防雷器遭受雷击损坏或者脱网，导致传输信号中断，不及时排查的话，严重的会造成系统瘫痪故障，产生经济损失。通过预警监控系统可以将现场防雷环境状态、雷击状况、接地电阻数值等数据进行采集和实时监控。软件的信息数据通讯应用Modbus工业化通讯协议，并通过RS-485有线或无线（光端机、以太网）实现异地远传至中心控制平台进行监控管理。 平台功能简介：
平台数据采集： 防雷预警系统设备模块可配合防雷环境预警监控系统对雷电、电网环境、防雷器三大类数据集中采集管理。 ◆电网环境数据（电源电压、工作电流、温湿度、接地电阻值）； ◆雷电数据（雷击次数、强度、能量、雷击发生的时间）； ◆防雷器数据（防雷器的劣化、全生命周期状态和前端保护器的分闸）。 防雷环境预警监控系统的优势及介绍： 防雷环境远程预警监控平台应用新颖的智能控制技术能对防雷设施自身保护诸多方面进行完善的提升，实现在线监测防雷环境状态，可对防雷系统接地电阻、防雷器遭受雷击状况（如雷击强度、雷击次数、发生时间）、防雷器劣化状态（全生命周期统计）、防雷器故障脱网状态的运行现场等情况进行组网通讯监测。远程实时监护为有效杜绝发生因有潜在危险和缺陷的防雷设施带病运行而引起浪涌过压的雷灾事故，创建了一个崭新的防雷环境保护智能化平台。 1.防雷环境： 应用于保护可能发生受到外部雷击、内部感应雷以及浪涌过电压危害的建筑物及其装备的实施环境。包括针对直击雷的防护、感应雷的防护、屏蔽、等电位联结、防雷接地等例行的各项防雷保护设施装备运行状态和品质；工作电源环境参数；以及可能影响防雷装备的整体运作保护效果的有关诸如温度、湿度等物理条件的集合体。 2.远程预警： 在本案中指防雷系统通过通讯网络对获取的远地现场运行参数分析处理，依据统计学原理及科学推理，将可能发生的防雷保护设施装备的隐患故障进
森林防火监控系统的组成
森林防火图像监控系统的组成 森林防火图像监控系统一般来说有三大部分组成，它们分别是前端图像和信息采集部分、传输部分、监控(指挥)中心部分。其基本的结构示意图如下： 图像和信息采集部分 森林防火监控图像和信息采集部分由位于前端的摄像机、镜头、云台和护罩、解码器、稳压电源、图象编码设备(或光端机)和其他扩展设备组成。由于该部分处于高山森林深处，环境状况比较恶劣，所以在设备选择和施工中比普通的图像监控要求严格。 摄像机 摄像机是系统的眼睛，摄像机的选用直接关系到采集图像的效果。图像采集过程中云台旋转形成的光照变化、山地情况复杂、背光以及兼顾夜间成像的需要，考虑到红外热像仪成像质量差、寿命短造价高等特点，宜采用低照度宽动态的彩色CCD摄像机。 镜头 由于森林面积广大，监控点的数量有限，通常要求一个监控点要有3-5公里甚至更远范围监控半径，需要采用一定倍数的变焦镜头。根据我们在森林防火监控系统中的经验，大焦距的变焦镜头由于安装铁塔的抖动，在大变倍情况下聚焦成像较为困难，而且长焦距镜头通光量差，不利于低照度下的成像，同时由于长焦距镜头价格昂贵，性价比低，不建议采用焦距超过300mm的镜头，如果对镜头焦距确有要求一般以200mm为宜。 云台和护罩 由于森林监控点的位置比较偏远，所以云台的选取主要考虑其可靠，耐用，稳定性。考虑到高山气候条件恶劣，风大，所以抗风能力上，云台的负载要有足够的余量。为了操控的灵活性，建议选取带有预置位的云台，以实现对林区火灾事故多发地区和重点地区的监视监控。在有GIS系统的防火监控系统中，还要求云台具有角度指示功能。防护罩要容得下长焦距镜头和摄像机，而且要由雨刷和恒温装置。 解码器 解码器的选择，以符合云台和摄像机的控制要求为主，控制接口以422或485为主，不建议选择232控制接口类型。由于环境恶劣，不管有没有设备机箱机房，解码器的配备最好是室外型的，以保证设备的低故障率。 电源系统 考虑到系统的可靠和稳定，前端电源应该尽量采用市电供电，选择具体的监控点时，除了监视范围的需要以外，还要考虑尽量选择在有电源或附近地区有电源的山头上。一般不建议采用太阳能供电或太阳能和风力联合供电的模式。
无线环境监测系统设计
唐山师范学院本科毕业论文 题目无线环境监测系统的设计 学生 22222 指导教师姜丽飞讲师 年级 2008级 专业电子信息科学与技术 系别物理系 唐山师范学院物理系 2012年5月
郑重声明 本人的毕业论文（设计）是在指导教师姜丽飞的指导下独立撰写完成的。如有剽窃、抄袭、造假等违反学术道德、学术规范和侵权的行为，本人愿意承担由此产生的各种后果，直至法律责任，并愿意通过网络接受公众的监督。特此郑重声明。 毕业论文（设计）作者（签名）： 年月日
目录 标题 (1) 中文摘要 (1) 1 引言 (1) 2 系统硬件设计 (1) 2.1 设计目标 (1) 2.2 方案选择 (1) 2.3 系统结构 (2) 2.4 电路设计 (3) 3 系统软件设计 (6) 3.1 通信协议 (6) 3.2 系统软件 (7) 4 系统性能测试方法及测试结果 (7) 4.1 温度测量 (7) 4.2 光照测试...................................... (7) 4.3 主机与各从机通信距离及响应时间测试 (8) 5 结束语........................................... . (8) 参考文献................................. . (9) 致谢....................................... ...... .. (10) 附录.................................................................................................... (11) 外文页........................................... .. (12)
智能环境监测系统的设计说明
智能环境监测系统的设计 Design on the intelligent system of monitoring environment
摘要 系统主要由数据采集端和移动监控终端两部分组成。采用16位单片机SPCE061A为处理核心，在数据采集端，利用两片CD4067BE分别挂接16只DHT11温湿度传感器和16只光照强度传感器；采用10位ADC实现对环境声音的实时录制，加入OV7670摄像头进行实时拍照监控，最后把所采集到的数据帧通过NRF905无线传输模块传送到移动监控终端。在移动监控终端，通过NRF905接收数据，将处理后的环境参数数据进行显示，接收到的语音压缩编码通过10位DAC进行解码播放，通过按键切换进入全屏环境参数显示模式或全屏监控照片显示模式，并将接受到的环境参数、声音、照片存储到SD卡中。本文以SPCE061A超低功耗单片机为核心，设计了通用智能终端和智能温湿度传感器，重点介绍了该终端和传感器的任务、硬件、软件以及控制算法的设计与实现。硬件方面，介绍了系统各个部分的设计思想、原理电路以及，并给出了系统总硬件原理图；另外，为了实现系统的低成本和低功耗，在满足设计要求的前提下，尽可能选用了价格低廉和低功耗的元器件。软件方面，采用了时间触发的混合调度器模式设计，对系统各个任务进行了设计，并给出了系统软件低功耗设计方法。 关键词：SPCE061A；多节点；无线传输；HMI Abstract The system is designed for two parts of data acquisition terminal and mobile monitoring terminal. Its processing core is SPCE061A which is a 16 bits mcu. In the data acquisition terminal, 16 DHT11 of single bus temperature, humidity sensor and 16 light intensity sensor are hung on two CD4067BE. The environmental sound is recorded to coding and compression with 10 bits ADC which is built in the mcu at any time. Add OV7670 which is a camera module to monitor at anytime. ALL collected data is transmitted to the mobile monitoring terminal through NRF905 of wireless transmission module. In the mobile monitoring terminal, the data is received through NRF905.The environmental parameter data is displayed after dealing with and the compression coding of speech is decoded to play with 10 bits DAC.We can switch to full-screen environment parameter display mode or full-screen picture display mode with the keys. At last, the environmental parameter, sound and photos are stored to the SD card.Based on the SPCE061A ultra low power microcontroller as the core, a general intelligent terminal and intelligent temperature and
森林防火监控系统技术方案
森林防火监控系统技术方案杭州海康威视数字技术有限公司
第一章概述 1.概述 森林防火工作是林业部门的工作重点，我国的林业工作正从植树向保树方面发展，森林防火重在防患于未“燃”。国家投入大量的人力、物力进行森林火灾的综合预防、扑灭工作中。但是由于森林本身具有环境复杂、分布区域广阔等特点，单纯依靠人防的办法，不止难以应对频发的险情，而且为此付出的代价和损失也过重。 综合利用新兴的科技手段，采用视频监控手段辅助处理森林防火，尽早发现火情，尽量在火发初期将其扑灭，这样可以减少扑火费用、降低人员伤亡以及提高灭火成功率。 视频监控系统在森林防火工作中发挥了相当重要的作用，视频监控相对于人力监控的优点越来越突出，根据我们长期的工作经验和与林业专家们的探讨，认为林火视频监控有着几大方面的优点： 1)便于指挥中心统一监视控制。 2)使抉择者可以观察火点实际情况，以便做出正确反映。 3)可以对火警进行纪录存档，以便后期的察看研究。 4)节省大量人力物力。 2.需求分析 根据森林分布区域广，与主管单位距离远的特点，本案认为森林防火监控系统有以下需求： 1)采用低照度要求、长焦距、高清晰度的云台摄像机，俯瞰林区中的大范围树 木。 2)根据监控点分布分散、距离防火检查站等办公区域距离远的特点，视频数据 采用前端压缩、无线传输的方式，汇聚到林区防火监控室。 3)为了统一管理，提高指挥力度，需要将各林区监控室汇聚的视频上传到森林
防火监控指挥中心。 4)指挥中心通过网络，将视频数据分发给其他职能部门，共享森林防火用监控 数据。 3.系统建设目标 利用建设森林防火监控系统，能有效协助林业局管理森林，保护森林资源不遭受重大损失；协助消防武警和森林警察进行森林火灾隐患的发现和排除、森林火灾的扑灭的工作，降低火灾频率，降低灭火成本，提高灭火成功率。
森林防火智能预警监测系统方案
森林防火智能预警监测系统 建设方案
目录 1.前言 ................................................................................................................错误!未定义书签。 2.需求分析 (1) 2.1.前端基站需求分析 (1) 2.2.传输网络需求分析 (5) 2.3.后端联网监控管理平台需求分析 (6) 3.建设目标 (7) 4.建设原则及标准 (8) 4.1.建设原则 (8) 4.2.建设依据及标准 (9) 5.森林防火智能监测系统总体构成 (11) 6.森林防火智能监测系统详细设计 (12) 6.1.前端智能监测基站详细设计 (12) 6.1.1.视频采集系统 (14) 6.1.2.智能烟火识别处理器 (19) 6.1.3.供电系统 (20) 6.1.4.防盗系统 (22) 6.1.5.基站控制设备 (23) 6.1.6.防雷接地系统 (25) 6.1.7.铁塔基建系统 (27) 6.2.传输网络详细设计 (30) 6.2.1.传输网络选型 (44) 6.2.2.传输网络配置 (45) 6.2.3.传输网络路由 (46) 6.3.后端监控管理平台系统详细设计 (30) 6.3.1.联网监控管理平台 (31) 6.3.2.GIS管理平台 (35) 6.3.3.大屏展示系统 (36) 6.3.4.综合布线系统 (40) 6.3.5.静电地板 (42) 6.3.6.防雷接地系统 (43)
2.需求分析 2.1.前端基站需求分析 前端基站对于森林防火智能监控系统是非常重要的，是实现林区视频采集、烟火智能识别、GIS定位等森林防火中非常重要功能的设备站点。由于前段基站位于野外林区内，而且四周一般都有高达灌木林以及林区的地形地势条件等，森林防火智能监控需要考虑监控半径范围、野外供电、烟火智能识别，根据地势地形结合智能监控的特点需要进行基站选址，根据四周灌木林的高度以及所需监控的范围选择修建铁塔的高度，根据气候条件考虑设备是否需要保温措施等；在无人值守的环境需要考虑基站自身的防盗问题，以及野外环境必须要考虑的防雷接地，铁塔基站等问题。 ?前端基站选址分析 前端基站首先需要分析的是基站的选址，基站选址主要是根据林区的地形地貌结合智能化森林防火监控的特点进行选址，其选址原则如下： 1)根据地形选址原则： ?长条形山选址：一般选址在长条形山两侧向外的位置；可以获得 较大监控半径范围。 ?起伏较大的山：一般选址在半山腰视野较为开阔的位置； ?起伏较小的山：一般选址在山顶制高点位置； ?长条形山沟：一般选址在半山腰的位置； 2)根据智能化监控烟火识别的特点选址原则： ?摄像机监控范围以平视为主、俯仰为辅的原则，这也是我们选址 基站铁塔高度的重要因素之一。 3)根据人群活动的情况选址原则： ?选址人群活动较为密集的地方 对于不符合以上选址原则的山形，可以根据实际的山形进行现场实地勘察进行选址。 基于以上分析，结合**项目的地形特点，具体的选址的地点情况如下：
环境监测信息系统总体设计方案
环境保护信息系统总体设计方案 环境监测信息系统 总体设计方案 - 1 -
目录 环境监测信息系统总体设计方案 -------------------------------------- 错误!未定义书签。 1 引言------------------------------------------------------------------------------------------------ - 5 - 1.1设计思想 -------------------------------------------------------------------------------------5- 1.2设计背景 -------------------------------------------------------------------------------------5- 1.3参考文献 -------------------------------------------------------------------------------------6- 2 系统概述 ----------------------------------------------------------------------------------------- - 6 - 2.1系统设计原则 -------------------------------------------------------------------------------6- 2.2系统目标与运行环境 ---------------------------------------------------------------------7- 2.3需求分析 -------------------------------------------------------------------------------------8- 3 系统总体设计---------------------------------------------------------------------------------- - 10 - 3.1 系统物理结构 ------------------------------------------------------------------------------- - 11 - 3.1.1 系统流程图 -------------------------------------------------------------------------------- - 11 - 3.1.2 技术要求 ---------------------------------------------------------------------------- - 13 - 3.1.3 系统体系结构---------------------------------------------------------------------- - 14 - 3.2子系统功能描述及实现---------------------------------------------------------------- -14- 3.2.1 系统总体结构---------------------------------------------------------------------- - 14 - 3.2.2 子系统结构 ------------------------------------------------------------------------- - 14 - 3.3各子系统功能模块的实现 ------------------------------------------------------------ -21- 3.3.1信息输入模块 ---------------------------------------------------------------------- - 21 - 3.3.2 信息修改模块---------------------------------------------------------------------- - 21 - 3.3.3 信息查询功能---------------------------------------------------------------------- - 21 - 3.3.4 信息分析功能---------------------------------------------------------------------- - 22 - 3.3.5 信息输出功能---------------------------------------------------------------------- - 22 - 3.3.6 其它功能 ---------------------------------------------------------------------------- - 22 - 3.4软件结构图 ----------------------------------------------------------------------------------- - 24 - 3.4.1应用软件的设计思想 -------------------------------------------------------------- - 24 - 3.4.2软件系统总体架构 ---------------------------------------------------------------- - 25 - 4 开发过程--------------------------------------------------------------------------------------- - 26 - 4.1系统开发环境----------------------------------------------------------------------------- -26- 4.2总体进度计划 ----------------------------------------------------------------------------- -26- 4.3经费预算 ----------------------------------------------------------------------------------- -27- 5 软件设计标准 -------------------------------------------------------------------------------- - 27 - 5.1 用户界面-------------------------------------------------------------------------------------- - 27 - 5.2 硬件接口-------------------------------------------------------------------------------------- - 28 -
森林防火视频监控联网系统解决方案
森工森林防火视频监控联网系统解决方案
一、需求分析 目前各级护林防火部门大多采用人工了望和地面巡护的办法进行火情监测，由于林地比较分散，限于财力，难以组织大批人员进行看守，防不胜防。许多火情往往因发现不及时，耽误了扑救时间，使小火酿成大火。而采用视频监控系统监测火情，可以防止森林大火的形成，做到早发现、早消灭，实现真正意义上的打早、打小、打了，能有效地保护十分珍贵的森林资源，具有巨大的生态效益、社会效益和经济效益。可通过视频监控达到一定的防火效果。 根据目前森工集团森林防火现状，森林防火视频监控系统有如下需求: 1)系统监控图像可在第一时间传送到省森工及各林管局、林业局指挥中心，并可以在第一时间识 别林火。 2)当火灾发生时，能够精确定位火点位置，并能够自动产生报警。 3)省森工及各林管局、林业局指挥中心通过观看实时监视各监控点火灾情况，并远程控制云台摄 像机进行控制。 4)报警后，一旦火情确定，指挥扑救人员可通过大屏实时查看现场视频。 5)林火发生后，通过系统可对受灾面积、灾害损失做出相对准确的评估。 6)系统需支持视频和地图的结合，管理员可在地图上明确林火位置。 7)前端系统运行需要提供一种有效的供电方式，能保证设备全年不间断的可靠运行。 8)前端设备大多安装在无人值守的环境，需要通过有效的安全防范手对前端设备进行管理。 9)利用有效的传输方式，能把前端监控视频传输到后台指挥中心，建立省森工—林管局（林业局） —各级林场三级联网建构，实现立体化防控圈。
二、系统总体设计 1.设计思路 森工森林防火视频监控联网系统是集硬件、软件、网络于一体的联网系统，以森林防火平台软件iVMS-9830为核心，在指挥中心能够实现对各个林区防火监控系统的全方位管理。 前端视频监控点设定在林区的制高点，通过光纤传输网或微波网络与指挥中心网络点对点联接。 在监测到有火灾信号时，系统会及时将前端实时画面传递到主站指挥中心。 1)采用双光谱热成像摄像机利用热成像原理，探测林区热辐射，通过不同目标温差实时成像， 搭配了测温模块可全天候对林区扫描检测，当测得温度及温差数据符合林火特征时，系统发 生报警，及时让防火值班人员掌握林区火灾隐患，及时制定灾害扑救方案等。 2)采用与环境信息相结合的综合监测，可以实时的了解当前监控点的风力、风向、温湿度、烟 雾等数据，为森林防火指挥提供有力数据信息，满足当前森林防火的各种要求。 3)采用与地理信息系统（GIS）相结合，实现森林资源信息的可视化化管理，可以更加有效地为 森林防火提供信息支持。 4)采用透雾成像技术，由于森林防火监控系统安装在林区的山上，山区经常浓雾弥漫，普通的 镜头无法达到正常的监控效果，使用透雾镜头解决了山区雾大，成像难的问题。 2.系统架构 森工森林防火视频监控联网系统由前端系统、传输网络、各级指挥中心等几个部分组成。
森林防火智能预警监测系统方案
目录 1.前言 (1) 2.需求分析 (3) 2.1.前端基站需求分析 (3) 2.2.传输网络需求分析 (8) 2.3.后端联网监控管理平台需求分析 (9) 3.建设目标 (10) 4.建设原则及标准 (11) 4.1.建设原则 (11) 4.2.建设依据及标准 (12) 5.森林防火智能监测系统总体构成 (13) 6.森林防火智能监测系统详细设计 (15) 6.1.前端智能监测基站详细设计 (15) 6.1.1.视频采集系统 (16) 6.1.2.智能烟火识别处理器 (22) 6.1.3.供电系统 (23) 6.1.4.防盗系统 (25) 6.1.5.基站控制设备 (26) 6.1.6.防雷接地系统 (28) 6.1.7.铁塔基建系统 (30) 6.2.传输网络详细设计 (33) 6.2.1.传输网络选型 (33) 6.2.2.传输网络配置 (35) 6.2.3.传输网络路由 (36) 6.3.后端监控管理平台系统详细设计 (39) 6.3.1.联网监控管理平台 (40) 6.3.2.GIS管理平台 (44) 6.3.3.大屏展示系统 (45) 6.3.4.综合布线系统 (49) 6.3.5.静电地板 (51) 6.3.6.防雷接地系统 (52)
1.前言 森林资源是林地及其所生长的森林有机体的总称，以林木资源为主，还包括林下植物、野生动物、土壤微生物等资源。森林资源是地球上最重要的资源之一，是生物多样化的基础，是人类赖以生存必备可少的资源之一。据2005年全球森林资源评估结果，2005年全球森林面积39.52亿公顷，占陆地面积的30.3%,人均森林面积0.62公顷，单位面积蓄积110立方米，有史以来全球森林已减少了一半，主要原因是人类活动，全球森林从1990年到2000年每年消失的森林近千万公顷。 我国资源匮乏，其中以森林资源最为紧缺，国土面积960万平方公里，约占世界总量的7%，人口13亿，约占世界总量的22%，而森林面积仅占世界的4.6%。我国森林总面积15894.1万公顷，林木总蓄积量不足世界总量的3%，森林蓄积量为112.7亿立方米，森林覆盖率为16.55%，排世界第142位，人均森林面积0.128公顷，只有世界平均水平的1/5，排世界120位，人均森林蓄积量9.048立方米，只有世界平均水平的1/8。 森林资源减少受诸多因素的影响，比如人口增加、当地环境因素、政府发展农业开发土地的政策等，此外，森林火灾损失亦不可低估，森林火灾是危害森林的大敌，一场火灾在旦夕之间就能把大片苍翠茂密的森林化为灰烬，给国家和集体造成严重损失，同时林地失去了森林的覆盖，容易造成水土流失，容易发生水旱风沙灾害，影响农业稳产高产。在居民点、农田、山林交错的山区发生了森林火灾，还会烧毁房舍、粮食、农具和耕畜，影响群众生产、生活。森林火灾还会烧死林中的大量益鸟、益兽和烧毁各种林副产品。发生森林火灾，必须动员大批人员去扑火，既耽误生产，又浪费人力物力，甚至造成人身伤亡事故，给国家人民带来损失。了解森林火灾的原因，是做好防火工作的前提。火灾原因不外乎自然的和人为的两类。自然原因中，有雷电触及林木引起树冠燃烧和在干旱季节，由于阳光的辐射强烈，使林地腐殖质层或泥炭层发生高热自然。这类性质的森林火灾是少数的。而最普遍、最大量的森林火灾，是由人为引起的。人为原因中又有生产性和非生产性火源之分。生产性火源如烧灰积肥、烧田埂草、炼山整地、
环境监控系统的设计1
本科毕业设计（论文） （2011届） 题目环境监控系统的设计 学院物理与电子工程学院 专业电子信息工程 班级08电子信息工程（2）班 学号 学生姓名 指导教师 完成日期2011年3月
环境监控系统的设计Environmental Monitoring System Design 学生姓名： Student:LinChaoWei 指导教师 Advisor:Lecturer Wang Yang 台州学院 物理与电子工程学院School of Physics&Electronic Engineering Taizhou University Taizhou,Zhejiang,China 2011年3月 Mar.2011
摘要 环境监控系统是一个综合利用计算机网络技术、数据库技术、通信技术、自动控制技术、新型传感技术等构成的计算机网络，提供的一种以计算机技术为基础、基于集中管理监控模式的自动化、智能化和高效率的技术手段，能够对环境温度、亮度和湿度等模拟信号的采集，并显示相应值，对相应参数超出预定范围进行报警及能通过串口通信在上位机进行显示，得以更好了解环境温度、亮度和湿度，对监控环境起到极大的作用。 关键词 温湿度亮度传感器；环境监控；单片机；报警
Abstract Environmental monitoring system is a comprehensive use of computer network technology,database technology,communication technology, automatic control technology,sensor technology,a new computer network, provides a computer technology as the foundation,based on the centralized management mode of monitoring automation,intelligent and efficient technical means,to environment temperature,brightness and humidity analog signal acquisition,and display the corresponding to the corresponding parameter values,beyond a predetermined range of alarm and can through the serial communication to the host computer for display,to better understand the environmental temperature and humidity,brightness,to monitor the environment plays a great role. Key words Temperature and humidity brightness sensor;environmental monitoring; single chip microcomputer;alarm
森林防火视频监控联网系统解决方案
森工森林防火视频监控 联网系统解决方案 一、需求分析 目前各级护林防火部门大多采用人工了望和地面巡护的办法进行火情监测，由于林地比较分散，限于财力，难以组织大批人员进行看守，防不胜防。许多火情往往因发现不及时，耽误了扑救时间，使小火酿成大火。而采用视频监控系统监测火情，可以防止森林大火的形成，做到早发现、早消灭，实现真正意义上的打早、打小、打了，能有效地保护十分珍贵的森林资源，具有巨大的生态效益、社会效益和经济效益。可通过视频监控达到一定的防火效果。 根据目前森工集团森林防火现状，森林防火视频监控系统有如下需求: 1)系统监控图像可在第一时间传送到省森工及各林管局、林业局指挥中心，并可以在第一时间识别林火。 2)当火灾发生时，能够精确定位火点位置，并能够自动产生报警。 3)省森工及各林管局、林业局指挥中心通过观看实时监视各监控点火灾情况，并远程控制云台摄像机进行控制。 4)报警后，一旦火情确定，指挥扑救人员可通过大屏实时查看现场视频。 5)林火发生后，通过系统可对受灾面积、灾害损失做出相对准确的评估。 6)系统需支持视频和地图的结合，管理员可在地图上明确林火位置。 7)前端系统运行需要提供一种有效的供电方式，能保证设备全年不间断的可靠运行。 8)前端设备大多安装在无人值守的环境，需要通过有效的安全防范手对前端设备进行管理。 9)利用有效的传输方式，能把前端监控视频传输到后台指挥中心，建立省森工—林管局（林业局）—各级林场三 级联网建构，实现立体化防控圈。 二、系统总体设计 1.设计思路 森工森林防火视频监控联网系统是集硬件、软件、网络于一体的联网系统，以森林防火平台软件iVMS-9830为核心，在指挥中心能够实现对各个林区防火监控系统的全方位管理。 前端视频监控点设定在林区的制高点，通过光纤传输网或微波网络与指挥中心网络点对点联接。在监测到有火灾信号时，系统会及时将前端实时画面传递到主站指挥中心。 1)采用双光谱热成像摄像机利用热成像原理，探测林区热辐射，通过不同目标温差实时成像，搭配了测温模块可 全天候对林区扫描检测，当测得温度及温差数据符合林火特征时，系统发生报警，及时让防火值班人员掌握林 区火灾隐患，及时制定灾害扑救方案等。 2)采用与环境信息相结合的综合监测，可以实时的了解当前监控点的风力、风向、温湿度、烟雾等数据，为森林 防火指挥提供有力数据信息，满足当前森林防火的各种要求。 3)采用与地理信息系统（GIS）相结合，实现森林资源信息的可视化化管理，可以更加有效地为森林防火提供信 息支持。 4)采用透雾成像技术，由于森林防火监控系统安装在林区的山上，山区经常浓雾弥漫，普通的镜头无法达到正 常的监控效果，使用透雾镜头解决了山区雾大，成像难的问题。 2.系统架构 森工森林防火视频监控联网系统由前端系统、传输网络、各级指挥中心等几个部分组成。 系统架构图
智能家居环境监测系统设计与实现
智能家居环境监测系统设计与实现 智能家居是指在智能化、自动化、信息化的基础上利用传感器网络等进行数据传输，实现家居电器的智能控制，随着4G网络的快速发展，智能家居的及时出现为人们享受生活提供了一个更好的选择。 一、智能家居环境监测系统总体设计 基于ZigBee无线通信技术构建的室内环境监测系统主要实现室内温度、氧气、一氧化碳、二氧化硫、湿度、甲烷和二氧化碳含量等家居环境的检测，其次是监测生活用水、用电和用气的安全性和用量，三是监测室内各种生活家电的状态等。系统设计中，基于ZigBee的传感器节点将室内环境信息发送到无线传感器网络的汇聚节点，通过ARM微处理器实现嵌入式编程，然手通过ARM微处理器和ZigBee汇聚节点实现有效的网络串行通信。通过该系统，采集室内环境信息、输入操作命令、输出操作结果、集中控制室内环境、远程控制家用电器、联动控制室内安防系统等功能。 二、智能家居环境监测系统详细设计 2.1室内环境信息采集功能 通过部署在室内的传感器节点，实现无线传感器网络的室内环境信息采集，以便能够将室内温度、湿度、氧气、二氧化碳、一氧化碳、二氧化硫、甲烷及生活用水和生活电气等相关信息传递到系统中。信息采集和感知是室内环境系统最基本的功能，需要将传感器节点进行良好的部署和优化，以便在最小能量耗费下实现节点的全方位覆盖。 2.2 室内环境信息传输功能 传感器节点采集相关的网络信息后，通过4G网络传输到ZigBee汇聚节点，汇聚节点将多个传感器节点信息传输到室内监测系统的服务器，以便服务器进行处理。信息传输过程中，为了实现高效数据传输和分发，需要将数据进行压缩和存储，实现传感器网络的聚簇作用，同时为了降低传感器网络的通信开销、平衡节点间负载，需要对传感器网络节点和传输节点进行设计。 2.3 室内环境信息处理功能 数据传输到服务器后，环境监测装置负责处理采集到的数据信息，发现相关的信息超过用户设置的预警值，则传感器检测装置通过4G通信网络以短信或数据通信的方式通知用户，同时将收集的信息存储到服务器数据库中。逻辑业务处理将数据统计分析和预测结果发送到相关界面，以便用户查看和分析。 三、Zigbee无线传感网络系统硬件设计
地质灾害监测预警系统方案
省省级预算项目建议书 项目名称：地质灾害监测预警系统 项目编码： 项目单位：省第一测绘院 领导签字(章)：预算单位：省国土资源厅 领导签字(章)：主管部门：省国土资源厅 领导签字(章)： 省财政厅制 二○一○年十一月十日
填报说明 1、本建议书由项目单位或预算单位负责填写，送隶属的财务主管部门审查后报省财政厅（对于基本建设专项资金、产业技术研发、应用技术研发、信息产业和信息化建设专项资金项目，分别由省有关部门按照项目隶属关系先报送省发展和改革委员会、省科技厅和省信息产业厅，三个部门经审核立项后通知各有关部门，部门再按确定的项目容报财政部门）。 2、需附相应的部门审核、项目可行性报告、立项批准等有关资料。 3、项目情况填报说明 1）项目性质：（1）维持性资金项目。（2）发展性资金项目。 2）项目类型及编号：01、建筑物及基础设施购建；02、专项购置； 03、大型修缮；04、专项业务；05、科技研究与开发；06、信息网络购建；07、信息网络维护；08、大型活动；09、企事业单位补贴；10、个人家庭补助；11、偿债支出；12、产权参股；99、其他专项。 3）项目级次：本级、对下补助（按级次分别单列项目）。 4）项目地点：项目实施地点。 5）单位代码：省级行政事业单位填写预算单位编码；非省级预算单位的承担单位是行政、事业、社会团体的填写组织机构代码，企业填写工商注册码为统一标识。 6）单位性质：行政、事业、其他。 7）单位规格：厅级、副厅级、处级、科级、其他。 8）立项部门：批准立项的主管部门 9）主管部门：项目单位的财务主管部门。 10）主管处室：财政厅各部门预算主管处。 11）支出功能：类、款按最近规定的政府收支分类科目填写。 12）项目执行周期：项目执行的年度数。