随着国家对野生自然保护区的重视,各种规模的无线视频监控系统已经开始广泛的应用到各个森林保护区。随着Internet和宽带网络技术的日益发展,传统的以文字和图片为主的内容服务已不能满足用户的需求,具有视频和音频的多媒体内容服务即将成为主流,这是互联网技术发展的必然趋势。同时,各种高效压缩解压算法的提出,为多媒体信息在网络上进行传输提供了可能。
电信宽带网络的使用已成为我们生活和工作不可缺少的一部份。在移动宽带网络实时传输即流媒体技术将是现在和未来五年的一项新技术发展和应用的热点。基于3G/4G网络技术的新一代无线安防监控系统使无线传输在移动宽带网上传输视频和音频成为一种趋势。将视频、音频、数据集成在一起进行网络传输的解决方案，具有结构简单、功能齐全、网络化管理、高可靠性、高集成度等特点，最重要的是其不受地域地形和传统互联网铺设限制。
1、工 程 概 况
随着国家对森林环境的重视，国内的各个野生森林自然保护区也加速推进信息化建设的，目前各很多地区的森林防火以及自然保护区已建立综合信息网络系统。其中远程图像监控是这些部门信息化建设的重点需求之一。如何利用已建立的综合信息网络系统，将3G/4G无线监控业务融合在系统中，既可以减少因建立专用监控网络系统的投资，又可以满足各业务职能部门监控信息共享的需要。
1.1 行业概述
随着自然保护区信息系统建设，内部从以前粗放式管理向信息化管理过渡，逐步加强了对保护区内部的各种动植物资源进行集中管理，国家级自然保护区内有中国面积最大且保持完整的原始状态山地苔藓常绿阔叶林，具有森林及其水源涵养作用，保护区类型为森林生态资源保护区。近年来，通过综合治理，在森林防火及森林资源保护工作中虽然取得了较好成绩，但是森林防火问题仍一直困扰着林业部门。森林火灾频发的势头仍未能得到根本遏制。随着造林事业的不断发展，林地面积和林业蓄积量逐年增加，森林防火工作日益成为首要任务。森林火灾是世界性的林业重要灾害之一，每年都有一定数量的森林火灾发生，造成了森林资源的重大损失和全球性的环境污染。森林火灾具有突发性、灾害发生的随机性、短时间内能造成巨大损失的特点。森林火灾虽不可能完全避免，但其危害程度完全可以通过预防和及时扑救等措施来加以控制。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，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。为了预防、减少和控制森林火灾，早日实现森林防火工作的规范化、科学化、信息化，贯彻“预防为主，积极扑救的方针”，真正做到早发现，早解决森林防火综合能力示范工程，森林防火野外视频监控系统建设显得尤其重要。
1.2 系统组成
3G/4G无线视频监控系统 有三部分组成：前端图像采集系统（含供电系统）、无线传输系统、后端监控管理指挥系统。 是专门针对野生动植物自然保护区的地理特点，可以结合当地的地理环境而推出的一套完整的安全综合治理 “ 远程保护区无线监控系统 ” 解决方案。该系统满足本地监控和中心联网多级网络化视频监控的需求。可 24 小时实时监控保护区的安全情况 , 不受地理位置和距离限制，降低了安全监控人员的劳动强度，为监控中心指挥提供强有力的保障，使各级监视中心的调度人员通过监视远端传送上来的现场图像，直观、准确、及时地了解各区的实际情况。
1.3 行业特点及设备选型
森林防火远程视频监控系统提出了许多具有强烈行业特征的需求，这些需求是普通的视频监控系统无法满足的，因此防火智能监控系统需要具备以下特点：
全天候远距离工作：防火信息采集点要全天候工作，这就需要选择摄像机时应选用红外敏感型彩色转黑白摄像机。镜头应选用日夜两用型长焦镜头，并且于较远距离外外能看清小面积火情，还具有透雾功能；云台要求选用螺杆传动的室外一体化重载云台，为了减少远距离图像的抖动，摄像机的安装也要确保牢固稳定。前端设备采用密封加隔离的防护措施，把系统重要电子核心器件全部密封在碳纤维结构设计的防护罩里面，保证防护罩内部设备不会发生结雾和凝水现象。同时防护罩视窗玻璃采用白光钢化玻璃同时附加热片，杜绝了视窗表面的结雾和凝水，防止监控图像出现模糊或畸形。
前端设备工作状态远程监控：由于整个防火信息采集前端设备地处深山，维护极为不便，所以中心要是能随时掌握前端设备的工作状态，对维护将起到重要的指导分析作用，一方面降低了整个系统维护工作的强度和费用，另一方面也保护了用户的利益。
智能的林火火情分析和早期预警：完全依靠值班人员通过监视器来发现早期火情是比较困难的，随着智能视频分析技术的发展，对早期林火的烟火智能识别已经开始逐步得到应用，系统需要能及时自动发现火情、告警并联动报警录像，提醒值班人员察看显示画面，实现早发现、早通报、早扑救。
监控室建设：建设监控室大屏幕，方便实时监控野外监控图像，远程监控林区，实现无人值守。
根据视频监控业务方面的要求，我们采用网络化分布式视频接入、集中控制管理、分布式共享的策略采用无线通讯方式来实现煤矿矿区的视频监控功能。
网络化分布式报警信号和视频接入，是指采用专用的3G/4G视频接入设备就近将监
控视频发射到网络基站。
集中控制管理，是指通过专门的视频服务器和数传电台接收机来控制和调
监控视频的接入和访问服务、以及报警信息处理等。
分布式共享，是指通过网络方式实现监控视频的传输，满足多个业务职能部门户的共享需求。
1.3.1 行业标准和规范
本安全防范系统设计完全符合中华人民共和国公安部有关条例和规范，包括：
安全防范工程程序与要求GA/T75-94；
安全防范系统通用图形符号GA/T74-94；
安全防范工程费用概预算编制办法GA/70-94；
电子设备安装工程费用定额HYD41-01-1999；
风险等级和防护级别的规定GA/T38-92；
民用建筑闭路监视电视系统工程技术规范GB50198-94；
防盗报警控制器通用技术条件GB12663-90；
民用建筑电气设计规范JGJ/T16-92；
中国电气装置安装工程施工及验收规范GBJ232-82；
建筑与建筑群综合布线系统工程设计规范CECS72.95；
系统接地的形式及安全技术要求GB14050-93；
1.3.2用户实际需求及分析
根据现场的实际要求，需要对自然保护区的重点部位进行布控，由于环境因素不太适合有线的形式进行布局，需要传输视频信号及其它信号，为了完成监控的目的，我们采用3G/4G无线方式进行传输，不仅可以完成现场功能的实现，同时又可以对传输过程进行加密传输，从而达到一定的保密要求。
1.3.3 实用性及可靠性原则
在本次远程监控系统工程中，我们首先考虑的是实用性和可靠性，遵循面向应用、注重实效的原则，以确保使用的技术及设备成熟可靠。
在系统的设计和实施工程中，应该充分考虑系统的可靠性。在整体设计时关键部位必须有充足的备份措施，对于重要的网络部位应当采取先进可靠的容错技术。在本项目中，我们所设计采用的设备无论是集成的外购产品，还是自行开发设计的产品都经过严格的选择与测试。外购产品全部为国内外具有良好声誉、良好产品质量及售后服务信誉的名牌产品。自行开发设计生产的产品及软件全部都是经过实际测试与使用的产品，并经过严格的器件筛选及老化实验，充分保证了设备及系统的可靠性。
1.3.4 先进性、成熟性与可扩展性原则
在满足实用性原则的基础上，并结合现场的实际情况，我们选用先进的设备、优化的结构、综合布线方式及多媒体控制技术，力争将系统的技术水平定位在一个高层次上，以适应新世纪现代生产管理发展的需要。
系统建设适应行业发展，充分考野外自然保护区的特点，在整体设计、设备配置、通信方式、管理方式、维护方式等方面具有一定的先进性，采用国际标准的同时又是成熟的技术。
系统具有良好的可扩展性，充分保证能够将今后增加的新设备和新功能简单方便地与原有系统相结合。
1.3.5 开放性和标准化原则
系统中所采用的通信协议、系统设备都符合国际标准、国家标准、工业标准和各类标准及相关行业标准。充分利用3G网络的优势，将它们有机地结合起来，为信息交换和设备互操作创造有利条件。
系统结构设计CECS：72/97《国家建筑与建筑群综合布线系统设计规范》。网络系统硬件设备选型、施工、安装符合相应国际或国家标准。
2、系统具体设计和建设目标
出于长远规划的考虑，依据国家相关行业规定和规范的要求，结合本工程项目的实际需要，设计、建设的项目内容为以下几点：前端设备的布设；传输系统；主控系统。
通过以上三个项目的建立，构成一个现代化的安全技术防范系统工程。该工程运用现代科学技术手段，在科学的管理下，达到防范严密，常备不懈，无懈可击，严阵以待，发挥全天候的防范效果。为此，这四个项目的具体要求分述如下：
2.1 现场情况及无线系统整体布设
在国家级自然保护区重点火险林区范围内，全面完善和加强森林防火基础设施和设备建设，使重点火险区林火监测和地面巡护；实现森林火灾实现实时监控、预警，建立完整的前端信息采集系统、火情分析自动识别报警系统、监控中心及防火业务智能监控平台，实现视频监控、智能分析报警等功能。通过项目建设能确保自然保护区及时发现火情和警情，及时组织扑救火灾，有效保护森林资源，从而保护区域内和区域周边人民群众的生命财产安全，维护林区生态环境。
本项目通过先进的视频监控技术、数据处理技术等，对自然保护区的森林资源进行有效地保护，对火情做到打早、打小、打了，降低护林员工作强度，提高工作效率，并为灭火指挥人员提供技术支撑。
本项目主要是针对以上情况不方便布线的情况下，在自然保护区选取几个重要的监控防火点，安装3G/4G的前端监控设备，对前端的火情以及警情进行及时的监控管理。采用基于3G宽带网络的视频监控系统来对目标区域进行事前防范，有效监管，提高管理效率，并能够事后进行追踪，监控中心能控制球机、云台。
摄像机用数据线与4路车载3G传输设备连接，视频信号通过3G 无线网络发送出去，在监控中心电脑通过本地网络即可查看各个监控点及车辆运行情况，也可以接到硬盘录像机进行录制。通过电脑鼠标可以操作摄像头监控方向。
监控设备和3G无线网络视频传输设备都需要供电（220V）
2.2 中心监控室具有的功能
主控室是整个系统的信号控制及信息交换中心，具有最全面的系统功能，简单表述为以下几点。更详细的功能介绍，请参看“设备选用”中的数字硬盘录像主机的选用。
2.3 其他网络分控端具有的功能
其他网络分控端设备主要指单位领导或系统管理人员所在位置安装的分控计算机。作为网络分控端必需具备三个条件才能够实现分控管理的功能。包括：分控端的分控计算机必须与中心数字主控设备联网；在分控计算机上安装专用分控软件并运行；享有最高管理员的授权和密码。
2.3.1 器材设备的选用
为了保证系统工程的先进性、可靠性、实用性，系统所需要的器材设备，应根据设计任务书的总体规划要求，在认真进行现场勘察对系统工程有了较为深入了解的基础上，选用名牌优质、符合国家标准并经国家质量认证、性能价格比合理的产品，达到设备性能优良、质量可靠、价格合理。
3、方案设计参考文献分类
3.1 方案简述
-- 本方案是由深圳深方科技有限公司推出的。方案主要介绍通过3G/4G网络视频传输设备完成保护区无线监控功能。
3.2 适用对象
野外自然保护区无线监控
3.3 功能概述
无论是原来的G网手机、C网手机，或是最新的3G手机，只要你的手机能支持多媒体网络，即可实现手机视频查看。通过手机可视频录像切换、视频抓拍、云台控制、焦距控制等。
服务器带有移动侦测报警、视频丢失报警功能，实现报警联动录像，具有报警前10-20秒的预录像，与智能分析模块联动可实现智能视频分析报警（周界入侵/可疑物探测/物体丢失侦测/人数统计等功能）。可外接报警输入和输出设备，提供RS485接口。
支持双向语音传输，用户可以通过电脑听到现场实时的声音，同时也可以通过电脑麦克风将声音传送到现场。
配套全球可视信息平台的视频系统管理平台，用户能同时监控和管理几万台在线设备，可远程控制、设置、添加删除设备、多用户权限管理等等。用户可在任何地点和时间，登入网站平台即可操作。该平台完全达到运营级的平台要求。
3.4 方案优势
(1). 可选支持GPRS/CDMA/EDGE/3G模式手机浏览。
(2). 双码流输出，一支为高清晰的视频信号，用于本地录像存储；另一支为无线网络传输，用于实现远程PC查看和手机视频查看。
(3). 具有报警输入、移动侦测报警、视频报警、报警联动输出，提供RS232网络透明通道接口。
双向语音对讲、车载硬盘录像、GPS定位、车载媒体播放于一体的全方位、多功能车载监控设备，视频画面更清晰，8-32伏宽电源设计，满足任何车辆直接供电，使用起来更方便；GPS实时定位，单卡四路,4路CIF实时传输,双向语音对讲,报警输入输出,透明串口，车载减震，SATA硬盘接口，最高四路D1录像,内置GPS模块6. 内置WEB预览功能，可进行IE访问。
(4) 支持双向双工语音对讲、单向语音广播。
(5). 支持云台与电动镜头控制，支持多种解码协议。
(6) 支持视频、音频、报警、语音数据、串行数据通过TCP/IP和UDP/IP网络传输；支持各种3G网。
3.5 拓朴结构
