森林防火監(jiān)控智能分析系統(tǒng)(熱成像)11.3

華聞科技PAGEPAGE22目錄……………………………..1一、系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)與基本功能 11.系統(tǒng)構(gòu)成 12.基本功能 2二、系統(tǒng)特點(diǎn) 21.先進(jìn)性 22.可靠性 33.實(shí)用性 34.操作和維護(hù)的方便性 35.安全性 46.規(guī)范性 47.可擴(kuò)充性 4三、熱成像應(yīng)用于森林防火監(jiān)控的優(yōu)勢(shì) 4四、前端設(shè)備介紹——hw1005 81、熱像儀測(cè)溫報(bào)警功能 112、報(bào)警信息傳輸 11五、在線火情監(jiān)控分析軟件 11六、質(zhì)量保證與售后服務(wù) 21七、聯(lián)系方式……………………13一、系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)與基本功能1.系統(tǒng)構(gòu)成圖1系統(tǒng)構(gòu)成系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖如上圖所示，主要由前端遠(yuǎn)距離紅外熱成像系統(tǒng)、智能圖像處理系統(tǒng)、傳輸系統(tǒng)和后端監(jiān)控中心組成。根據(jù)所要監(jiān)控區(qū)域的范圍設(shè)立紅外熱像儀，安裝在云臺(tái)上，云臺(tái)可受控制中心控制。視頻信號(hào)和控制信號(hào)經(jīng)視頻服務(wù)器編碼后通過無線（無線網(wǎng)橋）或有線方式（光纖或有線網(wǎng)絡(luò)）傳輸至控制中心，視頻圖像及報(bào)警監(jiān)控信息在這里實(shí)時(shí)顯示。一旦發(fā)現(xiàn)火情即可通過控制中心的系統(tǒng)控制向前端攝像發(fā)送控制信號(hào)，控制云臺(tái)及攝像機(jī)跟蹤目標(biāo)，控制中心可根據(jù)情況，做出分析，向巡邏人員下達(dá)指揮命令。2.基本功能（1）實(shí)時(shí)視頻監(jiān)控

系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對(duì)監(jiān)控區(qū)域的實(shí)時(shí)視頻監(jiān)控，在監(jiān)控中心的顯示終端上能夠顯示前端實(shí)時(shí)場(chǎng)景。（2）云臺(tái)控制

智能圖像處理器可以控制云臺(tái)進(jìn)行360旋轉(zhuǎn)，對(duì)監(jiān)控區(qū)域進(jìn)行多角度監(jiān)控。（3）視頻錄像系統(tǒng)管理員可以按照需求指定錄像通道的幀率、編碼質(zhì)量、錄像空間大小、錄像觸發(fā)方式，系統(tǒng)能自動(dòng)管理磁盤空間，執(zhí)行錄像任務(wù)。（4）日志信息前端智能圖像處理器產(chǎn)生的運(yùn)行日志發(fā)送到監(jiān)控中心服務(wù)器中。監(jiān)控中心服務(wù)器上實(shí)時(shí)顯示日志信息，按配置要求給出告警。用戶可以按輸入的條件來查詢?nèi)罩镜臍v史記錄和視頻錄像。（65)擴(kuò)展功能和系統(tǒng)集成在森林防火智能分析系統(tǒng)設(shè)計(jì)中充分考慮了模塊化和靈活性。監(jiān)控中心和前端通信、監(jiān)控中心數(shù)據(jù)庫(kù)管理都有軟件開發(fā)包，監(jiān)控中心服務(wù)器也能做到定制開發(fā)集成其它廠商的設(shè)備或者擴(kuò)展系統(tǒng)業(yè)務(wù)功能。集成商可以將前端設(shè)備集成到他們的系統(tǒng)中。二、系統(tǒng)特點(diǎn)1.先進(jìn)性現(xiàn)代信息技術(shù)的發(fā)展，是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展中最活躍的領(lǐng)域，每一個(gè)新技術(shù)的出現(xiàn)都對(duì)我們的工作方式產(chǎn)生極大的影響，對(duì)我們工作效率的提高起到極大的推動(dòng)作用。因此本系統(tǒng)采用先進(jìn)的技術(shù)和設(shè)備，這一方面反映了系統(tǒng)所具有的先進(jìn)水平，又使得系統(tǒng)具有強(qiáng)大的發(fā)展?jié)摿?。所以，在投資費(fèi)用許可的情況下應(yīng)當(dāng)充分利用現(xiàn)代最新技術(shù)、最可靠的成果，以使該系統(tǒng)在盡可能長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)與社會(huì)發(fā)展相適應(yīng)。從長(zhǎng)期的觀點(diǎn)看，這也是最節(jié)省經(jīng)費(fèi)的。2.可靠性可靠性是安全防范系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵，為此在制作本方案時(shí)即選用產(chǎn)品時(shí)，我們主要考慮以下幾點(diǎn)：①既要考慮技術(shù)的先進(jìn)性，又要考慮技術(shù)的成熟性②采取集中型控制方式，從系統(tǒng)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)形式和控制方式的角度來提高系統(tǒng)總體可靠性，從而達(dá)到先進(jìn)性和可靠性的完美統(tǒng)一③遵循嚴(yán)格科學(xué)的施工規(guī)范，為系統(tǒng)的連接，架設(shè)可靠的神經(jīng)中樞，從而為系統(tǒng)的總體可靠性打下最堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。3.實(shí)用性系統(tǒng)具有較高的集成度又有簡(jiǎn)潔科學(xué)的體系結(jié)構(gòu)，減少中間環(huán)節(jié)，以保證系統(tǒng)能高效運(yùn)行，又能穩(wěn)定可靠地工作。先進(jìn)性與經(jīng)濟(jì)性往往會(huì)產(chǎn)生矛盾，這就需要在制定總體設(shè)計(jì)方案時(shí)：①選擇性能價(jià)格比最佳的設(shè)備和系統(tǒng)②要善于從實(shí)際出發(fā)，突出實(shí)用功能，去掉“華而不實(shí)”的無用功能，降低總體投資，求的先進(jìn)性與經(jīng)濟(jì)性的統(tǒng)一。4.操作和維護(hù)的方便性我們認(rèn)為操作和維護(hù)的方便性是當(dāng)今應(yīng)用系統(tǒng)成功與否的很重要的因素。這里的可維護(hù)性包含二層含義：①易于故障的排除：在其中一個(gè)環(huán)節(jié)出故障時(shí)，可以在不影響使用情況下進(jìn)行維修、維護(hù)，模塊化的設(shè)計(jì)也使故障的排除大大簡(jiǎn)化了；②日常管理操作簡(jiǎn)便：系統(tǒng)應(yīng)該可以方便地設(shè)定和操作，功能強(qiáng)大的同時(shí)盡量操作簡(jiǎn)單，使使用人員可以盡快掌握用途。同時(shí)，簡(jiǎn)便的操作使系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可維護(hù)性也相應(yīng)提高了。5.安全性系統(tǒng)設(shè)計(jì)既要考慮自身的安全又要考慮使用環(huán)境的安全。本系統(tǒng)在設(shè)計(jì)上采取了有效措施，如越界報(bào)警、安全附屬攝像機(jī)等，防止系統(tǒng)本身受到破壞；另外也考慮了森林防火的需要，系統(tǒng)盡量減少使用中高壓電，而是使用弱電技術(shù)。6.規(guī)范性為了保證工程建設(shè)的高效順利實(shí)施，在系統(tǒng)建設(shè)過程中，嚴(yán)格按照現(xiàn)代項(xiàng)目管理基本原理管理和運(yùn)作整個(gè)工程。項(xiàng)目管理循環(huán)包括:項(xiàng)目開始、項(xiàng)目選型、項(xiàng)目計(jì)劃、項(xiàng)目執(zhí)行、項(xiàng)目評(píng)估及更新和項(xiàng)目完成六項(xiàng)主要內(nèi)容。同時(shí)在系統(tǒng)建設(shè)過程中，嚴(yán)格遵循了相關(guān)的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)、工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，例如《GB-8566-88計(jì)算機(jī)軟件開發(fā)規(guī)范》、《GB/T12504-90計(jì)算機(jī)軟件質(zhì)量保證計(jì)劃規(guī)劃》、《森林防火條例》、《GB22134-2008火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)組件兼容性要求》《森林火災(zāi)經(jīng)濟(jì)損失額統(tǒng)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》等。7.可擴(kuò)充性系統(tǒng)考慮今后發(fā)展的需要，因而必須具有在系統(tǒng)產(chǎn)品系列、容量與處理能力等方面的擴(kuò)充與換代的可能，這種擴(kuò)充不僅充分保護(hù)了原有投資，而且具有較高的綜合性能價(jià)格比。三、熱成像應(yīng)用于森林防火監(jiān)控的優(yōu)勢(shì)自然界中的一切物體的溫度都高于絕對(duì)零度，都會(huì)有紅外輻射．這是由于物體內(nèi)部分子熱運(yùn)動(dòng)的結(jié)果。其輻射能量正比于自身溫度的四次方成正比，輻射出的波長(zhǎng)與其溫度成反比。紅外成像技術(shù)就是根據(jù)探測(cè)到的物體的輻射能的大小。經(jīng)系統(tǒng)處理轉(zhuǎn)變?yōu)槟繕?biāo)物體的熱圖像，以灰度級(jí)或偽彩色顯示出來，即得到被測(cè)目標(biāo)的溫度分布從而判斷物體所處的狀態(tài)。林區(qū)背景溫度一般在-40～60攝氏度，而森林可燃物產(chǎn)生的火焰的溫度為60O～1200攝氏度圖2不同溫度的物體輻射的波長(zhǎng)正常-40-60度火焰正常-40-60度火焰400-1200度圖3火焰和正常森林的溫度和輻射對(duì)比火焰的輻射波長(zhǎng)范圍為2-20微米，正常森林的輻射波長(zhǎng)范圍為8.5-12.2微米，都在熱成像儀8-14微米的探測(cè)范圍之內(nèi)。正常森林的絕對(duì)溫度按300K計(jì)算，火焰的絕對(duì)溫度按1200K計(jì)算，那么，火焰的輻射能量是正常森林的16倍。因此，著火點(diǎn)在紅外熱成像圖像上為明顯的高溫區(qū)。①熱成像能更早發(fā)現(xiàn)潛在火源由于紅外熱成像儀是反映物體表面溫度而成像的設(shè)備，因此除了夜間可以作為現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控使用外，還可以作為有效防火報(bào)警設(shè)備，在大面積的森林中，火災(zāi)往往是由不明顯的隱火引發(fā)的。這是毀滅性火災(zāi)的根源，用現(xiàn)有的普通方法，很難發(fā)現(xiàn)這種隱性火災(zāi)苗頭。而應(yīng)用紅外熱成像儀可以快速有效地發(fā)現(xiàn)這些隱火，并且可以準(zhǔn)確判定火災(zāi)的地點(diǎn)和范圍，透過煙霧發(fā)現(xiàn)著火點(diǎn)，做到早知道早預(yù)防，早撲滅。圖4hw1000系列紅外熱成像儀發(fā)現(xiàn)隱火（沒有火焰）與可見光對(duì)比圖5夜間熱成像的偽彩色功能顯示房子各部分的溫度不同②熱成像能穿透塵霧發(fā)現(xiàn)火情圖6hw1000系列紅外熱成像儀透過煙霧發(fā)現(xiàn)火情與可見光對(duì)比③熱成像更有利于分析火災(zāi)發(fā)展趨勢(shì)

熱成像技術(shù)能夠分辨出不同溫度的火焰，為火災(zāi)趨勢(shì)分析提供依據(jù)。四、前端設(shè)備介紹——hw1005產(chǎn)品特點(diǎn)及優(yōu)勢(shì)能有效查找火源點(diǎn)并及時(shí)發(fā)出聲光報(bào)警功能，采取應(yīng)對(duì)措施；即使在全黑的情況下亦可清晰成像，無需任何主動(dòng)光源照明；IP66防護(hù)等級(jí)，可穿透煙霧，適用于各種氣候和環(huán)境，可見度高；采用進(jìn)口384×288非制冷焦平面探測(cè)器，輸出優(yōu)質(zhì)紅外圖像，真正實(shí)現(xiàn)24H不間斷監(jiān)控；同時(shí)配備1280×960高分辨率可見光傳感器，18X光學(xué)變焦，使整個(gè)視野一覽無余；采用100M以太網(wǎng)輸出50Hz純溫度數(shù)據(jù)和H.264可見光視頻，可在局域網(wǎng)內(nèi)使用，組網(wǎng)方便、靈活、經(jīng)濟(jì)；可錄制紅外、可見光視頻，可錄制溫度數(shù)據(jù)流并回放，完美重現(xiàn)歷史場(chǎng)景；提供專業(yè)版的應(yīng)用程序、圖像離線分析軟件Hw1005集成了紅外熱像儀，彩色攝像機(jī)，可同時(shí)輸出兩路視頻，具有熱像儀超溫檢測(cè)功能，白天熱成像檢測(cè)到高溫目標(biāo)，同時(shí)可見光攝像機(jī)檢測(cè)到火源時(shí)，云臺(tái)停止巡航，并向遠(yuǎn)程監(jiān)控主機(jī)發(fā)送報(bào)警信息，報(bào)警信息包括：機(jī)器ID，云臺(tái)水平和俯仰角度，超溫區(qū)域的坐標(biāo)（左上角和右下角）。夜間由于環(huán)境干擾較少只需要熱成像檢測(cè)到超溫目標(biāo)即可認(rèn)定有火情。Hw1005產(chǎn)品性能參數(shù)紅外熱像儀探測(cè)器類型非制冷焦平面波長(zhǎng)范圍8~14μm像素?cái)?shù)384×288探測(cè)距離2.5kg像素尺寸25μm幀率50Hz測(cè)溫范圍-20~300測(cè)溫精度±2℃熱靈敏度(NETD)<60mK視場(chǎng)角5.5°×4.1°角分辨率0.25mrad調(diào)焦方式電動(dòng)/手動(dòng)，電動(dòng)鏡頭支持自動(dòng)對(duì)焦，實(shí)時(shí)顯示圖像銳度以輔助人工對(duì)焦可見光相機(jī)像素?cái)?shù)1280×960焦距4.7~84.6mm，18X光學(xué)變焦水平視場(chǎng)角55.2o~3.2o（廣角~望遠(yuǎn)）光圈F1.4~F2.6調(diào)焦方式電動(dòng)變倍，自動(dòng)對(duì)焦最低照度彩色0.05Lux，黑白0.01Lux云臺(tái)旋轉(zhuǎn)速度水平：5.6°/s，垂直：3.6°/s旋轉(zhuǎn)范圍水平：0～355°，垂直：-70°～+20°預(yù)置位個(gè)數(shù)51預(yù)置位精度±0.3°自動(dòng)巡航支持多預(yù)置位巡航和水平勻速巡航兩種模式測(cè)溫性能和圖像性能發(fā)射率黑背景溫度校正根據(jù)輸入發(fā)射率和背景溫度自動(dòng)校正，發(fā)射率0.01~1可調(diào)濾光片或窗口透過率校正根據(jù)輸入透過率自動(dòng)校正大氣透過率校正根據(jù)氣象參數(shù)自動(dòng)計(jì)算大氣透過率并校正溫度鼠標(biāo)測(cè)溫實(shí)時(shí)顯示光標(biāo)點(diǎn)溫度測(cè)溫模式支持全局高低溫追蹤、全局平均溫度、點(diǎn)、線、矩形、圓、橢圓、多邊形等多種測(cè)溫模式，最多可添加20個(gè)測(cè)溫對(duì)象。所有測(cè)溫對(duì)象可獨(dú)立設(shè)報(bào)警閾值范圍、采樣周期、繪制歷史溫度曲線圖高低溫報(bào)警聲光報(bào)警，并記錄日志，觸發(fā)報(bào)警時(shí)可自動(dòng)存儲(chǔ)溫度數(shù)據(jù)和圖像快照。輔助溫度分析相對(duì)溫度分析、溫度直方圖分析，歷史溫度曲線圖，線上溫度曲線圖圖像凍結(jié)支持顯示增強(qiáng)自動(dòng)拉伸，帶DDE，圖像亮度對(duì)比度可調(diào)，支持手動(dòng)平臺(tái)拉伸調(diào)色板白熱、黑熱、鐵紅、彩虹等10種顯示模式紅外和可見光畫中畫顯示或并排顯示，紅外全屏顯示電子倍焦2X、4X、全屏數(shù)據(jù)存儲(chǔ)報(bào)告生成Word格式，帶內(nèi)容選擇向?qū)y(cè)溫對(duì)象測(cè)溫對(duì)象配置可存儲(chǔ)到文件，可從文件讀取。每個(gè)對(duì)象的代表性溫度（例如最高溫度）數(shù)據(jù)可保存到文件溫度數(shù)據(jù)保存自定義MGT格式可用ThermalScope軟件處理，CSV格式可用EXCEL查看溫度數(shù)據(jù)流保存自定義MGS格式，可限制最大尺寸溫度數(shù)據(jù)流回放回放帶時(shí)間戳，可調(diào)節(jié)播放速度、凍結(jié)、循環(huán)播放，播放時(shí)可進(jìn)行圖像處理紅外圖像保存帶標(biāo)記信息或不帶標(biāo)記信息視頻保存MPEG格式，可選是否帶用戶標(biāo)記信息，可限制最大尺寸運(yùn)行日志自動(dòng)記錄，自動(dòng)保存網(wǎng)絡(luò)連接數(shù)據(jù)接口100M以太網(wǎng)，支持TCP、UDP、IP、DHCP、ARP、ICMP等協(xié)議IP分配動(dòng)態(tài)IP和靜態(tài)IP，控制端集成DHCPServer組網(wǎng)方式熱像儀和電腦直連；通過局域網(wǎng)連接；熱像儀在局域網(wǎng)內(nèi)組播或廣播等環(huán)境參數(shù)工作溫度-10~50℃（選配加熱器可達(dá)-30~50儲(chǔ)存溫度-40~80濕度≤85%（非冷凝）外殼防護(hù)IP66電氣接口數(shù)據(jù)和控制100M太網(wǎng)，RJ45接口I/O輸入FFC觸發(fā)，輸出高溫報(bào)警指示電源AC24V/5A，附帶AC220V適配器功耗<100W物理屬性尺寸490mm(L)×274mm(W)×445mm(H)重量15kg1、熱像儀測(cè)溫報(bào)警功能紅外圖像反映了物體表面的溫度分布，溫度越高，紅外輻射能量就越多，相應(yīng)的數(shù)字圖像值就越大，由于著火點(diǎn)的溫度遠(yuǎn)大于環(huán)境溫度，通過實(shí)時(shí)檢測(cè)紅外圖像，便能及時(shí)發(fā)現(xiàn)高溫目標(biāo)，輸出報(bào)警信息給云臺(tái)，同時(shí)在畫面上標(biāo)識(shí)出超溫區(qū)域。2、報(bào)警信息傳輸 發(fā)現(xiàn)火情后，云臺(tái)停止巡航，將報(bào)警信息再加上機(jī)器ID，報(bào)警時(shí)的俯仰和水平角度打包后通過RS485傳給視頻服務(wù)器，視頻服務(wù)器通過網(wǎng)絡(luò)傳給上位機(jī)報(bào)警軟件。停頓一段時(shí)間后，云臺(tái)重新開始巡航監(jiān)控。五、在線火情監(jiān)控分析軟件Hw1005系列在線式紅外熱像儀軟件功能簡(jiǎn)介一、軟件界面截圖1.在線監(jiān)控軟件：圖1.在線監(jiān)控軟件2.離線分析軟件：圖2.離線分析軟件二、在線監(jiān)控軟件主要功能1.多種測(cè)溫方式：鼠標(biāo)實(shí)時(shí)顯示當(dāng)前坐標(biāo)的溫度；圖3.鼠標(biāo)實(shí)時(shí)顯示溫度點(diǎn)、線、矩形區(qū)域、圓、橢圓、任意形狀多邊形區(qū)域測(cè)溫；圖4.多種測(cè)溫方式高溫追蹤；見上圖3&4全景溫度分布直方圖；圖5.溫度分布直方圖測(cè)溫點(diǎn)或區(qū)域的溫度曲線；圖6.溫度曲線2.多種保存格式：保存溫度溫度數(shù)據(jù)，包括自定義格式和CSV格式，自定義格式可用后處理軟件打開，csv可用excel等軟件打開。也可將關(guān)注溫度用txt文件形式記錄到記事本。圖7.保存溫度數(shù)據(jù)格式圖8.得到所有像素點(diǎn)溫度值圖9.關(guān)注溫度的記錄保存溫度數(shù)據(jù)流（自定義格式，在線監(jiān)控軟件可打開），并可回放，可控制回放速度、進(jìn)度等圖10.溫度數(shù)據(jù)流回放

圖11.回放控制保存BMP圖片和AVI視頻圖12.保存bmp&avi3.閾值報(bào)警：可設(shè)置閾值報(bào)警，并能夠圖像、日志、音頻提示，可通過I/O口輸出高電平信號(hào)做控制用，也可溫度報(bào)警后觸發(fā)抓圖保存數(shù)據(jù)等操作圖13.可設(shè)置測(cè)溫對(duì)象閾值報(bào)警4.細(xì)節(jié)增強(qiáng)：灰度拉伸去除或減弱不關(guān)注溫度段圖14.人工灰度拉伸前后對(duì)比DDE細(xì)節(jié)增強(qiáng)圖15.DDE細(xì)節(jié)增強(qiáng)前后對(duì)比多種修正算法使得測(cè)溫在不同環(huán)境下更加準(zhǔn)確圖16.多種算法使測(cè)溫更準(zhǔn)5.數(shù)字倍焦2×、4×6.可保存添加的測(cè)