微波无线森林防火监控系统

摘 要 本文研制了一种新型监控中心，通过采用硬盘录像系统，进行实时录象，上级领导可以通过联网的计算机进行远程监控并查询录像资料，能真实记录火灾发生及救火的过程，提供有效真实的资料。实验表明该方法是行之有效的。

【关键词】无线 防火 监控

森林火灾是一种突发性强、破坏性大、救助困难的自然灾害。做好森林防火工作，有效预防和扑救森林火灾，是确保人民生命财产安全的迫切需要.当森林发生火灾时，只有做到早发现、早解决，才能把损失降到最小。针对我国森林防火的实际需要，专门设计了一整套森林防火的解决方案。

1 系统设计

系统设计图，如图1所示。

1.1 图像传输设备的选择及技术参数

模拟图像传输系统采用调频体制，信号带宽27MHz。为了保证信号之间互不干扰，两路信号中心频率间隔应大于38MHz。目前国产模拟图像传输系统主要有L波段、S波段、Ku波段几种，频率范围分别为：L波段：950～1750MHz；S波段：2200～2700MHz；Ku波段：11～13GHz。

如果以38MHz频率间隔计算，各频段可同时传输的最多路数分别为：L波段：21路；S波段：13路；Ku波段：50路。

本系统共需同时传输15路图像信号，L波段利用频率复用技术可以做到30路图像传输，从系统要求整体设备性能及造价来考虑，选择L波段。微波传输需满足视距传输条件，即监控点至控制中心传输路径上无遮挡（收发天线间可视）。

该系统方便安装，传输图像鲜明，主要是利用微波频段传输，包括报警信号、伴音和视频。

微波图像传输系统：主要技术指标：频段：L波段950～1750MHz、KU波段11～13GHz；功率：10～40dBm；

微波工程接收机技术指标：输入频率： 950-2050MHz；输入阻抗：75Ω；输入电平：-65-- -35dBm；中频带宽：27MHz；噪声门限：6dB典型值；视频制式：PAL；去加重：CCIR405-1 625行；视频输出：1V峰-峰值；频率响应：+1- -2dB（10KHz-5MHz）；工作电压： AC150V-AC270V；功耗：15W；LNA电源：18V/100mA。

1.2 无线指令遥控系统

无线遥控是指实现对被控目标的非接触遥远控制，在工业控制、航空航天、家电领域应用广泛。我们设计的系统提供的数据接口，以适应各种协仪。由发射和接收部分组成，可以控制云台、镜头。

2 原理设计

如图2所示。

2.1 功能简述

在森林内多个地点放摄像机，通过无线发射機（带烟传感接收）发射各种信号，接收机能够看到森林中各个监控点的实时状况。

前端指令机能接收到监控点发出的指令，解码器来执行中心的指令，控制云平台左右上下的转动，以及对镜头进行长焦、短焦的改变等。

2.2 控制原理

2.2.1 无线图像传输的过程

无线图像传输频率复用采用分割方式，图像通道采用微波点对点的方式。摄像机通过采集的视频信号输送给发射机，然后输出给天线，以微波的无线形式传送给监控设备的天线，接收设备接收到信号了以后，再经过解调还原视频信号，这样就可以有确盘录像机中显示图像了。

在实际使用的微波通信线路中，总是使用方向性非常强的天线，并把收、发天线对准，以使接收端收到较强的直射波。但是，由于受天线的方向性所限，总会有一部分电磁波透射到地表面，经地表面反射后到达收信端的天线，或散射进入太空；其次，由于大气层中存在不均匀的气体，也会造成电磁波的折射和吸收，损失掉一部分能量；另外，由于微波无法穿过传输线路上的固体物，所以，在传输路线上的固体物，特别是高大的建筑物，就会使微波造成绕射和电平损耗。因此，微波通信既有直线传输特性，又有多径传输特性，在无遮挡的情况下，传输距离可达70公里。广泛用于公安、武警、消防、交通、金融、油田、厂矿等领域的远距离无线监控系统。

2.2.2 无线指令控制的过程

控制通道采用码分多址、一对多点方式。指令信号通过主机输入指令参数，再通过发射天线发射到森林中的各个监控点中，监控点接收到主机发射过来的信号，先通过校验，再通过无线指令接收机解调出控制数据给解码器，解码器再根据地址码来判断是否解码，同时具备双向语音功能，可以适时对话。

3 结束语

实验证明：通过采用硬盘录像系统，进行实时录象，上级领导可以通过联网的计算机进行远程监控并查询录像资料，能真实记录火灾发生及救火的过程，提供有效真实的资料，其性能可靠；高清晰、高画质，成为技术先驱。

参考文献

[1]杜建华，张认成.火灾探测器的研究现状与发展趋势[J].消防技术，2004（07）：10-15.

[2]徐春燕.火灾探测技术的发展及其应用[J].鞍钢技术，2000（09）：60-62.

[3]花铁森.消防报警产品和系统的技术现状与市场[J].安防科技，2003（06）：4-12.

[4]祁勇.火灾自动探测技术的发展和今后的方向[J].消防技术与产品信息，2002（04）：3-4.

[5]谢磊.基于ZigBee的仓库数据采集传输管理系统研究[D].西安：西安工业大学[硕士学位论文]，2011.

[6]李志华.基于无线传感器网络的火灾预警系统设计[D].汕头：汕头大学[硕士学位论文]，2009.

[7]颜学义.基于ZigBee的智能火灾报警系统[D].长沙：国防科学技术大学[硕士学位论文]，2008.

[8]吴起，蒋军成.基于BP神经网络技术的实验数据分析处理[J].中国安全科学报，2006，16（01）：39-43.

[9]田亚.基于ZigBee无线传感器网络系统设计和实现[D].上海：同济大学[硕士学位论文]，2007.

作者简介

李庆华（1979-），男，湖南省郴州市人。现为东莞市同门电子科技有限公司高级电工。研究方向为电路设计与开发。

作者单位

东莞市同门电子科技有限公司 广东省东莞市 523000