微波無線森林防火監(jiān)控系統(tǒng)

摘 要 本文研制了一種新型監(jiān)控中心，通過采用硬盤錄像系統(tǒng)，進行實時錄象，上級領(lǐng)導(dǎo)可以通過聯(lián)網(wǎng)的計算機進行遠程監(jiān)控并查詢錄像資料，能真實記錄火災(zāi)發(fā)生及救火的過程，提供有效真實的資料。實驗表明該方法是行之有效的。

【關(guān)鍵詞】無線 防火 監(jiān)控

森林火災(zāi)是一種突發(fā)性強、破壞性大、救助困難的自然災(zāi)害。做好森林防火工作，有效預(yù)防和撲救森林火災(zāi)，是確保人民生命財產(chǎn)安全的迫切需要.當(dāng)森林發(fā)生火災(zāi)時，只有做到早發(fā)現(xiàn)、早解決，才能把損失降到最小。針對我國森林防火的實際需要，專門設(shè)計了一整套森林防火的解決方案。

1 系統(tǒng)設(shè)計

系統(tǒng)設(shè)計圖，如圖1所示。

1.1 圖像傳輸設(shè)備的選擇及技術(shù)參數(shù)

模擬圖像傳輸系統(tǒng)采用調(diào)頻體制，信號帶寬27MHz。為了保證信號之間互不干擾，兩路信號中心頻率間隔應(yīng)大于38MHz。目前國產(chǎn)模擬圖像傳輸系統(tǒng)主要有L波段、S波段、Ku波段幾種，頻率范圍分別為：L波段：950～1750MHz；S波段：2200～2700MHz；Ku波段：11～13GHz。

如果以38MHz頻率間隔計算，各頻段可同時傳輸?shù)淖疃嗦窋?shù)分別為：L波段：21路；S波段：13路；Ku波段：50路。

本系統(tǒng)共需同時傳輸15路圖像信號，L波段利用頻率復(fù)用技術(shù)可以做到30路圖像傳輸，從系統(tǒng)要求整體設(shè)備性能及造價來考慮，選擇L波段。微波傳輸需滿足視距傳輸條件，即監(jiān)控點至控制中心傳輸路徑上無遮擋（收發(fā)天線間可視）。

該系統(tǒng)方便安裝，傳輸圖像鮮明，主要是利用微波頻段傳輸，包括報警信號、伴音和視頻。

微波圖像傳輸系統(tǒng)：主要技術(shù)指標(biāo)：頻段：L波段950～1750MHz、KU波段11～13GHz；功率：10～40dBm；

微波工程接收機技術(shù)指標(biāo)：輸入頻率： 950-2050MHz；輸入阻抗：75Ω；輸入電平：-65-- -35dBm；中頻帶寬：27MHz；噪聲門限：6dB典型值；視頻制式：PAL；去加重：CCIR405-1 625行；視頻輸出：1V峰-峰值；頻率響應(yīng)：+1- -2dB（10KHz-5MHz）；工作電壓： AC150V-AC270V；功耗：15W；LNA電源：18V/100mA。

1.2 無線指令遙控系統(tǒng)

無線遙控是指實現(xiàn)對被控目標(biāo)的非接觸遙遠控制，在工業(yè)控制、航空航天、家電領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。我們設(shè)計的系統(tǒng)提供的數(shù)據(jù)接口，以適應(yīng)各種協(xié)儀。由發(fā)射和接收部分組成，可以控制云臺、鏡頭。

2 原理設(shè)計

如圖2所示。

2.1 功能簡述

在森林內(nèi)多個地點放攝像機，通過無線發(fā)射機（帶煙傳感接收）發(fā)射各種信號，接收機能夠看到森林中各個監(jiān)控點的實時狀況。

前端指令機能接收到監(jiān)控點發(fā)出的指令，解碼器來執(zhí)行中心的指令，控制云平臺左右上下的轉(zhuǎn)動，以及對鏡頭進行長焦、短焦的改變等。

2.2 控制原理

2.2.1 無線圖像傳輸?shù)倪^程

無線圖像傳輸頻率復(fù)用采用分割方式，圖像通道采用微波點對點的方式。攝像機通過采集的視頻信號輸送給發(fā)射機，然后輸出給天線，以微波的無線形式傳送給監(jiān)控設(shè)備的天線，接收設(shè)備接收到信號了以后，再經(jīng)過解調(diào)還原視頻信號，這樣就可以有確盤錄像機中顯示圖像了。

在實際使用的微波通信線路中，總是使用方向性非常強的天線，并把收、發(fā)天線對準(zhǔn)，以使接收端收到較強的直射波。但是，由于受天線的方向性所限，總會有一部分電磁波透射到地表面，經(jīng)地表面反射后到達收信端的天線，或散射進入太空；其次，由于大氣層中存在不均勻的氣體，也會造成電磁波的折射和吸收，損失掉一部分能量；另外，由于微波無法穿過傳輸線路上的固體物，所以，在傳輸路線上的固體物，特別是高大的建筑物，就會使微波造成繞射和電平損耗。因此，微波通信既有直線傳輸特性，又有多徑傳輸特性，在無遮擋的情況下，傳輸距離可達70公里。廣泛用于公安、武警、消防、交通、金融、油田、廠礦等領(lǐng)域的遠距離無線監(jiān)控系統(tǒng)。

2.2.2 無線指令控制的過程

控制通道采用碼分多址、一對多點方式。指令信號通過主機輸入指令參數(shù)，再通過發(fā)射天線發(fā)射到森林中的各個監(jiān)控點中，監(jiān)控點接收到主機發(fā)射過來的信號，先通過校驗，再通過無線指令接收機解調(diào)出控制數(shù)據(jù)給解碼器，解碼器再根據(jù)地址碼來判斷是否解碼，同時具備雙向語音功能，可以適時對話。

3 結(jié)束語

實驗證明：通過采用硬盤錄像系統(tǒng)，進行實時錄象，上級領(lǐng)導(dǎo)可以通過聯(lián)網(wǎng)的計算機進行遠程監(jiān)控并查詢錄像資料，能真實記錄火災(zāi)發(fā)生及救火的過程，提供有效真實的資料，其性能可靠；高清晰、高畫質(zhì)，成為技術(shù)先驅(qū)。

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作者簡介

李慶華（1979-），男，湖南省郴州市人。現(xiàn)為東莞市同門電子科技有限公司高級電工。研究方向為電路設(shè)計與開發(fā)。

作者單位

東莞市同門電子科技有限公司 廣東省東莞市 523000