河北省城市环保秸秆焚烧监控导航火情现场

详情描述：

飞普乐热点/热源探测与分析系统
(Hot Spot Detection-Heat Source Detection)
 
 
技
术
方
案
(城市周边秸秆焚烧，违禁工厂偷排，)
 
 
 
 
 
章 防火系统与设计
1.1需求分析
随着工业的快速发展，火灾是发生频率高的灾害，无论电气设备、人为因素、易燃材料、危险品等都有可能导致电力线路沿线/变电站周边的林地发生火灾，从而导致人员伤亡和财产损失的重大安全事故。此类火灾事故可以分为：人为秸秆焚烧、违禁企业偷排，自然现象造成失火、设备故障、摩擦、过热物质几类。鉴于现有的防火监控系统的不足，利用红外热成像技术开发出新型可靠的热点/热源探测系统，可对已发生的微小火情立即进行告警，同时能够对各种不同材质的目标物实现超温预警，防患于未燃。为电力企业的安全生产保驾护航。
 
1.2系统功能
1. 时间感知室内/户外微小的超温热源并向客户终端(PC 智能手机)告警
2. 智能屏蔽功能，屏蔽移动热源或已知热源，针对需要侦测的区域和目标。杜绝误报、漏报等现象。
3. PC/手机APP：全面的系统管理、历史事件查询
4. 800米内0.01-1平方米火情侦测与告警，900-2000米内1平方米火情侦测与告警.
5. 300米内燃点预设，到达燃点告警，可对多个目标物进行自动区分、自动测温、温度变化、超温预警等功能
6. 红外热像提供Onvif与SDK，支持NETD、伪彩模式、图片增强调节。可见光高清230万像素，5-200mm焦距
7. 使用标准简易的CPE或其他无线网关即可实现信号传输
可侦知的火源类别：
            
      烟头                纸张                木材
与其他可燃材质如PVC、布料与橡胶等。
可管控的超温目标：
         
周界设备               周界能源石化          电气线路
系统，能够很好的解决现有防火系统的难题和缺陷。系统针对重点区域：周边林场、村庄、能源石化基地，周界其他厂矿设备等，利用红外热成像技术原理，通过接收物体发射的红外线，将被测目标物体表面的红外辐射转变成数字信号。系统可7*24小时自动监测，同时我们设计了多种智能软件功能，使用户能快速上手。
1.3系统优势
 
 
 
1. 具备与独特的算法模型与软件，能针对远距离的极小火源探测，迅速发现火情与隐患，做到覆盖范围内零漏报。
 
800米处发现一处面积小于篮球的火源
 
2. 的极小火源探测能力远优于竞争对手，其单机在同等距离可使用广角光学锗镜进行大视场覆盖(45度或以上)，如下图：
 
3. 系统实际使用中，各种移动或抖动的热源(如移动的车辆发动机)和已知干扰源(工地的高瓦高温照明灯等)会对监测产生很大的干扰与误报，能针对这些热源进行智能屏蔽，很好地避免了误报的情况发生，误报是消防预警系统导致客户满意度迅速下降的主要原因。
 
 
 
4. 具备针对多个目标物的测温功能，可自动区分超温目标物，500米内无明显温度衰减。此项技术是的热像仪测温技术，是公司的核心技术。
 
针对电烙铁与发热板2个不同热源的测温
 
更多热源的测温与超温预警
 
5. 系统针对不同材质的目标物如棉质/木材/纸张可实现燃点预警(90℃/130℃)，防患于未燃；针对需要监测的设备可实现高温预警(55℃)，保护设备的正常运行。
 
6. 系统使用国际通行标准Onvif进行视频输出与管理，可对接各种上层平台(如海康、大华)，我们基于ULIS-P2芯片研发的HSN红外热像仪温敏高、性能强劲，具备业界强的红外视频数据采集能力，目前我们的系统性价比远优于现有解决方案。
 
“宁”型室内设备(整机功耗7W)
 
 
“远星”型室外设备(整机功耗32W)
 
-V2.0软件客户端
 
-V2.0手机APP客户端
 
 
1.4设计目标
防微杜渐，发现火情于即时，阻火情于未燃
系统可基于企业内部网络、互联网、3G/4G/GPRS、无线wifi等多种IP网络形式传输数据，同时也支持模拟视频或RS485等过去常用的端口。系统支持从1080p、720p到cif的多种不同解析度的码流以适配客户的带宽需求。系统集成前端一体机采集的数据，通过科学合理的参数配置和业务模型分析，在监控中心平台上产生预警/告警显示，按设定业务逻辑实现重点区域内热源初发或预发时热源自动预警和报警，并能通过手动/自动区域框定多区域的多种分析状态，适应任何复杂环境的因素影响，使客户的资产远离火灾的威胁。
 
系统平台正常情况下，在电子地图中显示各区域的监控点位分布和状态，并以巡航时间实时采集各点位的温度区域分布数据，根据温升幅度、预警温度、报警阈值、动/静态屏蔽等多个参数模型结合数据进行分析处理。当符合报警条件时，立刻以声光电、APP等多种方式分级报警，并显示报警点实时红外和可见光视频画面，以供管理人员了解情况并能及时处理。系统能够同时显示多处告警信息提供随时翻查和信息记录，人性化的操作界面，符合通用简易的前提要求，无需特定培训组织。
系统的各项报警参数均可在根据不同环境和需求下进行灵活设置,系统初始设置温度后,被监控目标出现持续升温时, 温度的将实时更新追踪目标温度变化，超过了系统预警设置的阈值,会出现告警；降温过程，无预警和报警。系统安装实施时，可对相关的预警温度、阈值、区域框定等详细参数根据具体场景进行配置，以提高系统的准确性。
 
1. 系统是通用的一体化解决方案。
2. 系统架构简单，除前端套件外均使用ARM、工业级全网通路由器等高度成熟的组件，管理端Client/Server均为通用产品(如笔记本/PC/智能手机)，软硬件维护简单
3. 系统安装交付简单，普通用户拿到产品根据用户手册一键式安装。
1.5方案设计
经过前期需求、环境情况了解等，初步制定系统建设方案。我们进行系统的首期部署实施，下图是基本架构：
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
1.6接口设计
1.6.1通信接口设计
 
设备采集数据后通过工业级3G/4G/GPRS模块(如上图)发送到服务器，因3G无线模块每次连接后对外IP都发生改变，所以设备每当重启后ARM处理板自动访问服务器进行对前段设备编号IP解析。（正常情况下会每隔30分钟访问一次服务器）
通信架构图：
 
 
1.7快速导航火情现场
 1.71 微信推送
     微信联动客户端以及服务端，客户端出现火情预报，服务端推送精准火情位置。发送到管理人微信，管理人打开微信链接快速跳转百度地图，导航至火情现场。
  
 
                   （微信推送火情微信链接）
 
 
 
 
设备对3G通信模块的技要求如下：
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
3G模块参数
网络
下行
上行
网络
下行
上行
HSPA 
21Mbps/42Mbps
 5.76Mbps
Rev B: 
14.4Mbps
5.7Mbps
HSUPA/HSPA
 7.2Mbps
5.76Mbps
Rev A:
3.1Mbps
2.4Mbps
PA
7.2 Mbps
384k bps
Rev O
2.4Mbps
153.6kbps
WCDMA/UMTS
384 kbps
384 kbps
3GTD-SCDMA: 
2.8Mbps
2.2Mbps
EDGE
236,8 kbps
118 kbps
4G LTE
100Mbps 
 50Mbps 
GPRS
85.6 kbps
42.8 kbps
 
 
 
CDMA1x
153.6kbps
153.6kbps
 
 
 
 
3G模块的软件系统参数：
VPN特性: 支持IPSec、PPTP、L2TP、GRE；
防火墙吞吐速度：100Mbps
VPN加密速度：5M~200M bps
并发会话数目：8192~327680秒
处理新会话数目：2250~45000
VPN隧道数目：100~5000条
钥匙交换算法：diffie－hellman
HASH算法：SHA-1 MD5
回话密钥向前完全保密（PFS）
认证模式：Preshare密码
VPN网络类型：支持网到网Intranet
VPN机接入：Remote Access VPN
Wi-Fi: 可选WiFi功能，支持802.11b/g/n
GPS(可选配): GPS功能
VLAN: 支持双局域网IP地址
支持的协议:  TCP, UDP, SMTP, POP, ICMP, FTP, PPP, DHCP, DDNS,
DNS, SNMP, NAT, DMZ, Qos, ALG,VLAN
供电参数
n 标准电源:  DC12V/2A或者9V/1A
n 供电范围:  宽电源输入（DC 5~40V），可选DC 5~50V
n 电流: 空闲:22mA@12VDC
n 大:208mA@12VDC
n 平均:125mA@12VDC
标准及频段
3G UMTS/HSPA/HSUPA/HSPA/HSPA  (WCDMA/FDD) 2100Mhz 或850/1900/2100MHz 或者850/900/1900/2100Mhz
2G GSM 900/1800Mhz双频或者850/900/1800/1900Mhz四频；
CDMA1x/EVDO: 800/1900Mhz或者450Mhz可选；
3G TD-SCDMA 2010~2025MHz/1880~1920MHz；
4G FDD LTE:
Band 17--700(B17)/AWS
Band 13--700(B13)MHz
Band 20--DD800Mhz
Band 8--900Mhz
Band 12—700Mhz
Band 3--1800Mhz
Band 1--2100Mhz
Band 7--2600MHz
4G TD-LTE:
Band 40 -- 2300Mhz
Band 39 – 1900Mhz
Band 38--2600Mhz
通信稳定可靠参数
n WDT看门狗设计，保证系统稳定；
n 采用完备的防掉线机制，保证数据终端永远在线；
n 实时动态刷新，有效解决了无线网络的“假连接”现象；
n 以太网接口内置1.5KV电磁隔离保护；
n RS232/RS485/RS422接口内置15KV ESD保护；
n SIM/UIM卡接口内置15KV ESD保护；
n 电源接口内置反相保护和过压保护；
 
 
 
 
 
 
1.6.2供电接口设计
系统使用航空接口设计
 
模式一：普通AC-220V，通过逆控一体机接入光伏取电。
 
 
模式二：直接DC-12V，通过光伏侧系统主控制器取电。
 
 
 
 
 
 
 
 
 
第二章 设备选型
2.1品牌定位
本方案所选用的主要硬件设备均为原厂全新设备，均是知名大型厂家品牌，且都在各种大型项目中具有非常成熟的成功案例以及在业界中有着良好市场口碑的产品。产品在功能性、先进性、技术性以及稳定性等方面均优于同行业的其它品牌产品。（其中红外热像芯片选用法国ULIS新的P2芯片组，可见光机芯与光学镜头使用SONY）
2.2系统设备选型
系统硬件
 
红外热成像仪(数字机型)
野外标准远红外热成像仪，设备具备384?288红外像素，温度灵敏度达0.05℃，工作温度-25至60度
8-14?m
<60mk @ f/1, 60Hz, 300K
800米范围内小0.01-1平方米面积的火情辨识与告警
设备支持红外视频数据以千兆以太网络输出
机芯采用NBT无盲视专利技术，无挡片结构实现画面监控连续、不中断
机芯采用TIE 数字图像细节增强专利技术，画面更加细腻清晰
自定义开机logo画面
支持Onvif-http-rtsp视频输出，全屏自定义OSD叠加功能
过压欠压保护功能，反接保护功能
★产品通过CE、FCC、ISO 认证。具备防震功能。
高清一体机
40X光学变焦，F5.3-200mm，变倍速度<3S
Full HD/1080P(1920x1080)   Full D1(720x480)
H.264 Main Profile / Motion JPEG
自动日夜型红外滤光片切换机构
3D-MCTF 数字降噪
高精度云台
水平转动 0.1?~100?/s 上下转动 0.1?~60?/s
水平角度 360? 无限位旋转，仰视角度180?无盲点
256个预置位 IP66
工作温度：-35?C~＋55?C
RS485 PELCO_P/PELCO_D/YAAN协议
专用锗镜(PR-S3)
专用锗镜，通光率95%，3层滤光透膜镀膜，防尘、防水、防刮、防爆，单视场覆盖面积13万平方米
小型野外护罩 铝合金链接组件
基础野外护罩
前端设备上的ARM处理机
前端核心处理系统
基站控制板
自主研发的控制设备，用于支持前端设备的系统控制，控制变焦镜头，控制红外热像仪，实现系统自动定位与火情告警上报功能
防雷器(信号 电源)
突波转换式防雷器，30Ah，可直接吸收雷击能量，非熔断式，免接地
前端路由器
嵌入式软路由器，基础VPN server
系统软件
系统管理平台
提供系统的所有在线管理功能，云台/摄像仪/镜头的所有控制功能
系统目前的管理平台可实现：现场实时视频调用(如安装了可见光摄像机)，火情历史数据与图片查询.
平台具备对多个不同材质目标物的测温功能，实现超温预警，核心功能
智能火情识别软件
火情识别软件支持800米范围内小0.01-0.5平方米面积的微小火情辨识告警。
误报智能屏蔽软件
系统可以支持智能屏蔽，以屏蔽扫描区域中出现的干扰源，此项功能为系统核心软件功能
智能手机APP客户端
管理人员能使用APP客户端完成所有的站点管理功能，火情历史事件查询，时间轴查询，接入现场视频，获取现场火情图片，远程控制系统。
 
智能手机微信推送着火点
工作人员能通过微信推送着火点位置，百度导航快速到达着火点现场，进行救火，抓取违法放火人。
 
 
 
 
 
第三章 系统架构