才茂通信基于無(wú)線視頻監(jiān)控對(duì)野生動(dòng)物資源考察項(xiàng)目的應(yīng)用方案

一、行業(yè)背景

   長(zhǎng)江正源沱沱河的冰川、雪山融水與長(zhǎng)江南源當(dāng)曲匯合后通天河，通天河寬達(dá)數(shù)公里的瓣壯河道流淌100公里后，為冬布里山阻擋；

   寬闊的水面收為一束，切開(kāi)冬布里山的巖石，形成萬(wàn)里長(zhǎng)江第一峽——也稱牙哥峽的煙瘴掛峽谷。

   峽谷中通天河蜿蜓曲折，兩岸山峰聳入云端，獨(dú)特的地貌和充足的降水，孕育了豐富的生物多樣性資源，茂密的草原植被承載著數(shù)量眾多的野生動(dòng)物；

   包括雪豹、白晨鹿、馬麝、野牦牛、藏羚羊等國(guó)家一級(jí)保護(hù)動(dòng)物，巖羊、棕熊、猞猁、兔猻、藏羚羊等國(guó)家二級(jí)保護(hù)動(dòng)物，是三江源國(guó)家自然保護(hù)區(qū)的核心區(qū)。

   有鑒于此，綠色江河以28年長(zhǎng)江源生態(tài)保護(hù)的資料、經(jīng)驗(yàn)和執(zhí)著，開(kāi)始實(shí)施“煙瘴掛生物多樣性調(diào)查”項(xiàng)目。

   在2015年6月8日，騰遠(yuǎn)智拓電子公司技術(shù)人員隨綠色江河、由志愿者--植物學(xué)家、動(dòng)物學(xué)家、人類學(xué)者等多學(xué)科專家組成的植物考察隊(duì)、野生動(dòng)物考察隊(duì)、人類學(xué)考察隊(duì)；

   在曲麻萊縣政府、三江源生態(tài)保護(hù)協(xié)會(huì)及措池村牧民的幫助下前往措池村夏俄巴建設(shè)三號(hào)營(yíng)地。

   現(xiàn)場(chǎng)安裝5臺(tái)高清云臺(tái)攝像機(jī)和多臺(tái)紅外照相機(jī)，需要將攝像機(jī)拍攝的視頻圖像采用無(wú)線方式傳輸?shù)?號(hào)營(yíng)地監(jiān)控室；

科學(xué)家借助高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)、紅外照相機(jī)、等專業(yè)攝影設(shè)備采集到的數(shù)據(jù)、圖片、影像資料記錄并呈現(xiàn)了夏俄巴野豐富的生物多樣化，對(duì)夏俄巴的動(dòng)植物進(jìn)行全方位為調(diào)查。

二、需求分析

   監(jiān)控室設(shè)立在3號(hào)營(yíng)地，將圖像傳輸?shù)?號(hào)營(yíng)地監(jiān)控室

   監(jiān)控室采用電腦作為監(jiān)控主機(jī)，可對(duì)視頻圖像進(jìn)行存儲(chǔ)、回放

   所有設(shè)備供電采用太陽(yáng)能供電，建立電源備用系統(tǒng)

   采用200萬(wàn)高清網(wǎng)絡(luò)云臺(tái)攝像機(jī)

   設(shè)備適應(yīng)于海拔5000米高原地區(qū)，晝夜溫差較大

   安裝5個(gè)監(jiān)控點(diǎn)位全部采用無(wú)線傳輸

   監(jiān)控器材及供電設(shè)備全部采用牦牛運(yùn)輸?shù)街付ò惭b位置

   設(shè)備安裝在無(wú)人區(qū)，沒(méi)有手機(jī)信號(hào)，沒(méi)有網(wǎng)絡(luò)，確保設(shè)備零售后使用

   為了確保本次雪豹拍攝任務(wù)順利進(jìn)行，我們根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)狀況，針對(duì)性的制定了一個(gè)詳細(xì)的無(wú)線監(jiān)控方案，本方案將會(huì)滿足相關(guān)部門的各種無(wú)線監(jiān)控需求。

三、解決方案

1、系統(tǒng)組成

   工地現(xiàn)場(chǎng)無(wú)線視頻監(jiān)控系統(tǒng)由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)組成。

   硬件系統(tǒng)主要由前端無(wú)線視頻監(jiān)控系統(tǒng)和監(jiān)控中心建設(shè)組成。

2、前端視頻監(jiān)控系統(tǒng)

   前端視頻監(jiān)控系統(tǒng)由視頻圖像采集設(shè)備、無(wú)線局域網(wǎng)傳輸設(shè)備、防雷和接地基礎(chǔ)建設(shè)等組成。

3、無(wú)線視頻傳輸示意圖

   現(xiàn)場(chǎng)每個(gè)點(diǎn)位傳輸距離及帶寬不同，無(wú)線傳輸設(shè)備選型也不一樣，設(shè)備及傳輸示意圖如下：

4、無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)

   無(wú)線傳輸系統(tǒng)是保證監(jiān)控點(diǎn)與指揮監(jiān)控中心正常通訊的基礎(chǔ)，在設(shè)計(jì)上要遵循技術(shù)先進(jìn)、功能齊全、性能穩(wěn)定、節(jié)約成本的原則。

   同時(shí)綜合考慮施工、維護(hù)及操作因素，并將為今后的發(fā)展、擴(kuò)建、改造等因素留有擴(kuò)充的余地。

   本系統(tǒng)采用前端點(diǎn)對(duì)點(diǎn)采用無(wú)線網(wǎng)橋傳輸方式，利用山頂最高點(diǎn)及點(diǎn)位附近的高點(diǎn)作為中繼，鏈接網(wǎng)絡(luò)傳回市監(jiān)控中心。

   另外，選擇無(wú)線設(shè)備還能確保在遠(yuǎn)距離傳輸?shù)耐瑫r(shí)有穩(wěn)定的高帶寬可供視頻傳輸使用。

   考慮到不同無(wú)線設(shè)備用戶傳輸數(shù)據(jù)的帶寬不同，本方案中主要采用802.11an標(biāo)準(zhǔn)的系列設(shè)備，一般傳輸距離越遠(yuǎn)無(wú)線信號(hào)空間衰減越大，即鏈路帶寬會(huì)越小，但在本系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)該足夠滿足數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊蟆?/span>

   由于無(wú)線信號(hào)在傳輸過(guò)程中，發(fā)送點(diǎn)與接受點(diǎn)之間不能有大物體的遮擋，這樣會(huì)導(dǎo)致信號(hào)無(wú)法傳輸，因此當(dāng)受到遮擋時(shí)，需要在遮擋物附近放置一個(gè)無(wú)線中繼設(shè)備作為信號(hào)傳輸?shù)闹修D(zhuǎn)。

   可以遠(yuǎn)程監(jiān)視網(wǎng)橋傳輸速率和遠(yuǎn)程設(shè)置參數(shù)，調(diào)節(jié)設(shè)備；便于人員維護(hù)。

5、無(wú)線網(wǎng)橋設(shè)計(jì)

   根據(jù)主級(jí)聯(lián)網(wǎng)路布局，傳輸方向、距離、帶寬。設(shè)備設(shè)計(jì)為近距離傳輸通道無(wú)線網(wǎng)橋ST58T8G 5對(duì)、遠(yuǎn)距離高帶寬無(wú)線網(wǎng)橋ST5801GB 3對(duì)，遠(yuǎn)距離單極化設(shè)備ST5023TD 1對(duì)。

   監(jiān)控點(diǎn)每個(gè)帶寬至少8兆帶寬，通過(guò)點(diǎn)位累加，最大位置為50兆。考慮天氣、距離因素的影響數(shù)據(jù)的帶寬限制，

   有效帶寬的保證可選擇高傳輸速率的無(wú)線網(wǎng)橋和高增益定向天線。同時(shí)考慮設(shè)備統(tǒng)一性和后期的擴(kuò)容。

6、無(wú)線傳輸部分——無(wú)線網(wǎng)橋

標(biāo)清級(jí)無(wú)線網(wǎng)橋—CM530-61

產(chǎn)品外觀：

高清級(jí)無(wú)線網(wǎng)橋—CM530-81

產(chǎn)品外觀：

7、全天候防護(hù)罩

為保障高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)正常運(yùn)作，要求具備防水、防腐功能，并根據(jù)天氣狀況智能調(diào)控溫度；采用光學(xué)玻璃，保持通視透亮。

8、設(shè)備防雷系統(tǒng)

   由于塔吊過(guò)高，雷電侵入通信等網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的途徑主要有：經(jīng)電源系統(tǒng)引入；信號(hào)傳輸通道引入；由于多點(diǎn)接地而產(chǎn)生地電位反擊及因屏蔽不良而造成雷擊對(duì)網(wǎng)絡(luò)及其設(shè)備的電磁脈沖干擾等。

9、監(jiān)控中心建設(shè)

   控制子系統(tǒng)

   控制子系統(tǒng)主要包含視頻管理服務(wù)器、視頻監(jiān)控系統(tǒng)客戶端軟件軟件、森林防火系統(tǒng)軟件平臺(tái)及相關(guān)配套設(shè)備。

   顯示控制子系統(tǒng)

   顯示控制子系統(tǒng)主要為實(shí)現(xiàn)視頻監(jiān)控的統(tǒng)一調(diào)用、控制及顯示而設(shè)計(jì)的，實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)字視頻的遠(yuǎn)程訪問(wèn)、視頻流接收、數(shù)字視頻顯示等功能。

   本次方案設(shè)計(jì)由網(wǎng)絡(luò)高清解碼器解碼，通過(guò)HDMI線直接輸出至顯示器，以便實(shí)時(shí)預(yù)覽。在客戶端電腦安裝客戶端軟件，對(duì)攝像機(jī)進(jìn)行實(shí)時(shí)預(yù)覽和錄像回放操作。

10、軟件系統(tǒng)

   視頻監(jiān)控平臺(tái)軟件系統(tǒng)1套，視頻圖像通過(guò)平臺(tái)的建設(shè)，建立市級(jí)防火業(yè)務(wù)基礎(chǔ)框架，為未來(lái)的進(jìn)一步擴(kuò)展奠定良好的基礎(chǔ)。

   視頻監(jiān)控平臺(tái)軟件系統(tǒng)：實(shí)現(xiàn)對(duì)視頻監(jiān)控信息的采集、存儲(chǔ)、轉(zhuǎn)發(fā)、調(diào)度和管理，可在監(jiān)控中心調(diào)用、控制、設(shè)置任何一路前端視頻，支持視頻的擴(kuò)展和不同視頻監(jiān)控設(shè)備的接入。

11、視頻監(jiān)控平臺(tái)軟件

監(jiān)視功能：

   通過(guò)綜合視頻監(jiān)控系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)大容量、分布式的實(shí)時(shí)直播：即在系統(tǒng)中可通過(guò)監(jiān)控管理終端和專用的操作設(shè)備(如專用控制鍵盤(pán))方便、

   快捷的對(duì)前端監(jiān)控點(diǎn)進(jìn)行切換、云臺(tái)快速轉(zhuǎn)動(dòng)、鏡頭縮放的操作，從而及時(shí)的發(fā)現(xiàn)違法犯罪行為及各種突發(fā)事件，并通過(guò)對(duì)被監(jiān)控對(duì)象的跟蹤顯示，及時(shí)通知相關(guān)人員進(jìn)行圍捕或處理。

   各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)、相關(guān)單位及其它授權(quán)客戶也能查看任意監(jiān)控點(diǎn)的實(shí)時(shí)圖像，并可對(duì)前端監(jiān)控點(diǎn)進(jìn)行權(quán)限內(nèi)的操作。

   監(jiān)控管理終端和授權(quán)客戶端可實(shí)時(shí)監(jiān)視多路實(shí)時(shí)圖像信息可實(shí)現(xiàn)一機(jī)多屏同時(shí)監(jiān)視；監(jiān)控管理終端和多個(gè)網(wǎng)絡(luò)客戶端可以同時(shí)監(jiān)控任一前端圖像?？梢栽诙喾N畫(huà)面分割模式中切換顯示。

   系統(tǒng)還可通過(guò)視頻解碼器的硬解碼方式，在監(jiān)控室配置的液晶監(jiān)視器、PDP、CRT等顯示設(shè)備上可以實(shí)時(shí)顯示前端任意一個(gè)或多個(gè)監(jiān)控點(diǎn)的圖像，并可通過(guò)專用操作鍵盤(pán)進(jìn)行切換操作及對(duì)前端監(jiān)控點(diǎn)進(jìn)行云鏡控制。

特點(diǎn)：

   監(jiān)控管理終端可實(shí)時(shí)監(jiān)視多路實(shí)時(shí)圖像信息并實(shí)現(xiàn)一機(jī)多屏同時(shí)監(jiān)視；多個(gè)網(wǎng)絡(luò)客戶端可以同時(shí)監(jiān)控任一前端圖像

   攝像機(jī)分組：支持按照監(jiān)控區(qū)域、管理權(quán)限和實(shí)際使用情況（如行進(jìn)路線）分組，設(shè)置簡(jiǎn)單

   輪巡：系統(tǒng)具備視頻自動(dòng)巡視功能，在可設(shè)定的間隔時(shí)間內(nèi)對(duì)全網(wǎng)的監(jiān)控點(diǎn)進(jìn)行圖像巡檢，參與輪巡的對(duì)象可以任意設(shè)定，輪巡間隔時(shí)間可設(shè)置。

   攝像機(jī)信息設(shè)置：設(shè)置系統(tǒng)內(nèi)所有攝像機(jī)的位置、IP、別名、所在區(qū)域、場(chǎng)所等信息

   支持實(shí)時(shí)設(shè)定視頻編解碼器的各種參數(shù)，如碼率、品質(zhì)、分辨率、制式、幀頻、色彩、音量等

圖像選擇功能：

   值班人員可選擇或自動(dòng)切換前端任意一路圖像（只要權(quán)限允許），圖像顯示方式包括自動(dòng)循環(huán)切換、分屏顯示、手動(dòng)切換。

攝像機(jī)控制功能：

   值班員可手動(dòng)控制高速球型攝像機(jī)、云臺(tái)攝像機(jī)的所有可變參數(shù)，包括焦距、光圈、監(jiān)控范圍等。

   云臺(tái)攝像機(jī)和高速球型攝像機(jī)控制功能：支持方向控制、自動(dòng)掃描、預(yù)置位管理、光圈焦距管理、鏡頭縮放；云臺(tái)速度可調(diào)；

   支持燈光、雨刷、電源開(kāi)關(guān)控制；支持自定義輔助開(kāi)關(guān)控制；支持?jǐn)z像機(jī)鎖定與解鎖；方便進(jìn)行云臺(tái)／快球控制器的參數(shù)設(shè)定。

   在進(jìn)行云臺(tái)控制時(shí)，高級(jí)別的用戶具有優(yōu)先的級(jí)別，當(dāng)高省級(jí)監(jiān)控中心的用戶在進(jìn)行控制操作時(shí)，下一級(jí)管理站的用戶就無(wú)法控制云臺(tái)，系統(tǒng)支持多個(gè)控制級(jí)別的劃分。

動(dòng)態(tài)字符疊加功能：

   系統(tǒng)能將采集到的現(xiàn)場(chǎng)狀態(tài)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、攝像機(jī)的號(hào)碼、所在位置、攝像日期和時(shí)間等信息于圖像進(jìn)行疊加，以便在監(jiān)視器上顯示。

可在圖像的任意位置疊加圖片和黑屏框以屏蔽需隱藏的圖像區(qū)域。一旦發(fā)生報(bào)警，實(shí)時(shí)疊加的狀態(tài)數(shù)據(jù)會(huì)閃爍，提示有警情發(fā)生。

數(shù)字虛擬矩陣功能：

   IP網(wǎng)絡(luò)具有虛擬視頻矩陣切換功能，并支持?jǐn)z像機(jī)在監(jiān)視視窗上的拖拽或?yàn)g覽應(yīng)用程序上攝像機(jī)的雙擊功能。

   虛擬視頻矩陣（IP網(wǎng)絡(luò)）能有效的從編碼器（實(shí)時(shí)模式）切換到NVR上的視頻/音頻記錄（回放模式），反之亦可。

   只要有足夠的權(quán)限，虛擬視頻矩陣（IP網(wǎng)絡(luò)）允許用戶以實(shí)時(shí)或回放訪問(wèn)IP網(wǎng)絡(luò)中NVR上的音頻/視頻記錄。

   只要有足夠權(quán)限，用戶可在虛擬視頻矩陣上的任何瀏覽工作站進(jìn)行云臺(tái)，云鏡和快球控制。

系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)管理功能：

   在控制中心的安防系統(tǒng)網(wǎng)管終端應(yīng)能夠?qū)σ曨l監(jiān)控系統(tǒng)中包含的視頻前端設(shè)備、控制設(shè)備、存儲(chǔ)設(shè)備等的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行綜合的監(jiān)視與管理，在必要時(shí)可修改系統(tǒng)數(shù)據(jù)及配置。

多級(jí)用戶權(quán)限管理功能：

   在整個(gè)系統(tǒng)中，系統(tǒng)具有精細(xì)權(quán)限管理功能，能對(duì)系統(tǒng)中所有權(quán)限用戶進(jìn)行統(tǒng)一、準(zhǔn)確、精細(xì)的管理和權(quán)限劃分，保障系統(tǒng)中高級(jí)用戶和各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)在重大情況或緊急情況下對(duì)系統(tǒng)的操作控制優(yōu)先權(quán)。

安全管理功能：

   系統(tǒng)實(shí)行操作權(quán)限管理，按實(shí)際的管理架構(gòu)對(duì)每個(gè)用戶賦予不同權(quán)限等級(jí)；系統(tǒng)登錄、操作都需要進(jìn)行權(quán)限查驗(yàn)；

   系統(tǒng)所有重要操作,如登錄、控制、退出、報(bào)警確認(rèn)等，均有操作記錄，系統(tǒng)可對(duì)操作記錄進(jìn)行查詢和統(tǒng)計(jì)，所有操作記錄具有不可刪除和不可更改性。

配置功能：

   系統(tǒng)的所有前端設(shè)備的參數(shù)都可以在監(jiān)控中心由系統(tǒng)管理人員遠(yuǎn)程配置和修改，在進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)備配置時(shí)，不會(huì)對(duì)系統(tǒng)的正常運(yùn)行產(chǎn)生絲毫影響。

四、系統(tǒng)構(gòu)建

監(jiān)控點(diǎn)分布：

無(wú)線監(jiān)控方案-監(jiān)控點(diǎn)

1）勘察地形，確定監(jiān)控點(diǎn)位

   現(xiàn)場(chǎng)如上圖所示，夏俄巴大致有5個(gè)山頭，技術(shù)人員陪同動(dòng)物學(xué)家現(xiàn)場(chǎng)勘察確定5個(gè)監(jiān)控點(diǎn)位，監(jiān)控點(diǎn)位需要滿足以下幾點(diǎn)：

   1、判斷這些位置為野生動(dòng)物活動(dòng)范圍

   2、監(jiān)控點(diǎn)位到3號(hào)營(yíng)地監(jiān)控室可視無(wú)阻擋。

   3、還要確定太陽(yáng)能光照時(shí)間，確保供電系統(tǒng)正常。

   4、便于設(shè)備固定安裝位置

2）現(xiàn)場(chǎng)傳輸示意圖

無(wú)線監(jiān)控方案連接圖

3）設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)安裝

   5個(gè)監(jiān)控點(diǎn)位比較分散且現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境非常惡劣，為確保圖像傳輸更穩(wěn)定，全部采用電信級(jí)遠(yuǎn)距離高帶寬無(wú)線網(wǎng)橋ST58T823一對(duì)一傳輸，所有太陽(yáng)能供電系統(tǒng)采用一主一備，主備電源可自動(dòng)切換。

現(xiàn)場(chǎng)安裝圖片

五、總結(jié)

   根據(jù)長(zhǎng)江源頭高海拔、溫差大等需要，需要先進(jìn)的無(wú)線視頻監(jiān)控系統(tǒng)。整個(gè)系統(tǒng)采用工業(yè)級(jí)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)視頻傳輸設(shè)備。

   在長(zhǎng)江源頭野生動(dòng)物正常出入的地方安裝高清球機(jī)和無(wú)線視頻監(jiān)控設(shè)備，通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)椒?wù)器。最后通過(guò)一條網(wǎng)線進(jìn)入監(jiān)控室一樓的NVR做存儲(chǔ)、錄像，和球機(jī)云臺(tái)的控制。就這樣整個(gè)方案安裝非常簡(jiǎn)單、省時(shí)、省力，既方便的管理同時(shí)又能輕輕松松的在監(jiān)控室調(diào)度每路圖像的操控。