森林防火監(jiān)控系統(tǒng)中 激光紅外燈的應(yīng)用

作者：峰恒普洛 時間：2014-11-26

森林防火監(jiān)控系統(tǒng)中 激光紅外燈的應(yīng)用

隨著造林事業(yè)的不斷發(fā)展，林地面積,林業(yè)蓄積量逐年增加，防火工作是首要任務(wù)。森林火災(zāi)是世界性的林業(yè)重要災(zāi)害之一，年年都有一定數(shù)量的發(fā)生，造成森林資源的重大損失和全球性的環(huán)境污染。森林火災(zāi)具有突發(fā)性,災(zāi)害發(fā)生的隨機性,短時間內(nèi)能造成巨大損失的特點。因此一旦有火警發(fā)生，就必須以極快的速度采取撲救措施，撲救是否及時，決策是否得當(dāng)，重要原因都取決于對林火行為的發(fā)現(xiàn)是否及時，分析是否準確合理，決策措施是否得當(dāng)。為此國內(nèi)外都在為預(yù)防,減少和控制森林火災(zāi)而努力。為了早日實現(xiàn)森林防火工作的規(guī)范化,科學(xué)化,信息化，貫徹“預(yù)防為主，積極撲救的方針”，真正做到早發(fā)現(xiàn)，早解決。森林防火監(jiān)控的建設(shè)工作就顯得比較重要。

    由于森林防火
的建設(shè)環(huán)境和建設(shè)要求，使得森林防火監(jiān)控系統(tǒng)不同于別的監(jiān)控系統(tǒng)，森林防火監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)具備六大特點：1監(jiān)控范圍大、距離遠；2全天候監(jiān)控；3無線傳輸；4風(fēng)光互補供電（陰雨天最少保證24小時）；5避雷接地安全可靠；6前端設(shè)備工作狀態(tài)中心監(jiān)控。針對這些特點，系統(tǒng)在選用設(shè)備時的要求也要盡可能符合這些特點，滿足相應(yīng)要求。激光紅外燈作為一種新型紅外補光光源，相對比與其他光源，在森林防火監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用，有著不可比擬的優(yōu)勢。

    1.激光紅外燈可以很好的滿足系統(tǒng)視野寬、無障礙、監(jiān)控面大，盡量少設(shè)監(jiān)控點，并盡可能使得每個監(jiān)控點監(jiān)控覆蓋的森林面積最大的要求。目前的森林防火監(jiān)控系統(tǒng)中，白天監(jiān)控基本不存在問題，可是對于夜間監(jiān)控，寬視野、遠距離是很難逾越的障礙。夜間監(jiān)控對于紅外補光設(shè)備的要求比較高，原本傳統(tǒng)的紅外燈的投射距離至多100米，而且森林綠色植被對不同紅外光有較大的吸收，使得夜間紅外照明效果大打折扣。對于這一問題，最佳的解決方案就是激光紅外燈。因為激光紅外燈至少可以滿足100~500米的照明距離，并且由于激光紅外燈波長單一、能量集中，可以使得綠色植被對于紅外光線的吸收影響降低40%，完全能實現(xiàn)標(biāo)稱距離的照明。

    2.監(jiān)控點要全天候工作，所以必須解決夜間監(jiān)控問題，夜間監(jiān)控的核心是提供能夠?qū)崿F(xiàn)有效距離、有效亮度的紅外補光設(shè)備，配合紅外敏感型彩色轉(zhuǎn)黑白攝像機及日夜兩用型鏡頭，滿足至少在300米外能看清人物活動；云臺要求選用螺桿傳動的室外一體化云臺，為了減少遠距離圖像的抖動，攝像機的安裝也要確保牢固穩(wěn)定。所以對以紅外燈選擇，直接關(guān)系到監(jiān)控系統(tǒng)的完善性和實用性。對比目前已有的紅外解決方案，激光紅外燈結(jié)合低照度感紅外攝像機的主動式監(jiān)控前端是最具性價比的設(shè)備方案。相比熱探測被動紅外系統(tǒng)，激光紅外系統(tǒng)具有無可比擬的價格優(yōu)勢，同時可以滿足監(jiān)控中對于畫面清晰度、事物分辨度的要求，可以很清晰的判別著火林木特征，及有效取證。相比普通LED紅外系統(tǒng)，激光系統(tǒng)最大的優(yōu)勢就是更廣的監(jiān)控范圍、更遠的監(jiān)控距離、更高亮度的監(jiān)控畫面。

    3.由于森林防火監(jiān)控自身的特點，傳輸方式不可能全部采用有線或光纜。因此必須考慮無線網(wǎng)絡(luò)或無線結(jié)合有線網(wǎng)絡(luò)的方式，這是森林防火系統(tǒng)與其他監(jiān)控系統(tǒng)最大的區(qū)別。無線傳輸系統(tǒng)需要增加相應(yīng)的無線傳輸設(shè)備，這樣就對前段系統(tǒng)的安裝有更高的要求，一、盡可能的降低前段設(shè)備整體重量；二、前段設(shè)備之間的信號干擾，應(yīng)盡可能的降低，如體積遮擋、電磁干擾等。激光紅外燈相比其他紅外補光設(shè)備，體積和重量都具有相當(dāng)優(yōu)勢，并可根據(jù)需要與攝像機等設(shè)備進行有效集成，大大降低這方面對于前段系統(tǒng)的影響，降低施工強度、便于實施安裝。激光紅外燈本身沒有電磁信號產(chǎn)生，更談不上電磁干擾，對于無線傳輸設(shè)備的運轉(zhuǎn)沒有任何影響。

    4.風(fēng)光互補供電系統(tǒng)是森林防火監(jiān)控系統(tǒng)重點，它的性能優(yōu)劣將直接決定森林防火監(jiān)控前端系統(tǒng)的成敗。風(fēng)光互補的供電方式解決了供電傳輸問題，使得前段設(shè)備的供電不在需要架設(shè)專門的線路，適用于森林防火監(jiān)控的野外環(huán)境要求。但風(fēng)光供電系統(tǒng)相比較傳統(tǒng)線纜傳輸供電系統(tǒng)，最大的不足就是供電能力有限，對于設(shè)備的整體功耗有嚴格限制。在森林監(jiān)控系統(tǒng)的前端集成了攝像機、紅外燈、云臺、防雷系統(tǒng)、無線傳輸系統(tǒng)、煙塵探測系統(tǒng)等各種應(yīng)用系統(tǒng)，而這些前段設(shè)備只能由單一的風(fēng)光供電系統(tǒng)供電，所以任何設(shè)備有效的降低消耗功率都是對整個系統(tǒng)負載穩(wěn)定的貢獻。低功耗是激光紅外燈相比于其他紅外補光設(shè)備的核心優(yōu)勢之一，激光的發(fā)光本質(zhì)是直接電光轉(zhuǎn)換，最高效率可達65%，理論上10W電能可產(chǎn)生6.5W的光能，在同樣的效果要求和照明要求情況下，激光紅外燈的功耗最低，最適合于太陽能、風(fēng)能供電的系統(tǒng)應(yīng)用。

    5.由于整個監(jiān)控前端設(shè)備地處深山，維護極為不便，所以對于所有前段產(chǎn)品的壽命、質(zhì)量穩(wěn)定性有著更高的要求，一方面降低了整個系統(tǒng)維護工作的強度和費用，另一方面也保護了用戶的利益。分析整個前段設(shè)備，目前影響系統(tǒng)穩(wěn)定性的最大制約因素恰恰是在紅外補光設(shè)備上。目前的LED等紅外補光設(shè)備使用壽命至多堅持6~9個月，而且在使用過程中光衰顯現(xiàn)明顯，嚴重影響系統(tǒng)的維護和使用。激光紅外燈在這方面有比較明顯的優(yōu)勢，首先需要闡明的是作為半導(dǎo)體產(chǎn)品，都是有壽命的，激光紅外燈目前已測的無衰減周期是8000小時，配合光敏開關(guān)節(jié)電模式，可以實現(xiàn)25~30個月的穩(wěn)定工作。使得紅外補光設(shè)備對于整個前段的穩(wěn)定性影響大大降低，并且激光紅外燈為滿足自身正常工作，都是嚴格密封的，使得風(fēng)雨、煙塵對于設(shè)備的干擾被完全屏蔽。

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