一种用于森林防火的地表微波通信装置的制作方法

1.本实用新型涉及森林火情控制技术领域，具体为一种用于森林防火的地表微波通信装置。


背景技术：

2.现有技术森林防火通讯系统通常一种采用的是模拟信号对讲机，但是由于一般森林防火所在地区地势高，起伏大，多垭口，高度极为悬殊，通过对讲机常常造成限制，通讯信号不理想。近几年，电信运营商在村庄或者人员活动较为密集的地区建立公共基站，实现移动电话网络覆盖，但是在部分山区，无公网基站覆盖，无法实现语音的远距离、大范围通信，且在发生林火时，公网通信可能随时受到侵害，单纯依靠公网组织防火通信指挥系统，风险更大。
3.因此需要补充新的通信手段，以满足全天候范围内机动通信畅通需要。
4.微波通信技术是在微波频段通过地面视距进行信息传播的一种无线通信手段，最初的微波通信系统都是模拟制式的，与当时的通州电缆载波传输系统同为通信网长途传输干线的重要传输手段。现在，数字微波通信和光纤、卫星一起被称为现代通信传输的支柱。


技术实现要素：

5.本实用新型为了克服现有技术的上述问题，提供一种用于森林防火的地表微波通信装置，配合防火监控工程设计，防火监控工程由林区监控管理指挥中心系统、地表数字微波传输系统、摄像机和镜头系统、云台控制系统、电源供给系统、qpsk调制、复用系统、微波发射铁塔组成。
6.本实用新型的目的在于提供一种用于森林防火的地表微波通信装置，包括：采集前端、地表微波无线数字传输网络、电源以及显示端。
7.优选的，所述采集前端由摄像机和镜头系统、云台控制系统、qpsk打包、232数据解调、光调制、光解调、微波发射机、发射天线、铁塔、电源、中继站以及监控站接口构成；其中，摄像机和镜头系统将光信号变成电信号；云台控制系统带动摄像机和镜头系统355度左右转动，60度上下转动，从而可以起到全方位观察图像的目的。
8.优选的，所述采集前端还包括防护罩，防护罩起到对摄像机和镜头系统的保护作用。
9.优选的，所述地表微波无线数字传输网络用于采集前端将图像信号变成载频信号以后，由地表微波无线数字传输网络将电信号传输到监控站，对云台控制系统进行控制，最后将信号传输到森林防火指挥中心，所述地表微波无线数字传输网络包括图像传输子系统以及控制指令传输子系统。
10.优选的，所述图像传输子系统：采用广播级数字压缩传输方式，传输25路高质量彩色图像以及音频讯号，图像传输子系统由信号处理系统、调制发射系统、调制接收系统以及信号解调系统组成，其中，调制发射系统包括发射机、数模转换装置、信号处理系统、发射天
线、发射主机、调制、解调以及联接转换接口和电缆，调制接收系统包括数模转换设备、天线以及数字接收机。
11.优选的，所述控制指令传输子系统包括shdh产品并采用gm
‑
fmk方式，系统具有2564频点连续可调。
12.优选的，所述电源由长距离高压地埋电缆供电。
13.优选的，所述显示端包括主机、硬盘录像机、电视墙以及大屏幕显示器广播指挥系统，其中主机可将任意一路视频信号切换到电视墙上，并配上字符、年、月、日；所述硬盘录像机用于记录每路信号，可支持图像网络传输。
14.优选的，所述装置还包括信源数字前端设备，信源经编码、复用调制后用光发射机将信号送到山上，山上用光接收机解调出射频信号后，送8g点对点微波发射机。
15.优选的，所述用于森林防火的地表微波通信装置为双时隙tdma系统。
16.本实用新型的有益效果：
17.(1)简称地表微波通信装置形成的通讯往后，指挥部可以采用定时联系的方法，保证与各管理所的防火工作需要，同时可不受中继台制约，减少通讯投入和管理费用。其次充分发挥便携式手持对讲机作用，地表微波通信装置以直观、真实、有效而被广泛应用在许多重点防范地区，微波通信能在森林发生火灾前及时发现火情，从而起到预防火灾的目的；
18.(2)微波监控远程传输系统能高清晰、无损伤的把各监控站图像传回到指挥中心，指挥中心通过电视墙、大屏幕的画面实施监控，系统指挥调度救火，最大限度的减小火灾造成的损失；
19.(3)电视监控真实记录火灾发生前、救火过程以及救火后现场的真实情况，从而对火灾进行处理，提供有效真实的资料；防火演习中，指挥部可以直接与演习现场总指挥直接联系，同时指挥部直接收听现场指挥组之间的各项任务部署和信息反馈，从而保证森林指挥扑救需要；
20.(4)通过监控系统的动感报警发现偷猎和盗伐等行为并录像取证。并且通过监控点或其他森林防区等位置安装的监控摄像机，经过该区的工控主机，经无线数字微波传输网络值管理指挥中心。当火线发生时，自动报警系统启动，并立刻发出报警信号，通过管理指挥中心的适时监控，可以进行各种信息的处理，为灭火指挥人员提供直观的画面，通过智能多媒体的控制技术，将图像数字信号压缩，自动储存备查。
附图说明
21.为了更清楚地说明实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
22.图1是本实用新型实施例的地表无线数字微波传输系统结构图。
23.图2是本实用新型实施例的图像传输系统结构图。
具体实施方式
24.下面结合图1对本实用新型进行详细说明。
25.如图1所示，其中用于森林防火的地表微波通信装置包括：采集前端、地表微波无线数字传输网络、电源以及显示端组成。
26.1、采集前端：采集前端由摄像机和镜头系统、云台控制系统、qpsk打包、232数据解调、光调制、光解调、微波发射机、发射天线、铁塔、电源、中继站以及监控站接口构成。其中，摄像机和镜头系统将光信号变成电信号，图像的清晰程度主要取决于摄像机的分辨率，分辨率越高，图像越清晰；摄像机的照度月底，夜晚观察的图像越清晰。云台控制系统带动摄像机和镜头系统355度左右转动，60度上下转动，从而可以起到全方位观察图像的目的。采集前段还包括防护罩，防护罩起到对摄像机和镜头系统的保护作用，冬天加热防止器件失灵。
27.2、地表微波无线数字传输网络：采集前端将图像信号变成载频信号以后，由地表微波无线数字传输网络将电信号传输到监控站，对云台控制系统进行控制，最后将信号传输到森林防火指挥中心。
28.如图2所示，(1)图像传输子系统：采用广播级数字压缩传输方式，传输图像无失真、传输高可靠，可传输25路高质量彩色图像以及音频讯号，图像传输系统由信号处理系统、调制发射系统、调制接收系统、信号解调系统组成。
29.其中，调制发射系统包括发射机、数模转换装置、信号处理系统、发射天线、发射主机、调制、解调以及联接转换接口和电缆。
30.调制接收系统包括数模转换设备、天线以及数字接收机。
31.(2)控制指令传输子系统：
32.云台、镜头等的动作，可由监控中心控制，控制指令利用shdh系列产品，采用gm
‑
fmk方式，系统具有2564频点连续可调。
33.3、电源：监控点最好选择有电源的地方，若没有电源，采用长距离高压地埋电缆传输方式供电，微波基站和中继站全部采用这种方式供电。
34.4、显示端：
35.显示端包括主机、硬盘录像机、电视墙以及大屏幕显示器广播指挥系统。
36.主机可将任意一路视频信号切换到电视墙上，并配上字符、年、月、日等。
37.硬盘录像机用于记录每路信号，可支持图像网络传输。
38.本装置设计原则：
39.(1)设计要求
40.本系统采用国际和广电总局关于数字电视的有关标准和技术规定，系统设备技术参数，频道的分配符合以上标准规定。
41.本实施例采用8g微波传送一个qpsk调制数据包(8路电视节目)，从管理中心点传到32km外的接收端，中间经一中继并解调出原信号。信源数字前端等设备均在山下机房，信源经编码、复用调制后用光发射机将信号送到山上。山上用光接收机解调出射频信号后，送8g点对点微波发射机。
42.(2)中继站采用中频中继不解调方式，节约资金
43.在林区监测点(消防瞭望塔)制高点架设低照度摄像机各一台，覆盖半径5公里，观测方圆10平方公里森林火情。对初发火情，做到及时发现、及时救护，使火灾隐患消亡在萌芽状态。从监测点到监控中心可传输50公里，如需距离更远或遮挡严重可使用微波中继设
备满足传输要求。森林防火消防中心可对火情及现场情况进行实时观察，以便及时了解现场情况协调调度指挥。各监控点直接采用开路微波方式将图像传输到森林防火消防中心，中心可通过无线指令遥控系统对前段设备进行长焦、短焦控制，对云台进行上下、左右控制。
44.森林防火管理中心能实时监控林区火情实况，根据实际地形可在实际施工中考虑是否需预留火使用中继设备，中继设备起到对图像转发功能，适用于遮挡较严重的监控点。森林防火管理中心能记录火情发生、发展和消灭的整个过程，对以后的火情预防、治理提供真实有效的直观资料。
45.防火指挥中心设置12路数字工控硬盘录像机4台，各分站设16路数字硬盘录像机一台，为满足衣服画面同时观看多副画面的需要，配有大于200g的硬盘，具有报警联动及人工录像网络传输功能。
46.微波通讯具有更高的频谱利用率，双倍通话容量(2个时隙)，在每个基站配备1台数字中继台，均工作在数字模式，可同时支持两路话务通道，时隙(信道)1主要用于日常工作通信，一呼百应，全网调度。时隙(信道)2用于本地小网通信，两个组可同时讲话，互相独立，互不影响。双时隙tdma系统可以有效降低设备使用成本。
47.采用纯数字技术，保障了通讯的安全。在数字信道上监听，由于信令或id号不匹配，只显示载波接收但无语音输出。
48.微波传输设备技术参数：
49.pt：发射机线性功率500mw，即27dbm，回退到线性功率，回退值为7
‑
8db，按20db计算。
50.f：频率＝8ghz。
51.g：接收天线增益收发天线配置为1.2米板状抛物面天线，二面天线增益共78db。
52.d：站距＝32km。
53.lo：空间损耗＝92.4 20lgd 20lgf＝92.4 20lg24 20lg8＝139dbm。
54.ln：天馈损耗损耗收发共计4dbm。
55.b：接收电平＝pt
‑
lo
‑
ln g＝20
‑
139
‑
4 78＝
‑
46dbm
56.接收门限为
‑
80dbm。
57.实际工程中，大暴雨超过10公里的概率极低，按照10公里雨衰值30db计算，整个系统仍有4db的储备余量，系统运行具有很好的稳定可靠性。
58.本实用新型的有益效果：
59.(1)简称地表微波通信装置形成的通讯往后，指挥部可以采用定时联系的方法，保证与各管理所的防火工作需要，同时可不受中继台制约，减少通讯投入和管理费用。其次充分发挥便携式手持对讲机作用，地表微波通信装置以直观、真实、有效而被广泛应用在许多重点防范地区，微波通信能在森林发生火灾前及时发现火情，从而起到预防火灾的目的；
60.(2)微波监控远程传输系统能高清晰、无损伤的把各监控站图像传回到指挥中心，指挥中心通过电视墙、大屏幕的画面实施监控，系统指挥调度救火，最大限度的减小火灾造成的损失；
61.(3)电视监控真实记录火灾发生前、救火过程以及救火后现场的真实情况，从而对火灾进行处理，提供有效真实的资料；防火演习中，指挥部可以直接与演习现场总指挥直接
联系，同时指挥部直接收听现场指挥组之间的各项任务部署和信息反馈，从而保证森林指挥扑救需要；
62.(4)通过监控系统的动感报警发现偷猎和盗伐等行为并录像取证。并且通过监控点或其他森林防区等位置安装的监控摄像机，经过该区的工控主机，经无线数字微波传输网络值管理指挥中心。当火线发生时，自动报警系统启动，并立刻发出报警信号，通过管理指挥中心的适时监控，可以进行各种信息的处理，为灭火指挥人员提供直观的画面，通过智能多媒体的控制技术，将图像数字信号压缩，自动储存备查。
63.上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此领域技术的人士能够了解本

技术实现要素：
并加以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围内。