智能森林火险综合管理系统及其前端摄像装置的制作方法

1.本实用新型涉及森林防火技术领域，更具体地说，特别涉及一种智能森林火险综合管理系统以及一种智能森林火险综合管理系统用前端摄像装置。


背景技术：

2.森林是世界的主要碳库，对于维持全球气候与环境的稳定性起着关键作用，而森林大火则会烧毁大量林木，带来包括加剧碳排放和全球暖化等严重的环境问题，以及导致生命及财产损失。
3.经统计，在我国每年大约有2％的森林因火灾而遭受严重破坏，森林火灾具有突发性、灾害发生的随机性、短时间内可造成巨大损失等特点。因此迅速发现和扑灭林火，就成为了森林防火的重中之重。
4.在现有技术中，通常是采用视频监控实现火灾预警，无论是传统的第一代模拟视频监控系统，还是第二代、第三代部分或完全数字化、网络化视频监控系统，都具有一些固有的局限性，例如由于人为因素而造成漏保的问题。
5.另外，视频监控系统都会设置前端摄像装置，用于获取监控区域内的图像信息，由于前端摄像装置应用于户外，尤其是林区，不仅早晚温差大，空气湿度变化也非常大，非常容易造成前端摄像装置内部受潮而损坏。


技术实现要素：

6.综上所述，如何提高前端摄像装置的防潮性能，用于提高前端摄像装置使用的可靠性，成为了本领域技术人员亟待解决的问题。
7.一种智能森林火险综合管理系统用前端摄像装置，该智能森林火险综合管理系统用前端摄像装置包括：
8.装置主体，所述装置主体包括有装置外壳，所述装置外壳上设置有装配窗口，于所述装配窗口上设置有窗口盖、用于封闭所述装配窗口、以使得所述装置外壳形成封闭壳体结构；
9.安装架，所述安装架可通过所述装配窗口设置到所述装置主体中，所述安装架上竖直设置有镜头框，所述镜头框上设置有至少两个镜头圆孔，于所述窗口盖上设置有透光护板，所述透光护板与所述镜头圆孔相对设置；
10.红外热成像仪，所述红外热成像仪包括有第一镜头，所述第一镜头卡装于其中一个所述镜头圆孔中并可通过所述透光护板获取监控区域的红外热成像信息；
11.摄像仪，所述摄像仪包括有第二镜头，所述第二镜头卡装于其中另一个所述镜头圆孔中并可通过所述透光护板获取监控区域的高清影像信息。
12.优选地，在本发明所提供的智能森林火险综合管理系统用前端摄像装置中，所述安装架包括有底架，所述红外热成像仪以及所述摄像仪并列设置于所述底架上，所述底架的前端设置有所述镜头框，所述底架的后端设置有止步板，所述安装架设置于所述装置外
壳中，所述止步板可与所述装置外壳的内侧端面相抵。
13.优选地，在本发明所提供的智能森林火险综合管理系统用前端摄像装置中，于所述装置外壳的内侧端面上设置有弹性块，所述止步板可与所述弹性块相抵。
14.优选地，在本发明所提供的智能森林火险综合管理系统用前端摄像装置中，于所述装置外壳的内侧底面设置有直线轨道，于所述底架上设置有与所述直线轨道滑动配合的轨道槽。
15.优选地，在本发明所提供的智能森林火险综合管理系统用前端摄像装置中，于所述镜头框上设置有密封圈，所述密封圈可与所述装置外壳靠近所述装配窗口的内侧面密封接触。
16.优选地，在本发明所提供的智能森林火险综合管理系统用前端摄像装置中，所述装置外壳为不锈钢装置外壳，于所述装置外壳的外侧面设置有防腐涂层；所述窗口盖为不锈钢窗口盖，所述窗口盖的外侧面设置有防腐涂层。
17.优选地，在本发明所提供的智能森林火险综合管理系统用前端摄像装置中，所述透光护板为玻璃板，所述透光护板通过胶粘固定于所述窗口盖上并通过卡板在所述窗口盖上加固。
18.优选地，在本发明所提供的智能森林火险综合管理系统用前端摄像装置中，还包括有风冷系统，所述风冷系统设置于所述装置外壳的外侧，所述风冷系统包括有冷风箱，于所述冷风箱内设置有冷风机，所述冷风箱的一端设置有送风管，所述冷风箱的另一端设置有回风管，所述送风管以及所述回风管与所述装置外壳连接并形成有循环风管结构。
19.优选地，在本发明所提供的智能森林火险综合管理系统用前端摄像装置中，所述冷风箱内沿送风风向依次设置有所述冷风机、净化装置以及干燥装置。
20.本发明还提供了一种智能森林火险综合管理系统，包括有监控中心以及与所述监控中心通信连接的前端摄像装置，其中，所述前端摄像装置为如上述的智能森林火险综合管理系统用前端摄像装置。
21.与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：
22.本实用新型提供了一种智能森林火险综合管理系统以及一种智能森林火险综合管理系统用前端摄像装置。在本实用新型中，该智能森林火险综合管理系统用前端摄像装置包括：装置主体，装置主体包括有装置外壳，装置外壳上设置有装配窗口，于装配窗口上设置有窗口盖、用于封闭装配窗口、以使得装置外壳形成封闭壳体结构；安装架，安装架可通过装配窗口设置到装置主体中，安装架上竖直设置有镜头框，镜头框上设置有至少两个镜头圆孔，于窗口盖上设置有透光护板，透光护板与镜头圆孔相对设置；红外热成像仪，红外热成像仪包括有第一镜头，第一镜头卡装于其中一个镜头圆孔中并可通过透光护板获取监控区域的红外热成像信息；摄像仪，摄像仪包括有第二镜头，第二镜头卡装于其中另一个镜头圆孔中并可通过透光护板获取监控区域的高清影像信息。通过上述结构设计，本实用新型所提供的智能森林火险综合管理系统用前端摄像装置的密封性较高，结构强度较高，非常适用于户外使用，达到提高前端摄像装置防潮效果的目的。另外，本实用新型所提供的智能森林火险综合管理系统用前端摄像装置还具有结构设计合理，安装、使用简单等优点。
附图说明
23.构成本技术的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。其中：
24.图1为本实用新型实施例中智能森林火险综合管理系统用前端摄像装置的结构示意简图；
25.图2为本实用新型实施例中窗口盖的结构示意简图；
26.图3为本实用新型实施例中安装架的结构示意简图。
27.在图1至图3中，部件名称与附图标记的对应关系为：
28.装置外壳1、窗口盖2、镜头框3、透光护板4、红外热成像仪5、第一镜头6、底架7、止步板8、弹性块9、直线轨道10、密封圈11、冷风箱12、冷风机13、送风管14、回风管15、净化装置16、干燥装置17。
具体实施方式
29.下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。各个示例通过本实用新型的解释的方式提供而非限制本实用新型。实际上，本领域的技术人员将清楚，在不脱离本实用新型的范围或精神的情况下，可在本实用新型中进行修改和变型。例如，示为或描述为一个实施例的一部分的特征可用于另一个实施例，以产生又一个实施例。因此，所期望的是，本实用新型包含归入所附权利要求及其等同物的范围内的此类修改和变型。
30.在本实用新型的描述中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型而不是要求本实用新型必须以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。本实用新型中使用的术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间部件间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
31.请参考图1至图3，其中，图1为本实用新型实施例中智能森林火险综合管理系统用前端摄像装置的结构示意简图；图2为本实用新型实施例中窗口盖的结构示意简图；图3为本实用新型实施例中安装架的结构示意简图。
32.本实用新型提供了一种智能森林火险综合管理系统用前端摄像装置，该智能森林火险综合管理系统用前端摄像装置是一种能够进行高清摄像以及红外摄像的前端摄像装置，应用于智能森林火险综合管理系统中，可对监控区域进行摄像起火监控以及红外起火监控。
33.在本实用新型中，该智能森林火险综合管理系统用前端摄像装置包括如下组成结构：
34.1、装置主体。
35.装置主体是指前端摄像装置的装置主体。
36.装置主体包括有装置外壳1，在本实用新型中，装置外壳1为长筒形结构，在使用状态下，装置外壳1包括有外壳底面，外壳底面为长方形板式结构。沿外壳底面的长度方向、位于外壳底面的两侧(长边)竖直设置有外壳侧面，外壳侧面与外壳底面的长度一致，沿外壳
底面的长度方向、于外壳底面的一端设置有外壳端面，于外壳底面的上侧设置有外壳顶面，这样外壳底面、外壳顶面、两个外壳侧面以及外壳端面形成一个一端开口、一端封闭的筒状结构装置主体。装置主体的开口端为装配窗口，用于安装架的装入与抽出。于装配窗口上设置有窗口盖2、用于封闭装配窗口、以使得装置外壳1形成封闭壳体结构。
37.在本实用新型中，装置主体可以由钢板拼装而成，也可以由铝型材拼装而成，构成装置主体的各个面之间密封连接。窗口盖2可以由高分子材料制造而成，也可以由金属材料制造而成。在采用高分子材料制造而成时，窗口盖2优选为透明盖结构，窗口盖2采用一体式结构，窗口盖2设置到装配窗口上，能够保证整个装置主体具有较高的密封性。当窗口盖2采用金属材料制造而成时，在窗口盖2的适当位置设置了孔结构(开口结构)，在孔结构上设置了透光护板4，透光护板4为玻璃板，透光护板4通过胶粘固定于窗口盖2上并通过卡板在窗口盖2上加固。
38.在本实用新型中，透光护板4为平板式结构，透光护板4可以由透明的高分子材料制成(例如高清树脂板)，透光护板4也可以为高透光玻璃板。透光护板4封盖住窗口盖2的孔结构上并封住整个孔结构。透光护板4与窗口盖2之间首先通过胶粘方式固定连接，然后根据透光护板4的轮廓形状设置一个卡板(卡板的形状与透光护板4的轮廓形状吻合)，卡板可以卡装于窗口盖2上，用于将透光护板4紧压在窗口盖2上，从而提高透光护板4在窗口盖2上设置的牢固性。
39.本实用新型所提供的前端摄像装置用于户外使用，因此装置主体需要较高的耐候性以及耐雨雪腐蚀性。本实用新型限定装置外壳1为不锈钢装置外壳1，窗口盖2为不锈钢窗口盖，于装置外壳1的外侧面设置有防腐涂层，窗口盖2的外侧面设置有防腐涂层。其中，防腐涂层为耐腐喷漆涂层。
40.本实用新型在装置外壳1内设置了安装架，安装架用于安装电路系统、摄像装置等。为了方便安装架的安装(主要是方便安装架在装置外壳1内的装入与抽出，以及提高安装架在装置外壳1内安装的稳定性)，本实用新型于装置外壳1的内侧底面设置有直线轨道10，直线轨道10优选焊接在装置外壳1的底面上，于底架7(安装架的组成结构)上设置有与直线轨道10滑动配合的轨道槽。具体地，直线轨道10设置有两条，两条直线轨道10并行间隔设置，这样既方便安装架在装置外壳1上的抽拉，又能够保证安装架在装置外壳1内安装的稳定性。
41.2、安装架。
42.安装架为本实用新型中设置在装置外壳1内部、用于安装电路系统以及摄像装置的构架。安装架可通过装配窗口设置到装置主体中。
43.本实用新型在安装架上设置有摄像装置(红外热成像仪5以及高清摄像仪)，摄像装置均设置有镜头，摄像装置设置在安装架上，本实用新型在安装架上竖直设置了镜头框3，镜头框3上设置有至少两个镜头圆孔(镜头圆孔根据红外热成像仪5以及高清摄像仪上镜头尺寸与形状进行设置)。
44.本实用新型在窗口盖2上设置有透光护板4(在窗口盖2上设置有孔结构，用于红外热成像仪5以及高清摄像仪的取景拍照)，透光护板4与镜头圆孔相对设置。
45.具体地，安装架包括有底架7(底架7优选为钢架结构)，红外热成像仪5以及高清摄像仪并列设置于底架7上，底架7的前端设置有镜头框3(镜头框3优选为钢架结构)，底架7的
后端设置有止步板8(止步板8优选为钢架结构)，安装架设置于装置外壳1中，止步板8可与装置外壳1的内侧端面相抵。
46.上述的红外热成像仪5以及高清摄像仪并列设置是指：沿垂直于成像仪(或者摄像仪)的取景方向红外热成像仪5以及高清摄像仪并列。这种设计方式能够使得红外热成像仪5的镜头以及高清摄像仪的镜头位于同一个立面(垂直于底架7的立面)内并装配到镜头框3中。
47.为了避免安装架推入到装置外壳1内部过程中与装置外壳1的内侧端面发生硬性碰撞，本实用新型在装置外壳1的内侧端面上设置有弹性块9，止步板8可与弹性块9相抵。其中，弹性块9为橡胶块。
48.为了提高安装架安装到装置外壳1中的稳定性以及密封性，本实用新型提出了如下优化设计：于镜头框3上设置有密封圈11，密封圈11为硅胶圈。镜头框3根据装置外壳1的横截面形状进行设计，镜头框3的尺寸略小于装置外壳1的横截面轮廓尺寸。在镜头框3上设置了密封圈11，密封圈11可与装置外壳1靠近装配窗口的内侧面密封接触。
49.3、红外热成像仪5。
50.红外热像仪是一种利用红外热成像技术，通过对标的物的红外辐射探测，并加以信号处理、光电转换等手段，将标的物的温度分布的图像转换成可视图像的设备。
51.具体地，红外热成像仪5包括有第一镜头6，第一镜头6卡装于其中一个镜头圆孔中并可通过透光护板4获取监控区域的红外热成像信息(红外热成像信息可通过通信系统发送至监控中心)。应用时，红外热成像仪5可以具备384
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288红外像素。
52.4、高清摄像仪。
53.摄像仪是一种能够获取高清图像信息的摄像装置。摄像仪包括有第二镜头，第二镜头卡装于其中另一个镜头圆孔中并可通过透光护板4获取监控区域的高清影像信息(高清影像信息可通过通信系统发送至监控中心)。可以采用分辨率可达200万像素的摄像仪，此时摄像仪称为高清摄像仪。第二镜头可以采用广角镜头以获取最大的监控范围，为了便于实现全天候高清晰的监控，摄像仪具有icr红外滤片。
54.5、风冷系统。
55.本实用新型所提供的智能森林火险综合管理系统用前端摄像装置是一种户外使用的摄像装置。在夏季阳光直射状态下，前端摄像装置内部温度会非常高。并且，加之红外热成像仪5以及高清摄像仪持续工作产生的热量，更加使得前端摄像装置内部环境的恶化。
56.为了避免高温造成装置主体内部电器元件的损坏，本实用新型提供了风冷系统。
57.具体地，风冷系统设置于装置外壳1的外侧，风冷系统包括有冷风箱12，于冷风箱12内设置有冷风机13，冷风箱12的一端设置有送风管14，冷风箱12的另一端设置有回风管15，送风管14以及回风管15与装置外壳1连接并形成有循环风管结构。进一步地，冷风箱12内沿送风风向依次设置有冷风机13、净化装置16以及干燥装置17。其中净化装置16以及干燥装置17均可以采用活性炭颗粒。
58.本实用新型还提供了一种智能森林火险综合管理系统，该智能森林火险综合管理系统包括有监控中心以及与监控中心通信连接的前端摄像装置，其中，前端摄像装置为如上述的智能森林火险综合管理系统用前端摄像装置。
59.本实用新型提供了一种智能森林火险综合管理系统以及一种智能森林火险综合
管理系统用前端摄像装置。在本实用新型中，该智能森林火险综合管理系统用前端摄像装置包括：装置主体，装置主体包括有装置外壳1，装置外壳1上设置有装配窗口，于装配窗口上设置有窗口盖2、用于封闭装配窗口、以使得装置外壳1形成封闭壳体结构；安装架，安装架可通过装配窗口设置到装置主体中，安装架上竖直设置有镜头框3，镜头框3上设置有至少两个镜头圆孔，于窗口盖2上设置有透光护板4，透光护板4与镜头圆孔相对设置；红外热成像仪5，红外热成像仪5包括有第一镜头6，第一镜头6卡装于其中一个镜头圆孔中并可通过透光护板4获取监控区域的红外热成像信息；高清摄像仪，高清摄像仪包括有第二镜头，第二镜头卡装于其中另一个镜头圆孔中并可通过透光护板4获取监控区域的高清影像信息。
60.通过上述结构设计，本实用新型所提供的智能森林火险综合管理系统用前端摄像装置的密封性较高，结构强度较高，非常适用于户外使用，达到提高前端摄像装置防潮效果的目的。另外，本实用新型所提供的智能森林火险综合管理系统用前端摄像装置还具有结构设计合理，安装、使用简单等优点。同时使用了红外热成像仪5和和高清摄像仪，使得本前端摄像装置既可以用于实现智能识别火情，又可以用于实现远距离观察待观测区域。
61.本实用新型还提供了一中智能森林火险综合管理系统用前端摄像装置，其还包括工控机，设置于装置主体内，并与红外热成像仪5连接，以接收红外热成像仪采集到的视频图像，并对接收到的视频图像进行火情识别，将识别结果或据此生成的报警信息发送至监控中心。由于工控机设置在前端侧，直接与红外热成像仪5连接，可以使得由工控机处理的视频图像为未被压缩的视频图像，如此工控机能识别的火情有效面积低至2
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2像素，提高了识别火情的准确度，有效降低了火情误报率。对于本领域的技术人员来说，工控机所采用的火情识别技术是现有技术，此处不再赘述。
62.根据现有技术，本实用新型提供了一套智能化的森林火险综合管理系统，弥补人工防范的不足。通过采取有效的技术手段能够对光伏场站进行大范围、大视野、全天候(24小时)实时监测，能够自动发现光伏场站火源并自动报警，并且能够将火点的位置准确定位，通过这种方式可以解决因人工防范造成的森林防火的不足。
63.监控中心监控中心监控中心本发明所提供的智能森林火险综合管理系统用前端摄像装置是一种用于户外(野外)的摄像监控设备(红外摄像以及高清摄像)。智能森林火险综合管理系统用前端摄像装置是森林防火智能检测基站的组成结构，由多个森林防火智能检测基站配合监控中心构成智能化的森林火险综合管理系统。森林防火智能检测基站与监控中心需要采用传输链路将前端视频图像(红外摄像图像以及高清摄像图像)传回监控中心。
64.在本发明中，针对野外监控传输链路的选择，前端无线传输网络采用5.8g无线网桥和天线构成，根据视频监控所需的带宽和传输距离选择27m、54m、108m或150m的无线网桥，根据前端基站到中继点或者监控中心的距离的远近选择天线。
65.一般正常情况下，三公里以内的通视距离采用集成天线板就可以满足要求，对于超过三公里的通视传输距离采用外接天线。天线规格根据实际的传输距离选择直径为米、米或米的天线。5.8g无线网桥根据森林防火智能监控视频所需的传输带宽。无线网桥有27m、54m、108m、150m、300m可选。对于单路监控视频，采用27m或54m的无线网桥就
可以满足要求。采用高清格式、距离较近时，可以采用54m无线网桥，较远时优选采用108m或150m无线网桥。
66.选择增益天线是根据传输距离而定。一般情况下，在可视距离三公里内建议采用内置天线即可满足要求，十公里以内建议采用30dbi栅状抛物面定向天线超过十公里建议采用32dbi碟状抛物面定向天线超过十公里建议采用32dbi碟状抛物面定向天线
67.对于无线网桥，本技术采用poe供电适配器通过网线为无线网桥供电。同时，本技术还设置了同轴避雷器用于保护无线网桥，避免增益天线通过馈线将感应雷引入到无线网桥。
68.由于本技术应用于野外(森林防火监测基站设置在野外)，防雷接地是保障基站及相关设备安全必不可少的一项防护措施。
69.森林防火监测基站防雷接地系统包含两个部分，第一部分为基站铁塔的防雷接地，第二部分为为基站设备的防雷接地。按照防雷接地的国家标准：基站铁塔防雷接地小于10ω，基站设备的防雷接地小于4ω。
70.基站防雷接地主要包括：避雷针、小于10ω接地系统；
71.基站设备防雷接地主要包括：电源防雷器、信号防雷器等、小于4欧姆接地系统。
72.对于基站防雷接地方式，森林防火监测基站多数是布置于野外，野外的自然环境恶劣，防雷设计尤为重要。系统外部防雷包括避雷针、避雷带、引下线、接地极等等，其主要的功能是为了确保建筑物本体免受直击雷的侵袭，将可能击中建筑物的雷电通过避雷针、避雷带、引下线等，泄放入大地。系统内部防雷系统是为保护设备内部的设备安全而设置的。通过在需要保护设备的前端安装合适的避雷器，使设备、线路与大地形成一个有条件的等电位体。将可能进入的雷电流阻拦在外，将因雷击而使内部设施所感应到的雷电流得以安全泄放入地，确保后接设备的安全。系统防雷设计符合防雷接地的国家标准：基站铁塔防雷接地小于10ω，基站设备的防雷接地小于4ω。
73.为了获得更好更广泛的监控视野范围，需要在基站所在位置修建铁塔，所需高度根据监控视野范围和四周植被的实际情况决定。当基站位于野外铁塔顶端时，所受到的风力较大，容易导致基站晃动，影响监控效果，因此将基站设置于重载云台(或称中载云台)上，然后再将重载云台设置于铁塔顶端上。重载云台与监控中心通信连接，如此可以远程控制重载云台的运动，以便于有针对性的对目标区域进行监看。重载云台的全方位角度是0
°‑
360
°
，俯仰角度是-45
°‑
45
°
，以满足大范围监控的要求。
74.以上仅为本实用新型的优选实施例，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。