摘要：卫星天线馈源网络是卫星天线的重要组成部件，馈源膜是馈源网络甚至是整个卫星天线的薄弱环节，很容易被飞鸟抓坏或啄破，从而导致整副卫星天线失效。为防鸟害，利用运动目标检测技术，设计了基于智能监控摄像头联动驱鸟系统的卫星天线防鸟害系统，该系统不直接接触卫星天线，不会遮挡卫星信号。
关键词：卫星天线；馈源网络；视频监控；驱鸟器
引言
卫星天线是实现卫星通信的关键部件，通常由伺服控制系统、天线反射面以及馈源网络等部件组成，而馈源网络是卫星信号进入自由空间传播的最后环节，需要保持其内部的密封干燥，馈源网络的馈源膜通常采用聚四氟乙烯，相对比较薄弱，容易被飞鸟抓坏或啄破，进而破坏馈源网络的密封性，如雨雪从破损的馈源膜进入馈源网络，会严重影响卫星天线的通信性能。为防鸟害，通常在馈源膜边安装防鸟刺，而防鸟刺会对卫星信号造成一定遮挡，影响信号质量。随着信息技术的发展，特别是智能监控系统的发展，视频图像动态目标检测技术得到了快速发展，利用视频图像检测动态目标具有非接触、精度高、智能可控等性能特点。为防止飞鸟破坏卫星天线的馈源网络，本文设计采用智能视频监控移动侦测技术联动驱鸟器，来实现飞鸟的侦测和驱离。
1、视频监控移动侦测技术原理
视频监控移动侦测主要用来侦测某时间及区域内运动物体变化情况。运动物体的实时图像信息即包含背景图像，也受天气、光线、阴影等干扰影响，移动侦测技术主要是在实时视频码流中将运动物体引起的变化区域从受干扰的背景图像中提取出来。移动侦测技术主要实现方法有背景减除法、时间差分法和光流法。背景减除法是基于当前图像和背景图像的差分进行运动检测，是一种最常用的运动物体检测方法，其优点是保留特征数据全，缺点是对干扰信息敏感。时间差分法是在相邻帧间利用图像像素的时间差分和阈值化来检测运动物体，其优点是动态环境检测能力强，缺点是不能提供完全的特征数据。光流法是利用随时间变化的运动目标光流特性，采用光流场跟踪算法来跟踪运动目标，其优点是运动目标检测精度高，缺点是算法复杂、抗噪能力差。
目前智能摄像头大都集成有移动侦测技术，设计采用基于智能摄像头移动侦测技术联动驱鸟装置的系统进行卫星天线防鸟害，不与卫星天线面进行直接接触，不会对卫星信号造成遮挡，能够有效减少卫星天线受鸟害影响。
2、视频监控防鸟系统组成结构
基于视频监控和驱鸟器联动的卫星天线防鸟系统组成结构如图1所示，主要由智能摄像头、电平转换电路、主控单元、语音存储解码单元、音频驱动单元、喇叭、灯光报警单元、警灯等组成。
.png)
图1 视频监控防鸟系统组成图
智能监控摄像头安装在卫星天线避雷塔上，视角能够覆盖卫星天线馈源网络区域，通过电平转换电路接入主控单元。主控单元采用ATmega16单片机，该单片机是一款全静态工作的8 位高性能、低功耗的 AVR微处理器，采用先进的RISC结构，用来实时采集智能摄像头的联动报警信号，并控制驱鸟喇叭和灯光报警等工作。语音存储解码单元用来存储驱鸟音频文件，驱鸟音频文件为鸟类遇险报警、哀鸣等具有驱鸟效果的仿生学音频文件，在主控单元控制下，将预先存储的驱鸟音频文件转换为模拟信号，然后送入音频驱动单元。音频驱动单元在主控单元控制下将驱鸟音频进行放大和播放。灯光报警单元在主控制单元控制下进行爆闪灯光报警，和驱鸟音频一起达到声光驱鸟的效果。分析处理单元将单位时间内的报警次数汇总传递至监控中心,由监控中心对驱鸟效果以及发生次数等进行分析。
3、系统工作流程
智能监控摄像头安装完成后，将摄像头视角覆盖卫星天线馈源区域，登录摄像头配置界面，启动摄像头配置。在事件菜单下对摄像头进行移动侦测设置，共有启动移动侦测、启用PTZ运动报警上报和启用动态分析三个选项，通过勾选启动三个移动侦测选项；在配置模式下对规则区域灵敏度、占比等参数设置；在区域设置下通过绘制区域，绘制卫星天线馈源附附近需移动侦测的规则区域；在布防时间内设置需移动侦测的时间设置，考虑鸟类的活动习性，夜晚不进行防鸟布防；在联动方式下设置摄像头的联动方式，选择联动报警输出和联动录像。
启动摄像头移动侦测功能后，视频监控防鸟系统软件工作流程如图2所示。首先对主控单元单片、外部接口等进行初始化，智能视频监控摄像头联动的报警输出信号，经电平转换后接入主控单元的外部中断源，通过外部中断触发主控单元，主控单元收到智能监控摄像头中断信号后，启动音频和灯光报警系统，开启驱鸟模式，鸟类驱离后关闭报警系统。
为使监控中心掌握系统工作情况以及驱鸟效果，一旦驱鸟次数达到设定次数后，主控单元将驱鸟次数及时间等数据信息传输至监控中心，由监控中心结合智能监控摄像头联动的驱鸟录像进行数据分析，根据分析结果进行摄像头灵敏度、占比等参数进行修正，对系统进行初始化操作，通过定期修正系统达到较好防鸟害效果，确保卫星天线通信安全。
.png)
图2 视频监控防鸟系统流程图
4、结束语
智能监控摄像头移动侦测技术具有非接触、检测精度高，布防灵活等特点，设计基于智能监控摄像头联动驱鸟装置的卫星天线防鸟害系统，能够在不影响卫星天线正常工作的情况下，自动驱离靠近卫星天线馈源附近的飞鸟，保护馈源膜免受鸟害。
参考文献
[1]田杰,余鹏,陈硕.一种综合性驱鸟系统的设计与实现[J].电子设计工程,2018,26(04):141-144
[2]余鹏,田杰,陈硕.变电站电子爆鸣驱鸟系统设计[J].电子设计工程,2017,25(24):134-137
[3]李益民,黄晓芳.一种多区域视频监控入侵检测报警方法的研究[J]. 电子设计工程.2010(12):146-148
[4]万燕英,王金兰.基于图像处理的轨道异物入侵智能检测方法[J].南方职业教育学刊,2018,8(06):94-98
[5]刘敏,武明虎,王 娟. 动态场景下移动侦测的改进方法[J]. 计算机工程.2017(5):290-293
[6]刘杰,李芳,杜兴团.基于视频监控和火灾报警的联动控制应用[J].仪器仪表用户,2020,27(01):43-44+71