整理换热站3G远程监控系统设计方案.docx

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整理换热站3G远程监控系统设计方案

换热站3G远程视频监控系统

设计方案

沈阳捷思特网络科技有限公司

2012年02月

1系统概述

1.1系统概述

随着换热站自动化信息系统建设，换热站内部从以前粗放式管理向信息化管理过渡,逐步加强了对采热到输热过程的集中管理,要求建立包括换热室远程视频监控、配电线路自动化系统、输油管线泄露监测、集输站库自动化监控、换热数据远程监测等多系统的监控平台，其目的是利用现场监控系统，实现数据源头自动采集，借助换热站现有网络资源自动加载到厂级实时数据库，为各级管理部门应用提供开放的数据平台，使生产和管理人员及时控制和掌握生产动态，从而实现整个生产过程的自动化；并可以对取得的实时数据进行统计、分析、优化，从而为保证生产设备正常运转、降低生产成本提供重要依据。

随着3G无线网络技术和数字视频压缩技术的发展，在3G无线网络上传输视频、音频、数据成为一种趋势，我公司依靠强大的技术支持，研究开发了3G无线视频监控管理系统，该系统将换热站生产现场视频图像、设备运转和维护状况等信息实时传送到监控中心和各生产管理部门，为生产的指挥调度提供准确及时的第一手资料，所需的现场职守和维护人员少，最大程度的保障换热站生产正常运行。

1.23G无线网络介绍

3G在经过近几年大规模的网络建设以后，目前已建成了技术领先的优质精品网络。

建设中充分利用了3G抗干扰能力强、信号穿透能力强、系统容量大的特点。

中国电信是国内唯一可以提供无线视频监控系统方案的电信运营商。

联通网中数据网可以提供5级业务安全保障，从而充分保证网络中数据的安全。

1.3项目意义

换热站的工作环境特殊，其客观条件受到地理位置的限制。

因此，要保证它的安全性和生产人员的安全性，实施实时监控系统是非常必要的。

但使用有线传输来架设一个庞大的通信系统是一个费时耗资金的过程，地形的起伏不平导致铺设电缆后不易传导，同时外部环境可能存在潜在的危险。

由本公司自主研发的网络视频服务器具有的无线传输功能完全能满足变电站、换热站等环境的要求。

通过网络视频服务器可以实时的监控工作生产情况，保证生产安全。

它通过现有的宽带网络传输数据，无需过多成本即可实现。

本次项目所要监控的换热站分布比较分散，有的换热站之间相距几百米，有的则相距数公里。

为了监控换热站和室内的水泵等这些安全防范的重点对象，目前是通过在每个换热站处安些设备的维护、监视、安全工作，这样不利于集中管理。

同时，各上级领导机构也希望对下属企业的设备装置运行状况、安全数据和故障现场进行及时、全面的了解和掌握。

这些都需要有一套能集中的远程监控管理系统来实现这些需求。

我公司研发的无线视频系统正好能满足这一需求。

通过在前端设置遥控摄像机、辅助设备（电动镜头及云台等）、报警装置、警报器以及无线通道，在监控中心便可直接监控到场所的各种情况。

一旦前端现场出现异常情况，前端报警装置就会联动警报器警笛鸣响，同时监控中心可以实时监视到现场情况，并通过无线通讯系统通知现场维护人员。

在监控中心电视墙上同时显示前端换热站视频图像，提高管理效率。

2系统方案设计

2.1系统介绍

该换热站无线视频监控系统是基于联通的3G无线网络，主要由以下几部分组成：

（1）换热站监控点（3G视频终端）

（2）视频服务器，以及客户端

（3）换热站监控中心

3G视频终端是一个集视频采集、小波实时压缩、网络传输（有线或无线）等功能为一体的嵌入式设备。

首先采集视频图像、进行压缩编码，接着通过网络（如：

3G、Internet）将压缩视频数据发送到视频服务器。

视频服务器将视频数据转发给客户端浏览、监控或管理，或者将视频数据保存在存储服务器中，以备日后浏览使用。

视频服务器可以支持多客户端同时浏览一路或多路视频，体现了集中调度的思想，使得资源得到更广泛的共享。

客户端监控软件通过连接视频服务器，可以浏览和查询任意的前端监控设备。

换热站监控中心应用大屏幕数字拼接墙系统对各类信息（多媒体网络、计算机、各类监控视频等）提供强大的处理和显示功能。

它将辖区内换热站的安全生产现场，直接在高清晰度、大规模数字拼接墙上显示。

换热站无线视频系统拓扑图

2.2系统功能特点

与传统的数字视频监控系统相比，该3G无线视频系统具有一些独特的优势：

Ø图像压缩算法：

采用最新的、压缩比极高的小波视频压缩算法；

Ø网络图像传输：

网络资源占用低，在低带宽条件下传输高画质、流畅图像；

Ø无线视频：

在移动视频监控条件下，实现完整的视频监控解决方案；增强型的3G无线视频系统可以实现流畅的25帧/秒的高清晰图像效果；

Ø集成数据监测：

在前端视频采集同时集成数据采集一起通过3G视频服务器压缩编码传至监控中心；

Ø可视化管理：

在监控中心和客户端同一界面显示实时视频图像和实时变化数据，从而达到可视化的管理功能；

Ø网络化：

通过3G和Internet网络，真正做到任何时间、从任何地方、对任何现场都能实现监控；

Ø方便使用、操作管理简单：

可以直接通过WEB方式进行远程监控和远程管理，图形化界面；

Ø完整的监控管理功能：

系统为用户提供了灵活的监控画面选择，对云台、变焦的行控制，预置位和镜头的轮巡，以及实现图像抓拍、录像、报警和报警联动功能；

Ø信息安全：

充分利用网络隧道、加密算法、防火墙/VPN、加密锁、权限管理、安全认证、实时时钟等技术，保证监控系统和录像资料不被越权使用和破坏；

Ø强大管理平台：

分布分级式管理，用户可以不受时间、空间限制对监控管理目标进行实时监控、实时管理、实时查看、实时指挥。

建立广域网连接图

2.3换热站监控点（3G视频终端）

2.3.1、　3G网络视频服务器

1、概要

3G网络视频服务器提供将模拟视频、音频信号、本地录像等实时并高质量压缩转化为数字信号3G网络上在传输的网络音视频信号应用解决方案。

产品采用了达到国际领先水平的流媒体网络传输协议、基于小波算法的视频压缩编码技术以及音视频同步技术，只要100Kbps网络带宽就能实现25fps实时传输CIF（352×288，VCD）画质的图像（CIF画质是QCIF的4倍），这项技术的突破意味着利用3G无线网络提供实时视频监控服务成为现实。

基于工业标准的产品设计使其拥有许多可选外部设备支持，极大的满足无线视频监控与预警的需求。

3G无线网络视频与预警技术为您搭建了从有线数字系统过渡到无线数字时代的平台，为您提供更多的超值、超前技术应用解决方案。

根据换热站现场的使用环境，在结构设计和电路设计上充分考虑设备的安全性、耐用性、可靠性、使用简便性，在结构设计、防雷击/静电、输入电压抖动、防雨/防尘、抗振、运输包装给出了具体设计。

3G服务器前面板后面板

2、产品特点

◆采用PNX1005DSP多媒体处理芯片

◆采用专用DSP平台，实现音视频实时编码传输；

◆业界最优的音视频压缩技术（基于小波），带宽占用极小

◆集成2种标准3G模组（CDMA2000、WCDMA）

◆选中工业用途的3G模组，满足车辆、室外等恶劣的工作环境

◆四路视频输入，标准BNC接口

◆专门优化的RTP/RTCP及压缩技术，是基于3G网络的实时视频监控最优解决方案

◆本地存储器支持（SD卡），本地存储功能无与伦比

◆RS485/RS232接口，支持各种传感器输入与云台预置位的联动

◆支持双向语音功能

◆支持无线远程、本地SD卡更新程序，易升级。

◆DI/DO接口支持开关量报警信号接入

◆外形尺寸小巧：

115mm×85mm×33mm（相当于2盒名片的大小），易于安装；

◆便携式设计，携带安全、方便

3、技术参数

•外形尺寸：

115mm×85mm×33mm

•视频输入：

四路

•音频输入：

一路

•音频输出：

一路

•本地存储：

SD卡

•视频分辨率：

CIF，25fps；D1，20fps

•音频采样：

8k、16k、24k、48k，可调

•音频码流：

8kbps～512bp，可调

•视频码流：

80kbps～1024kbps，可调

•工作电压：

12.5V

•工作电流：

<600mA

•省电工作电流：

<40mA

•SIM卡工作电压：

1.8V／3V

•工作温度：

－20℃～＋70℃

•存储温度：

－40℃～＋75℃

•3G模组，HSDPA、HSUPA支持（CDMA2000、WCDMA之一）

•报警开关响应时间：

持续按报警开关2秒

•静态工作电流：

50mA；

•工作温度范围：

-20℃~70℃；

•存储温度范围：

-40℃~75℃；

•相对湿度：

小于93%；

•大气压：

86KPa~106KPa。

•电源接口:

12V

2.3.2　摄像机

1、智能速球型摄像机（TC-D6618LB+）

智能速球是一种前端监控设备，具有精确、稳定、监控方式灵活等特点，适用于街道、广场、小区、火车站等室内外监控环境。

功能特点：

·手动速度0.1－20度/s，变倍/速度自动匹配功能

·64个预置位，支持4组巡航轨迹

·4组自动扫描功能

·模式路径（花样扫描）功能

·定时激活功能

·预置位远程校准功能

·通讯异常保护功能

·兼容多种安装方式

摄像机参数：

型号

SONY490

图像传感器

1/4inchEXview　HAD　CCD

有效像素

500万像素

水平解析度

530TVL

变倍

18倍（X12）

最低照度

0.7Lux/0.01Lux

视频输出

VBS:

1.0Vp-p，75欧姆

信噪

≥50dB

电子快门

1/1~1/10000s

背光补偿

开/关

聚焦系统

自动/键控自动/手动

机械参数：

水平角度

355°

垂直角度

90°

水平转速

0.1°～20°/s

2.早期介入原则；垂直转速

（1）可能造成重大环境影响的建设项目，编制环境影响报告书，对产生的环境影响应进行全面评价；0.1°～20°/s

（一）建设项目环境影响评价的分类管理预置位

疾病成本法和人力资本法是用于估算环境变化造成的健康损失成本的主要方法，或者说是通过评价反映在人体健康上的环境价值的方法。

64个

预置位精度

（3）公众对规划实施所产生的环境影响的意见；0.2°

控制方式

多协议，RS485

功率

室内：

8W　室外：

20W

《中华人民共和国环境保护法》和其他相关法律还规定：

“建设项目防治污染的设施，必须与主体工程同时设计，同时施工，同时投产使用（简称“三同时”）。

防治污染的设施必须经原审批环境影响报告书的环境保护行政部门验收合格后，该建设项目方可投入生产或者使用。

”“三同时”制度和建设项目竣工环境保护验收是对环境影响评价的延续，从广义上讲，也属于环境影响评价范畴。

工作温度

填报内容包括四个表：

室内：

0℃～+50℃　室外：

-35℃～+55℃

『正确答案』A环境湿度

0～95%（无冷凝）

仍以森林为例，营养循环、水域保护、减少空气污染、小气候调节等都属于间接使用价值的范畴。

2、定点摄像机（PIH-3052IRB+）

2.环境价值的度量——最大支付意愿性能特点：

●采用"IR红外对应镜头"日夜焦距清晰

●红外隔离双环光学玻璃，有效避免红外光漫射干扰

●采用SONYSUPERHADCCD420线540线齐全

●高功率红外线LED，有效照射距离30米

●外壳采用高硬度铝合金，防水防雾，防水等级IP66

●低于10Lux，CDS自动启动红外线光源

●镜头根据现场情况选择3.6mm或6mm

●本机自带支架

产品型号

PIH-3052IRB+

成像器件

SONYSUPERHADCCD图像传感器

清晰度

540线

红

外

线

红外线波长

850nm

有效投射距离

30米

红外线投射角度

70度

红外线光束角度

30度

 最低照度

0Lux（IRON）

感应器控制

彩色/黑白讯号自动转换

同步方式

内同步

扫描系统

2：

1交互式扫描

信号杂讯比

50dB以上（AGC-OFF）

自动增益控制

最大可调至36dB

白平衡调整

自动（2500~9500K）

轮廓补正功能

水平，垂直

快门

1/60（1/50）~1/100，000秒

逆光补偿

有

视频输出

CVBS1.0Vp-p,75ohm

伽码特性

γ=0.45

防水系数

IP66

输入电压

DC12V标配,AC24V选配

2.4换热站监控中心

2.4.1视频服务器

视频服务器主要由视频监控服务器和存储服务器组成，视频监控服务器负责整个系统的连接和运行，存储服务器用于集中存储视频数据文件。

1．视频监控服务器

视频监控服务器是系统的核心，负责连接前端视频编码器与客户监控端，并进行视频数据和控制命令转发，同时连接和管理存储服务器中的视频数据，以及管理系统中的各种设备和资源，包括视频流管理、录像管理和用户管理等。

它可以单独组成独立的系统使用，能够支持数千路视频编码器和客户监控器的连接，也可以多个服务器联合组成大系统使用。

视频监控服务器可以在线管理网络视频编码器设备，提供网络设置、PTZ云台设置、用户管理等功能操作。

同时，维护编码器与客户监控器的视频数据和控制命令的正常通信。

精心设计人性化托盘管理工具，方便启动、停止和配置服务器程序。

2．存储服务器

采用分布式存储管理技术，支持多点存储功能，可以使用集中式存储或分布式存储。

服务器实现了层次化、网络化的文件存储，实现数据高度共享，录像文件具有计划、手动等多种方式。

3．服务器主要特点：

（1）精心设计人性化托盘管理工具，方便启动、停止和配置服务器程序；

（2）支持上千路的视频编码器和客户端的连接与传输

（3）可以单独使用，也可以多个联合起来组成大系统，扩展系统规模

（4）支持分布存储管理，多点存储功能，实现数据高度共享

（5）支持分级用户管理，设定各级用户，使用不同权限访问不同资源，实现分级管理

（6）支持完善的日志功能，便于查询和整理。

（7）支持完善的web浏览器对服务器数据的管理，可以方便管理系统设备和各种资源

4.软件主要特点：

（1）精心设计人性化用户界面，操作方便、舒适；

（2）多站点（服务器）登录、连接，实现数据高度共享；

（3）多画面浏览，不同规格画面监控，支持全屏多窗口、单窗口模式；

（4）用户自定义镜头逻辑分组，并能分组轮跳浏览，轮跳时间可以设定；

（5）支持远程录像和录像控制，可定时录像，能锁定屏幕；

（6）断线重连，保障网络传输通畅，并可以设置最大网络延迟；

（7）支持对视频编码器参数的远程控制；

（8）支持对视频编码器前端摄像机云台（PTZ）的远程控制；

（9）支持事件提示和报警输出等；

（10）提供视频录像文件播放器。

5.服务器配置参数：

现今中端以上的服务器电脑配置即可。

2.4.2监控中心显示系统

监控中心由大屏幕投影控制系统（含视频／VGA矩阵切换器系统控制器等）组成。

监控中心系统框图

本方案中的大屏幕显示墙是由n台m″DLP投影箱体单元组成，组成N×M（行×列）投影图形拼接墙（宽M米×高N米），单屏分辨率为1024×768，支持不同的分辨率从640×480到1600×1200，单屏亮度为600cd/㎡，选用m英寸高对比度的多层复合黑色屏幕，具体高度可根据客户要求进行调节。

根据现场的实际环境而定。