城市内涝监测方案设计.docx
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城市内涝监测方案设计
深圳商智通安防设备有限公司
城
市
内
涝
监
测
方
案
2016年2月23日
一、系统概述
1.1行业状况
随着全国城市化进程加速，高楼一座座拔地而起，宽敞整齐的街道一条又一条的延伸出来。
地下排水排污管道的被人长期忽视，随着城市不停扩大，街道不停的生长，地下排水管还是很原始，一场暴雨，就会让城市严重内涝水浸。
商智通安防设备有限公司在有丰富的平安城市安全建设经验的基上，打造出一套利国利民内涝检测系统，此系统可以实时检测城市下水管道水位，汽体，涵洞水位，水浸地点的水位，当这一些地点出现险情时会第一时间通管理平台，手机APP，手机短信，手机采信，LED显示屏，高音喇叭向城市管理者，广大市民通报险情，及供决策者制定解决险情的方法，降低因内涝而带来的损失.
1.3系统简介
在不受环境的影响，无电无网的情况下能得到实时监控、采集数据等，采用太阳能供电模式，成本较低，拥有强大完善的信息管理平台，拥有产品的保障性，在充分满足用户需求的基础上，还设计了趋势分析、报警、及时提示等功能，真正做到城市内涝安全动态的实时监控，实现智能信息化管理。
该系统全面采用高清、智能、GPRS、2G\3G\4G网络应用技术，与物联网结构体系、局域网、通讯网无缝连接等技术结合，将监控、报警、广播集于一体，整套系统由前端主机IPC对接任何485接口传感器采集数据及抓拍图片，通过无线网络传输给客户手机APP和终端管理平台，基于云服务器的安全提示系统可容纳上万个点的数据采集、传输。
当设备出现任何的故障，自动检测功能通过故障提示平台以短信方式告用户，现场发生的任何情况，报警信息图文并茂及时告知用户，保障信息100%用户收到，通过手机端和PC端及时掌控现场的状况，也可以对现场进行点对点广播，一点对多点广播。
开放式平台，根据客户不同的需求可做定制化服务，使系统达到安全可靠、技术先进、功能齐全、性价比高、操作维护更加简便。
1.2指导思想
⏹构建一套数字高清网络监控系统；
⏹实现1080P以上高清晰图像质量；
⏹提供海量数据存储系统和数据防丢失机制；
⏹建设智能管理化监控平台；
⏹建成的系统具备高可管理性、高可扩展性、易维护易升级。
二、系统总体设计
2.1系统设计理念
●先进性
现代信息技术的发展，是现代科学技术发展中最活跃的领域，新产品、新技术日新月异，每一个新技术的出现都对我们的工作方式产生极大的影响，对我们工作效率的提高起到极大的推动作用。
我们采取基于TI技术、依托云服务器来设计我们整体系统，从而保证我们整套系统技术和应用先进性，更好地为我们客户服务。
●安全性
由于通过网络传输监控图像，因此其安全性也极为重要。
接收发送服务器要具有多级密码登陆功能，传输的图像格式通过通用软件来浏览，不能对其进行修改。
远程监控端具有权限设置功能和密码登陆功能，并能对各分支及中心的主机进行工作状态检测，这样来确保系统的安全性。
●可靠性
为了保证系统稳定性，我们采用双备份服务器,技术稳定、产品过硬,能够保障客户数据方面得到双保险作用，强大完善的管理平，手机PC端、故障提示平台，全天24小时得到实时采集、监控、检测，并保障信息的及时性、准确性。
●整体性
为了保证我们产品和系统整体性，无论从前端采集设备还是后端管理平台、APP软件平台，公司都掌握核心技术并全部由公司来设计和研发，保证从系统的角度来考虑问题，从而保证整套系统的整体性和可靠性；
●可维护性
可维护性是当今系统成功与否的很重要的因素，这里的可维护性包含两层含义，即易于故障的排除和日常管理操作简便，为了保证对系统可维护性，一方面，我们通过系统自检功能对设备进行24小时排查，对与系统或设备故障，一部分系统可自动恢复，一部分给予报警提示，另一方面，系统将监测、报警、控制基于一体，无需复杂操作，统一方便管理。
●规范性
由于本系统是一个综合性系统和所有设计都具有核心技术、公司自研发，因此在系统设计和建设初期应着手考虑各方面的标准与规范，并且应遵从该规范各项技术规定，做好系统的标准化设计与管理工作。
无论是对硬件、软件、通行协议和云技术都采取规范化要求来进行设计。
2.2系统功能
本系统通过高清摄像机把水位计，硫化氢传感器，二氧化碳传感器，甲烷传感器，乙烷传感器，喇叭，声光报警器，温度传感器，太阳能供电系结合在一起的一个集监控监测报警于一体的安全预警系统。
它有以下具体功能：
■它可以工作在无电无网的环境，省去了传统监控要集中布线的烦恼。
■只要在监测下水管道道毒气超标，摄像机第一时间把监点的图片跟汽体数据，通过云服务器发送到管理中心，同时云服务器还会把图片和汽体数据推送到对应的管理人员的手机APP，摄像机也会通GSM报警摸块，给对应的管理人员发送彩信。
■当监测到水下水管道温度异常升高时，摄像机会把温度数据跟现场图片传给云服务器，云服务器把会图片和温湿度数推送给接警平台和管理人员的手机APP，同时还会给对应的管理人员发送彩信。
■当监测点水位超过设定的值时，摄像机会把现场图片和水位信息发给服务器，云服务器会把图片和水位信息推送到管理中心的接警平台，管理者手机上的APP，摄像机也会通GSM报警摸块，给对应的管理人员发送彩信。
■管理人员可以用接警平和手机APP上通过手动对指定的摄像机进行截图观看现场。
■管理人员可以用接警平台和手机APP通过喊话，对现场的情况进行指挥，报警。
■接警平台和手机终端能进行定时，手动对指定的摄像机进行截图。
■管理人员可以通过接警平台和手机APP对现场的危险情况进警报报警
■摄像机在本地把现场录像保存到NVR中，用户可以很方便的把本地录像调出来。
2.3系统架构图
三、系统详细设计
整套系统主要由五大部分组成：
现场检测设备、智能拍照机器人、供电设备、移动网络、终端管理平台。
●现场检测设备：
根据客户要求采用专用传感器采集数据，将采集的数据通过主机上传到系统的后端管理平台及手机端，当数据超过设定值，系统并自动开启报警器。
●智能抓拍机器人：
采用高清红外网络摄像机，高清红外网络枪机可与各种传感器对接，可按传感器报警提示进行抓拍图片或通过软件自动设置拍照时间，可采集现场检测设备检测到的数据信息，通过网络或移动网络将现场信息以图片传送给客服端，保证100%收到信息提示。
●移动网络：
在无网的情况下采用工业级别4G路由器网络传输，可支持内外置天线切换，信号更好，支持多种网络模式接入。
●供电设备：
在无电的情况下采用单晶硅太阳能板供电，通过光与热的转换，清洁能源。
●终端管理:
由移动客户端、接警管理平台、数据分析平台、故障提示平台组成；
3.1前端供电设备
考虑到户外供电不是很方便，整个系统采用太阳能板给蓄电池充电，蓄电池给整个系统供电。
（1）太阳能板
最大功率温度系数：
pｍ-0.45％/℃
开路电压温度系数：
voc-0.35%/℃
工作温度范围：
-40℃——85℃
测试标准条件：
Am1.525℃1000W/㎡
最大功率：
40W到320W（按用户的要求定制）
最大工作电压和电流：
18V2.23A
（2）铅酸蓄电池
额定电压容量（C10）：
12V50A~200A（按用户的要求定制）
放电-15℃---50℃
使用温度范围：
充电0℃---40℃
放置-20℃---60℃
最大放电电流：
900A（5秒）
最大充电电流：
25.0A
3.2前端设备
前端传感由气体传感器，红外人体感应报警器，声光报警器，喇叭组成：
3.3.1气体传感器
气体传感器可检测出微量的硫化氢，二氧化碳，甲烷、乙烷等数值成分，根据客户需求不同，所选的传感器不同。
3.2.2红外人体感应报警器
●采用了高精度的2个双元被动红外探测感应器、人工智能数码芯片。
●先进的“真物识别和防宠物”的软件技术，具有超强的抗干扰能力。
●德国进口光学滤镜，杂光关断达99%，抗UV（紫外线）的专用透镜，误报率降低到极致。
●自动记忆环境变化状态，防止冷热气流、工作机器等干扰引起的误报。
●采用了超级滤光片可用于室外，排除普通探测器无法排除的干扰。
●全密闭设计，三层防水，高分子镀膜外壳，室内外均可使用。
●显著的抗小动物功能，可以防止25kg以下的宠物。
●两种工作模式：
继电器模式。
产品参数
探测距离
11.6m*11.6m
微波频率
10.525GHz
工作电压
9.0-16.0VDC
工作温度
温度-10℃-50℃ 自适应
区域
（11+11+9）*2
抗白光干扰
>100000LUX
防宠物
10kg
安装
室外、室内
安装高度
2～2.7m
工作电流
约30mA
继电器
固态继电器
抗RF/EMI干扰
10V/M （10MHz-1000MHz
3.3图像采集存储系统
图像采集存储系统由高清摄像机和网络硬盘录像机组成。
3.3.1高清网络摄像机
1.产品特征
最高像素可达最高像素可达1080P，最高分辨率可达1920*1280,在该分辨率下可输出实时图像采用先进的视频压缩技术,压缩比高,码流控制准确、稳定200万1/3"CMOS逐行扫描图像传感器，低照度效果好，图像清晰度高，ICR红外滤片式自动切换,实现真正的日夜监控
本地模拟输出,方便安装调节，支持ONVFI,RTSP,GB28181等通用的网络协议，支持485接口
10/100M以太网接口
2.产品参数
传感器
1/3”超低照度CMOS传感器
低照度
最低低照度0.01Lux
分辨率
1280*96025帧/秒
码流
支持双码流
视频处理
H.264视频压缩,压缩率0.1Mbps到8Mbps
存储功能
PC端存储,支持NVR（通过RTSP,ONVIF2.0）
日夜功能
IR-CUT自动切换
对外接口
10/100M以太网接口,RS485接口，一路I/O输入/输出
电源
DC12V±10%
3.3.2网络硬盘录像机
支持ONVIF,RTSP,GB28181
10/100以太网接口
支持STA硬盘接口
可接500G,1T,2T,4G等大型硬盘
3.4应用软件管理平台
3.4.1接警平台
所有已经安装好的点位可把设备编号统一输入到接警平台上,通过电脑可以及时收到报警信息，以及四周现场的情况通过这个平台每2秒图片更新一次.用户也可随时切换画面。
接警平台具备以下功能：
◆获取报警
◆能接收到设备上报的报警，会把报警信息用声音，图片，文字等醒目的方式显示出来，同时会把报警信息存储下来
◆对设备进行设定
◆通过接警平可以对设备的各种参数进行设定。
◆语音广播功能
◆通接警对平可以对管理的所有设备进行音广播，也可以对单个设备进行广播。
可以定时播放某一种语音，可以循环播放录制好的语音。
◆报警信息浏览
◆可以通查询，放大，缩小等方式查看报警信息
◆历史数据分析
◆接警平台可以把保存的传感数用曲线表示出来，通过曲线的方式可以更直观的对走势进行分析
◆手动截图
◆可以通过接警平台进行手动截图.
◆定时截图
◆可以通过接警平设定定时间让设备上传图片
3.4.2移动客户端
支持苹果手机和Android系统智能手机，通过手机能接受到报警信息和查看现场图片，并可对燃气监测点位可疑情况进行语音广播，同时具备以下功能：
✧获取设备的报警，可以在手机上用各种方式查看报警。
✧可以报警图片保存到相册，公享到微信，QQ等社交软件里面。
✧IOS系统可以在APP退出的时候，接收到服务器推送的报警信息。
✧可以通过APP向指定的设备广播语音。
✧可以通过APP查询传感器的数据。
✧可以通过APP进行手动截图。
3.4.3本地管理平台
本地管理平台可以直接在局域网内贴加设备管理，回放历史视频记录，设置传感器的连接数量，查看传感器的数据值及数据，对历史数据自动形成报表可随时查询。
图为TVOC传感器曲线分析表
3.4.4故障提示平台
当所有已安装的点位那个点的设备发生故障或者断电断网，故障提示平台会立即显示，并及时已短信方式告知用户。
图为故障提示平台，针对号段内的所有设备的故障主动提示
3.4.5云服务器
云服务器采用INTEL至强系列4核CPU，缓冲8MB
内存DDR38GB
硬盘STA接口，4盘位接口
LINUX系统架构
四、系统服务保障
1．该系统采用双备份服务器，技术稳定、产品过硬，能够保障客户数据方面得到双保险作用。
2．保质期为到货后一年，保质期内非人为因素故障，我公司负责免费维修或更换配件。
3．公司负责买方在正常条件下系统的正常稳定运行。
在质量保证期内，由于设备在系统设计、设备制造的技术和质量问题而产生的故障，以及买方无法处理的主要问题，我公司将在24小时内给予响应。
五、产品清单
序号
名称
描述
备注
1
高清网络摄像机
采用P2P点对点的穿透，日夜自动切换，PC端存储，支持NVR
2
太阳能板
光与热的转换，清洁能源，可以给一些设备供电。
如太阳能热水器。
3
太阳能控制器
它的功能就是对电流输入和输出的一个控制，防止过充过放
4
铅酸蓄电池
它可深循环充电，也可以深循环给设备供电。
5
功放机
把微小的音频信号通过前级放大虑波推动音箱放声。
6
4G路由器
智能APP管理，支持多种网络模式、多用户接入。
定时自动重启功能。
7
防水高音喇叭
适合远距离传播，如农村广播，人防安全等方面。
8
立杆
可以把设备安装在这根杆上面。
9
水位计
监测涵洞里的降水位置
10
甲烷传感器
甲烷及有毒气体泄露在线监测设备
11
硫化氢传感器
硫化氢有毒气体泄漏在线监测设备
12
一氧化碳传感器
一氧化碳有毒气体在线监测设备
13
氨气传感器
氨气有毒气体在线监测设备
14
声光报警器
信号接通时，电笛会发出警报声同时警示灯会闪烁，提醒周围的人注意设备产生报警了
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