油田无线视频监控系统解决方案.docx

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油田无线视频监控系统解决方案

油田无线视频监控系统

解决方案

一、项目简述：

3

1、设计依据：

3

2、设计思想与原则4

二、用户需求分析5

三、系统设计：

6

1、系统设计示意图：

6

2、视频采集部分方案设计7

3、无线传输部分方案设计8

4、监控中心部分方案设计：

10

四、系统设计特点及先进性：

11

五系统配置和设备选型介绍12

1、设备选型原则12

2、设备选型介绍12

2.1摄像机、云台、及辅助光源12

2.2BNC-IPV800HDW视频服务器16

2.3BNC-IPV800HCW视频解码器18

2.4无线网桥-VL20

2.4无线网桥-B10027

2.5海康硬盘录像机-DS-8016HS-ST32

2.6AD1024R矩阵33

2.7AD2078X/AD2079X主控操作键盘35

2.8海信液晶电视墙38

六、机房要求41

1、布置要求41

2、系统供电及接地41

七、验收与服务41

一、项目简述：

本油田无线视频监控系统建设的总体目标是：

综合运用多种技术防范手段，对油区进行整体的、严密的监控，充分保障石油管理区内石油、油井、管道等财物的安全。

本系统共设置视频采集、无线传输、集中监控三个子系统。

在保证本系统运行良好的情况下整合原有监控资源，实现油区油井的智能集中监控。

监控系统对重要区域和出入口进行严密的控制和管理，有效的保护重点防范区域的安全。

通过技防手段，为油井实现科学管理提供便利和依据。

设计依据：

Φ依据用户提出的监控要求、油井实际分布情况和目前现有监控资源情况；

Φ中华人民共和国防盗报警控制器材通用技术条件（GB12663-90）

Φ中华人民共和国公安部安全防范工程程序与要求（GA75-94）

Φ工业电视系统工程设计规范（GBF115-87）

Φ工程建设标准规范分类汇编《电气设计规范》

Φ中华人民共和国公安部“营业场所风险等级和防护级别的规定”（GA38一92）

Φ中华人民共和国“营业场所安全防范工程设计规范”（GB／T16676-1996）

Φ中华人民共和国技术监督局发布的GB50198-94《民用闭路电视系统工程技术规范》。

ΦGA/T70-94中华人民共和国公安部发布的《安全防范工程概预算编制办法》

ΦJGJ/T16-92《民用建筑电气设计规范》

2、设计思想与原则

根据安全防范技术现行规范、用户需求以及对弱电平面图的分析，监控系统应作为一个相互关联的有机整体，实现对整个管理区的油井安全进行有效的监控和管理。

监控系统从确保管理区油井的生产安全性、管理的科学性和对灾害及人为破坏的抵抗和防御能力出发，应遵循以下原则：

先进性：

监控系统的设备选型应采用国内外主流技术并与其发展潮流相吻合，保证系统的技术寿命及后期投资的可延续性。

实用性：

监控系统应力求实用可靠，作到操作尽量简单直观，维护方便。

通用性：

为便于管理区监控系统的维护需求，管理区的保安监控系统应满足在更换部分设备时的通用性及可替换性。

集中管理：

监控系统应在中心控制室实施对所有前端设备的控制操作及功能设置，保证系统高效、方便、可靠地运行。

可扩展性：

系统予留部分扩展空间，并提供级联接口，保证大小型扩展都可以节省投资实现功能

二、用户需求分析

本油区位于塘坊镇，公路四通八达，交通便利。

四周都有农民的村落，油井位于农民天地内，当地人对这里的地形都很熟悉。

当地的农民以农业生产为主，其它的产业都不是很发达。

农民仅仅依靠农田难以快速致富，鉴于油价上涨的现实，很多当地的农民和无业人员都瞄准了原油，这个“黑金资源”。

近几年管理区出现偷油盗油和采油设施被破坏的情况非常频繁，即影响了生产，又污染了当地的生态环境。

给集团带来很大直接和间接损失。

目前用户已经对部分油井安装了监控系统。

为了更好的保证油井的安全生产，需要规范和扩大监控系统的安装和整合现有的资源。

基于此，我们提出了一整套关于视频采集、无线传输和集中控制的监控系统。

三、系统设计：

1、系统设计示意图：

本方案设计新装41个井场监控点，每个监控点采集到的图像经过视频服务器编码后利用无线传输设备传输至无线基站汇聚点，方案设计四个无线汇聚点，每个汇聚点接入十路图像，然后汇聚点把接入的图像采用点对点高速网桥通过主干无线链路传输到公司无线基站，然后通过光纤到监控机房。

监控机房图像输出分为三部分：

第一部分：

前期安装的井场监控30路图像，基于H.264编码的数字信号；

第二部分：

公司办公楼内和院内监控9路图像，为模拟信号，目前通过硬盘录像机进行录像和显示。

老办公楼内的3路图像，目前还没有安装；

第三部分：

新装的41路井场监控图像，基于H.264编码的数字信号；

井场监控图像共71路，这些图像通过解码器解码后输入到硬盘录像机进行录像和显示，然后图像通过视频矩阵连接到电视拼接屏。

通过键盘进行切换和控制。

2、视频采集部分方案设计

监控点连接示意图

每个监控点基础条件为:

一根15米的电线杆，地下3米，地上12米。

无线设备和摄像机云台通过卡具安装在电线杆上，编码设备、无线供电设备、稳压电源安装在防水箱内，电源线通过架空或埋地方式到线杆。

每个无线远程监控点包括无线传输系统、视频编码系统、摄像机和云台系统。

摄像机输出的模拟视频信号通过视频线缆联接到视频编码器得视频输入端，视频编码器的485接口通过485控制线和云台解码器相连，通过接收还原监控中心的控制键盘或视频监控服务器发送的云台、摄像机的控制信息，驱动云台、摄像机进行旋转、变焦等等一系列的控制。

视频编码器的网络接口通过网线联接到无线设备，无线设备将视频编码器输出的视频流媒体传输到监控中心。

3、无线传输部分方案设计

1）监控点到汇聚点无线方案设计

每个监控点就近接入无线汇聚点基站，每个汇聚点基站设计带宽54M，接入10-15路D1（通常说的DVD高清）画质图像，色彩饱满，画质细腻，流畅。

汇聚点基站铁塔设计25米，顶部位置设计一个工作平台。

本方案共设四个汇聚点，建议汇聚点全部建设铁塔。

2）汇聚点到监控中心基站无线方案设计：

无线设备连接示意图：

每个汇聚点基站除安装一台基站设备进行监控图像的汇聚外，还安装一台高速网桥接入设备作为汇聚点与监控中心的回传链路使用。

每个汇聚点主干链路带宽设计100Mbps,保证了大数据流的传输,全部采用点对点方式组网。

监控中心共提供了400M的接入带宽，保证了视频数据的传输也为以后的扩充做了冗余设计。

4、监控中心部分方案设计：

监控中心设备连接示意图：

监控中心共包括视频显示系统、矩阵控制系统、硬件视频解码系统、网络交换系统、软件视频解码系统、硬盘录像系统组成。

无线网络连接到交换机后通过光纤进入监控机房，与机房的24口交换机进行连接，前期的30路图像的数据也接入到24口交换机。

9个八路视频解码器也与24口交换机进行连接，视频解码器把解出的71路视频通过视频线链接到6个16路的硬盘录像机进行录像。

视频解码器的视频输出和485的控制线一起联接到视频矩阵相应的接口，视频矩阵的8路视频输出通过视频线缆联接到8块电视拼接墙进行显示。

遥控键盘通过数据线和视频矩阵相连接，通过遥控键盘可以对远端的视频监控点进行摄像机的旋转、变焦等等一系列的控制。

我们可以计算机联接到网络交换机上，通过计算机安装的视频软件平台同时对视频进行软件的显示和控制，并且可以通过软件本身的功能进行各种条件的录像。

这里的网络交换设备和无线设备必须具有视频组播的传输和管理功能，这样避免由于视频组播产生的广播风暴造成网络系统的瘫痪。

四、系统设计特点及先进性：

1、视频采集部分采用索尼摄像机进行图像采集，摄像机配备一体化22倍镜头，自动聚焦和自动光圈，保证了采集到图像的高清晰度和远景图像的采集。

摄像机还配备两台大功率辅助光源，保证了摄像机夜间的使用。

视频编码部分采用国基的bnc-ipv8000系列编码器，编码后图像可以达到D1画质，保留了高清晰图像的效果。

2、传输部分采用无线传输，无线设备选用以色列奥维通无线网桥，奥维通目前是全球最大的无线桥接设备生产商，油田的监控项目90%多均用此产品，实践证明，稳定性和速率均优于其它产品。

3、编解码设备和录像设备采全部采用嵌入式设备，杜绝了死机和工作不稳定的因素，降低了人员管理成本；

4、系统除了常规的监视、录象、显示、云台控制等功能，还实现了移动侦测报警和弹出图像、预置位调用和矩阵的大屏幕切换功能。

五系统配置和设备选型介绍

1、设备选型原则

●设备器材选型必须完全满足系统功能要求；

●设备器材应具有先进性，所选设备应该是国内外具有领先技术的设备，以适应不断提高的安防需求

●设备器材应具有稳定性，所选设备应该工作稳定可靠，长时间工作不死机不重启，不易遭到人为破坏或无心损害。

●设备器材应该具有实用性和经济性，有非常好的性能价格比，做到既够用又不会浪费资金

●设备器材应该具有可扩展性，可以简单的扩充路数、扩大系统容量，而不至于有大量的布线布管、改造换代等工作。

2、设备选型介绍

2．1摄像机、云台、及辅助光源

SAERIM-DSP220X

技术参数

型号

SR-AP202

扫描系统

PAL：

625行，每秒25帧

扫描方式

2：

1隔行扫描

扫描频率（水平）

15.625KHZ

扫描频率（垂直）

50HZ

摄像元件

1/4inchSONYSuperHADCCD

所有像素

795（H）*596（V）*470K

有效像素

752（H）*582（V）*440K

信噪比（S/N）

大于48dB（AGC关）

水平分辨率

480TV线

视频输出

1.0Vp-p（75Ω,复合视频）

镜头

22倍光学变焦（F=1.6，f=3.9～85.8mm）

数码变焦

10倍

最低照度

1Lux（彩色）

控制方式

背面按钮，RS-485（Pelco－D）/PTZ控制方式

OSD菜单

内置

聚焦方式

自动/手动

快门

1/50～1/10,000秒

输入/输出接口

控制:

5Pin接口,电源:

2Pin接口,视频:

BNC

工作电压

DC12V（DC9V～15V）

工作功率

5.4W（450mA）

尺寸

58（W）*58（H）*101.6（D）mm

重量

约300g

云台

产品特性:

1、选用永久型重载磁同步电机，具有云台停机保护功能，抗强风，运行平稳可靠

2．压铸铝合金及钢制结构，IP66防护等级

3．出线方式设计新颖（获专利）

4．32个预置位，并具备预置位扩展功能（YP型号）

5．具备自动扫描与自动巡航功能（YP型号）

6．行业、YAAN、PELCO-P/D、AD等多协议集成，波特率可选（YD、YP型号）

7．双侧可加装红外射灯

技术指标

性能

YA指标

YD指标

YP指标

最大负载

17Kg

自动巡航

无

无

8条（每条可添加10个巡航点）

自动温控范围

加热器：

开8℃～±5℃，关20℃～±5℃

自动扫描

有

8条

重量

9.5Kg

预置位扩展

---------

---------

具备

预置位

无

无

80个

旋转范围

水平0～355°（可调），垂直+10°～-90°

外形尺寸

214×289×290mm

通讯协议

无

Pelco-P、Pelco-D、AD、YAAN、行业标准等多协议，波特率可选

通讯方式

无

RS485/曼码

水平速度

9°/s

 0.1°～9°/S

使用环境

室内/室外

功率

35W加热器30W

40W加热器30W

 ≤90W

工作环境

-35℃～65℃  <90%RH

防雷功能

---------

行业、YAAN、PELCO—P/D、AD等多协议集成，波特率可选

防护等级

IP66

电源

AC24V±10%，50/60HzAC220V±10%，50/60Hz

AC24V±10%，50/60Hz

垂直速度

4°/s

 0.1°～4°/S

传动方式

齿轮减速传动

承载方式

顶载、可加装双侧红外射灯

材料

主体结构：

压铸铝合金

辅助光源

产品介绍：

LED光源：

采用单颗大功率3W、5W、10W、2*10W几种LED功率类型，亮度高，低能耗，低热量，寿命长达到20，000H。

材质：

高压压铸铝合金灯壳，耐腐蚀。

高纯度光学透镜，光束精确、亮度强。

5mm厚高强度钢化安全玻璃。

高质量耐热硅橡胶密封圈，密封性能好，纯铝散热器。

特性：

1、采用单颗的大功率LED,功率分为3W、5W、10W、20W等几种；

2、灯具电器一体化，造型轻巧美观，安装简单；

3、防尘防水等级IP65。

2.2BNC-IPV800HDW视频服务器

基本功能

􀂋视音频压缩技术：

采用H.264视频压缩技术及OggVorbis音频压缩技术，压缩比高，且处理非常灵活；

􀂋网络功能：

支持完整的TCP/IP协议簇，支持视频、音频、报警、语音数据、串行设备

数据通过TCP/IP网络进行传输，内置WEB浏览器，可进行IE访问。

􀂋PTZ控制功能：

云台与电动镜头的控制，可以进行预置位、巡航、轨迹的设置与调用，

支持众多解码器及球机类型；

􀂋报警功能：

报警输入信号、移动帧测报警、报警联动输出、网络联动输出；

􀂋语音对讲：

双向、双工语音对讲，单向语音广播；

􀂋数据采集：

串行设备数据采集；

􀂋用户管理：

多级用户权限管理方式。

一个管理员可以创建多个操作员，每个操作员的权

限可以定制，系统安全性更好。

压缩处理功能

􀂋支持1/4路视频信号，可实时每秒25帧的独立硬件压缩，视频压缩采用H.264压缩标

准，不仅支持变码率，而且支持变帧率，在设定视频图像质量的同时，也可限定视频图

像的压缩码流；

􀂋支持FullD1（PAL：

704*576，NTSC：

704*480）、DCIF（PAL：

528*384，NTSC：

528*320）、

2CIF（PAL：

704*288，NTSC：

704*240）、CIF（PAL：

352*288，NTSC：

352*240）、

QCIF（PAL：

176*144，NTSC：

176*120）分辨率；

􀂋支持OSD，日期和时间可以设置，并自动增加；

支持水印（WATERMARK）技术；

远程访问、传输功能

􀂋标配一个10M/100M兼容的以太网端口；

􀂋支持PPPoE、DHCP协议。

􀂋可以通过应用软件或浏览器设置参数、实时浏览视频和音频信号、查看视频服务器状态，

可以通过网络报警，可以通过网络存储压缩码流；

􀂋可以通过网络远程升级，实现远程维护；

􀂋RS-485、RS-232接口皆支持网络透明通道连接，客户端可以通过视频服务器的透明通道控制串行设备；

2.3BNC-IPV800HCW视频解码器

产品类型：

视音频编解码器。

   视频压缩标准：

H.264

   视频处理芯片：

DSP处理器。

   典型应用：

BNC-IPV800HCW解码器系列是专为大型电视墙监控系统的部署与管理而设计的网络解码器，具有功能强大的解码引擎，一台设备支持多路解码，减少大型监控系统的部署成本。

特别说明

   每路最高支持4CIF的解码输出，同时支持DCIF、2CIF、CIF、QCIF

   视频输入源为网络实时压缩码流

硬件接口

1－VOUTAOUT视频音频输出口

2－RS-232串行接口

   3－ETHERNET网络接口（同UTP口）

   4－SW1拨码开关485匹配电阻。

   5－RS-485G连接RS-485设备。

   6－电源 AC220V

   1－VOUTAOUT视频音频输出口

2.4无线网桥-VL

技术优势

•覆盖区域广泛---　使用更少的基站覆盖更多用户

•OFDM非视距---　WiMAX标准的基础

•高容量---　每扇区用户数更多（包括MDU-MTU用户），并根据用户需求提供不同级别的服务

•DFS（动态频率选择）---　一些国家需要DFS，Alvarion独特的算法可以提高在雷达活动条件下的信道管理能力

•最佳AU---　简化SU安装，SU进行全频段扫描，识别所有AU，通过选择最佳AU使链路得以优化：

在同步丢失时,SU自动与列表中下一个AU重心同步

•自动“干净”信道选择（ACCS）-内置频谱分析功能检测每信道的噪声情况,自动提供选择最“干净”的信道

•灵活的网络规划-10MHz、20MHz信道带宽可选,使得频率规划和干扰避免更为简便,扇区容量也得以增加

成本优势

●低基础建设投资---　非视距NLOS、高容量、强大的覆盖能力。

同一扇区内不同等级的业务可以进行灵活分配,模块化和随着用户投资平滑升级的灵活性,可使初期投资最低

●低建设成本---BreezeACCESSVL设备能够与基于WiMAX的设备共存,从而使BreezeACCESSVLCPE和WiMAXCPE能够在同一扇区内同时向用户提供业务；AlvariSTAR网管平台还将支持所有基于Alvarion公司的WiMAX平台的产品

●开箱即装的低成本安装

●10个SNR指示条使得安装人员无需其它工具即可快速校准天线，标准的IDU-ODUCAT5电缆通过最佳AU自适应调制、自动距离测量以及ATPC功能简化安装并优化链路性能

●通过永远在线的自适应调制和自动功率控制（ATPC）进行性能和连接的优化

●通过空中接口实现软件升级，方便而又经济的安装和维护手段

●通过空中接口实现配置和监控

●在安装时可以自动完成距离测量，方便扇区性能优化

●低运营成本---通过较少基站提供较大容量、远程管理、软件升级、强大的分析诊断工具，自适应环境改变（自适应调制和ATPC）能力使得运营成本大大降低

管理优势

●AlvariSTAR---全面的网络管理工具，包含可升级的结构、拓扑管理、配置监控、故障管理和性能监控等五大功能

●BreezeCONFIG---直观的配置和监控应用程序，允许同时升级多个CPE设备

扩展接入特性

●桥接功能---简单配置、快速安装，802.1QVLAN支持中继、接入和hybrid模式

●QoS---采用数据包优先级实现服务质量

●SLA强制---在相同的扇区内支持不同的用户带宽需求来实现不同用户不同方向上的承诺信息速率（CIR）和最低信息速率（MIR）;采用第二层（802.11P）和第三层（IPTOS）的数据包优先算法，在拥塞扇区实现平滑的服务等级降低

安全和过率特性

●AES128和WEP128鉴权机制

●基于IP地址协议和MAC地址的过率机制的接入控制，可以较好地限制授权IP地址的数量；防止本地网络中出现的广播风暴波及无线链路

灵活性和模块化

●灵活的拓扑结构，允许单独或者机箱式配置，实现随着业务增长付费，在不同扇区可以采用不同天线

●AC和DC供电选择

●支持3Mbps，6Mbps和24Mbps速率的CPE

●通过空中接口可升级CPE宽带

全频段（CompleteSpectrum）TM解决方案

●覆盖了整个5G频段，能够方便的与采用相同构架的系统集成在一起，如BreezeAccess系列的900MHz、2.4GHz和3.5GHz频段设备，它们均使用OFDM、跳频或混合数字调制技术

●支持同时视距，非视距和多频段用户，速率从3Mbps到54Mbps

●运营商可以根据自己的市场分析、地理环境和业务模型来对网络进行定制，以获得最高的小区收益

高可能性

●8种模式的自适应调制，根据不同链路条件进行平滑速率切换，保证每个客户的最高可能速率

●自动功率控制（ATPC）－接入单元测量和调整用户单元的发射功率，以方便安装和网络优化

●支持不同的冗余配置

系统组件

BreezeACCESSVL由基站接入单元和用户终端设备（CPE）单元组成，其中基站接入单元有模块单元或独立单元两种形式，而用户终端设备则有多种模式，可满足不同的宽带与各种用户的配置要求。

接入单元（AU）

AU安装在基站测，可与用户单元（SU）进行通信，每个AU包括室内和室外单元，室内单元通过一条标准IEEE802.3以太网10/100BastT（RJ-45）接口连接到上联设备上，通过一根CAT-5电缆连接到室外单元。

Alvarion提供了两种形式的接入单元：

●模块化基站接入单元（BS-SH-VL），它是BreezeACCESS19英寸3U通用机箱。

基站机箱可安装最多6个AU模块，从而为更多的用户提供可靠的宽带接入。

BS-SH-VL机箱（AC或DC）中可安装2个电源模块，互为备份保证系统安全工作。

AU-D-BS包括一个机箱型室内单元、杆装室外单元和多面扇区天线。

●独立的“微小区”接入单元（AU-D-SA），包括一个小型室内单元、杆装室外单元和一面扇区天线，不同的扇区天线可以在基站中使用：

360°、120°、90°和60°

用户单元

SU安装在客户侧，可支持单个或多个最终用户，提供到接入单元数据传输。

用户单元为实时在线的高速互联网与内部网服务、VOIP、VPN和其它业务提供了一个高效的平台。

每个SU通过一个标准IEEE802.3以太网10/100BastT（RJ-45）接口连接到网络设备上，通过一根CAT-5电缆连接到室外单元。

SU包括一个小型室内单元、CAT-5室内－室外电缆、杆装室外单元和集成天线。

产品技术规范

射频

频率

5.725－5.850GHz、5.47-5.725GHz、5.15－5.35GHz，5.03-5.091GHz

无线接入方式

时分双工（TDD）

信到间隔

10MHz，20MHz

中心频率分辩率

15MHz，10MHz

输出功率（天线口）

AU：

－10dBm至21dBm，1dB步进

SU：

－10dBm至21dBm，ATPC自动调整

最大输入功率（天线口）

－48dBm（典型值）

灵敏度，典型

（dBm天线口，

@10–6）

调制等级

1

2

3

4

5

6

7

8

Level*（20MHz）

-89

-88

-86

-84

-81

-77

-73

-71

Level*（10MHz）

-92

-91

-89

-87

-84

-80

-76

-74

*调制等级与调制方式和编码增益相关

调制方式（自适应）

OFDM:

BPSK、QPSK、QAM16、QAM64

天线接口（AU-RE）

N-类型50ohm

基站天线

21dBi,10.5°H/V,集成平板式

基站天线

60°：

16dBi,，扇区：

水平60°，垂直10°

90°：

16dBi,,扇区：

水平90°，垂直6°

120°：

15dBi,,扇区：

水平120°，垂直6°

360°：

8dBi,全向：

水平360°垂直9°（AU-SA仅面向5.8GHz）

数据通信

VLAN支持

基于IEEE802.1q

第二层流量优先级

基于IEEE802.1q

第二层流量优先级

RPToS,根据RFC791

安全性

WEP128比特，鉴权

配