油田无线CDMA监控方案.docx
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油田无线CDMA监控方案
油田CDMA远程监控系统
一、系统概述
这是一套针对石油钻井野外作业、地处偏僻、时常挪动、没有宽带连接等特点而设计的高质量无线视频监控系统。
在钻井平台处安装第三代高带宽CDMA四卡无线视频服务器，构建高速无线宽带网络，在钻井高处安装智能化高速云台摄像机，镜头可变，焦距可调，全面监控钻井附近的一草一木，保障钻井安全生产，监控钻探全部过程。
管理人员在所有能够上网的地方通过电脑就可以对钻井实施远距离监控控制，可以转动镜头，选择监控对象，抓拍监控画面，存储录像信息等，确保任何时候都能掌握前方钻井的生产进度、人员现况、环境信息、生活概况等，不用亲临一线，即可以掌握全面信息，非常有利于提高管理效率和生产效率。
系统优势突出：
1、采用代表最新技术的第三代CDMA无线网络视频服务器，带宽高达1M，每秒速率可达25帧，传输画面清晰、流畅，无停顿；
2、无线结构，方便挪动，便于移位再次安装，符合钻井特点。
3、采用彩转黑超低照度日夜两用型摄像机，无论白天黑夜都可以非常清晰地实施监控，能够24小时不间断连续运转，适合钻井昼夜不停工的实际需求；
4、使用高速球型摄像机对现场监控，每秒转速可达255°，镜头可调，光圈可变，管理人员可以在办公室对摄像机进行任意控制，拉近、拉远镜头，旋转角度，调整监控对象等，非常便于管理；
5、拥有多人同时联网监控功能，公司相关管理人员在自己的办公室即可以通过电脑监控一线钻探情况，可以任意调整摄像机监控所有员工的工作情况，对于员工的个别行为可以进行图像抓拍，用于奖先惩劣；可以远程调取任意时候录像资料，了解过去已经发生的信息。
6、可组建电视墙进行集中式管理。
7、设备整合科学系统性能优秀
二、系统方案设计说明
2.1、系统介绍
该油田无线视频及数据综合监控管理系统是基于联通的CDMA1x无线网络，主要由以下几部分组成：
（1）油井监控点（CDMA视频终端）
（2）视频服务器，以及客户端
（3）油田监控中心
CDMA视频终端是一个集视频采集、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：
CDMA1x、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。
油田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。
它将辖区内油井的安全生产现场，直接在高清晰度、大规模数字拼接墙上显示。
油井无线视频及数据综合监控管理系统拓扑图
2.2、系统功能特点
与传统的数字视频监控系统相比，该油井CDMA无线视频及数据综合监控管理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H.264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CDMA无线视频及数据综合管理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CDMA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CDMA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：
既可以安装客户端软件，也可以直接通过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、128位加密算法、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。
2.3、 油井监控点（CDMA视频终端）
2.3.1 概要
4卡CDMA视频终端在机械上采用一体化设计思想，4卡CDMA视频终端对外只有一根电源连接线。
摄像机部分采用高档的高清晰一体化智能高速云台摄像机，高强度铝合金精铸外壳，抗冲击、防腐蚀，防护等级达到IP66特别适合室外车载监控；图象感应芯片采用1/4''SONYCCD，图象质量高，水平解析度可达570线。
视频及通讯单元采用完全自主知识产权的高效的图象压缩算法H264++以及独特的网络带宽自适应技术，充分利用网络带宽，在同等条件下，图象的传输效果远高于同类设备。
根据油井现场的使用环境，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。
2.3.2 结构设计
4卡CDMA视频终端在机械结构上采用一体化设计思想，达到耐用、安全、使用简单、抗破坏、抗震、防雨/防尘的目的。
设计要点：
1． 高强度铝合金精铸外壳，抗冲击、防腐蚀，防护等级达到IP66
2． 装配件集成在一块主板上，打开底座下盖板安装主板，下盖板与底座之间加密封垫圈，下盖板与底座固定后具有防水功能。
。
3． 整个设备外型以壶行尺寸为主，无大面积的平面尺寸，有利于防污清洗。
4． 带外盖的凹型对外接口槽设计，并且对外接口的方向朝下，外盖与底座之间加密封垫圈，外盖与底座固定后具有防水功能。
5． 指示面板采用高强度的透明PVC材料，采用高强度的防水胶把指示面板和底座结合在一起，可以抗受高强度的外力打击。
6． 对外接口只有一根防爆电源线，
7． 安装维护方便，整个设备与安装座之间采用4*16mm螺柱固定。
2.3.3 CDMA视频服务器（介绍略）
2.3.4、室外高清晰彩转黑日夜两用高速球摄像机UV56C18BW-PE（介绍略）
2.3.5主板设计
主板由视频处理及CDMA通讯板、CDMA微波信号避雷器、开关电源、电源避累器、对外接口板构成，具体布局如下图，下面分别进行概述
1．视频处理及CDMA通讯板以现有的电路板网络视频编码器是一个集视频采集、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，视频处理及CDMA通讯板正面和背面图分别如下
正面图
背面图
设备接通电源之后就可以独立工作，首先把采集的视频图像经H.264算法进行压缩编码，然后将压缩后的视频数据传输到视频监控流媒体服务器中，用户可以通过客户端监控软件登录流媒体服务器进行实时视频浏览、监控和管理。
主要特点；
Ø 采用DM642处理器，嵌入式结构设计，体积小，功耗低，可靠性高，
Ø 高效H.264/AVC视频压缩编码，轻松实现清晰视频的低网络带宽传输
Ø 网络带宽自适应技术，根据网络带宽自动调整视频帧率
Ø 内置硬件狗，异常自动恢复，网络中断后可自动连接，保证系统运行稳定可靠
Ø 支持标准云台（PTZ）协议，协议可扩展
Ø 多路工业标准的控制I/O，方便外接多种设备
Ø 通过RJ45接口，采用web配置和管理。
2．防雷及接地设计:
采用多级避雷设计思想，设计拓扑图如下，设计要点如下：
1） 在开关电源输入前级串联电源避雷器
2） 在cdam模块的微波信号前级串联信号避雷器，避雷器采用专用的900Mhz信号避雷器
3） 各级电源输入端并联压敏电阻
3．稳压电路设计要点:
视频处理及CDMA通讯板输入级的宽电压设计要点，电压输入采用宽电压输入芯片LM2676，输入电压范围为6-40V，同时考虑过压、过流、防反接设计等要求，具体设计图如下：
4．安装、使用、运输简便性及安全性设计:
1、一体化视频服务器对外连线只有一根电源插头（拟采用的防爆插头如下），现场使用时，将电源插头与电源插座对接上电即可，设备开始上电工作；一旦设备上电工作，现场无须人工干预，可在监控中心远程控制设备的工作状态。
2、一体化视频服务器，现场只需把4个固定螺钉把一体化视频服务器底座与安装座固定起来即可。
3、设备移动简单，只需将铝合金的圆桶型的外包装扣在圆桶型底座上，用螺钉或铁扣固定好即可。
2.4、 视频服务器及客户端
2.4.1视频服务器
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
2.4.2客户端
客户端由监控器、播放器和视频解码器组成，监控器用于实时浏览、管理视频，播放器用于播放存储的视频文件。
视频解码器能够控制和管理电视墙输出，组建大规模、分布式网络视频监控系统。
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