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1、煤矿远程无线视频监控系统1. 项目概述煤炭是我国重要的能源资源,我国的煤炭工业长期停留在人工开采水平,生产效率低,安全隐患多, 如瓦斯爆炸、 地下渗水等事故经常发生。随着计算机应用在各行各业的逐步普及,煤炭生产水平目前逐步实现了自动化,生产效率大大提高。因为煤矿开采的特殊环境,容易发生事故, 煤矿行业也被称为高危险的行业。利用远程监控系统,地面或中心监控人员可以直接对井下情况进行实时监控,不仅能直观的监视和记录井下工作现场的安全生产情况,通过在井下安装温湿传感器瓦斯探测器,能及时发现事故苗子,防患于未然,也能为事后分析事故提供有关的第一手资料,为将来的安全生产提供可靠的保证。因此煤矿远程监控系
2、统是现代矿井安全生产监控系统的重要组成部分。现在随着网络技术和计算机技术的发展,基于 TCP/IP 协议的 IP 网的应用得到广泛普及。无线通信技术的迅速发展,促进了基于IP 技术的各种无线通信应用,如远程监控系统的发展。所以在煤矿安全监控系统中引入现代网络远程监控系统将是一种趋势。远程监视子系统的监视对象是重点监控点的情况。以各监视点为前端单元,在监控中心机房成立后端监视中心;前端和后端之间通过CDMA 实现无线低速连接;逻辑网络上都采用 TCP/IP 协议,各级负责人可以随时连接任何监视点获取监视画面。2. 设计思想为了监视系统的简洁可靠,采用专用的无线网络视频服务器。它采用一体化设计,集
3、成了视频捕捉、 视频分割、 网络传输及报警触发等功能。无线视频服务器根据预定的间隔定期采集视频数据,通过GPRS 或 CDMA 模块无线发送。前端采用三可变夜视级摄像机,并配备红外聚光灯,解决大雾、暴雨等恶劣环境下的照明问题。控制中心采用专业的监视软件,并为应用程序提供接口,可以让应用程序调用、控制远程监控图像。3. 拓扑结构重点区域内各监视点现场布置一台摄像机以及灯光等辅助设施,通过无线视频服务器进行视频采集、编码、发送和控制,组成一套监视前端系统。监控点为固定监视前端,采用市电为主电源, 1000W UPS 作为备份;车载移动监视前端,采用汽车蓄电池进行供电。各监视前端通过GPRS/CDM
4、A无线信道连接监控中心的监视系统服务器,由视频监视系统软件进行集中显示和统一管理。传输网络由计算机网络子系统负责完成。4. 前端设备监视前端主要由前端无线视频服务器、摄像机(防护罩、摄像机、镜头)、灯光等设备组成。主要完成图像的采集、编码以及传输工作。监视前端是远程监控系统的数据采集和控制名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页,共 4 页 - - - - - - - - - 命令执行部分, 是整个系统重要组成部分。其中摄像机和灯光等设备位于室外高处,由防护罩保护; 无
5、线视频服务器等可以放置在附近的室内或其他防护严密的地点,固定不动, 服务器和摄像机之间通过控制信号线、视频信号线连接。选用的前端设备应该满足下列要求:技术先进,功能强大,符合国际标准和未来发展方向;设备低功耗,同时运行稳定可靠;设备免操作、免维护;设备抗恶劣环境(电磁干扰、恶劣气候),设备必须有防雷措施。4.1 视频服务器无线视频服务器是监视系统前端的核心设备,它将选中的模拟视频信号编码压缩成所需格式的数字视频流,通过网络接口发送。无线视频服务器还根据网络接口收到的控制指令,对指定的前端设备进行各种控制。无线视频服务器将控制指令编码后通过GPRS/CDMA网络传送到远端指定地址的服务器。4.2
6、 摄像机摄像机是获取监视现场图像的设备,它以面阵CCD 图像传感器为核心部件,外加同步信号产生电路、视频信号处理电路及电源等。摄像机有黑白和彩色之分,彩色摄像机信息丰富,而黑白摄像机具有高分辨率、低照度等优点, 特别是它可以在红外光照下成像,而目前已经有自动转换夜视黑白模式的彩色摄像机,因此本项目所选用的摄像机应该支持彩色(正常 )/黑白 (夜视 )自动转换功能。摄像机都应该使用防护罩进行保护,达到防水、防尘的目的。为保证无光及微光情况下工作,系统中每个摄像机左右分别配置1 套红外聚光灯,单灯有效照明距离150 米左右,视角20 度。4.3 镜头镜头是远程监控系统中必不可少的部件,镜头与CCD
7、 摄像机配合,可以将远距离的目标成像在摄像机的CCD 靶面上。 一般在监控系统中提到的摄像机均为CCD 裸机 (自带镜头或自带镜头及云台的一体机除外),因此在实际应用中,还需要根据具体应用环境的现场情况及用户要求来选择一个合适的镜头与摄像机配套。从系统结构的可靠性角度出发,建议采用自带变焦镜头的一体化三可变摄像机,可以兼顾各个方向、不同远近的监视目标。4.4 防护罩防护罩是监控端的辅助设备,用于固定和保护摄像机。它们与摄像机之间一般不需要电气连接。防护罩的主要作用是保护摄像机不受自然环境的侵蚀,如雨雪、烟雾等,并在高温和严寒环境中自动为摄像机吹风降温或加热升温。本项目所用的防护罩应满足暴雨等恶
8、劣天气下摄像机正常工作的需要。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页,共 4 页 - - - - - - - - - 5. 传输通道传输通道负责将前端设备的信号送到后段设备,通讯协议和传输方式的选择是传输通道设计的主要内容。5.1 通信协议视频传输依赖于GPRS/CDMA 无线网络通信,支持DNS 、TCP、UDP 等协议。5.2 传输信道方式本系统中优先考虑CDMA 方式,在CDMA 信号覆盖不良的区域也可选择GRPS 方式,可考虑采用信道捆绑和增强数据速率改进实现
9、高速接入。6. 后端设备监控系统的后端控制设备主要由图像监控系统服务器、图像存储系统、 监控客户终端及监视控制软件等组成,完成现场图像接收,用户登录管理, 优先权的分配, 控制信号的协调,图像的实时监控,录像的存储、检索、回放、备份、恢复等。6.1 图像监控系统服务器由高档微机服务器、大容量硬盘 (供数字录像使用)、WINDOWS NT/2000/XP、远程视频监控系统服务器软件组成。应有下列主要功能:a 多路图像接收、处理、显示b 用户管理功能c 完善的图像录像、检索和回放功能6.2 远程视频监视系统软件远程视频监视系统是软硬件结合的统一体。在保证硬件系统物理连通的基础上,通过软件实现应有的
10、功能。远程监视系统软件可以对各摄像机传来的图像进行各种各样的处理,选择权限范围内的摄像机,监视4/9/16 分割、中画面或满屏画面。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页,共 4 页 - - - - - - - - - 7. 设备清单前端设备:设备名称配置及功能GPRS/CDMA无线视频服务器支 持1个 实 时 监 控 视 频 通 道 ,自 动 完 成CDMA/INTERNET接入1000W UPS 为视频服务器/摄像机 /云台供电,容量要能满足前端24小时工作需要工
11、业机架安装视频服务器等设备室外全天候防护罩全密封型,自动加热,自动风扇冷却,手动雨刷控制红外照明灯有效照明距离150 米左右,视角20 度,每个摄像机左右分别配置1 套夜视级摄象机彩色水平解析度470 线分辨率,不低于16 倍光学变焦,最低照度0.0035LUX( 星光夜视模式),允许监控距离达到200 米以上电缆以及护管视频用 75 欧姆同轴电缆,电源用等线缆与PVC 护管CDMA/GPRS 运行费可采用包月的CDMA/GPRS 手机卡其他BNC 接插件,接线板等土建工程安装摄像机,如用立竿,壁厚应不少于8MM 后端设备 : 图 像 监 控 系 统服务器电脑服务器,指标应能满足监控系统软件需要。监控系统软件实现前端的控制功能和后端的管理功能服 务 器 转 发 软件实现多点同时监看。其他BNC 接插件,接线板等8. 电气特性功 率电源电压电流12V 500MA 采用太阳能供电方案输出为12V500MA标准名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页,共 4 页 - - - - - - - - -
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