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水利远程监控解决方案

2015-4-24 14:22:41 文章来源:http://www.menwx.com/ 点击:

一、概述 

随着现代通信技术与测试测量技术的发展,“数字水利”的时代已经到来。采用微波通信技术、数字视频处理技术、IP通信技术和光纤通信技术等先进通信技术的网络图像监控系统,可以实时观测河道、水库的各种变化及涵闸的运行情况,为领导决策提供了直观的图像信息,同时可以改善观测、测量工作人员的工作环境,减少工作人员,做到无人值守、少人值班。

二、系统组成

根据我们以往从事水利项目和水利行业特点,对于河道、水库等重要设施的监控项目,往往涉及的地理范围比较广,监控点比较多,需要监控的用户人员相对分散,而且,对于大规模的监控项目对于系统稳定性要求非常高,需要尽量减少日后的设备维护工作。

  我们根据如上特点,设计了针对水利行业应用的讯飞水利视频监控系统,根据组网方式可分为:前端视频采集、网络通讯、分中心、总中心四大部分。
水利远程视频监控系统规划采用一个中心连接N个分中心、每个分中心连接若干个监控点的多级星状拓扑结构,中心和各个分中心采用宽带直达链路,分中心和前端监控点之间根据实际地理环境、原有网络结构等情况采用不同的传输方式,可以是电信宽带、有线网、微波、WLAN、卫星等。在这种网络拓扑下,前端各个水库、河闸、水文站监控点将多路模拟视频信号采集、MPEG-4压缩、本地存储并将压缩后的数据流通过网络发送给管辖分中心的监控服务器;分中心的服务器负责向辖区用户提供数据转发服务;同时分中心服务器可以根据要求将数据转发给中心服务器,由中心服务器向整个网络内此分中心以外的用户提供数据转发服务;每个分中心设置分控工作站管理控制辖区的所有设备,在中心设置总控工作站管理控制所有的设备。

三、前端视频采集

  摄像装置是收集被摄物体的光信号,并将其转换为电视信号的设备,它是整个系统的最前沿部分,包括镜头、摄像机、防护罩及支撑设备等。根据被摄物体及摄像地点的不同,摄像装置的具体配置也各不相同。同时,为适合夜间监控的要求,我们可在闸门附近安装大功率的探照灯,系统可远程控制灯光电源开关,保证远程人员清楚的监控到闸门的开合状态。


视频编解码器XF600x/采集工作站XF100x是实现网络化、数字化处理的重要设备,具备强大的数据处理和系统集成能力,可以实现在一个平台上完成模拟视频监视信号的数字采集、影像压缩、数据存储、监控数据处理、报警信号的采集、网络数据发送、远程控制等功能。从而降低系统的造价、提高了监控维护的效率并降低了使用难度。
XF100x系列采集工作站(Xtream Producer)内置的图像压缩卡可以高效的压缩处理接入的图像,通过电脑监视器就可以实现所有图像的实时动态监视,同时利用该系统可以调用存储在硬盘中的历史资料,本系统采用业内顶尖压缩技术MPEG-4算法,压缩比高达1:500,每路每小时只需60~180M硬盘空间(包括视音频),网络传输所需带宽10K~1M可调。此外实现了自动磁盘空间动态检测功能,图像动则录,不动则不录或慢录。另外系统还可以灵活的设置报警信号和图像的联动关系,当系统发生报警时,通过事先的设置,可以启动相应的摄像机录像及报警输出功能。同时监控中心也可同时得到报警信号,并可通过远端控制进行实时监控观察等功能。
XF600x系列视频编码器(Network Video Encoder)是采用通信、计算机、互联网技术和标准,基于最先进的MPEG-4视频压缩技术开发的最新一代嵌入式网络视频编码器。它主要完成模拟视音频信号的数字化,数字化后的视音频信号采用MPEG4视频压缩算法和G.729音频压缩算法进行压缩编码,然后通过IP网将编码后的音视频数据以IP包的形式传送给监控服务器或远端用户,实现视音频信号的网络传输、网络监控和网络存储,同时可以支持远程的云镜控制和远程报警管理。XF600x网络视频编码器采用高速嵌入式处理器和嵌入式实时操作系统,使该系统比其它产品具有更好的稳定性、可靠性和易维护性,可以有效防止病毒。

四、网络通信

  讯飞远程视频监控系统采用标准的TCP/IP协议,不仅能在本地局域网传送实时图像,还可以在网络带宽受限的ISDN、PSTN、xDSL路由器、局域网、广域网、INTERNET、微波、WLAN、卫星等网络上方便地实现视频音频的同步传播。对于水利应用中部分监控点在室外偏远分散地方,不易铺设有线线路的情况,可采用无线扩频技术或者使用卫星通信来解决远距离通信的问题。通过我们对不同网络条件的测试,讯飞远程视频监控系统可稳定的运行在光纤网络,无线扩频网络和卫星信道之上。

五、分中心/总中心

  在分中心和总中心分别设置总控/分控工作站和监控服务器。
总控/分控工作站采用讯飞Xtream Controller系列的XF2016,可以同屏16路监控前端任意监控工作站的任何多路的视音频,通过授权可以控制前端云台和镜头;可以将前端监控点编组进行轮巡监视;监控工作站发生的报警会实时传送到相应的总控工作站,总控工作站会以声光和短信的方式通知管理人员;总控工作站还可以和多个前端交互点进行音视频交互,领导可以向前端工作人员下达命令。
监控服务器提供了对前端监控工作站的分层次管理,对用户的分级权限管理;用户可以根据需要通过网络将前端音视频数据实时存储在中心服务器上;服务器数据库记录了所有视频资料信息(视频文件可以是分布在各个监控工作站或服务器)、报警信息、监控点信息、其它数据信息,一般用户通过WEB登陆服务器,可以在统一的界面查询任何对他授权的信息;对于前端和中心之间不支持多播的网络环境,服务器提供了单播到多播的数据转发,这样中心的多个人员查看前端的实时流大量节省带宽。