（电气工程专业论文）红外线远程监控系统.pdf

中文摘要 摘要：本文对红外线轴温探测系统的远程控制进行了详细的分析，远程控制采用 公用电话网( p s t n ) 进行远程音频、视频数据及控制信息的传输，来达到远程监控 现场红外线轴温探测系统工作的目的。 该系统由监控端和现场控制端两部分组成。本文对这两部分进行了详细的分 析，并提出了一些工业自动化的解决方法。采用7 2 9 型的远程视频传输器性能稳 定可靠。本系统的研发对红外线轴温探测系统工作的自动化控制方面具有深远意 义。本系统投入使用后经有关专家鉴定，达到了国内同行业的领先水平。 关键词：红外线；轴温探测；远程控制 分类号：【请输入分类号( 1 2 ) ，以分号分隔。】 a b s t r a c t a b s t r a c t ：t h i se s s a ya n a l y z e st h e l o n g d i s t a n c ec o n t r o lo fi n f la r e da x i st e m p e r a t l 】r e e x p l o d n 8s y s t e i i li nd e t a i l s ，t h el o n g - d i s t a n c ec o n t r o lu s e sp s t n t ot r a n s 断t l l ed a t ao f r o m o t e 卸d l of r e g u e n c ya n dr o m o t ev i d e o f r e g n e n c ya n dc o n 仃o lm f o r m a t i o n a l l d a c l l i 恍t h ep u r p o s eo fm o n i t o r i n gt h ew o r ko fi n f r a r e d a x i st e m p e r a 觚ee x p l o r i n g s y s t e mo nt h es p o tf r o m 。 l o n gd i s t a n c e 1n es y s t 锄l sm a d eu po rt h e m o n i t o r i n ge n da n dt h es i t ec o n t r o l l i n ge n dt h e s et 、v o p a n s lt s 嬲鼢ya n a l y z e st h e mi nd e t a i l s ，a n do f f e r st h es o l u t i o no f i n d u s 仃ya n t o m a t i o n t h e7 2 9t y p er o m o t ev i d e of r e g u e n c gt r a n s m i s s i o n w a r ei s s t e a d ya n dr e l i a b l e t h e r e s e a r c ha n dd e v e l o p m e n to ft h i s s y s t e mh a v ef a r - r e a c h i n gs i 嘶f i c 肌c ei n t h e a u t o m a t l o nc o n t r o l t h ee x p e r t si n d e n t i f yt h a tt h es y s t e ma c h i e v e st h el e a dl e v e li n t h e s a m ei n d u s t r yi nh o m ea f t e ri ti sp u ti n t op r a c t i c e k e y w o r d s ：i n f r a r e d ；a x i st e m p e r a t u r ee x p l o r i n gs y s t e m ； l o n g - d i s t a n c ec o n t r o l c l a s s n o ：【请输入分类号，以分号分隔。】 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研 究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表或 撰写过的研究成果，也不包含为获得北京交通大学或其他教育机构的学位或证书 而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作 了明确的说明并表示了谢意。 学位论文作者签名：签字日期：年月日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解北京交通大学有关保留、使用学位论文的规定。特 授权北京交通大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索， 并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国 家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权说明) 学位论文作者签名：导师签名： 签字日期：年月 日签字1 7 1 期：年月日 致谢 本论文是在邱瑞昌教授的精心指导下完成的。三年来导师对我的学业倾注了 很大的心血。导师以其渊博的学识、敏锐的学科洞察力和独特有效的思维方式引 导我解决学术问题和树立学业信心，同时他崇高的思想情操、严谨求实的治学态 度、谦和的品格和风范影响了我的人生目标和价值观念。 在这里，我要感谢北京交通大学电气学院的所有老师，是他们给我提供了良 好的学习条件和环境，让我在这三年里学有所成。 特别感谢能在各方面相互探讨和帮助我的同学们，对我工作和学业大力支持 的领导和同事们。正是他们各方面的帮助，使我在紧张的学习和繁忙的工作中找 到了平衡点。 感谢我的父母，感谢他们从小至今对我的培养、要求和全力的支持，感谢他 们给予我最伟大的父爱和母爱! 感谢我的爱人，对我无微不至的关怀和各方面的全 力支持! 最后，谨向所有关心、帮助和支持我学习、工作的老师、朋友和亲人致以衷 心的感谢! 1 绪论 一、红外线轴温探测系统功能简介及现状分析 红外线轴温探n ( - - 代机) 系统是一个远程计算机实时网络系统，它能自动检 测各种类型车辆的热轴故障，可以进行语音报警。整个系统由中央管理系统对 各探测站、复示站进行网络管理，对通过列车的热轴进行跟踪，按微热、强热、 激热三个等级预报热轴，系统具有识别机车、客货车辆、自动判别热轴、语音 报警、自动计轴计辆、检测列车速度、系统自检等功能，同时预留了超偏载、 垂下品等检测接口，是一个具有开放性接口的优秀计算机网络，是保证列车运 行安全重要的监控设备。 红外线轴温探测( 二代机) 系统是由监控中心、复示站及探测站三级结构组 成。监控中心设在铁路局和分局，负责实时监控管辖内各复示站和探测站信息： 复示站一般设在列检所或通信线路条件不太优良的区段，负责管理若干个探测 站：沿铁路线路每隔3 0 公里左右设探测站一处，且是无人值守的。因此，红外 线轴温探测( 二代机) 系统管理及检修工作存在以下不足之处： 1 、探测站过于分散，遍布整个管辖区段，管理难度大。 2 、无法实时对各探测设备检修情况( 日检、周检、月检) 及相关台帐中的技 术参数进行监控，需要管理人员不断地在沿线上巡检，十分不方便。 3 、人身安全没有得到有效地保证，在作业时防护工作是由专人负责的，容 易人为地造成不良后果，虽有些地方安装了人身安全报警器，但需人工开启， 且无法监控和自检报警器技术状态。 4 、每逢雪季，由于大雪覆盖了探头箱，直接影响轴温数据的采集，需派 人定期扫雪，使职工整夜无法休息，劳动强度加大，妨害人身安全。 二、开展本项目研究的意义 为了更好的贯彻新红外线轴温探测系统管检运用规程，实现红外线工作 的“一消灭、六个有、双达标，即：消灭热切轴事故；有可靠的直通的电源保 障、直通的传输话路、协调的指令系统、规范的测报标准、统一的设备制式、 完善的管理制度：双达标：人员素质达标、工作环境达标，解决以上存在的问 题，为此研制开发了红外线远程监控系统。红外线远程监控系统做到了对红外 线轴温探测系统实时进行远程监控，发现问题，及时处理。该系统是通过图像 识别来监控红外线各探测站现场工作情况，因此更形象，更逼真。 三、国内总体水平及发展趋势 红外线远程监控系统不仅能够远程传送画质良好的动态视频图像，还能够 j 匕塞銮煎太堂童些亟堂鱼i 金塞绻j 佥 在传输视频图象的同时双向实时传输清晰的音频信号，包括语音、环境声音、 音乐等。使用红外线远程监控系统既可以从接收端( 监控端) 的计算机随时随地巡 视被监控的现场，也可以在被监控现场发生情况时，在接收端计算机上接收自 动报警回传的现场图像。在传输音频与视频的同时可以方便的遥控现场的解码 器( 例如：遥控云台、镜头；开关人身报警、除雪装置等) 、视频矩阵，接收监控现 场的测控数据。红外线远程监控系统拥有诸多设计周全的功能，因此在国内首 次尝试产品，具有很强的发展趋势。 2 2 红外线远程监控系统的组成及功能 2 1 红外线远程监控系统的组成 红外线远程监控系统包括：远程视频传输控制器、摄像机、云台、外置m o d e m ( p s t nm o d e m ，i s d nm o d e m 或g s mm o d e m ) 、云台控制器、报警探头、台式便携 式电脑( 带内置或外置m o d e m ) 、红外线远程监控系统接收监控软件。 以上各部件按下述方式整合成系统( 见图2 - 1 ) ： 远程 现场远程视频摄像杌u 监控端 ( p s t n ) 控制端输出器 、 m o d e m 一 云台 m o d e m 一 远程现场 云台 恳篓、皇銎 监控端 控制端 控制器 际置、迈程 p c p c 启动装置 远程现场 监控端 控制端 s o f t s o f t 图2 1 红外线远程监控系统组成结构图 a 将装有摄像机的云台与云台控制器相连； b 远程视频传输控制器连接摄像机、现场控制端外置m o d e m 、云台控制器及人 身安全报警、白动除雪、远程启动装置： c 现场控制端外置m o d e m 与红外线终端机房电话专线相连； d 现场控制端计算机安装红外线现场控制端台帐录入软件，并通过其m o d e m 与红外线终端机房电话专线相连； e 远程监控端计算机安装红外线远程监控系统接收监控软件，并通 过其m o d e m 与监控端电话专线相连： f 设备参数管理等电脑与现场控制端相连接。 2 2 红外线远程监控系统的功能介绍 红外线远程监控系统采用计算机网络技术实现对红外线二代机设备 运行状况、检修人员作业情况、作业安全防护等进行远程监控。主要完成 以下功能： 1 、对红外线日、周、月检作业进行远程监控。此项主要实现红外线 检修人员在作业时，通过图像记录作业过程，并进行存储，同时对终端机 房设备的运行状态进行监控。 2 、作业安全管理。此项主要实现红外线检修人员在作业时，通过身 份识别进入该系统，同时启动人身安全报警装置，在作业时进行自动防护。 3 、设备参数管理。此项主要实现红外线日检、周检、月检等技术参 数的录入，探头定标数据录入、存储，同时对数据进行分析处理，统计检 修数据并进行打印。 4 、在冬季通过计算机远程控制启动风力除雪装置。 5 、通过计算机网络实现终端机房计算机远程启动。 4 3 红外远程监控系统总体设计 红外远程监控系统是涉及到网络通信、视频、音频、机电远程控制等综合控 制技术的系统，通过网络及网络通信使现场的图像、数据、声音传递到监控端， 使设备检修人员及有关领导在任何地方都可以通过计算机监控到任何一个红外探 测站的设备工作情况。 3 1红外远程监控系统功能总体结构设计 红外远程监控系统结构( 见图3 - 1 ) 由监控端、通信网络和现场控制端三大模块 组成，现场控制端由视频采集单元、人身安全报警单元、红外探测机远程启动单 元、自动除雪装置单元和设备检修记录及工作台帐录入单元五大子模块组成。 哇p 聋呦夔 监 通信网络 现 一人身安全报警装置 控m o d e l n m o d e m场 端 监一勰动装置 控 一自动除雪装置 端 一设黝豫一 图3 - 1 红外远程监控系统功能结构图 3 2红外远程监控系统各功能模块详细设计 监控端用户可以通过电话线路拨通现场控制端计算机，使之相连。然后通过 监控端图式菜单调阅现场检修记录、a e i 设备工作记录，视频图像、人身安全报警 信号是否正常工作，必要时通过控制功能启动现场除雪装置，开启或关闭红外探 测机远程启动。 3 2 1视频采集单元 视频采集单元包括：远程视频传输控制器、摄像机、云台、云台控制器部分等 组成。 燃 b 刮 视焖 一 系统控制 | i 一l 1r jlj ljl l 1 r1 r1 r1r 嘲1 砌2悯开关量报 ( d m i ( d l v l 2 ( z ) m 3 4 路4 路 m x t 刮c o m趟0 0 ma i 0 0 n 亿 图3 - 27 2 9 组成框图 6 业毫奎煎盘堂生业亟掌垃监塞红址远程监控垂统盎住燕让 3211 远程视频传输控制器工作原理 接 广广r t 4 路视频袖入 圈3 - 3 远程视频传输卡 远程视频传输器主要由：通讯端口( c 0 1 d l 2 3 ) 、视频接口、音频接口、开关量报 警接1 2 ( x l o a l a r v ) 、预置开关( p r e s e t ) 、电源六大部分组成。 1 通讯端口( c m l l 2 3 ) ( 1 ) 主通讯口c o m l 主要用于向上位机发送编码数据和接收指令。可连接p s 州m o d e m 、i s d nt a 、 g s mm o d e m 等通讯设备，也可以与p c 等终端设备直接连接。c o m i 的通讯格式是： 异步r s 2 3 2 ，8 个数据位1 个停止位，无校验位，波特率范围从96 - 2 , 3 04 k b p s 。 c o m l 端口采用r t s c t s 硬件流量控制。如果选择“拨号连接”方式，7 2 9 传 输器在上电后将自动检测并初始化连接到c o ll 的通讯设备因此这些通汛设备 ( 如：m o d e m ，t a 等) 应先于7 2 9 传输器加电，咀便7 2 9 传输器及时检测并仞始化它 们。如果通讯设各在7 2 9 传输器之后加电，篙等待3 分钟后0i 被7 2 9 传输器检 测并扔始化。 c 州l 端口各引脚说明见表3 一l 表3 - 1c o l 喱l 端口引脚说明 引角号名称功能 1空 2 r x d 数据接收 3t x d 数据发送 4+ 5 v ( d t r ) 数据终端准备好 5g n d 地 6空 7r t s 请求发送 8c t s 清除发送 9 振铃 c o m l 端口信号及与p c 机或其他d t e 设备直接连线方法： 无流量控制( 见图3 4 ) ： i - d c d 2 - r x d 3 t x d 5 - g n d - 图3 4 无流量控制连接图 1 - d c d 2 - r x d 3 t x d n d5 _ g 6 d s r 一 ：8 - c t s j 9 r i n g 硬件流量控制( 见图3 - 5 ) z 呈旦丛q 旦旦四q ! ! ( q 旦皇么丛么旦! 旦 基宣逡圣皇征旦( q 旦2 丛么旦! 星2 9 1 - d c d 2 - r x d 3 - t x d 4 - d t r 5 - g n d 6 - d s r 7 - r t s 8 - c t s 9 - r i n g 图3 - 5 硬件流量控制连线图 1 - d c d 2 - r x d 3 - t x d 4 - d t r 5 - g n d 6 - d s r 7 - r t s 8 - c t s 9 - r i n g ( 2 ) 双向辅助通讯端口c o m 2 ( a u x c o 1 1 ) 主要用于向下位机发送控制指令和接收测量数据，既可连接工业电脑、单片 机等现场测控设备，也可以控制云台、镜头、视频矩阵等传统监控设备。c o m 2 的 通讯格式是：异步r s 2 3 2 ，8 个数据位，1 个停止位，无校验位，波特率范围从 1 2 - 1 1 5 2 k b p s oc o m 2 端口无流量控制机制，而且在系统中的优先级比较低，因此 如果要通过c o m 2 传输大量连续数据，请在上下位机软件中采取些流量控制和 l o 校验机制。 c o m 2 端口各引脚说明见表3 2 。 表3 - 2c o m 2 端口引脚说明 引角号名称功能 1 空 2 r x d 数据接收 3t x d 数据发送 4+ 5 v ( d t r ) 电源、数据终端准备好 5g n d 地 6 空 7r t s 请求发送 8c t s 清除发送 9 空 ( 3 ) 双向辅助通讯端口c o m 3 ( a u x c o m 2 ) 主要用于7 2 9 传输器处于离线( 待机) 状态时与c o m l 端口之间处于虚拟直通状 态，即由7 2 9 传输器的软件负责将所有从c o m 3 端口接收到的数据全部原封不动地 发送到c o m i 端口，反之亦然。这样连接在c o m 3 端口上的设备通过这个虚拟直通 通道便可主动控制连接在c o m i 端口上的m o d e m 等类的通讯设备。在不使用7 2 9 传 输器的自动报警触发回拨功能的前提下，连接在c o m 3 上的下位机设备可利用这个 虚拟直通功能自主实现更灵活的回拨功能或其他7 2 9 传输器无法完成的功能。在 7 2 9 传输器处于离线( 待机) 状态时，虚拟直通功能自动启动，c o m 3 端口的通讯格 式被强行设定为：9 6 0 0 一n - 8 - 1 。当7 2 9 传输器被上位机软件激活处于在线状态时， 虚拟直通功能被自动关闭，c o m 3 端口的通讯格式由上位机软件设定。 c o m 3 端口各引脚说明见表3 - 3 。 表3 - 3c o m 3 端口引脚说明 引角号名称功能 1 空 2r x d 数据接收 3t x d 数据发送 4+ 5 v d t r 电源数据终端准备好 5g n d 地 6 空 7 + 5 v r t s电源请求发送 8 空 9 空 2 视频接口 4 路复合视频信号输入，i v p p ，7 5 欧姆 彩色、黑白信号自动识别，p a l ，n t s c 欧姆。制式自动识别兼容。 内置4 选l 通道切换开关，主机遥控选择或自动循环，同时只传输其中一路。 分辨率：3 5 2x 2 8 8 ，3 2 0x2 4 0 ，1 7 6 1 4 4 传输速率( c 工f q c i f ) ：p s t n2 - 5 1 0 帧秒，i s d n5 - 1 0 2 0 帧秒， 最高1 5 2 5 帧秒( 2 3 0 4 k b p s ) 3 音频接口 ( 1 ) 音频输入： 4 路最大i v p p ， 1 0 千姆。 内置4 选l 通道切换开关，主机遥控选择。 内置馈电电路，可直接连接驻极体话筒。 带宽：3 0 0 3 4 0 0 h z 。 1 2 ( 2 ) 音频输出： 一路最大1 s v p p ，4 8 欧姆。 带宽：3 0 0 3 4 0 0 h z 。 ( 3 ) 音频信号选择j p 5 j p 5 一i 2 为音频信号外引插座： l = 音频输入信号a c h i ：i a 一输入信号，l b 一信号地。 2 = 音频输出信号a o u t ：2 a 一输出信号，2 b 一信号地。 j p 5 - 3 4 为a c h 4 音频插座功能选择跳线开关： 3 a 一3 b 4 a 一4 b = o p e n ( 开路) ：a c h 4 音频插座的功能为音 频输入通道4 。 3 a - 3 b 4 a 一4 b = c l o s e ( 短路) ：a c h 4 音频插座的功能为音 频输出通道。 4 开关量报答接口( x i o a l a 跚) ( 1 ) 开关量接口 开关量接口( x10 ) 引脚说明( 见表3 4 ) 3 - 4 开关量接口( x i o ) 引脚说 引脚号名称功能 1o u t i 控制输入1 2o u t 2 控制输入2 3o u t 3控制输入3 4o u t 4 控制输入4 5g n d 地 6i n l 报警输入l 7i n 2 报警输入2 8i n 3 报警输入3 9i n 4 报警输入4 1 0 + 5 v + 5 v 电源 说明： 所有信号o u t l 4 i n l 4 全部为t t l 电平，且无任何保护电路，超出t t l 电 平范围，则会造成设备永久性损坏。 u t 卜) 为低电平输出有效，在上电复位后为高电平。 5 v 电源的供应电流不大于l o o m a o ( 2 ) 开关量输入输出 4 路输入+ 4 路输出 用户软件编程可采集和控制。 在线状态下输入端口具有自动扫描功能，扫描周期为卜2 5 5 秒。 ( 3 ) 报警功能 4 路报警触发输入 输入信号类型：常开常闭 3 种触发模式：与、或、l 对t o 2 组报警号码存储，可设定重拨次数和间隔时间。 报警功能上电延迟启动功能，延迟时间可设定。 报警连动：在软件设置报警连动输出有效时，o u t l k 1 与i n l 4 上的触发信 号动，当i n l 4 上的信号满足预置的触发条件时，7 2 9 传输器被 触发，同时o u t l 自动变成低电平( k 1 触点闭合) 0o u t l k 1 是否 可以自动复原、多长时间后自动复原都可由软件来设置。 在线状态下报警触发具有自动扫描功能，扫描周期为1 - 2 5 5 秒。离线状态下 报警触发自动回拨和报警连动功能。 在执行报警回拨的过程中不检测新的报警触发。在报警触发后，满足下列条 件方可接收新的报警触发： 1 一报警回拨成功，并与接警主机完成一次连接后。 2 一报警回拨失败，设定的重拨次数己执行完。 5 预置开关p r e s e t ( 1 ) 预置开关s 4 跳线说明( 见表3 - 5 ) 1 4 表3 - 5 预置开关s 4 跳线说明 s 4 总清除开关 正常工作状态 + 关机后再开机1 5 秒后清楚预置数据 ( 2 ) 预置开关s 1 、s 2 ，s 3 跳线说明( 见表3 - 6 ) 表3 6预置开关s 4 跳线说明 s 1s 2s 3 c 伽1 设置 拨号连接5 7 6 0 0b p s + 拨号连接11 5 2 0 0b p s + 7 1 兼容拨号连接5 7 6 0 0b p s + + 直接连接9 6 0b p s + 直接连接1 9 2 0 0b p s + + 直接连接5 7 6 0 0b p s + 直接连接15 2 0 0b p s + 直接连接2 3 0 4 0 0b p s 说明：“拨号连接是指在c o m l 上连接了p s t nm o d e m ，工s d nt a ，g s mm o d e m 等需要被初始化的通讯设备。极目传输板在上电后将白动检测并初始 化连接到c o m l 上的通讯设备。 “直接连接 是指在c o m l 上连接了透明的传输信道，不需要进行任 何检测和初始化，如连接p c 机、数传电台等。 以上跳线“+ 为短路，“一 为开路。 6 电源 电源极性参见电路板上的印刷标识。若反接会造成设备永久损坏。 电源要求：稳压直流+ 5 v ( + 一5 ) ，工作电流约为3 0 0 m a 左右。 3 2 1 27 2 9 远程视频传输器性能 1 独立硬件发送，图象、声音、测控数据同时传输 7 2 9 远程视频传输器是通电即用的独立硬件装置，在该装置上集成有四路视频 输入、四路音频输入、一路音频输出、两路辅助串口( 可用于双向数据传输和遥控) 。 视频为单向传输，音频和数据皆为双向传输。用户在对现场进行监控的同时，监 听现场的声音( 或与现场对讲) 并接收现场传回的数据( 或向现场发送指令) 。也可 以根据需要只传送图象、声音、数据这三项内容中的某一项或两项。 2 高质量视频压缩编码，图象质量可调节 7 2 9 远程视频传输器采用高质量视频压缩编码，更多保留图象细节，色彩保真 度高。图象分辨率有三档可调：3 5 2 x 2 8 8 ，3 2 0 2 4 0 ，1 7 6 1 4 4 。图象的清晰度 和传送速度的快慢也可以通过调整相应的参数来设定。在接收软件中可通过给上 述参数赋予不同的值预置1 2 级图象效果，图象分辨率愈高、画面愈清晰、速度参 数设得愈慢，则视频图象的传输愈慢，反之则快。 3 实时双向传输清晰的声音 7 2 9 远程视频传输器( 仅限7 2 9 型) 可双向传输音频信号，除监听现场声音外， 也可根据需要与现场人员对话或向现场广播。7 2 9 型的数字音频压缩算法具有高质 量、高效率的特点。 高质量的音频压缩算法使音质清晰流畅，并适用于包括语音、环境声响及音 乐等各种声音，这样就不仅能监听现场的人员对话，还可清楚听到现场的环境声 响。同时该算法也具有较高的压缩率，这样在实时传送声音时不会占用过多的信 道带宽，不会对视频信号的传输产生很大影响。 4 遥控远端云台、镜头、视频矩阵 7 2 9 远程视频传输器根据实际应用需要配有三个串口，包括一个m o d e m 端口， 2 个辅助串口( a u x c o m i 和a u x c o m 2 ) 。其中辅助串口a u x c o m1 可配接云台镜头 控制器( 解码器) 及视频矩阵。在接收端电脑上将监控现场所接解码器或视频矩阵 的控制码( 通讯协议) 写入接收软件的数据文件中，这样在接收视频图象的同时， 就能够遥控监控现场的视频矩阵、云台、镜头等设备。 5 报替自动回传现场图象 7 2 9 远程视频传输器可与传统的电子防盗报警装置配合使用，用作报警确认， 可大大降低误报带来的损失。 1 6 7 2 9 远程视频传输器具备灵活的工作模式。一方面，从监控端计算机拨号接通 现场控制端7 2 9 传输器，随时实施远程视频图象监控。另一方面，当现场控制7 2 9 传输器遇防盗报警装置报警触发后自动向监控端拨号，接通后立即回传现场控制 端的活动图象，使监控端的值班人员在接到报警的同时能够看到报警现场的情况， 据此判断是否为误报并做出相应决策。 7 2 9 远程视频传输器具备一系列设计周到的报警相关功能。监控端报警呼叫号 码设置中备有主报警电话号和备用报警电话号两组号码，当7 2 9 传输器在现场控 制端遇报警触发后，可轮流回拨主报警号和备用报警号，直到拨通。这样可大大 增加回拨叫通的机率，在关键时刻赢得宝贵的时间。 6 接收端可录像、抓拍、回放 7 2 9 接收软件可在接收端电脑上将接收的动态视频图象录在电脑硬盘上，用 7 2 9 录像播放器可随时播放录制的图象。利用抓拍功能可将动态视频图象的某一帧 定格并保存。 7 纯软件接收，密码保护，防止非法观看 7 2 9 远程视频传输器接收端为纯软件接收，通过7 2 9 接收软件拨号即可接通并 访问观看远端站点的场景。为防止未经授权的访问，7 2 9 接收软件设有密码保护。 密码分为普通用户密码和超级用户密码两类，普通用户密码只具有访问权限，超 级用户密码除具有访问权限外，还可以修改密码以及其他传输器关键设置。 8 可配接普通电话线、i s d n ，g s m 、数传电台 7 2 9 远程视频传输器是窄带远程视频传输设备，可在普通电话线、i s d n 。g s m 、 数传电台等多种常见信道上远程传输视频图象。在普通电话线上需要外接普通模 拟m o d e m ：在i s d n 线路上需要配接i s d n 专用t a ；在g s m 信道上需外接g s mm o d e m ： 若通过数传电台传输，则数传电台必须是异步口的，将数传电台直接接在7 2 9 传 输器主串口上就可以了。 3 2 1 3 摄像机的材料、结构 摄像即采用了目前技术含量比较高的2 1 6 x 彩色一体化变焦摄像机，摄像机的 参数如表3 7 ： 1 7 表3 - 72 1 6 x 彩和一体化夺焦摄像机参数 图像传感 器 1 4 聋t y p e t c c d ( e x v i e wh a d ) p a l ：7 5 ( 水平) 5 8 2 ( 垂直) 有效图像 n t s c ：7 8 6 ( 水平) x 4 9 4 ( 垂直) 信号系统 p a l n t s c 制式 水平清晰 度 大于4 6 0 电视线 内置镜头1 8 x f = 4 1t o7 3 8 ( f = i 4 t o f 3 0 ) 电子放大 1 2 x ( 总放大倍数为2 1 6 倍) 同步系统内同步外同步( v - l o c k ) 信噪比大于5 0 d b ( a g co f f ) 最低亮度 0 0 1l u x ( i c ro n ) 快门速度1 ( 秒) - - 1 1 0 0 0 0 ( 秒) 白平衡 自动跟踪白平衡 聚焦系统自动聚焦模式、缩放聚焦模式可调 图像特效 反相、镜像、黑白 隐私保护可设定6 块被保护区域 控制接口线控r s 4 8 5 控制i r 遥控 视频输出 1 o v p p7 5 9 2 ( b n c ) 所需电源 d c1 2 v 功率消耗 1 5 0 m a 尺寸 5 7 s m mx6 5 m m 1 1 5 7 m m 3 2 1 3 摄像机的材料、结构 表3 - 8 云台控制器技术参数 产品型号v 3 9 3 h i a p t - c 最大负载7 5 磅( 3 4 k g ) 水平：6 秒( 6 0 h z s o h z ) 旋转速度 仰角：3 9 秒( 6 0 h z s o h z ) 水平：最大3 5 5 移动角度 俯仰：+ 1 0 一6 0 反转方式可调，一般放在最大转动角度的位置上( 由反转切梅器执行) 水平：连续不变 载重能力 俯仰：间断变化 安装方式 吸顶装 结构高强度铸塑 爹2 1 0i n m ( 最大俯仰角度处) 尺寸爹1 3 2 r a m ( 云台直径) 1 8 0 m m ( 底盘育径) 重量 1 0 8 k g 输入电压 2 4 a v c 输入功率 2 v a 1 9 反向切换负荷 l l a ， 1 0 兆周 配套电缆1 6 芯无屏蔽电线 连接器两个有1 6 接线端子的接线板 工作环境室内 环境温度 0 + 4 9 3 2 1 5 摄像头与云台定位装置的配合 按墙式云台部位示意图( 图3 6 ) 所示： a 拆除底盖，取下安装板，在安装板上面有6 个安装孔( 如图3 - 6 a 向) ， 根据安装需要任选安装孔固定在项上。 b 安装板上面已固定连线板( 如图3 - 7 ) ，把从控制器出来的各控制线，连时 按t bl ，t b 2 ，所示一对一接好，并注意2 4 线电缆排与2 6 针插座相 定位标志向上。 c 把云台主体与墙式安装板相固定，在装上底盖。 d 拆下摄像机固定板，把摄像机或摄像机防护罩固定在固定板长型滑道上 ( 如图3 - 6 b 向) ，并重新将己固定好的摄像机固定板与俯仰齿轮相固定。 e 按( 图3 - 8 ) 所示，把摄像机镜头相连的接连线按功能与云台镜头线相连。 2 0 b 向 图3 - 6 墙式云台部位示意图 图3 7 固定连线板示意图a 向 视黼 地 视黼 电源( 红) 电源( 黑) 鳓( 绿) 光圈( 棕) 聚焦( 黄) 变陪( 白) 蝴勖上下右左剥摊础掰黼磁 图3 - 8 连线单元示意图 3 2 2人身安全报警单元 刀忭 红黑绿棕黄白 视 视 频频 信地 号线 人身安全报警主要作用是在原有的安全措施基础上增加一道安全防控措施， 当原安全措施出现疏漏时，及时提醒现场工作人员注意安全，确保工作人员不受 伤害。其工作原理是当列车进入红外线工作现场轨道，在一定的安全距离内，当 地面检测设备检测到来车信号时，由发射端装置发射人身安全报警信号，经接收 端装置接受做整流滤波处理后，传到监控端，在监控端屏幕显示报警信号，并发 出报警音响，电路原理图如图3 9 。 人身安全报警信号发射端由于远离接收端，供电采用电力电缆成本高，施工 难度大，更重要会给其他部门工作带来不安全因素，因此采用了太阳能电池+ 蓄电 池组( 2 4 v ) 供电方式，在有阳光时由太阳能电池给发射端供电并向蓄电池组充电， 在没有阳光时由蓄电池组向发射端电路供电，确保发射端全天候工作。 探 测 磁 钢 发送 图3 - 9 人身安全报替单元结构图 3 2 3红外线探测机远程启动单元 红外探测站主机经常会遇到死机现象，由于探测站无人值守，交通又不方便， 为了保证行车的安全，所以无论什么时间，什么气候下，只要探测站主机死机， 都要派人赶到现场重新启动探测站主机，给红外工作人员带来很多麻烦，增加单 位交通费用，同时延误时间给行车安全带来隐患，为了解决这一问题，我们在红 外远程监控系统中增加了远程启动功能，当探测站发生死机时，只要通过监控端 计算机接通该探测站系统，点击远程启动功能按钮，就可让现场控制端产生一个 2 0 0 m s 的正脉冲信号，经过放大驱动式继电器吸合，控制探测站主机复位启动，其 电路原理图如图3 - 1 0 ： 11一 厮a 虱旦朔 启 动 信 号 现 场 淼- 凼倒 控 j 制 端 l 继 探测站 rd 1 主机复 吧 器 位开关 图3 - 1 0 远程控制启动单元结构图 3 2 4自动除雪装置单元 冬天探测站探头附近积雪，严重影响红外探头探测效果，危及行车安全，为 此，传统做法是发动红外工作人员及值班人员坚守现场扫雪，2 4 小时不问断，特 别是夜晚，值班工作者不能睡觉，不定期清扫积雪，给行车、人身安全都带来极 多的隐患。为解决这一问题，本监控系统设置了自动除雪装置，只要在监控端屏 幕上点击除雪开关，探测站探头除雪装置就会自动开启，向风机电路加电( 2 2 0 v ) 。 列车通过时风动开关闭合，除雪装置自动工作，当不需要除雪时，只要在监控端 屏幕上点击“除雪关按钮即可。为了检测除雪装置是否工作，当除雪装置工作 时，向现场控制端反馈一个高电平，现场控制端检测到该高电平信号时，视除雪 装置工作，通过网络向监控端回送工作信号，监控端收到该信号时屏幕上的红灯 显示，否则显示绿灯，其电路原理图如图3 - i 1 ： 一监控端一 图3 1 1 自动除雪装置单元结构图 3 2 5设备检修记录及工作台帐录入单元 现有红外探测没有对各探测设备检修情况( 日检、周检、月检) 及相关台帐中 的技术参数进行监控的功能，需要管理人员不断地在沿线上巡检，实地检查各台 帐、记录的填写情况，十分不方便。因此，本监控系统在现场控制端计算机中增 加设备检修记录及工作台帐录入功能模块。此模块主要实现红外线日检、周检、 月检等技术参数的录入，探头定标数据录入、存储，同时对数据进行分析处理， 统计检修数据并进行打印，并且能够在监控端( 车辆段调度中心) 对每一个探测站 设备检修记录及相关技术参数进行调出查询。 4 红外线远程监控系统软件设计 该软件系统分为监控端和现场控制端软件两部分。 软件结构流程： 现场控制端负责每天的日检记录簿、每周的周检记录簿、每月的月 检记录簿录入与上传工作。同时负责红外线轴温探测系统硬件设备的故障、计 划检修报警与设备故障、计划检修的完成的录入与上传工作。监控端主要负责接 收来自现场监控端上传的数据，同时提供对来自各个站点的数据查询：每天的日 检记录簿、每周的周检记录簿、每月的月检记录簿，并提供远程启动、人 身安全报警及自动除雪功能。 软件设计要求： 考虑到从现场控制端向监控端服务器传输数据使用的是电话线路，所以采用 了高性能的数据传输系统。优点是：数据压缩率高，性能稳定，传输速度快等特点： 而所用的硬件设备：一根电话线，一块m o d e m ，就可以完成。监控端要实时监控来 自现场控制端的数据上传请求，以便确保每时每刻都能接受来自现场控制端上传 的数据。而现场控制端在录入的数据完成时就可以进行数据上传工作，也可以事 后，进行补充上传；上传的数据只包括当前所录入的数据。这就要求现场控制端， 在完成保存到本地计算机的时候同时生成临时文件，而临时文件的内容只包括当 前记录的数据，这样就做到数据传输量小的特点。监控端服务器在接受数据时， 会自动辨识现场控制端所传输的数据，同时把分辨后的数据保存到本地计算机( 服 务器) 的数据库中，以备以后数据查询、分析所用。如果监控端服务器接收到来自 现场控制端数据，分析时发现有设备故障记录，立刻启动报警装置。 软件环境要求： 监控端服务器：操作系统m i c r o s o f t w i n d o w s 2 0 0 0 s e r v e r f a m i l y 版，数 据库m i c r o s o f ts q l s e r v e r 2 0 0 0 专业版。计算机终端显示面板：大于或等于宽高 = 8 0 0 6 0 0 象素。 现场控制端：操作系统m i c r o s o f tw i n d o w s 2 0 0 0 。计算机终端显示面板： 大于或等于宽高= 8 0 0 6 0 0 象素。 4 1 监控端软件部分 监控端功能模块是红外线远程监控系统的核心部分，通过各个子功能模块和 主控程序可以实现对红外线探测站的图像监控：在计算机屏幕上显示人身安全报 警信号；自动除雪装置的开启和关闭，并将除雪风机工作状态反馈到监控端屏幕； 通过控制命令实现对探测站红外轴温探测设备的远程复位启动；对探侧站红外线 日、周、月检修一记录进行查询和存储，和对a e i 设备状况的查询存储。其功能 模块图如图4 - 1 ： 4 1 1电子地图 图4 - 1 监控端功能模块图 为了做到软件的界面友好性，方便易用性，功能强劲性，特意在主界面采取 了形象、方便的“电子地图 的管理模式，使人一目了然。“电子地图 包括使用 单位所管辖的所有红外线轴温探测站分布情况，其界面如下图所示。 韭盛奎适太堂堂些亟芏僮盐窑红赴线亟摧堕撞墨荭熟监遘址 l 、可以是真实的地理地图，或是图例。 2 、地图的各个站点，模仿实际的红外线轴温探测站点。 3 、提供站点的红外线轴温探测设备、a e 午号识别设备、轮对踏面故障检测 设备等状态的快捷显示。 当鼠标移动到每一个站点的时候( 注意：特指这些站点已经安装的红外线轴温 探测设备，另外这些站点的设备必频在本软件系统中己经维护) ，以快捷方式显示 红外线轴温探测设备相关信息( 设备当前工作状态、设备中修n 期、殴备大修h 期、 设备中修单位、设备大修单位) 和a e i 车导识别设备相关信息( 设备当前工作状态、 殴备检修开期) ， 4 、为了使软件更加通用性，易于普及。提供增加、修改( 坐标) 、删除红外线 韭巫窑盟_ 占望主些亟主堂垃盐至红盐塑亟捏监控丞筮毯仕地盐 轴温探测站点的功能。 考虑到软件更加通用性、普及性，所有的站点均可进行修改、删除。在软件 第一次运行时，次性把所有站点维护进本软件系统之后，在添加站点模块进行 添加站点操作，如发现某站点的坐标不正确可以在修改操作中对其坐标进行修 改，还可以删除多余或不想要的站点。 5 、红外线轴温探测设备、a e 车号识别设备、轮对踏面故障检测设备等基本 信息，当点击鼠标左键的时候，在电子地图的左边显示设备基本信息。 4 1 2基本信息维护 基本信息维护模块由“丁作人员信息维护”、“探测设备信息维护”、“部门信 息维护”和“站点信息维护”四个子菜单项组成，其界面如下图所示： 1 工作人员基本信息： 工作人员基本信息内容包括：“编码”、“姓名”、“性别”、“年龄”、“所属部门”。 其界面如下图： 韭塞窑煎点堂主些熊主室焦监窑堑盐竖重型堕燕基蕴毡挂垃让 醪醐戳黼瀚鞠豫蕊秽融f i 簖馘黼黼罐懿矧疆端幽幽国函露i 踊 l + j 晨墩如辩删啦护盔海目埴i 栅帮勃( 寸 一。 口西口。，醇蠢晦融甲 国9 毋 增加瞎馥豫职浦 ? 迪出 i 蝠玛j 蛙名 i 性别 军薷l 所茸部nl 盟1 4 豳 土木瓤弭 3 0 f 竹 控所 i l o l g卢伟勇 3 1 下行，i 幢所 i l o 扎 童嶂$ 2 7 下竹，懈所 f1 0 + 5脓扛异 4 7 下行列控所 1 0 2 6 * 唬畀 2 9 下行，i 捡所 其中“姓名”、“性别”、“年龄”、“所属部门”必须要求填写。“编码”是由计 算机自动生成。“住址”项可以填写，也可以不填写。 另外，提供“增加”、“修改”、“删除”、“取消”、“存盘”等命令按钮。在添 加新的工作人员时，首先点击“增加”按钮。软件系统将在编辑框的最后增加一 行，以供编辑使用。“编码”计算机自动填写。考虑到“性别”、“所属部门”内容 般比较确定，因此采用f 接选择框的录入方式，操作员只要将鼠标移动到“性 别”、“所属部门”栏点击鼠标左键，将会出现f 拉菜单，供选择，操作员只选 中其中一项，点击鼠标左键即可。录入完成可以进行保存所录入的记录，或点击 “取消”按钮，取消所录入的已录。 “修改”：如果需要修改某个员工的记录。只需用鼠标选择此员工的当前记 韭宝窑煎盍生童业亟堂垃监毫红址缝堑捏监控垂线挞挫丝让 录，然后点击“修改”已录，进入修改状态。修改已录如同添加新的记录操作方 式相同。修改完成之后，可以点击“保存”按钮，保存当前的修改。点击“取消” 按钮，取消所作的修改。 “删除”：删除多余或不想受的工作人员基本信息。在删除之前，系统将它弹 出询问对话框，询问操作人员是否确认删除当前记录，防止错删、误删。删除不 需要存盘。 “取消”：取消增加、修改的记录。 “存盘”：保存增加、修改的记录。 2 检测设备的基本信息 信息包括：红外线轴温探测设备基本信息、a e i 车号识别系统设备基本信息、 轮对踏面故障检测系统设备基本信息，其界面如下图： u 境( 蜘蓝$ 口息结护u 百向目 自十岫杆肋7 0 px 凸一。一凸 一 甲 口垌 增加取消 退出 缩号| 名崭! 型号厂窍 上叫 h t k3 9 1 9 1 暗彳t # 利v 其中红外线轴温探测设备基本信息包括：站点的序呼、站点名称、站点负责人 设备