无人值守变电站视频监控系统.doc

第 #( 卷VQ4%(第 & 期94&!% 年 ! 月WC?4 !%电子设计工程TQCMGHM UCIA TACCH= 视频压缩编码技术变电 站 视频 监 控 系统 的 最 主要 的 功 能 就 是 实 现 对 前 端 变电 站 的 环境 及 实 际图 像 进 行自 动 监 视% 告 警 和 记 录 ! 存 储& 由于图像的原始数据量较大#只有经过压缩编码后才能 在现有的通讯网上进行传输并存储记录到硬盘上# 所以图像压缩处理技术是变电站遥视系统最关键的技术& 因网络传输 业务量随着变电站的增加而大量增加#如果图像压缩标准选 择不当#将严重威胁计算机网络的安全&目前最新的编解码标准 .4!0*X6V+ 是 1YT:8* 的第 #7 部 分 # 简 称 .4!0* Z%8!& .4!0* 标 准 中 有 很 多 优 点 # 如 统 一 的 V+ 符号编码#高精度%多模式的位移估计#基于 * 块的整 数变换% 分层的编码语法等& 在同等的图像质量条件下#.4!0* 的压缩率比 1YT:8* 高 %#! 倍# 比 .4!0& 节约 左 右 的码率& 同时它满足不同速率%不同解析度以及不同传输场 合或存储的需要#而变电站监控系统需要对多个分散的场所 进 行 监 控# 要 求 较 高的 图 像 质量 和 一 定的 实 时 性# 因 此 本 系 统采用 .4!0* 对视频信号进行压缩&=? 流媒体传输方式流媒体传输方式Z&有单播%广播和组播 & 种方式& 单播是 在发送方和每一接收者之间建立独立的数据信道& 如果只有 少量客户端访问#不会造成堵塞问题& 但是#当有大量的用户 需要 同 一 份数 据 包 的拷 贝 时 # 容易 造 成 网络 堵 塞 广播 是 指 在 3Y 子网内广播数据包# 所有在子网内部的主机不管用户 是否需要都将收到这些数据包#极易引起广播风暴而且安全 性不 高 # 同 时广 播 数 据不 能 越 过路 由 器 # 从而 使 位 于不 同 网 段的机器不能接收到广播消息组播是一种允许一个或多个!%!桑小兵 视频监控系统在无人值守变电站的应用发送者发送单一的数据包到多个接收者的网络技术! 组播源 把数据包发送到特定组播组而只有属于该组播组的地址才 能接收到数据包! 组播可以大大节省网络带宽克服了单播 和广播两种传输方式的缺点适合要求规模化和短时延的视 频监控系统! 变电站视频监控系统结构变电 站 视频 监 控 系统678 由 分 站系 统 # 通 讯 系 统 和 主 站 系统 9 大部分组成! 远程各分站的图像视频信号由视频网络编 码器采集压缩成数字信号经 :! 或 ;8后进行播放! 主站系统当地图 像可由视频网络编码器直接接入系统局域网图像数据通过 以太网传输到需要显示的工作站上! 系统结构如图 ! 所示!# 分站系统分站 系 统 主要 由 电 视监 控 设 备# 视 频 网 络 编 码 器 # 解 码 器#视频分割器#当地监视器及其他可选附加设备等构成!$%$ 分站系统的主要功能图 ! 变电站视频监控系统结构图#$% ! &()*)(+ ,#-$(-. /0 1)21-#/3 4#,+/ ./3#/(#3$ 151+.输#音频信号采集压缩与传输#云台镜头控制#报警信号检测!图像传输 将摄像机和麦克风采集的音视频信号进行 处 理 $ 视频 切 换 # 多画 面 分 割% 将 处 理 后的 模 拟 音视 频 信 号 数字化压缩并将压缩后的图像数据传输到主站!?!远程控制 接收主站系统的远程指令 根据指令要求 切 换 视 频源 或 对 云台 和 镜 头等 监 控 设备 或 其 他开 关 设 备 进 行控制!9!全天录像 视频网络编码器可进行全天 ?7 小时不间 断录 像 硬 盘空 间 占 满后 将 自 动覆 盖 以 前图 像 用 户可 根 据 需要回放录像并剪辑输出到 盘等备份设备里!7!自动报警 分站的某一监控点有报警信号时 自动将 视频输入切换到该报警点并立即把报警信号及相应图像传 送到主站端视频网络编码器同时可启动移动侦测录像或者 报警录像!$! 分站系统的主要设备!电视监控设备 电视监控设备主要包括各种类型的摄 像机 $ 固定 摄 像 机# 带 云 台 普通 摄 像 机# 一 体 化 球形 摄 像 机 和无线摄像机%#各种报警探测器$红外防盗报警器# 红外测 温仪 # 烟 感 温度 报 警 器和 气 体 泄漏 报 警 器% 以 及 灯 光和 警 笛 等其他相关专用设备!?!视频网络编码器 视频网络编码器是监控前端的核心 设 备 集成 了 视 频信 号 数 字化 与 压 缩# 压 缩 图 像数 据 网 络传及处理#!A 或 B 画面分割及图像动态检测#移动侦测录像#定 时录像#报警录像等功能!视频 网 络 编码 器 图 像 传 输 端 口 具 有 ? 种 模 式C :! 口 和 以太网口! 端口模式选择通过软件配置不需要跳线或拨码 开关! 传输端口配置成以太网口模式可直接与光端机以太 网口 连 接 中间 不 需 要任 何 转 换设 备 也 可以 与 以 太网 集 线 器相连接入以太网! 视频输出接口可以接监视器以供本地 监控视频信号可以在 !A 路视频输入中选择! 其中主上传通 道接至视频切换器的输出口以便远程图像切换和分割& 对云 台 摄 像 机及 镜 头 的控 制 # 灯 光开 关 的 控制 均 通 过解 码 器 实 现视频网络编码器与各云台镜头控制解码器之间通讯采用 D&E7F 总线结构& 报警信号接至视频网络编码器的输入端 口 同时 接 收 视频 网 络 编码 器 发 送的 联 动 控制 命 令 控制 联 动设备一台视频网络编码器最多可接 !A 个报警信号输入& 所 有 摄像 机 的 视频 输 出 信号 都 通 过各 自 独 立的 视 频 电 缆 接 至视频网络编码器的各个视频输入端一台视频网络编码器 最多可接 ! 台摄像机!9!解码器 解码器里集成了云台镜头控制器和灯光控制 器接收视频网络编码器的控制命令对云台和摄像机实施控 制 有室 内 # 室 外# 球 机 9 种 型号 的 云 台控 制 器 & 通过 灯 光 控 制器可进行远程开光灯操作!G!电子设计工程!#$ 年第 % 期8#视频分割器 为了节省带宽!变电站的图像通过一路 主通道上传!分站端就要增加视频分割器 它的输出口与视 频网络编码器的主上传通道相连!主站端通过一个窗口浏览 该站图像!视频分割器方便用户进行图像切换和分割 它有$9 路和 : 路两种型号!与 $9 路和 : 路视频网络编码器相对应! 通讯系统!# 网络结构远程 控 制 前端 的 视 频网 络 编 码器 与 主 站 系 统 以 太 网 远 程桥接器之间!采用光纤接口#;$ 口$连接% 主站系统用以太 网远 程 桥 接器 与 交 换机 相 连 ! 接入 主 站 端的 系 统 网络 &9?%! 网络性能网络 硬 件 设备 采 用 先进 的 进 口设 备 ! 确 保 稳 定 ( 可 靠 与 安全!具有强抗干扰能力% 网络结构具有良好的可扩展性!可 以根据日后的需要灵活地增加配置% 网络提供多种方式的接 口!可方便地与现有设备相连!避免资源浪费%!$ 主站系统主站系统一般设在办公大楼! 由以太网远程桥接器( 网 络交换机(系统服务器和系统工作站组成% 主站系统结构如 图 ! 所示%图 ! 主站系统结构图&() ! *+,-.+-,/ 01(,12 34 536+ 676+/2$# 系统服务器 系统服务器的主要功能是启动图像上传( 转 发 工作 站 命 令( 远 程 录 像回 放 ( 处 理多 个 监 控客 户 终 端的 任务调度(监控终端用户访问控制(报警处理(系统数据库管 理以及远程操作视频网络编码器%!#系统工作站 监控工作站微机配置在主控机房( 调度 室 ( 主 管 领导 办 公 室和 其 他 相关 单 位 ! 安装 图 像 监控 用 户 端 软件% 监控工作站用户必须由系统管理员在系统数据库中注 册!根据职责授予不同的权限和控制优先级% 用户通过用户 名和 口 令 登陆 系 统 ! 在系 统 管 理员 授 予 相应 的 权 限下 ! 可 获 得图像 监 视( 语 音 对 讲( 远 程 控 制( 录 像 ( 照 像以 及 语 音报 警 功能%#以太网远程桥接器 主站系统局域网通过以太网远程 桥与多个远程监控前端实现双向数据通讯!以太网桥接器具$B!有 $A#BB C16/ DE 接 口 和 标 准 的 ;# 接 口 ! 提 供 FGH 和 IGH 之间的桥接!实现以太网和广域网数据流的双向转发! 可与远程监控分站的视频编码器同时进行数据通讯! 实现帧 过渡(地址表维护(流量控制等多项功能%8#网络交换机 主站系统局域网采用 $BJ$ 以太网交 换机! 划分为 % 个 KFGH 区!$!$! 口用作接收分站端视频数 据!$%!$9 口接视频服务器!$L! 口接调度网或 L;JGH D9 KFD; C8GD FD98;DK89: LHL;F DK LJ#L;8D9 ()*+%9L;KJF9;8D9IV9DAD:HQ ,-Z%0,&_,P1,Z+(,* 穆战松! 黄挚雄+ 基于4+,P2的远程数字视频监控系统()*+计算机与数字工程!,-P!2%/&_0/P10/.+f RV9!LD9:Q4fS56 RV8!W8D9:+ S KFD; C8GD FD98;DK89: LHL;F #LG D9 4+,P2 ()*+ 3DFEJ;K 9G B8:8;A&9:89K89:!,-P!2%/&_0/P10/.+(/* 何小海!滕奇志+ 图像通信(*+西安$西安电子科技大学出 版社!,-$/,Y1/+(2* 彭强!杨天武!陈维荣!远程视频监控系统中的解码技术及 显示控制策略()*!电力系统自动化!,-,!,P%.&$PP+N&56 b89:Q?S56 89!OJQ34&5 8!KD9:+ X8GD GIDG89: 9G G8LEAH ID9;KDA ;VIV98cJL DK G8L;K8#J;G KFD; C8GD FD98;DK89: LHL;F ()*+ SJ;DF;8D9 D &AI;K8I NDOK UHL;FL!,-,!,P%.&$PP+(* 唐慧明! 张健!变电站远程图像监控系统设计()*!电力系统自动化!,-0!,%Y&$P+S56 4J8!F89:QRV9: )89+BL8:9 D C8GD LJKC8AA9I LHL;F DK LJ#L;8D9 ()*!SJ;DF;8D9 D &AI;K8I NDOK