无人值守电站视频监控解决方案

无人值守电站视频监控解决方案无人值守电站视频监控解决方案 一 一 系统目标分析系统目标分析 监控系统可以对监控现场进行实时的监视和控制 如果没有监控系统 在发生意外情 况时 特别是非法闯入 火 警 水警等 管理人 员无法获得这些往往影响重大的现场资 料 利用现有的高级图像 语音压缩技术和高速网络 实现远程实时图像监控使这一切迎 刃而解 用户对变电站监控系统的需求为以下几点 1 在开关所的开关室和控制室各安装摄像机 1 台 2 这两台摄像机为带云台变焦镜头的摄像机 3 不带语音处理 4 在开关所和总站各设监控后台一套 5 可同时观看和控制摄像机 6 录像功能包括人工启动和视频移动报警后的自动启动 7 多画面分割显示功能 8 在总站可同 时监视 9 个画面 9 将来增加前端摄像机 10 图像传输在 PAL 制 CIF 格式下达 25 帧 秒 11 图像质量无抖动 无变形 12 开关所与总站相距 700 米 13 采用光纤通信 14 支持 TCP IP 协议 15 发送端能够联接报警探头如门磁或红外探测器 16 以便实现联动报警 二 二 系统设计原则系统设计原则 在此方案设计中 以下原则贯穿于设计工作中的全部过程 1 可靠性原则 可靠性原则 监控系统的可靠性是监控系统具有实用性的前提 2 实时准确的原则 实时准确的原则 监控系统的基本功能就是将被监控对象 如动力设备 机房环境参数 监控系统本身 等 发生的事件在有限的时间内准确地反映上来 因此实时性与准确性的原则贯穿在系统设 计的各个方面 3 先进性与实用性相结合的原则 先进性与实用性相结合的原则 既要保证系统设计的先进性 以保护用户的投资在五年内保持先进 又要保证系统设计近 可能地实用 我们选用的设备都是经过实践 检验的成熟产品 同时还要顾及系统的总体 成本以及实际的气候 地理条件 4 灵活扩展原则 灵活扩展原则 为了使现有的系统在将来能够得到充分的利用 现有的投资在将来不被浪费 这就需要系 统有充分的 灵活的适应能力和可扩展的能 力 以便于系统将来的扩容与升级 5 便于维护原则 便于维护原则 这是为系统在使用过程中的实际需要考虑的 系统工程实施结束交付使用以后 应该便于 各种日常维护工作 能够方便地进行软件的 重新配置 系统的自检与恢复 硬件备品备 件的更换和软件系统的升级 6 安全性原则 安全性原则 安全性一直是网络及系统管理的薄弱环节之一 而用户对网络安全的要求又相当高 因此 安全性原则非常重要 监控系统中主要有以 下几大安全问题 数据的私有性 保护监控 系统的数据不被侵入者非法获取 授权 authentication 防止非法侵入者在监控系统上 发送错误信息 访问控制 控制对网络资源的访问 相应的 在本方案的网络结构 和软件设计的安全管理部分中包括了对授权机制 访问控制 加密和加密关键字的管理 另外还要维护和检查安全日志 在软件的功能中 安全管理是非常重要的一项 它的目的 是 防止未授权用户非法使用监控系统 避免由此造成的对系统的破坏或重要数据 如配 置数据 的泄密 或者进行未经授权的数据篡改 甚至直接对设备操作导致重大故障 因 此软件中提供了用户登录 注销管理 显示用户标识与权限 增加 删除用户标识 权 限及口令 观察操作历史记录 显示当前用户标识 值班日志管理等多项手段来保证系 统安全 三 三 技术方案设计技术方案设计 在许多远程视频监控系统的方案设计中 经常会遇到的问题是如何远程传输现场的模拟视 频监视信号 使用同轴电缆传输模拟视频信 号 在距离上会受到限制 超过几百米便需 要放大中继 因此 常规的视频监视系统只适合在一座建筑物内或一定区域范围内使用 此外 常规系统在一路同轴电缆上只能传输单一视频信号 传输控制信号和话音需要单独 敷设电缆 远距离传输视频的可行方法是将模拟视频信号数字化并压缩编码 在可利用的数字通讯线 路上传输 四 四 方案详述方案详述 4 1 系统组成系统组成 整个系统可分为两部分 前端设备和中心设备 4 1 1 前端设备前端设备 前端设备指位于开关所的开关室和控制室的所有设备 主要由云台解码器 摄像机 云台 镜头 网络视频编码器 NV2000 及各种 报警探测器等设备组成 1 云台解码器 云台解码器 云台解码器用于控制摄像机的焦距 光圈 景深和云台的俯仰和左右 使管理员能对现场 进行全方位 总体 细节的监控 解码器通 常采用 RS485 或者 RS422 控制方式 通过 不同编址 同一接口可实现对 256 个监控点的控制 2 摄像机 摄像机 摄像机的种类较多 常用的有普通工业摄像机和一体化球形摄像机 我国采用的摄像一般 为 PAL 制式 与我国的电视制式相同 625 行隔行倒相 25 帧 秒 用于监控的摄 像机为了能较长距离传输视频信号 一般采用复合视频输出 即亮度 彩色和同步等 信 号复合在一起传输 目前常用的摄像机一般采用 CCD 器件 有色彩逼真 噪声低 图像清晰 重量轻 寿命 长等特点 摄像机的主要指标为分辨率 常用线数表示 和信噪比 普通摄像机头必须加配镜头才能摄取图像 再配上云台就能转动和俯仰了 一体化摄像机 将云台 镜头和控制解码器做在了一起 采用微电机技术 一般采用 RS485 接口进行控 制 并具有预置功能 使用和安装都非常方便 可靠性也大大提高 3 网络视频编码器 网络视频编码器 NV2000T 网络视频编码器是前端系统的核心 主要负责图像采集 压缩编码和通信 来自摄像机的 视频信号不能用于数字传输 必须经数字化 处理 才可能在数字信道 网络 上传输 但直接的数字化 会产生 10 100Mbps 以上的图像数据 直接用于传出是不现实的 图像 的数字压缩编码能大大降低数字量 从而使信号能在现有的信道条件下传输 编码器就是 将输入的模拟视频信号进行数字化和压缩编码处理 使码率降低到 128Kbps 15Mbps 再 通过通信接口经网络发送到服务器或监控终端 编码器同时接收各种报警信号 将报警信号与视频等信号附在一起传输到服务器和监控终 端 另一方面 编码器接收来自服务器和监控终端的控制 布防等信号 通过其他设备实 现视频切换控制器 摄像机 灯光 警笛等的控制 和报警器的布防和撤防 例如可以将门磁或红外探测器的报警探头与 NV2000T 的报警输入相连接 实现报警装置 与相应摄像机联动 一旦有人闯入或发生异常情况就报警 同时自动切换摄像机 并自动 启动录像机进行录像 主控监视画面切换 4 1 2 中心设备中心设备 监控中心设备主要有 监控主机 视频服务器 管理服务器 PC 等设备 1 管理服务器 管理服务器 管理服务器是整个数字图像监控系统的管理和信息处理中心 主要用于用户授权 系统操 作记录 系统报警记录等 这种集中式系统管理方式可大大简化管理操作 2 监控主机 监控主机 监控主机可以与管理服务器合并为一台 PC 机 监控主机是一台具有以太网连接 基于 WINDOWS 操作系统并安装专用图像监控软件的 工控计算机或普通 PC 机 监控主机是操作人员操作的终端 必须具有使用方便 界面友好等特点 DN2000 系统的 监控主机软件是基于 WINDOWS 操作系统的 完全符合上述要求 3 视频服务器 视频服务器 可以根据需要有选择的 把实时的运动的监控图像保存到硬盘上 纯软件解决方案 无需 硬件解码 4 PC 通过管理服务器认证的在局域网上的任意一台装有视频监控软件 IPView 的 PC 都可以 监控任意一个监控点 4 2 系统拓朴结构图系统拓朴结构图 4 3 设备连接图 前端设备配置及功能 后端设备配置及功能 设备连接图 前端设备配置及功能 后端设备配置及功能 4 4 系统说明系统说明 随着科学技术的不断发展 传统的管理模式和手段已经发生了深刻的变化 现代监控系统 作为现代化管理的一个重要手段 从一开始 出现 就受到广泛关注 随着科学的进步 其应用范围也不仅仅是企业内部的工业图像监控 而是集图像 声音 控制 数据 报警 的等多媒体信息的收集 传输和处理为一体高科技系统 特别是通信事业发展 数字综合 业务信息网络的建立 使得远距离 高保真 多元化的现代监控系统的建立成为可能 本系统的设计 由于采用了最新的全数字化多媒体信息的收集 处理和传输技术和产品 其产品及由其所构成的系统完全符合国际 ITU 的相关标准 从而具有很高的先进性 可 靠性 实时性 另外 由于系统采用了模块化设计 因而用户可随时根据自身发展的需要 来进行扩充 可最大限度地保护用户的投资 按照用户技术要求 使得系统具有技术先进 运行可靠 系统成熟 扩充性强 图像清晰 功能完备等特点 系统能够提供的功能有 4 4 1 图像功能图像功能 1 远程图像监视 远程图像监视 采集各监控点的视频图像 经过压缩编码传输到监控中心 具有远程控制的能力 能够根 据监控中心发来的命令控制视频切换 控制 镜头聚焦 近景 远景 控制云台上 下 左 右和自动巡视动作 任意一个监控终端经授权 都可监视来自前端摄像机的图像 不 受距离限制 只要有通信网络或以太网相连 2 多点监视一点 多点监视一点 多个监控终端可同时监视同一前端 控制权自动协商 3 一点监控多点 一点监控多点 一个监控终端可同时监控多个前端 即在计算机屏幕上多画面显示 且每个画面的图像实 时活动 4 摄像机预置 摄像机预置 可采用带预置功能的云台镜头一体化摄像机 对于每个要监视的目标 可预先将其方位 聚焦 变焦等参数存入预置位 从而可方便 地监视这些目标 也可用这些预置点进行自 动扫描巡视 5 数字录像 数字录像 任一监控终端都具有数字硬盘录像功能 对于设置为视频服务器的监控终端 还具有硬盘 报警录像功能 即由报警信号自动启动录像 根据软件设定完成监视系统告警的屏蔽和 告警的联动 包括图像的联动显示 录像机联动录像 6 远程图像传输质量远程图像传输质量 在用户提供的网络通道上 达到 CIF 分辨率 352 288 象素 时 25 帧 秒 在主观 上无任何动画感 图像清晰细腻 延时小 4 4 2 报警功能报警功能 1 安防报警 安防报警 系统可配置各种安防报警装置 如红外报警器 超声 次声报警器 微波 激光报警器 双鉴探测器 电子围栏 震动报警器等 报 警信号直接输入前端 DN2000 编码器 2 视频报警 视频报警 视频报警包括视频丢失报警和视频运动报警两种 一旦摄像机损坏或被窃或断线等 引起 视频信号丢失 就会引起报警 对于设定的 视频报警区域 一旦有运动目标进入或图像 发生变化 也会引起报警 3 警视联动 警视联动 一旦出现警情 如有非法闯入或发生火警 系统立即启动现场警笛 并自动切换到相应摄 像机 对有预置功能的摄像机 还能自动转 到相应预置点 前端主机同时主动连接报警 服务器 可将某一值班人员使用的操作终端设为报警服务器 并在给服务器上推出报警 点画面 同时给出报警声音并启动数字录像 4