三星視頻服務(wù)器SNS-100P在無(wú)人值守變電站監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用.doc

三星視頻服務(wù)器SNS-100P在無(wú)人值守變電站監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用一 概述近年來(lái)，隨著電力系統(tǒng)管理體制的深化改革，變電站的自動(dòng)化技術(shù)也不斷進(jìn)步，目前很多變電站，特別是110KVA以下變電站已逐步實(shí)現(xiàn)無(wú)人值班或值守。另一方面電力公司各部門、各單位也都有了相應(yīng)的專用網(wǎng)絡(luò)，隨著發(fā)電企業(yè)網(wǎng)絡(luò)的全面改造，對(duì)于變電站，除了常規(guī)的自動(dòng)化系統(tǒng)之外，遠(yuǎn)程視象/環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)已逐步成為為無(wú)人值班變電站新增的而且是一個(gè)十分必要的自動(dòng)化項(xiàng)目，是其他自動(dòng)化手段所不可替代的。通過(guò)遠(yuǎn)程視象/環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)，安全值班人員、企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)可以隨時(shí)對(duì)電站的重點(diǎn)部位進(jìn)行監(jiān)控和監(jiān)視，以便能夠?qū)崟r(shí)、直接地了解和掌握各電站的安全情況，并及時(shí)對(duì)發(fā)生的情況作出反應(yīng)。這里，我們使用三星電子的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控設(shè)備：網(wǎng)絡(luò)發(fā)送器SNS-110P為主體對(duì)無(wú)人值守電站的監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì)，以期滿足無(wú)人值守電站的監(jiān)控需要。監(jiān)控流程的實(shí)現(xiàn)目標(biāo)：現(xiàn)場(chǎng)圖像設(shè)備經(jīng)過(guò)三星網(wǎng)絡(luò)發(fā)送器SNS-110P采集編碼，并將編碼后的數(shù)據(jù)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)奖O(jiān)控中心，監(jiān)控中心接收編碼后的視頻數(shù)據(jù)和監(jiān)控?cái)?shù)據(jù),進(jìn)行監(jiān)控、存儲(chǔ)、管理，值班人員能夠及時(shí)了解現(xiàn)場(chǎng)情況，并且網(wǎng)絡(luò)上授權(quán)用戶都能觀看。網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)施為提高整個(gè)電力企業(yè)的安全生產(chǎn)管理，為推動(dòng)發(fā)電企業(yè)的管理逐步向自動(dòng)化、綜合化、集中化、智能化方向發(fā)展提供有力的技術(shù)保障。二 需求分析常規(guī)意義上的三或四遙系統(tǒng)，是調(diào)度自動(dòng)化的主要內(nèi)容；它們是實(shí)現(xiàn)變電站無(wú)人值班或值守的必要條件。但僅僅依靠調(diào)度自動(dòng)化的現(xiàn)有技術(shù)手段，實(shí)現(xiàn)變電站的無(wú)人值班或值守是不完善的，這是因?yàn)樽冸娬臼侵攸c(diǎn)電力生產(chǎn)場(chǎng)所，安全要求非常高，為了保證安全，應(yīng)對(duì)環(huán)境狀況、設(shè)備運(yùn)行、文明生產(chǎn)等各類情況加以監(jiān)視。特別是要防范火災(zāi)、爆炸、泄露、失竊以及惡意破壞等，對(duì)安全生產(chǎn)構(gòu)成極大威脅的情況加以監(jiān)視。只有這樣，才能切實(shí)提高實(shí)行無(wú)人值班或值守之后的變電站的安全水平。以視頻監(jiān)控為核心的環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)，它可以包含各類報(bào)警信號(hào)（如紅外、運(yùn)動(dòng)、門磁、聲音、震動(dòng)、微波、溫度、濕度等），經(jīng)中央單元的處理，進(jìn)行視頻錄像，并聯(lián)動(dòng)各類行動(dòng)輸出（如警號(hào)、鎖具、消防設(shè)備等），經(jīng)過(guò)進(jìn)一步開(kāi)發(fā)，可以較好地應(yīng)用于無(wú)人值班變電站。對(duì)于常規(guī)的視頻監(jiān)控系統(tǒng)或者叫工業(yè)電視系統(tǒng)，不具備上述功能，使得它不適用于變電站的遠(yuǎn)程視象/環(huán)境監(jiān)控；此外，它的信號(hào)傳輸范圍有限（通常為一公里范圍內(nèi)），并且需要有專人負(fù)責(zé)操作和管理；而變電站數(shù)量多、分布廣，每個(gè)變電站安裝一套工業(yè)電視系統(tǒng)并安排專人值守有悖于無(wú)人值守的初衷。因此，將一個(gè)地區(qū)的數(shù)個(gè)甚至是幾十個(gè)變電站，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程視象/環(huán)境監(jiān)控設(shè)備統(tǒng)一管理起來(lái)，建立一個(gè)集中式的遠(yuǎn)程視象/環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)是解決變電站視頻監(jiān)控的合理方法。1、 通過(guò)視頻監(jiān)控、安防系統(tǒng)，便于安全值班人員以及公司領(lǐng)導(dǎo)實(shí)時(shí)地掌握整個(gè)電力企業(yè)重點(diǎn)部位的工作情況，提高安全管理水平。2、 通過(guò)視頻監(jiān)控結(jié)合遠(yuǎn)程和本地人員操作經(jīng)驗(yàn)的優(yōu)勢(shì)，避免誤操作。對(duì)于變電站的設(shè)備檢修工作或事故處理過(guò)程，可以提供錄像記錄手段，為事后分析事故原因和事故處理過(guò)程，提供可靠的依據(jù)。3、 通過(guò)視頻監(jiān)控、燈光聯(lián)動(dòng)、環(huán)境監(jiān)測(cè)監(jiān)視現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的運(yùn)行狀況，起到預(yù)警和保護(hù)作用。4、 對(duì)變電站存在大量的常規(guī)表計(jì)和室內(nèi)外設(shè)備，在調(diào)度或集控站端對(duì)其進(jìn)行直觀監(jiān)視。5、 對(duì)于每一次大型的設(shè)備檢修標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)，其過(guò)程都是一部很好的生產(chǎn)培訓(xùn)資料。有了變電站網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程監(jiān)視系統(tǒng)，培訓(xùn)工作可以在任何一個(gè)遠(yuǎn)程終端實(shí)時(shí)收看以及進(jìn)行研討，增強(qiáng)了生產(chǎn)培訓(xùn)效果，提高培訓(xùn)工作效率。6、 配合其他自動(dòng)化系統(tǒng)的工作。三 系統(tǒng)特性本套遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)是基于具有嵌入式操作系統(tǒng)平臺(tái)的三星網(wǎng)絡(luò)發(fā)送器SNS-110P，采用先進(jìn)的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)開(kāi)發(fā)的性能卓越、功能完備的新一代遠(yuǎn)程視頻/環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)。系統(tǒng)采用標(biāo)準(zhǔn)的互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議，能架構(gòu)在局域網(wǎng)、廣域網(wǎng)和無(wú)線網(wǎng)絡(luò)之上，可以與各種類型的不同的以太網(wǎng)設(shè)備無(wú)縫連接。系統(tǒng)無(wú)須鋪設(shè)專用的視頻和控制電纜，授權(quán)用戶可在網(wǎng)絡(luò)的任何計(jì)算機(jī)上對(duì)監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)監(jiān)控（接一路視頻的情況下），同時(shí)能與本地信息網(wǎng)絡(luò)線路緊密結(jié)合，真正做到一網(wǎng)多用。1、 系統(tǒng)具有強(qiáng)大的監(jiān)控報(bào)警功能本套遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)具有實(shí)時(shí)監(jiān)控（接一路視頻的情況下，網(wǎng)絡(luò)帶寬有直接關(guān)系）、報(bào)警監(jiān)控和錄像等功能，可根據(jù)用戶的實(shí)際情況和現(xiàn)場(chǎng)要求，進(jìn)行靈活配置，使系統(tǒng)能更充分的適應(yīng)用戶監(jiān)控的需要。報(bào)警可與環(huán)境、視像聯(lián)動(dòng)。錄像方式則有實(shí)時(shí)錄像和定時(shí)錄像等設(shè)置。只需在監(jiān)控中心設(shè)立一臺(tái)FTP服務(wù)器進(jìn)行錄像視像的存儲(chǔ)和統(tǒng)一管理。2、 適合網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化的監(jiān)控要求系統(tǒng)采用標(biāo)準(zhǔn)的TCP/IP協(xié)議，能架構(gòu)在局域網(wǎng)、廣域網(wǎng)和無(wú)線網(wǎng)絡(luò)之上。本套遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)軟件采用B/S（Brower/Server）結(jié)構(gòu)，可將分布在不同地點(diǎn)的攝像機(jī)集中管理（一臺(tái)網(wǎng)絡(luò)發(fā)送器最多可接4只攝像機(jī)），分散在網(wǎng)絡(luò)中不同地點(diǎn)、不同使用權(quán)限的用戶可同時(shí)監(jiān)控同一現(xiàn)場(chǎng)，也可以任意選擇其他監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)，各用戶監(jiān)控不受影響，真正做到多層面、全立體的監(jiān)控。3、 同時(shí)支持多種控制協(xié)議本套遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)同時(shí)支持多家知名品牌的控制協(xié)議，包括PELCO、三星電子、Sungjin電子通信：CPU接收器等的控制協(xié)議。4、 率先采用View in One技術(shù)，最多一個(gè)LINUX服務(wù)器可帶32路視頻，并使用WebTX Smart Viewer進(jìn)行統(tǒng)一管理和監(jiān)看。本套遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)在國(guó)內(nèi)率先采用View in One技術(shù)?？捎靡慌_(tái)Linux服務(wù)器連接處于互聯(lián)網(wǎng)或局域網(wǎng)內(nèi)的4臺(tái)網(wǎng)絡(luò)發(fā)送器，并提供給處于互聯(lián)網(wǎng)或局域網(wǎng)上的遠(yuǎn)程用戶監(jiān)看，最多可連接32路視頻，大大滿足大型監(jiān)控用戶的監(jiān)控需要。5、 圖像清晰 ，適合在低帶寬環(huán)境下運(yùn)行圖像壓縮采用JPEG/M-JPEG標(biāo)準(zhǔn)，圖像存儲(chǔ)格式為JPEG,圖像清晰度高。JPEG/M-JPEG圖像格式可自動(dòng)適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，根據(jù)帶寬變化自動(dòng)調(diào)節(jié)圖像傳輸速度，尤其適合在低網(wǎng)絡(luò)帶寬環(huán)境或者多路由的環(huán)境，圖像的失真度小。6、 嵌入式技術(shù)穩(wěn)定性高三星網(wǎng)絡(luò)發(fā)送器SNS-110P采用先進(jìn)的嵌入式操作系統(tǒng)RTOS（實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)），設(shè)備采用RISC CPU，視頻處理速度快，穩(wěn)定性極高。并具有自動(dòng)恢復(fù)功能，當(dāng)前端發(fā)生掉電后，可自動(dòng)啟動(dòng)，無(wú)需人工維護(hù)。 7、 操作簡(jiǎn)便客戶端為標(biāo)準(zhǔn)的Internet瀏覽器，操作界面全部為中文可視化界面，用戶可根據(jù)清晰的中文功能提示，實(shí)現(xiàn)全部的監(jiān)控操作。用戶在實(shí)時(shí)監(jiān)控過(guò)程中，可利用鼠標(biāo)移動(dòng)對(duì)屏幕上的上、下、左、右控制鍵控制攝像機(jī)運(yùn)動(dòng)，當(dāng)您連接的是三星的智能快球攝像機(jī)時(shí)，您可以通過(guò)預(yù)設(shè)控制點(diǎn)的方法來(lái)達(dá)到讓鏡頭快速移到指定位置，以方便您快速捕捉定點(diǎn)的影像，輕松完成監(jiān)控工作。8、 遠(yuǎn)程系統(tǒng)維護(hù)和系統(tǒng)管理三星網(wǎng)絡(luò)發(fā)送器SNS-110P提供遠(yuǎn)程WEB訪問(wèn)管理功能，管理員不必到達(dá)設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)，就可修改設(shè)備的各項(xiàng)參數(shù)，提高的設(shè)備維護(hù)效率。同時(shí)，管理員可遠(yuǎn)程增加、刪除、修改用戶、監(jiān)控預(yù)設(shè)點(diǎn)、用戶的控制權(quán)限、錄像時(shí)間和報(bào)警等信息。當(dāng)這些信息修改之后，管理員不用對(duì)客戶端進(jìn)行維護(hù)，用戶只要在重新登錄系統(tǒng)一次，即可得到管理員重新分配的信息，大大的減輕管理人員的軟件維護(hù)工作量。9、 設(shè)備簡(jiǎn)單，便于施工通過(guò)使用三星網(wǎng)絡(luò)發(fā)送器SNS-110P和其他配套設(shè)備，極大的簡(jiǎn)化了監(jiān)控系統(tǒng)中可能涉及的設(shè)備種類和數(shù)量，它完全取代了模擬監(jiān)控系統(tǒng)中的視頻矩陣、切換器、畫面分割器、字符疊加器等需要配合使用才能實(shí)現(xiàn)的功能，不僅減少了調(diào)試設(shè)備的施工周期，同時(shí)較少設(shè)備的使用，可提高整體系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，減少日后維護(hù)設(shè)備的難度。10、 易于與現(xiàn)有信息系統(tǒng)結(jié)合電力系統(tǒng)企業(yè)內(nèi)聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)，近兩年正在快速開(kāi)展。目前，這個(gè)系統(tǒng)專網(wǎng)無(wú)論在覆蓋范圍、通道帶寬、運(yùn)行穩(wěn)定可靠性上均達(dá)到了前所未有的水平，與國(guó)內(nèi)其它行業(yè)的專網(wǎng)相比，規(guī)模和性能也是名列前茅的。更好地利用這份寶貴的資源，可以使企業(yè)的安全生產(chǎn)、節(jié)約增效以及各項(xiàng)管理工作，提高到一個(gè)新的水平。系統(tǒng)采用的是一種標(biāo)準(zhǔn)的WEB服務(wù)器的形式，具有很強(qiáng)的開(kāi)放性和兼容性，完全能與電力系統(tǒng)的信息網(wǎng)絡(luò)線路方便地聯(lián)網(wǎng)，信息網(wǎng)絡(luò)線路內(nèi)的用戶只要使用標(biāo)準(zhǔn)的Internet瀏覽器即可進(jìn)行圖像監(jiān)控,無(wú)需任何設(shè)置，避免重復(fù)投資。11、 良好的可擴(kuò)展性系統(tǒng)前端采用的三星網(wǎng)絡(luò)發(fā)送器SNS-110P在設(shè)置好IP地址后，可以方便地接入到以太網(wǎng)絡(luò)中。在監(jiān)控中心和任意客戶端不需要進(jìn)行任何設(shè)置，本系統(tǒng)不限制用戶訪問(wèn)數(shù)量，用戶可利用互聯(lián)網(wǎng)瀏覽器，使用辦公微機(jī)隨時(shí)隨地監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境。四 系統(tǒng)主要功能 變電站的遠(yuǎn)程視象/環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)際上是一個(gè)以多媒體技術(shù)為核心，涵蓋了工業(yè)控制、通訊、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的較為復(fù)雜的綜合系統(tǒng)。它主要完成對(duì)變電站環(huán)境空間的安全防范監(jiān)控，可以對(duì)必要生產(chǎn)設(shè)備實(shí)現(xiàn)可視化管理甚至校驗(yàn)。同時(shí)具備集中性和遠(yuǎn)程性（即一個(gè)監(jiān)控中心可以同時(shí)管理十幾個(gè)甚至上百個(gè)變電站，并且不受距離的限制）。變電站遠(yuǎn)程視象/環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)的主要功能分為以下幾個(gè)部分： 1、 實(shí)時(shí)視頻監(jiān)控： 在監(jiān)控終端上，接收來(lái)自變電站的實(shí)時(shí)圖像；選擇不同的攝像機(jī)；遙控云臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)；遙控?cái)z像機(jī)的鏡頭，如變焦、聚焦等；2、 集中式數(shù)字視頻錄像： 支持網(wǎng)絡(luò)FTP數(shù)字視頻錄像，如計(jì)劃錄像、報(bào)警聯(lián)動(dòng)錄像等；在監(jiān)控終端上方便地檢索錄像，如按時(shí)間、地點(diǎn)、報(bào)警量等。3、 報(bào)警聯(lián)動(dòng)：事先設(shè)定報(bào)警聯(lián)動(dòng)關(guān)系，在發(fā)生報(bào)警時(shí)啟動(dòng)相應(yīng)設(shè)備。如煙感報(bào)警時(shí)啟動(dòng)消防裝置及錄像裝置。 4、 可視校驗(yàn)： 與常規(guī)四遙系統(tǒng)相配合，實(shí)現(xiàn)對(duì)某些必要的設(shè)備進(jìn)行可視化校驗(yàn)，其圖像還可方便地存入圖像數(shù)據(jù)庫(kù)中，作為歷史資料保存。 五 系統(tǒng)組成系統(tǒng)根據(jù)組網(wǎng)方式可分為監(jiān)控前端、監(jiān)控中心、監(jiān)控終端及通道傳輸設(shè)備四個(gè)主要部分，現(xiàn)在，分別加以介紹。 系統(tǒng)安裝一只網(wǎng)絡(luò)發(fā)送器和安裝八只網(wǎng)絡(luò)發(fā)送器的情況示意圖如下：圖一 配置一個(gè)網(wǎng)絡(luò)發(fā)送器時(shí)的系統(tǒng)示意圖圖二 配置八個(gè)網(wǎng)絡(luò)發(fā)送器共32路圖像時(shí)的系統(tǒng)示意圖系統(tǒng)安裝在E1線路上的示意圖： 圖三 基于E1接口的專網(wǎng)應(yīng)用1、監(jiān)控前端監(jiān)控前端主要由三星網(wǎng)絡(luò)發(fā)送器（含報(bào)警聯(lián)動(dòng)控制器）、攝像機(jī)（防護(hù)罩、攝像機(jī)、鏡頭、支架）、網(wǎng)絡(luò)集線器等主要設(shè)備組成。主要完成圖像的采集、編碼和傳輸、攝像機(jī)的控制和報(bào)警的輸入/輸出工作。2、監(jiān)控中心電廠監(jiān)控中心，主要由圖像監(jiān)控中心FTP服務(wù)器、圖像存儲(chǔ)FTP系統(tǒng)、監(jiān)控客戶終端等組成。主要完成現(xiàn)場(chǎng)圖像接收，用戶登錄管理，優(yōu)先權(quán)的分配，控制信號(hào)的協(xié)調(diào)，圖像的實(shí)時(shí)監(jiān)控，錄像的存儲(chǔ)、檢索、回放、備份、恢復(fù)等。監(jiān)控中心監(jiān)控界面顯示情況如下（圖四、圖五、圖六）：圖四 客戶端集成監(jiān)控界面 圖五 IP設(shè)置界面 圖六 時(shí)間表設(shè)置界面3、監(jiān)控終端 在值班室安裝一到數(shù)臺(tái)監(jiān)控客戶機(jī)（電腦），用IE瀏覽器即可監(jiān)控觀看（見(jiàn)圖七），同時(shí)也可以安裝一臺(tái)大屏幕顯示器（或背部投影機(jī)、等離子顯示器等），利用三星網(wǎng)絡(luò)發(fā)送器集成軟件的強(qiáng)大功能，可以在大屏幕上同時(shí)顯示出32個(gè)攝像機(jī)的畫面，類似于電視墻的功能（如上圖四）。 圖七 單臺(tái)網(wǎng)絡(luò)發(fā)送器客戶端查看界面5、 通道傳輸設(shè)備這部分設(shè)備要根據(jù)通信通道選取。目前，主要有數(shù)字專線（有線或無(wú)線）、ADSL、ISDN、網(wǎng)絡(luò)（有線或無(wú)線）等幾種。要取得比較滿意的圖像質(zhì)量，通道帶寬建議在384Kbps以上。網(wǎng)絡(luò)發(fā)送器SNS-110P功能1、內(nèi)置RTOS，系統(tǒng)穩(wěn)定，免維護(hù)。2、內(nèi)置WEB SERVER，互聯(lián)網(wǎng)瀏覽界面，使用個(gè)人電腦通過(guò)因特網(wǎng)、局域網(wǎng)即可進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控。3、視頻輸入/輸出：4路 (自動(dòng)識(shí)別NTSC/PAL )。4、M-JPEG格式,畫質(zhì)高且可調(diào)，多種屏幕尺寸：?jiǎn)纹聊唬?04544,352272,176136）；四屏幕（4352272,4176136）；屏幕切換（704544,352272,176136）。5、網(wǎng)絡(luò)環(huán)境：支持10/100BaseT，Cable Modem，ADSL。6、最高幀數(shù)：25（單路、10BaseT網(wǎng)絡(luò)）。7、報(bào)警輸入：4路。8、云臺(tái)/鏡頭控制。9、用戶管理功能，安全鎖：管理者可利用身份證和密碼來(lái)管理用戶，用戶可利用密碼識(shí)別來(lái)進(jìn)入系統(tǒng)。10、其它控制功能：上、下、左、右/變焦/聚焦等遠(yuǎn)程監(jiān)控控制，能實(shí)現(xiàn)畫面輪巡功能11、容易更新軟件：通過(guò)因特網(wǎng)對(duì)軟件進(jìn)行更新。12、通過(guò)FTP實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程圖像傳輸、錄像與回放。13、多畫面監(jiān)視、遠(yuǎn)程報(bào)警及聯(lián)動(dòng)控制。SNS-110P規(guī)格參數(shù) 操作系統(tǒng)：PTOS視頻輸入：4CH,1.0VP,75歐姆,復(fù)合視頻信號(hào),遁環(huán)輸入,BNC型硬件CPU:32BIT RISC PROCESSORFLASH:2M BYTESDRAM:32M BYTEEEPROM:1M BYTE網(wǎng)絡(luò)界面：10/100BASE-T 乙太網(wǎng)電纜MODEM影像壓縮：MOTION JPEG通訊協(xié)議：TCP,IP,ARP,FTP.SMTP,DHCP,ICMP分辨率單畫面：704544，352272，176136四畫面：4352272，4176136屏幕切換：704544，352272，176136傳輸速度單畫面：最大25幀/秒(10BASE-T)(單用戶連接模式)四畫面：最大7幀/秒(10BASE-T)(單用戶連接模式)報(bào)警輸入控制4路報(bào)警輸入,1路輸出通知途徑:STMP:郵寄系統(tǒng),FTP(傳送JPEG圖像)PRE/PER報(bào)警:每個(gè)通道貯藏室存32個(gè)圖像串口控制RS232 1P