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

三星視頻服務(wù)器SNS-100P在無人值守變電站監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用一 概述近年來，隨著電力系統(tǒng)管理體制的深化改革，變電站的自動化技術(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現(xiàn)無人值班或值守。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，對于變電站，除了常規(guī)的自動化系統(tǒng)之外，遠(yuǎn)程視象/環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)已逐步成為為無人值班變電站新增的而且是一個十分必要的自動化項目，是其他自動化手段所不可替代的。通過遠(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)可以隨時對電站的重點部位進(jìn)行監(jiān)控和監(jiān)視，以便能夠?qū)崟r、直接地了解和掌握各電站的安全情況，并及時對發(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為主體對無人值守電站的監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計，以期滿足無人值守電站的監(jiān)控需要。監(jiān)控流程的實現(xiàn)目標(biāo)：現(xiàn)場圖像設(shè)備經(jīng)過三星網(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)控數(shù)據(jù),進(jìn)行監(jiān)控、存儲、管理，值班人員能夠及時了解現(xiàn)場情況，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)的實施為提高整個電力企業(yè)的安全生產(chǎn)管理，為推動發(fā)電企業(yè)的管理逐步向自動化、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)度自動化的主要內(nèi)容；它們是實現(xiàn)變電站無人值班或值守的必要條件。但僅僅依靠調(diào)度自動化的現(xiàn)有技術(shù)手段，實現(xiàn)變電站的無人值班或值守是不完善的，這是因為變電站是重點電力生產(chǎn)場所，安全要求非常高，為了保證安全，應(yīng)對環(huán)境狀況、設(shè)備運行、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，才能切實提高實行無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)，它可以包含各類報警信號（如紅外、運動、門磁、聲音、震動、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)動各類行動輸出（如警號、鎖具、消防設(shè)備等），經(jīng)過進(jìn)一步開發(fā)，可以較好地應(yīng)用于無人值班變電站。對于常規(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人值守的初衷。因此，將一個地區(qū)的數(shù)個甚至是幾十個變電站，通過網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程視象/環(huán)境監(jiān)控設(shè)備統(tǒng)一管理起來，建立一個集中式的遠(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)實時地掌握整個電力企業(yè)重點部位的工作情況，提高安全管理水平。2、 通過視頻監(jiān)控結(jié)合遠(yuǎn)程和本地人員操作經(jīng)驗的優(yōu)勢，避免誤操作。對于變電站的設(shè)備檢修工作或事故處理過程，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程，提供可靠的依據(jù)。3、 通過視頻監(jiān)控、燈光聯(lián)動、環(huán)境監(jiān)測監(jiān)視現(xiàn)場設(shè)備的運行狀況，起到預(yù)警和保護(hù)作用。4、 對變電站存在大量的常規(guī)表計和室內(nèi)外設(shè)備，在調(diào)度或集控站端對其進(jìn)行直觀監(jiān)視。5、 對于每一次大型的設(shè)備檢修標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)，其過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遠(yuǎn)程終端實時收看以及進(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)備無縫連接。系統(tǒng)無須鋪設(shè)專用的視頻和控制電纜，授權(quán)用戶可在網(wǎng)絡(luò)的任何計算機(jī)上對監(jiān)控現(xiàn)場實時監(jiān)控（接一路視頻的情況下），同時能與本地信息網(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)控報警功能本套遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)具有實時監(jiān)控（接一路視頻的情況下，網(wǎng)絡(luò)帶寬有直接關(guān)系）、報警監(jiān)控和錄像等功能，可根據(jù)用戶的實際情況和現(xiàn)場要求，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。報警可與環(huán)境、視像聯(lián)動。錄像方式則有實時錄像和定時錄像等設(shè)置。只需在監(jiān)控中心設(shè)立一臺FTP服務(wù)器進(jìn)行錄像視像的存儲和統(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的攝像機(jī)集中管理（一臺網(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、不同使用權(quán)限的用戶可同時監(jiān)控同一現(xiàn)場，也可以任意選擇其他監(jiān)控現(xiàn)場，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、 同時支持多種控制協(xié)議本套遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)同時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)在國內(nèi)率先采用View in One技術(shù)?？捎靡慌_Linux服務(wù)器連接處于互聯(lián)網(wǎng)或局域網(wǎng)內(nèi)的4臺網(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)境下運行圖像壓縮采用JPEG/M-JPEG標(biāo)準(zhǔn)，圖像存儲格式為JPEG,圖像清晰度高。JPEG/M-JPEG圖像格式可自動適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，根據(jù)帶寬變化自動調(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（實時操作系統(tǒng)），設(shè)備采用RISC CPU，視頻處理速度快，穩(wěn)定性極高。并具有自動恢復(fù)功能，當(dāng)前端發(fā)生掉電后，可自動啟動，無需人工維護(hù)。 7、 操作簡便客戶端為標(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，實現(xiàn)全部的監(jiān)控操作。用戶在實時監(jiān)控過程中，可利用鼠標(biāo)移動對屏幕上的上、下、左、右控制鍵控制攝像機(jī)運動，當(dāng)您連接的是三星的智能快球攝像機(jī)時，您可以通過預(yù)設(shè)控制點的方法來達(dá)到讓鏡頭快速移到指定位置，以方便您快速捕捉定點的影像，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訪問管理功能，管理員不必到達(dá)設(shè)備現(xiàn)場，就可修改設(shè)備的各項參數(shù)，提高的設(shè)備維護(hù)效率。同時，管理員可遠(yuǎn)程增加、刪除、修改用戶、監(jiān)控預(yù)設(shè)點、用戶的控制權(quán)限、錄像時間和報警等信息。當(dāng)這些信息修改之后，管理員不用對客戶端進(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)備簡單，便于施工通過使用三星網(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現(xiàn)的功能，不僅減少了調(diào)試設(shè)備的施工周期，同時較少設(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)，近兩年正在快速開展。目前，這個系統(tǒng)專網(wǎng)無論在覆蓋范圍、通道帶寬、運行穩(wěn)定可靠性上均達(dá)到了前所未有的水平，與國內(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)約增效以及各項管理工作，提高到一個新的水平。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)隨時隨地監(jiān)控現(xiàn)場環(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)，實際上是一個以多媒體技術(shù)為核心，涵蓋了工業(yè)控制、通訊、計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的較為復(fù)雜的綜合系統(tǒng)。它主要完成對變電站環(huán)境空間的安全防范監(jiān)控，可以對必要生產(chǎn)設(shè)備實現(xiàn)可視化管理甚至校驗。同時具備集中性和遠(yuǎn)程性（即一個監(jiān)控中心可以同時管理十幾個甚至上百個變電站，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部分： 1、 實時視頻監(jiān)控： 在監(jiān)控終端上，接收來自變電站的實時圖像；選擇不同的攝像機(jī)；遙控云臺轉(zhuǎn)動；遙控攝像機(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，如計劃錄像、報警聯(lián)動錄像等；在監(jiān)控終端上方便地檢索錄像，如按時間、地點、報警量等。3、 報警聯(lián)動：事先設(shè)定報警聯(lián)動關(guān)系，在發(fā)生報警時啟動相應(yīng)設(shè)備。如煙感報警時啟動消防裝置及錄像裝置。 4、 可視校驗： 與常規(guī)四遙系統(tǒng)相配合，實現(xiàn)對某些必要的設(shè)備進(jìn)行可視化校驗，其圖像還可方便地存入圖像數(shù)據(jù)庫中，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 配置一個網(wǎng)絡(luò)發(fā)送器時的系統(tǒng)示意圖圖二 配置八個網(wǎng)絡(luò)發(fā)送器共32路圖像時的系統(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（含報警聯(lián)動控制器）、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FTP系統(tǒng)、監(jiān)控客戶終端等組成。主要完成現(xiàn)場圖像接收，用戶登錄管理，優(yōu)先權(quán)的分配，控制信號的協(xié)調(diào)，圖像的實時監(jiān)控，錄像的存儲、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 時間表設(shè)置界面3、監(jiān)控終端 在值班室安裝一到數(shù)臺監(jiān)控客戶機(jī)（電腦），用IE瀏覽器即可監(jiān)控觀看（見圖七），同時也可以安裝一臺大屏幕顯示器（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顯示出32個攝像機(jī)的畫面，類似于電視墻的功能（如上圖四）。 圖七 單臺網(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（有線或無線）、ADSL、ISDN、網(wǎng)絡(luò)（有線或無線）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，使用個人電腦通過因特網(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 (自動識別NTSC/PAL )。4、M-JPEG格式,畫質(zhì)高且可調(diào)，多種屏幕尺寸：單屏幕（704544,352272,176136）；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、報警輸入：4路。8、云臺/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管理用戶，用戶可利用密碼識別來進(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，能實現(xiàn)畫面輪巡功能11、容易更新軟件：通過因特網(wǎng)對軟件進(jìn)行更新。12、通過FTP實現(xiàn)遠(yuǎn)程圖像傳輸、錄像與回放。13、多畫面監(jiān)視、遠(yuǎn)程報警及聯(lián)動控制。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,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)報警輸入控制4路報警輸入,1路輸出通知途徑:STMP:郵寄系統(tǒng),FTP(傳送JPEG圖像)PRE/PER報警:每個通道貯藏室存32個圖像串口控制RS232 1P