氣分裝置云臺(tái)智能報(bào)警系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

摘 要：智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)是隨著工業(yè)現(xiàn)代化需求應(yīng)運(yùn)而生的新興事物。云臺(tái)系統(tǒng)作為前端轉(zhuǎn)動(dòng)控制部件，在整個(gè)系統(tǒng)中作用突出。它適用于對(duì)大范圍掃描監(jiān)視，也可通過(guò)控制原理達(dá)到自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)報(bào)警地點(diǎn)實(shí)時(shí)錄像的目的。此系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)不僅提高了安全管理水平，較大程度地降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了生產(chǎn)效率，實(shí)現(xiàn)了企業(yè)的科學(xué)發(fā)展，安全發(fā)展。

關(guān)鍵詞：監(jiān)控方案設(shè)計(jì)；智能監(jiān)控；云臺(tái)控制；

文章編號(hào)：1674-3520（2015）-07-00-01

一、緒論

為適應(yīng)現(xiàn)代化發(fā)展趨勢(shì)，充分考慮裝置當(dāng)前運(yùn)行情況和安全管理的需求，在系統(tǒng)整體功能設(shè)施配備、方案設(shè)計(jì)以及設(shè)備選型中充分體現(xiàn)了安全可靠、經(jīng)濟(jì)適用、自動(dòng)化程度高的設(shè)計(jì)思想。

二、系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則

穩(wěn)定性：通過(guò)選購(gòu)成熟穩(wěn)定監(jiān)控產(chǎn)品和配套設(shè)備，嚴(yán)格規(guī)范的施工過(guò)程和科學(xué)的管理手段來(lái)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性進(jìn)行保證。綜合性：目前的企業(yè)DCS系統(tǒng)已正常運(yùn)行，現(xiàn)要求實(shí)現(xiàn)的網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控、安防報(bào)警等系統(tǒng)要利用企業(yè)現(xiàn)有的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)。安全性：將數(shù)據(jù)加密；采取保證用戶安全機(jī)制，防御惡意攻擊。

三、系統(tǒng)功能

一般情況下，智能系統(tǒng)實(shí)時(shí)采集、記錄數(shù)據(jù)，視頻監(jiān)控用于日常生產(chǎn)、安全、管理。當(dāng)發(fā)生報(bào)警時(shí)，報(bào)警系統(tǒng)記錄報(bào)警數(shù)據(jù)并向監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)出命令，附近區(qū)域平時(shí)用于安防或運(yùn)行的探頭自動(dòng)轉(zhuǎn)到報(bào)警區(qū)域，捕捉區(qū)域監(jiān)控畫(huà)面，并傳送到報(bào)警系統(tǒng)主機(jī)上，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離掌握?qǐng)?bào)警區(qū)域信息。

四、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成

智能報(bào)警系統(tǒng)主要由三部分組成：重大危險(xiǎn)源事故防范系統(tǒng)；視頻監(jiān)控系統(tǒng)；監(jiān)控聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)[1]。

五、報(bào)警智能可視化管理系統(tǒng)實(shí)施方案

氣分裝置共安裝16個(gè)監(jiān)控點(diǎn)，42個(gè)可燃?xì)怏w報(bào)警器，分布于整個(gè)車間。根據(jù)錦西石化氣分裝置現(xiàn)有設(shè)備情況，制定如下方案：更換調(diào)整前段設(shè)備，增加一套監(jiān)控聯(lián)動(dòng)軟件。此方案可以很好的實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)功能，對(duì)原有前端設(shè)備進(jìn)行改造，更換下來(lái)的設(shè)備可以用到其他地方。

六、云臺(tái)定位控制系統(tǒng)

（一）云臺(tái)控制系統(tǒng)簡(jiǎn)析。云臺(tái)的功能主要是擴(kuò)大監(jiān)視范圍以及控制鏡頭等。云臺(tái)在任意位置可任意動(dòng)作。通過(guò)連續(xù)工作方式，云臺(tái)自動(dòng)連續(xù)的執(zhí)行周期動(dòng)作，逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)云臺(tái)周期動(dòng)作。同時(shí)還可以手動(dòng)控制，對(duì)云臺(tái)進(jìn)行單獨(dú)控制，同時(shí)通過(guò)限位開(kāi)關(guān)來(lái)限制云臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)范圍。云臺(tái)以KJ2028E解碼器與RS232/RS485串口連接，解碼器收到控制信號(hào)，就對(duì)其地址解析，當(dāng)解析地址與設(shè)置地址一致時(shí)，則接受信號(hào)，并轉(zhuǎn)化；不一致時(shí)，則不轉(zhuǎn)換。這樣就達(dá)到了控制云臺(tái)運(yùn)動(dòng)，調(diào)節(jié)鏡頭，自動(dòng)定位目的。

（二）系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)。本此設(shè)計(jì)的單片機(jī)系統(tǒng)由AT89C52單片機(jī)、復(fù)位電路、時(shí)鐘電路和電源電路組成。考慮到遠(yuǎn)距離控制，故采用RS-485總線。該設(shè)計(jì)有兩部分：RS-232/RS-485電平轉(zhuǎn)換電路和RS-485通信接口電路。RS-232/RS-485電平轉(zhuǎn)換電路：PC機(jī)配備了標(biāo)準(zhǔn)的RS-232串口，加上選用SN75LBC184芯片的轉(zhuǎn)換電路實(shí)現(xiàn)了通信?？紤]到系統(tǒng)的復(fù)雜程度，選用查詢式獨(dú)立式鍵盤。獨(dú)立式鍵盤每個(gè)按鍵接一根輸入線，占用一根I/O口線，各鍵的工作狀態(tài)互不影響。

（三）系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)。整個(gè)云臺(tái)控制系統(tǒng)分為初始化、鍵盤、步進(jìn)電機(jī)等部分。主函數(shù)通過(guò)調(diào)用各子程序來(lái)實(shí)現(xiàn)鍵盤掃描，通過(guò)串口中斷程序的調(diào)用來(lái)實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)的控制。本設(shè)計(jì)中串口工作方式的波特率由定時(shí)/計(jì)數(shù)器T1、T2的溢出速率和SMOD共同確定。本設(shè)計(jì)采用了獨(dú)立式鍵盤，當(dāng)其中有一個(gè)按鈕被按下時(shí)，P0相應(yīng)位就被置為高電平，否則為低電平。所以單片機(jī)只需要識(shí)別P0值就可以做出相應(yīng)動(dòng)作。在本系統(tǒng)中，步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)行方式選用的是單、雙8拍運(yùn)行方式。單片機(jī)的P2的低四位和高四位分別連接的是控制云臺(tái)豎直方向轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)和控制云臺(tái)水平方向轉(zhuǎn)動(dòng)的電機(jī)的A、B、C、D四相。在編程中，將步進(jìn)電機(jī)通電相的正序、反序分別放在兩個(gè)數(shù)組中，在電機(jī)動(dòng)作模塊中使用不同的數(shù)組，就能達(dá)到控制電機(jī)的正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)的目的。

七、控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

輸入信息，單片機(jī)處理信息，信號(hào)驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。鍵盤完成信息的輸入功能，單片機(jī)完成信息處理，電機(jī)驅(qū)動(dòng)是執(zhí)行機(jī)構(gòu)，用于控制云臺(tái)運(yùn)動(dòng)。單片機(jī)產(chǎn)生脈沖信號(hào)，通過(guò)一級(jí)功率放大電路后再送給步進(jìn)電機(jī)，這樣就實(shí)現(xiàn)電機(jī)了的控制。

八、結(jié)論

該系統(tǒng)自投入運(yùn)行以來(lái)，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定可靠，實(shí)時(shí)監(jiān)控信息準(zhǔn)確，報(bào)警功能及時(shí)、準(zhǔn)確。同時(shí)這也標(biāo)志著氣分裝置的云臺(tái)智能報(bào)警系統(tǒng)的運(yùn)行管理方式真正意義上的實(shí)現(xiàn)了“智能化應(yīng)用”。對(duì)于危險(xiǎn)性較大的石化企業(yè)來(lái)說(shuō)，發(fā)展智能系統(tǒng)是未來(lái)企業(yè)發(fā)展的趨勢(shì)。同時(shí)，智能監(jiān)控系統(tǒng)、DCS系統(tǒng)、OA系統(tǒng)等有機(jī)融合成的綜合管理系統(tǒng)是未來(lái)企業(yè)管理的重要方式。隨之而來(lái)的海量視頻智能分析與提取，聯(lián)動(dòng)響應(yīng)時(shí)間與可靠性等都將成為下一步研究的重點(diǎn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]葉曉麗.報(bào)警監(jiān)控系統(tǒng)及其智能化研究[D].沈陽(yáng)：遼寧師范大學(xué)，2010.

作者簡(jiǎn)介：陳鑫，男，助工，1986.11生，09年沈陽(yáng)理工大學(xué)，機(jī)械，本科，工學(xué)學(xué)士學(xué)位，14年遼寧工業(yè)大學(xué)，控制工程，碩士學(xué)位，現(xiàn)就職于中國(guó)石油錦西石化公司，遼寧葫蘆島新華大街42號(hào)。