水文防盜報(bào)警監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)與研究

劉華

【摘要】 水文報(bào)警防盜監(jiān)控系統(tǒng)的主要用途是為了對(duì)下轄的水文設(shè)施進(jìn)行報(bào)警防盜監(jiān)控，防止有人非法進(jìn)入水文，破壞或偷盜儀器設(shè)備，在各監(jiān)控中心對(duì)轄區(qū)范圍內(nèi)的水文進(jìn)行監(jiān)控，本文闡述水文報(bào)警防盜監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)。

【關(guān)鍵詞】 水文監(jiān)控 CDMA 3G無(wú)線傳輸 太陽(yáng)能供電

引言：為了滿足水利發(fā)展的要求，獲得準(zhǔn)確的水文信息，對(duì)水文信息進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。然而由于水文設(shè)施分散，分布范圍廣，而且大多設(shè)置在無(wú)人值守的地區(qū)，在監(jiān)控管理上仍然存在一些薄弱環(huán)節(jié)。

一、系統(tǒng)功能

報(bào)警防盜監(jiān)控系統(tǒng)能夠整合各方面資源，能夠快速、高效、便捷地實(shí)現(xiàn)水利的多級(jí)聯(lián)網(wǎng)防盜報(bào)警資源統(tǒng)一管理。報(bào)警防盜監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)以下功能：

1）能夠?qū)λ脑O(shè)施實(shí)行全天24小時(shí)監(jiān)控；

2）能夠?qū)ΡO(jiān)控圖像進(jìn)行智能分析，發(fā)現(xiàn)異常情況后出觸發(fā)報(bào)警，同時(shí)通過(guò)短信或彩信方式發(fā)送到值班人員智能手機(jī)，要求報(bào)警具備高準(zhǔn)確率，能在各監(jiān)控點(diǎn)根據(jù)需要進(jìn)行監(jiān)控；

3）水文分布范圍廣，離城市比較遠(yuǎn)，通過(guò)CDMA實(shí)現(xiàn)圖像的3G無(wú)線傳輸；

4）水文地處偏僻，沒(méi)有市電供應(yīng)，使用太陽(yáng)能供電解決系統(tǒng)供電問(wèn)題；

5）監(jiān)控中心能夠?qū)λ斜O(jiān)控點(diǎn)的情況根據(jù)需要進(jìn)行監(jiān)控、錄像回放、智能檢索等操作；

6）實(shí)現(xiàn)分級(jí)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，上級(jí)監(jiān)控中心能夠查看和管理所轄范圍內(nèi)所有圖像。

二、系統(tǒng)設(shè)計(jì)

報(bào)警防盜監(jiān)控系統(tǒng)主要由報(bào)警防盜前端系統(tǒng)、3G無(wú)線傳輸系統(tǒng)、各監(jiān)控中心系統(tǒng)和太陽(yáng)能供電系統(tǒng)等四部分組成。水文報(bào)警防盜監(jiān)控系統(tǒng)組網(wǎng)示意圖如圖1所示。

前端監(jiān)控站負(fù)責(zé)對(duì)視頻圖像的采集、編碼、傳輸以及報(bào)警信號(hào)的采集。

監(jiān)控中心負(fù)責(zé)對(duì)所轄區(qū)域內(nèi)前端監(jiān)控點(diǎn)視頻圖像、報(bào)警信號(hào)的匯聚，并轉(zhuǎn)發(fā)給相關(guān)單位及上級(jí)部門，同時(shí)對(duì)重要的錄像和報(bào)警進(jìn)行備份。中心有權(quán)對(duì)前端系統(tǒng)實(shí)施管理、控制，能夠調(diào)閱前端錄像、控制攝像機(jī)云臺(tái)操作等。

2.1報(bào)警防盜前端系統(tǒng)

前端系統(tǒng)主要由視頻監(jiān)控系統(tǒng)、音頻系統(tǒng)、安全防范系統(tǒng)等組成，實(shí)現(xiàn)對(duì)水文現(xiàn)場(chǎng)視音頻及各種入侵報(bào)警信息采集、處理、監(jiān)控等功能。視頻監(jiān)控系統(tǒng)包括常規(guī)視頻監(jiān)控及智能視頻分析。音頻系統(tǒng)包括監(jiān)聽(tīng)及廣播。安全防范子系統(tǒng)通過(guò)前端視頻處理單元進(jìn)行接入。拓?fù)鋱D如圖 2所示。

2.2 3G無(wú)線傳輸系統(tǒng)

前端監(jiān)控站與監(jiān)控中心的實(shí)現(xiàn)方式如下圖3所示，在每個(gè)前端監(jiān)控站配備一臺(tái)3G路由器，并給該路由申請(qǐng)一個(gè)固定IP，由3G路由器上傳視頻信號(hào)至監(jiān)控中心，監(jiān)控中心要求同樣有固定的IP。3G路由器支持EVDO、 WCDMA、TDSCDMA等多種網(wǎng)絡(luò)制式并且出于數(shù)據(jù)、圖像傳輸安全性的考慮，無(wú)線網(wǎng)絡(luò)要采用VPN的方式構(gòu)建虛擬專網(wǎng)。

國(guó)內(nèi)3G網(wǎng)絡(luò)的比較：

1）聯(lián)通WCDMA（HSPA）網(wǎng)絡(luò)理論上，下行速率可達(dá)到14.4Mbit/s（上網(wǎng)卡目前為7.2M，手機(jī)一般為3.6M，視不同的芯片處理能力不同而不同）；上行速率可達(dá)5.76Mbit/s。

2）移動(dòng)TD-SCDMA：移動(dòng)TD網(wǎng)絡(luò)理論上，下行速度峰值可達(dá)2.8Mbit/s，上行速度峰值也可達(dá)384kbit/s。

3）電信CDMA2000 EVDO：電信EV-DO網(wǎng)絡(luò)理論上，下行速度峰值可達(dá)3.1Mbit/s，上行速度峰值可達(dá)1.8Mbit/s。

3.3監(jiān)控中心系統(tǒng)

監(jiān)控中心系統(tǒng)是為水利行業(yè)用戶量身定制的視頻監(jiān)控軟件，采用模塊化設(shè)計(jì)，部署方便，操作簡(jiǎn)便，還可根據(jù)行業(yè)自身管理要求和監(jiān)控現(xiàn)狀做進(jìn)一步的定制開(kāi)發(fā)，充分體現(xiàn)監(jiān)控安全防范管理的效率。

3.4太陽(yáng)能供電系統(tǒng)

由于水文設(shè)施分散，分布范圍廣，而且大多設(shè)置在無(wú)人值守的地區(qū)，無(wú)法供應(yīng)電力，因此取電的最便捷的方式為太陽(yáng)能供電。由于水文安裝的儀器設(shè)備要求24小時(shí)運(yùn)行，因此需要高可靠的供電系統(tǒng)。

太陽(yáng)能供電系統(tǒng)主要由太陽(yáng)能電池板、蓄能電池、充放電控制器等構(gòu)成。太陽(yáng)能電池板選型應(yīng)首先符合相應(yīng)的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，針對(duì)不同的外場(chǎng)設(shè)備能耗和工程地域的氣候資源情況，采取因地制宜最優(yōu)化設(shè)計(jì)策略，正確選配太陽(yáng)能組件，保證在工程地域最小日照時(shí)間的月份也能使系統(tǒng)獲得足夠的太陽(yáng)能能源。蓄能電池選型針對(duì)外場(chǎng)設(shè)備系統(tǒng)電源要求，工程地域氣候條件及系統(tǒng)續(xù)航能力以最安全設(shè)計(jì)原則綜合配比，在最長(zhǎng)的持續(xù)陰雨天氣的情況下也能保證重要負(fù)載的電量供應(yīng)。充放電控制器選型應(yīng)為蓄電池提供最佳的充電電流和電壓，快速、平穩(wěn)、高效的為蓄電池充電，并在充電過(guò)程中減少損耗、盡量延長(zhǎng)蓄電池的使用壽命；同時(shí)保護(hù)蓄電池，避免過(guò)充電和過(guò)放電現(xiàn)象的發(fā)生。

結(jié)語(yǔ)：水文防盜報(bào)警監(jiān)控系統(tǒng)建成后可以將所有數(shù)據(jù)信息通過(guò)運(yùn)營(yíng)商3G無(wú)線傳輸網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸，能夠在各監(jiān)控中心對(duì)管轄范圍內(nèi)的水文進(jìn)行查看和管理，并能報(bào)警聯(lián)動(dòng)，實(shí)時(shí)把圖片、報(bào)警信息發(fā)送到相關(guān)人員智能手機(jī)，實(shí)現(xiàn)水文信息進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]王魯江.基于CDMA 1X技術(shù)的水文監(jiān)測(cè)系統(tǒng)研究[J].福建電腦，2011年第3期：117-118.

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