高清攝像機(jī)在廣西氣象實(shí)景監(jiān)控應(yīng)用與故障檢修

封大輝

（廣西區(qū)氣象信息中心，南寧 530022）

引言

為加強(qiáng)探測環(huán)境和觀測儀器保護(hù)，掌握氣象探測環(huán)境實(shí)時(shí)情況和探測設(shè)備工況，保護(hù)探測環(huán)境不受周邊農(nóng)作物生長、城市建設(shè)、農(nóng)民建房等因素影響，廣西氣象部門2012年進(jìn)行了廣西氣象探測環(huán)境實(shí)景監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)。通過監(jiān)控平臺(tái)對(duì)全區(qū)92個(gè)地面觀測站、7個(gè)天氣雷達(dá)站、6個(gè)高空探測站及10個(gè)天氣實(shí)況實(shí)景進(jìn)行全程監(jiān)控，全面掌握探測環(huán)境現(xiàn)狀，從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)全區(qū)氣象探測環(huán)境和探測設(shè)備及時(shí)跟蹤和動(dòng)態(tài)管理，保護(hù)探測環(huán)境不會(huì)受到人為因素的影響和破壞，積累觀測環(huán)境基本信息資料，同時(shí)也為氣象執(zhí)法提供有力的依據(jù)［1-2］。實(shí)景監(jiān)控系統(tǒng)隨著使用年限增加，故障也進(jìn)入多發(fā)期，故障主要集中在采集單元—攝像機(jī)上。由于新技術(shù)發(fā)展，前期使用的模擬攝像機(jī)及其配件已不生產(chǎn)，故障后不能修復(fù)的，便直接采用紅外高清攝像機(jī)進(jìn)行替換［1、3、4］?，F(xiàn)根據(jù)管理平臺(tái)日常運(yùn)維情況以及現(xiàn)場維修檢查，談?wù)劯咔鍞z像機(jī)在廣西氣象探測環(huán)境實(shí)景監(jiān)控的應(yīng)用及縣級(jí)站中常見的故障和檢修方法。

1 實(shí)景監(jiān)控?cái)z像機(jī)應(yīng)用現(xiàn)狀

廣西氣象探測環(huán)境實(shí)景監(jiān)控系統(tǒng)于2012年建設(shè)并投入使用，至今已有6a。由于投入使用時(shí)間較長，特別是近兩年，故障多發(fā)，主要出現(xiàn)在92個(gè)地面觀測站環(huán)境監(jiān)控的采集單元上。為了實(shí)現(xiàn)對(duì)觀測站周邊場景進(jìn)行監(jiān)控，采集單元都安裝于地面觀測場上，在露天下工作，風(fēng)雨雷電、日曬雨淋、多變的氣候使之故障頻發(fā)［2］。另外在建設(shè)時(shí)92個(gè)縣站氣象探測環(huán)境實(shí)景監(jiān)控采集單元，統(tǒng)一采用標(biāo)清紅外云臺(tái)攝像機(jī)（天地偉業(yè)TC-3060IR），此機(jī)為模擬攝像機(jī)，由于新技術(shù)的發(fā)展，此類的模擬攝像機(jī)已經(jīng)不再生產(chǎn)，配件也無法購置。當(dāng)出現(xiàn)電源或其它外圍電路引起故障時(shí)，還能進(jìn)行修復(fù)，如果是集成度很高的主板引起故障，則不能修復(fù)，只能直接采用IPC紅外高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)對(duì)原機(jī)進(jìn)行替換，這也是今后維保的趨勢［1］。目前已有部分縣局的氣象探測環(huán)境實(shí)景監(jiān)控標(biāo)清紅外云臺(tái)攝像機(jī)，由于故障不能修復(fù)，換上了紅外高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)。下面介紹采用紅外高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)替換標(biāo)清紅外云臺(tái)攝像機(jī)模式及在使用中出現(xiàn)常見故障的排除。

2 縣局氣象探測環(huán)境實(shí)景監(jiān)控系統(tǒng)簡介

2.1 標(biāo)清紅外云臺(tái)攝像機(jī)模式

圖1 標(biāo)清紅外云臺(tái)攝像機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

由標(biāo)清紅外云臺(tái)攝像機(jī)、視頻編碼器、臺(tái)站局域網(wǎng)、PC機(jī)組成縣局氣象探測環(huán)境實(shí)景監(jiān)控系統(tǒng)［2］。

2.2 紅外高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)模式

圖2 紅外高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

由IPC紅外高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)、臺(tái)站局域網(wǎng)、PC機(jī)組成縣局氣象探測環(huán)境實(shí)景監(jiān)控系統(tǒng)［1，2，5］。從結(jié)構(gòu)圖可見紅外高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)直接替換了原有的標(biāo)清紅外云臺(tái)攝像機(jī)和單路視頻編碼器。

IPC紅外高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)，是基于IP技術(shù)的遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)視頻設(shè)備，由網(wǎng)絡(luò)編碼模塊和模擬攝像機(jī)組合而成。網(wǎng)絡(luò)編碼模塊將模擬攝像機(jī)采集到的模擬視頻信號(hào)編碼壓縮成數(shù)字信號(hào)，從而直接接入網(wǎng)絡(luò)交換及路由設(shè)備，實(shí)現(xiàn)高清晰運(yùn)動(dòng)視頻編碼和傳輸。在具體實(shí)施中采用型號(hào)為：科達(dá)LC415、IPC411型，其圖像分辨率達(dá)到1920×1080，它采用視頻編碼格式為H.264。H.264不但比其它格式編碼節(jié)約碼率，而且對(duì)網(wǎng)絡(luò)傳輸具有更好的支持功能，使得圖像傳輸更為流暢［6］，清晰度高，穩(wěn)定性好，在安裝方面也比模擬機(jī)便捷。

在采用紅外高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)對(duì)標(biāo)清紅外云臺(tái)攝像機(jī)進(jìn)行替換中，應(yīng)注意安裝要求。關(guān)鍵點(diǎn)之一：通過一條網(wǎng)絡(luò)線將紅外高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)和原有的網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)進(jìn)行連接，網(wǎng)線的長度不能超過100m，否則圖像傳輸質(zhì)量會(huì)有很大的影響。關(guān)鍵點(diǎn)之二：通過監(jiān)控平臺(tái)相關(guān)參數(shù)進(jìn)行設(shè)置實(shí)現(xiàn)控制和圖像傳輸［7］。

3 縣局IPC紅外高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)常見問題及處置方法

3.1 能PING通攝像機(jī)，用IE瀏覽器無法登錄客戶端

（1）注意登陸用戶名及密碼是否輸入錯(cuò)誤，是否區(qū)分大小寫；

（2）在IE瀏覽器輸入攝像機(jī)IP回車后，是否有提示安裝控件，如有提示，請(qǐng)安裝控件，完畢后關(guān)閉IE，重新登陸；

（3）查看IE瀏覽器安全設(shè)置，是否禁用控件運(yùn)行；

（4）如經(jīng)以上步驟還是不能登陸，請(qǐng)安裝其它IE瀏覽器或重新安裝操作系統(tǒng)或更換其它電腦登陸。

3.2 能登陸攝像機(jī)，但畫面顯示黑屏

（1）檢查使用電腦的防火墻是否關(guān)閉，如開啟需關(guān)閉電腦防火墻；

（2）檢查所使用的網(wǎng)絡(luò)是否通過無線、NAT連接，如是使用無線、NAT連接需要更換成有線連接并接入到正確的網(wǎng)絡(luò)；

（3）斷電重啟攝像機(jī)，檢查攝像機(jī)自檢情況是否正常。

3.3 無法登陸網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)，IP地址無法PING通

（1）檢查攝像機(jī)電源是否已打開，檢查電源變壓器工作是否正常；

（2）檢查攝像機(jī)網(wǎng)線是否已正確接入交換機(jī)；

（3）檢查測試網(wǎng)絡(luò)跳線是否正常；

（4）將攝像機(jī)通過直連網(wǎng)絡(luò)跳線直接和電腦連接，查看不通過交換機(jī)是否能登陸，如直連可能登陸，請(qǐng)檢查IP地址設(shè)置是否正確。

3.4 視頻圖像偏紅或偏藍(lán)

登錄攝像機(jī)查看圖像設(shè)置的RGB是否調(diào)的太高或太低，如太高或太低點(diǎn)擊重置圖像。

3.5 硬件故障診斷

采取由外到里，從外圍線路到核心設(shè)備進(jìn)行排查。主要順序及特征如下：

電源：是整個(gè)監(jiān)控正常與否的基礎(chǔ)，包括檢查攝像機(jī)、網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)電源是否加電，并測量輸入電壓（輸入交流220V），測攝像機(jī)電源適配器輸出電壓（實(shí)為電源變壓器，輸出為交流24V），如無輸出電壓或電壓不正常，則說明電源適配器故障，應(yīng)進(jìn)行更換［2，8］。

網(wǎng)絡(luò)及控制線：攝像機(jī)與網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)、PC機(jī)的連接，是通過網(wǎng)絡(luò)線進(jìn)行連接的。因攝像機(jī)安裝在室外，為防止雷電對(duì)設(shè)備造成危害，在攝像機(jī)與網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)之間加入防雷器，檢查時(shí)應(yīng)注意防雷器接線端子是否氧化或接觸不良，否則會(huì)造成圖像傳輸和信號(hào)控制故障［4，7］。也可重啟網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)，避免交換機(jī)死機(jī)現(xiàn)象。

防雷器：采用監(jiān)控二合一防雷器，具有電源防雷保護(hù)和信號(hào)防雷保護(hù)二種功能，以串聯(lián)形式安裝在攝像機(jī)與網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)之間，能對(duì)信號(hào)線和電源線進(jìn)行多功能浪涌過壓保護(hù)，消除雷電感應(yīng)電壓、電源干擾對(duì)設(shè)備造成的危害［8-11］。檢查時(shí)在接線端子直接連接來檢查防雷器是否有故障，如直連正常，則說明防雷器有故障。更換時(shí)注意相關(guān)參數(shù)，同時(shí)還應(yīng)把防雷器的接地線與防雷系統(tǒng)地線可靠連接。

高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)：實(shí)景監(jiān)控系統(tǒng)的前端設(shè)備，具有加電自檢功能。加電后攝像機(jī)自行啟動(dòng)，并進(jìn)入自檢狀態(tài)，會(huì)左右上下轉(zhuǎn)動(dòng)，并自轉(zhuǎn)一周。利用這一特征對(duì)攝像機(jī)斷電重啟，可判斷攝像機(jī)工作狀態(tài)是否正常。

攝像機(jī)如不能完成自檢，則說明有故障。應(yīng)在攝像機(jī)電源接入點(diǎn)檢查供電電源，萬用表能否測到交流24伏，如沒有說明前端供電故障，可能原因：電源適配器損壞或無交流220伏供電。解決辦法：重新檢查接線，用萬用表對(duì)電源供電電壓進(jìn)行測試，如達(dá)不到標(biāo)稱電壓，應(yīng)更換符合要求的電源。如有則是攝像機(jī)自身故障?？赡茉颍涸婆_(tái)被卡住。解決辦法：檢查機(jī)體內(nèi)有無異物進(jìn)入，檢查各部件組裝是否良好，應(yīng)無脫落，檢查球罩連接鉸鏈?zhǔn)欠窭p住云臺(tái)。經(jīng)上述排查仍未發(fā)現(xiàn)問題，則是機(jī)內(nèi)板卡故障引起。

4 結(jié)語

加強(qiáng)監(jiān)控站點(diǎn)的日常維護(hù)檢查，確保設(shè)備處于良好運(yùn)行狀態(tài)，是管理好氣象實(shí)景監(jiān)控平臺(tái)的基礎(chǔ)。了解紅外高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)模式結(jié)構(gòu)及與外圍設(shè)備物理連接，是分析、排查氣象實(shí)景監(jiān)控設(shè)備出現(xiàn)各種故障的關(guān)鍵。當(dāng)實(shí)景監(jiān)控出現(xiàn)故障時(shí)，應(yīng)對(duì)故障現(xiàn)象進(jìn)行具體分析，檢查相關(guān)的硬件設(shè)備，找出故障點(diǎn)，對(duì)故障進(jìn)行排除。