智慧氨區(qū)平臺區(qū)域入侵檢測開發(fā)與實現(xiàn)

茅飚，季瑞豐，林戟

（上海上電漕涇發(fā)電有限公司，上海 201540）

0 引言

液氨是電廠脫硝的還原劑，具有重要的作用，但是液氨泄漏會引起嚴重事故。其事故種類一般有三種，第一管道破裂引起的大量泄漏容易發(fā)生燃燒、爆炸；二是液氨會蒸發(fā)，變成氨氣并擴散后，周邊人員吸入身體會發(fā)生中毒事故；三是液氨泄漏發(fā)生氣化，會吸收周邊熱量，導(dǎo)致人員凍傷。所以有效合理的監(jiān)控可以降低事故發(fā)生的概率，而目前氨區(qū)監(jiān)控的方式主要是依靠人工。人工現(xiàn)場值班監(jiān)視存在諸多不確定性，疲勞或者脫崗等因素都會導(dǎo)致漏報或者誤報；人工監(jiān)視攝像機畫面，可靠性也會隨著監(jiān)視時間的增長和空間范圍的擴大而降低，相對應(yīng)的危險區(qū)域的安全性也會打折扣。

本次研究將攝像機區(qū)域入侵功能集成到智慧氨區(qū)平臺中，通過對畫面計算以及廠家SDK實現(xiàn)區(qū)域入侵監(jiān)測報警功能，即規(guī)劃固定區(qū)域，當發(fā)生人員入侵，平臺截取實時畫面產(chǎn)生報警信息并將信息推送到相關(guān)人員處。區(qū)域入侵功能報警主動性強、可長時間工作，有效降低事故發(fā)生的可能性；同時，根據(jù)產(chǎn)生的報警記錄的事件和通道等信息，可以對存儲的視頻記錄快速檢索，獲取指定的記錄。

1 網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成

氨區(qū)平臺網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成如圖1所示，化水樓、輔控樓和氨區(qū)電子間三個站點通過光纖連通，服務(wù)器布置在化水樓，攝像機通過氨區(qū)電子間交換機接入氨區(qū)智慧化平臺網(wǎng)絡(luò)中，進行數(shù)據(jù)交換和計算。服務(wù)器雙網(wǎng)卡配置，分別接入氨區(qū)局域網(wǎng)交換機以及廠內(nèi)三區(qū)局域網(wǎng)交換機，可以實現(xiàn)廠內(nèi)計算機局域網(wǎng)訪問以及廣域網(wǎng)設(shè)備VPN訪問平臺。

圖1 氨區(qū)平臺網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)圖

2 ?？低昐DK簡介

SDK即“軟件開發(fā)工具包”，是其基于?？低曉O(shè)備自有通訊協(xié)議開發(fā)的，為攝像機、錄像機和門禁等設(shè)備進行二次開發(fā)使用的配套軟件開發(fā)包，?？低昐DK主要包含設(shè)備網(wǎng)絡(luò)SDK和播放庫SDK，設(shè)備網(wǎng)絡(luò)SDK主要用于客戶端以及各類產(chǎn)品的通訊和交互，實現(xiàn)遠程配置以及調(diào)控等，播放庫SDK是用于實現(xiàn)實時預(yù)覽功能和錄像回放等[1]。通過軟件開發(fā)工具包功能模塊進行開發(fā)，可以提升對設(shè)備的兼容性和穩(wěn)定性，降低開發(fā)工作量。

3 區(qū)域入侵檢測開發(fā)與實現(xiàn)

3.1 SDK導(dǎo)入

?？低昐DK中含有不同功能庫的DLL（動態(tài)鏈接庫），封裝了?？低暤墓δ芎瘮?shù)。通過軟件開發(fā)包進行功能實現(xiàn)需要調(diào)用其中的DLL函數(shù)，包括DLL函數(shù)以及頭文件和庫文件。同時，需將設(shè)備網(wǎng)絡(luò)SDK中的RTSP通信庫、轉(zhuǎn)封裝庫、軟解碼庫和硬解碼庫中的文件和播放庫SDK中的文件配置到項目中[2]。在開發(fā)過程中，將頭文件、庫文件、函數(shù)文件復(fù)制至工程目錄下，通過菜單欄操作將庫文件和頭文件進行導(dǎo)入，完成SDK的導(dǎo)入工作。

3.2 開發(fā)

調(diào)用海康SDK進行二次開發(fā)，主要流程如圖2所示

圖2 SDK接口調(diào)用流程

通過調(diào)用SDK可以實現(xiàn)多個功能，而調(diào)用功能塊都需要進行初始化、注冊、注銷和釋放流程。在開發(fā)時首先需要調(diào)用初始化SDK對整個網(wǎng)絡(luò)軟件開發(fā)工具包系統(tǒng)進行重置和內(nèi)存分配；初始化成功后，進行用戶注冊流程，只有成功注冊才可以對功能模塊進行調(diào)用；在功能實現(xiàn)后，還需要進行設(shè)備注銷和釋放SDK資源，來幫助系統(tǒng)結(jié)束流程并且完成內(nèi)存的回收[3]。

3.2.1 報警開發(fā)

報警通過布防的方式實現(xiàn)，完成區(qū)域入侵等功能，其流程如圖3所示。

圖3 報警模塊流程

“布防”報警方式是軟件開發(fā)包主動尋找并連接設(shè)備，給設(shè)備發(fā)送指令，使其及時上傳報警信息。由流程圖中看出，布防功能需要先進行用戶注冊函數(shù)（NET_DVR_Login），注冊成功之后，進行配置報警條件，這是實現(xiàn)報警信息上傳的前提。使用的接口有三個，NET_DVR_GetDVRConfig讀取報警參數(shù)，NET_DVR_SetDVRConfig設(shè)置報警參數(shù)，NET_DVR_PICCFG是區(qū)域入侵報警條件和處理方法的配置結(jié)構(gòu)體。參數(shù)可以通過接口進行配置，也可以通過設(shè)備WEB頁面或者設(shè)備軟件進行配置，配置完成后設(shè)置報警回調(diào)函數(shù)，在報警回調(diào)函數(shù)調(diào)用成功后設(shè)置布防函數(shù)接口[4]，完成整個布防報警流程的操作。

3.2.2 抓圖開發(fā)

抓圖功能可以通過播放器或者SDK開發(fā)進行實現(xiàn)，SDK是調(diào)用接口實現(xiàn)設(shè)備抓圖上傳的功能，可以實現(xiàn)設(shè)備在非預(yù)覽狀態(tài)下進行抓圖。當服務(wù)端接收到報警模塊返回的報警事件后，觸發(fā)抓圖流程，在通過初始化和注冊后，軟件開發(fā)包對前端攝像機發(fā)送抓圖命令，攝像機對當前畫面進行抓取，以二進制數(shù)組的形式發(fā)送到服務(wù)器端，服務(wù)端對二進制數(shù)組進行解碼轉(zhuǎn)換，并且設(shè)置合適的圖片質(zhì)量、分辨率大小以及存儲地址進行本地保存[5]。在完成抓圖模塊調(diào)用后，同樣需要進行注銷和釋放資源。在智慧氨區(qū)平臺，通過設(shè)備報警信息觸發(fā)平臺的報警功能模塊，將報警設(shè)備的名稱、讀取到的系統(tǒng)時間、存儲的圖片等信息整合生成一條報警記錄，對相應(yīng)權(quán)限的人員進行推送。

布防報警以及抓圖流程結(jié)束后，需要在WEB端進行預(yù)覽，根據(jù)web控件封裝的javascript腳本實現(xiàn)網(wǎng)頁上預(yù)覽、回放等功能。控件使用B/S網(wǎng)頁開發(fā)，可以支持多種設(shè)備和運行環(huán)境。在WEB端按照檢查插件、初始化插件、插入插件、檢查版本、登錄、獲取通道、預(yù)覽等步驟進行運行，可以獲取和配置攝像機參數(shù)，并實現(xiàn)預(yù)覽功能。

4 成果展示

如圖4所示為氨區(qū)卸氨區(qū)域，在氨罐旁邊規(guī)劃重點區(qū)域，藍色識別框顯示，并設(shè)置監(jiān)測靈敏度以及閾值，開始監(jiān)聽識別該區(qū)域的視頻流。當規(guī)劃區(qū)域內(nèi)發(fā)生人員進入并且停留時間超過設(shè)置的閾值后，藍色區(qū)域框會變成紅色并抓圖生成報警信息，并對平臺內(nèi)相應(yīng)權(quán)限的人員以區(qū)域入侵報警的形式進行推送至web或者移動端，推送信息包括時間、區(qū)域以及報警抓圖信息。

圖4 區(qū)域入侵報警

5 結(jié)論

利用?？礢DK進行二次開發(fā)實現(xiàn)氨區(qū)區(qū)域監(jiān)控智能化，對于重點區(qū)域進行規(guī)劃設(shè)置，通過算法對區(qū)域內(nèi)畫面進行計算處理，在發(fā)生區(qū)域入侵等事件可以主動報警，提高重點區(qū)域的安全性。該系統(tǒng)擴展較為簡單，根據(jù)不同的功能需要可以增加不同的功能模塊，并且平臺的可復(fù)制性和推廣性較高，在其他的系統(tǒng)都可以進行少量更改進行部署使用，目前可以實現(xiàn)實時預(yù)覽，區(qū)域入侵報警等功能，滿足智慧氨區(qū)平臺的需求，具有一定的實用性。