远程巡视视频监控系统

远程巡视视频监控系统（精选12篇）

远程巡视视频监控系统 第1篇

1. 变电站视频监控现状

某供电局220k V以上变电站现有视频监控系统, 均为2010年安装, 其监控系统的出发点是对变电站的安保体系进行设计, 没有太多考虑设备的运行监视, 例如原有监控系统中的高压室的摄像机基本安装位置全部都针对的是高压室的主次出入口的监视, 还有设备区的摄像机安装布置也有很多很不合理, 比如安装在了设备箱的后面、安装高度过高等。该视频监控系统目前已不能满足全站监视需求, 存在部分区域盲点, 对于断路器分合位指示、储能指示、刀闸动静触头接触情况以及一次设备重要表计等都无法准确观察;夜间无法有效观察到设备运行状况。无声、光感应及测温功能, 对一次设备的异常反应 (放电、爆炸、发热等) 不能迅速识别并告警。

2. 解决弊端, 引进远程巡视视频监控系统

为了解决目前变电站视频监控系统存在的弊端, 某供电局引进了远程巡视监控平台, 主要用于变电站的设备监视和远程巡检工作, 整个新增加的摄像机均安装布置在设备区断路器等实际产生操作和运行需了解的区域, 室内增加的摄像机则安装在高压柜、保护屏的正面和后面, 正面主要监视设备的运行状况, 后面主要监视检修人员对高压柜进行检修操作中的过程。变电站原有设备红外监测方式, 基本采用便携式红外测温仪由运行人员以人工巡检方式进行, 难以满足电力系统对实时性、经济性、安全性、可靠性和易用性等方面日益增长的要求。采用变电站远程红外自动监测系统后, 可以实时自动巡检运行设备的温度情况并按预先设定的预警值发出声音报警信号, 从而使运行人员 (或通过值班调度员) 能及时采取相应的措施, 用减少负荷或改变系统运行方式等手段, 确保设备运行的安全。提高运行人员对设备缺陷的识别能力和预见性。采用变电站远程红外自动监测系统, 在保证设备健康运行的同时, 同时也为设备检修重点提供了科学的依据, 提高了工作效率, 减少了停电的时间, 也就相应增加了设备的可用率, 为电网安全乃至社会的稳定提供了技术保障。

该系统具有以下功能:

2.1 实时图像监控

(1) 提供变电站整站、各设备区整体的图像信息及设备红外成像信息;提供主要设备的外观信息;对主控室、继电保护室、电缆层等主要室内环境进行监视;实时监控变电站周界围墙区域, 与报警信息进行联动, 实现防盗、防火功能;通过通信网络通道, 将被监视的目标动态图像传到统一平台, 并能实现一对多 (一个远程终端同时连接监控多个变电视频管理单元) , 多对一 (多个远程终端同时访问一个变电站端视频管理单元) 的监控功能。

(2) 设备远程智能巡视, 利用图像监控摄像机和智能灯光控制功能及系统软件联动功能, 实现高效率变电站设备、场地、高压室等的远程巡视功能。系统可以根据变电站巡检路线对包括变压器、开关、刀闸、临时接地线等在内的运行设备进行远程定时或自动巡检。在巡检时电子地图即时闪烁显示当前巡视点, 并若光线不足时系统自动打开巡视点处灯光, 在巡视点转移到下一个巡视点后, 能自动关闭已巡视点的灯光等。支持暂停功能, 当发现某个点异常时, 可以停留图像放大仔细察看, 确认无误后可以继续巡检其他监控点。

(3) 智能视频分析, 通过智能视频设备, 支持穿越警戒面检测、进入离开入侵区域检测、物体快速移动检测、物品拿取放置检测、停车检测、徘徊检测、人物聚集检测等应用。针对监视目标进行实时检测并按照用户设置的预案触发报警, 发生入侵行为后, 系统能对非法目标实现移动跟踪。除了行为分析外, 系统还可通过智能车牌识别功能对变电站的来访车辆进行识别, 已登记车辆自动开启门禁放行, 未登记车辆联动报警并抓拍记录。

(4) 实时图像自动复位, 即可对变电站的摄像机设定默认监视位置, 正常状态下摄像机保持默认位置;在控制完成的可设定的时间段内恢复默认监视位置。

(5) 远程可视化操作, 通过于综自系统或五防系统的接口, 可实现操作过程的可视化功能。其过程无需人工参与, 图像的切换与操作序列匹配, 根据操作流程自动一步一步跟踪其操作过程, 并对进程进行实时录像。

(6) 红外热成像监控, 通过红外热成像摄像机对变电设备进行实时温度监视:对由于接头松动, 套管过热, 接触不良 (抽头变换器) 隐患, 产生电弧、短路、烧毁、起火的故障, 具有提前预警的作用。确保运行的电气设备不存在潜伏性的热隐患, 有效防止设备损坏事故发生。

(7) 系统采用树形目录结构或多级电子地图方式, 可以方便查找到变电站的具体设备列表或分布图, 包括所有的摄像机、报警器等的分布。报警发生时, 报警地点以醒目的标记闪烁在电子地图或目录标识上, 准确判断报警类型和地点。

(8) 变电站系统采用的电子地图应能显示设备分布和布防、撤防、报警状态, 摄像机的预置位应和电子地图中相应的设备区对应。报警发生时, 报警地点以醒目的标记闪烁在电子地图或目录标识上, 准确判断报警类型和地点。

2.2 报警功能

(1) 报警类别:站端设备状态变化及故障报警、设备温度异常报警、消防报警、防盗报警、温湿度报警、门禁报警、非法闯入及画面异动报警、图像设备故障报警等;

(2) 应能与站内消防系统进行通信, 实时获取消防报警信号和报警位置;通过通信判断消防主机是否故障;

(3) 当发生报警时, 能自动切换至对应区域的视频信息, 变电站视频管理单元能自动进行本地录像, 同时传送报警信息和相关图像, 并自动在电子地图上提示报警位置及类型;并联动相关设备, 如启动现场照明、警笛等, 相关设备启动后, 应在设定的时间内自动关闭;视频管理单元应能对站内摄像机进行自检和故障报警;

(4) 变电站内同时发生多点报警时, 按报警级别高低优先和时间优先的原则显示存储, 先上传严重报警点的图像, 同等级别的报警按时间优先, 其它报警点的报警信息不得丢失和误报;报警信息应有时标, 精确到秒级;

(5) 报警信息应该和录像数据相结合, 可由报警信息检索回放相应的视频录像。

2.3 控制功能

(1) 操作人员能控制任一摄像机, 通过调整摄像机的方位、焦距, 设置摄像机的预置位等, 实现对变电站内任一设备的外观信息进行监控。

(2) 针对可控设备, 应具备保护措施。如控制云台、球机等设备时 (自动状态) , 系统应具有定时功能, 即设备在运行后, 应在设定的时间内自动停止。

(3) 保证控制的唯一性, 同一时刻只允许一个操作人员控制同一控制对象。

(4) 灯光控制, 系统能根据需要就地或远程独立控制照明划定区域的照明灯的开和关。可远程查询照明支路状态, 远程控照明划定区域的照明灯运行。可与防入侵及其他所需子系统联动, 在发生入侵警报时自动打开报警区域灯光, 为警情录像提供灯光辅助, 并自动打开周界探灯, 对入侵人员进行威胁。可与火灾报警与消防子系统及其他所需子系统联动, 在发生火灾警报时自动打开报警区域灯光, 为警情录像提供灯光辅助。在设备巡视时, 能与视频系统联动, 根据制定的巡视路线自动打开 (或关闭) 巡视路线的对应灯光。

2.4 图像录像管理

变电站端的视频管理单元应满足站内所有视频录像保存时间>10天的要求。

2.5 接受远方配置功能

应能接受来远方配置服务器的配置、撤布防等控制命令。

3. 改进后的作用

远程视频会议系统建设方案 第2篇

视频会议要求：现阶段公司需要在滨州裕能化工有限公司会议室、北京辉能会议室、人员异地出差等建设远程视频会议系统，通过网络建设本公司的视频会议系统和协调办公系统，提高工作效率，提高公司形象。

视频会议要求：通过视频会议系统将声音、影响及文件资料互传，实现即时且互动的沟通，系统能支持不低于2个分会场同时接入，同时召开5组会议。各种不同的终端都连入MCU进行集中交换，组成一个视频会议网络：

实现功能要求：

1、实现2个分会场、多个移动会场能同时多点音、视频会议（要求：图像、语音稳定清晰）；

2、实现数据会议（资料分发：利用系统的文件传输功能，用户可以在开会的同时传输文件给某个或多外会议成员，也能够同时接收来自多个会议成员发送的文件）；

3、实现多屏切换即：在会议进行中任意选择和更改分屏显示模式，主会场观看各个分会场的画面（分屏），分会场观看主席会场的全画面。

4、会议现场图像切换（会议室使用带转动云台的专用摄像头，可以通过遥控方式前后左右转动从而覆盖参加会议的任何人和物）。

5、每个会议现场可能通过电视、投影仪、移动PC、手机显示，可根据会场的大小选择不同的设备，使用投影仪必须选用1000流明以上的设备。

6、每个会场配置会议话筒4只（无线）以上，功放1台（根据扩音设备功率大小选用功效）、调音台1台、全频音箱2个（根据会场大小选择）。

7、会议室硬件终端：总公司会议室与北京公司，采用PC/MAC/安卓等并入系统的视讯终端、双流电脑主机、麦克话筒、mobile application等，支持16CIF格式，双流支持电脑数据传输，支持色差分量高清接口方案。

8、移动端远程接入：安卓及MAC系统，双摄像功能的手机及平板，原装耳机（带麦克）一支，装入视讯终端软件（安装时视频及音频访问项目全部选是）

9、网络传输要求：要达到良好流畅的音频效果，应用10M以上稳定的宽带网络连接或WIFI。

费用预计： 方案1：自购

视讯终端/1pcs（WIFI接入）：15000（1个点）-80000(8个点)移动摄像头（无线转动）：5000-12000 麦克风套装（无线）:3000-40000

或一般功放配套音箱：8000-40000 mobile application：1000-2000 预计费用：45000-150000 方案2：云端（租用模式）整套设备：15000-30000 软件租凭费用：1200-3000/年

预计费用：先期22000，每年2000左右的租凭费用 供应商建议：

科天云：国内大品牌，市场占有率高，费用较高，网评质量及应用不错，售后不加

华为：主硬件生产商，国内外市场均衡，质量服务高，费用较高 亿联：主通讯厂商，国内外市场均衡，质量服务中上，费用中高 会易通、云会议：国内品牌，主打中小型企业市场，性价比高，服务中等，费用一般。

好视通：国内品牌，功能性较其他产品低（应用较之其他系统少），价格低廉

远程巡视视频监控系统 第3篇

【关键词】视频监控；应用价值；PC机；嵌入式系统

1.引言

现阶段电子信息技术发展极为迅速，人民的生活水平也在飞速的提高，视频所特有的方便、直观以及其丰富的内容等更是受到更多的人的喜爱，当前严格控制视频的应用也在安防监控、军事、远程视频会议、工业、远程医疗、商业以及金融行业等方面得到广泛应用。在一开始，视频监控所选择的是借助模拟信号传输，之后其便通过以PC卡式数字信号传输为基础的一种嵌入式系统来进行视频监控，以监控系统的第三代嵌入式系统为基础的视频监控是自所有年龄的人来的，其凭借其成本低、灵活性强以及不被限制的传输距离的优势，而受到人们的追捧，以极快的速度占领了市场，采集监控现场图像是其主要的目的，而且其可以对照片进行收集，并进行长时间保存，用来进行之后的查询以及检索环节。

2.系统设计

2.1需求分析

以嵌入式视频监控系统为依据，要求对食品厂生产车间进行安排，我们发现在所有地方的视频进行采集以及传输系统的车间，需要能够随时移动放置的系统，系统在耐久性以及安全性的要求之下，其需要进行标准的封闭盒包装的选择，并将预留摄像头来进行天线接口，在盒子中进行其他电路板以及电源的莫风。以项目的具体需要为依据，来进行以下功能要求的获得：

首先就是视频捕捉功能，第二就是无线数据传输功能，第三就是处理以及恢复图像的功能。

2.2总体方案设计

系统总体设计如图2.1所示：

图2.1系统总体设计框图

在监控场所的视频采集节点安装有一套视频采集与传输的嵌入式监控系统，摄像头受到了上位机的控制，或是自动或是自动对于环境里面的图像进行采集，之后在通过处理器在WiFi的环境下面传输到上位机软件里面对于这些信息进行复原与处理。

3.硬件结构设计

3.1设计方案

本文选用的为基于三星S3C6410核心板作为基础的嵌入式系统开发，在不改变核心板的条件下面对于底板进行整理与设计，添加一些外围的通用接口与两个USB借口。核心板与底板的部分采用的外扩电源电路进行供电，扩展部分利用的为一个以太网的接口，对于网络通信部分进行调节，同时外围还具有一个扩展的SD卡接口电路，对于摄像头拍摄的视频数据进行外部储存，系统硬件部分具体连接如图3.1所示：

图3.1系统硬件组成框图

3.2电源部分设计

系统硬件设计里面最为重要的部分就会电源电路，因为系统具有具有很多的电子元件，这些器件需要的电压也不近完全一样，所以说对于电源电路的设计就显得非常重要。同时在硬件电路的设计里面，由于电源问题引起的故障也是具有很大的比例，本文设计的系统里面，电子元器件需要两种电压模式进行供电，具体分为+5V和+3.3V两个部分。系统里面需要的+5V可以直接的由外部+5V电源来提供，在电路里面只是需要加入一个电容来过滤到外部含有的杂波，其具体的电路连接形式如图3.2所示：

图3.2系统外接+5V供电电路

另一种3.3V的电压在系统里面也是应用较多，其可以通过稳压芯片AMS1086CM-3.3来获得，外部的+5V的直流点经过稳压芯片以后会变成+3.3V电压，会给系统里面不同的电子元件来供电，其含有的基本电路原理图如图3.3所示，电路图中具有的C9、C13和C14都是具有电压滤波的功能。

为了可以准确的了解电源的状态，判断系统是否供电正常，在系统里面添加了一个电源指示灯LED，如果这些系统供电是正常那么这个等就会被点亮，同时为了给用户提供一个比较准确的时间，在电池插座部分安装一个纽扣电池对于实时时钟部分提供电能。

图3.3 +5V电压转+3.3V电压原理图

3.3WiFi部分设计

在1994年的时候因特尔、IBM以及微软移动提出串行USB接口，本次设计的系统含有两个USB主机接口，用来通过与WiFi ZC301摄像头与S3C6410处理器两个部分实现连接。这样的系统对于可以完全的兼容USB2.0协议，为了很好的节省系统的设计部分，内部含有的电压调节电路直接的连接到外部的+5V电源里面，之后在将+5V电压转变为+3.3V的电压，在芯片的外部含有12MHz晶体。

3.4以太网接口与串口电路设计

因为三星S3C6410处理器自身不具有一个网络接口，但是系统需要利用网络的预调试网络的通信系统，所以在系统里面的数据传输是基于WiFi的无线传输，这样软件与硬件的抗干扰USB网卡驱动的问题就被避免了，有线网络的部分也是实现了即插即用。

4.软件部分设计

嵌入式的系统是一套非常复杂的软件系统，其主要含有Boot loader程序、文件系统以及应用程序等软件系统组成。本次设计的嵌入式系统都是需要用到这些软件，结合本次项目设计的实际内容，本节内容组要介绍的为软件开发环境的建立，引导程序Boot Loader的制作以及Linux内核程序的裁剪。通过分析我们可以看出基于Linux操作系统的嵌入式系统软件组要含有三层结构，那就是驱动层、操作系统层以及应用层，这个里面系统的引导程序是系统被加电以后需呀执行的第一段程序，其组要执行的过程可以分为两个部分：那就是过程部分利用汇编语言填写，代码量非常的小，在上电以后ROM里面运行，含有的配置为与系统的处理器有关的寄存器，对于系统的时钟、总线时钟以及开门狗等部分进行设计，在外部链接SDRAM和Flash Rom存储设备进行配置等相关操作。第二个部分使用的为C语言进行编写，通常在RAM里面运行，主要使用的为执行系统的映像文件从ROM到RAM的转移，挂接系统中断等，之后再进入系统的根本任务里面。

（1）建立开发环境

Linux操作系统死一个在计算机运行的软件系统，不过嵌入式Linu操作系统对其进行改造，可以再嵌入式的CPU上面实现，例如ARM处理器等。对于嵌入式系统的开发需要建立一个立体交叉的编译环境，第一步为在PC上面安装Linux操作系统，完成安装以后连接到装载的交叉编译软件里面，本次设计的系统使用的就是ARM-Linux-GCC交叉编译环境，含有的交叉编译过程具体如图4.1所示：

图4.1交叉编译过程示意图

（2）Boot Loader移植

本次设计的系统含有的硬件资源如下：ARM处理器、ARM11芯片，同时本文基于ARM1176JZF-S核进行设计，运行的频率为533MHz，运行的最高频率可以达到667MHz。储存器的大小为128M，可以扩展到256M，在S3C6410处理器里面含有的移植过程具体如下所示：

将在网上下载好的源代码解压以后，tar xvfj u-boot-1. 1. 6. tar. bz2 -C，经过解压以后变成u-boot-1. 1.6文件夹。其含有的目录结构如下所示：

|--board-->与硬件平台有关，存放电路板有关的资源目录，例如含有d ave以及smdk2410等；

|-- CPU -->有关的硬件平台，存放与具体的CPU有关文件的目录，例如含有：arm720t、arm920t、i386等；

|-- lib_microblaze -->主要放置的为与ARM系统里面经常使用的文件，其具有的函数主要应用在ARM平台上面；

|-lib_generic ->所指的为通用的函数库，也就是系统里面所需要使用的函数都是需要放在这里面，含有拷贝函数memcopy，打印函数Sprintf等；

（4）Linux文件系统

在Linux里面并没有像Windows C、D、E那样的分盘概念，而是将所有的文件储存到一个分区下面，这样与Windows C盘非常类似，其将操作系统启动时需要的程序文件都存放到这个分区目录下面。这样做的目的为在正常的启动操作系统以后，其可以运行在一个比较稳定的条件下面，针对于初始化程序与应用程序的文件，这些文件合起来被叫做根文件系统。

对于分区上面放置的文件需要依据规定的格式放置，其被叫做文件系统的类型，例如fat32、yaffs等都被叫做文件的类型。

Linux操作系统对于目录文件的管理方式采用树状的结构，其他部分的分区文件都是需要挂接到根文件目录下面，通过含有的分区挂接就可以直接的访问这一部分的分区，比如说根文件系统被挂接到了根目录“/”下面，根目录就可以访问其含有的全部文件，例如其含有的/etc、/inckide等；同时在/mnt目录下挂接其他分区，这个目录就可以访问在本目录下面的所有文件。

结论

本课题的主要来源就是监测食品厂生产车间，作为视频传输点以及采集点的嵌入式系统，也就是客户机，其借助于嵌入式系统中所运行的陈旭来对远端控制客户端进行直线。在本文中使用的是Hny6410开发板中的核心板来当做硬件，来对自己设计的底层板模式进行设计，这就使得系统的开发速度得到加快，并使得成本大一大幅度减少，测试数据显示，设计对于预期的需求进行了满足，使得食品厂生产车间中所要求的卫生环境监控得以满足。

参考文献

[1]梁秀娟，张胜.基于V4L的摄像头实时视频采集实现[J].福建电脑，2011（09）

[2]郝宝芳，袁和刚.Linux环境下基于Socket的网络通信研究[J].电脑知识与技术， 2011（26）

[3]纪波，王辉，张亚军.基于嵌入式Linux的视频监控系统的实现[J].电脑知识与技术，2011（08）

[4]涂继辉，余厚全，佘新平.基于ARM的视频监控系统的设计与实现[J].长江大学学报（自然科学版）理工卷，2010（02）

[5]朱宁.嵌入式系统Linux及USB驱动开发[J].山西焦煤科技，2010（04）

远程巡视视频监控系统 第4篇

变电站视频监控是实现无人值班变电站重要的基础性系统,也是智能变电站一项重要的可视化技术。但是,现有的视频监控系统更多定位在安防上,随着应用的深入,特别是智能化变电站的建设需要,必须把视频系统应用到生产运行中,使视频系统从安防系统向自动化巡视系统转变,并达到远程操作隔离开关的目的,为实现无人值班变电站远方操作打下基础。

基于泉州电业局变电站远程视频辅助巡视操作系统的建设实例,提出了应用视频系统进行自动巡检的方法,设计了一套能完成视频自动巡检的软件系统和应用策略,并详细阐述系统的功能、结构、关键技术和实际作用。

1 系统功能

系统以视频监控与自动化等理论为基础,采用数据通信、数据库、计算机应用等技术,系统功能主要包括安防监控、巡视监控、操作监控3个方面。

2 系统建设

2.1 系统结构

系统由3个部分构成,总体框架如图1所示。

(1)巡视管理服务器:安装数据库和系统管理软件,是整个系统运行的核心。

(2)巡视工作站/客户端:安装在监控中心,一般为一个巡视工作站对应一个变电站,每个监控中心可根据所管辖的变电站数量不同,部署4~5个巡视工作站。巡视工作站上安装巡视客户端软件。

(3)巡视管理客户端:可在管理人员(如调度)处安装管理客户端软件,通过网络进行管理和查询。

2.2 网络通信

变电站端组网方式如图2所示。

在泉州电业局已建成覆盖各变电站的数据网和变电站均接入光纤网络,实现变电站与地区主站互连。为了保证实现与地区主站互连,系统严格遵循以下通信标准:

(1)监控系统采用标准以太网接口。

(2)系统应采用标准的TCP/IP协议、IEC104通信规约。

(3)在网络系统中划分单独的变电站远程图像监控系统专网,监控中心和变电站端与其它网络业务相互物理链路隔离或采用V L A N方式实现虚拟专网的逻辑隔离。

(4)变电站联网监控地区系统按独立网段建设,系统整体分布在隔离外网III区。根据系统的实际使用情况,如需要分布到隔离内网II区,应添加相应的隔离保护设备。

2.3 二次安全防护

按照电力二次系统安全防护要求,整个视频监控系统划分于安全三区,变电站与地区中心之间的网络通过E 1线路构成图像专网;组建监控系统的V P N虚拟专网,V P N包括所有子站的视频监控主机和多功能设备控制主机以及主站的所有服务器。与调度数据网、M I S网进行互联互通时,采取相应的安全措施,包括制定专门的会话层端口、跨网段的信息访问仅在I P会话层进行等。在网络交换机中为监控系统划分单独的V L A N网段,一方面可提高网络的整体性能,另一方面也在一定程度上防止网络攻击和入侵,提升网络安全。

2.4 系统建设

变电站远程视频辅助操作巡视系统分为硬件和软件2个部分,硬件为泉州电业局监控中心管辖的220kV玉叶变电站,在安防监控基础上新增17台球形摄像机和1台16路硬盘录像机;软件平台系统是在泉州地区视频监控系统基础上进行开发的,主要有视频辅助巡视、开关刀闸远方操作监视和数据库管理三大模块,具备一次电气设备辅助操作监视、一次电气设备巡视、缺陷记录管理、天气监测、异常报警、录像管理、日志管理等功能。系统投运一年来,实现了视频、报警、安防、消防、动力环境、巡视、操作等系统的整合和联动,达到安全防范和运行监控目的。由于系统良好的开放性和兼容性,各个变电站以前采用的视频监控主机的品牌均可接入主站平台。

3 系统关键技术

3.1 视频巡检技术

系统通过摄像机的预置位功能,预先设置一次设备的最佳监视点,监控人员可在系统中预先设置好巡视策略(编辑调用设置好的一次设备最佳监视点的顺序),远程巡视一次设备,代替人工到达现场实地巡视;同时,通过设置不同的巡视策略组合达到日常巡视和特殊巡视目的。本系统在技术上具有以下特点:

(1)巡视操作方便灵活。用户可自动/手动巡视任意切换,每个巡视点的巡视停留时间可以任意调整,巡视顺序也可任意改变,既可以按照设定的巡视顺序进行巡视,也可以临时按照任意的顺序进行巡视。

(2)实用的缺陷记录管理。在巡视中可通过文字,视频截图、视频录像等多种方式来记录巡视过程中发现的缺陷。巡视到每个巡视点时,系统会自动提示以前的缺陷记录,便于操作人员比对缺陷是否已处理。

(3)结合天气监测。本系统增加了风速风向雨量的监测。通过天气监测,巡视人员可以在远方第一时间掌握变电站的天气情况,在大风、暴雨等恶劣天气情况下迅速启动紧急预案,实现特殊巡视,缩短应急处理响应时间。

3.2 刀闸远方操作监视技术

通过视频监控与S C A D A结合手段实现一次设备的远程操作监视,通过隔离装置接收S C A D A系统一次设备操作信息,联动被操作一次设备的视频监控画面,代替现场人员监视功能。即通过刀闸遥控后的位置信号,使用辅助接点的联动视频系统摄像头切换,遥视刀闸实际位置,以判断操作是否正确。同时,利用摄像机联动录像技术,实现对刀闸操作过程的全程录像,以用于日后的故障分析。本系统的技术特点主要体现在以下2个方面:

(1)开关刀闸的图像检索方式。普通监控系统的视频图像检索方式通常都是以视频主机、摄像机及预置位为线索进行查找检索,而变电站的摄像机由于数量有限,一个摄像机可能身兼多个用途,既作安防监控使用,又作辅助操作监控使用。因此,系统采用了以实际设备为线索进行图像调阅,直接在界面上显示出需监视的开关刀闸设备的名称及A、B、C三相信息。操作人员想要看哪个设备的图像,直接找到该设备名称即可打开视频图像,如图3所示。系统还提供了接线图的操作模式,可显示出每个变电站的一次接线图,操作人员直接在图上就能查看对应的视频图像。每个刀闸可打开A、B、C三相及整体的图像。

(2)S C A D A联动。变电站刀闸位置信号一般由R T U负责采集并上传调度中心S C A D A系统。为了实现刀闸位置变化与摄像头联动,首先必须解决S C A D A系统与视频监控系统之间的互联互通问题。解决此问题的思路有2种:在子站端进行互联互通,即在变电站的远动R T U与视频监控系统的视频采集单元进行互相通信;在主站端进行互联互通,即通过调度主站的S C A D A服务器与视频监控系统的管理服务器进行互相通信。2种方案各有利弊,本系统综合各方面因素,采用通过调度主站的S C A D A服务器获取开关刀闸操作的信号,接口方式为串口方式,通过解析S C A D A服务器发来的五防信号协议来获取开关操作信息。当收到开关刀闸操作信号时,在刀闸操作界面上,打开相应的接线图,同时自动打开关联的图像,球机转到相应位置。此时操作人员可直接观察刀闸触点的分合过程,校验执行结果。

3.3 球机倒装技术

变电站视频监控系统的摄像机,一般都安装在门型架或立杆,较难安装维护。在监视对象众多,摄像机数量有限的情况下,摄像机的选择是关键。利用球机倒装技术,结合立杆吊装,构筑立体式的视频监控网络,可有效解决此问题。

球机倒装方式,即球机上下1 8 0°颠倒。具体作法是,在设备附近适当位置,安装一个1~1.5m的立杆,将球机倒立安装在杆的顶部。此时,摄像机可以监视其安装平面上方的设备,且摄像机安装位置低于人身高度,有充足的安全距离,易于安装调试。

对于球机倒装,在技术上解决了以下2个问题:

(1)倒装带来的图像颠倒及云台控制反向的问题。安装位置颠倒,必然导致图像颠倒及控制方向的错乱。因此,在摄像机选型上,采用具备图像翻转功能的球型摄像机,对于没有此功能的球机在软件上进行了镜像处理,图像显示和控制时,自动颠倒。

(2)防雨防晒的问题。由于倒装球机上小下大,雨水易沿球罩上下半球接缝处渗透,夏天阳光直接照射,通风口位置向下,温度容易过高。因此,专门定制了特殊的球罩,安装在球机外,可起到很好的防水效果,同时在球罩内安装有排风扇,在温度过高时,可启动排风,将球机工作温度控制在允许范围内。

4 结论

系统的技术创新之处在于:

(1)视频巡检具有方便灵活的巡视操作功能,实用的缺陷记录管理并集成了天气监测功能。

(2)S C A D A系统联动视频监控,配合远程操作一次设备。通过一次设备遥控后的位置信号,联动视频系统摄像机切换,遥视一次设备实际情况,判断操作是否正确。

(3)采用多屏显示及球机倒装技术,多屏显示不仅可在2个屏上分别进行不同地操作,还可进行关联性的操作。球机倒装技术解决了球机正装带来的摄像机安装密度大、视线遮挡及安装难度大等问题。

摘要：基于泉州电业局变电站远程视频辅助巡视操作系统的建设实例,阐述了系统的功能、结构、关键技术和作用。系统采用先进的视频巡检技术、SCADA系统联动视频监控、多屏显示和摄像机倒装技术,解决了电气设备在自动巡检和远方操作监视存在的技术难题,极大地提高无人值班变电站自动化控制水平。

关键词：变电站,远程视频,辅助,巡视,操作

参考文献

大型远程视频会议系统的设计 第5篇

作为大型远程视频会议系统设计与实现的重要技术方法，MCU应用的关键地位不言而喻。该项课题的研究，将会更好地提升对MCU应用的掌控力度，从而通过合理化的措施与方法，进一步优化大型远程视频会议系统设计与实现的最终整体效果。系统设计

2.1 系统整体功能结构设计

本系统基于IP数据网，依据H.323标准协议，采用高清多点控制单元MCU与视频会议终端、录播系统、音频调度系统等设备融合，实现适于大型企业高清远程视频会议、远程业务协作、远程培训、会议录制、音频调度、语音备份等功能。

2.2 系统架构设计

本系统建立在IP网络基础之上，采用树状的组网结构，以企业总部数据中心机房为中心结点，连接企业主会场和各分公司、各业务部、灾备中心，实现会场之间的视频、音频和数据的交互。在企业总部数据中心机房部署KDV8000AMCU1台，KDV2000录播服务器1台，视频会议管理平台VCMP20001台，多媒体视频服务器VRS20001台。多点控制单元MCU实现多点呼叫和连接、视频广播、视频选择、音频混合及数据广播等功能，完成各终端信号的汇接与切换；录播服务器负责会议录像，各个会场的终端可以通过网络进行点播；设备管理服务器负责进行网络的参数设置和对网络运行情况进行监控。本系统为企业主会场和远程分公司分别部署KDV7920高清视频会议终端1台，IP650高清语音电话1台，并为分公司开通内置MCU的许可。开通许可后，分公司可以自行召开与下属单位的高清视频会议，无需通过控制中心MCU，提高了系统管理灵活性。

2.3 系统备份设计

2.3.1 IP电话语音备份方案

各分公司配备的IP电话除作为专用的调试联系工具外还兼有语音备份的功能，一旦终端出现问题用户不能参会，可以使用IP电话收听会议内容。

2.3.2 软件视频备份

本系统建设一套可以注册200个用户、支持60点并发在线的软件视频系统，并能够和硬件视频系统互联互通。软件视频的搭建依靠CMA服务器的软件终端功能，软件视频系统移动性较强，有PC即可接入。2.3.3 PSTN电话备份

HDX8000终端本身具备RJ-11接口，具备语音桥接功能，这样就将普通电话或GSM/CDMA手机接入了会议。本系统为各会场配备HDX8000一台，每台设备只需分配一个固定电话号码，就可以连接一路PSTN电话加入会议，如果所有分公司会场同时参会则可以扩展连接多路固定或移动电话入会。系统关键技术与实现 3.1 画面控制实现

本系统通过MCU、终端和会管平台的密切配合，在会议中以多种分屏方式实现多画面的同时输出，包括分屏会议、单屏会议、语音激励、自动轮询，并且多种显示切换方式可以根据会议类型、会议需求灵活应用。在MCU上创建会议模板时，将会议的分屏方式和切换方式进行事先设置，并将说明会议模式的关键字加入模板命名中。当用户通过会管平台调度会议的时候只需根据会议实际需求调用相应的会议模板就可完成对应模式会议的召开。

3.2 多组会议

本系统支持多个独立的会议同时召开，会议之间不会相互干扰和影响。用户可以直接通过会管平台进行会议调度和预约。当用户在会管平台完成会议调度操作时，MCU会根据会管平台的指令同时建立多个会议，MCU可以通过直接拨叫终端IP地址的方式组建多点会议。终端也可以主动拨入MCU加入特定的会议，终端在拨叫MCU时，需要输入想要进入会议的ID，MCU将会对终端的身份进行识别，保证终端加入正确的多点会议。

3.3 视频内容叠加

为方便企业举办培训会或召开需要参照数据、报表等文字材料的工作视频会议，本系统支持对于人物画面和内容的叠加合成传送的要求。在终端和MCU支持中通过PeopleonContent这种全新的数字叠加技术，将演讲人的高清图像与PC上的高清图文进行数字的叠加，就仿佛人站在图文前一样。

3.4 会议加密

为满足只有少部分领导参加的保密会议，本系统可召开加密会议，只有获得许可的合法用户才能正常入会。在本系统建立会议时可以根据需要指定一个会议ID，只有正确填写会议ID的用户才能够主动呼叫加入到正确的会议中，否则即便呼通MCU也只能停留在系统欢迎界面。另外在会议建立时系统还可以创建一个会议密码，如果有用户需要从外部主动发起呼叫加入会议就必须正确填写会议ID和密码后才能正常加入。技术特点 4.1 实现高清效果

本系统采用H.323协议组网，支持MPEG-

2、MPEG-

4、H.264等多种高清视频编码技术和Siren14、MP3双声道音频编码技术，实现图像分辨率为1920×1080P25帧/秒和1280×720P50帧/秒的最佳视频通信质量。

4.2 管理方式灵活

通过MCU级联，即可由企业主会场集中管理，也可由各远程分公司自主管理会议，独立开展各系统会议需求，互不干扰，实现了权限分级策略。

4.3 安全性高

本系统采用三重应急备份方案，保证在系统设备和网络链路出现故障无法及时排除的情况下发挥作用。同时支持召开加密会议，只有获得许可的合法用户才能正常入会，保证会议内容的保密性、安全性。

4.4 操作方便简单

系统的管理、维护、操作均基于用户熟悉的IE浏览器，采用全中文、图形化操作界面，利用鼠标拖拉即可实现丰富的管理功能。终端则采用遥控器通过下拉式中文菜单同样可实现简单管理与操作。结语

远程巡视视频监控系统 第6篇

关键词：远程视频监控系统；嵌入式技术；设计研究

目前市面上的嵌入式技术设备普遍都具有着实时性强、资源占用空间小、功能强大的优势，这为嵌入式设备受到越来越多的人的关注提供了前提，但是现在已有的嵌入式视频监控系统一般都是基于局域网环境之下的，这使得监控系统在很大的程度上受到地域范围的限制，而基于第三代移动通信技术的网络视频监控系统的运作成本又比较的高，因此基于嵌入式技术的远程视频监控系统的发展逐渐的成为了人们的主要推崇方式。

一、嵌入式远程视频监控系统的设计结构

目前使用较多的嵌入式远程视频监控系统大多是基于s3c2440开发板的嵌入式Linux平台，通过USB接口的摄像头捕捉图像，然后将图像数据传输到开发板之上，开发板再通过采集和处理等模式对图像数据进行处理之后就通过网络传输到接收端PC上，接收端的PC通过运行相关的软件实现视频解码最终将图像显示到电脑之上。这一系统的总体结构是如图1所示，总的结构又分之为硬件平台和软件平台两个部分。

（一）系统的硬件平台设计

一般在远程视频监控系统中其硬件平台选用的大多是utu2440-F版式的开发板，这种开发板主要是由核心板和底板两个部分组成，其中核心板上集成了64mb的nand flash和64mb的sdram系统，而底板上主要有网卡、usb借口及串口等外接的接口和芯片，而其中央处理器cpu采用的是三星饿s3c2440a型号的微处理器，这种处理器具有着总体体积小、性能高、功耗低的优点，因此在硬件系统中得到了广泛的应用。

这些硬件系统的功能分工主要表现为以下：nand flash是保存操作系统与文件系统的平台；串口是用于和宿主机进行通信，进行输入调试命令及运行命令的平台；网卡主要是用于连接外界网络进行信息传输的平台；usb接口摄像头用于对视频进行采集；lcd显示屏是用于接收客户端视频图像的工具。

（二）系统的软件平台设计

嵌入式的系统一般具有着资源有限、不易调试的问题，这就需要我们采用交叉编译调试的方法进行编译这是嵌入式系统运行在软件方面的前提条件，这种交叉编译调试过程一般是发生在宿主机之上的，与其相对应的嵌入式开发板叫做目标板，当在开发的时候，我们要先在宿主机上编写好相应的程序并安装交叉编译程序，然后将写成的代码通过交叉编译器来进行编译，以生成可执行的二进制代码，然后就可以在目标板上进行运行了。

二、嵌入式远程视频监控系统设计的关键技术

随着科学技术的飞速发展嵌入式技术开始被广泛的应用到现代的视频监控系统之上，大大的提高了视频监控的强度和效度，促进了我国视频监控设备的长远发展。为了能够突破现在地域范围的限制，实现实效的远程视频监控，我们还需要对嵌入式技术不断的进行革新发展，掌握其系统设计的关键，从而有效的促进我国远程视频监控系统的应用发展。总的来说，在远程视频监控系统设计中嵌入式技术的关键主要表现在以下几个方面：

（一）NAT技术的应用改进

NAT技术可以实现通过局域网把主机上的地址映射为网络上的有效IP地址，从而有效的实现网络地址的复用。通过使用NAT技术不仅能够很好的隐藏内部的网络地址信息，使外界不能够随意的访问内部的网络系统，从而有效的保护内部网络的安全，提高网络运行的安全性能，而且还能够很好的减少Ipv4地址的需求量。这些限制条件在一定的程度上保护了网络的运行安全，但同时也带来一些不便，导致外部的网络不能够穿过NAT主动的与内部的网络进行通信，从而影响了信息的传输与共享，现在我们要实现远程的视频监控就必须要突破NAT技术的保护，利用STUN协议实现NAT的穿越，从而有效的加强信息的传输与共享。

（二）MJPEG编解码技术的应用改进

MJPEG编解码又被称之为运动静止图像压缩技术，它的主要作用是用于视频传输和对图像的处理，其基本的原理是基于静态的图像压缩技术而发展起来的动态图像压缩技术，这种方式可以单独的完整的压缩每一帧图像，而且其主要的特点是在压缩的过程中基本上可以不用考虑视频流中不同帧图像之间的变化，只要对单独的一帧进行压缩就可以，这造成大量的冗余信息被反复的存储，导致空间占用过大，压缩效率不高。因此为了能够有效的提高MJPEG编解码技术的功能，我们就必须要根据实际的需求开发出适合自己需要的MJPEG编解码视频压缩方案。

（三）SDL显示技术的应用

跨平台多媒体技术就是SDL显示技术，它主要是由C语言所编写的，可以同时的支持多种操作系统，为应用程序的开发及代码移植提供了很多的便利。SDL的程序代码主要是由4个部分组成的，分别是初始阶段、程序运行阶段、时间等待与处理阶段及资源的释放阶段这四个部分，在这个SDL显示平台上使用者不需要知道操作系统间的具体差别，只要调解SDL提供的API函数就可以有效的实现对音视频的操作。

三、嵌入式远程视频监控系统的优势

随着科学技术的飞速发展嵌入式技术开始被广泛的应用到现代的视频监控系统之上，逐渐的突破了地域范围的界限，使视频监控的远程传输成为了可能，大大的提高了视频监控的强度和效度，促进了我国视频监控设备的长远发展。总的来说，嵌入式远程视频监控系统的优势主要表现为以下几个方面：

（一）实现了发送端与接收端的便携操作

与传统的视频传输平台相比，增加了嵌入式的远程视频监控平台无论是从发送端亦或是接收端的环境都能够实现便携可操作目标，这样就大大地提高视频监控的力度和灵活性。

（二）突破地域范围的限制

嵌入式的远程视频监控系统通过内置的网卡实现与网络的有效连接，这样就可以把监控的图像实时的传输到制定的终端之上，这样就大大的降低了地域范围对信息传输的控制，实现远程遥控指挥。

（三）实现了图像智能处理化技术

智能图像处理技术一般在Windows平台上的广泛的使用，我们通过把智能模块嵌入到远程监控服务器的终端系统之上，就可以实现对图像的智能化处理，从而使音频更加的系统丰富。

结语：

随着嵌入式技术的发展进步，远程视频监控系统取得了又一个重要的突破，嵌入式的视频传输与监控逐渐的成为了一种社会发展的趋势，逐渐的突破了传统的地域区限的限制，开始向着远程化、自动化的方向发展。在今后的发展规划之中，为了更加有效的促进嵌入式的远程视频监控系统的发展，我们必须要要不断的进行技术创新，提高嵌入式技术水平，使其能够具有更加广泛的作用。

参考文献：

[1]彭懿涛，夏惊涛，穆道生.基于嵌入式技术的远程视频监控系统[J].兵工自动化，2006，04：55-56+76.

论电梯远程视频监控系统 第7篇

1电梯远程视频监控系统研究背景与意义

1.1电梯远程视频监控系统研究背景

当前随着城市用地紧张, 建筑物更加倾向于向高层发展, 而电梯作为人们生活的工具, 以成为人们生活的一部分。由于其具有垂直运输载人功能, 使得电梯的安全关系到人们的生命安全, 然而, 人们对自身生活质量与安全重视度的逐渐提高, 电梯的安全性问题成为人们关注的重点。虽然已经投入了大量的资金用于电梯技术的研究与开发, 但是近年来电梯事故问题仍然时有发生, 在此情况下, 将远程视频监控技术应用于电梯发展之中, 大幅度提高电梯的安全性水平。

1.2电梯远程视频监控系统研究意义

在国民经济快速发展的今天, 将科技技术的进步应用于生活之中, 为人们的日常生活服务, 已成为科技发展的常态。电梯运行事故带来人员伤亡与经济损失的同时, 引起了社会各界的关注。电梯远程监控方案是提高电梯安全性的重要方式, 通过这种方法的运行, 利用远程监控系统发挥对某些电梯群的实时监控, 从而保障电梯运行的安全。同时, 当前的电梯安全监控系统仅仅是依靠物业管理与电梯维修商, 电梯厂商很难及时了解到电梯设计与运用方面的不足, 而且, 只是根据电梯维修商反映的情况改进生产工艺将很难达到理想的效果, 人工上报与现实之间存在着巨大的发展差距。通过远程视频监控系统使得电梯生产厂商了解到电梯存在的问题, 能够根据电梯实际情况及时改进技术, 实现物与人之间的连接, 从而促进电梯科技的创新。

2电梯远程监控系统概述

所谓的电梯远程监控系统就是指通过对现代高科技技术的应用, 将网络技术、视频技术和PCL技术等应用于统一体系中, 通过形成统一、直观的监控体系, 将硬件系统与软件系统相结合, 从而保障远程监控系统的组成。

3硬件系统的组成与结构

对于硬件系统来说, 在整个系统结构中, 其以上位机作为远程监控端, 本地端以仿真电梯为主。所以, 硬件系统可以以此为划分依据, 将上位机作为客户端, 控制整个系统;同时, 将仿真电梯和PLC控制器等作为服务器端, 在保证了系统的统一性的同时促进了对各个部分的研究。

3.1硬件系统组成部分

3.1.1仿真电梯

仿真电梯作为服务器端的一个重要组成部分, 在结构上仿照实际电梯, 其以升降式电梯作为结构体系, 选用常见的材料, 通过对比实际电梯仿照电梯的全部功能, 在结合了实际各种操作的基础之上, 使得电梯的运行过程完全复原原有的运行程序。

3.1.2 PCL控制器

PCL控制器有很多种类型, 不同的公司会产生和设计不同的控制器。文章所讲的控制器以罗克韦尔自动化公司MICROLOGIX1200可编程控制器为主, 由此来完成对电梯的整体控制。这种控制器分为40点和24点两种规格, 电梯中经常用到的就是40点控制器, 这种控制器要求用户在使用时事先接好电线, 同时其端子可以根据使用的需要人为拆卸。

3.1.3带USB接口的小型摄像头

小型摄像头作为外部环境与监控终端的连接系统, 其主要负责通过对电梯内部图像的采集与生成, 将图像信息以此传递到服务器端上, 这种硬件组成部分没有太高的技术要求, 出于节省成本的需要, 经常使用的是市场上常见的小型摄像头。

3.1.4服务器端计算机

服务器端计算机是电梯内部环境与情况的处理器, 通过小型摄像头收集采集的信息的同时, 对图像进行处理, 处理完成之后将数字信息发给太网网络。

3.2系统硬件结构

系统硬件结构就是将各个硬件成分按照一定的标准排列, 从而实现对硬件系统的整体操作。首先, 应当将仿真电梯与PLC进行电气连接方式, 同时以USB通信线为连接渠道, 将服务器端计算器与摄像头连接起来。在此硬件系统之上, 可以生成两方面的信息。首先, 将太网作为连接的渠道, 通过读取PCL内部端子的状态信息, 达到远程控制仿真电梯这个提前设定好的目标;同时, 发挥太网通信, 将服务器端计算机收集到的信息实现可视化, 完善整个监控系统。

4软件系统实现原理及要求

4.1软件系统的实现原理

与硬件系统相区分, 软件系统是通过各种合理的通信方式, 与硬件系统相结合, 将远程控制系统实现真正的可视。这种软件系统由仿真电梯控制系统、网络视频监视系统和电梯远程监控系统三部分组成。

4.2软件系统的运行体系

4.2.1仿真电梯控制系统

这一部分主要探究和检查电梯运行的情况, 从而了解电梯的基本功能。并且, 通过硬件系统的实时监测, 这一系统为上位机提供电梯内部按钮控制信息, 同时可以实时反映电梯运行的位置信息, 以此提供电梯的实时状况。

4.2.2电梯远程监控系统

这一系统主要是完成对视频系统的调试, 通过客户端系统, 实现对远程电梯的运行控制。在此过程中还要实现对视频系统的调节, 最终保障电梯情况的实时反映。

4.2.3网络视频监视系统

所谓的网络视频监控系统就是指通过将收集到的图像数据进行整理, 从而实现对数据的采集、网络传输和视频回放以及打包等, 从而实现对整个电梯系统的实时监控, 通过认为的监管从而实现对电梯情况的检测, 保证电梯运行的安全状况。

5结束语

对于当前人们生活的环境来说, 电梯已经成为了人们生活中不容忽视的一个环节, 通过实现对电梯的实施监管, 在融入科学技术、 改进工艺、适应当前社会发展需要的同时, 还应当保障电梯在运行过程中的系统安全问题。同时, 通过远程视频监控系统, 从根本上保障对电梯的实时监管, 发现存在的风险和潜藏危机, 保障电梯的安全运行, 维护人们的生命安全。

参考文献

[1]付小飞.电梯远程视频监控系统[D].上海交通大学, 2013.

[2]朱玉强.浅谈电梯远程视频监控系统[J].中州煤炭, 2010.

变电站远程视频监控系统 第8篇

随着科学技术的快速发展, 视频监控系统在诸多领域得到应用。网络技术及配套设备逐渐成熟, 在变电站远程监控中发挥重要作用。视频监控中心、被控站及传输网络组成变电站远程视频监控系统, 便于远程监控设备运行状况, 了解及解决突发故障。

二、变电站远程视频监控系统的原理及功能

变电站远程视频监控系统是将变电站内各监控目标区域内的图像和环境数据传输到变电站的视频主机。视频主机对各收集的各种数据进行处理后通过通信网络传输到调度中心和集控站视频监控中心, 运行人员通过监控中心视频监控工作站对目标区域内进行监视。

远程视频监控系统主要由三部分组成:监控中心、通信通道和数据采集。数据采集是采用摄像头和环境监测传感器采集环境数据和视频图片数据, 并对采集的数据进行实时压缩, 其环境数据包括温度、风力和烟雾等数据。数据采集的设备将放置在各个需要监控的变电站内。

通信通道是采用光纤或者互联网等把压缩数据传输到监控中心, 通信通道的带宽将会影响监控中心的视频效果, 如果带宽不能满足视频数据传输的需求, 视频播放将会延时, 达不到实时。监控中心将接受到的信息进行处理, 探测出变电站的各种变化, 给出报警信号, 并能自动启动相关保护设备。当环境和安防监控发生报警时, 使工作人员能及时了解现场情况, 采取处理措施。

视频监控系统由一个监控中心对各远程现场监控点进行监视和控制。系统由监控中心、传输网络、被控站组成。监控点摄像机的视频信号经传输网络通过光纤冗余环网传输到监控中心。在监控中心光端机上接收数字复用信号, 接入到视频切换矩阵。并在监控中心把视频信号送至监控中心局域网上。视频监控系统利用安装在前端的摄像机等设备将被监控目标的数据传输到监控中心, 同时通过监控中心控制前端设备的操作。变电站运行人员通过安装在监控中心的视频系统可以操作目标区域的设备进行全面监视。具体来说, 视频监控系统功能具有以下几方面:

(1) 视频监控主机可对所有的接入信号进行全天24小时的监控, 并把采集的视频数据保存到监控中心的主机中, 其视频数据保存时间为30天。在视频显示窗口中将显示站名、地点命名、时间和日期等信息。

(2) 系统能够对采集的图像数据进行分析, 以及对监控区域的物体运动进行侦测。如果采集的图像数据在变化或者物体在运动, 将分析图像中物体的变化程度, 如果超出限定值将触发警报。

(3) 根据变电站设备的特点, 监控系统中可以制定相应的巡检表。监控人员可以按照操作要求进行巡检监控, 并且一台设备可以监视多个目标区域。检测多个区域时设备能预置多个监控位置的云台和镜头参数, 能方便快速地转到相应预置点, 并自动调整好镜头的变焦和图像清晰度。

(4) 系统配置有温度探测传感器、湿度探测传感器和烟雾探测传感器等设备。这些装置能自动检测监控区域内的温度、湿度和烟雾, 如果检测值超出范围, 立即发出报警。

三、变电站远程视频监控系统

1系统的逻辑结构

视频监控系统能够得到实现和正常运行的标准就是由支撑系统, 中心的控制系统会以及相应的前端设备, 最后是客户端一起构成的综合性系统。在系统里边, 中心管理平台发挥的最重要的功能就是能够实现信息和命令的下达, 还能够实现不同的信息中心的信息的传递和互换;先关的事物的管理控制;有关用户的设置, 系统相关设备的管理控制, 以及整个互联网的控制等, 还能够对鉴权进行相应的认证工作, 对用户应该收取的费用的计算, 甚至牵扯到营业, 相关的统计分析等等多方面的功能的实现。而系统的控制中心主要是由以下几个方面构成的:系统管理部分;发放媒体的部分;储存媒体的部分以及最后对业务进行相应的管理的部分。系统指定的部分共同合作完成好媒体的信息命令的下达和系统运行的管理, 媒体有关信息的调用, 储存, 发送信息等多方面的功能的实现。系统的某些部分还能够实现业务的管理、设施及互联网的管理等多种方面的功能的实现。还能够在相关的连接地方实现相应的信息的交换功能。

2实现视频的多点传输

通过组播去减小网络的传输压力。组播技术可以将每一个编码作为组播源, 可以对监控图像进行遏制粘贴和转发IP放弃图像。这样一来整个监控系统可以不计规模大小和用户数的多少, 都可预算出数据传输对于网络宽带的要求, 并根据此要求来对对点传输采取进一步的管理和控制。

3多级多域管理

用户对于变电站远程监控网络的需求都是比较复杂和多变的, 因此, 为了满足客户的这些需求, 就要实现将整个系统划分成数个独立的子系统, 在利用这些子系统来独立进行对应区域的监控任务, 同时也可以利用域间接口来实现对其他区域的业务进行监控。为了可以实现多级多域管理, 我们可以通过配置域间路由来实现。在整个系统当中, 每一个区域都必须要独立、统一配置对应区域的ID, 而且还要配置一条可以从上级区域通达下级区域的路由, 而对于是否可以通达下级区域, 还需要过向上级区域注册才可以判断, 而上下级之间的信息交换也可以由路由来实现。

4视频监控系统设计

摄像机的安装要美观、牢固、照摄范围合理。支架和固定面的自攻钉要拧紧, 支架和摄像机的连接处螺母要拧死。摄像机的位置, 有它的照摄范围, 根据现场环境结合镜头的调整, 把摄像机调整出最佳的角度和范围。变电站监控根据网点所配备的硬盘录像机数目和硬盘, 要合理的给每台硬盘录像机配备相应的硬盘, 达到录像资料保存时间的要求。工程施工负责人要合理计算硬盘容量和存储时间, 确保远程视频监控资料长期保存。

5图像显示处理功能

以地理图方式显示整个视频监控系统的监控点位置、分布、设备配置情况和运行状态。当设备出现故障时, 在画面上显示报警信息;系统可将时间、日期、摄像机编号、报警状态叠加到每一路视频输出上, 并可控制它在监视器上的位置和大小;能够监视变电站所设备的运行状态及现场环境监视;视频监控与机电集控系统联动, 当机电设备集控系统监测到异常情况时, 调动摄像机到预定位置, 进行摄像, 并对故障现场进行录像, 以备查证;变电站的摄像机画面可设防, 在探测范围内出现移动目标时, 能发出报警信号, 并启动硬盘录像。硬盘录像机对已保存的图像可进行逐帧回放、冻结和图像增强;硬盘录像所生成的文件, 可拷贝到其他存储设备保存。

6视频监控传输系统

视频监控传输系统是视频监控系统的关键环节, 传输系统的稳定性先进性也关系到系统的稳定性和体现了系统的先进性。通过4芯光纤将整个系统的网络拓扑组成双纤自愈环网, 具备环网自愈保护功能, 极大的提高了系统的可靠性。当某一点光纤故障或设备发生故障时不影响整个系统的正常运行。系统由双环构成, 一个为工作环, 一个为备份环。每个传输节点都连接在两个环上。在正常状态下, 信号在工作环上传输。当某个站点的光纤或设备损坏时, 系统自动倒换到备份环上传输信号。从而形成双环自愈, 保证系统正常传输信号。

结语

远程视频监控系统在变电站中的应用, 极大的提高了设备远程监控水平, 减少管理费用。目前, 限于网络视频传输效率, 在未来还有较大提升空间。随着网络质量的提高, 变电站远程视频监控系统将越来越完善, 并将发挥重要功用。

参考文献

[1]罗玉春, , 都洪基, 张晓萍, 等.变电站远程视频监控系统的实现[J].继电器, 2007, 35 (24) :48-51.

[2]宋维, 田晓芳, 张宝菊, 等.变电站远程视频监控系统的改进设计[J].天津工业大学学报, 2008, 27 (4) :57-59.

基于DSP的远程视频监控系统研究 第9篇

数字信号处理 (Digital Signal Processing, DSP) , 主要包括DSP算法、硬件技术、应用背景技术等, 其中DSP算法是DSP技术的核心。当前, DSP技术已经被广泛应用于医学、通信、石油勘测、音频视频处理等领域中。DSP技术的实质是通过变换信号获取有用信息, 将信息予以直观表达, 即利用数字形式采集、变换、压缩、增强、滤波信号, 在处理完信号后获取所需的信息形式。DSP技术以数字信号处理理论为基础, 该理论在推动数字应用方面起到了重要作用。同时, DSP技术又吸收了其他科学理论, 在不断完善自身理论的同时, 使自己发展成为了新兴学科的理论基础。

2 基于DSP的远程视频监控系统设计

2.1 硬件设计

(1) 图像传感器。在MOS技术日臻成熟的背景下, CCD, CID, SSPD 3种固体图像传感技术得到了快速发展, 其中以CCD的应用最为广泛。本系统采用WV-CP460彩色摄像机, 与普通摄像机相比, 该摄像机由于采用了CCD彩色图像传感器, 并且具备超级动态Ⅱ功能, 所以可扩展动态范围, 保证图像传输的灵敏度。WV-CP460彩色摄像机进行了耐用设计, 十分适用于监控所在的外部环境, 且视频输信号为PAL制复合视频信号。

(2) 数字信号处理器。DSP芯片具备稳定性强、可大规模集成、易于实现自适应处理等优势, 在一定程度上促进了DSP技术的快速发展。随着DSP芯片功能的逐步强大, 使得DSP技术关键点落在了DSP算法上。DSP芯片根据数据支持类型的不同, 可分为定点DSP和浮点DSP, 前者在算术操作时使用小数点位置固定数, 后者在算术操作时小数点位置可根据数据的不同变化进行浮动[1]。本系统的数字信号处理器要满足大运算量的要求, 采用TMS320C6416的DSP, 工作时钟为600 MHz, 考虑到视频FIFO对系统的影响, 将外接口时钟选定为100 MHz。

(3) 开发板的选择。国内某公司开发的DAM6416P是一种用于音视频采集、压缩、播放的评估开发板, 该开发板上可集成DSP, FPGA、视频解码芯片等器件, 主要包括以下构成部分:A/V接口、DSP处理器、PCI总线接口、LED、扩展同步接口、通信接口以及电源。CCD摄像头采集模拟视频, 将模拟视频输入到ADC, 再由ADC将其转为数字信号。数字信号经FPGA传入视频FIFO, 以便DSP在DMA中进行数据读取。

2.2 系统软件设计

(1) 软件开发环境。CCS是集成性DSP软件开发工具, 可提供统一的开发环境, 根据源程序类型调动适当的代码产生工具, 并具备调试和实时分析功能[2]。在开放式插件结构中, CCS可集成C编译器、汇编器、优化器、软件模拟器、实时基础软件、数据交换软件、实时分析、数据可视化等软件工具, 如图1所示。开发者可利用CCS编辑、编译、调试软件, 并对软件进行性能测试和项目管理。由于CCS实现了数据可视化和数据分析实时化, 所以可大幅度降低DSP系统的开发难度, 节省开发者的时间和精力。

(2) DSP/BIOS。DSP/BIOS是DSP的静态内核程序, 可提供基本系统服务, 包括线程管理、定时、通讯、资源控制等功能。开发者利用DSP/BIOS只需通过静态配置, 就可有效管理复杂的多任务机制, 大幅度降低多任务机制的协作难度, 有利于提高系统资源管理效率[3]。DSP/BIOS由以下3个部分构成:

(1) 实时内核。该部分由3个部分构成:a线程调度, 包括软硬件中断、进程、系统后台线程;b同步, 包括邮箱、原子量、队列、信号旗;c通讯, 包括数据流线、主机接口、数据管道。

(2) 实时分析。用户可在实时分析部分提供的Statistics和Log模块中, 获取目标系统的运行数据。

(3) 静态配置工具。该工具为图形化的配置工具, 可进行属性设置。

DSP/BIOS按照应用程序模块的功能定位, 将代码设定为500~6 500字之间, 通过多模块的API实现对DSP/BIOS的使用。API的调用形式为C语言, 在C语言的程序内, API也可通过汇编代码进行调用。

2.3 C语言对算法的实现

DSP系统的算法仿真需要移植到CCS上予以实现, 所以选择具备较强可移植性的C语言进行算法实现。在整个程序中, 具体划分为图像获取、图像处理、图像显示、通信模块4个模块, 为了保证各模块在修改过程中能够协调、匹配和移植, 必须在各模块之间留下接口。

(1) 图像获取模块。在该模块的运行中, 采用了视频模拟方法, 即预先录制一段视频, 而后依次读取视频中的每一帧, 最后将其输入处理模块。

(2) 图像处理模块。该模块是整个程序的核心模块, 也是移植到DSP的主要部分, 需要完成以下工作:选择区域、提取目标、提取重心、生成运动轨迹、压缩图像等。

(3) 图像显示模块。该模块具备显示功能, 以及解压缩、图像融合两种算法, 在DSP算法移植中不包括这种两种算法。

(4) 通信模块。该模块是算法移植的辅助模块, 能够建立起PC与DSP系统的通信连接, 方便传输数据。

2.4 程序移植

(1) 代码移植。DAM6416P为DSP代码移植提供了丰富的软件资源和库函数, 并且可优化处理代码。

(2) 数据处理。在IEKLIB库支持板上进行应用程序开发, 能够快速处理多媒体和通信数据。在本系统中, 摄像头提供的标准PAL制式模拟视频数据需要通过视频输入端口进行采集, 将采集后的模拟视频数据转换为RGB信号, 对RGB信号进行处理, 输送至VGA视频输出端口进行输出, 以便在显示器上进行观看。

(3) 视频转换。受系统视频数据转换的限制, 只能将PA L制式转化为Y∶U∶V=4∶2∶2存放格式, 具体如表1所示。在模拟视频数据转换后, VGA所呈现的图像只是一种数字信号, 并非为真彩色, 这会降低图像色彩数, 影响算法识别精度, 但从整体上来看并不影响程序移植效果。

(4) 初始化。DSP/BIOS需要进行初始化, 由于API根据不同应用程序配置不同的模块, 所以在本系统中使用CSL和TSK模块, 在执行程序之前先进行CSL模块初始化, 再进行开发板初始化。

2.5 代码优化

(1) 编译优化。代码优化选用C6000编译器, 该编译器包括性能优化和代码尺寸优化选项, 可达到最高程度的优化效果。C6000编译器能够执行各种优化循环方法, 如移除未使用过的函数, 移除重复表达式等, 这种优化方法可实现对代码尺寸的优化控制, 提高优化选项的性能。

(2) 其他优化。除了利用编译器进行代码优化外, 还可采取以下方法: (1) 将C语言程序替换为内联函数intrinsics, 该内联函数属于在线函数, 能够与C6000汇编指令映射; (2) 将宽长度的存储器应用于短字长数据中, 如将两个32位数据放在一个64位寄存器的高位和低位, 对短字长数据进行打包处理。这样一来, 可使Load指令对多个数据进行同时访问, 大幅度缩减访问所占用的内存空间。

3 结语

综上所述, 本文基于DSP技术, 设计了一款远程视频监控系统, 文章从硬件和软件两个方面对系统的设计过程进行了分析。该系统除了能够实现目标的有效识别之外, 还能具备图像压缩传输、图像融合及显示等强大的功能, 从而使该系统可在智能小区、连锁超市、金融机构等场所的监视中进行应用, 给各个场所相关业务开展的安全性提供了有效保障。

参考文献

[1]宋从超.基于DSP和H.265的视频监控系统研制[D].淮南:安徽理工大学, 2015.

[2]邱光能.基于嵌入式的远程视频监控系统的设计与实现[D].长沙:湖南大学, 2013.

基于C#的远程视频监控系统设计 第10篇

关键词：视频监控系统,C Sharp,FLV

0前言

如今相当一部分中小企业监视设备生产情况的方式还是人工监视, 这种方式效率低, 需要的人工费用高, 而且主管人员对出错信息掌握不及时, 会导致出错处理方案调度延误的后果。相比较之下, 远程监控系统的优势开始体现出来。在保证网络带宽的前提下, 远程监控系统具有可视化实时错误监控, 自动启动错误处理方案等功能, 能最大化的减轻故障带来的损失, 为企业提供了有效的生产保障。

1 系统开发工具

本课题设计的远程监控软件所使用的开发软件是由C sharp和Flash所开发出来的。C sharp是一种安全的、稳定的、简单易学的, 由C和C++衍生出来的面向对象的编程语言。它在继承C和C++强大功能的同时去掉了一些它们的复杂特性 (例如没有宏以及不允许多重继承) 。C#综合了VB简单的可视化操作和C++的高效率, 以其强大的操作能力、优雅的语法风格、创新的语言特性和便捷的面向组件编程的支持成为开发的首选语言。

Flash是视频播放的开发的首选工具, 其播放的FLV流媒体格式视频, 具有文件体积小巧, 加载速度极快, CPU占有率低、视频质量良好等特点。FLV是FLASH VIDEO的简称, 它是一种全新的流媒体视频格式, 它利用了广泛使用的Flash Player平台, 将视频整合到Flash动画中进行播放。

2 系统结构图

本课题的设计框架如下图所示, 监控系统主要采用服务器和客户端的模式来完成。

由图1可知, 在每个生产现场可布置一些高清晰摄像头进行不断地实时视频采集并传输到服务器端, 客户端可从服务器端实时读取数据, 从而使得生产主管在客户端可进行实时监控。

3 程序设计

3.1 服务器

服务器 (Server) 指一个管理资源并为用户提供服务的计算机软件, 通常分为文件服务器、数据库服务器和应用程序服务器。运行以上软件的计算机或计算机系统也被称为服务器。

3.2 客户端

客户端 (Client) 或称为用户端, 是指与服务器相对应, 为客户提供本地服务的程序。除了一些只在本地运行的应用程序之外, 一般安装在普通的客户机上, 需要与服务端互相配合运行。

3.3 视频采集

视频采集使用了adobe公司的Flash软件制作了播放器软件, 并且设定播放的视频格式为FLV流媒体。主要实现源代码如下:

4 系统运行结果

客户端在保证网络带宽的情况下, 视频画面能够流畅的播放, 机械手的各个工作状态也能在设备检测栏中显示出来, 生产管理员可以根据生产设备状态进行调度控制, 如按下指定按钮后, 远程工厂中的机械设备能够按照指定动作进行动作。系统运行结果如下图所示。

5结论

使用远程视频监控系统, 能方便直观的对生产设备进行视频监视, 可以一目了然的看见生产现场发生的一切, 并可以使用生产状态监控设置让用户清晰明了的监控设备, 便于及时发现故障所在, 它能有效地改进了生产过程的监控方式, 提高生产效率, 减少生产成本。

参考文献

[1]郑阿奇.VisualC#网络编程[M].北京:电子工业出版社, 2011, 10.

[2]明日科技.C#从入门到精通[M].北京:清华大学出版社, 2012, 09.

[3]刘欢.Flash全站互动设计[M].北京:人民邮电出版社, 2012, 10.

远程巡视视频监控系统 第11篇

关键词：远程教学 视频点播 利用

中图分类号：G434 文献标识码：A文章编号：1673-1875(2009)04-092-01

一、视频点播技术

视频点播（Video On Demand），简称VOD，意即根据用户的需要播放相应的视频节目。它是一种先进的视频通信技术,综合了网络通信技术、多媒体技术和电视技术的优势，彻底改变了过去收看节目的被动方式，实现了节目的按需收看。此外，它还可以让用户对节目的播放进程进行控制，而且用户不需要增加很多投资, 只需在现有家用电视或微机终端的基础上增加一个机顶盒、一个遥控器, 然后连接进邮电宽带通信网, 即可享受到视频点播服务。

二、视频点播的特点

1、视频信息获取的主动性和可控性

长期以来，广播电视都是单向传播的，用户只能被动地收看电视台播出的节目。而在VOD系统中，用户可以根据自己的需求随时选择自己喜爱的节目。这也是VOD系统最吸引人的地方。此外，它还允许用户对点播节目的开始、结束时间和暂停、快进、快退、定格、慢放等进行控制，交互性很强。这是传统的闭路电视系统所没有的。

2、高质量的视频压缩

视频信息数据量很大而且实时性要求高，如果不经压缩就直接在网上传送，其效果是无法忍受的。在VOD系统中，由于采用了MPEG、H.26x等视频压缩标准，使系统不仅有较高的数据压缩比，而且还可获得高质量的画面还原特性。

3、视频信息的并发使用

VOD系统可以让多个用户同时点播相同的节目而互不影响，这样，一个热点节目可以多人同时收看，多个用户之间互不影响，并且可以各自按照自己的要求对节目的播放进度等进行控制。

三、校园视频点播系统的利用

1、视频点播教学

将各科优秀教师的多媒体课件、电视教材、直播课程、现场实验示范等采编存入VOD系统，教师可在终端机上，通过统一的点播界面，自由点播这些视频资源进行教学。此外，由于VOD系统支持多用户点播而互不影响，所以不同地点的老师可以同时点播相同教学内容来进行教学，并分别对播放进程进行控制。

2、自主学习

在VOD系统中，可以充分发挥学生的自主性：学生可以根据自己的学习情况，在寝室、图书馆、计算机机房甚至家里，自由地选择多媒体课件、老师讲课录像等进行学习，以增强学习的自主性和主动性；学生还可以点播自己感兴趣的内容进行补充学习，拓宽知识面；在学习过程中，学生可以按照自己的学习进度，对播放过程进行控制，营造出一个相对个性化的学习环境，达到最好的学习效果。

3、远程教学

和Internet无缝整合在一起的VOD系统可实现跨地域的远程教学。将优秀教师的讲课录像放到VOD服务器上，听课者可以远程点播这些录像，进行在线学习；听课者也可以先把录像下载到本地服务器上，然后在当地的局域网范围内点播学习。利用VOD系统开展远程教学的有两大优点：首先，它的视频传输特性好，这是一般的网络教学达不到的。

4、视频报告会

由于VOD系统视频传输特性好，所以老师和学生不必亲临学术交流会现场，通过VOD系统的现场直播或实况转播功能，就可聆听专家们精彩的报告，观看交流会的现场实况。在观看过程中，还可以通过VOD系统提供的提问、留言和发表评论等交互功能，向与会的专家们提问，与他们进行交流。

5、影视欣赏

VOD系统能够平滑流畅地传播视频信息，而且观看者还可自由地对播放进程进行控制。把影视资料放到VOD服务器中，学生们就可随时随地地点播收看，这样就增大了影视资料的共享范围，极大地丰富了学生们的影视文化生活。

通过VOD系统可为广大师生提供在线的新闻、教学、资料等节目的点播和广播服务,实现一种新的实时、交互的学习环境,以改革传统的教育手段和教学模式,优化教学过程,提高教学效率,促进素质教育的全面开展。我们有理由相信,随着VOD技术的发展、教学资源库的建设以及VOD在校园教学和远程教育的推广应用,一定会推动整个学校的素质教育进程,推动数字校园的建设,也必将改变我们的学习和生活方式,影响我们的未来。

参考文献：

[1]肖胜龙.校园网中的多媒体视频点播系统[J].西部广播电视,2004.11.

[2]匡国防,景东山.校园视频点播系统研究[J].福建电脑,2008.4.

[3]周冰，陈志锋.校园视频点播网站的设计与开发[J].江苏技术师范学院学报,2004.12

[4].黄斌.基于数据网格的视频点播的研究[J].怀化学院学报,2008.5.

[5]王逸泉.网格视频点播系统的研究和实现[D].国防科学技术大学研究生学位论文.2004.10.

[6]白晓飞,孙季丰.基于P2P网络模式VOD系统的数据传输新方法[J].计算机应用与软件,2006.3.

基于ARM7的远程视频监控系统 第12篇

关键词：ARM7,低功耗,远程视频监控,GPRS

0引言

视频监控技术在工农业生产、交通运输、军事及日常生活中有着非常广泛的应用。随着集成电路技术和嵌入式技术的发展, 视频监控系统正向数字化、网络化、智能化方向发展, 出现了嵌入式视频监控系统。嵌入式视频监控系统是由图像传感器、图像处理芯片、嵌入式处理芯片以及存储器等构成的一种视频监控系统。与传统的视频监控系统相比, 具有体积小、功能强、实时性好等特点, 具有良好的应用与发展前景, 因此研究并开发一种嵌入式视频监控系统具有很大的实际意义。本文在分析了国内外研究现状和远程监控系统中的关键技术及其实现方式后, 提出了一套切实可行的软硬件设计方案, 并将其应用于工程项目中。

本系统首先对摄像头输入的模拟信号进行数字化处理, 然后进入编码电路, 按照JPEG格式编码, 同时配合LPC2478的控制将现场的气象数据如温度、湿度、仪器倾斜度、风速风向等数据, 按数据帧的格式通过GPRS (通用分组无线电业务) 无线网络传送到监控中心。无线视频实时监控管理系统如图1所示。

1系统电源

本系统的下位机工作在无人值守的户外环境中, 要求全天候的监控, 所以对电源的稳定性有更高的要求。本系统的电源供电主要采用太阳能电池板加蓄电池的方法[1]。

由于ARM芯片的高速、低功耗和低工作电压导致其噪声容限低, 对电源的纹波、瞬态响应性能、时钟源的稳定性和电源监控可靠性等诸多方面也提出了更高的要求。

电源电路中要求提供12 V、5 V和3.3 V直流电压以带动摄像头、各路传感器和CPU。CPU即LPC2478的内核和I/O使用同一电源电压, 只需单电源3.3 V供电。电路图如图2所示, CON3为5 V直流电源输入端, 其1口输出的5 V直流电压为摄像头控制信号的驱动芯片和部分传感器供电。

5 V电源经过C2、C3滤波, 然后通过L1117-3.3将电源稳压到3.3 V, 此时D1指示灯会被点亮。电路中C4的作用是提高稳定性。而LPC2478具有独立的模拟电源引脚VDDA、VSSA, 为了减低噪声和出错概率, 模拟电源和数字电源应该隔离, 图中L1、L2就是用于电源隔离的元件, 将数字电源的高频噪声隔离, 这种设计不但能提高系统的稳定性, 还能有效地抑制电源纹波。

L1117-3.3的特点是输出电流大、输出电压精度高、稳定性高。其输出电流可达800 mA, 可广泛应用于手持仪表、数字家电和工业控制等领域。

2MCU部分

出于低功耗和性价比考虑, 本文选用了NXP 公司的功能强大且成本效率高的ARM7芯片LPC2478, 该MCU内部有512 kB的Flash和58 kB的SRAM存储器[2]。支持ISP (在系统编程) 和IAP (在应用编程) , 同时支持16位的Thumb指令集和32位的ARMv4指令集。

本文选用的是TQFP封装的LPC2478。其有208个引脚, 160个GPIO口。除此之外, 该芯片还有丰富的工业级外设接口, 比如4个UART接口、3个SPI接口、3个IIC总线等, 足以满足该系统控制方面的需要。

LPC2478 的每个外设都具有一个独立的时钟分频器, 这就使设计者能够将功耗降至最低。而且, P0、P1和P2 口的每个引脚都可用作外部中断引脚。

关于调试, 每个器件都支持实时仿真和嵌入式跟踪, 并且具有一个集成的VIC (向量中断控制器) 。同时, 为了与现有的工具兼容, 每个器件都使用了标准的ARM 测试/调试JTAG 接口。

3人机交互界面

本系统的微处理器LPC2478是业界唯一的提供集成LCD (液晶显示器) 支持的基于闪存的ARM7 MCU。全新的MCU配有双路AHB (ARM高速总线) , 可实现多种高带宽外设 (包括LCD、10/100兆以太网、USB主机/OTG设备、和2个CAN通道) 的同步操作。这一全新的MCU系列显著降低了成本、尺寸和功耗, 是广泛应用于LCD面板并需要网络或Internet连接的工业、消费、零售和医疗系统产品的理想之选。LPC2478和LPC2470支持大多数静态LCD显示器 (最高1024×768像素、15阶灰度单色和每像素24位真彩色TFT面板) 。对于嵌入式系统设计师而言, 使用LCD可在芯片上执行代码, 并且从外存储器取得帧数据还可最大程度地降低总线冲突。此外, 新的控制器提供512 kB、高速128位嵌入式闪存, 带有内建的纠错功能, 尽可能确保其可靠性。LPC2478和LPC2470仅需单电压 (3.3 V) 电源, 拥有独特的RTC (实时时钟) , 并配有带电池的2 kB SRAM, 使得MCU在休眠状态下只消耗很少的电流, 而在出现外部中断或达到用户自定时间时, 设备可迅速恢复工作。

本系统选用的是RGB565模式的TFT屏。RGB565使用16位表示一个像素, 这16位中的5位用于R, 6位用于G, 5位用于B。程序中通常使用一个字 (WORD, 一个字等于2个字节) 来操作一个像素。

4视频部分

4.1摄像头控制部分

本系统是户外的远程无人监控系统, 对摄像头的各个方面要求都比较高。在尽可能保证成本的情况下, 要求其性能和可控性达到最高, 此系统选用的摄像头具有20倍光学变焦, 支持PAL, 水平解像度为480线, 充分满足了实时抓拍图像的要求。夜晚可以正常使用, 最低照度为0.5 Lux。当配上红外装置等时, 夜晚拍的图像将和白天没有太大区别。支持自动跟踪白平衡、自动背光补偿[4]。功耗只有300 mA, 非常适合本系统的要求, 而且摄像头的控制线只需4根就能控制摄像头的全部参数。但是, 摄像头控制线的控制信号电压是DC ±3 V～±12 V, 为了充分驱动而且尽可能降低功耗, 实验证明选用±5 V的信号驱动效果最好。

因为整个系统的供电没有负电压, 所以设计中加入一片驱动芯片AE2501, 通过改变电流方向的方法得到负电平。系统中一共用了3个AE2501来驱动摄像头的4根控制线, 每个芯片的3脚都接到摄像头的VB端, 也就是摄像头控制信号的公共端。6脚分别接摄像头的VA1、VA2和VA3, 分别为变倍、聚焦和菜单控制线。

AE2501是5 V供电的电机驱动芯片, 在此用作摄像头控制信号的驱动, 实现正负电压的变换。AE2501的1脚和8脚的电阻有严格的范围限制, 其计算方法如下:

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这里, 输入电压Vin的引脚由LPC2478的I/O口直接相连, 即Vin为3.3 V, 通过计算:

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实际电路中选用13 kΩ电阻, 试验证明13 kΩ的阻值不但能达到充分的驱动而且还具有较好的稳定性。

这样将3个芯片的8脚都接到LPC2478的P1.0口, 而3个芯片的1脚分别接到P1.1、P1.4和P1.8口就可以实现线控正负电平的切换。当P1.0为低电平时, 如果给P1.1、P1.4、P1.8提供高电平, 则VA1、VA2、VA3和VB之间将是正向电压;当P1.0为高电平时, 如果给P1.1、P1.4、P1.8提供低电平, 则VA1、VA2、VA3和VB之间将是负向电压。电路原理如图3所示, 由于篇幅有限在此仅画出一片AE2501, 另两片的接法和此片相同。

4.2编码器

本系统选用视频解码芯片SAA7113H对模拟视频信号进行采集、解码成标准的VOP数字信号。该芯片正常工作时的功耗为0.4 W, 空闲时为0.07 W。芯片具有上电自动复位功能, 其上电复位延时是10 ms左右, 另有外接复位引脚 (CE) 连接到LPC2478的P1.9脚, 为低电平有效, 复位后输出总线为三态, 待复位信号变高后自动恢复, 时钟丢失、电源电压降低都会引起芯片自动复位。这样就保证了在编码电路与系统同步复位的同时也可以按需要被主机单独复位[5]。电路的复位状态取决于内部上电复位电路和P1.9脚的共同作用, 也就是说, 只要这两个信号中的任意一个有效, 该电路就处于复位状态, 当这两个信号都撤消后才开始正常工作。

针对视频照片的存储和发送, 采用了标准的JPEG压缩算法, 输出码流符合JFIF规范, 可直接生成通用的jpg格式文件。用户可根据需要选择压缩质量、彩色或黑白压缩方式, 压缩分辨率在64×64像素到704×576像素之间按16的整数倍有多种选择。而且该模块使用的是编码质量恒定先决的可变输出码率方式, 也就是说压缩质量预先确定并保持不变, 输出码率随压缩率变化, 最大压缩帧取决于最大输出码率。

5GPRS 及气象传感器

5.1GPRS无线传输

GPRS模块采用西门子公司的MC39i, 支持PPP连接里的PAP协议和CHAP协议[6], 传输波特率为38 400 bit/s。GPRS模块采用4.5 V供电, 以最好地满足射频收发电路的供电要求;当蓄电池供电处于低电压时, 可通过GPRS断电控制线关闭4.5 V的供电电源, 实现低耗电的休眠方式[7]。

LPC2478和GPRS之间采用串口通信, 通信速率范围是9 600 bit/s～230 400 bit/s, 格式是8-N-1, TTL电平, 支持全双工模式, 收发使用相同波特率。串口通信使用RXD、TXD和CTS三根信号线。RXD为输入信号, TXD为输出信号, CTS为流量控制输入信号, CTS为低电平有效。由于模块上电复位后的默认波特率是9 600 bit/s, 而整个系统的通信波特率要求为115 200 bit/s, 所以在系统上电复位后要对CPU和编码电路进行同时改变波特率的控制才能正常使用。数据传输采用GPRS方式, 为了不受传输线路的不稳定性的影响, 传输时利用CTS的硬件流控制作用将图像数据分成若干子帧, 一帧一帧地发送并对每帧数据加上校验, 发现错误则重新发送子帧, 以避免数据丢失。

串口通信通常采用查询方式, 即让CPU一直检验串口是否有数据收到, 但是, 本系统并不是一直在串口收发数据, 只有在接到控制命令后数据才会传输, 这将大大增加整个系统的功耗而且还加大了系统的开销[8]。因此, 本系统对串口采用中断的方式, 即通过判断中断标志寄存器UxIIR (x表示串口号) , 对不同的中断源做出不同反应, 代码如下:

这样, 系统在串口不收发数据时就处于关闭状态, 既减少了功耗又节省了系统开销。

5.2风速风向传感器

本系统的传感器种类较多, 而且用户在应用时的具体环境和要求会有所不同, 因此, 将各传感器设计成可以自行添加和裁剪。所支持的传感器有风速、风向、温湿度、光照, 还包括一些特殊气体的传感器。由于种类繁多, 限于篇幅, 本文只介绍风速风向传感器的选型。

风速风向传感器的类型主要有毕托管、热线热膜、超声波、机械式[9]。如表2表示。

毕托管的输出与风速的平方成正比, 测量较高风速时精确且分辨力好, 但当风速较低时, 毕托管上产生的压差小, 难以精确测量;使用时全压孔需正对风向, 而且由于其静压孔尺寸较小, 仪器本身对流场会产生扰动。基于热偶的二维风速传感器的测速范围为0～23 m/s, 风速分辨率达到1.5 m/s, 最大误差为0.5 m/s;传感器的反应时间为3～5 s, 整体功耗约为500 mW;由于采用三角函数法的风向测量受到风速大小的限制, 当风速过大时, 传感器单端输出信号会饱和[2,7], 误差较大。超声波测风速没有机械转动部件, 不存在机械磨损、阻塞、冰冻等问题, 也没有“机械惯性”, 可捕捉瞬时风速变化, 可测出风速中的高频脉动成分。从表 2 中可以清楚地看到各种风速传感器的特点。

6结束语

本文系统地叙述了以ARM7芯片LPC2478为中央处理器实现的高稳定性、高性价比、低功耗的远程监控系统, 详细叙述了各个部分的组成及实现方式。在硬件的实现方式上比传统的监控系统有了一定突破, 本系统已经在实际中应用, 系统运行良好, 其稳定性及实用性均得到了用户的肯定。

参考文献

[1]周立功.ARM嵌入式系统基础教程[M].北京:北京航空航天大学出版社, 2005.

[2]李佳.ARM系列处理器应用技术完全手册[M].北京:人民邮电出版社, 2007.

[3]马小虎, 张明敏, 严华明.多媒体数据压缩标准及实现[M].北京:清华大学出版社, 1996.

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[5]LUO Xiaohua, ZHENG Kougen, PAN Yunhe, et al.A TCP/IP implementation for wireless sensor networks[C]//Proceed-ings of 2004 IEEE International Conference on Systems, Manand Cybernetics, 2004:6081-6086.

[6]LAGRANGE X, GODLEWSKI P, TABBANE S.GSM网络与GPRS[M].顾肇基, 译.北京:电子工业出版社, 2002:1-45.

[7]SHEN Qingguo.Performance of VoIP over GPRS[C]//Pro-ceedings of 17th International Conference on Advanced Infor-mation Networking and Applications, 2003:611-614.

[8]刘沛骞, 陈俊杰, 王成文, 等.基于GPRS的配电变压器实时监控一体化系统[J].电网技术, 2005, 29 (6) :82-84.