油田無(wú)線CDMA監(jiān)控方案.doc

油田CDMA遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)一、系統(tǒng)概述這是一套針對(duì)石油鉆井野外作業(yè)、地處偏僻、時(shí)常挪動(dòng)、沒(méi)有寬帶連接等特點(diǎn)而設(shè)計(jì)的高質(zhì)量無(wú)線視頻監(jiān)控系統(tǒng)。在鉆井平臺(tái)處安裝第三代高帶寬CDMA四卡無(wú)線視頻服務(wù)器，構(gòu)建高速無(wú)線寬帶網(wǎng)絡(luò)，在鉆井高處安裝智能化高速云臺(tái)攝像機(jī)，鏡頭可變，焦距可調(diào)，全面監(jiān)控鉆井附近的一草一木，保障鉆井安全生產(chǎn)，監(jiān)控鉆探全部過(guò)程。管理人員在所有能夠上網(wǎng)的地方通過(guò)電腦就可以對(duì)鉆井實(shí)施遠(yuǎn)距離監(jiān)控控制，可以轉(zhuǎn)動(dòng)鏡頭，選擇監(jiān)控對(duì)象，抓拍監(jiān)控畫(huà)面，存儲(chǔ)錄像信息等，確保任何時(shí)候都能掌握前方鉆井的生產(chǎn)進(jìn)度、人員現(xiàn)況、環(huán)境信息、生活概況等，不用親臨一線，即可以掌握全面信息，非常有利于提高管理效率和生產(chǎn)效率。系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)突出：1、采用代表最新技術(shù)的第三代CDMA無(wú)線網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器，帶寬高達(dá)1M，每秒速率可達(dá)25幀，傳輸畫(huà)面清晰、流暢，無(wú)停頓；2、無(wú)線結(jié)構(gòu)，方便挪動(dòng)，便于移位再次安裝，符合鉆井特點(diǎn)。3、采用彩轉(zhuǎn)黑超低照度日夜兩用型攝像機(jī)，無(wú)論白天黑夜都可以非常清晰地實(shí)施監(jiān)控，能夠24小時(shí)不間斷連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，適合鉆井晝夜不停工的實(shí)際需求；4、使用高速球型攝像機(jī)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控，每秒轉(zhuǎn)速可達(dá)255，鏡頭可調(diào)，光圈可變，管理人員可以在辦公室對(duì)攝像機(jī)進(jìn)行任意控制，拉近、拉遠(yuǎn)鏡頭，旋轉(zhuǎn)角度，調(diào)整監(jiān)控對(duì)象等，非常便于管理；5、擁有多人同時(shí)聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控功能，公司相關(guān)管理人員在自己的辦公室即可以通過(guò)電腦監(jiān)控一線鉆探情況，可以任意調(diào)整攝像機(jī)監(jiān)控所有員工的工作情況，對(duì)于員工的個(gè)別行為可以進(jìn)行圖像抓拍，用于獎(jiǎng)先懲劣；可以遠(yuǎn)程調(diào)取任意時(shí)候錄像資料，了解過(guò)去已經(jīng)發(fā)生的信息。6、可組建電視墻進(jìn)行集中式管理。7、設(shè)備整合科學(xué) 系統(tǒng)性能優(yōu)秀二、系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)說(shuō)明2.1、系統(tǒng)介紹該油田無(wú)線視頻及數(shù)據(jù)綜合監(jiān)控管理系統(tǒng)是基于聯(lián)通的CDMA1x無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，主要由以下幾部分組成：(1) 油井監(jiān)控點(diǎn)(CDMA視頻終端)(2) 視頻服務(wù)器，以及客戶(hù)端(3) 油田監(jiān)控中心CDMA視頻終端是一個(gè)集視頻采集、實(shí)時(shí)壓縮、網(wǎng)絡(luò)傳輸（有線或無(wú)線）等功能為一體的嵌入式設(shè)備。首先采集視頻圖像、進(jìn)行壓縮編碼，接著通過(guò)網(wǎng)絡(luò)（如：CDMA1x、Internet）將壓縮視頻數(shù)據(jù)發(fā)送到視頻服務(wù)器。視頻服務(wù)器將視頻數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給客戶(hù)端瀏覽、監(jiān)控或管理，或者將視頻數(shù)據(jù)保存在存儲(chǔ)服務(wù)器中，以備日后瀏覽使用。視頻服務(wù)器可以支持多客戶(hù)端同時(shí)瀏覽一路或多路視頻，體現(xiàn)了集中調(diào)度的思想，使得資源得到更廣泛的共享。客戶(hù)端監(jiān)控軟件通過(guò)連接視頻服務(wù)器，可以瀏覽和查詢(xún)?nèi)我獾那岸吮O(jiān)控設(shè)備。油田監(jiān)控中心應(yīng)用大屏幕數(shù)字拼接墻系統(tǒng)對(duì)各類(lèi)信息（多媒體網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算機(jī)、各類(lèi)監(jiān)控視頻等）提供強(qiáng)大的處理和顯示功能。它將轄區(qū)內(nèi)油井的安全生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，直接在高清晰度、大規(guī)模數(shù)字拼接墻上顯示。油井無(wú)線視頻及數(shù)據(jù)綜合監(jiān)控管理系統(tǒng)拓?fù)鋱D2.2、系統(tǒng)功能特點(diǎn)與傳統(tǒng)的數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)相比，該油井CDMA無(wú)線視頻及數(shù)據(jù)綜合監(jiān)控管理系統(tǒng)具有一些獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)： 圖像壓縮算法：采用最新的、壓縮比極高的H.264視頻壓縮算法； 網(wǎng)絡(luò)圖像傳輸：網(wǎng)絡(luò)資源占用低，在低帶寬條件下傳輸高畫(huà)質(zhì)、流暢圖像； 無(wú)線視頻：在移動(dòng)視頻監(jiān)控條件下，實(shí)現(xiàn)完整的視頻監(jiān)控解決方案；增強(qiáng)型的CDMA無(wú)線視頻及數(shù)據(jù)綜合管理系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)流暢的25幀/秒的高清晰圖像效果； 集成數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)：在前端視頻采集同時(shí)集成數(shù)據(jù)采集一起通過(guò)CDMA視頻服務(wù)器壓縮編碼傳至監(jiān)控中心； 可視化管理：在監(jiān)控中心和客戶(hù)端同一界面顯示實(shí)時(shí)視頻圖像和實(shí)時(shí)變化數(shù)據(jù)，從而達(dá)到可視化的管理功能； 網(wǎng)絡(luò)化：通過(guò)CDMA和Internet網(wǎng)絡(luò)，真正做到任何時(shí)間、從任何地方、對(duì)任何現(xiàn)場(chǎng)都能實(shí)現(xiàn)監(jiān)控； 方便使用、操作管理簡(jiǎn)單：既可以安裝客戶(hù)端軟件，也可以直接通過(guò)WEB方式進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控和遠(yuǎn)程管理，圖形化界面； 完整的監(jiān)控管理功能：系統(tǒng)為用戶(hù)提供了靈活的監(jiān)控畫(huà)面選擇，對(duì)云臺(tái)、變焦的行控制，預(yù)置位和鏡頭的輪巡，以及實(shí)現(xiàn)圖像抓拍、錄像、報(bào)警和報(bào)警聯(lián)動(dòng)功能； 信息安全：充分利用網(wǎng)絡(luò)隧道、128位加密算法、防火墻/VPN、加密鎖、權(quán)限管理、安全認(rèn)證、實(shí)時(shí)時(shí)鐘等技術(shù)，保證監(jiān)控系統(tǒng)和錄像資料不被越權(quán)使用和破壞； 強(qiáng)大管理平臺(tái)：分布分級(jí)式管理，用戶(hù)可以不受時(shí)間、空間限制對(duì)監(jiān)控管理目標(biāo)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控、實(shí)時(shí)管理、實(shí)時(shí)查看、實(shí)時(shí)指揮。2.3、 油井監(jiān)控點(diǎn)(CDMA視頻終端)2.3.1概要4卡CDMA視頻終端在機(jī)械上采用一體化設(shè)計(jì)思想，4卡CDMA視頻終端對(duì)外只有一根電源連接線。攝像機(jī)部分采用高檔的高清晰一體化智能高速云臺(tái)攝像機(jī)，高強(qiáng)度鋁合金精鑄外殼，抗沖擊、防腐蝕，防護(hù)等級(jí)達(dá)到IP66特別適合室外車(chē)載監(jiān)控；圖象感應(yīng)芯片采用1/4 SONY CCD，圖象質(zhì)量高，水平解析度可達(dá)570線。視頻及通訊單元采用完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的高效的圖象壓縮算法H264+以及獨(dú)特的網(wǎng)絡(luò)帶寬自適應(yīng)技術(shù)，充分利用網(wǎng)絡(luò)帶寬，在同等條件下，圖象的傳輸效果遠(yuǎn)高于同類(lèi)設(shè)備。根據(jù)油井現(xiàn)場(chǎng)的使用環(huán)境，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和電路設(shè)計(jì)上充分考慮設(shè)備的安全性、耐用性、可靠性、使用簡(jiǎn)便性，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、防雷擊/靜電、輸入電壓抖動(dòng)、防雨/防塵、抗振、運(yùn)輸包裝給出了具體設(shè)計(jì)。2.3.2結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)4卡CDMA視頻終端在機(jī)械結(jié)構(gòu)上采用一體化設(shè)計(jì)思想，達(dá)到耐用、安全、使用簡(jiǎn)單、抗破壞、抗震、防雨/防塵的目的。 設(shè)計(jì)要點(diǎn)：1 高強(qiáng)度鋁合金精鑄外殼，抗沖擊、防腐蝕，防護(hù)等級(jí)達(dá)到IP662 裝配件集成在一塊主板上，打開(kāi)底座下蓋板安裝主板，下蓋板與底座之間加密封墊圈，下蓋板與底座固定后具有防水功能。3 整個(gè)設(shè)備外型以壺行尺寸為主，無(wú)大面積的平面尺寸，有利于防污清洗。4 帶外蓋的凹型對(duì)外接口槽設(shè)計(jì)，并且對(duì)外接口的方向朝下，外蓋與底座之間加密封墊圈，外蓋與底座固定后具有防水功能。5 指示面板采用高強(qiáng)度的透明PVC材料，采用高強(qiáng)度的防水膠把指示面板和底座結(jié)合在一起，可以抗受高強(qiáng)度的外力打擊。6 對(duì)外接口只有一根防爆電源線，7 安裝維護(hù)方便，整個(gè)設(shè)備與安裝座之間采用4*16mm螺柱固定。2.3.3CDMA視頻服務(wù)器（介紹略）2.3.4、室外高清晰彩轉(zhuǎn)黑日夜兩用高速球攝像機(jī)UV56C18BW-PE（介紹略）2.3.5 主板設(shè)計(jì)主板由視頻處理及CDMA通訊板、CDMA微波信號(hào)避雷器、開(kāi)關(guān)電源、電源避累器、對(duì)外接口板構(gòu)成，具體布局如下圖，下面分別進(jìn)行概述1視頻處理及CDMA通訊板以現(xiàn)有的電路板網(wǎng)絡(luò)視頻編碼器是一個(gè)集視頻采集、實(shí)時(shí)壓縮、網(wǎng)絡(luò)傳輸（有線或無(wú)線）等功能為一體的嵌入式設(shè)備，視頻處理及CDMA通訊板正面和背面圖分別如下正面圖 背面圖設(shè)備接通電源之后就可以獨(dú)立工作，首先把采集的視頻圖像經(jīng)H.264算法進(jìn)行壓縮編碼，然后將壓縮后的視頻數(shù)據(jù)傳輸?shù)揭曨l監(jiān)控流媒體服務(wù)器中，用戶(hù)可以通過(guò)客戶(hù)端監(jiān)控軟件登錄流媒體服務(wù)器進(jìn)行實(shí)時(shí)視頻瀏覽、監(jiān)控和管理。主要特點(diǎn)； 采用DM642處理器，嵌入式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，體積小，功耗低，可靠性高， 高效H.264/AVC視頻壓縮編碼，輕松實(shí)現(xiàn)清晰視頻的低網(wǎng)絡(luò)帶寬傳輸 網(wǎng)絡(luò)帶寬自適應(yīng)技術(shù)，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)帶寬自動(dòng)調(diào)整視頻幀率 內(nèi)置硬件狗，異常自動(dòng)恢復(fù)，網(wǎng)絡(luò)中斷后可自動(dòng)連接，保證系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定可靠 支持標(biāo)準(zhǔn)云臺(tái)（PTZ）協(xié)議，協(xié)議可擴(kuò)展 多路工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的控制I/O，方便外接多種設(shè)備 通過(guò)RJ45接口，采用web配置和管理。2防雷及接地設(shè)計(jì):采用多級(jí)避雷設(shè)計(jì)思想，設(shè)計(jì)拓?fù)鋱D如下，設(shè)計(jì)要點(diǎn)如下：1) 在開(kāi)關(guān)電源輸入前級(jí)串聯(lián)電源避雷器2) 在cdam模塊的微波信號(hào)前級(jí)串聯(lián)信號(hào)避雷器，避雷器采用專(zhuān)用的900Mhz信號(hào)避雷器3) 各級(jí)電源輸入端并聯(lián)壓敏電阻3穩(wěn)壓電路設(shè)計(jì)要點(diǎn):視頻處理及CDMA通訊板輸入級(jí)的寬電壓設(shè)計(jì)要點(diǎn)，電壓輸入采用寬電壓輸入芯片LM2676，輸入電壓范圍為6-40V，同時(shí)考慮過(guò)壓、過(guò)流、防反接設(shè)計(jì)等要求，具體設(shè)計(jì)圖如下：4安裝、使用、運(yùn)輸簡(jiǎn)便性及安全性設(shè)計(jì):1、一體化視頻服務(wù)器對(duì)外連線只有一根電源插頭（擬采用的防爆插頭如下），現(xiàn)場(chǎng)使用時(shí)，將電源插頭與電源插座對(duì)接上電即可，設(shè)備開(kāi)始上電工作；一旦設(shè)備上電工作，現(xiàn)場(chǎng)無(wú)須人工干預(yù)，可在監(jiān)控中心遠(yuǎn)程控制設(shè)備的工作狀態(tài)。2、一體化視頻服務(wù)器，現(xiàn)場(chǎng)只需把4個(gè)固定螺釘把一體化視頻服務(wù)器底座與安裝座固定起來(lái)即可。3、設(shè)備移動(dòng)簡(jiǎn)單，只需將鋁合金的圓桶型的外包裝扣在圓桶型底座上，用螺釘或鐵扣固定好即可。2.4、 視頻服務(wù)器及客戶(hù)端2.4.1 視頻服務(wù)器服務(wù)器主要特點(diǎn)：（1）精心設(shè)計(jì)人性化托盤(pán)管理工具，方便啟動(dòng)、停止和配置服務(wù)器程序；（2）支持上千路的視頻編碼器和客戶(hù)端的連接與傳輸（3）可以單獨(dú)使用，也可以多個(gè)聯(lián)合起來(lái)組成大系統(tǒng)，擴(kuò)展系統(tǒng)規(guī)模（4）支持分布存儲(chǔ)管理，多點(diǎn)存儲(chǔ)功能，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)高度共享（5）支持分級(jí)