广西送变电建设公司 广西南宁
摘要：变电站施工现场的远程监控管理面临着环境偏僻、无有线网络、不通市电等难题，利用网络监控技术和新能源，研发一套远程视讯自动采集系统，实现回传多点图片、视频、查看施工进度及到货情况等功能，把现场施工形象进度和施工细节及时传输到后方，为提升工程质量、安全和文明施工提供了高科技手段。
关键词：现场视讯；采集系统；研发与应用
1 前言
电力工程管理的一个重要环节就是对工程施工现场的监控管理。但是新建的变电站工程大多都在野外，办公环境较差，有线网络无法覆盖，供电无法保障，实现现场远程监控的设备投入和使用成本过高，这些原因限制导致了传统工程现场监控系统的广泛使用。
为了提高现场监控的可用性，增加强工程质量、安全和文明施工的监督管理水平，需要开发一套前期投入资金少、运行成本低、方便操作使用的现场监控系统。为此我们将通过引进信息网络新技术和新能源资源，研究开发一套适用施工企业需求的视讯自动采集系统。
2 目的
该远程视讯自动采集系统研发目的是解决施工现场环境条件较差，在工地不通有线互联网络、不通市电的情况下，通过使用太阳能电池板供电，利用覆盖面广泛的手机3G及WIFI无线网络信号，控制监控摄像头多角度、变焦、巡航，实现工程现场的实时图像传回公司后方总部，并且这套监控系统的后期的运行、维护成本必须较低。
3 设计思路与功能实现
3.1 设计思路
变电站远程视讯自动采集系统需要重点解决下面几个问题：一是要对现场设备能够进行远程控制，二是要有不受外界干扰的远程数据传输通道，三是要有安全稳定的持续工作电源等。为了解决这些问题，我们将通过摄像头的定制开发，利用3G及WIFI无线网络信号，完成对远程设备的控制和数据传输，同时高度集成各模块设备使其大幅度减少用电量，达到间歇性用电的特点。在现场部署电池组，并利用太阳能电池板的方式给蓄电池充电，确保系统的电能供应。
项目研究形成一个完全设备自动化控制的监控系统，利用太阳能电池板给蓄电池充电，保证系统电能供应。将数据存储到图片传输交互平台中，使其能降低功耗，减少故障率。用有定时开关机和手机短信、2G互联网通道电源开关器，控制整个监控系统的启动和关闭，减少人工干预，降低运行成本。
3.2功能实现
依照远程视讯自动采集系统的特性，我们将整个系统划分为四个部分：前端数据采集系统、数据传输系统、用户控制系统和供电系统。前端数据采集系统主要包括安装在各个工地上的摄像机、数据传输设备等；数据传输系统包括3G EVDO/WCDMA/ TD-SCDMA无线网络、Internet网等；控制系统包括终端显示设备、存储设备、短信控制器等；供电系统主要是太阳能发电板和蓄电池等。
施工现场摄像头采集到的图片，送到无线图像终端，经过图像压缩编码后，通过3G EVDO/WCDMA/TD-SCDMA无线网络、internet网送到指定IP的图像服务器，在监控中心或者指定客户端上进行浏览。具体为，通过远程数据图像采集器从CCD摄像机采集模拟图像信号，然后把图像数据进行编码和压缩成为图像数据。最后利用3G EVDO/WCDMA/ TD-SCDMA无线传输模块将图片及现场数据以IP包的方式发送到图像数据监控服务器。图像数据监控服务器和图像数据监控客户端分别是装有微软windows操作系统的PC机，它们都连接在互连的Internet网络上，由于远程数据图像采集器没有固定的IP地址，所以客户端主动去浏览监控图像是通过服务器来中转的。监控中心通过图像数据监控客户端实时浏览观测各监控点的现场情况，维护监控人员通过从现场发送来的图片进行分析，如出现异常的预警信息，即立刻做出相应的应急处理，以确保施工现场的安全运行。
4 主要技术手段与技术创新
1、采用SONY 1/4 CCD 18倍变焦高速球机芯与自行研发的控制云台端主板制做成高清球形摄像机，通过编程对球机进行控制实现多角度、可变焦、预置位采集现场画面。
2、利用太阳能电池板给蓄电池充电，保证系统电能供应，避免在现场敷设电缆，既环保，又安全。在阴雨天气时可为系统需求提供电力90天。
3、高度集成短信、定时开关，实现自动、远程开启关闭采集单元设备，实现无人值守、定时采集、回传施工画面，减少设备无效工作时间。通过手机短信、互联网远程设定监控系统工作的时间表，系统可按预定的时间表启动摄像机拍摄工程现场的图像并传送到后方的计算机系统中，完成图像传输后整个系统关闭，减少网络数据流量，节约运行成本。
4、采用阻水铝合金设备箱，集成各功能单元，减少单元间线缆，较好了解决设备散热问题，并且安装和维护十分简便。
5、数据传输通过linux二次开发控制通讯模块，自动判断网络连通状态选择使用3G或WIFI，再通过VPN方式进行点对点的传输，提高数据传输安全性。
6、使用C#编写后台图像处理软件，将采集到的图像经系统自动整理传回远程后台服务器，并集成视频、图片管理系统中，管理人员可随时查看采集回来的图片、视频。需要时时了解现场的施工情况，通过权限编写控制管理人员使用电路控制平台打开远程摄像头可查看实时视频画面。
5 研发成果及应用
5.1 完工的远程视讯自动采集系统
该系统的特点：一是实现了自动采集图片和视频，二是建立了不受外界干扰的远程数据传输通道，三是确保有安全稳定持续的工作电源。
该系统有利于降低管理成本：一是工程管理人员可以实现异地办公，能够远程对现场设备进行控制，可及时发现安全、文明施工等方面的细节，有效督促安全施工；二是减少了后方管理人员的到项目部的差旅次数，减少了差旅成本同时；三是利用太阳能提供工作电能，节能环保。
5.2 远程的数据采集控制系统
预置点拍照可以设置255个，每个预置点都可以设定不同的焦距，当到达预置点后自动采集图片。
摄像头巡航走的预置点路径可设定8个预置点，当长时间关闭电源再复电它还会按记忆再次巡航。
论文作者:杨增荣
论文发表刊物:《基层建设》2015年30期
论文发表时间:2016/8/11
标签：td-scdma论文; 图像论文; 现场论文; 视讯论文; 数据传输论文; 系统论文; 采集系统论文; 《基层建设》2015年30期论文;