水文防盜報警監控系統設計與研究

劉華

【摘要】 水文報警防盜監控系統的主要用途是為了對下轄的水文設施進行報警防盜監控，防止有人非法進入水文，破壞或偷盜儀器設備，在各監控中心對轄區范圍內的水文進行監控，本文闡述水文報警防盜監控系統設計。

【關鍵詞】 水文監控 CDMA 3G無線傳輸 太陽能供電

引言：為了滿足水利發展的要求，獲得準確的水文信息，對水文信息進行實時監測。然而由于水文設施分散，分布范圍廣，而且大多設置在無人值守的地區，在監控管理上仍然存在一些薄弱環節。

一、系統功能

報警防盜監控系統能夠整合各方面資源，能夠快速、高效、便捷地實現水利的多級聯網防盜報警資源統一管理。報警防盜監控系統實現以下功能：

1）能夠對水文設施實行全天24小時監控；

2）能夠對監控圖像進行智能分析，發現異常情況后出觸發報警，同時通過短信或彩信方式發送到值班人員智能手機，要求報警具備高準確率，能在各監控點根據需要進行監控；

3）水文分布范圍廣，離城市比較遠，通過CDMA實現圖像的3G無線傳輸；

4）水文地處偏僻，沒有市電供應，使用太陽能供電解決系統供電問題；

5）監控中心能夠對所有監控點的情況根據需要進行監控、錄像回放、智能檢索等操作；

6）實現分級網絡架構，上級監控中心能夠查看和管理所轄范圍內所有圖像。

二、系統設計

報警防盜監控系統主要由報警防盜前端系統、3G無線傳輸系統、各監控中心系統和太陽能供電系統等四部分組成。水文報警防盜監控系統組網示意圖如圖1所示。

前端監控站負責對視頻圖像的采集、編碼、傳輸以及報警信號的采集。

監控中心負責對所轄區域內前端監控點視頻圖像、報警信號的匯聚，并轉發給相關單位及上級部門，同時對重要的錄像和報警進行備份。中心有權對前端系統實施管理、控制，能夠調閱前端錄像、控制攝像機云臺操作等。

2.1報警防盜前端系統

前端系統主要由視頻監控系統、音頻系統、安全防范系統等組成，實現對水文現場視音頻及各種入侵報警信息采集、處理、監控等功能。視頻監控系統包括常規視頻監控及智能視頻分析。音頻系統包括監聽及廣播。安全防范子系統通過前端視頻處理單元進行接入。拓撲圖如圖 2所示。

2.2 3G無線傳輸系統

前端監控站與監控中心的實現方式如下圖3所示，在每個前端監控站配備一臺3G路由器，并給該路由申請一個固定IP，由3G路由器上傳視頻信號至監控中心，監控中心要求同樣有固定的IP。3G路由器支持EVDO、 WCDMA、TDSCDMA等多種網絡制式并且出于數據、圖像傳輸安全性的考慮，無線網絡要采用VPN的方式構建虛擬專網。

國內3G網絡的比較：

1）聯通WCDMA（HSPA）網絡理論上，下行速率可達到14.4Mbit/s（上網卡目前為7.2M，手機一般為3.6M，視不同的芯片處理能力不同而不同）；上行速率可達5.76Mbit/s。

2）移動TD-SCDMA：移動TD網絡理論上，下行速度峰值可達2.8Mbit/s，上行速度峰值也可達384kbit/s。

3）電信CDMA2000 EVDO：電信EV-DO網絡理論上，下行速度峰值可達3.1Mbit/s，上行速度峰值可達1.8Mbit/s。

3.3監控中心系統

監控中心系統是為水利行業用戶量身定制的視頻監控軟件，采用模塊化設計，部署方便，操作簡便，還可根據行業自身管理要求和監控現狀做進一步的定制開發，充分體現監控安全防范管理的效率。

3.4太陽能供電系統

由于水文設施分散，分布范圍廣，而且大多設置在無人值守的地區，無法供應電力，因此取電的最便捷的方式為太陽能供電。由于水文安裝的儀器設備要求24小時運行，因此需要高可靠的供電系統。

太陽能供電系統主要由太陽能電池板、蓄能電池、充放電控制器等構成。太陽能電池板選型應首先符合相應的質量標準和國家標準，針對不同的外場設備能耗和工程地域的氣候資源情況，采取因地制宜最優化設計策略，正確選配太陽能組件，保證在工程地域最小日照時間的月份也能使系統獲得足夠的太陽能能源。蓄能電池選型針對外場設備系統電源要求，工程地域氣候條件及系統續航能力以最安全設計原則綜合配比，在最長的持續陰雨天氣的情況下也能保證重要負載的電量供應。充放電控制器選型應為蓄電池提供最佳的充電電流和電壓，快速、平穩、高效的為蓄電池充電，并在充電過程中減少損耗、盡量延長蓄電池的使用壽命；同時保護蓄電池，避免過充電和過放電現象的發生。

結語：水文防盜報警監控系統建成后可以將所有數據信息通過運營商3G無線傳輸網絡進行傳輸，能夠在各監控中心對管轄范圍內的水文進行查看和管理，并能報警聯動，實時把圖片、報警信息發送到相關人員智能手機，實現水文信息進行實時監測。

參 考 文 獻

[1]王魯江.基于CDMA 1X技術的水文監測系統研究[J].福建電腦，2011年第3期：117-118.

[2]吳秋蘭，梁勇，張承明，葛平俱.基于GPRS的無線水文自動測報系統的設計[J].計算機工程，2007，1（02）：280-282.

[3]廖利芳，張勁松，李文耀.基于GPRS的水文數據采集系統的設計[J].光通信研究，2007年第1期：48-50.