高清攝像機在廣西氣象實景監控應用與故障檢修

封大輝

（廣西區氣象信息中心，南寧 530022）

引言

為加強探測環境和觀測儀器保護，掌握氣象探測環境實時情況和探測設備工況，保護探測環境不受周邊農作物生長、城市建設、農民建房等因素影響，廣西氣象部門2012年進行了廣西氣象探測環境實景監控系統建設。通過監控平臺對全區92個地面觀測站、7個天氣雷達站、6個高空探測站及10個天氣實況實景進行全程監控，全面掌握探測環境現狀，從而實現了對全區氣象探測環境和探測設備及時跟蹤和動態管理，保護探測環境不會受到人為因素的影響和破壞，積累觀測環境基本信息資料，同時也為氣象執法提供有力的依據［1-2］。實景監控系統隨著使用年限增加，故障也進入多發期，故障主要集中在采集單元—攝像機上。由于新技術發展，前期使用的模擬攝像機及其配件已不生產，故障后不能修復的，便直接采用紅外高清攝像機進行替換［1、3、4］。現根據管理平臺日常運維情況以及現場維修檢查，談談高清攝像機在廣西氣象探測環境實景監控的應用及縣級站中常見的故障和檢修方法。

1 實景監控攝像機應用現狀

廣西氣象探測環境實景監控系統于2012年建設并投入使用，至今已有6a。由于投入使用時間較長，特別是近兩年，故障多發，主要出現在92個地面觀測站環境監控的采集單元上。為了實現對觀測站周邊場景進行監控，采集單元都安裝于地面觀測場上，在露天下工作，風雨雷電、日曬雨淋、多變的氣候使之故障頻發［2］。另外在建設時92個縣站氣象探測環境實景監控采集單元，統一采用標清紅外云臺攝像機（天地偉業TC-3060IR），此機為模擬攝像機，由于新技術的發展，此類的模擬攝像機已經不再生產，配件也無法購置。當出現電源或其它外圍電路引起故障時，還能進行修復，如果是集成度很高的主板引起故障，則不能修復，只能直接采用IPC紅外高清網絡攝像機對原機進行替換，這也是今后維保的趨勢［1］。目前已有部分縣局的氣象探測環境實景監控標清紅外云臺攝像機，由于故障不能修復，換上了紅外高清網絡攝像機。下面介紹采用紅外高清網絡攝像機替換標清紅外云臺攝像機模式及在使用中出現常見故障的排除。

2 縣局氣象探測環境實景監控系統簡介

2.1 標清紅外云臺攝像機模式

圖1 標清紅外云臺攝像機監控系統結構圖

由標清紅外云臺攝像機、視頻編碼器、臺站局域網、PC機組成縣局氣象探測環境實景監控系統［2］。

2.2 紅外高清網絡攝像機模式

圖2 紅外高清網絡攝像機監控系統結構圖

由IPC紅外高清網絡攝像機、臺站局域網、PC機組成縣局氣象探測環境實景監控系統［1，2，5］。從結構圖可見紅外高清網絡攝像機直接替換了原有的標清紅外云臺攝像機和單路視頻編碼器。

IPC紅外高清網絡攝像機，是基于IP技術的遠程網絡視頻設備，由網絡編碼模塊和模擬攝像機組合而成。網絡編碼模塊將模擬攝像機采集到的模擬視頻信號編碼壓縮成數字信號，從而直接接入網絡交換及路由設備，實現高清晰運動視頻編碼和傳輸。在具體實施中采用型號為：科達LC415、IPC411型，其圖像分辨率達到1920×1080，它采用視頻編碼格式為H.264。H.264不但比其它格式編碼節約碼率，而且對網絡傳輸具有更好的支持功能，使得圖像傳輸更為流暢［6］，清晰度高，穩定性好，在安裝方面也比模擬機便捷。

在采用紅外高清網絡攝像機對標清紅外云臺攝像機進行替換中，應注意安裝要求。關鍵點之一：通過一條網絡線將紅外高清網絡攝像機和原有的網絡交換機進行連接，網線的長度不能超過100m，否則圖像傳輸質量會有很大的影響。關鍵點之二：通過監控平臺相關參數進行設置實現控制和圖像傳輸［7］。

3 縣局IPC紅外高清網絡攝像機常見問題及處置方法

3.1 能PING通攝像機，用IE瀏覽器無法登錄客戶端

（1）注意登陸用戶名及密碼是否輸入錯誤，是否區分大小寫；

（2）在IE瀏覽器輸入攝像機IP回車后，是否有提示安裝控件，如有提示，請安裝控件，完畢后關閉IE，重新登陸；

（3）查看IE瀏覽器安全設置，是否禁用控件運行；

（4）如經以上步驟還是不能登陸，請安裝其它IE瀏覽器或重新安裝操作系統或更換其它電腦登陸。

3.2 能登陸攝像機，但畫面顯示黑屏

（1）檢查使用電腦的防火墻是否關閉，如開啟需關閉電腦防火墻；

（2）檢查所使用的網絡是否通過無線、NAT連接，如是使用無線、NAT連接需要更換成有線連接并接入到正確的網絡；

（3）斷電重啟攝像機，檢查攝像機自檢情況是否正常。

3.3 無法登陸網絡攝像機，IP地址無法PING通

（1）檢查攝像機電源是否已打開，檢查電源變壓器工作是否正常；

（2）檢查攝像機網線是否已正確接入交換機；

（3）檢查測試網絡跳線是否正常；

（4）將攝像機通過直連網絡跳線直接和電腦連接，查看不通過交換機是否能登陸，如直連可能登陸，請檢查IP地址設置是否正確。

3.4 視頻圖像偏紅或偏藍

登錄攝像機查看圖像設置的RGB是否調的太高或太低，如太高或太低點擊重置圖像。

3.5 硬件故障診斷

采取由外到里，從外圍線路到核心設備進行排查。主要順序及特征如下：

電源：是整個監控正常與否的基礎，包括檢查攝像機、網絡交換機電源是否加電，并測量輸入電壓（輸入交流220V），測攝像機電源適配器輸出電壓（實為電源變壓器，輸出為交流24V），如無輸出電壓或電壓不正常，則說明電源適配器故障，應進行更換［2，8］。

網絡及控制線：攝像機與網絡交換機、PC機的連接，是通過網絡線進行連接的。因攝像機安裝在室外，為防止雷電對設備造成危害，在攝像機與網絡交換機之間加入防雷器，檢查時應注意防雷器接線端子是否氧化或接觸不良，否則會造成圖像傳輸和信號控制故障［4，7］。也可重啟網絡交換機，避免交換機死機現象。

防雷器：采用監控二合一防雷器，具有電源防雷保護和信號防雷保護二種功能，以串聯形式安裝在攝像機與網絡交換機之間，能對信號線和電源線進行多功能浪涌過壓保護，消除雷電感應電壓、電源干擾對設備造成的危害［8-11］。檢查時在接線端子直接連接來檢查防雷器是否有故障，如直連正常，則說明防雷器有故障。更換時注意相關參數，同時還應把防雷器的接地線與防雷系統地線可靠連接。

高清網絡攝像機：實景監控系統的前端設備，具有加電自檢功能。加電后攝像機自行啟動，并進入自檢狀態，會左右上下轉動，并自轉一周。利用這一特征對攝像機斷電重啟，可判斷攝像機工作狀態是否正常。

攝像機如不能完成自檢，則說明有故障。應在攝像機電源接入點檢查供電電源，萬用表能否測到交流24伏，如沒有說明前端供電故障，可能原因：電源適配器損壞或無交流220伏供電。解決辦法：重新檢查接線，用萬用表對電源供電電壓進行測試，如達不到標稱電壓，應更換符合要求的電源。如有則是攝像機自身故障。可能原因：云臺被卡住。解決辦法：檢查機體內有無異物進入，檢查各部件組裝是否良好，應無脫落，檢查球罩連接鉸鏈是否纏住云臺。經上述排查仍未發現問題，則是機內板卡故障引起。

4 結語

加強監控站點的日常維護檢查，確保設備處于良好運行狀態，是管理好氣象實景監控平臺的基礎。了解紅外高清網絡攝像機模式結構及與外圍設備物理連接，是分析、排查氣象實景監控設備出現各種故障的關鍵。當實景監控出現故障時，應對故障現象進行具體分析，檢查相關的硬件設備，找出故障點，對故障進行排除。