探討無線視頻監(jiān)控系統(tǒng)在油田車載裝備的應(yīng)用

蔣麗

摘要：無線視頻監(jiān)控系統(tǒng)是無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用最多的領(lǐng)域之一，主要用于對重要區(qū)域或遠(yuǎn)程地點(diǎn)的監(jiān)視和控制，該技術(shù)在油田領(lǐng)域正得到越來越廣泛的應(yīng)用。視頻監(jiān)控系統(tǒng)將被監(jiān)控點(diǎn)實(shí)時(shí)采集的視頻文件及時(shí)地傳輸給監(jiān)控中心，實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)地報(bào)告被監(jiān)測點(diǎn)的情況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題并進(jìn)行處理。在通常情況下，由于油田車載裝備分布在較廣闊的范圍內(nèi)，并且與監(jiān)控中心的距離較遠(yuǎn)，利用傳統(tǒng)的有線連接方式，線路鋪設(shè)成本高昂，而且施工周期長，或者因?yàn)槲锢硪蛩仉y以架設(shè)線纜，如遇到河流山脈等障礙時(shí)，無線視頻監(jiān)控系統(tǒng)很好地解決了上述問題。采用無線視頻監(jiān)控系統(tǒng)，無需鋪設(shè)電纜，可迅速方便地在各種需要的油田裝備上布署攝像監(jiān)控設(shè)備，建立新的視頻監(jiān)控系統(tǒng)或?qū)ΜF(xiàn)有的視頻監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行擴(kuò)展，具有很強(qiáng)的靈活性和可擴(kuò)充性。

關(guān)鍵詞：油田車載裝備無線視頻監(jiān)控中心基站監(jiān)控點(diǎn)

無線監(jiān)控系統(tǒng)由中心基站和1個(gè)或多個(gè)監(jiān)控點(diǎn)構(gòu)成，監(jiān)控點(diǎn)安裝在油田車載裝備上。中心基站與各監(jiān)控點(diǎn)間，一般以點(diǎn)對多點(diǎn)的連接方式，構(gòu)成無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)圖像、數(shù)據(jù)信息的無線傳輸。

監(jiān)控中心無線網(wǎng)絡(luò)基站由無線網(wǎng)橋與天饋系統(tǒng)組成。監(jiān)控圖像的實(shí)時(shí)顯示、存檔、查詢等功能需求全部由數(shù)字監(jiān)控硬盤錄像機(jī)完成。系統(tǒng)還可以根據(jù)需要支持多項(xiàng)網(wǎng)絡(luò)功能，通過授權(quán)可以使系統(tǒng)資源實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程共享——即通過LAN或INTERNET的遠(yuǎn)程傳輸，使得遠(yuǎn)程監(jiān)控得以實(shí)現(xiàn)。遠(yuǎn)端操作人員可控制前端監(jiān)控?cái)z像機(jī)，也可以根據(jù)需要，攝制不同方位、不同尺度的畫面。

各監(jiān)控點(diǎn)由圖像采集處理系統(tǒng)和信號(hào)傳輸系統(tǒng)兩大部分組成，其中圖像采集處理系統(tǒng)包括了攝像機(jī)、云臺(tái)及其控制器、網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器;信號(hào)傳輸系統(tǒng)由無線網(wǎng)橋、天饋系統(tǒng)等構(gòu)成。系統(tǒng)采用先進(jìn)的數(shù)字處理技術(shù)，將監(jiān)控?cái)z像機(jī)拍攝的圖像信息處理為基于TCP/IP的數(shù)據(jù)包，通過無線網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)竭h(yuǎn)端監(jiān)控中心。

系統(tǒng)說明

依據(jù)現(xiàn)場情況以及上述原則做具體方案說明，車輛上面安裝的攝像機(jī)和無線網(wǎng)橋連接起來，通過無線傳輸把車輛上面的視頻信息傳輸給中繼點(diǎn)的無線網(wǎng)橋，中繼點(diǎn)的2個(gè)無線網(wǎng)橋用網(wǎng)線連接起來之后，通過中繼點(diǎn)5.8g無線網(wǎng)橋把視頻信息傳輸給監(jiān)控中心。

監(jiān)控中心樓頂放置1臺(tái)5.8GHz電信級(jí)無線網(wǎng)橋設(shè)備，對應(yīng)中繼點(diǎn)的5.8g無線網(wǎng)橋接收視頻數(shù)據(jù)信息。在放置一臺(tái)2.4g無線網(wǎng)橋外接天線進(jìn)行對監(jiān)控點(diǎn)車輛的視頻傳輸。

監(jiān)控中心可得到全部顯示圖像，核心的網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)采用標(biāo)準(zhǔn)的TCP/IP協(xié)議，能架構(gòu)在局域網(wǎng)、廣域網(wǎng)和無線網(wǎng)絡(luò)之上，可以與各種類型的不同的以太網(wǎng)設(shè)備無縫連接。系統(tǒng)授權(quán)用戶可在網(wǎng)絡(luò)的任何計(jì)算機(jī)上對監(jiān)控現(xiàn)場實(shí)時(shí)監(jiān)控，真正做到一網(wǎng)多用。

系統(tǒng)采用先進(jìn)的數(shù)字處理技術(shù)，可以在回放以前資料的同時(shí)不影響正常錄相，保證了資料的完整性，也可以利用抓拍功能使圖像更加清晰，將重要資料進(jìn)行備份和打印，有利于重要資料的保存和管理。

系統(tǒng)工作原理

前端將攝像機(jī)輸出的視頻信號(hào)，云臺(tái)和鏡頭的控制信號(hào)打包編碼成網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)腡CP/IP數(shù)據(jù)包，油田車載裝備上的監(jiān)控點(diǎn)錄像機(jī)通過視頻編碼器的軟件就可以對本區(qū)域所有圖像進(jìn)行監(jiān)控和錄像、回放，對云鏡進(jìn)行控制。如圖1所示。

無線網(wǎng)橋?qū)⒏鞅O(jiān)控點(diǎn)的所有圖像信號(hào)集中到主控室，主控室和各監(jiān)控點(diǎn)一樣，通過服務(wù)器上的視頻軟件就可以對所有攝像點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)看，錄像，回放，對云鏡進(jìn)行控制。為了更直觀方便觀看圖像，還可以將前端信號(hào)在監(jiān)示器或大屏幕上進(jìn)行顯示，以及通過矩鍵盤對攝像機(jī)進(jìn)行控制，無線視頻監(jiān)控系統(tǒng)原理圖如圖2所示。

油田車載裝備上面安裝攝像機(jī)，在監(jiān)控中心方圓3公里范圍內(nèi)移動(dòng)，如車輛移動(dòng)到遮擋物后面，監(jiān)控中心看不到，可以通過如下圖3所示的方式把油田車載裝備上面的監(jiān)控視頻信息無線傳輸?shù)奖O(jiān)控中心。

在油田車載裝備上面安裝一臺(tái)2.4g無線設(shè)備外接一個(gè)全向天線，用來接收中繼點(diǎn)2.4g無線網(wǎng)橋的無線信號(hào)。中繼點(diǎn)2個(gè)無線設(shè)備用網(wǎng)線串聯(lián)起來，通過中繼點(diǎn)其中一個(gè)5.8g設(shè)備把視頻信息傳輸給監(jiān)控中心。

小結(jié)：

通過我們對油田車載裝備的需求和現(xiàn)場的監(jiān)控點(diǎn)分布示意圖進(jìn)行分析，需要無線進(jìn)行傳輸?shù)挠卸鄠€(gè)點(diǎn)多路圖像，為了達(dá)到圖像的清晰和流暢度，正常一路圖像需要2Mbps的帶寬，對無線網(wǎng)絡(luò)鏈路帶寬和高穩(wěn)定性提出了硬性要求。在方案設(shè)計(jì)中采用無線帶寬可達(dá)108M的設(shè)備，正常來說一個(gè)108M的設(shè)備鏈路在108M模式下凈帶寬約30Mbps左右，但是考慮到距離的因素，以及多個(gè)模塊在一起因干擾造成的帶寬損耗及點(diǎn)多點(diǎn)的管理帶寬浪費(fèi)。如此設(shè)計(jì)后監(jiān)控點(diǎn)帶寬可以保證在2Mbps/路左右，可以滿足多路圖像2Mbps*N的傳輸需求，確保在極度惡劣的條件下圖像傳輸?shù)姆€(wěn)定性。同時(shí)無線傳輸對二端的高度有物理上的要求，所以在施工前需要考慮現(xiàn)場的高度等因素。

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