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關(guān)鍵詞：數(shù)字電視監(jiān)控系統(tǒng)；故障判斷專家系統(tǒng)；知識(shí)庫(kù)；推理機(jī)

中圖分類號(hào)：TN949.197 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1007-9599 (2011) 09-0000-02

An Intelligent Digital TV Monitoring System Design

Pan Pan1,2

(1. Guangxi University,Computer and Electronic Information College,Nanning530004,China;2.Guangxi Radio and Television Information Network Co.,Ltd.,Nanning530021,China)

Abstract:In order to meet the development of digital television monitoring system needs,to solve the current digital television monitoring technology shortcomings,we presents digital TV monitoring system structure for broadcast television network.To further enhance the signal abnormalities and equipment failures to determine the intelligence,we give the fault diagnosis expert system on base of the digital TV monitoring system structure,given its knowledge base and inference of design patterns.Running results show that the intelligent control system design of digital TV has better practical significance.

Keywords:Digital TV monitoring system; Fault Judge Expert system;Knowledge base;Inference

一、引言

隨廣播電視數(shù)字化進(jìn)程的加快[1]，人工監(jiān)控已不能滿足安全播出的需要，數(shù)字電視安全播出對(duì)監(jiān)控技術(shù)提出新的要求。統(tǒng)一平臺(tái)的數(shù)字監(jiān)控可對(duì)多頻道進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，快速發(fā)現(xiàn)信號(hào)異常和設(shè)備故障，發(fā)出聲光報(bào)警。為提高故障診斷的實(shí)時(shí)性和智能化，減輕工作人員的負(fù)擔(dān)，使用故障診斷專家系統(tǒng)對(duì)故障信號(hào)進(jìn)行自動(dòng)診斷處理。如何設(shè)計(jì)智能的數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)是一個(gè)亟需解決的問(wèn)題。

從國(guó)內(nèi)廣播電視安全監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)展的歷史來(lái)看，電視監(jiān)控系統(tǒng)可分為三個(gè)階段[2][3]：傳統(tǒng)的模擬電視監(jiān)控，數(shù)字電視模擬監(jiān)控和數(shù)字電視數(shù)字監(jiān)控。模擬電視監(jiān)控系統(tǒng)不適合數(shù)字電視的監(jiān)控需要，而數(shù)字電視模擬監(jiān)控則存在著構(gòu)建復(fù)雜，成本過(guò)高，操作繁瑣等缺點(diǎn)。數(shù)字監(jiān)控可適應(yīng)數(shù)字電視需要，幫助值班員掌握在播狀態(tài)，又能及時(shí)發(fā)現(xiàn)、定位、清除故障，對(duì)安全播出具有重要意義。

專家系統(tǒng)[4]是人工智能領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)最早，應(yīng)用最廣泛的工程技術(shù)。專家系統(tǒng)根據(jù)某領(lǐng)域?qū)＜业闹R(shí)、經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)建立，對(duì)問(wèn)題給出專家水平的答案。簡(jiǎn)化專家系統(tǒng)如圖1。知識(shí)庫(kù)和推理機(jī)是專家系統(tǒng)設(shè)計(jì)的核心。知識(shí)庫(kù)存儲(chǔ)經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)，庫(kù)中知識(shí)的數(shù)量和質(zhì)量決定專家系統(tǒng)的水平；推理機(jī)根據(jù)問(wèn)題已知信息，并結(jié)合知識(shí)庫(kù)中知識(shí)，反復(fù)求解得到答案。

圖1.簡(jiǎn)化專家系統(tǒng)

本文對(duì)數(shù)字電視播出平臺(tái)的數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)模型進(jìn)行研究，給出故障診斷專家系統(tǒng)中知識(shí)庫(kù)和推理機(jī)的設(shè)計(jì)方案。

二、數(shù)字電視監(jiān)控系統(tǒng)詳細(xì)設(shè)計(jì)方案

（一）數(shù)字電視監(jiān)控系統(tǒng)框架結(jié)構(gòu)

監(jiān)控系統(tǒng)能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備故障和信號(hào)異常，并作實(shí)時(shí)自動(dòng)化處理，保證電視節(jié)目的安全優(yōu)質(zhì)播出。數(shù)字電視監(jiān)控系統(tǒng)框架結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2.數(shù)字電視監(jiān)控系統(tǒng)框架結(jié)構(gòu)圖

詳細(xì)流程如下：①監(jiān)控設(shè)備通過(guò)統(tǒng)一設(shè)備接口平臺(tái)對(duì)設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控，并寫入監(jiān)控信息數(shù)據(jù)庫(kù)；②異常信號(hào)時(shí)，將異常信息及其上游設(shè)備信息送至專家系統(tǒng)進(jìn)行診斷；③專家系統(tǒng)根據(jù)異常信號(hào)和監(jiān)控信息判斷故障源、位置和性質(zhì)，發(fā)出報(bào)警；④根據(jù)診斷結(jié)果對(duì)故障設(shè)備進(jìn)行自動(dòng)修復(fù)或發(fā)出備份信號(hào)和設(shè)備的切換命令。

（二）故障判斷專家系統(tǒng)知識(shí)庫(kù)設(shè)計(jì)

使用合理的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)表示知識(shí)庫(kù)，對(duì)故障判斷具有重要的意義，高效的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)便于快速故障定位和處理。使用故障樹(shù)表示故障判斷專家系統(tǒng)的知識(shí)庫(kù)，如圖3。在故障樹(shù)中，信號(hào)或者設(shè)備故障作為樹(shù)根；第二層是設(shè)備信息，按設(shè)備故障次數(shù)Ni從大到小排列；第三層是設(shè)備對(duì)應(yīng)的故障類型，按該類故障次數(shù)pi從大到小排列。

圖3.故障樹(shù)結(jié)構(gòu)

（三）故障判斷專家系統(tǒng)推理機(jī)設(shè)計(jì)

推理機(jī)是專家系統(tǒng)中最具智能的模塊，它根據(jù)知識(shí)庫(kù)中的事實(shí)、規(guī)則，按一定的推理策略求解當(dāng)前的問(wèn)題。我們使用正向推理，過(guò)程如圖4。其詳細(xì)的推理過(guò)程如下：①專家系統(tǒng)提取異常信號(hào)特征及相關(guān)的設(shè)備信息，將指針定位到樹(shù)根；②根據(jù)異常信息，確定故障設(shè)備集；③對(duì)②中的設(shè)備按故障類型出現(xiàn)概率從大到小匹配；成功后，判斷是否可實(shí)時(shí)修復(fù)，若可則轉(zhuǎn)到步驟④；否則，切換到備用設(shè)備或信號(hào)并報(bào)警。④實(shí)時(shí)修復(fù)故障設(shè)備，并反饋結(jié)果。

圖4.推理機(jī)正向推理過(guò)程

三、實(shí)驗(yàn)結(jié)果

本文所設(shè)計(jì)的數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)以廣西廣電網(wǎng)絡(luò)公司數(shù)字電視播出機(jī)房為平臺(tái)，在IBM System x3550上實(shí)現(xiàn)，機(jī)器配置：CPU為Intel Xeon E5405 2GHz，內(nèi)存2GB。在Windows XP操作系統(tǒng)上，以Visual C++6.0為編程平臺(tái)，以SQL-server2005為數(shù)據(jù)庫(kù)，使用VC++語(yǔ)言開(kāi)發(fā)程序。

從每天監(jiān)測(cè)廣西區(qū)200多套節(jié)目的結(jié)果看，系統(tǒng)運(yùn)行良好。實(shí)現(xiàn)了信號(hào)及設(shè)備監(jiān)控的自動(dòng)化，故障診斷和播出恢復(fù)的智能化，保證了節(jié)目完整、信號(hào)安全、技術(shù)安全和設(shè)備狀態(tài)安全；系統(tǒng)可監(jiān)測(cè)錯(cuò)誤并記錄，發(fā)現(xiàn)并自動(dòng)修復(fù)故障。減輕了前端值班的壓力，監(jiān)測(cè)人員從原來(lái)12人值班，到現(xiàn)在3人值守，做到了無(wú)人值班，有人值守，智能診斷，自動(dòng)處理，實(shí)現(xiàn)了數(shù)字監(jiān)控。

四、小結(jié)

本文從構(gòu)建智能的數(shù)字電視監(jiān)控系統(tǒng)的角度出發(fā)，研究并設(shè)計(jì)了數(shù)字電視播出平臺(tái)的數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)。系統(tǒng)對(duì)數(shù)字電視前端的設(shè)備和信號(hào)進(jìn)行統(tǒng)一監(jiān)控管理，結(jié)合故障診斷專家系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了異常信號(hào)和設(shè)備的智能診斷及自動(dòng)處理，保證了廣播電視節(jié)目的安全優(yōu)質(zhì)播出，提高了數(shù)字電視信號(hào)監(jiān)測(cè)的準(zhǔn)確性，降低了監(jiān)控人員的工作強(qiáng)度。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉少情.數(shù)字高清晰度電視機(jī)頂盒軟件技術(shù)研究與應(yīng)用開(kāi)發(fā)[D].南京理工大學(xué),2002

[2]陳淑瑜.數(shù)字電視監(jiān)控技術(shù)研究[J].棗莊學(xué)院學(xué)報(bào),2007,24(2):18-19

[3]汪劍超.數(shù)字電視中的設(shè)備管理和監(jiān)控系統(tǒng)[J].計(jì)算機(jī)應(yīng)用與軟件,2007,24(1):6-9

篇2

【關(guān)鍵詞】視頻監(jiān)控系統(tǒng) 設(shè)計(jì)要點(diǎn) 探討

1 視頻監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)的組成

視頻監(jiān)控系統(tǒng)由前端設(shè)備、傳輸設(shè)備、控制設(shè)備、顯示設(shè)備組成。前端設(shè)備由安裝在各監(jiān)控區(qū)域的攝像機(jī)、鏡頭、防護(hù)罩、支架、云臺(tái)等組成，負(fù)責(zé)圖像和數(shù)據(jù)的采集及信號(hào)處理；

傳輸設(shè)備包括同軸電纜和信號(hào)線纜，它負(fù)責(zé)把前端設(shè)備收集的音頻、視頻信號(hào)傳輸?shù)綑C(jī)房的控制設(shè)備；

控制設(shè)備負(fù)責(zé)完成對(duì)前端音、視頻信號(hào)進(jìn)行壓縮處理、圖像切換、云鏡操作等所有功能項(xiàng)的控制；

顯示設(shè)備負(fù)責(zé)對(duì)各個(gè)探頭收集信息的畫(huà)面顯示。

2 視頻監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則

視頻監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)遵循技術(shù)先進(jìn)、功能齊全、性能穩(wěn)定、節(jié)約成本的原則。并綜合考慮施工、維護(hù)及操作因素，并將為今后的發(fā)展、擴(kuò)建、改造等因素留有擴(kuò)充的余地。具體原則如下：

2.1 先進(jìn)性

設(shè)備選型要保證技術(shù)領(lǐng)先，性能可靠，操作簡(jiǎn)便、實(shí)用，維護(hù)簡(jiǎn)單，性能價(jià)格比最優(yōu)，并留有擴(kuò)展余地。設(shè)備均采用目前領(lǐng)先技術(shù)和生產(chǎn)工藝制造，系統(tǒng)建成后，三至五年不會(huì)落后淘汰。

2.2 經(jīng)濟(jì)性與實(shí)用性

充分考慮用戶實(shí)際需要和信息技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)，根據(jù)用戶現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境，設(shè)計(jì)選用功能和適合現(xiàn)場(chǎng)情況、符合用戶要求的系統(tǒng)配置方案，通過(guò)嚴(yán)密、有機(jī)的組合，實(shí)現(xiàn)最佳的性能價(jià)格比，以便節(jié)約工程投資，同時(shí)保證系統(tǒng)功能實(shí)施的需求，經(jīng)濟(jì)實(shí)用。

2.3 可靠性與安全性

系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)具有較高的可靠性，在系統(tǒng)故障或事故造成中斷后，能確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性、完整性和一致性，并具備迅速恢復(fù)的功能，同時(shí)系統(tǒng)具有一整套完成的系統(tǒng)管理策略，可以保證系統(tǒng)的運(yùn)行安全。

2.4 開(kāi)放性

以現(xiàn)有成熟的產(chǎn)品為對(duì)象設(shè)計(jì)，同時(shí)還考慮到周邊信息通信環(huán)境的現(xiàn)狀和技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)，可以消防、防盜、聚光系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)，具有網(wǎng)絡(luò)通訊口，可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。

2.5 可擴(kuò)充性

系統(tǒng)設(shè)計(jì)中考慮到今后技術(shù)的發(fā)展和使用的需要，具有更新、擴(kuò)充和升級(jí)的可能。并根據(jù)今后該項(xiàng)目工程的實(shí)際要求擴(kuò)展系統(tǒng)功能，同時(shí)，本方案在設(shè)計(jì)中留有冗余，以滿足今后的發(fā)展要求。

2.6 追求最優(yōu)化的系統(tǒng)設(shè)備配置

在滿足用戶對(duì)功能、質(zhì)量、性能、價(jià)格和服務(wù)等各方面要求的前提下，追求最優(yōu)化的系統(tǒng)設(shè)備配置，以盡量降低系統(tǒng)造價(jià)。

2.7 保留足夠的擴(kuò)展容量

設(shè)備的控制容量上保留一定的余地，以便在系統(tǒng)中改造新的控制點(diǎn)；系統(tǒng)中還保留與其他計(jì)算機(jī)或自動(dòng)化系統(tǒng)連接的接口；也盡量考慮未來(lái)科學(xué)的發(fā)展和新技術(shù)的應(yīng)用。

2.8 提高監(jiān)管力度

系統(tǒng)應(yīng)該能夠通過(guò)中央控制系統(tǒng)對(duì)各子系統(tǒng)運(yùn)行情況進(jìn)行綜合監(jiān)控，時(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)撐握監(jiān)視及報(bào)警情況。閉路電視監(jiān)控大大減少勞動(dòng)強(qiáng)度，減少設(shè)備運(yùn)行維護(hù)人員。

3 視頻監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)要點(diǎn)

3.1 目標(biāo)區(qū)域的確定

視頻安防監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)視的目標(biāo)區(qū)域可分為2類：重點(diǎn)監(jiān)視區(qū)域和動(dòng)態(tài)監(jiān)視區(qū)域。重點(diǎn)監(jiān)視區(qū)域突出的是監(jiān)視人和車輛，要求能夠清晰辨別人的體貌特征和車輛的牌號(hào)。一般人和車輛的出入口、收銀柜臺(tái)、消防通道和自動(dòng)扶梯的上下口等位置的攝像機(jī)圖像都應(yīng)符合上述要求。

動(dòng)態(tài)監(jiān)視區(qū)域主要是針對(duì)人群相對(duì)密集的場(chǎng)所或范圍較大的公共區(qū)域進(jìn)行監(jiān)視。其特點(diǎn)是及時(shí)掌握被監(jiān)視區(qū)域動(dòng)態(tài)情況。一般園區(qū)室外廣場(chǎng)、單體建筑的室內(nèi)大堂等處的攝像機(jī)圖像。

3.2 攝像機(jī)與錄像設(shè)備的選型

3.2.1 攝像機(jī)

評(píng)估攝像機(jī)分辨率的指標(biāo)是水平分辨率，其單位為線對(duì)，即成像后可以分辨的黑白線對(duì)的數(shù)目。常用的黑白攝像機(jī)的分辨率一般為380-600，彩色為380-480，其數(shù)值越大成像越清晰。一般的監(jiān)視場(chǎng)合，用400線左右的黑白攝像機(jī)就可以滿足要求。而對(duì)于特殊場(chǎng)合，用600線的攝像機(jī)能得到更清晰的圖像。

通常用最低環(huán)境照度要求來(lái)表明攝像機(jī)靈敏度，黑白攝像機(jī)的靈敏度大約是0.02-0.5Lux（勒克斯），彩色攝像機(jī)多在1Lux以上。0.1Lux的攝像機(jī)用于普通的監(jiān)視場(chǎng)合；在夜間使用或環(huán)境光線較弱時(shí)，推薦使用0.02Lux的攝像機(jī)。與近紅外燈配合使用時(shí)，也必須使用低照度的攝像機(jī)。另外攝像的靈敏度還與鏡頭有關(guān)，0.97Lux/F0.75相當(dāng)于2.5Lux/F1.2相當(dāng)于3.4Lux/F1.

電子快門的時(shí)間在1/50―1/100000秒之間，攝象機(jī)的電子快門一般設(shè)置為自動(dòng)電子快門方式，可以根據(jù)環(huán)境的明暗自動(dòng)調(diào)節(jié)快門時(shí)間，得到清晰的圖象。有些攝象機(jī)允許用戶自行手動(dòng)調(diào)節(jié)快門時(shí)間，以適應(yīng)某些特殊應(yīng)用場(chǎng)合。

外同步是指不同的視頻設(shè)備之間用一同步信號(hào)來(lái)保證視頻信號(hào)的同步，它可保證不同設(shè)備輸出具有相同的幀、行的起止時(shí)間。為了實(shí)現(xiàn)外同步，需要給攝象機(jī)輸入一個(gè)復(fù)合同步信號(hào)或復(fù)合視頻信號(hào)。外同步并不能保證用戶從指定時(shí)刻得到完整的連續(xù)的一幀圖象，要實(shí)現(xiàn)這種功能，必須使用一些特殊的具有外觸發(fā)功能的攝象機(jī)。

3.2.2 錄像設(shè)備

長(zhǎng)時(shí)間錄像機(jī)是必不可少的，它為日后可能出現(xiàn)的問(wèn)題提供有力證據(jù)。器材外觀在檔次上要與室內(nèi)裝修搭配協(xié)調(diào)。系統(tǒng)設(shè)計(jì)配置每臺(tái)錄像機(jī)配置2塊1T硬盤，并預(yù)留大容量硬盤接口，以保證全部監(jiān)視信號(hào)錄像保存需求。預(yù)留監(jiān)控通道為擴(kuò)展備用。

3.2.3 燈光照度的要求、標(biāo)準(zhǔn)

要求在24小時(shí)內(nèi)通過(guò)監(jiān)視屏能清晰地辨別出入人員面部特征、機(jī)動(dòng)車牌號(hào)。因此，攝像機(jī)的安裝部位應(yīng)配置燈光，被監(jiān)視區(qū)域平均照度應(yīng)不小于200Lx。一般室外重點(diǎn)監(jiān)視的區(qū)域應(yīng)采用人和車分別設(shè)置燈光照度，監(jiān)視人員出入可考慮環(huán)境燈光，而監(jiān)視車輛的牌號(hào)理應(yīng)配置專用燈光。在主干道路設(shè)置的攝像機(jī)應(yīng)與環(huán)境燈光綜合考慮，以確保夜間的燈光照度能滿足選用攝像機(jī)指標(biāo)的要求。

3.2.4 傳輸線路

為了使圖像的清晰度能達(dá)到監(jiān)視的效果，設(shè)計(jì)應(yīng)考慮信號(hào)的線路衰減。一般傳輸距離小于300m，可采用同軸電纜傳輸視頻信號(hào)，300m以上建議采用光纖傳輸，以避免線路衰減影響視頻信號(hào)的傳輸。如采用光端機(jī)傳輸視頻信號(hào)，光端機(jī)應(yīng)盡可能設(shè)在室內(nèi)。沒(méi)有環(huán)境條件應(yīng)考慮通風(fēng)、防潮、防過(guò)熱及防雷接地，并在設(shè)備箱上采取遮陽(yáng)措施。

3.2.5 系統(tǒng)架構(gòu)

視頻安防監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提倡錄像與監(jiān)視分離的框架，監(jiān)視的狀態(tài)與圖像的存儲(chǔ)彼此不受影響。況且，硬盤錄像機(jī)（存儲(chǔ)設(shè)備）采用的是分割顯示，圖像畫(huà)面較小，不利管理人員監(jiān)視。因此，一套完整的視頻安防監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)是存儲(chǔ)設(shè)備和監(jiān)視設(shè)備組合而成，設(shè)計(jì)須滿足標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)監(jiān)視圖像的要求。采用矩陣主機(jī)輸出的單幅圖像作為監(jiān)視畫(huà)面切換的模式較能體現(xiàn)上述理念。

3.2.6 防雷接地

（1）前端設(shè)備直擊雷防護(hù)。前端設(shè)備如攝像頭應(yīng)置于接閃器（避雷針或其它接閃導(dǎo)體）滾球半徑的保護(hù)范圍之內(nèi)。對(duì)于安裝在建筑物女兒墻上且不在避雷帶保護(hù)范圍之內(nèi)的攝像機(jī)，可以在避雷帶上安裝一支避雷短針或?qū)z像機(jī)移到避雷帶保護(hù)范圍之內(nèi)；采用獨(dú)立支撐桿安裝的攝像機(jī)，可將避雷針架設(shè)在攝像機(jī)的支撐桿上，引下線可直接利用金屬桿本身或用鍍鋅圓鋼，

（2）傳輸線路的防護(hù) 。電源線路與信號(hào)號(hào)線路宜全程分開(kāi)穿金屬管埋地敷設(shè)，并保持整個(gè)金屬管道的電氣連通，宜應(yīng)至少在金屬管兩端做接地處理，對(duì)防護(hù)雷電干擾和電磁感應(yīng)是非常有效。

（3）安裝SPD。為防止雷電波沿線路侵入前端設(shè)備，對(duì)帶云臺(tái)的攝像機(jī)應(yīng)在其前端安裝三合一組合式防雷器，對(duì)不帶云臺(tái)的攝像機(jī)應(yīng)在其前端安裝二合一組合式防雷器。防雷器應(yīng)做可靠接地，且接地線應(yīng)盡量的短、直、粗。

盡管在外接引入的電源線路上已安裝了電源防雷保護(hù)裝置，作為信息系統(tǒng)的各種信號(hào)線也是一個(gè)引雷的主要途徑，如果沒(méi)有對(duì)信息系統(tǒng)進(jìn)行防雷保護(hù)措施，雷擊脈沖將從信號(hào)線路侵入，將會(huì)影響網(wǎng)絡(luò)的正常運(yùn)行甚至徹底破壞網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，使得重要數(shù)據(jù)丟失無(wú)法恢復(fù)，造成巨大損失。因此，必須各信號(hào)線路的端口處安裝與之性能參數(shù)相匹配的信號(hào)SPD。

（4）防雷接地。防雷接地與交流工作接地、直流工作接地、安全保護(hù)接地宜共用一組接地裝置時(shí)，采用共用接地系統(tǒng)的目的是達(dá)到均壓、等電位以減小各種接地設(shè)備間、不同系統(tǒng)之間的電位差，接地裝置的接地電阻值必須按接入設(shè)備中要求的最小值確定。

參考文獻(xiàn)

[1]王煜.云南白藥物流中心庫(kù)房視頻監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究[J].電腦知識(shí)與技術(shù)，2012（06）.

[2]陳志勇.大型綜合性公共建筑安防監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)的論述[J].商品與質(zhì)量?建筑與發(fā)展，2013（12）.

篇3

關(guān)鍵詞：電動(dòng)機(jī)；PLC；實(shí)時(shí)監(jiān)控

1.引言

電動(dòng)機(jī)作為一種拖動(dòng)機(jī)械設(shè)備，已經(jīng)成為絕大多數(shù)企業(yè)生產(chǎn)的動(dòng)力基礎(chǔ)，其是否能夠安全、可靠的運(yùn)行直接關(guān)系著生產(chǎn)工作的順利與否，尤其是以大功率電動(dòng)機(jī)為動(dòng)力基礎(chǔ)的通風(fēng)機(jī)，鼓風(fēng)機(jī)、除塵風(fēng)機(jī)等，對(duì)使用單位來(lái)說(shuō)，確保電動(dòng)機(jī)在良好的狀態(tài)下運(yùn)行就顯得尤為重要。

一直以來(lái)我國(guó)普遍采用的是以事后維修為主，計(jì)劃性維修養(yǎng)護(hù)為輔的設(shè)備維保模式，然而隨著科技的發(fā)展，工業(yè)維修策略已從修理?yè)p壞的設(shè)備，到有間隔的進(jìn)行預(yù)防性維修，再發(fā)展到如今的設(shè)備狀態(tài)預(yù)測(cè)性維修。在實(shí)際應(yīng)用中，預(yù)測(cè)性維修是基于每臺(tái)設(shè)備的狀態(tài)，通過(guò)狀態(tài)檢測(cè)工具來(lái)采集監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，隨后相關(guān)人員對(duì)數(shù)據(jù)情況進(jìn)行分析匯總，并得出結(jié)論，指導(dǎo)維修任務(wù)的安排，對(duì)存在故障隱患的設(shè)備及早做出響應(yīng)，以避免進(jìn)一步惡化致使設(shè)備出現(xiàn)不可修復(fù)性損害，帶來(lái)更嚴(yán)重的后果。

2.電動(dòng)機(jī)實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路

2.1 電動(dòng)機(jī)故障分析

電動(dòng)機(jī)故障一般可分為電氣故障和機(jī)械故障。電氣方面主要是電動(dòng)機(jī)的繞組接地、短路、開(kāi)路、接觸不良、鼠籠斷條等故障；機(jī)械方面則主要是軸承磨損、轉(zhuǎn)子掃膛等引起的振動(dòng)故障。電機(jī)運(yùn)行時(shí)溫度的升高，也直接影響著電動(dòng)機(jī)的壽命和運(yùn)行可靠性，因此準(zhǔn)確的估算并檢測(cè)電動(dòng)機(jī)的溫升，不僅可以保證電動(dòng)機(jī)的安全運(yùn)行，而且可以提高電動(dòng)機(jī)的使用壽命、節(jié)約原材料和電能，以及對(duì)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化設(shè)計(jì)都有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

從電動(dòng)機(jī)各類故障的發(fā)生概率以及嚴(yán)重性上來(lái)說(shuō)，振動(dòng)引發(fā)的問(wèn)題頻率較高也比較復(fù)雜，其是旋轉(zhuǎn)類設(shè)備最常見(jiàn)的問(wèn)題，也是設(shè)備損壞的一大驅(qū)動(dòng)性因素。設(shè)備的各部件在運(yùn)行過(guò)程中都會(huì)產(chǎn)生不同程度的振動(dòng)，設(shè)備的振動(dòng)往往會(huì)影響其工作精度，加劇設(shè)備的磨損，加速疲勞破壞，而隨著磨損的增加和疲勞損傷的加重，設(shè)備的振動(dòng)也將更加劇烈，如此惡性循環(huán)，最終將導(dǎo)致設(shè)備發(fā)生故障甚至損壞。

引起振動(dòng)的直接原因就是回轉(zhuǎn)體重心與旋轉(zhuǎn)軸的不重合，在這些可能發(fā)生的故障當(dāng)中，又以電動(dòng)機(jī)的軸承及葉片故障為主。通常情況下來(lái)說(shuō)，對(duì)這些運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行測(cè)量一般不會(huì)影響設(shè)備的正常工作，可在設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中同步獲取所需的運(yùn)行信號(hào)。

2.2 可行性分析

通過(guò)以上分析，電動(dòng)機(jī)在由正常狀態(tài)向故障狀態(tài)異變時(shí)，其振動(dòng)、電流和溫度信息會(huì)發(fā)生變化，這些微弱的變化依靠人工點(diǎn)檢，是無(wú)法及時(shí)發(fā)現(xiàn)的。因此，開(kāi)發(fā)電動(dòng)機(jī)實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)，對(duì)電動(dòng)機(jī)有效部位的振動(dòng)、溫度和電流進(jìn)行測(cè)量、監(jiān)控就顯得尤為重要，通過(guò)日常的數(shù)據(jù)的采集，并對(duì)比數(shù)據(jù)庫(kù)中正常運(yùn)行時(shí)的歷史數(shù)據(jù)，就可及時(shí)發(fā)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀況的改變，從而發(fā)出預(yù)警，及時(shí)安排檢修維護(hù)來(lái)改善電動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀況，做到預(yù)測(cè)維修。

3.方案設(shè)計(jì)

3.1 硬件部分

通過(guò)理論分析，電動(dòng)機(jī)由正常狀態(tài)向故障狀態(tài)異變時(shí)，其運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)也在發(fā)生著改變，所以只要設(shè)計(jì)一套能夠準(zhǔn)確采集、分析設(shè)備狀態(tài)參數(shù)的系統(tǒng)，就可以預(yù)測(cè)設(shè)備故障，做到預(yù)測(cè)維修。

電動(dòng)機(jī)實(shí)時(shí)狀態(tài)監(jiān)測(cè)內(nèi)容包括電動(dòng)機(jī)的電流、溫度和振動(dòng)等信號(hào)，通過(guò)將溫度和振動(dòng)傳感器安裝在電動(dòng)機(jī)本體上，并在電動(dòng)機(jī)旁設(shè)置一個(gè)采集子站，在數(shù)據(jù)子站內(nèi)把傳感器微弱、易受干擾的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化為高速、準(zhǔn)確的數(shù)字信號(hào)，通過(guò)數(shù)據(jù)總線上傳到數(shù)據(jù)采集總站來(lái)完成整套監(jiān)測(cè)功能。

在設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)上，由于電動(dòng)機(jī)的電流信號(hào)在電控柜內(nèi)，所以電動(dòng)機(jī)電源部分用電流互感器采集，但是電流互感器一般輸出0-5A電流信號(hào)，不是標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)。因此在電動(dòng)機(jī)控制柜旁設(shè)置一數(shù)據(jù)采集總站，負(fù)責(zé)采集電動(dòng)機(jī)的電流信號(hào)和頻率信號(hào)，同時(shí)通過(guò)數(shù)據(jù)總線接收各個(gè)子站傳送來(lái)的電動(dòng)機(jī)振動(dòng)和溫度信號(hào)。在數(shù)據(jù)總站內(nèi)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，產(chǎn)生報(bào)警信號(hào)，并把處理過(guò)的電動(dòng)機(jī)狀態(tài)信號(hào)上傳到數(shù)據(jù)服務(wù)器內(nèi)。

數(shù)據(jù)存儲(chǔ)分析部分負(fù)責(zé)對(duì)數(shù)據(jù)采集總站傳送來(lái)的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)、處理，產(chǎn)生報(bào)警信息，進(jìn)行故障診斷。

3.2 軟件部分

該監(jiān)測(cè)系統(tǒng)軟件部分由底層軟件和數(shù)據(jù)分析軟件兩部分組成。底層軟件是PLC內(nèi)的控制軟件，完成整個(gè)主站和和各個(gè)子站內(nèi)軟硬件組態(tài)、IP地址分配和硬件采集信號(hào)的設(shè)定，負(fù)責(zé)電動(dòng)機(jī)溫度、振動(dòng)、電流等狀態(tài)數(shù)據(jù)的采集、轉(zhuǎn)換從而生成預(yù)警和報(bào)警信號(hào)等。

數(shù)據(jù)分析軟件使用西門子WINCC和SQL SERVER開(kāi)發(fā)的專用軟件，運(yùn)行在專用工控計(jì)算機(jī)上，負(fù)責(zé)控制參數(shù)、報(bào)警參數(shù)的設(shè)置，報(bào)警狀態(tài)的顯示，電動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)歷史數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、分析，實(shí)現(xiàn)故障的在線診斷。

4.結(jié)束語(yǔ)

該電動(dòng)機(jī)實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)已經(jīng)應(yīng)用于某單位風(fēng)力除塵系統(tǒng)，能夠?qū)﹄妱?dòng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行全天候?qū)崟r(shí)監(jiān)控，操作人員只需在計(jì)算機(jī)上就可以查看電動(dòng)機(jī)實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)，同時(shí)根據(jù)設(shè)備歷史運(yùn)行曲線深度分析設(shè)備運(yùn)行狀況，通過(guò)一段時(shí)間的運(yùn)用，全面達(dá)到了制定出設(shè)備維護(hù)周期，科學(xué)安排維修任務(wù)的目的，克服了設(shè)備的無(wú)計(jì)劃停機(jī)對(duì)生產(chǎn)的影響，大大提高了生產(chǎn)效率，為企業(yè)帶來(lái)了極為可觀的有形效益和無(wú)形效益。

參考文獻(xiàn)

篇4

發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)是采集發(fā)電機(jī)電壓和電流的變化及其它輸入信號(hào)，并根據(jù)控制準(zhǔn)則控制勵(lì)磁功率單元輸出勵(lì)磁電流（供給發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子線圈）的系統(tǒng)。發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)對(duì)于維持電力系統(tǒng)的電壓水平、提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的能力、改善電力系統(tǒng)及發(fā)電機(jī)的運(yùn)行條件等起到重要的作用。微機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器是勵(lì)磁系統(tǒng)的核心元件，除了完成控制功能外，還要實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互、遠(yuǎn)方通信等功能。單微機(jī)難以實(shí)現(xiàn)所有功能，故采用雙微機(jī)設(shè)計(jì)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器，并通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建分布式發(fā)電機(jī)勵(lì)磁監(jiān)控系統(tǒng)。

1 硬件結(jié)構(gòu)

系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)如圖1所示，其中，勵(lì)磁控制微機(jī)實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互和勵(lì)磁電流控制，通信控制微機(jī)協(xié)調(diào)上位監(jiān)控PC機(jī)和勵(lì)磁控制微機(jī)的數(shù)據(jù)交換。

勵(lì)磁控制微機(jī)采用51單片機(jī)的應(yīng)用模式，由顯示、顯示召喚、按鍵、模擬量輸入、PID參數(shù)設(shè)置、看門狗電路、同步信號(hào)輸入、觸發(fā)脈沖輸出、滅磁接點(diǎn)輸入等單元組成。顯示單元采用外接6片串入并出移位寄存器芯片74LS164驅(qū)動(dòng)發(fā)光數(shù)碼管，顯示內(nèi)容由召喚顯示撥輪開(kāi)關(guān)進(jìn)行選擇，有巡回和召喚兩種顯示方式。外擴(kuò)一片并行接口芯片8155，8155的A口與面板上的撥輪開(kāi)關(guān)相連，用于召喚顯示；B口與八位地址開(kāi)關(guān)相連，用于設(shè)定PID參數(shù)；C口用于輸出觸發(fā)脈沖，脈沖經(jīng)達(dá)林頓管放大、脈沖變壓器隔離后接到主回路可控硅的觸發(fā)極。滅磁接點(diǎn)、按鍵接到單片機(jī)的I／O口線，按鍵主要有增勵(lì)、減勵(lì)、運(yùn)行方式恒電壓／恒電流選擇等。同步信號(hào)經(jīng)隔離后接到單片機(jī)的INT1管腳。模擬量經(jīng)ADC0809 A／D轉(zhuǎn)換芯片接到單片機(jī)，采集的主要模擬量有發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓、勵(lì)磁電流、發(fā)電機(jī)送出的無(wú)功電流、電壓給定值、勵(lì)磁電流給定值等。

通信控制微機(jī)由單片機(jī)、通信接口、波特率設(shè)置、地址編碼、RAM等單元組成。波特率設(shè)置、地址編碼用地址開(kāi)關(guān)來(lái)實(shí)現(xiàn)。地址編碼用于設(shè)置本子站的地址碼，共有256個(gè)編碼。波特率有1200bps、2400bps、4800bps、9600bps等可選。外擴(kuò)一片6264RAM用于存放通信中間數(shù)據(jù)。通信接口采用MAX1487實(shí)現(xiàn)RS485電平的轉(zhuǎn)換。

上位監(jiān)控PC機(jī)可采用IPC或PC機(jī)。操作系統(tǒng)為Windows98。PC機(jī)外接臺(tái)灣研華公司的ADAM4520實(shí)現(xiàn)RS232／RS485的轉(zhuǎn)換。

2 雙微機(jī)通信方案的設(shè)計(jì)

雙微機(jī)數(shù)據(jù)交換有松耦合和緊耦合兩種方式。松耦合采用數(shù)據(jù)通信方式進(jìn)行兩機(jī)數(shù)據(jù)交換，緊耦合采用共享數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器方式進(jìn)行兩機(jī)數(shù)據(jù)交換。本系統(tǒng)中勵(lì)磁控制微機(jī)與通信控制微機(jī)的數(shù)據(jù)交換方式為松耦合方式，通信協(xié)議自定義。在松耦合方式中可用的數(shù)據(jù)通信方式有串行異步通信、串行外設(shè)接口（SPI）、并行數(shù)據(jù)通信等，如圖2所示。

串行數(shù)據(jù)通信方式為一個(gè)字節(jié)的8個(gè)位（低位在前、高位在后）依次傳送，傳送速度慢。為了提高數(shù)據(jù)交換的速度，采用并行數(shù)據(jù)交換。并行數(shù)據(jù)交換與串行數(shù)據(jù)交換的一個(gè)區(qū)別是通信時(shí)雙微機(jī)要進(jìn)行握手以保證數(shù)據(jù)可靠傳輸。下面以圖2（c）中的CPU1向CPU2傳送數(shù)據(jù)為例說(shuō)明數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪^(guò)程。P2．0為數(shù)據(jù)準(zhǔn)備好控制線，由CPU1控制；P2．1為數(shù)據(jù)已接收控制線，由CPU2控制。

CPU1發(fā)送數(shù)據(jù)的過(guò)程為：CPU1送數(shù)據(jù)到數(shù)據(jù)線前應(yīng)置P2．0為1，并判斷P2．1是否為1，為1則表示CPU2已做好接收數(shù)據(jù)的準(zhǔn)備，CPU1可以送數(shù)據(jù)到數(shù)據(jù)線；否則CPU1等待CPU2接收數(shù)據(jù)。CPU1送數(shù)據(jù)到數(shù)據(jù)線后置P2．0為0，這表示CPU1已送數(shù)據(jù)到數(shù)據(jù)線。然后判斷P2．1是否為0，若為0則表示CPU2已接收到CPU1傳送的數(shù)據(jù)，CPU1可進(jìn)行下一個(gè)數(shù)據(jù)的傳送；否則CPU1等待CPU2接收數(shù)據(jù)。

    CPU2接收數(shù)據(jù)的過(guò)程為：在CPU2接收來(lái)自CPU1的數(shù)據(jù)前置P2．1為1，并判斷P2．0是否為0，為0表示CPU1已將數(shù)據(jù)送到數(shù)據(jù)線上，CPU2可從數(shù)據(jù)線上讀數(shù)；否則CPU2等待CPU1發(fā)送數(shù)據(jù)。CPU2讀入數(shù)據(jù)后置P2．1為0，這表示CPU2已接收到數(shù)據(jù)。然后判斷P2．0是否為1，若為1則CPU2可準(zhǔn)備接收下一個(gè)數(shù)據(jù)；否則CPU2等待。程序采用C51語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)，流程圖如圖3所示。

3 上位機(jī)與下位機(jī)之間的通信協(xié)議

通信控制微機(jī)與上位PC機(jī)之間的通信采用Modbus協(xié)議。Modbus協(xié)議是一種應(yīng)用于電子控制器上的協(xié)議，通過(guò)該協(xié)議，控制器之間以及控制器經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)（例如以太網(wǎng)）和其它設(shè)備之間可以通信，已成為一種通用的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。Modbus協(xié)議有兩種傳輸模式：ASCII模式和RTU模式，本系統(tǒng)中采用RTU模式，使用RS485總線。通信格式為：數(shù)據(jù)幀共11位，1個(gè)起始位，8個(gè)數(shù)據(jù)位，兩個(gè)停止位，無(wú)奇偶校驗(yàn)位；通信功能碼為：03H（召測(cè)），16H（設(shè)置）；通信時(shí)對(duì)數(shù)據(jù)域進(jìn)行CRC－16校驗(yàn)，校驗(yàn)只針對(duì)數(shù)據(jù)位，不包括起始位、停止位；校驗(yàn)多項(xiàng)式為G（X）＝X16＋X12＋X5＋1；命令行格式為：地址碼＋功能碼＋數(shù)據(jù)域＋CRC校驗(yàn)。

上位PC機(jī)要監(jiān)測(cè)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的信息時(shí)發(fā)送：地址碼＋功能碼（03H）＋起始寄存器地址＋寄存器個(gè)數(shù)＋CRC校驗(yàn)碼低字節(jié)＋CRC校驗(yàn)碼高字節(jié)。正常情況下，勵(lì)磁調(diào)節(jié)器回送：地址碼＋功能碼（03H）＋數(shù)據(jù)域字節(jié)數(shù)＋第1個(gè)數(shù)據(jù)＋第2個(gè)數(shù)據(jù)＋．．．．．．＋第n個(gè)數(shù)據(jù)＋CRC校驗(yàn)碼低字節(jié)＋CRC校驗(yàn)碼高字節(jié)。出錯(cuò)時(shí)，勵(lì)磁調(diào)節(jié)器回送：地址碼＋功能碼（83H）＋錯(cuò)誤代碼（02H／06H）＋CRC校驗(yàn)碼低字節(jié)＋CRC校驗(yàn)碼高字節(jié)，其中，錯(cuò)誤代碼“02H”表示“非法數(shù)據(jù)位置”，“06H”表示“調(diào)節(jié)器正忙”?？勺x取的勵(lì)磁調(diào)節(jié)器寄存器內(nèi)容如表1所示。

表1 可讀取的寄存器的內(nèi)容

數(shù)據(jù)地址內(nèi)    容00H

01H

02H

03H

04H

05H

06H機(jī)端電壓（Uc）

變換電阻后的電壓（Ut）

勵(lì)磁電流實(shí)際值（ILc)

電壓給定值（Ug)

勵(lì)磁電流給定值（ILg)

可控硅觸發(fā)角（a)

勵(lì)磁電流額定值（ILe)上位PC機(jī)要遠(yuǎn)方控制勵(lì)磁系統(tǒng)時(shí)，需通過(guò)設(shè)置命令16H來(lái)實(shí)現(xiàn)，發(fā)送：地址碼＋功能碼（16H）＋起始寄存器地址＋寄存器個(gè)數(shù)（01H）＋數(shù)據(jù)（1字節(jié)）＋CRC校驗(yàn)碼低字節(jié)＋CRC校驗(yàn)碼高字節(jié)，設(shè)置時(shí)一次只能設(shè)置一種參數(shù)。正常情況下，勵(lì)磁調(diào)節(jié)器回送：地址碼＋功能碼（16H）＋起始寄存器地址＋寄存器個(gè)數(shù)（01H）＋ CRC校驗(yàn)碼低字節(jié)＋CRC校驗(yàn)碼高字節(jié)。出錯(cuò)時(shí)，勵(lì)磁調(diào)節(jié)器回送：地址碼＋功能碼（96H）＋錯(cuò)誤代碼（02H／03H）＋CRC校驗(yàn)碼低字節(jié)＋CRC校驗(yàn)碼高字節(jié)，其中，錯(cuò)誤代碼“02H”表示“非法數(shù)據(jù)位置”，“03H”表示“非法數(shù)據(jù)值”?？稍O(shè)置的勵(lì)磁調(diào)節(jié)器寄存器內(nèi)容如表2所示。

表2 可設(shè)置的寄存器的內(nèi)容

數(shù)據(jù)地址內(nèi)    容00H

01H

02H

03H

04H增勵(lì)

減勵(lì)

給定電壓

給定電流

恒電壓/電流控制若上位PC機(jī)發(fā)送除03H和16H外的其它命令，勵(lì)磁調(diào)節(jié)器則將收到的功能碼邏輯或“80H”作為回送幀的功能碼，回送內(nèi)容為：地址碼＋功能碼＋錯(cuò)誤代碼（01H）＋CRC校驗(yàn)碼低字節(jié)＋CRC校驗(yàn)碼高字節(jié)。

4 上位機(jī)的軟件設(shè)計(jì)

上位PC機(jī)完成人機(jī)交互、與勵(lì)磁調(diào)節(jié)器內(nèi)的通信控制微機(jī)進(jìn)行通信等任務(wù)。其軟件用Delphi6．0設(shè)計(jì)，其中數(shù)據(jù)庫(kù)用Delphi6．0自帶的Paradox數(shù)據(jù)庫(kù)。人機(jī)交互功能主要有：對(duì)勵(lì)磁系統(tǒng)各重要參數(shù)（如勵(lì)磁電流、機(jī)端電壓、可控硅觸發(fā)角等）進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并可進(jìn)行圖形化顯示、報(bào)表打印、事件順序記錄、越限報(bào)警；向勵(lì)磁調(diào)節(jié)器發(fā)送增勵(lì)、減勵(lì)等各種控制命令；操作人員可進(jìn)行管理等。軟件的另一模塊為通信程序。利用Delphi設(shè)計(jì)串口通信程序一般有三種方法：一是利用Windows的通信API函數(shù)；二是利用第三方提供的通信用動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)；三是采用Microsoft或其它公司的通信OCX控件。本系統(tǒng)采用Microsoft公司的MSComm通信OCX控件來(lái)設(shè)計(jì)通信軟件。MSComm是VB中的OCX控件，使用前要將其添加到Delphi中，添加方法如下：選擇菜單“Component”下的子菜單“Import ActiveX Control”，在“Import ActiveX”頁(yè)內(nèi)選擇“Microsoft Comm Control”，點(diǎn)擊“Install”安裝。編程時(shí)應(yīng)注意其Input和Output屬性的數(shù)據(jù)類型為OleVariant，這與VB和VC不同。

    Modbus通信協(xié)議的軟件設(shè)計(jì)主要為CRC－16校驗(yàn)碼生成的實(shí)現(xiàn)方法。CRC－16校驗(yàn)碼生成編寫程序有兩種方法：一種為計(jì)算法；另一種為查表法。上位機(jī)采用計(jì)算法。下面為CRC－16的計(jì)算過(guò)程：

（1）設(shè)置CRC寄存器，并給其賦初值FFFF?HEX?。

（2）將全部數(shù)據(jù)的第一個(gè)8bit數(shù)據(jù)與16位CRC寄存器的低8位進(jìn)行異或，并把結(jié)果存入CRC寄存器。

（3）CRC寄存器整體向右移一位，MSB補(bǔ)零，移出并檢查L(zhǎng)SB。

（4）如果LSB為0，重復(fù)第三步；若LSB為1，CRC寄存器與多項(xiàng)式碼相異或。

（5）重復(fù)第（3）與第（4）步?直到8次移位全部完成。此時(shí)一個(gè)8bit數(shù)據(jù)處理完畢。

（6）重復(fù)第（2）至第（5）步?直到所有數(shù)據(jù)全部處理完畢。

（7）最終CRC寄存器的內(nèi)容即為CRC值。

Delphi6．0環(huán)境下CRC－16實(shí)現(xiàn)的函數(shù)如下：

function CRC16?CRC＿Data?array of Byte?DATA＿Len?integer?? word?

var

CRC16Lo?CRC16Hi?byte? ／／CRC 寄存器

SaveLo?SaveHi?byte? ／／CRC 中間寄存器

GLo?GHi?byte? ／／生成多項(xiàng)式

i?integer? ／／需校驗(yàn)數(shù)據(jù)的字節(jié)數(shù)

Flag?integer? ／／移位的次數(shù)（8次）

begin

CRC16Lo?＝byte?＄ff??

CRC16Hi?＝byte?＄ff?? ／／給CRC寄存器賦初值

＄ffff（HEX）

GLo?＝byte?＄01??

GHi?＝byte?＄a0?? ／／多項(xiàng)式碼＄a001（HEX）

for i?＝0 to DATA＿Len－1 do ／／各字節(jié)數(shù)據(jù)

begin

CRC16Lo?＝CRC16Lo xor CRC＿Data?i?? ／／各字節(jié)數(shù)據(jù)

與CRC寄存器進(jìn)行異或

for Flag?＝0 to 7 do

begin

SaveLo?＝CRC16Lo?

SaveHi?＝CRC16Hi?

CRC16Hi?＝CRC16Hi shr 1? ／／高字節(jié)右移一位

CRC16Lo?＝CRC16Lo shr 1? ／／低字節(jié)右移一位

if ?SaveHi and byte?＄01??＝byte?＄01? then

／／若高字節(jié)LSB為1，則低字節(jié)MSB置1

CRC16Lo?＝CRC16Lo or byte?＄80??

if ?SaveLo and byte?＄01??＝byte?＄01? then

／／若低字節(jié)LSB為1，則與多項(xiàng)式碼進(jìn)行異或

begin

CRC16Hi?＝CRC16Hi xor GHi?

CRC16Lo?＝CRC16Lo xor GLo?

end?

end?

end?

CRC16?＝CRC16Lo?256＋CRC16Hi? ／／CRC低字節(jié)在

前，高字節(jié)在后

篇5

關(guān)鍵詞：電力調(diào)度 電網(wǎng)監(jiān)控 無(wú)人值守 穩(wěn)定

一、引言

電力是重要的動(dòng)力和資源，是國(guó)家經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的基礎(chǔ)。電力系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定性和可靠性是保持電力供應(yīng)的保障。因此，電力系統(tǒng)包含了運(yùn)行和調(diào)度，而這兩個(gè)系統(tǒng)都是非常重要的系統(tǒng)，保障了電力的正常運(yùn)作。本論文在設(shè)計(jì)時(shí)針對(duì)當(dāng)前系統(tǒng)存在的運(yùn)用現(xiàn)狀和實(shí)際使用需求，并結(jié)合了作者所在的四川地區(qū)的實(shí)際情況后，設(shè)計(jì)了一套適用于電力系統(tǒng)的調(diào)度監(jiān)控系統(tǒng)。

二、電力調(diào)度系統(tǒng)設(shè)計(jì)的需求分析

伴隨著社會(huì)的快速發(fā)展與信息化的不斷發(fā)展，對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行擴(kuò)大已經(jīng)成為一個(gè)必然趨勢(shì)，這也就對(duì)電網(wǎng)的全面綜合管理提出了更高的要求，傳統(tǒng)的綜合管理模式已經(jīng)無(wú)法滿足時(shí)代的發(fā)展，因此國(guó)網(wǎng)公司應(yīng)當(dāng)依據(jù)實(shí)際發(fā)展情況對(duì)電網(wǎng)綜合管理進(jìn)行長(zhǎng)遠(yuǎn)計(jì)劃。在對(duì)電力調(diào)度監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì)前，首先應(yīng)當(dāng)對(duì)該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求進(jìn)行分析，基本確認(rèn)在該系統(tǒng)投入運(yùn)行之后需要擁有哪些功能，比如在進(jìn)行計(jì)劃時(shí)應(yīng)當(dāng)對(duì)網(wǎng)絡(luò)覆蓋程度進(jìn)行預(yù)設(shè)，防止出現(xiàn)信息孤島。

對(duì)于大型項(xiàng)目，用戶往往對(duì)現(xiàn)場(chǎng)控制單元的穩(wěn)定性要求較高，控制單元能夠相互獨(dú)立，功能上不依賴于上層設(shè)備，以增強(qiáng)整個(gè)系統(tǒng)的可靠性和可用性。同樣對(duì)于負(fù)責(zé)全系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)交換的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)需要能夠具備冗余能力，單點(diǎn)故障不影響全局應(yīng)用。最后則需要一個(gè)總控中心，負(fù)責(zé)對(duì)數(shù)據(jù)集中存儲(chǔ)，完成系統(tǒng)的集中操控功能。

三、電力調(diào)度監(jiān)控系統(tǒng)功能架構(gòu)設(shè)計(jì)

電網(wǎng)調(diào)度中心集控模式又稱調(diào)控一w化模式，即電網(wǎng)監(jiān)控與調(diào)度合一，調(diào)度中心調(diào)控人員除負(fù)責(zé)電網(wǎng)調(diào)度外，同時(shí)負(fù)責(zé)變電站設(shè)備監(jiān)控、遙控操作等工作。該方式下調(diào)度SCADA，EMS系統(tǒng)集電網(wǎng)運(yùn)行調(diào)度指揮與變電站設(shè)備操作控制為一體，通過(guò)設(shè)置若干席遙控操作工作站，專門用于設(shè)備運(yùn)行監(jiān)視和遙控操作，對(duì)無(wú)人值班變電站實(shí)施“四遙”。該模式在國(guó)外電網(wǎng)應(yīng)用較為普遍，國(guó)內(nèi)（廣州、深圳、無(wú)錫等電網(wǎng)）也有大量的實(shí)際應(yīng)用。該模式下，集控中心（集控站）即可以設(shè)置在調(diào)度中心大樓內(nèi)，也可以分別設(shè)置在若干座變電站內(nèi)。

電力調(diào)度監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集模塊主要設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)如圖1所示：

通過(guò)站級(jí)監(jiān)控工作站的彩色液晶顯示器和人機(jī)聯(lián)系工具顯示變電站各種信息畫(huà)面，顯示內(nèi)容主要包括全部設(shè)備的位置狀態(tài)、變位信息、保護(hù)設(shè)備動(dòng)作及復(fù)歸信息、直流系統(tǒng)及所用電系統(tǒng)的信息、各測(cè)量值的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，各種告警信息、計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的狀態(tài)信息。

系統(tǒng)集成過(guò)程中的關(guān)鍵技術(shù)是接口的設(shè)計(jì)，因?yàn)橄到y(tǒng)集成的實(shí)質(zhì)是讓不同產(chǎn)品、不同設(shè)備互連，讓不同網(wǎng)絡(luò)、不同系統(tǒng)互連。系統(tǒng)集成的技術(shù)關(guān)鍵不是對(duì)具體產(chǎn)品設(shè)備的研究開(kāi)發(fā)，而是解決產(chǎn)品、系統(tǒng)之間的接口問(wèn)題。因此要完成系統(tǒng)集成，不僅要對(duì)產(chǎn)品、技術(shù)或系統(tǒng)有全面深入的了解和分析，還應(yīng)設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)合適的接口。所有子系統(tǒng)采用共同的接口，使用相同或相近的開(kāi)發(fā)模塊。保證系統(tǒng)結(jié)構(gòu)清晰簡(jiǎn)單，各個(gè)部分容易配合，使系統(tǒng)具有良好的擴(kuò)展性。

四、電力調(diào)度監(jiān)控系統(tǒng)安全防護(hù)

電力調(diào)度監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)了不同的角色，電力調(diào)度監(jiān)控系統(tǒng)中的所有人員都是屬于其中的一種角色，固定的角色對(duì)應(yīng)固定的權(quán)限，電力調(diào)度監(jiān)控系統(tǒng)需要對(duì)一個(gè)人的權(quán)限進(jìn)行變更時(shí)，那么只需要變更這個(gè)人的角色就可以完成，當(dāng)企業(yè)的人員發(fā)生變動(dòng)時(shí)，比如增加了人員，或者刪除了相應(yīng)的工作人員，那么只需要為這個(gè)新加入的員工賦予相應(yīng)的用戶角色即可。不同級(jí)別的工作人員要配置不同的操作權(quán)限，同時(shí)對(duì)所有登錄電力調(diào)度監(jiān)控系統(tǒng)的用戶進(jìn)行雙因子驗(yàn)證，用戶不僅是需要輸入自己的用戶名和密碼，還要插入相應(yīng)的u盾，等待電力調(diào)度監(jiān)控系統(tǒng)驗(yàn)證成功后才能夠進(jìn)行登錄。

篇6

【關(guān)鍵詞】供配電設(shè)計(jì)；電力監(jiān)控系統(tǒng)；電力應(yīng)用

一、電力監(jiān)控系統(tǒng)

隨著社會(huì)生活對(duì)電力資源的需求量日益增大，多數(shù)資源轉(zhuǎn)化為電能加以利用，電已成為世界上最普遍、通用的能源形式。經(jīng)濟(jì)的高速運(yùn)行加劇了電負(fù)荷，電力系統(tǒng)的安全性受到一定程度的威脅。如何做好供配電的設(shè)計(jì)及運(yùn)用意義重大。在滿足社會(huì)用電需求，并保證用電安全的前提下，供配電設(shè)計(jì)中電力監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用對(duì)電力事業(yè)的發(fā)揮了重要作用。

（一）電力監(jiān)控系統(tǒng)的組成

電力監(jiān)控系統(tǒng)管理系統(tǒng)按照監(jiān)控功能來(lái)劃分，可以分為：現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控層、通信網(wǎng)絡(luò)層和系統(tǒng)管理層。

現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控層是以監(jiān)控中心為基礎(chǔ)。在實(shí)際工作中，現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控層就像是電力監(jiān)控設(shè)備的“觸角”，能依靠自身的監(jiān)控設(shè)備實(shí)現(xiàn)對(duì)所有配電設(shè)備的監(jiān)控，并將監(jiān)控信息通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)層傳輸給系統(tǒng)監(jiān)控層。

通信網(wǎng)絡(luò)層是以太網(wǎng)為基礎(chǔ)的通信網(wǎng)絡(luò)，是電力監(jiān)控系統(tǒng)當(dāng)中最為重要的傳輸工作層，它就像電力系統(tǒng)的脈絡(luò)，能將現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控層監(jiān)控到的信息傳輸給系統(tǒng)監(jiān)控層，再將系統(tǒng)監(jiān)控層的指令傳達(dá)給監(jiān)控層。其主要依靠以太網(wǎng)交換機(jī)、串口聯(lián)網(wǎng)服務(wù)器等設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控層與系統(tǒng)管理層的有效連接。

系統(tǒng)管理層由網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備、計(jì)算機(jī)組成，其作用相當(dāng)于人的“大腦”，能夠?qū)ΡO(jiān)控層監(jiān)控到的信息進(jìn)行分析與研究。通過(guò)對(duì)已設(shè)定的配電規(guī)則內(nèi)容的對(duì)比，確定配電系統(tǒng)行為是否正確，若發(fā)現(xiàn)行為有誤，還可以通過(guò)深入分析，提出解決方案，實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)配電系統(tǒng)的有效監(jiān)督。

（二）電力監(jiān)控系統(tǒng)的特點(diǎn)

1.先進(jìn)性

電力監(jiān)控系統(tǒng)的先進(jìn)性重點(diǎn)在于監(jiān)控畫(huà)面的高質(zhì)量，采用MPEG -4 壓縮算法的電力監(jiān)控系統(tǒng)本身具備較小的資源占有量，可以為信息運(yùn)行提供相對(duì)寬闊的范圍的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)，其利用人眼的視覺(jué)特性， 大量保持圖像視覺(jué)效果，也使壓縮后得數(shù)據(jù)量大為減少。直接利用MPEG -4 壓縮技術(shù)提供了清晰的視覺(jué)畫(huà)面，提高了對(duì)供配電的監(jiān)控效果。

2.靈活性

基于互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)而存在的電力監(jiān)控系統(tǒng)，其所依托的工具也是計(jì)算機(jī)軟件。計(jì)算機(jī)軟件的靈活性決定了電力監(jiān)控系統(tǒng)的靈活性。電力監(jiān)控系統(tǒng)既可靈活升級(jí)軟件，也自由設(shè)置參數(shù)；既可以無(wú)距離限制、及時(shí)傳輸圖像信息，還可以實(shí)現(xiàn)多人同時(shí)監(jiān)控多點(diǎn)監(jiān)控。

3.穩(wěn)定性

目前，電力監(jiān)控系統(tǒng)使用的是高頻信號(hào)優(yōu)化芯片，具備較高的穩(wěn)定優(yōu)勢(shì)，其能夠穩(wěn)定傳遞所有類型的監(jiān)控信息，并在傳遞過(guò)程中自動(dòng)屏蔽不相關(guān)的信號(hào)，避免其對(duì)信息數(shù)據(jù)造成干擾，構(gòu)建平穩(wěn)的監(jiān)控系統(tǒng)。

4.保密性

為實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)工作的保密性效果，獨(dú)有的IP使得工作人員只能夠在相對(duì)應(yīng)得電力系統(tǒng)IP 下，才能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)整個(gè)電力監(jiān)控系統(tǒng)的操作；換言之，即不同的使用者獲得的監(jiān)控信息不盡相同。這樣，通過(guò)對(duì)實(shí)用權(quán)限的設(shè)置，有效防止了監(jiān)控信息外泄，數(shù)據(jù)保密性好。

二、電力監(jiān)控系統(tǒng)在供配電設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

（一）采集和處理數(shù)據(jù)

采集和處理數(shù)據(jù)作為電力監(jiān)控系統(tǒng)工作的基礎(chǔ)與前提，其重要地位不言而喻。數(shù)據(jù)采集主要是通過(guò)使用儀表進(jìn)行數(shù)據(jù)采集的。底層多功能網(wǎng)絡(luò)儀表完成采集，數(shù)據(jù)通過(guò)儀表實(shí)時(shí)顯示，數(shù)據(jù)的反應(yīng)的是遠(yuǎn)程設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，需要完成數(shù)據(jù)采集的信號(hào)包括：三相電壓U、三相電流I 、電度W、功率P、頻率f、功率因數(shù)COSφ等。為了達(dá)到配電監(jiān)控的自動(dòng)化和智能化要求，需要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，主要是數(shù)據(jù)信息的分析、記錄和儲(chǔ)存。處理后的數(shù)據(jù)信息要存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫(kù)中，以方便用戶的查詢和輸出。

（二）實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互

電力監(jiān)控系統(tǒng)可以形成清晰度較高、質(zhì)量較好的界面，不僅能讓用戶清晰的了解界面內(nèi)容，還可以將閱讀語(yǔ)言設(shè)置成中文，方便用戶能夠快速進(jìn)行界面內(nèi)容的閱讀。與此同時(shí)，界面操作可以統(tǒng)一進(jìn)行，減少操作次數(shù)，保證操作質(zhì)量。網(wǎng)絡(luò)相連接的界面，能做到實(shí)時(shí)更新，為用戶提供不同類型的操作界面。操作界面能夠?qū)⑴潆娤到y(tǒng)的狀態(tài)有效的呈現(xiàn)出來(lái)，使客戶對(duì)電力信息數(shù)據(jù)有更為全面、細(xì)致的了解。例如：通過(guò)界面顯示，用戶可以直觀、清晰地掌握供配電實(shí)時(shí)運(yùn)行狀況、內(nèi)容、設(shè)備的運(yùn)行形式及方式等等。人機(jī)交互的實(shí)現(xiàn)，拉近了用戶與供配電的距離，從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)供配電更有效的監(jiān)控。

（三）協(xié)助供配電記錄事件發(fā)生

在電力系統(tǒng)中難免會(huì)出現(xiàn)工作故障，因此，在供配電設(shè)計(jì)中，電力監(jiān)控系統(tǒng)不僅要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)控，也要能實(shí)現(xiàn)對(duì)相關(guān)的事件的重點(diǎn)記錄，并做好順序存儲(chǔ)的工作。順序儲(chǔ)存是指當(dāng)遠(yuǎn)方站發(fā)生事故時(shí)，電力系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)記錄電力系統(tǒng)開(kāi)關(guān)或繼電保護(hù)動(dòng)作時(shí)的事件順序。實(shí)現(xiàn)供配電的順序存儲(chǔ)，只需要預(yù)留未知空間即可，不必設(shè)定空間大小。

（四）實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程查詢

在電力監(jiān)控系統(tǒng)中，運(yùn)用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)控制隔離開(kāi)關(guān)和斷路器以實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的遠(yuǎn)程控制的方法，操作簡(jiǎn)便，能為工作人員大大減少工作量。與此同時(shí)，工作人員可以對(duì)運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生的各種信息，利用遠(yuǎn)程的方式，形成查詢報(bào)表，方便用戶查詢利用。監(jiān)控系統(tǒng)也將發(fā)揮其信息采集與處理功能，可定期提供有效信息，滿足供配電信息需要。

三、結(jié)語(yǔ)

電力事業(yè)直接關(guān)系到我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，電力監(jiān)控系統(tǒng)的有效應(yīng)用，具有有力保證我國(guó)配電事業(yè)設(shè)計(jì)及運(yùn)行安全性的重大意義。無(wú)論是在數(shù)據(jù)采集與處理，還是事件記錄與遠(yuǎn)程操作，都是電力監(jiān)控系統(tǒng)中至關(guān)重要的環(huán)節(jié)。在電力監(jiān)控系統(tǒng)的工作支持下，所有配電工作都能夠被有效的監(jiān)督，全程保證著供配電系統(tǒng)的高效、安全與穩(wěn)定。著眼于電力未來(lái)發(fā)展，電力監(jiān)控系統(tǒng)的建立與發(fā)展，是實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)整體的健康、長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展的關(guān)鍵。

【參考文獻(xiàn)】

[1]胡媛媛；李樂(lè)樂(lè)；楊霞.煤礦供電網(wǎng)絡(luò)安全監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].山東煤炭科技，2015（04）：177-178.

[2]殷培峰；馬莉.基于供配電系統(tǒng)多級(jí)保護(hù)的組態(tài)仿真構(gòu)建[J].電氣自動(dòng)化，2015（02）：76-78.

篇7

【關(guān)鍵詞】電力調(diào)度；監(jiān)控信號(hào)事項(xiàng)分析；系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì) 

當(dāng)前，我國(guó)的科學(xué)技術(shù)發(fā)展水平有了非常顯著的提升，人們對(duì)電力的要求也呈現(xiàn)出了逐漸增多的趨勢(shì)，在這樣的情況下，電力系統(tǒng)也在逐漸的改進(jìn)和完善，電力調(diào)度系統(tǒng)非常廣泛的應(yīng)用在了電力運(yùn)行當(dāng)中，此外，電力調(diào)度架空信號(hào)事項(xiàng)分析系統(tǒng)作為一個(gè)非常關(guān)鍵的內(nèi)容，其設(shè)計(jì)也是人們十分關(guān)心和關(guān)注的一個(gè)問(wèn)題。 

1、關(guān)鍵技術(shù) 

1.1UML建模方法 

1）用例圖。在UML中，其所采用例圖主要是對(duì)系統(tǒng)的需求進(jìn)行分析，其需要根據(jù)系統(tǒng)的具體功能進(jìn)行建模處理，同時(shí)還要借助圖形的方式對(duì)系統(tǒng)和外部的很多動(dòng)作在圖形上進(jìn)行描述，這樣就能夠很好的表達(dá)出系統(tǒng)當(dāng)中不同子系統(tǒng)內(nèi)部的動(dòng)作過(guò)程，同時(shí)還要完成子系統(tǒng)和外部用戶的交換工作。2）交互圖。交互圖最為重要的作用格式就是對(duì)系統(tǒng)建模對(duì)象當(dāng)中相互關(guān)系進(jìn)行全面的建?；蛘呤敲枋鎏幚?，UML交互圖像主要有兩種，一個(gè)是UML合作圖，一個(gè)是UML順序圖。在UML當(dāng)中，交互圖在建模的時(shí)候比較重視的是上下級(jí)關(guān)系的應(yīng)用，假如在系統(tǒng)建模時(shí)建模人員相對(duì)比較關(guān)注系統(tǒng)對(duì)象交互的順序和系統(tǒng)交互時(shí)間上的關(guān)系，那么，建模人員所使用的模型就可以得到更為清晰和全面的表示。 

1.2面向?qū)ο箝_(kāi)發(fā)技術(shù) 

1）需求分析階段。在這一階段主要是在調(diào)研和分析的前提下對(duì)目標(biāo)系統(tǒng)業(yè)務(wù)的具體內(nèi)涵進(jìn)行調(diào)查，同時(shí)還要準(zhǔn)確的把握系統(tǒng)業(yè)務(wù)的具體流程。對(duì)用戶所面臨的具體問(wèn)題進(jìn)行全面的調(diào)查和分析，此外還要對(duì)目標(biāo)系統(tǒng)需要的管理業(yè)務(wù)，管理功能等多方面的需求予以全面的了解。2）系統(tǒng)設(shè)計(jì)階段。在系統(tǒng)設(shè)計(jì)階段，我們需要做好以下工作。按照系統(tǒng) 功能需求和非功能需求等多方面的信息進(jìn)行更加清晰和全面的設(shè)計(jì)，系統(tǒng)設(shè)計(jì)的過(guò)程主要有系統(tǒng)框架的設(shè)計(jì)和系統(tǒng)具體功能的設(shè)計(jì)等多個(gè)內(nèi)容，我們需要對(duì)系統(tǒng)不同功能模塊的功能點(diǎn)予以全面的分析和明確，在這一過(guò)程中需要一個(gè)面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)方法。這樣就可以確定所有的數(shù)據(jù)內(nèi)容，還有需要處理的對(duì)象。3）系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)階段。在這一階段需要做好以下幾個(gè)工作：按照系統(tǒng)設(shè)計(jì)階段設(shè)計(jì)處理的雛形對(duì)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)進(jìn)行細(xì)化，使得整個(gè)系統(tǒng)的各項(xiàng)性能指標(biāo)均可以滿足其基本的規(guī)范和要求。需要對(duì)操作系統(tǒng)、開(kāi)發(fā)語(yǔ)言等等加以確認(rèn)，同時(shí)還要根據(jù)設(shè)計(jì)的方案去確定系統(tǒng)多個(gè)對(duì)象，此外還要保證各個(gè)功能模塊都能在計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)其功能。4）系統(tǒng)測(cè)試階段。對(duì)上述各個(gè)系統(tǒng)功能模塊的性能進(jìn)行全面的測(cè)試，這樣就可以確定胸痛能否正常運(yùn)轉(zhuǎn)，其功能是否可以根據(jù)說(shuō)明書(shū)的要求正常運(yùn)行。5）系統(tǒng)配置階段：系統(tǒng)測(cè)試階段要將測(cè)試系統(tǒng)進(jìn)行全面的調(diào)試和處理，對(duì)實(shí)現(xiàn)的系統(tǒng)其最終的版本，同時(shí)還要在服務(wù)器上完成安裝和調(diào)試。6）系統(tǒng)維護(hù)階段：在這一階段當(dāng)中，收集系統(tǒng)的用戶在應(yīng)用了該系統(tǒng)之后，所產(chǎn)生的意見(jiàn)或者是建議都會(huì)直接反映出來(lái)，對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行全面的修正。按照系統(tǒng)業(yè)務(wù)自身的建設(shè)和發(fā)展，要完成系統(tǒng)新功能的開(kāi)發(fā)。 

2、系統(tǒng)設(shè)計(jì) 

2.1系統(tǒng)設(shè)計(jì)的原則 

1）可靠性。軟件系統(tǒng)的可靠性通常就是指評(píng)價(jià)軟件系統(tǒng)在特定的一段時(shí)間之內(nèi)是否能夠達(dá)到正常應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)軟件系統(tǒng)的規(guī)模不斷增大的時(shí)候，系統(tǒng)的復(fù)雜性也會(huì)在這一過(guò)程中明顯的提升，這個(gè)時(shí)候，系統(tǒng)的安全性也就非常難以保證本系統(tǒng)對(duì)其運(yùn)行的可靠性有著非常嚴(yán)格的要求，這也就說(shuō)明系統(tǒng)自身需要有避免故障的能力，此外，系統(tǒng)如果出現(xiàn)了故障之后，需要有較好的故障排除的能力，因此，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)的過(guò)程中，我們必須要保證系統(tǒng)自身的可靠性。2）可擴(kuò)展性。系統(tǒng)開(kāi)發(fā)出來(lái)后，需要再很長(zhǎng)的時(shí)間向用戶提供服務(wù)，隨著系統(tǒng)運(yùn)行的時(shí)間不斷的推移，系統(tǒng)用戶的需求可能會(huì)發(fā)生變化，用戶可能需要系統(tǒng)能夠提供新的功能模塊，或者是對(duì)現(xiàn)有的系統(tǒng)功能進(jìn)行升級(jí)等，所以，軟件系統(tǒng)必須是可以進(jìn)行可擴(kuò)展?？蓴U(kuò)展的軟件設(shè)計(jì)要為以后預(yù)留留有升級(jí)接口和升級(jí)空間。3）可修改性。在軟件設(shè)計(jì)的時(shí)候，我們必須要采取其恰當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)規(guī)則，對(duì)軟件開(kāi)展模塊化的設(shè)計(jì)，軟件結(jié)構(gòu)體現(xiàn)出軟件自身的靈活性，靈活性越高的軟件，其可修改性就越強(qiáng)。在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，采用了面向?qū)ο蠓治龊驮O(shè)計(jì)的方法與原則，單一職責(zé)原則和依賴倒置原則等。 

2.2系統(tǒng)結(jié)構(gòu)體系的設(shè)計(jì) 

本系統(tǒng)以WEB模式為基礎(chǔ)，由服務(wù)器和瀏覽器共同組成，通過(guò)數(shù)據(jù)層、服務(wù)器層和客戶層三個(gè)部分構(gòu)成三層體系架構(gòu)。由于只需將瀏覽器和操作系統(tǒng)安裝在客戶端，因而能夠極大簡(jiǎn)化客戶端的工作。所有數(shù)據(jù)庫(kù)、程序以及信息都可以集中在服務(wù)器中。 

在系統(tǒng)總包圖中，系統(tǒng)主要包括信號(hào)采集模塊、信號(hào)分析模塊、監(jiān)控調(diào)度模塊、決策支持模塊以及后臺(tái)管理模塊。如下圖所示。 

圖1 業(yè)務(wù)邏輯架構(gòu)圖 

在上圖當(dāng)中，系統(tǒng)主要是借助采集設(shè)備完成監(jiān)控信息的采集工作，之后是借助本地信道傳輸?shù)街髡?，也就是系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)中心當(dāng)中，系統(tǒng)對(duì)采集到的數(shù)據(jù)要進(jìn)行全面的分析和總結(jié)，而監(jiān)控信息的分析結(jié)果將直接傳送到系統(tǒng)調(diào)度模塊當(dāng)中，開(kāi)展系統(tǒng)調(diào)度工作。 

3、結(jié)語(yǔ) 

電力調(diào)度是電力系統(tǒng)建設(shè)過(guò)程中非常關(guān)鍵的一個(gè)內(nèi)容，電力調(diào)度監(jiān)控信號(hào)事項(xiàng)分析系統(tǒng)在設(shè)計(jì)的過(guò)程中 需要有很多因素的共同協(xié)作，同時(shí)其也是一個(gè)相對(duì)復(fù)雜的過(guò)程，本文簡(jiǎn)要的分析了系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)以及其在設(shè)計(jì)中的原則和框架體系的設(shè)計(jì)方法，希望能夠給相關(guān)人員提供借鑒。 

參考文獻(xiàn) 

篇8

遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

車載柴油發(fā)電機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)通過(guò)INTEILITE NT AMF25 科邁控制器信號(hào)采集模塊在本地采集柴油機(jī)組的各種信號(hào)，通過(guò)RS232串口與PLC進(jìn)行通信。PLC主要通過(guò)梯形圖語(yǔ)言來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)采集的狀態(tài)信號(hào)執(zhí)行邏輯、順序、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)及算術(shù)運(yùn)算，根據(jù)上位機(jī)的輸入信號(hào)產(chǎn)生相應(yīng)的輸出信號(hào)。同時(shí)PLC與組態(tài)顯示屏通信實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控。組態(tài)顯示屏在實(shí)時(shí)監(jiān)控發(fā)電機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)的同時(shí)還可以提供故障報(bào)警，以及機(jī)組運(yùn)行數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)存儲(chǔ)，以歷史曲線的方式便于查詢。系統(tǒng)控制原理如圖一所示。

系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

信號(hào)采集。發(fā)電機(jī)組信號(hào)的采集主要以AMF25信號(hào)采集模塊為核心，配以分布在柴油機(jī)、電機(jī)各個(gè)部位的電流、電壓互感器、頻率變送器、轉(zhuǎn)速計(jì)、溫度、壓力傳感器等采集來(lái)的電站工作狀態(tài)各個(gè)參數(shù)，參數(shù)經(jīng)過(guò)處理后進(jìn)入AMF模塊。AMF模塊對(duì)采集到的信號(hào)進(jìn)行處理并判斷是否有故障發(fā)生，無(wú)故障發(fā)生則循環(huán)執(zhí)行問(wèn)答程序?？刂破髂軐?shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)組的運(yùn)行狀態(tài)和故障情況進(jìn)行本地控制也可以通過(guò)RS232通訊接口PLC連接進(jìn)行各種控制邏輯寫入、參數(shù)設(shè)置及遠(yuǎn)程監(jiān)控。可完全設(shè)置的7個(gè)輔助輸入（用戶可自編程定義）和7個(gè)輔助輸出端，可用于啟動(dòng)、報(bào)警或停機(jī)等其他功能。

PLC邏輯控制。PLC可選擇維控可編程控制器，它主要將外部的輸入信號(hào)如按鍵、感應(yīng)器、開(kāi)關(guān)及脈波等的狀態(tài)讀取后，依據(jù)這些輸入信號(hào)的狀態(tài)或數(shù)值并根據(jù)內(nèi)部?jī)?chǔ)存預(yù)先編寫的程序，以微處理機(jī)執(zhí)行邏輯、順序、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)及算術(shù)運(yùn)算，產(chǎn)生相對(duì)應(yīng)的輸出信號(hào)如柴油發(fā)電機(jī)組的開(kāi)關(guān)、機(jī)組合閘分閘的操作。通過(guò)電腦或程序書(shū)寫器可輕易的編輯/修改程序及監(jiān)控裝置狀態(tài)，進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)程序的維護(hù)與試機(jī)調(diào)整。 PLC的梯形圖在形式上沿襲了傳統(tǒng)的繼電器電氣控制圖，是在原繼電器控制系統(tǒng)的繼電器梯形圖基礎(chǔ)上演變而來(lái)的一種圖形語(yǔ)言。設(shè)計(jì)中使用的元件如按鈕X、中間繼電器M、時(shí)間繼電器T、計(jì)數(shù)器C、觸點(diǎn)等，都和實(shí)際的電氣元件的特性相似。

組態(tài)監(jiān)控程序的實(shí)現(xiàn)。車載柴油發(fā)電機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)主要選擇“MCGS嵌入版組態(tài)軟件”。該軟件是基于RTOS （real-timemulti-tasks operating system）實(shí)時(shí)多任務(wù)系統(tǒng)的組態(tài)軟件，用戶只需要通過(guò)簡(jiǎn)單的模塊化組態(tài)就可構(gòu)造自己的應(yīng)用系統(tǒng)，從而把用戶從繁瑣的編程中解脫出來(lái)，使用起來(lái)更加得心應(yīng)手。在車載柴油發(fā)電機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)中為了便于維護(hù)，防止錯(cuò)誤操作帶來(lái)的隱患，設(shè)計(jì)了用戶權(quán)限的管理、重要操作的提示等。其次為了便于查詢柴油機(jī)組歷史運(yùn)行狀態(tài)，設(shè)計(jì)了歷史運(yùn)行曲線查詢功能。在程序的框架上，主控窗口構(gòu)造了應(yīng)用系統(tǒng)的主框架，設(shè)備窗口是MCGS嵌入版系統(tǒng)與外部設(shè)備聯(lián)系的媒介，用戶窗口實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)和流程的“可視化”。實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)是MCGS嵌入版系統(tǒng)的核心，運(yùn)行策略是對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行流程實(shí)現(xiàn)有效控制的手段。

系統(tǒng)運(yùn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的處理。遠(yuǎn)程監(jiān)控主要是對(duì)柴油發(fā)電機(jī)在運(yùn)行中的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的監(jiān)控，在實(shí)現(xiàn)這一功能時(shí)主要使用一個(gè)PID算法。首先在循環(huán)策略塊中創(chuàng)建一個(gè)策略行，在策略行的條件部分可以控制該算法是否啟動(dòng)，設(shè)置循環(huán)策略的定時(shí)時(shí)間，在策略行的功能部分放置腳本程序構(gòu)件。在實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)中定義如下數(shù)據(jù)對(duì)象：

在設(shè)備窗口中加入相應(yīng)的設(shè)備構(gòu)件，指定ADdat0數(shù)據(jù)對(duì)象和設(shè)備的模擬量輸入通道建立連接，指定DAdat0數(shù)據(jù)對(duì)象和設(shè)備的模擬量輸出通道建立連接。在策略行的程序構(gòu)件中編制如下所示的程序：

監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，每隔一秒鐘，執(zhí)行一次上面的程序，從而進(jìn)行一次PID調(diào)節(jié)。在程序中，由設(shè)定值和采集進(jìn)來(lái)的實(shí)際值計(jì)算輸出值。而采集和輸出的操作，由系統(tǒng)指揮設(shè)備構(gòu)件來(lái)完成，這樣就實(shí)現(xiàn)了對(duì)機(jī)組數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)控。

遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行實(shí)況。通過(guò)邏輯控制程序編寫、界面設(shè)計(jì)、硬件連接完成后聯(lián)機(jī)測(cè)試，系統(tǒng)可以成功地完成對(duì)柴油發(fā)電機(jī)組的實(shí)時(shí)監(jiān)控。

為了便于監(jiān)控，在主監(jiān)控界面下還設(shè)計(jì)一個(gè)用于顯示機(jī)組運(yùn)行數(shù)據(jù)的歷史曲線界面，系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù)通過(guò)該界面以曲線的方式顯示。

結(jié)語(yǔ)

實(shí)踐證明，采用可編程控制器來(lái)取代目前很多繼電器等硬件控制電路是可行的，而且具有明顯的優(yōu)越性。相比使用工控機(jī)的監(jiān)控，使用組態(tài)觸摸屏監(jiān)控可以更加直觀，操作更方便，也更易于維護(hù)。本系統(tǒng)只是對(duì)柴油發(fā)電機(jī)組進(jìn)行監(jiān)控，實(shí)際上對(duì)于廣播發(fā)射機(jī)在具備原有通訊協(xié)議和編程協(xié)議情況下也是可以實(shí)現(xiàn)監(jiān)控的，故具有廣泛應(yīng)用前景。

（作者單位：海峽之聲廣播電臺(tái)）

參考文獻(xiàn)：

① 福州富昌維控電子科技有限公司：《WECON HMI PLC 可編程程控制器操作手冊(cè)》

篇9

【關(guān)鍵詞】電力隧道 巡檢 管控

中圖分類號(hào)：TN929.5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-1010（2014）-22-0077-05

Design and Implementation of Inspection Control System

for Electric Power Tunnel

YAO Hao， JIANG Dong-na

（Guangzhou Electric Power Design Institute， Guangzhou 510610， China）

[Abstract]Considering the demands on inspector management & control of electric power tunnel， a tunnel inspection control system is proposed in this paper. The system positions and inspects users through wireless network technology. Android smart phone is adopted as handheld terminal which is redeveloped based on HUAWEI Espace. MySQL database is used as monitoring terminal which can implement image upload， tunnel real-time monitoring， sign in and sign out， real-time communications， track playback， fault classification and personnel management， etc.

[Key words]electric power tunnel inspection management control

隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)和城市建設(shè)的飛速發(fā)展，城市用電負(fù)荷急劇上升，但在城市密集供電區(qū)域無(wú)法采用傳統(tǒng)的架空線供電方式。為了更有效地利用管廊資源，越來(lái)越多的城市輸電線路采用電力隧道的形式敷設(shè)高壓電纜。電力隧道建設(shè)在地下5～20m的范圍內(nèi)，且根據(jù)施工方法、管線資源的不同，同一隧道的深度、截面均有所不同。因此，在一般條件下，電信運(yùn)營(yíng)商的無(wú)線信號(hào)無(wú)法穿透土層進(jìn)入隧道，而且由于截面不均、走向復(fù)雜，一般的對(duì)講機(jī)等設(shè)備使用也受到諸多限制。

由于隧道的巡檢人員在隧道中常常處于與外界隔絕的狀態(tài)，無(wú)法及時(shí)獲取外部信息，也不能及時(shí)回傳自己在隧道內(nèi)的工作發(fā)現(xiàn)。而且一旦發(fā)生緊急情況，也無(wú)法及時(shí)通知外界獲取救援。為了使隧道維護(hù)工作更加便捷高效，對(duì)于巡檢人員的管理更加規(guī)范化，有必要開(kāi)發(fā)一套巡檢管理系統(tǒng)用于隧道的日常維護(hù)工作。

1 背景概述

現(xiàn)有的電力電纜通道綜合監(jiān)控系統(tǒng)主要針對(duì)隧道內(nèi)的設(shè)備設(shè)施、火災(zāi)報(bào)警、安保系統(tǒng)、環(huán)境檢測(cè)等系統(tǒng)進(jìn)行綜合的可視化監(jiān)控管理，同時(shí)為電力電纜溫度、電網(wǎng)狀態(tài)信息和其余附屬設(shè)備預(yù)留相關(guān)接口接入[1]，而這些監(jiān)控系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)通道主要采用EPON（Ethernet Passive Optical Network，以太網(wǎng)無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)）組網(wǎng)方式或工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)組網(wǎng)[2]。從這個(gè)意義上來(lái)說(shuō)，現(xiàn)有的監(jiān)控都是后端監(jiān)控模式，并沒(méi)有針對(duì)巡檢人員深入隧道后的監(jiān)控方法。

從現(xiàn)有的電力隧道通信方式而言，主要可采用集群通信;或采用泄漏電纜，引入運(yùn)營(yíng)商進(jìn)行信號(hào)覆蓋;或采用有線方式，組成應(yīng)急通信系統(tǒng)。集群通信由網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施和移動(dòng)臺(tái)組成，可進(jìn)行隧道內(nèi)與調(diào)度臺(tái)的語(yǔ)音對(duì)講，但帶寬小，主流的TETRA數(shù)字集群?jiǎn)屋d頻4時(shí)隙最高可支持28.8kbps[3];泄漏電纜造價(jià)比較昂貴且工程施工量大，后期維護(hù)較難[4];而采用有線方式組成的應(yīng)急通信系統(tǒng)則為固定點(diǎn)使用，不能移動(dòng)。

2 業(yè)務(wù)需求分析

2.1 現(xiàn)狀調(diào)查

截至2013年5月，廣州地區(qū)已建成投產(chǎn)的電纜隧道工程主要有泮塘電力隧道、珠江新城電纜隧道麒麟電力隧道等工程，規(guī)模約19.8km。2020年廣州市中心城區(qū)電力地下廊道建設(shè)項(xiàng)目總長(zhǎng)為93.61km，遠(yuǎn)期整個(gè)電纜隧道網(wǎng)總長(zhǎng)296km，其中新建主干隧道長(zhǎng)度約為178km。而到目前為止，并未形成統(tǒng)一的電力隧道內(nèi)通信建設(shè)方案。

目前主要的方法是采用有線通信的方式，使用隧道工作井處的交換機(jī)，放置IP電話。但隨著隧道規(guī)模越來(lái)越大，這種固定點(diǎn)通信的方式無(wú)法適應(yīng)巡檢維護(hù)的需要。

2.2 業(yè)務(wù)分析

隧道巡檢人員進(jìn)入隧道進(jìn)行巡維工作，主要目的是在于對(duì)電纜本體、附屬設(shè)施及風(fēng)水電等監(jiān)控器材進(jìn)行巡視和維護(hù)，并對(duì)發(fā)現(xiàn)的故障及時(shí)上報(bào)和處置。因此，其一般的業(yè)務(wù)需要如下：

（1）音視頻通話：提供基于內(nèi)網(wǎng)的音視頻通訊功能，同時(shí)實(shí)現(xiàn)能與外部公網(wǎng)進(jìn)行語(yǔ)音呼叫。

（2）故障記錄上傳：拍攝故障點(diǎn)并進(jìn)行問(wèn)題描述，且將圖片和說(shuō)明文字上傳至管理中心。

（3）消息接收：接收管理中心發(fā)送的文字指令、處置方案等。

（4）定位功能：將巡檢人員在隧道中的位置信息上傳監(jiān)控服務(wù)端。

3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

3.1 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖如圖1所示。

本系統(tǒng)終端通過(guò)Wi-Fi連接無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，登陸后實(shí)時(shí)將數(shù)據(jù)上傳到管理監(jiān)控服務(wù)器中進(jìn)行處理，管理監(jiān)控服務(wù)器再根據(jù)協(xié)議判斷是通知管理監(jiān)控端或是入庫(kù)，從而對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器或管理監(jiān)控端進(jìn)行相應(yīng)操作，管理監(jiān)控端直接訪問(wèn)管理監(jiān)控服務(wù)器來(lái)監(jiān)視終端情況;整個(gè)系統(tǒng)部署于同一局域網(wǎng)內(nèi)。

音視頻通話功能利用IP-PBX（IP Private Branch eXchange，IP用戶級(jí)交換機(jī)）系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)。

3.2 隧道內(nèi)的無(wú)線覆蓋方案

隧道內(nèi)采用Wi-Fi覆蓋方式。而根據(jù)隧道的實(shí)際情況、巡檢需求等，可以將覆蓋方式分為胖AP（非集中控制型AP）和瘦AP（集中控制型AP）布置。這2種方式區(qū)別如下[5]：

（1）胖AP（非集中控制型AP）：具備一定的認(rèn)證、被網(wǎng)管等功能的AP，不需要無(wú)線控制器即可接入網(wǎng)絡(luò)。其優(yōu)點(diǎn)是組網(wǎng)部署簡(jiǎn)單快速，造價(jià)較低;缺點(diǎn)是不能集中管理，不支持無(wú)縫漫游。

（2）瘦AP（集中控制型AP）：僅提供Wi-Fi無(wú)線接入、無(wú)其它任何功能的AP。其優(yōu)點(diǎn)是能集中管理，支持無(wú)縫漫游;缺點(diǎn)是需配合AC（Access Controller，無(wú)線控制器）接入網(wǎng)絡(luò)，適用于用戶規(guī)模大、AP配置多、需大規(guī)模連續(xù)覆蓋、有漫游切換需求的場(chǎng)所，造價(jià)較高。

3.3 軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

本軟件系統(tǒng)分為語(yǔ)音通訊模塊、管理監(jiān)控模塊和終端3部分，如圖2所示：

圖2 軟件系統(tǒng)圖

具體描述如下：

語(yǔ)音通訊模塊：實(shí)現(xiàn)與內(nèi)網(wǎng)的音視頻通訊、與外網(wǎng)的語(yǔ)音通訊功能;

管理監(jiān)控模塊：主要實(shí)現(xiàn)終端數(shù)據(jù)的接收、存儲(chǔ)、定位監(jiān)控、消息推送等功能;

終端：實(shí)現(xiàn)位置上傳、語(yǔ)音通訊、照片上傳、消息查看功能。

（1）電力隧道巡檢管控系統(tǒng)軟件開(kāi)發(fā)

本系統(tǒng)界面主要包含移動(dòng)終端和監(jiān)控端2部分。具體描述如下：

移動(dòng)終端

移動(dòng)終端登錄后，其主界面如圖3所示。

登錄采用簡(jiǎn)單的賬戶輸入框、密碼輸入框加驗(yàn)證碼輸入框組合進(jìn)行登錄;登錄后在簽到/簽退處，進(jìn)入主功能界面的二維碼掃描操作界面，完成巡檢登入/登出記錄。

“我的位置”可供巡檢人員了解自己所處與地面的相對(duì)位置;“拍照上傳”功能主要用于拍攝隧道情況并進(jìn)行分類、文字描述等上傳至監(jiān)控終端;“設(shè)置”功能用于進(jìn)行客戶端的一般性配置。

監(jiān)控端

監(jiān)控端以Web形式展示，登錄后其布局如圖4所示。

監(jiān)控端主要包括人員管理、故障分類、隧道地圖、歷史軌跡、巡檢記錄和隧道圖片等功能。

監(jiān)控端可查看人員的實(shí)時(shí)位置，也可以查看人員過(guò)往某一時(shí)間段在隧道內(nèi)的活動(dòng)軌跡回放;監(jiān)控端可接收巡檢人員發(fā)回的隧道情況實(shí)時(shí)記錄，也可以查看某一時(shí)間段的故障或故障分類，并作出統(tǒng)計(jì);監(jiān)控端可與巡檢人員進(jìn)行音視頻通話，或者直接發(fā)送文字化的工作指令至巡檢人員的手持終端。

（2）數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

數(shù)據(jù)及時(shí)備份功能是在系統(tǒng)出現(xiàn)故障后可以及時(shí)恢復(fù)，把因系統(tǒng)故障造成的損失降到最小?？刹捎秒p機(jī)熱備份，一臺(tái)機(jī)器出現(xiàn)故障可自動(dòng)切換到備份機(jī)器上，不影響系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

數(shù)據(jù)表主要包括如下信息：

用戶信息表：存儲(chǔ)用戶基本信息，包括賬號(hào)、密碼、姓名、手機(jī)號(hào)碼等;

用戶分組表：存儲(chǔ)用戶分組信息;

操作描述表：用于定義操作的標(biāo)示、說(shuō)明及參數(shù)等;

用戶日志表：記錄用戶所做的所有操作;

用戶日志備份：為提高性能會(huì)定時(shí)將用戶日志表中數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)存于此。

4 測(cè)試結(jié)果

本項(xiàng)目在廣州電網(wǎng)珠江新城隧道中搭建了試驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行實(shí)地測(cè)試。該隧道長(zhǎng)約1.2km，截面直徑約為2.3m*2.3m，測(cè)試相關(guān)情況如表1所示：

表1 測(cè)試情況

測(cè)試要素 說(shuō)明

部署AP數(shù)量 24臺(tái)室外型AP

AP發(fā)射功率 500mW（2.4G Wi-Fi）

AP天線類型 全向天線

終端數(shù)量 4臺(tái)

終端型號(hào) 華為P6、三星S4、索尼Z1、

三星N5100（平板電腦）

測(cè)得終端平均接入網(wǎng)絡(luò)時(shí)間 2.2s

測(cè)得終端平均定位時(shí)間 3.4s

其他主要功能測(cè)試如下：

（1）圖片回傳及分類

圖片回傳監(jiān)控終端界面如圖5所示。

（2）語(yǔ)音通話

可實(shí)現(xiàn)手持終端與監(jiān)控終端、手持終端之間的音視頻通話。由于設(shè)備受限，手持終端與公網(wǎng)用戶通話未測(cè)試。

（3）消息傳遞

可實(shí)現(xiàn)手持終端與監(jiān)控終端、手持終端之間的文字消息傳遞。

（4）軌跡回放

可以選擇特定時(shí)間段、監(jiān)控人進(jìn)行軌跡回放?；胤挪捎么螯c(diǎn)方式記錄，間隔時(shí)間可自行設(shè)置調(diào)整。

5 結(jié)語(yǔ)

本文所提出的電力隧道管控系統(tǒng)主要針對(duì)巡檢人員在隧道內(nèi)的活動(dòng)進(jìn)行管理，有利于發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并及時(shí)處理，可提升隧道運(yùn)維的安全性和高效性。但該系統(tǒng)還有部分功能需進(jìn)一步完善，如隧道地圖導(dǎo)入、歷史軌跡回放等，以期達(dá)到運(yùn)行部門精細(xì)化管控的要求。

參考文獻(xiàn)：

[1] 胡松軍，朱琦鋒，秦歡. 電力電纜隧道綜合監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用[J]. 特種結(jié)構(gòu)， 2009，26（6）： 104-106.

[2] 劉穎，賀紹鵬，郭小凱. 電力隧道視頻及環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)方案之比較[J]. 機(jī)電信息， 2013（9）： 153-154.

[3] 郭強(qiáng). TETRA數(shù)字集群數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備的工業(yè)應(yīng)用[J]. 移動(dòng)通信， 2011（6）： 59-62.

篇10

關(guān)鍵詞 社會(huì)治安；視頻監(jiān)控；廣電；光纖；EPON系統(tǒng)

中圖分類號(hào)TP39 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A 文章編號(hào) 1674-6708（2011）48-0199-01

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)日益發(fā)展，社會(huì)治安已經(jīng)成為廣大人民群眾最關(guān)注的話題。為了保護(hù)人民群眾生命財(cái)產(chǎn)安全，構(gòu)建一個(gè)良好的社會(huì)環(huán)境，城市治安視頻監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。

某某市公安局通過(guò)與該市廣電公司合作，利用其光纖資源，形成一套以光纖網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)的城市治安視頻監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。

視頻監(jiān)控系統(tǒng)是由攝像、傳輸、控制、顯示、記錄登記5大部分組成。攝像機(jī)通過(guò)同軸視頻電纜將視頻圖像傳輸?shù)娇刂浦鳈C(jī)，控制主機(jī)再將視頻信號(hào)分配到各監(jiān)視器及錄像設(shè)備，同時(shí)可將需要傳輸?shù)恼Z(yǔ)音信號(hào)同步錄入到錄像機(jī)內(nèi)。 通過(guò)控制主機(jī)，操作人員可發(fā)出指令，對(duì)云臺(tái)的上、下、左、右的動(dòng)作進(jìn)行控制及對(duì)鏡頭進(jìn)行調(diào)焦變倍的操作，并可通過(guò)控制主機(jī)實(shí)現(xiàn)在多路攝像機(jī)及云臺(tái)之間的切換。利用特殊的錄像處理模式，可對(duì)圖像進(jìn)行錄入、回放、處理等操作，使錄像效果達(dá)到最佳。視頻監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)展至今，經(jīng)歷了三代技術(shù)更新：第一代模擬視頻監(jiān)控系統(tǒng)（CCTV）；第二代基于“PC+多媒體卡”數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)（DVR）；第三代完全基于IP網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)（IPVS）。城市治安視頻監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)需要覆蓋整個(gè)城區(qū)及城鄉(xiāng)結(jié)合地區(qū)，前兩代的傳輸技術(shù)已無(wú)法滿足如此大范圍的網(wǎng)絡(luò)傳輸需求。必須采用一種距離遠(yuǎn)、高帶寬、易于管理的傳輸方式，采用EPON技術(shù)組網(wǎng)能夠滿足以上要求。

EPON（以太無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)）技術(shù)是一種新型的光纖接入網(wǎng)技術(shù)，它采用單點(diǎn)到多點(diǎn)結(jié)構(gòu)、無(wú)源光纖傳輸，在以太網(wǎng)之上提供多種業(yè)務(wù)。它在物理層采用了PON技術(shù)，在鏈路層使用以太網(wǎng)協(xié)議，利用PON的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了以太網(wǎng)的接入。因此，它綜合了PON技術(shù)和以太網(wǎng)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)：低成本，高帶寬，擴(kuò)展性強(qiáng)，應(yīng)用靈活，高兼容性，易于管理等等。在該市的監(jiān)控系統(tǒng)中，EPON系統(tǒng)承載信號(hào)傳輸?shù)娜蝿?wù)，成為傳輸視頻、音頻、控制信號(hào)的“高速公路”。

下面簡(jiǎn)單分析一下EPON系統(tǒng)的原理：EPON網(wǎng)絡(luò)的局端核心設(shè)備OLT發(fā)出的以太數(shù)據(jù)包經(jīng)過(guò)1個(gè)1：n的無(wú)源光分路器或若干級(jí)分路器傳送到每一個(gè)ONU，n的典型取值在4~64之間（由可用光功率預(yù)算所限制），其發(fā)送的廣播式數(shù)據(jù)包供各ONU設(shè)備有選擇的提取，這是該系統(tǒng)下行信號(hào)的傳輸原理；EPON在上行方向上的行為特點(diǎn)與點(diǎn)到點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)相同。但是，不同于一個(gè)真正的點(diǎn)到點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)，在每一臺(tái)OLT設(shè)備覆蓋下的所有ONU都屬于同一個(gè)沖突域――來(lái)自不同的ONU的數(shù)據(jù)包如果同時(shí)傳輸依然可能會(huì)沖突。因此在上行方向，EPON需要采用某種仲裁機(jī)制來(lái)避免數(shù)據(jù)沖突，這種仲裁機(jī)制就是時(shí)分復(fù)用（TDMA）。由于系統(tǒng)中上、下行數(shù)據(jù)的物理通道都會(huì)在單根光纖上進(jìn)行傳輸，為避免其數(shù)據(jù)沖突從而采用了單纖波分復(fù)用技術(shù)（WDM 下行1490nm，上行1310nm）。

通過(guò)了解以上EPON系統(tǒng)的工作原理，就可以根據(jù)其特性對(duì)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行總體規(guī)劃了。社會(huì)治安視頻監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)整體上采取各前端監(jiān)控點(diǎn)采集的圖像、聲音、報(bào)警信號(hào)等信息經(jīng)廣電提供的專用傳輸網(wǎng)絡(luò)（EPON網(wǎng)絡(luò)）傳入系統(tǒng)監(jiān)控控制中心平臺(tái)，派出所監(jiān)控室、各分局監(jiān)控中心也通過(guò)EPON網(wǎng)絡(luò)連接到系統(tǒng)監(jiān)控控制中心平臺(tái)，按授權(quán)取得圖像信息，構(gòu)成全市資源共享的三級(jí)視頻監(jiān)控系統(tǒng)體系。系統(tǒng)采用監(jiān)控控制中心記錄區(qū)域集中式、全市分布式的存儲(chǔ)策略。我們需要對(duì)各派出所監(jiān)控區(qū)域進(jìn)行大片區(qū)劃分。由于是利用廣電光纜資源，故可按廣電各分前端覆蓋區(qū)域來(lái)劃分各個(gè)片區(qū)，規(guī)劃好哪些派出所轄區(qū)由哪一個(gè)分前端信號(hào)覆蓋。綜合每個(gè)分前端所覆蓋監(jiān)控點(diǎn)數(shù)量即可得出需建設(shè)ONU終端數(shù)量，以便于在各分前端機(jī)房根據(jù)需求設(shè)置不同數(shù)量的OLT設(shè)備；分配網(wǎng)的設(shè)計(jì)則需先確定各監(jiān)控點(diǎn)具置，規(guī)劃合理的光纖路由，確定光分路器的分光路數(shù)和具體安裝位置。計(jì)算好到每個(gè)ONU光節(jié)點(diǎn)的光功率能否達(dá)到設(shè)備指標(biāo)要求。需要注意的是不同型號(hào)EPON設(shè)備的最大覆蓋ONU數(shù)量和最大傳輸距離有一定差異，比如有的OLT設(shè)備最多能覆蓋32個(gè)ONU設(shè)備，有的則是64個(gè)；有的OLT設(shè)備傳輸距離最大為10Km有的則為20km。這些需根據(jù)具體需求來(lái)進(jìn)行定制。光纜方面：考慮到將來(lái)監(jiān)控點(diǎn)可能會(huì)有增加，為網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)容預(yù)留好光纖資源是很有必要的，因此光分路器到每個(gè)ONU節(jié)點(diǎn)至少預(yù)留1芯備用纖芯，而OLT連接至光分路器的路徑則至少預(yù)留2芯備用纖芯。

通過(guò)以上規(guī)劃和建設(shè)，廣電EPON網(wǎng)絡(luò)的傳輸平臺(tái)基本搭建成形。當(dāng)然整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)還要根據(jù)功能需求增加各種設(shè)備和功能模塊，例如根據(jù)監(jiān)控錄像存儲(chǔ)時(shí)間要求加入一定容量的磁盤陣列，各前端數(shù)據(jù)共享及分布式存儲(chǔ)需增設(shè)以太網(wǎng)交換機(jī)，音視頻及控制信號(hào)的編解碼器，網(wǎng)管及流媒體服務(wù)器，甚至還可以擴(kuò)展至無(wú)線網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)車載移動(dòng)監(jiān)控前端。由于EPON網(wǎng)絡(luò)建立起一個(gè)開(kāi)放且統(tǒng)一的以太網(wǎng)平臺(tái)，網(wǎng)絡(luò)中的各種設(shè)備都可以通過(guò)IEEE 802.3協(xié)議接口接入該網(wǎng)絡(luò)，且每個(gè)設(shè)備分別設(shè)置獨(dú)立的IP地質(zhì)對(duì)其進(jìn)行管理。這使得各種功能設(shè)備的介入顯得非常簡(jiǎn)單――只要符合IEEE 802.3協(xié)議的設(shè)備都可以直接接入該網(wǎng)絡(luò)。

社會(huì)治安視頻監(jiān)控系統(tǒng)與廣電光纖雙向網(wǎng)絡(luò)的結(jié)合是一種新穎的模式。公安系統(tǒng)利用廣電網(wǎng)絡(luò)覆蓋面廣，光纖資源豐富的優(yōu)勢(shì)，將視頻監(jiān)控推向城市的每個(gè)角落，甚至邊遠(yuǎn)地區(qū)。使得社會(huì)的安定團(tuán)結(jié)、人民群眾的安居樂(lè)業(yè)都更有保障；廣電EPON網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)開(kāi)放式平臺(tái)，除了用于視頻監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，還可用于更多領(lǐng)域。此次廣電與公安系統(tǒng)的合作為廣電系統(tǒng)區(qū)域化運(yùn)營(yíng)開(kāi)辟了全新的思路。

參考文獻(xiàn)

[1]唐建軍.EPON技術(shù)及組網(wǎng)應(yīng)用研究[J].中興通訊技術(shù)，2008，14(4).