图像监控系统（共12篇）
图像监控系统 篇1
摘要：随着电网的飞速发展和科技的日新月异,远程图像监控技术在电力系统也有了广泛的应用。在当前供电系统变电站无人化、集控化的大背景下,本文重点实现了集控站建设和远程图像监控系统相结合的系统,并从该系统的设计原理、设计原则、系统结构和实施效果几个方面作了相应的阐述,对于供电系统集控站建设具有一定的借鉴意义。
关键词：无人值守,图像监控,集控站
电力是国民经济的命脉,是一切经济活动的支柱,但随着国民经济的发展和人民生活水平的提高,电网发展也日新月异,变电站点越来越多,分布也越来越广,相反的是变电运行人员数量增长缓慢,随着时间的延长,矛盾日趋加剧。为此,为实现电网管理的现代化,保证供电系统的安全运行,变电站无人值守被广泛推崇,而集控站建设正是在此背景下应运而生。
集控站的建成,实现了远方变电站的无人化和对其“遥控、遥调、遥测、遥信”的“四遥”功能,但要实现变电站全面的自动化管理,如对变电站现场环境的实时监视,防盗、防火和报警等功能,目前常规的自动化系统还达不到要求。而通过远程图像监控系统不仅可以远程监控设备的运行情况,还能实时获得来自监控现场的报警信息,对可能或已经发生的异常现象及时处理并保存现场的图像资料,从而实现一个重要功能——遥视。
1 许昌供电系统现状及需求
许昌供电公司负责许昌地区5县2区的日常生产和生活供电,自2004年以来,电网较之从前有了大幅度的发展,新增1座500kV、2座220kV和3座110kV变电站,目前辖区拥有500kV变电站1座,220kV变电站5座,110kV变电站19座,供电负荷日趋增多。
随着变电站点的日益增多,生产运行人员的数量呈现日趋不足的趋势,为了实现集中管理,110kV变电站先后全部实现了无人值守,并先后组建了220kV薛坡集控站和220kV付庄集控站,已基本实现了220kV变电站对辖区110kV变电站的集中管理模式和对其的“四遥”即:遥测、遥信、遥调、遥控功能,为电力安全生产提供有效的辅助作用。
但随着变电站改造的进一步深入,“四遥”功能已渐渐跟不上现代化变电站的要求。而在“四遥”的基础上如何增加“遥视”功能、实现对110kV变电站的远程图像集中监控、使领导和集控站值班人员在计算机上实时监控远程变电站设备的运行情况、操作的执行情况、处理突发事件情况以及如何由220kV集控站对110kV变电站的“四遥”转变为“五遥”,使变电站真正实现无人值守和电力系统的现代化管理,在变电站远程集中监控的同时又具备实时监控设备运行状态、预期故障发现、迅速排除故障、记录和处理相关数据等功能?这些难题又成为许昌供电系统集控站建设的需求。
2 图像监控系统设计原理及原则
图像监控系统主要是运用多媒体数字压缩和复用技术,通过摄像机扫描现场图像,利用光电信号转换技术,使图像视频信号转换为数字信号,通过点对点和多点对一点的网络拓扑方式,以现有的光纤信道为传输介质,将远方图像传送到主控制中心以及局监控终端。
3 图像监控系统设计
运程图像监控系统一般由前端系统、传输系统、后端系统三大部分组成。
前端系统:主要完成监控现场音视频信号的采集、数字化、压缩编码、接入红外、烟感等各种开关量报警,接入温湿度等各种模拟量报警,提供警铃、射灯、摄像机云镜控制接口。
传输系统:主要完成多媒体、控制、报警等数据的网络传输。
后端系统:主要完成流媒体数据的解码、存储以及控制、报警、管理等功能,系统应用软件主要体现在后端系统中。(图像监控系统组成图如图1所示)。
由于子站站点多,工程量大,系统建设实行“先子站、后主站、同步联调”的建设原则。两个集控站建设,子站数量多(10个变电站)、范围广、施工量大难度高,因此,子站施工是本次系统建设的关键点。具体施工过程如下。
(1)摄像头的安装
摄像头的位置必须和集控站运行人员协商,科学地考虑带电安全距离和人员施工安全,防止由于高电压带电设备放电带来安全隐患。为了满足较少镜头监视较大范围的要求,合理利用变电站现场条件,将镜头挂接在带云梯的龙门架人字形立柱上,或者挂接在变电站主控楼上,高度一般为10～20m。
(2)布放线缆
缆线主要由电源线、视频线和控制线组成。必须结合现场实际情况进行规范布线,尽量利用现有的电缆沟,避免开挖过多的地面;线缆应该有较强的抗拉和抗磨损能力并做好防水、防火及绝缘处理。
(3)安装设备
设备主要是硬盘录像机,为保证系统的抗干扰和抗雷击能力,应采用通过CE认证的设备,通信接口全部采用光电隔离器件,保证视频电缆传输距离和视频质量,配置视频防雷模块、电源防雷模块和RS-485防雷模块。
(4)系统调试
系统调试包括通道调试和整机调试。应先调试主站至各个子站的E1通道和IP通道,确保所有通道正常后进行整机系统测试,包括每个监控点的遥控、录像及报警联动功能。
4 实施效果分析
220kV薛坡集控站和220kV付庄集控站远程图像监控系统自投运以来,整体情况稳定、图像传输实时、画面清晰、控制快捷可靠,满足设计方案的所有基本功能要求,达到了相应的技术指标。
另外,系统的建成顺利实现了对下属11个110k V变电站的集中控制和管理,运行值班人员通过运用视频监控系统,实现了变电站日常工作监视、报警录像统计、分析,事故图像资料调查等工作,切实提高了变电站的防事故、防误操作、防盗、防火能力,真正意义上实现了主站对子站的“五遥”。薛坡集控站远程图像监控系统图如图2所示。
5 结束语
集控站图像监控系统项目的实施,使220kV变电站达到了“五遥”功能,自动化水平上了一个新的台阶。图像监控系统的远方巡视、远方核查、安防报警和多媒体交互等功能,提高了变电站的防事故、防误操作、防盗、防火能力,使值班人员和相关领导能及时准确地了解无人值班变电站的现场情况,对操作情况进行全过程的监视和核对,对重点区域进行全方位的防盗防火预警,从而降低了无人值班变电站的日常巡视、检修等费用,产生了良好的社会效益和经济效益。运行实践表明远程图像监控系统对变电站的安全运行及防盗、防火等方面起到了非常重要的作用。
参考文献
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图像监控系统 篇2
（草案送审稿）
第一条 为加强深圳市公共安全图像监控系统的使用和管理，达到加强城市管理，维护社会治安秩序，保障公民人身安全和公私财产安全的目的，根据《中华人民共和国人民警察法》、《企业事业单位内部治安保卫条例》、《娱乐场所管理条例》、《广东省安全技术防范管理条例》等有关法律、法规的规定，结合本市实际，制定本办法。
第二条 本办法所称公共安全图像监控系统是指使用数字或模拟视频技术、通信技术、计算机网络技术和相关设备对一定区域进行实时图像监视和信息存储查询的社会公共安全管理监控系统，分为城市公共图像监控系统和单位内部图像监控系统。
本办法所称的城市公共图像监控系统是指安装于城市主干道、重要交通路口、特定公共场所、要害部位、重要设施、住宅小区等的图像监控系统以及相关设施、设备。本办法所称的单位内部图像监控系统是指机关、团体、企事业单位自建的主要用于单位内部治安防范的图像监控系统以及相关设施、设备。
第三条 本市行政区域内的公共安全图像监控系统规划、建设、使用和管理，适用本办法。法律、法规另有规定的，从其规定。
第四条 各级人民政府应当按照社会治安综合治理的职 1 责加强对公共安全图像监控系统规划建设的组织领导。公共安全图像监控系统的建设、管理、使用情况纳入社会治安综合治理目标管理考核，严格实行社会治安综合治理一票否决制。
第五条 公安机关是公共安全图像监控系统的行政主管部门，负责公共安全图像监控系统的管理、指导和监督职能。其他部门经授权可以使用系统内图像监控资源，特定时段的敏感、保密信息除外，并承担对所使用部分的图像监控资源承担相应的管理责任。
单位和个人应当支持公共安全图像监控系统的建设，在公安机关指导下负责建设、管理和使用本单位内部的图像监控系统，配合公安机关做好公共安全图像监控系统的相应工作。
第六条 城市公共图像监控系统的建设、运行和维护资金纳入财政预算，由各级人民政府财政予以保障。国土规划部门应将城市公共图像系统建设纳入城市建设规划；对因城市拆迁改造需要移动、改建城市公共图像监控系统设施、设备的，所需费用应当纳入城市拆迁改造预算。
第七条 单位内部图像监控系统所需资金由建设单位自行承担。按照“谁投资、谁受益、谁建设、谁管理”的原则，各级人民政府及有关部门充分保障投资人、建设人、使用人的合法权益。
第八条 下列单位和场所的重要部位应当依法安装公共安全图像监控系统设施、设备：
（一）研制、生产、销售、储存危险物品或者实验、保藏传染性菌种、毒种的单位；
（二）国防科研生产试验场所或国家重点建设工程、科研机构等单位；
（三）市、区党政机关、广播电台、电视台、报社等重要单位；
（四）市级治安关卡、口岸、海关、边防、机场、港口、大型车站、轻轨站（车）以及大型桥梁隧道等重要交通设施和城市主干道、重要交通路口、高速公路出入口；
（五）邮政、通讯以及教育、科研、医疗等单位；
（六）大型能源动力设施、水利设施和城市水、电、燃气供应设施；
（七）大型商贸流通中心、会展中心、公园、体育场馆和图书馆、文化馆、美术馆等大型文化场所；
（八）博物馆、档案馆和重点文物保护单位；
（九）货币、有价证券、期货等金融营业和交易场所；
（十）金银、玉器、珠宝等贵重物品的加工、储存、经销场所；
（十一）典当、旧货交易市场、废旧物品搜购站、网吧和公安特种行业管理的其它单位；
（十二）城中村出入口、村内主要街道和活动场所；
（十三）歌舞娱乐场所和旅馆、饭店、宾馆、招待所等的出入口、主要通道；
（十四）大型物资储备单位和专用停车场所；
（十五）公共交通工具，如长途客运汽车、城市功能公交车辆、出租车、地铁以及危险货物运输车辆等。
（十六）当地政府、行政主管部门或本单位认为需要监控以及法律、法规、规章和行业组织章程规定应当安装图像监控系统的其他场所和要害部位；
涉及公民个人隐私的场所（如酒店客房、员工宿舍、更衣室、卫生间等）禁止安装图像监控系统。
第九条 公共安全图像监控系统的建设应当符合国家标准、行业标准和地方标准，预留与报警中心和应急指挥系统的联网接口。建设、维修使用的器材、设备和材料要符合国家技术要求和规定，并经质量监督部门检验合格。安装图像监控系统的公共场所必须设置明显的标识或告示。图像监控系统信息资料要求画面清晰，保存期限不得少于15天。
第十条 公共安全图像监控系统建设前建设单位应将建设方案报所在地行政主管部门审核；使用前，建设单位应当通知所在地行政主管部门对图像监控系统进行检查、验收。行政主管部门应当将验收情况及项目评定等级向社会公布。
本办法执行前公共安全图像监控系统已建成或在建的单位，应当自本办法施行之日起3个月内，将系统建设情况及相关资料报所在地行政主管部门备案。经行政主管部门检查不符合标准规范要求的，应在指定时间内进行整改，达到标准规范要求。
第十一条 投资建设单位内部图像监控系统的单位和个人，依法享有对系统的所有权和使用权。严禁任何单位和个 4 人侵犯其合法权益。
第十二条 侦查机关在侦办刑事、治安案件中，依法向公共安全图像监控系统使用单位和个人调取与案件有关的信息资料的，相关单位和个人应当依法如实提供。因执法工作需要，行政管理部门可以无偿查阅、复制或者调取公共安全图像监控系统的信息资料。
为了维护社会治安秩序和实施道路交通安全管理以及消防监督管理，县级以上行政主管部门可责令相关单位将内部图像监控系统的信息接入指定的公共安全图像监控系统，依法使用单位内部的图像监控系统设施、设备。
第十三条 行政管理部门工作人员查阅、复制或者调取公共安全图像监控系统信息资料时，应当遵守下列规定：
（一）工作人员不少于二人；
（二）出示工作证件；
（三）出示所在单位出具的证明文件；
（四）履行登记手续；
（五）遵守公共安全图像信息的使用、保密制度。第十四条 从事公共安全图像监控系统建设、维护和使用的单位和个人应当遵守下列规定：
（一）严格执行国家安全保密规定，对特定时段的敏感、保密图像信息服从公安机关的保密管理；
（二）严格限制图像监控系统知密人员的范围，并登记注册；
（三）采取必要措施确保图像监控系统的正常运行。
（四）妥善保管图像监控系统的设计图纸以及有关资料，自觉接受行政主管部门的监督指导；
（五）监控系统有关工作人员应经过必要的岗前培训，具备一定的政治素质和专业技能；
（六）积极主动配合政府有关部门维护社会治安秩序； 第十五条 从事公共安全图像系统建设、维护和使用的单位和个人禁止下列行为：
（一）盗窃、损毁、擅自移动图像监控系统的设施、设备；
（二）故意隐匿、篡改、泄露和毁弃图像监控系统采集的涉及违法犯罪活动的信息资料；
（三）擅自改变图像监控系统用途；
（四）拒绝、阻碍行政主管部门工作人员依法使用图像监控系统的设施、设备；
（五）影响图像监控系统正常使用的其他行为。第十六条 对公共安全图像监控系统建设成绩突出的单位和个人，应予以表彰、奖励。
第十七条 单位和个人通过公共安全图像监控系统采集的信息为侦查机关侦破重大刑事、治安案件或者抓获重要犯罪嫌疑人提供关键证据和线索的，应予以奖励。
第十八条 单位和个人违反本办法第八条规定，依法应当在重要场所和部位安装图像监控系统设施、设备而未安装的，由有关行政管理部门按照职责分工，依照《企事业单位内部治安保卫条例》、《娱乐场所管理条例》、《广东省安全技 6 术防范管理条例》的相关规定予以处罚。单位和个人损坏公共安全图像监控系统设备，均须承担赔偿的责任。
第十九条 违反本办法第十四条
（二）、（三）、（四）、（五）、（六）、和第十五条
（二）、（三）、（四）、（五）项规定的，由县级以上行政主管部门责令限期改正；拒不改正的，对单位处1000元以上2万元以下罚款，对个人处500元以上5000元以下罚款；
违反本办法第十三条第（一）项或第十四条
（一）项规定的，依照《中华人民共和国治安管理处罚法》的有关规定予以处罚；构成犯罪的，依法追究刑事责任，并承担相应的民事赔偿责任。
第二十条 行政主管部门及其工作人员依照本办法第十二条的规定使用单位内部的图像监控系统时，应当对监控信息中涉及到的国家秘密、商业秘密、个人隐私严格保密。违者，给予纪律处分；构成犯罪的，移送司法机关依法追究刑事责任。
第二十一条 深圳市公安局可以根据本办法制定实施细则。
智能监控系统中的图像识别与分析 篇3
关键词：智能监控系统；图像分割技术；图像识别
中图分类号：TP391.41 文献标识码：A文章编号：1007-9599 (2011) 15-0000-01
The Image Recognition and Analysis of Intelligent Monitoring System
Yi Junxiao
(Beijing University of Technology,Beijing100022,China)
Abstract:At present,along with the computer communication technology and network technology fast development,the image processing technology in the field of science and technology is getting more and more important position.Image recognition belong to intelligent monitoring equipment the most important technology,this paper in this part of the intelligent monitoring system based on intelligent monitoring system image recognition.The key:technology of intelligent image monitoring system image recognition and classification for analysis.
Keywords:Intelligent monitoring system;Image segmentation;Image recognition
一、智能监控系统概述
智能监控系统采用先进的数字图像压缩编解码技术、数字图像传输技术等图像处理技术，以及模式识别、计算机视觉技术，通过将智能视频分析模块增加至监控系统中，借助计算机强大的数据处理能力自动识别不同物体，在分析抽取视频源中关键有用信息的同时，过滤视频画面无用的或干扰信息。整个系统组网灵活，可以突破地域的限制，并以最快和最佳的方式发出警报或触发其它动作，进行遥远范围大规模的实时图像监控和报警处理。
二、智能监控系统图像识别的关键技术
（一）图像分割技术。图像分割是由图像处理迈向图像分析的关键步骤，其实质是正确地划分属性区域，在分离日标和背景的基础上，为计算机视觉的后续处理提供依据。分割技术依据区域的一致性和几何邻近度，可以分为三种类型，即基于像素和其邻域局部特性进行分割的局部技术；以全局信息作为图像分割依据的全局技术；以及分裂、合并和区域增长技术。图像分割方法主要包括阈值法、边缘检测法以及区域跟踪法。阈值分割法较为常用，常用的算法有最小误差阈值法、最大类别方差法及最佳直方图熵法等。由于传统的图像分割算法有着对噪声敏感、计算量大等方面的缺陷。基于尤其是基于模糊技术的人工智能原理图像分割算法开始引起人们的关注。在图像分割过程中所涉及到的模糊技术主要包括模糊阐值技术、模糊聚类技术以及模糊边缘检测技术等。
（二）图像颜色分割原理。图像颜色分割是将分割具相同或相近颜色特征色块的图像处理方法，主要包括：（1）像素分类：像素通过颜色的阈值进行分类，像素采用RGB、YUV、HIS等描述方式。（2）像素连接：将图像进行游程编码处理，即将图像编码成以run格式为单元的编码处理。游程编码处理是run格式指的是一行像素之内相邻且具有相同逻辑值的像素集合。作为色块合并的基础，像素连接通过分类后的像素信息实现。（3）色块合并：按一定规律合并所得到的游程，即将游程按照parent归类至一个树结构下的过程。每一个游程在带有效信息的基础上配有指向游程parent的指针。（4）区域融合：为了避免处理过程被判断为两个分离开来的区域，需要引入区域融合方法，使相邻近的部分合并成为一个整体。由于面积和边框同为区域统计量，因此可以进行同一种密度测量方法的使用。倘若某几个部分的区域像素密度大于某个阐值，即可将这些区域合并成成为一个区域整体。在色块合并中，即使区域存在被一根线分割的情况，但这部分的密度倘若仍旧大于阐值，应当将它们看作一个整体区域进行区域融合。
三、智能图像监控系统的图像识别与分类
（一）图象识别技术。图像识别以研究图像的分类与描述为主要内容，对图像用预先存储的对象物的参照图案进行匹配，并输出文字识别和脸部图像识别等符号信息，或者输出物体位置或姿态等数值信息。图像识别涉及的领域较为广泛，包括机械加工中零部件的识别、分类；农作物、森林、湖泊和军事设施的遥感辨别；气象数据、气象卫星照片的准确观测；身份证识别等方面。
图像识别方法可归纳为统计方法和结构识别方法两大类。一个图像识别系统可分为四个主要部分：（1）图像信息的获取：将图片等信息经系统输入设备进行数字化处理，再输入计算机以备后续处理。（2）图像加工和预处理：将原始图像转化为适合计算机进行特征提取的形式，包括图像变换、增强、恢复等，目的是去除干扰、噪声及差异。（3）图像特征提取：将调查而得的数据材料进行加工、整理、分析、归纳等处理，以提取出可以反映事物本质的特征。（4）判断或分类：根据所提取的特征参数，通过采用某种分类判别函数和判別规则分类和辨识图像信息，最终得到图像识别结果。（二）图像识别的几何特征描述。图像识别特征具有多种形式的描述，效果取决于图像识别的具体状况。在多数情况下，只需图像的局部特征即可识别图像，这些特征诸如图像的灰度级空间分布特征，图像颜色和波段，图像随时间变化的形态，图像形状、轮廓、面积和空间点位置等。而图像识别的几何特征描述包括周长、面积定义和算法（面积和周长较为容易计算），占空比、圆形度，形状的投影描述以及特殊的形状描述子（多数情况下，可以用来简洁地描述物体图像形状）等方面的内容。（三）图像识别分类器设计。在图像识别中，分类器的基本任务是通过图像分类特征、分类运算法则的应用，对图像进行分类。图像识别分类器必须提取和选择特征，以便对被识别的图像数据进行大规模的压缩，有利于最终的图像识别。分类器设计的主要步骤为分类识别特征的确立。此为关键步骤，特征若提取得不恰当，就无法精确分类，甚至无法进行分类，良好的特征应具有可区别性、可靠性、独立性以及数量少四个方面的特征。
特征提取和选择应当坚持尽可能减少整个识别系统的处理时间和错误识别概率的原则。当这两个原则无法兼得时，则应做出相应平衡的选择，或者提高整个系统速度，以适应实时需要；或者缩小错误识别的概率，以提高识别精度。图像识别系统的复杂度将随着特征个数的增加而迅速增长，特别是用来训练分类器和测试结果的样本数量，将随着特征数量的增加呈现指数关系增长。特征选取的方式将因不同的模式而异，并与识别的目的和方法等有着直接的联系。
参考文献：
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图像信息监控系统防雷设计的思考 篇4
近年来, 随着智能建筑与信息化城市建设的高速发展, 图像信息监控系统得到了广泛的应用, 为城市运行提供了重要的技术支撑, 其自身的安全性也受到了高度的重视。由于遭受雷击而造成的系统或设备的损坏, 是图像信息监控系统所面临的主要潜在威胁之一。因此, 本文将对图像信息监控系统的防雷设计作基本阐述, 以期抛砖引玉, 促进图像信息监控系统防雷设计水平的提高。
2 图像信息监控系统防雷设计基本要点
图像信息监控系统防雷是一项比较复杂的系统工程, 我们应以保护人身安全和保证系统或设备安全可靠运行为基本出发点, 进行优化设计。图像信息监控系统防雷设计主要针对系统及其视频、控制信号和供电线路的防护, 其基本要点应包括:
◆根据系统所在地区的气象资料, 按照系统或设备安装场所的雷电防护区类别、雷电防护等级等实际情况进行设计的优化;
◆采取能够满足系统或设备共性和特殊性要求的防雷技术及措施;
◆重视设计、设备选型、施工安装和验收等各阶段的质量控制。
3 防雷设计基本内容
3.1 雷电防护分区的划分
雷电防护区的划分即对需要保护和控制雷电电磁脉冲环境的对象进行划分。就建筑物而言, 其雷电防护区从外部到内部可划分为直击雷非防护区、直击雷防护区、第一防护区、第二防护区和后续防护区。其中直击雷非防护区属完全暴露的不设防区, 其中的电磁场没有衰减, 各类物体都可能遭到直接雷击;直击雷防护区属充分暴露的直击雷防护区, 其中的电磁场没有衰减, 各类物体很少遭受直接雷击;第一防护区中, 在建筑物屏蔽措施的作用下, 流经各类导体的雷电流与直击雷防护区相比有所减小, 电磁场也得到了初步的衰减, 各类物体不可能遭受直接雷击;第二防护区为进一步减小所导引的雷电流或电磁场而引入的后续防护区;后续防护区需要进一步减小雷电电磁脉冲以保护高敏感度设备的后续防护区。
3.2 雷电防护等级的划分
在工程设计中, 可根据防雷装置拦截效率E的计算值确定其雷电防护等级 (共A、B、C、D四级) , 如表1所示。
3.3 防雷设计资料的收集
为做好图像信息监控系统的防雷设计, 收集资料是一个不可缺少的环节。对于新建的监控系统, 需收集其所在地区的气象条件 (如雷暴日, 地区雷暴日的等级是根据年平均雷暴日数划分的, 一般可划分为少雷区、多雷区、高雷区和强雷区) 和地质条件 (如土壤电阻率) 等资料。
对于在既有系统基础上进行改、扩建的监控系统, 需收集原建 (构) 筑物的防雷措施 (包括防雷接闪器、防雷引下线的现状) , 以及原监控系统与其他系统接地线的安全距离、传输线路出入建筑物的方式、等电位连接状况、共用接地装置状况 (包括位置、接地电阻值) 等有关资料。
3.4 监控中心防雷设计
根据图像信息监控系统的规模, 监控中心可设计为与其他建筑物合用或使用独立的建筑物 (无论选择合用或使用独立的建筑物都必须按国家现行相关防雷设计的标准执行) 。监控中心机房防雷设计的主要内容, 是针对等电位连接、接地、屏蔽和浪涌保护器等考虑, 这些设施的配置主要起到减小和消除雷电流对系统或设备造成的电磁危害的作用。在工程设计中, 需要考虑的防雷措施主要包括:
◆监控中心机房需设等电位连接, 户内所有监控设备的金属外壳、金属机柜架、金属管道 (含钢管、线槽、桥架等) , 以及线缆金属护层和浪涌保护器的接地端等应以最短的距离连接到等电位连接网络的接地端子;
◆采用共用接地装置时, 应将其与总等电位接地端子板连接, 共用接地装置的接地电阻值按接入设备要求的最小值确定, 等电位连接网络的接地端子板应满足机械强度和电气连续性的要求;
◆独立设置防雷接地装置的监控系统, 其防雷接地装置的设置应符合国家现行建筑物电子信息系统防雷技术规范和监控系统设计规范的有关规定, 如与其他电子信息系统的接地装置的距离小于20m时, 两个接地系统之间应作等电位连接;
◆接地装置应优先利用建筑物的自然接地体, 当自然接地体的接地电阻值达不到要求时应增加人工接地体。
3.5 前端设备防雷设计
图像信息监控系统前端设备 (包括摄像机、现场控制箱等) 的安装环境一般包括户外和户内两种。在户内安装的前端设备一般不易受到雷击的影响;在户外安装的前端设备大多处于相对开阔的地带, 易受到雷击的影响。在工程设计中, 对在户外安装的前端设备需要考虑的防雷措施主要包括:
◆应设置浪涌保护器 (包括在视频、控制信号线路及供电线路两端的端口分别设置线路浪涌保护器) , 可根据实际情况选择设置二合一或三合一型的线路浪涌保护器;
◆视频、控制信号线路和供电线路的线缆屏蔽层、金属护层, 以及保护线缆的金属管、槽等应接地;
◆对经现场实际情况考察确认完全处于其他接闪器或高层建筑原有接闪系统保护范围内的前端设备, 可不再重复采取防雷措施;对部分或完全未处于任何接闪系统保护范围内的前端设备, 必须设置独立的防雷装置 (包括避雷针、引下线和接地装置等) ;如前端设备安装在立杆、立柱或塔架等构件上时, 采用的避雷针或避雷环应架设在前端设备顶上方的合适位置, 以实现完全防护。
3.6 传输线路及其配套设备的防雷设计
图像信息监控系统的传输线路包括采用不同敷设方式的电 (光) 缆及其传输设备等。在工程设计中, 对图像信息监控系统传输线路及其配套设备需要考虑的防雷措施主要包括:
◆在视频、控制信号和供电线路出入监控中心或建筑物直击雷非防护区处, 以及直击雷防护区与第一防护区交界处设置适配的线路浪涌保护器;
◆视频、控制信号和供电线路的线缆屏蔽层、金属护层、金属接头和金属加强芯, 以及保护线缆的金属管、槽等应做好接地;
◆为满足系统传输要求而在线路中加设的线路放大器或均衡器等配套设备的出入端口应设置线路浪涌保护器;
◆监控系统采用不同的传输介质时, 应采取相应的防护措施, 如采用同轴电缆传输时, 需在传输电缆两端的线路接口和电缆屏蔽层进行防护;采用双绞线传输时, 需在前端和监控中心的电源, 以及双绞线接口端进行防护;采用光缆传输时, 需在前端和监控中心的电源, 以及光缆金属护层、加强筋进行防护。
3.7 防雷装置设计
防雷装置主要包括接闪器、引下线、接地装置、浪涌保护器及其他连接导体等, 这些装置主要起到保护系统或设备免受直击雷破坏的作用。在工程设计中, 对部分或完全未处于任何防雷保护范围内的监控系统, 应设置防雷装置。
3.7.1 接闪器设计
(1) 接闪器选型
接闪器的类型包括避雷针、避雷网和避雷带等。接闪器的选型应根据前端设备安装载体的形状、结构等特征确定。如前端设备安装在立杆或立柱上时, 采用避雷针较合适。
(2) 接闪器材质的选择
避雷针一般采用圆钢或焊接钢管制成, 避雷网和避雷带一般采用圆钢或扁钢制成。采用圆钢时, 圆钢直径不应小于8mm;采用扁钢时, 扁钢截面积不应小于48mm2, 厚度不应小于4mm。
3.7.2 引下线设计
(1) 引下线材质的选择
如引下线采用圆钢, 圆钢的直径不应小于8mm;如采用扁钢, 扁钢的截面积不应小于48mm2, 厚度不应小于4mm。
(2) 引下线的敷设
在敷设引下线时, 需注意以下问题:
◆当利用建 (构) 筑物本体的金属体, 如钢柱、铁塔架等作为引下线时, 应将其各部件连成电气通路, 并选择最短的路径接地;
◆当采用多根引下线时, 需在各引下线距地面0.3m和1.8m处间装设断接卡;
◆当利用混凝土内钢筋、钢柱作为自然引下线并同时采用基础接地体时, 可不设断接卡;
◆当利用钢筋作引下线时, 需在户内外的适当地点设若干块连接板, 供测量、接人工接地和作等电位连接用;
◆当仅利用钢筋作引下线, 并采用埋入土壤中的人工接地体时, 需在每根引下线距地面大于0.3m处设置接地体连接板;
◆采用埋在土壤中的人工接地体时应设断接卡, 人工接地体上端应与连接板或钢柱焊接。
3.7.3 接地装置设计
(1) 接地体材质的选择
埋入土壤中的人工垂直接地体采用角钢、钢管或圆钢, 人工水平接地体采用扁钢或圆钢。所用圆钢的直径不应小于10mm;所用扁钢的截面积不应小于100mm2, 厚度不应小于4mm;所用角钢的厚度不应小于4mm;所用钢管的壁厚不应小于3.5mm。
(2) 接地体的敷设
在敷设接地体时, 应注意以下问题:
◆应用于腐蚀性较强的土壤中的接地体, 需进行热镀锌等防腐处理或加大截面积;
◆接地线与水平接地体的截面积应一致;
◆人工垂直接地体的长度按不小于2.5m计算;垂直接地体间的距离、水平接地体间的距离按不小于5m计算 (条件受限时可适当减小) ;
◆人工接地体在土壤中的埋设深度不应小于0.5m;
◆在高土壤电阻率地区, 应采取措施降低防直击雷接地装置的接地电阻, 具体措施包括采用多支线外引接地装置、将接地体埋入较深的低电阻率土壤中、采用降阻剂和换土等;
◆防直击雷的人工接地体与建筑物出人口或人行道之间的距离不应小于3m, 受条件限制小于3m时可采取的措施包括将水平接地体局部深埋不小于1m, 在水平接地体局部包绝缘物 (可采用50～80mm厚的沥青层) , 采用沥青碎石地面或在接地体上面敷设50～80mm厚的沥青层 (宽度应超过接地体2m以上) 等;
◆对埋在土壤中的接地装置, 应采用焊接的连接方式, 并在焊接处作防腐等处理。
3.7.4 浪涌保护器的选择
浪涌保护器是通过抑制瞬态过电压以及旁路浪涌电流来保护电子系统或设备的装置, 能够将窜入传输线路的过电压限制在系统或设备所能承受的电压范围内, 或将强大的雷电流在极短的时间内导通泄流入地, 从而起到保护系统或设备的作用。在工程设计中, 需根据视频、控制信号和供电线路传输环境、传输距离等实际情况, 选择保护通流量大、残压低、响应时间快, 以及插入损耗低的浪涌保护器, 同时还需考虑以下内容:
◆视频、控制信号线路浪涌保护器应连接在被保护设备的信号端口上, 浪涌保护器输出端应与被保护设备的端口可靠相连;
◆根据现场实际情况, 浪涌保护器可安装在机柜内, 或固定在设备机架上, 或安装在设备邻近可利用的支撑物上;安装在户外的浪涌保护器应选择户外防护型产品;
◆供电线路的浪涌保护器应安装在被保护设备电源线路的前端, 且其各接线端应与电源柜 (箱) 内线路的同名端相线连接;
◆浪涌保护器与被保护设备两端引线的长度不应超过0.5m;如浪涌保护器与被保护设备间的距离大于30m, 则应在距被保护设备较近的合适地点再安装一组浪涌保护器;
◆当传输线路上有多处装有浪涌保护器且无准确数据时, 电压开关型 (电压开关型浪涌保护器在无浪涌时呈高阻状态, 在对浪涌响应时突变为低阻状态, 常用器件包括气体放电管、放电间隙等) 与限压型 (限压型浪涌保护器在无浪涌时呈高阻状态, 随着浪涌增大呈阻抗不断降低的状态, 常用器件有氧化锌压敏电阻、瞬态抑制二极管等) 浪涌保护器间的线路长度不宜小于10m;限压型浪涌保护器之间的线路长度不宜小于5m;
◆视频、控制信号和供电线路上设置的浪涌保护器应进行等电位连接并接地;
◆选择视频、控制信号和供电线路上设置的浪涌保护器时, 需考虑的主要参数参见表2 (表2中标有“√”栏为需考虑的参数) 。
4结束语
综上所述, 图像信息监控系统防雷设计涉及的内容丰富, 技术要求严谨规范。就工程实施而言, 除精心设计, 采取有针对性的防雷技术措施, 作出符合规范且满足系统要求的设计外, 还需加强对施工单位资质的把关, 以及在施工安装和工程验收等各环节中的管理和质量控制, 使防雷措施落到实处, 真正起到防护的作用。
摘要：本文对图像信息监控系统防雷设计的基本要点, 监控中心、前端设备、传输线路防雷, 以及防雷装置设计等基本内容进行了阐述。
厂区图像远程集中监控管理方案 篇5
一、项目背景
为了加强工厂生产活动的安全性，并通过有效的远程监管，提高企业经济效益，在厂区安装8台网络摄像机，通过ADSL传向管理中心。
二、基于网络摄像机的远程图像监控管理系统
网络摄像机是最近几年才面世的第三代全数字化远程视频集中监控系统的核心设备，属于最新一类的数字化监控产品，利用它可以将传统摄像机捕捉的图像进行数字化编码压缩处理后，通过局域网、广域网、Internet或其它网络方式传送到网络所延伸到的任何地方，千里之外的网络终端用户通过普通电脑就可以对远程图像进行实时的监控、录像、管理。网络摄像机基于网络实现动态图像实时传输的特点，使得以往必须局限在区域范围的图像监控系统，变成可以不受时间与地域的限制。
在本系统规划调研阶段，用户方根据系统需求对现在主流的监控模式进行了全方位的分析比较：
1、传统的模拟监控模式：需要在各厂区与公司总部之间架设模拟图像传输的专用光纤专线，由于各厂区分布比较广，仅仅是线缆敷设的费用就是天价了，该模式很快被否决。
2、基于硬盘录像机的第二代准数字化本地视频监控模式：与模拟监控模式相比，基于硬盘录像机的第二代准数字化本地视频监控模式不亚于一次飞跃，但是在远程监控应用中，基于数字硬盘录像机的监控模式始终无法解决网络远程监控应用环境中的传输延时过大、网络带宽占用过高、无法多路同时监控等问题，而且由于系统架构方面的原因这种监控模式无法实现中心统一集中管理、录象和回放的需求。
3、基于网络摄像机的远程图像监控管理模式：用户方最终选择以网络摄像机为核心设备架构厂区图像远程集中监控管理系统，通过在各厂区配备网络摄像机，将本地监控摄像机拍摄的模拟图像进行数字化压缩处理后，基于现有的各厂区和公司总部之间通过ADSL网络上传到监控中心集中管理、录像、远程回放和对讲，联网的客户端电脑可以实时监控相关图像，也可以随时访问录像主机调用历史录像数据回放显示。
三、客户需求
从应用实际出发，结合公司内部的具体情况特点，对系统功能与性能方面做了如下要求： 1． 根据各厂区的实际监控需求，每个厂区安装8台网络摄像机（网络球机）。2． 通过网络摄像机将模拟图像进行数字化压缩成IP数据（数字信号），利用ADSL网络上传到监控中心，由监控中心集中管理、录象、回放和对讲。并在本地录象，且录象资料保存30天。3． 监控中心装有9台监视器，轮流显示各厂区的实时图象，或任意显示某个厂区的图象。
4． 监控中心之外的客户端用户，包括公司客服部、各厂区主管以及相关领导等，通过联网电脑可以远程监控各厂区图像，也可以访问中心录像主机，检索回放历史录像资料。
5． 选定的网络摄像机设备必须具备公安部的产品检测报告以及产地所在省公安厅的生产许可证，监控管理软件应具有知识产权证明。
6.双向语音对讲。
四、系统规划与实施
根据以上需求，对市场上国内及国外生产的多种品牌网络摄像机进行技术性能和性价比的分析比较，并考察了各种品牌产品的实际应用项目，经过严格的质量、功能、性能的筛选，最后选定深圳黄河数字技术有限公司生产的“HH9003” 网络摄像机。
之所以选择“HH9003” 网络摄像机，除了产品满足用户方要求的资质条件外，其图像数字化压缩后的低网络带宽占用、流畅的图像显示效果、强大的后台管理软件功能是其在众多产品中脱颖而出的重要原因。
项目实施过程中，系统采用15台“HH9003” 网络摄像机将各厂区总共15路视频图像实时传输至系统监控中心，中心配备1台服务器作为监控管理主机。
前端设备
厂区安装8台网络摄像机将模拟信号及音频信号压缩成IP数据（数字信号）通过ADSL传送到监控中心并录像。
每个监控点须一个拾音器和一对有源音箱，以实现双向对讲。“HH9003” 网络摄像机的连接方式：
1、“HH9003” 网络摄像机直接连接ADSL Modem，通过“HH9003” 网络摄像机的PPPOE功能直接拨号上网。
2、“HH9003” 网络摄像机连接路由器再连接ADSL Modem，通过路由器共享上网，设备会自动通过DDNS功能自动获取一个静态的域名。
中心设备
监控中心采用NVS Center 500进行管理，采用1台服务器对15台网络摄像机进行管理、录像、回放和对讲，录像资料保存在30天以上，须硬盘3TB。
NVS Center 500通过前端视频服务器绑定的域名添加设备，并给于赋名（如南山厂区）。NVS Center 500通过数据转发功能转发音视频，客户端在有权限的情况下可以在IE直接访问网络摄像机或NVS Center 500，客户端只需在IE输入监控中心NVS Center 500的IP或域名、用户密码和厂区的名称（如南山厂区）就可以浏览到南山厂区的图像。
电视墙管理软件可以设置自动巡回显示9路图像（即9个厂区），或在解码器添加循环（关闭电视墙管理软件也能循环），每10秒钟巡回一次。20秒就可以全部巡回。
双向语音的实现：
监控中心安装麦克风和有源音箱，可直接跟前端对讲，无须前端同意与否。前端要和中心语音通讯，可通过触发报警来请求中心，中心同意后可进行双向语音对讲。
码率和容量
每台“HH9003” 网络摄像机要求网络的上行带宽是512Kbit。每天24小时录象的存储容量：512Kbit/8*3600*24=5.6G。30天的存储容量：30*12G=168G。
中心端电视墙9路输出，需要下行带宽：512Kbit*9=4.0Mbit。
网络拓扑图
五、软件功能
1、实时视频显示
在权限许可的范围内，可实时显示监控网络内1~16路的实时视频图像，可以实现单画面、四画面、九画面、十六画面分割显示；支持轮巡显示；支持手动翻页。
2、录象和回放
在权限许可的范围内，查询及回放中心服务器的录像文件。本客户端应用程序提供灵活的录像查询方式（例如：按录像模式、按时间段、按录像通道等），可以准确、方便的定位录像文件。
3、客户端本地录像
在权限许可的范围内，将本客户端正在播放的实时视频，或者本客户端正在回放的中心录像视频在客户端本地进行录像。
4、视频图像抓拍
实时视频抓拍是一个用来实时拍摄影像的辅助功能，它将动态图象中的单帧图像以特定的图像格式保存下来。可以对本客户端正在播放的实时视频图像，或者本客户端正在回放的中心录像视频图像进行抓拍。如果需要保存静态的影像画面，可以使用该功能。
5、视频图像局部放大显示
在视频显示窗口的任意位置框定一个任意大小的矩形区域，并对该区域内的视频图像进行动态放大显示。可以对本客户端正在播放的实时视频图像，或者本客户端正在回放的中心录像视频图像进行局部放大显示操作。
5、音频监听及对讲
客户端与前端设备之间可进行双向音频传输。客户端可以监听前端设备的音频，在权限许可的范围内，客户端可将音频发送到前端的视频设备，与前端设备实现对讲。
6、报警处理
客户端接收到应用服务器转发的报警信息后，将以显示报警设备的实时视频和显示报警设备所在场景的电子地图的方式来响应报警事件。
7、电子地图显示
按照一定的权限显示在应用服务器上的电子地图，电子地图中包括了监控场景名称和该场景中的摄像设备。点击电子地图上分布的前端设备图标，即可显示该设备的实时视频。
8、动态IP功能
当用户使用 ADSL等动态IP接入INTERNET时，只要用户申请注册，我们即可给用户提供的相对静态的“IP”地址，我们将赠送给用户一个用户名，用户只要在我们的软件中输入我们提供的用户名，即相当于输入此用户名相对应的视频服务器的公网IP地址。（此功能相当于为用户提供一个免费的静态公网IP，目前只有本公司的视频服务器具有此功能）
9、断电后自动连接功能
当软件处在播放或者录像状态时，如果此时视频服务器停止供电，那么软件将停止播放图像同时也停止录像，但是如果视频服务器正常供电后，软件将自动连接服务器，同时恢复原来的播放及录像，无须人工干预。
10、远程控制
远程控制云台的上、下、左、右转动，镜头光圈、焦距、变倍的调节，也可以远程控制灯光和雨刷等。
11、远程配置
远程登录到服务器上，配置服务器的各项参数，如修改用户名、密码、IP地址、调节码流、对服务器远程升级、远程重启等。
12、状态查看
主机在线、离线情况、主机故障等。通过软件可以查看某一服务器上有多少用户在线，分别在观看哪些通道的图像，当前图像的码流是多少等信息。
13、实时视频叠加水印信息（OSD）
初中地理图像系统分析及其运用 篇6
一、初中地理教材中图像的类型
在最新人教版教材中，不少图像在内容上不仅紧密结合课本文字内容，而且又略多于课本文字内容，这些图像不仅是对课本文字表达的形象注释，也是对课文内容的补充和扩展。它们是地理信息的载体，类型多种多样。本文根据地理图像的性质将人教版初中地理图像分为地圖、景观图、示意图、统计图、遥感影像、地理漫画等（见表1）。
现行的人教版初中地理教材图像内容十分丰富，类型多样，涉及地图、景观图、示意图、统计图、遥感影像、漫画等，极大地丰富了教材的内容。本文对教材各类图像的数量及百分比分别进行了统计，以便进一步客观分析教材图像系统的构成（见表2）。
从表2可以看出，人教版初中地理教材共出现591幅图像，七年级有301幅图像，八年级共有290幅图像。其中，各类地图约150幅，占图像系统的25.4%，地理分布图数量多、分布广，几乎新教材的每一章节都有，如海陆分布图、经纬度分布图、气候类型分布图、地形分布图；景观图约258幅，教材中这类图像所占比重最大，约占图像系统的43.7%，新教材的每一章节都有景观图的分布，涉及内容很广泛，有山脉、河流、聚落、民居、人类活动等自然景观图和人文景观图，如七年级图3.27“不同气候类型的自然景观”，八年级图7.35“香港维多利亚港”、图9.2“青藏高原”等；示意图约72幅，如七年级图1.18“地球公转示意”，八年级图2.40“长江干流各河段主要的生态和环境问题示意”等，占图像系统的12.2%，虽然数量不算多，但分布较广，几乎新教材的每一章都有地理示意图；统计图约48幅，占图像系统的8.1%，在七年级第三章“天气与气候”一章中用得较多，如图3.11“气温日变化”、图3.15“某城市气温年变化曲线”、图3.22“降水季节变化的地区差异”等；复合图约15幅，如七年级图7.49“俄罗斯气候分布图”，占图像系统的2.5%；遥感影像数量不多，共8幅，如七年级图1.21“台湾岛卫星影像”，约占图像系统的1.4%；卡通和漫画类约40幅，如八年级图3.11“土地资源遭到破坏”，占图像系统的6.8%。
二、初中地理图像教学的运用
1.明确各类型图像的功能
地图的类型多种多样，不同的图像有不同的功能。如专题地图主要是突出地表示一种或几种自然或社会经济现象的分布及其规律；景观图是客观真实地反映地理事物景色或外貌的一类图像，它反映了地理事物的一般属性，客观存在的地理信息以图像的形式具体形象地传递给学生，具有任何文字和语言所无法替代的作用；示意图可以阐明地理事物发生的原因、过程、特征和影响该事物变化的各种因素之间的关系；统计图是对地理数据进行统计、整理后绘制的图形与表格，它使地理数字具体化、直观化和规律化，可使学生较清晰地理解某地理事物的数量与质量的关系，从而深刻认识各种地理事物和现象的实质。在读图时，首先要判断所读的图是属于哪个类型的图，接着联想到它的功能，这样就可以根据自己的需要获取有用的信息。如看到“世界人种的分布图”时，先看它的名称，明确这是一幅专题地图，再联想到专题地图是突出地表示一种或几种自然和社会经济现象的地理图像，结合图例，那么从这张图中，我们可以知道不同人种的分布地区，明确它的功能后，看图分析得出三大人种在空间上的分布特征。这是一个长期而系统的过程，要经过一段时间训练后，学生才能掌握这种读图方法。
2.引导学生动手绘制地图
在平常的教学过程中，要注意培养学生的动手绘制地图的能力，这有利于学生对地理知识的理解，同时有利于发展学生的地理技能。让学生自己动手绘制地图是地理教学的重点，也是一个难点，是目前地理教学中的薄弱环节，教师应在教学过程中多加引导，如统计图、示意图、分布图相对比较容易绘制。教学中在讲解气温和降水的相关知识点时，可以布置学生绘制气温曲线图和降水量柱状图，同时要随时观察他们绘制图表，以便及时发现问题，进而解决问题。这有利于学生根据气温曲线图和降水柱状图说出气候特征，进而判断气候类型。在讲到地球上五带的分布图时，教师可以让学生跟着老师画图，边讲边画，这样在绘图的过程中，学生就很容易掌握地球上五带的范围和分界线，这样更有助于学生对地理知识理解、识记，并易于在头脑中形成清晰的地图表象，建立起地理事物的空间分布概念，有效地突破教学重点难点，是学生自主、高效、有意识的学习方法，值得提倡。
参考文献：
王仕莲.试论新编初中地理教材图像系统[J].楚雄师范学院学报：自然科学版，1997（3）.
基于ARM的图像监控系统的开发 篇7
整个系统由以ARM为核心的主控制器模块、图像捕获压缩模块和远程监控模块三部分组成。主控制器模块由ARM微处理器芯片和SDRAMFLASH以及硬件接口组成, 这里的接口除了与SDRAM和FLASH的接口外还有与USB摄像头、外围控制电路和无线传送GPRS模块的接口。图像捕获压缩模块主要是利用USB摄像头采集图像并将采集的数据以数字信号的形式发送给图像压缩处理模块, 在与ARM外接的SDRAM和FLASH中实现图像数据的压缩。远程监控模块主要实现无线信号的接收和上位PC机对压缩图像数据的解码和恢复以及在显示窗口中清晰地显示。图像监控系统的系统结构如图1所示。
2主控制器软件设计
2.1嵌入式操作系统和驱动程序
系统采用嵌入式实时操作系统Linux作为底层平台进行应用软件的开发。Linux操作系统是一个完全符合GNU/GPL公约的操作系统, 完全开放代码, 并且具有UNIX的全部特性。它是一个成熟而稳定的网络操作系统, 作为嵌入式操作系统它具备低成本、可应用于多种硬件平台、可定制内核、运行效率高和良好的网络支持等优势[3]。
驱动程序主要是对控制USB摄像头进行图像采集的芯片的驱动, 本设计是通过OmniVision公司OV511芯片控制USB摄像头进行图像的采集。Linux2.6的内核中有OV511的驱动, 因此只需将其进行重新的编译, 不需要自己动手编写它的驱动程序, 但在通过uboot将内核烧写到flash里面之前要进行几项设置。首先, 必须为USB摄像头提供编程接口, 这就要加载video4linux模块;还要在目录usb support下选择support for usb和usb camera ov511 support, 使内核中有对应OV511接口芯片的USB摄像头的驱动支持。设置完之后带有OV511驱动的内核就在/tftpboot下生成了。
2.2应用程序
主控制器在驱动程序移植完成后还要在嵌入式Linux系统上添加应用程序来完成图像数据采集, JPEG压缩编码和数据传输的具体实现。用API来实现应用程序的接口, 它包括两部分:一部分是用API作为库来实现与应用程序的连接, 一部分是在Socket中实现。
本系统的图像数据采集程序也是基于video4linux编写的, 首先调用open函数来打开USB摄像头设备文件, 成功打开后再通过控制I/O设备ioctl函数 (设置参数为VEDIOCGCAP) 获取USB摄像头相关信息, ioctl函数 (设置参数为VEDIOGETPIC) 获取图像数据[5], 具体的实现流程如图2所示。
通过图像采集模块采集来的数据量是比较大的, 这对于利用GPRS进行无线传输是很不方便的, 上位机的实时性显示功能也会变差, 因此需要对采集到的原始的图像数据进行压缩处理, 本系统采用的是JPEG压缩方式。要在系统中嵌入基于JPEG的图像压缩功能要完成以下几个重要操作:首先是要建立编译环境, 就是要把libjpeg.lib、jconfig.h、jmorecfg.h和jpeglib.h这四个文件拷贝到项目文件夹下, 并在实现压缩功能的文件里加入#include"jpeglib.h";然后是压缩步骤, 在申请并初始化JPEG压缩对象后指定压缩后图像的存放的目标文件, 然后设置压缩参数 (主要参数有图像高、宽、色彩通道数、色彩空间和压缩质量) , 完成这些工作后就可以调用jpeg_start_compress () 函数进行压缩, 压缩完成后要调用jpeg_finish_compress () 函数完成压缩, 最后调用jpeg_destroy_compress () 函数来释放压缩过程中申请的资源。
3系统硬件电路图设计
系统电路的工作量是比较大的, 因此在设计是将整个系统的电路分块进行设计, 设计主要包括电源电路、系统时钟电路、USB接口电路、FLASH存储接口电路和SDRAM接口电路。
电源电路的I/O口供电电源和内核供电电源的电压值是不同的, 因此要设计两组电源的电源电路。对于系统时钟电路采用外部晶振或外部时钟源来实现。
USB接口电路通过USB芯片能使8位或16位数据总线直接挂载到S3C44B0X系统的数据线上[5], 采用复用地址方式, 图3为USB接口电路的电路图。
对于本系统而言, 选用一片16位的Flash存储器芯片构建16位Flash的存储系统已经足够了, Flash存储器在系统的应用中主要用于存放程序代码, 系统上电或复位后从此处获取指令并开始执行, 因此, 在电路设计中将S3C44B0X的nRCS< 0> (Pin75) 接至FLASH存储器的CE#端, FLASH接口电路的电路图如图4所示。
在S3C44B0X内部只有8KB的缓存, 没有能用来存放临时数据和运行程序的RAM, 因此必须外接一个SDRAM作为片外主存储器, 图5为SDRAM接口电路的电路图。
4远程监控端软件设计
远程的监控PC机要将上位端GPRS无线传输模块接收的数据进行JPEG文件的解码和图像的显示, 并且能够对整个过程进行控制。
4.1JPEG文件的解码
JPEG文件数据分为文件头和图像数据两部分, 解码前必须将文件头信息读出, 以备图像数据解码过程之用。解码过程中要从数据流中读取一个最小编码单元, 并从里面提取出各个颜色分量单元, 再将颜色分量单元从数据流恢复成矩阵数据, 然后再利用文件头给出的哈夫曼表对分割出来的颜色分量单位进行解码, 使其恢复成8×8数据矩阵并进行进一步解码, 之后将图像颜色系统向RGB转换, 最后排列整合解码数据, 将其排列成完整的图像[6]。Matlab软件对图像处理的功能是非常强大的, Labview软件的界面美观, 控制容易。Labview具有与Matlab软件的接口功能, 将Matlab编写的解压程序调用到Labview中, 使整个过程简便容易。
4.2远程监控界面
远程监控的目的是在上位端实现对前台图像的监视和控制, 他是整个系统用户应用中心。在远程监控界面上用户可以控制监控的启停、监视前台采集的图像和图像的回放等, 远程监控界面如图6所示。
5结论
本文设计的基于ARM和嵌入式实时操作系统的远程图像控制系统, 采用模块化和集成化的设计思想, 系统的各个子模块相对独一构成一个完整的体系。系统的前端采集和处理器体积小巧, 电路连接简单, 移植嵌入式操作系统, 有利于为后续开发, 而且采用无线传输, 实现不定点的图像采集和远程的监控。因此, 它具有很好的工程实用价值和良好的发展应用前景。
参考文献
[1]严丽平, 甘岚.基于嵌入式平台的图像处理系统的制备.微计算机信息, 2008;12 (3) :307—309
[2]黄倩, 闵华松.基于ARM的移动视频监控系统.现代电子技术, 2010; (1) :148—151
[3]王鸿磊, 张雪松, 徐钊.嵌入式平台远程无线监测系统设计与实现.化工自动化及仪表, 2010;37 (5) :82—84
[4]许志飞, 姚正林.基于ARM的远程视频监控系统的设计.微计算机信息 (嵌入式SOC) , 2010;26 (9) :105—106
[5]王剑峰.基于ARM嵌入式系统的USB实现技术研究.青岛:青岛科技大学研究生学位论文, 2006
远程红外图像系统设计 篇8
红外成像系统接收目标发出并能成像的红外波段射线, 通过红外探测器将光信号转变为电信号, 电信号再转换为能通过卫星传输的微波信号并通过卫星传输到接收端, 卫星信号接收器接收时实信号并转换为可视图象。
远程红外系统由以下三大部分组成:
(1) 红外图像成像系统;
(2) 红外图象发送系统;
(3) 图象接受系统。
2、远程红外系统的设计
红外光学系统设计:系统选用320×240多晶硅探测器, 像元大小是25μm。像面大小是8×6mm, 像面对角线10mm。根据总体要求:7.5°;这样光学系统的焦距:75mm。
根据以上指标光学系统设计方案如下:波长:8~14μm;视场:7.6°;探测器:多晶硅320×240, 25μm;焦距:75mm;F数:1。
按上述光学要求及结构要求, 为减少空间尺寸, 光学系统设计如图一所示:
3、电气接口与操作要求
(1) 具有图像调整、分划调整的按键操作;
(2) 所有操作可通过RS442通讯实现。
4、电气设计
4.1 设置5个按键
(1) 触发菜单, 移动光标;
(2) 减少, 调焦近方向;
(3) 增加, 调焦远方向;
(4) 校正背景, 档片动作, 退出菜单;
(5) 触发分划线菜单。
4.2 M键触发的菜单
在图像的最下方
自动/手动对比度XXX亮度XXX放大1/2热白/热黑
4.3 M键操作
按M键, 跳出菜单, 光标处在第一项, 再按M键, 光标向右移动一项, 当在最后一项时, 再按M键, 菜单重回第一项。
菜单每一项显示的文字, 都为系统当前的数字和状态。
4.4 D键操作
在出现的菜单情况下:在出现光标的位置, 按D键:自动→手动;对比度或亮度减少1;放大为1, 极性为热黑。
在无菜单操作情况下:按D键:调焦向近方向, 按一次动一步, 按住不放连续调焦, 松开后停止调焦。
4.5 U键操作
在出现菜单的情况下:在出现光标的位置按U键:手动→自动;对比度或亮度增加1;放大为2, 极性为热白。
在无菜单操作情况下:按U键:向远处调焦, 按一次动一次, 连续按住, 连续调焦, 松开后停止调焦。
4.6 C键操作
在无菜单情况下, 按C键, 档片动作一次, 校验一次。
在有菜单情况下, 按C键退出菜单。
4.7 F键操作
在无主菜单情况下, 按F键, 跳出分划线菜单:
分划线显示取消X:XXX Y:XXX白黑退出
光标在第一项, 按M键, 移动光标位置。
在光标的位置按D键:在第1项分划线取消, 在X或Y项减少数值1, 在第4项分划线变为黑色, 第5项, 退出分划线菜单。
在光标的位置按U键:在第1项分划线变为显示, 在X或Y项增加数值1, 在第4项分划线变为白色, 第5项, 退出菜单并保存坐标的值。
在有主菜单的情况下, 按F键不起作用。
4.9 说明
(1) 跳出后, 30秒无键操作, 菜单自动消失。
(2) 单消失后, 所有设置自动保存, 下次菜单启动时显示上次的设置。
4.1 0 通讯协议
波特率9600, 1起始位, 8数据位, 1停止位。无奇偶校验, LSB先发送。
采用ASCII模式, 每一帧的格式为:
起始码地址码功能代码数据LRC校验结束符:2个字符2个字符2个字符2个字符ODOA对于热像仪:
数据可以取00 (约定一个字节) ;
地址可以由客户设定 (一个字节) ;
功能代码 (一个字节) 。
当热像仪收到正确的命令后, 即返回一个原来的命令, 若有命令错误, 则在返回命令中, 功能代码的最高位设1。每一帧的数据都由十六进制, ASCII字符:0, 1, 2, ……9, A, B, ……F组成。
5、通讯设计
根据卫星信号要求设计。
6、结构设计
图像监控系统 篇9
随着计算机网络技术和数字视频通讯技术的发展, 为无人值班变电站实现远程图像监控系统提供了技术支撑。该系统为电网管理人员长上一只“千里眼”, 使原有“四遥”不涉及的变电站环境 (如防盗、防火、防爆、防渍、防水汽泄漏等) 监控内容尽收眼底。加上原有的“四遥”系统的普遍应用, 使得变电站实现了真正意义上的无人值守, 从而实现减员增效, 并可逐步实现电网的可视化监控和调度, 使电网运行更为安全、可靠。
1 设计思想
遥视系统主要是把变电站现场的监视图像、声音、报警信号和各种设备的数据进行采集处理, 采用先进的图像编解码压缩技术和传输技术, 将设备监控、图像采集、闭路监视、图像监视预报联动和视频图像等功能集于一体的综合自动化系统。
设计时, 应充分考虑各个变电站的具体情况, 建立在高起点的技术之上, 按无人值班方案进行设计。 (1) 系统能满足无人值班变电站的要求, 具有高度的可靠性和工作的连续性, 可以24小时连续监控数十个变电站。 (2) 系统具有多画面视窗, 1~25个画面任意分割方式;图像清晰, 画面流畅, 彻底杜绝马赛克、图像边沿锯齿及拖动现象。
2 主要功能
变电站的遥视系统, 主要完成对变电站环境空间的安全防范监控, 可以对必要生产设备实现可视化管理甚至校验。同时具备集中性和远程性 (即一个监控中心至少同时管理十几个甚至上百个变电站, 并且不受距离的限制) 。根据变电站遥视系统所承担的任务, 将其分为两大功能。
2.1 安全防范功能
保障变电站空间范围内的建筑、设备的安全, 及时发现火警、盗警, 并启动报警装置。 (1) 在围墙四周、大门等处安装摄像头、红外线对射探头, 监视盗贼非法闯入。 (2) 在建筑物门窗安装报警探头, 如门磁、红外、玻璃破碎探测器。 (3) 重点部位摄像机的安装, 起到24小时不间断视频监控, 可报警。 (4) 在高压室和主控室等地点装设一批烟感或温感探头。当探头感测到烟雾、高温时, 就会向后台发出告警信息, 同时启动切换摄像机画面, 并记录下当时现场的情况。 (5) 灯光及智能化设备的控制, 为使工业电视监视系统在晚上仍能发挥作用, 变电站的灯光应具有定时开关或远方控制的功能;而一些智能化的设备, 如探头、门禁等也可做到远方控制。
2.2 监视功能
保障变电站设备的正常运行, 对变电站存在大量的常规表计和室内外设备进行直观监视, 并对事故报警进行自动录像, 以及突发事件时与主站的声像通信。 (1) 通过摄像机、灯光联动, 监视主变压器、断路器、电压互感器、电流互感器、高压室开关、主控室的电源盘及控制盘盘面等重要设备, 监视场地和高压配电设备的运行状态, 实现对一、二次设备及其运行情况的监视, 如主变压器、开关是否有外部损伤, 主变压器油位及控制盘上的表头、灯光信号是否正常等。 (2) 对重要节点、接头进行自动温度监测非常重要, 防止电力设备过热。 (3) 通过图像监视结合远程和本地人员操作经验的优势, 避免误操作。 (4) 操作隔离开关位置的视频监视。 (5) 配合其他系统 (如变电站综合自动化系统等) 的工作。
3 通道需求
变电站实施无人值班有无可靠的通信通道至关重要。影响通信可靠性的因素主要来自信道本身的质量和环境造成的影响。因此, 在进行通信系统设计时, 不仅要选择通信质量好的信道, 而且要抗电晕、闪电、间隙、噪音、其他无线电发射及50Hz工频电磁场干扰能力。另外, 变电站的停电和在故障时的通信能力也是影响通信可靠性的一个重要因素。所以, 在进行无人值班变电站的通信设计时, 必须考虑当变电站停电和故障时, 能继续保持通信的手段。此外, 在有条件的地方, 无人值班变电站可设2个独立的通道互为备用。
对于通信方式和设备的选择应适当超前考虑, 既要考虑它的先进性和可靠性, 又要考虑当地的经济现状和发展前景, 兼顾其经济性和合理性综合考虑。安徽宿松供电公司相继建成了联接调度中心与各变电站的光纤通道, 这就为以网络为基础的遥视系统建设提供了优良条件, 利用变电站内已经形成的光纤网中的E1通道 (即2Mbit/s口) , 采用视频编解码器实现图像远程传输, 既充分利用了现有通讯资源, 又节省了一定的通道再租赁费用。
4 安装使用
安装在变电站的图像监控设备主要有:彩色摄像机、烟感报警器、红外防盗报警器、户外照明灯及当地监控主机等。该工程安装工作量大、难度系数高、危险性强, 安装地点主要在变电站的主控室、开关室、电容器室、电缆层以及户外设备区、大门口等重要监控点上。因此系统的日常安装调试工作也相对比较困难, 如设备安装时必须考虑带电安全距离, 防止由于高压带电设备对图像设备放电而带来的安全隐患等, 还要做好切实的防雷接地及抗干扰等工作。以某公司为例, 安装在变电站的图像设备其控制、视频等线路都进行了过压保护措施, 如采用光电隔离器等。遥视系统服务器一般建立在监控中心, 它主要完成用户管理;变电站、摄像机分组;遥控优先级设置和调度。在调度所和监控中心方便地建立了数个监控终端。在供电公司局域网上也为公司领导和相关部室建立了分控终端。这些监控终端无须专门微机和敷设视频与控制电缆, 所用界面为标准的互联网浏览器。同时还将系统嵌入到供电公司的主页内, 只要是授权用户就可以方便地访问。经过使用, 发现这套软件系统运行稳定, 功能较强, 用户界面友好易用。由于采用了web技术和标准, 用户访问的便捷性和允许独立并发访问是其它类似功能系统所不具备的。在标准上与MIS等其它系统兼容, 也符合行业信息系统未来的标准。
5 运行效果
图像监控系统 篇10
在国民经济飞速发展的环境下, 电力企业的变电站自动化技术也不断完善, 电力企业为了提高劳动生产率, 对变电站实施了无人值守模式[1]。
随着电力系统管理体制的深化改革, 图像监控系统已经成为电网安全生产运行不可缺少的技术支持手段之一[2]。随着无人值守变电站以及变电运行集控中心等运行模式的发展, 图像监控系统的重要性更加突出。图像监控技术的使用提高了电网监控人员对系统设备运行状况的了解, 使电网生产的自动维护、管理水平有较大地提高, 可以随时对变电站的重点部位进行监控和监视, 以便能够实时地掌握各变电站的安全运行情况, 及时对发生的情况做出反应[3,4]。
1研究背景
变电站的主要信息上传到远方控制中心, 值班人员在远方控制中心即可对变电站的各类电气设备进行监视, 即对远方变电站遥测、遥信、遥控、遥调的“四遥”功能[5]。但是, 由于各种原因, 这种 “四遥”系统不能对变电站设备非电气量参数、环境以及设备外观进行监控 ( 如控制室、开关室的运行情况, 变电站防火、防盗、防爆、防泄漏等情况) , 只能靠定期巡视来完成。为此, 变电站图像监控系统应运而生, 它是对“四遥”的进一步补充和完善, 被行业称为“第五遥”, 即: 遥视。而图像监控系统故障的及时发现、及时处理也成了维持变电站电气设备安全运行的重要保障[6,7]。
变电站图像监控系统主要由图像监控网络管理系统、网络摄像机、存储服务器、交换机及相关基础设施组成[8,9,10], 总体结构如图1所示。嘉兴电力公司变电站图像监控系统共有142个前端监控站点, 属于中等规模视频监控系统。
嘉兴电力公司变电站图像监控系统由变电站图像监控前端系统, 通过电力系统专用网络实现各个变电站的视频图像远程传输。前端系统按数字网络方式进行建设, 直接接入以太网, 对于部分无法接入以太网的变电站, 则通过网桥接入E1网络。
该系统采用低码率的、符合电网远程实时视频监控需求的国际标准进行视频流编解码和视频存储记录。系统所要 求的编解 码标准优 先采用H. 264格式, 音频压缩标准采用A律PCM解码器或G. 729. 1。视频质量应满足系统的远程监视要求, 不受外界影响导致视频彩色失真、视频漂移, 视频分辨率达到4CIF格式 ( 704 ×576) , 并能根据网络情况自动调整流量, 提供最大限度的图像清晰度。
后端主控中心设立1台网络存储设备。以太网中的计算机通过安装网络视频监控软件客户端程序, 可实现远距离、大范围的实时视频监控、录像回放、报警控制与联动等功能, 组网方式十分的灵活。
嘉兴电力公司变电站图像监控系统于2012年4月份建设完成, 并投入使用。
2系统应用情况及存在的问题
嘉兴电力公司变电站图像监控系统自投入运行以来, 系统总体运行平稳。监控范围较全面、图像清晰、数据存储及查询检索均较方便。
图像监控系统客户端的操作控制平台如图2所示。该系统具有友好的操作界面方便用户操作, 通过对平台的操作, 可以方便地控制摄像机的全方位的操作、录像操作、多画面显示、图片检索、电子地图等功能, 还可以设置启动轮巡、灯光控制、摄像机预置位和语音对讲等功能。
然而, 通过对系统近半年的运行情况统计, 发现由于网络控制接口的问题, 整个系统每个月均会有多个网络摄像机因故障需要维护, 这些故障的摄像机分布在多个变电站。2012年7 ~ 12月系统故障统计表如表1所示。由表1中可以看出系统故障大多是由于摄像机故障引起的。
从监控客户端发现网络摄像机的故障到进变电站对摄像机进行维护, 需要进行车辆的调动、安排维护人员现场处理, 维护时间长。维护1个变电站图像监控系统的网络摄像机需要处理的主要工作包括摄像机电源、摄像机IP地址、摄像机维护等。处理1个变电站的摄像机故障的平均时间表如表2所示。
由表2可知, 维护1个变电站的摄像机平均需要228min, 其中大量的时间花在摄像机故障的发现、摄像机维护处理和道路交通上。
3摄像机故障原因分析及对策设计
根椐近半年的维护情况发现, 摄像机故障原因基本是摄像机网络控制板死机造成的, 而这类故障只需对摄像机进行电源重启就能解决。但按照传统的维护方法需要前往现场进行核对查看, 影响了对摄像机的快速判断和维护。提高对摄像机的故障判断, 快速处理摄像机故障, 提高图像监控的运行效率, 降低监控检修人员的劳动强度是关键所在。
针对维护摄像机费时较长的问题, 通过对现状分析, 发现如下问题:
1 ) 在图像监控系统故障处理过程中, 主要的故障处理时间集中在通过监控软件发现故障 、 道路交通和维护摄像机上 。
2) 摄像机故障原因基本是摄像机内部程序死机, 而处理这些故障都需要去现场做电源重启处理。
3) 如果有一种新的方法或新的技术手段, 能尽早发现摄像机故障, 并大量减少维护摄像机的处理时间, 就能大大缩短整个图像监控系统故障处理工作时间。
通过半年的统计和以上分析, 确定可以通过修改完善客户端软件, 尽早发现摄像机故障, 在控制中心主站就能初步判定摄像机故障是内部程序死机还是故障, 并采取技术手段, 对内部程序死机的故障进行远程处理, 节省道路交通时间, 从而缩短摄像机故障处理时间。
4实施情况
4.1采用配置客户端方法
针对原因分析中通过图像监控软件客户端程序发现摄像机故障的处理。在原客户端软件中, 查找故障的摄像机只能在客户端软件的设备列表树目录中 ( 见图3) , 通过点击变电站站点的摄像机逐个查找, 故障摄像机查找时间较长, 无法通过客户端软件较快地找到有故障的摄像机。
通过对客户端软件的分析发现, 在客户端软件的数据库中, 增加视频丢失告警的配置 ( 见图4) , 当摄像机视频在客户端中丢失时, 在客户端的设备列表树目录中出现中断的告警信息, 只要在客户端的设备列表树目录中, 点击变电站站点, 就可以看到这个变电站的摄像机告警信息, 不再需要逐个查看摄像机, 大大缩短查找故障摄像机的时间。
4.2采用远程法处理摄像机死机
通过技术手段实现远程处理内部程序死机的摄像机故障。变电站图像监控摄像机在白天或光线足够的环境下, 可以捕捉到清晰的图像, 但在夜间或光线不足的条件下, 则无法监视到清晰的图像, 为此, 必须增加灯光照明设备并进行远方灯光控制, 使照明灯光可以通过远程控制。
经筛选, 最终选用型号为DH-LC0804的灯光控制器 ( 见图5) , 出厂参数如下。
1) 继电器开关。最大支持继电器开关8个; 最大支持带电源继电器开关6个; 继电器最大触点电流10A; 继电器最大支持功率第1 ~ 6路最大支持1000W, 后两路由于是外部供电, 故功率最大能承受1500W。
2) 485接口。接囗数量1个; 最远通讯距离1200m ; 差分输入范围 - 7 ~ + 12V ; 接收器输入阻抗≥12kΩ; 接收器输入灵敏度 ± 200m V。
3) 电源线。最大支持电流20A ; 最大支持功率4000W 。
灯光控制器控制摄像机电源原理如图6所示。 利用摄像机的485控制线控制灯光控制回路的常闭继电器, 当球机发开灯命令时, 继电器变成常开。 一组摄像机的电源断电。
当球机发关灯命令时, 继电器已变为常闭, 本组摄像机全部重启, 重启后恢复正常的摄像机, 死机故障得以远程排除。
5应用情况及对比分析
2013年5 ~ 6月, 嘉兴电力局对原图像监控系统软硬件的改造后, 经过半年的运行, 统计了维护1座变电站2种方法时间对比, 如表3所示。
min
通过表3可以发现, 经过改造后的图像监控系统处理1座变电站摄像机故障的时间比原来平均缩短了200min。主要是省去了道路交通的时间和对摄像机的现场维护的时间。
在经过改造后的嘉兴电力局变电站图像监控系统中, 监控检修人员只要在局端客户端软件上就能快速查找有故障的摄像机, 并实时处理绝大部分摄像机死机故障, 同时可以区分发生其他故障的摄像机, 对前去处理其他故障预先有了充分的准备, 有效地缩短图像监控摄像机故障处理时间 ( 见表4) 。
6效益分析
通过在嘉兴电力局实施图像监控系统摄像机故障局端判断及远程处理改造, 发现摄像机故障原因大多是摄像机内部程序死机, 复位电路故障引起的, 断电重启后就可以恢复。但改造前必须由维护人员去变电站现场处理。经改造后, 通过图像监控系统客户端平台上的灯光按钮, 控制灯光控制器的多余的节点, 利用摄像机的485控制灯光控制回路, 在局端远程就能控制摄像机的电源通断。通过图像监控客户端对摄像机电源进行远程重启, 省去往返变电站的交通时间和在变电站对摄像机进行各种具体维护所需的时间, 有效地提高了系统维护的工作效率, 大大减轻了维修人员的劳动强度, 提高了图像监控系统的运行效率及变电站自动化水平。
目前, 嘉兴电力公司已经完成3座500k V变电站、24座220k V变电站、105座110k V变电站、 10座35k V变电站的改造工作。按照摄像机平均故障率统计, 改造后, 完成1座变电站图像监控维护可以平碷节约时间200min, 全年共节约时间约28400min, 相当于59个工作日, 每个维护工作日平均需要2人和1个车次。按照每人日平均工资300元, 1个车次日平均费用400元, 总维修工作日费用1000元计算, 每年降低 维修成本 约59 × 1000 = 59000元。通过本次改造, 节约了维护图像监控系统的费用, 给企业带来了明显的经济效益。
7结语
嘉兴电力局通过对无人值班变电站图像监控系统项目的改造, 使变电站自动化水平又上了一个新的台阶。远程图像监控系统运行稳定、可靠、信息准确, 图像监控系统的远程巡视、远程核查、安防报警和多媒体交互等功能, 提高了变电站的防事故、防误操作、防盗、防火能力, 使值班人员和相关领导能及时准确地了解无人值班变电站的现场情况, 对操作情况进行全过程的监视和核对, 对重点区域进行全方位的防盗防火预警, 为工作人员提供了一种很好的辅助工具, 从而大大降低了无人值班变电站的日常巡视、检修等费用, 产生了良好的社会效益和经济效益, 具有很高的推广价值。
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图像监控系统 篇11
【关键词】医学图像；通信系统；数字化诊断
在数字化诊断技术的广泛应用上，产生更多医学图像，为提高各类医学图像资料的应用效果，应做好对医学图像存储与通信系统应用方式的研究。系统主要利用临床医学、数字化影响技术、计算机信息技术以及影像分析技术等，实现了由医学图像资料向计算机可以处理的数字形式的转变，并且可以利用计算机与网络通讯设备来完成各类影响资料的收集、存储、管理以及应用，达到共享信息的目的。
一、医学图像存储与通信系统结构分析
1.硬件结构
1.1影像采集。硬件系统主要完成对各类医学影像数据的收集、管理以及应用，对于采集设备其主要功能就是获取各类信息数据，如CT、CR、ECT、内镜、核磁共振以及超声波成像等[1]。现在所应用的数字化影像设备可以直接从各类医学仪器上完成影像数据的采集，并且可以将非DICOM标准格式转换为DICOM格式。
1.2影像存储。对于医疗行为中所产生的各类图像，可以通过服务器、磁盘列阵等对其进行存储管理。因为系统中应用计算机技术与网络技术，对各类影像数据的存储可以直接上传到数据库中，可以更方便的实现数据的共享。其中，系统所应用的网络设备主要包括高度宽带网络系统，以及存储区域网络等。
1.3显示设备。系统中所应用的显示设备，必须能够满足各类影像数据的显现需求，同时可以保证医疗诊断图像的有效处理，为后续医疗活动提供更充分有效的数据支持。
2.软件结构
2.1影像归档。以系统数据等级为依据对各类影像数据进行登记划分，并做好系统存储设备的管理，并将近期需要使用的影像数据上传到在线设备上，其余暂时不用的则可以上传到离线或者移动存储设备上[2]。另外，还应结合医生实际应用需求，将各类所需数据资料上传到客户端，在对病人病情进行分析研究时，可以更快速的完成对信息的调取与应用，提高信息应用效率。
2.2数据库。日常医学工作会产生大量影像数据信息，要想完全完成所有信息数据的管理，必须要对系统配置图形数据传输、图像处理以及数据库管理软件，不但可以将各类医疗图像与诊断报告等数据资料上传到系统数据库中，同时系统服务器还可以实现对各类数据的分类整理，最终将其上传到相应的存储介质中，并以满足实际需求为目的，实现不同介质之间信息的交换与转存。
2.3系统管理。系统设计应满足群集与服务器的分级管理，支持不同系统之间数据的交换与互联，并且可以同时完成对多个系统的协调性指挥与控制，按照设计工作流程完成对整个工作站的管理。
2.4处理应用。系统还应对各类影像数据进行格式转化或者压缩处理，并且要求在医生客户端能够实现对病人影像资料的显示与基本处理，如影像回放、多切面重建、三维重建以及出据诊断报告等。另外，对于系统来说，医生查询与应用的所有影像数据信息必须是实时的，应将显示时间控制在2s范围内。
二、医学影像存储与通信系统实际应用分析
1.医学影像数据采集
随着DICOM标准的逐步应用，可以将可以以直接或者间接的方式，将医疗行为产生的图像转换成系统可以存储与处理的数字化形式。以下三个方面阐述了DICOM是医学影像数据交换的主要标准，第一：定义了图像通过点对点、网络方式、文件方式等进行交换的方法和规范；第二：定义了病人信息以及相关病人图像参数和格式信息；第三：所有医疗图像、诊断报告等数据的收集、整理以及存储等行为都可以利用计算机来实现，其中图像数据资料的采集處理主要就是利用图像采集卡完成设备模拟视频信号与数据信号的转变，最终可以通过软件完成数字信号的接收并形成图像信息，并且使用专业化图像采集设备进行数字化处理后采集[3]。
2.影像数据存储与管理
医院所应用系统的存储模式和管理流程主要分为在线、近线和离线存储以及管理等类型。在具体是规划系统时，保证系统提供商可以对医疗图像数据存储管理各类模式间的迁移过程，就维护与控制等方面提供自动执行以及管理能力。并且要求系统可以实现对超大规模数据库管理系统的控制，完全实现对数据库内所有图像资料的管理与应用。必须要求其有能力处理超大数据的运转，传统的实践表明，在医院中每天都会生出医学图像会非常多来增加进系统的数据库中。目前，系统数据通常要分级存储，即：对于常用数据保存3-6个月的影像资料，并存储在在线设备中；过期数据保存在近线设备或者离线设备，保存时限为5年之内；保存超过5年的影像资料在离线设备中保存。随着存储上设备的日益小型化、大容量化，图像保存的相应成本逐渐降低，存储设备的空间限制在不断减少，可以在更大程度上满足系统各类图像信息的存储与控制，提高了各项图像的应用效率。
3.影像显示与处理
医学图像存储与通信系统具有较好的处理功能和人机界面，在实际应用中，满足不同操作水平医生实际应用需求。这就对系统功能的完全性有了更高的要求，保证其具有数据存储、数据查询、图像显示以及图像处理等功能，并且可以通过良好的人机界面来达到图像缩放、编辑、旋转等处理，保证可以在各方面促进医生对疾病的确诊速度与准确性，提高医院对系统的要求。
三、医学影像存储与通信系统应用所存问题
对于医学图像存储与通信系统来说，虽然目前在研究上已经取得了一定的成果，但是受开发经费影响，现在很多医院所用系统设备仍比较陈旧，缺少标准数字接口，尤其缺少可以利用网络传输医学图像的设备。对于很多医院来说，受建设规模以及自身经济等因素影响，系统设备投入力度不足，再加上医学人员计算机操作水平比较低，日常操作不规范，如果后期设备维护不到位，很容易导致设备发生故障，这样就会对医疗活动产生影响。另外，现有开发的HIS/RIS系统忽略了标准化问题，不能顺利与系统集成。从总体上来看，我国对此项系统的研究效果还比较低，仍存在各种技术问题，还需要做更进一步的研究分析。
结束语
在医疗行业信息化与数字化发展的背景下，对医学图像存储与通信系统的研究已经势在必行，需要以满足实际应用需求为目的，更进一步对存在的问题进行研究，采取有效的措施进行管理，争取不断提高其应用效果。
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作者简介
图像监控系统 篇12
对变电站而言, 图像监控正成为无人值守变电站必不可少的智能系统, 是常规的电力通信系统所不可替代的。如果能将变电站遥控、消防、防盗、报警联网系统和远程的监视有机地结合起来, 做到既可以进行环境的整体监控且具备通常的联网报警功能, 又可以进行遥控、远程监视和图像的传输等操作, 这不但能够确保变电站各系统设备可靠稳定运行, 又能将变电站的安全防范技术提高到一个新的水平, 是当前变电站监控技术研究的主要方向。而近几年来, 数字图像通讯技术和计算机网络技术的不断发展使得基于统一信息平台的图像监控系统技术越来越成熟, 其产品不管在功能上还是性能和价格方面都已处于应用普及阶段。因此, 结合我省电力企业在变电站日常运行管理中的经验和在电力信息网络方面取得的长足进步, 建立起完整的变电站图像监控系统, 已经成为可能。这个系统的建立, 也必将在我省电力行业日常工作和生产管理上发挥巨大的作用。
1 图像监控系统相关技术的发展现状
1.1 图像监控的发展历程
图像监控技术发展至今, 经历了3个阶段:
(1) 模拟阶段。监控得到的图像视频采用电缆以模拟方式传输至主机进行模拟处理。
(2) 半数字阶段。监控得到的图像视频采用电缆以模拟方式传输至硬盘录像主机 (DVR) 或多媒体控制主机进行数字处理与存贮。
(3) 全数字阶段。图像监控系统的前端图像采集设备输出即为数字信号, 并采用流媒体技术实现图像信号在网络上的多路复用传输。最后通过网络虚拟 (数字) 矩阵控制主机来实现对整个图像监控系统的信息处理和控制操作。
目前, 全数字化已经完全在图像监控系统中得到了体现, 这从根本上改变了图像监控系统信息采集、传输处理和系统控制的方式[1]。
5结语
随着电力电子技术的不断发展, FACTS技术也将不断走向成熟, 它在输配电系统的广泛应用是电力系统发展的一种必然趋势, 也是电力系统在输配电上的一次技术革新。将FACTS技术应用于兴义地区电网进行无功控制, 将会极大地改善兴义地区电网对无功需求的响应速度, 增强无功潮流的实时性和可控性, 改善兴义地区电网的电能质量。同时, 将这一新技术在本地区应用也是一项挑战与机遇并存的系统工程, 要求我们能够解放思想、与时俱进。
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1.2 图像压缩标准的选择
变电站图像监控系统最主要的功能就是实现对前端变电站的环境及实际图像进行自动监视、告警和记录 (存储) 。由于监控视频的原始数据量较大, 必须经过压缩编码后才能通过现有的通信网传输并存储到硬盘上, 所以图像压缩处理技术也是变电站图像监控系统最关键的技术之一。同时, 由于网络传输业务量将随着变电站站点数目的增加而大量增加, 如果图像压缩标准选择不当, 就会对电力系统通信网络的安全造成严重威胁。
目前, 国际上普遍采用的图像压缩标准有MJPEG、H.263、MPEG-1、MPEG-2和MPEG-4等。由于MPEG-4标准的编码基于对象, 且MPEG-4标准可以智能分配带宽, 如对用户不感兴趣的对象分配较小的带宽, 而对用户感兴趣的对象分配较大的带宽, 可以大幅度地提高在同等带宽下的图像质量。此外, MPEG-4标准还吸收了传统图像压缩技术的许多优点, 在带宽可以得到保证的情况下, 其图像质量可以达到MPEG-2 (即DVD) 的标准。因此, MPEG-4标准非常适合变电站图像监控系统的要求[1]。
2 变电站图像监控系统的配置
变电站图像监控系统主要由厂站端设备、传输通道设备和主站设备等3部分组成。
2.1 厂站端设备
厂站端设备主要由前端设备和图像编码压缩服务器组成 (包括摄像机单元、图像矩阵、控制解码器、麦克风和音箱、编解码器、报警控制设备等) 。厂站端设备在采集现场的各种图像、音频、数据等信息后, 通过编解码器进行处理, 为便于在数字通讯线路上进行输送, 需要将模拟信号数字化并压缩编码。同时, 厂站端设备还必须解码主站端传输过来的控制命令, 以获取镜头、云台等可控装置的控制信号。
变电站图像监控系统采用的摄像机主要有:黑白摄像机、一体化球型摄像机、普通彩色摄像机、一体化彩色摄像机等。不同的摄
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像机技术参数各不相同, 适用的场合也不同。黑白摄像机一般用于夜间无法安装照明设备的地区和光线不充足的地区, 其分辨率通常高于彩色摄像机;一体化球型摄像机是将摄像机、光学镜头、云台、解码驱动器以及附属的底座和防护罩集成在一个单元中, 可以支架安装或嵌入天花板吸顶安装;彩色摄像机一般用于物体的细部辨别, 特别是可以观察设备的红绿灯等情况, 其获得的信息量一般是黑白摄像机的10倍。在变电站图像监控系统中, 门厅可采用一体化彩色摄像机, 主控室、开关室、主变区及户外配电装置区宜采用一体化球型摄像机[1,2]。
2.2 传输通道
远距离传输通道是变电站和监控中心之间的桥梁, 同时也是变电站图像监控系统最关键的组成部分。变电站图像监控系统监控中心图像和数据的质量就是由传输通道的性能直接决定的。由于通信线路的带宽是有限的 (通常为2 M) , 因此必须要对图像进行压缩才能实现远程图像的实时监控。此外, 现场摄像机采集到的是模拟信号, 而模拟信号是不能直接在线路上传输的, 因此必须要先将模拟信号数字化。而一般25帧/s的彩色活动图像在数字化后约需67 Mbit/s的传输带宽, 这只有在光纤上才能实现传输, 其浪费是显而易见的。
由于E1线路传输方式是电力系统主要的传输方式, 各个远端受控变电站的监控图像和数据通过一条条各自独立的E1线路进入到分控中心和集控中心构成TCP/IP网络。远端变电站的图像压缩设备先将监控图像编码压缩并打包为IP数据包后, 通过E1线路传送至省电力公司的IP以太网, 分控中心和集控中心可以通过图像处理设备选择需要的变电站图像进行解码分析, 并送到监控中心进行处理。这种传输方式具有传输可靠性高、实时性好、图像质量高等优点。采用TCP/IP网络进行传输时, 若监测变电站数目增加, 在监控中心不需要增加相应的图像处理设备, 只需要增加变电站的前端设备, 增加了扩展的余地[2]。
2.3 主站设备
主站往往由一个或数个监控终端组成, 它们一般以分时形式完成一对一或一对多的图像监控任务。监控终端主要由视频监控终端、显示器、网络连接设备、远程监控/图像传输/硬盘录像软件等组成。此外, 有些复杂的主站设备还包括数字录像数据库服务器、报警数据库服务器, 以及大量的辅助监控终端和多个监控终端。这种构造更符合分布式 (对于监控终端来讲) 和集中式 (对于变电站来说) 的原理, 并且可以方便地建立分级监控体系, 是变电站图像监控系统未来的发展方向。
3 变电站图像监控系统的主要用途
变电站图像监控系统作为变电站的远程图像监控系统, 应具备以下一些功能:
3.1 实时图像监视
安装在各个变电站的前端摄像机可以监视目标, 同时将被监视目标的图像传输到视频监控主机, 具体来说有以下几点:
(1) 视频监控主机可对所有的接入视频信号进行24 h本地录像, 而硬盘录像保存时间不得少于30天。此外, 允许同时浏览、监控现场图像的前端摄像机应不少于5台, 且各个显示画面上应有站名、设备或地点命名、时间、日期等文字显示。
(2) 对于巡检监控, 可根据变电站设备的特点, 制定相应的巡检表。当监控人员开展日常巡检时, 只要打开巡检表, 按照操作要求, 进行巡检监控即可。此外, 由于带预置功能的一体化摄像机能预置多个监视位置的镜头和云台参数, 在使用时能方便快捷地转到相应预置点, 并自动调整好镜头的图像清晰度和变焦。因此, 非常适合用于一台摄像机需要监视多个目标点的情况。
(3) 变电站图像监控系统还应具备监视前端站点物体移动侦测和静止图像变化分析的功能。在自动检测监控图像框内有物体明显移动并有超出其动作范围的限定值之后, 应能够触发报警器报警[2,3]。
(4) 变电站图像监控系统还应配备专用红外测温装置和金属热感探测器, 这样就可以自动地进行超温检测和报警。此外, 还应安装温湿度探测器来实现对室内温度、湿度数据的采集, 一旦采集到的数据超出了预先设定好的安全警戒数值, 就应立即发出报警提示。
3.2 操作管理功能
(1) 变电站图像监控系统还应具有完备的录像功能。而在录像资料管理方面, 应实现录像资料自动管理, 无需人工干预。
(2) 应实现对前端云台和摄像机的控制, 如上、下、左、右转动, 可遥控摄像头远、近变焦等操作, 以满足监控终端对变电站即时监控图像的“即点即现”功能。
(3) 应能通过安装客户端软件远方登录或利用WEB浏览器远方登录查看前端图像监视信号, 但若要进行远方控制则必须要取得授权[3]。
3.3 警视联动功能
当出现报警 (火灾、非法入侵等) 事件时, 变电站图像监控系统应自动与现场照明灯光、警笛等相关设备进行联动, 将能够控制的摄像机和云台自动转到报警点。此外, 还应自动触发变电站现场的录像机进行录像。若变电站内部照明不足或无照明时, 应人工遥控开启室内和室外场区照明设施, 以增加变电站内部的光线强度, 确保监控摄像头的正常有效运行。
4 结语
电力系统安全运行是电网管理实现现代化的立足点, 在“四遥”的基础上增加“遥视”功能, 建立起变电站的图像监控系统, 不仅可以在监控终端的计算机上实时监控远程变电站设备的运行和操作的执行情况, 还能预判故障的发生、迅速排除故障、处理突发事件。此外, 变电站图像监控系统融合了视频监控和现场环境数据采集2大功能与任务, 采用光纤、数字微波、网络或无线扩频等优质信道带宽和信道, 可以将变电站的视频监测、环境监测、防盗报警和消防系统等原本独立的系统有机地结合在一起, 不但降低了变电站综合监控系统的成本, 还能使监控系统更加有效, 更有力地保障了电力系统的安全运行。
摘要：首先介绍了图像监控系统相关技术的发展现状, 在此基础上, 重点分析了变电站图像监控系统的配置, 主要包括厂站端设备、传输通道设备和主站设备3个组成部分, 最后阐述了变电站图像监控系统的主要用途。
关键词：图像监控,MPEG-4,警视联动
参考文献
[1]袁荣湘, 涂晓平.变电站远程图像监控系统的功能与组网探讨[J].电力系统及其自动化学报, 2003, 24 (9) :55～58
[2]梅鲁海.基于SIP的新型变电站视频监控系统设计[J].电力系统自动化, 2010, 34 (3) :66～69