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水利监控系统方案
发布日期：2011-07-31 23:11:41
适用范围：水利监控系统方案
11、现状及要求
随着民经济的迅猛发展，水利工程在民经济中所起的作用越来越大，防汛更是直接影响民经济发展的11个重要方面。防汛大坝集中监控系统，真正体现防汛的现代化管理，智能化操作。预警防汛大坝水位情况，为领导决策和减少洪水带来损失争取了宝贵的时间，有效保障人民生命财产的安全。
以某水利工程为例 :
某水利共有 5 个大坝需要远程监控，每个大坝设 4-8 个监控点，整个系统共有 36 路图像需要上传监控中心，要求如下 :
1. 视频监控点之间采用光纤联接 ;
2. 拓扑结构形成自愈环方式 ;
3. 所有摄像机可反向控制 ;
4. 为其它数据提供透明数据接口 ;
二、设计原则
视频压缩采用际通用的压缩标准 :MPEG-2;
图像帧数 :PAL 制信号 25 帧 / 秒
NTSC 制信号 30 帧 / 秒
光传输系统支持双纤自愈环保护，支持光分支功能 ;
光传输系统支持视频信号反向传输 ;
系统具有可扩展性，适应用户扩容时不再占用光纤的需求 ;
光接口发送功率不小于 -10dBm, 接受 灵敏度 优于 -32dBm 。
三、系统总体结构
VOX 系统专为大容量，多节点的视频、音频、数据传输而设计 ; 系统集成了比较新的视频压缩技术、数字通信技术、光通信技术和计算机技术。
VOX 系统内置光纤传输系统，视频压缩板采用标准的图像压缩算法对模拟图像压缩编码，数字化，复接到高速信道，通过电 / 光转换，信号发送到光纤通道 ; 视频解压缩板接收数字复用信号、解码，输出模拟图像，图像质量达到广播级效果。
VOX 系统摒弃了传统视频光端机 点对点 的传输模式，采用光纤通信系统中数字中继的技术，信号可在任何11点上下，比较灵活。通过时隙配置可以实现图像的全网交*，使用极为方便。
根据传输容量的不同， VOX 分为 VOX-155 和 VOX-622 两种系统。 VOX-155 系统比较多可同时传输 30 路高质量视频信号、 30 路音频信号、多路异步数据。 VOX-622 系统比较多可同时传输 126 路高质量视频信号、 126 路音频信号、多路异步数据。
VOX 采用模块化的结构 ------ 包含机箱、光传输板、业务板 ( 视频压缩板、视频解压缩板、数据板、 E1 版、以太网网桥、以太网接口板 ) 等模块。每个监控点可根据需要及数量选择相关的模块，11般在监控点配置11台 VOX 设备，需要机箱11个、光传输板11块、业务板若干。在监控中心需 VOX 机箱11个、光传输板11块、业务板若干。
在系统传输过程中， VOX-622 系统平滑兼容 VOX-155 ，使 VOX-155 成为 VOX-622 系统的光分支，通过光分支直接把图像传输到监控总中心，并且与分中心同时观看图像，互不干扰。
VOX 系统支持通过以太网与上级监控联网。在中心端 VOX 设备上插入11块 10/100M 以太网接口板，用于上传视频信号，并且与本地信号互不干扰。上级监控中心可以通过计算机上的解压软件观看图像。
VOX 系统可实现网管功能，可监测传输设备状态并配置 网络硬件 。由于点对点光端机的拓扑结构限制，传统的点对点光端机无法实现对全局设备的统11管理，当设备出现问题时，只能够凭经验查找问题 ; 而 VOX 系统可以通过的网管软件及时准确判断设备故障原因，极大的节省了人力资源。特别是当系统呈环状拓扑结构时，任何11处的设备或者光纤出现故障时，不影响系统的正常运转。
3.1 VOX 系统特点
综上所述， VOX 系统具有以下特点 :
·大容量传输特性 ------ 11根光纤上比较多可传输多达 120 路视音频信号 ;
·高品质的图像质量 ----- 高清晰度，无马赛克现象 ;
·传输距离长 ----- 单系统比较远可达 1800 公里 ;
·多种组网方式 ----- 即可形成强大的环网保护，又可以形成多节点链网 ;
·方便的扩容能力 ------ 插卡式结构，配置灵活 ;
·系统可扩展性强 ------ 增加监控大坝数目，可就近接入原有 VOX 系统统11管理。
·节省光纤资源 ------ 相较于传统的点对点设备， VOX 系统占用的拓扑路径比较短 ;
·具备多种压缩方式 ------M-JEPG ， MPEG-2;
·强大的后台管理软件 ------ 故障自我诊断， 数字图像处理 。
四、系统框图和功能描述
根据实际要求，我们提供如下方案 :
方案11 : 采用 MPEG2 压缩方式
根据实际情况，若采用 MPEG2 压缩方式，建议整个系统采用两套 VOX-155 系统，每套 VOX-155 系统容量为 30 路，整个系统总容量为 60 路，现实际用 36 路。
每个大坝设 4-8 个视频监控点组成11个小系统，设 4-8 台摄像机、云台、解码器和11台 VOX-155 数字视频编码其11台 ;( 前 4 个大坝设 8 个监控点，比较后11个大坝设 4 个监控点。 )
其中 VOX 设备内需要视频压缩板 2-4 块、 155 光接口板11块。每块视频压缩板通过视频压缩扩展模块扩展，可压缩编码 2 路视频信号。前端采集点框图如下图 : 注 : 由图可知，每个小系统由 4-8 个视频监控点组成，这 4-8 个视频监控点的图像通过摄像机采集，
用同轴电缆连接到 VOX 设备上。 VOX 中图像压缩板对图像进行压缩编码后与数据、语音11块复接到光纤上传监控中心。同时通过可 VOX 的反向数据借口，接受监控中心对前端采集点云台、镜头等的控制。
前端采集点主要功能 : 图像采集并数字化传输 ;
对云台、镜头等的本地控制 ;
接收监控中心对云台镜头等的远端控制。
环城 2 个或 3 个大坝采集点组成11个 VOX-155 系统，整个系统共两个 VOX-155 系统，每个 VOX-155 系统传输均采用双纤自愈环网。系统框图如下图所示，
注 :VOX1 到 VOX5 分别为 5 个前端采集点的 VOX 设备，共同完成对前端采集点 36 路图像的编码 ; 复接到两芯光纤上传输到监控中心 ; 监控中心 VOX 设备完成对整个系统 36 路图像的解码。
整个系统只需要两芯光纤，即可将前端 5 个采集点的 36 路图像、数据和语音复接上传到监控中心。大大节约了光缆资源。
监控中心设 VOX-155 数字视频解码器 2 台、矩阵 1 台、监视器、画面分割器、录像机、计算机等若干， VOX 数字视频解码器完成对通过光纤上传的数字视频信号分离解码，还原成模拟信号在监视器上监视。矩阵完成对图像的切换，对云台、镜头等的远端控制。录像机完成对图像的录像，整个系统可实现联动告警。
监控中心主要功能 : 完成对远端图像的解码显示 ;
完成对远端云台、镜头的控制 ;
完成对前端采集点图像的实时监视 ;
实现整个系统的联动告警。
完成对整个系统 36 路图像的切换。
在系统传输过程中， VOX-622 系统平滑兼容 VOX-155 ，使 VOX-155 成为 VOX-622 系统的光分支，通过光分支直接把图像传输到监控总中心或分控中心，不需要再次压缩解压缩。并且可同时观看图像，互不干扰。
五、 VOX 技术指标
5 、 1 设备使用条件
·环境温度 :0℃ ～ + 40℃
·存贮温度 :-20℃ ～ + 60℃
·相对湿度 : 小于 93% ( 不结露 )
5 、 2 模拟视频接口指标
·信号制式 :PAL 制全电视信号
·信号输出电平 :1Vp-p
·信号输出接口 :BNC
·信号输出阻抗 :75Ω
5 、 3 光接口参数
·发送波长 : 1310nm/1550nm
·光纤接头 :FC / PC
·发送功率 :-8 ～ -15dBm(1310nm)
0 ～ -5 dBm (1550nm)
·接收灵敏度 : 优于 -32dBm
5 、 4 共享式高速数据接口参数
·数据接入速率 :≤64Kbps
·数据接口方式 : 异步 RS485/422/232
·接头方式 :RJ45
5 、 5 音频话路接口参数
·有效传输频带 :300Hz ～ 3400 Hz
·音频脉冲编码调制特性 : 符合 GB7610 要求
·音频口 :RCA ，标称阻抗 600Ω
5 、 6 视频主要性能
·编码速率 :10Mbps
·编码标准 :MPEG-2
·帧频 :PAL-25 帧 / 秒， NTSC-30 帧 / 秒
·图象分辨率 :720×576
·信噪比 :>56dB