依托3G网络的远程图像监控方案

摘要：为了实现施工现场的远程监控，采用了一种基于3G网络技术的总体设计方案。这种远程图像监控技术主要由前端数据采集系统、数据传输系统、控制系统、供电系统四个系统组成，目前，这项技术已经展现出巨大的市场潜力，在电力系统，水利工程、石油勘测及生产管理、交通系统都有广阔的应用前景。

关键词：3G网络远程监控远程图像

中图分类号：F224.33中图分类号：文献标识码： A 文章编号：

一、需求：

施工型企业提高对工程质量、安全和文明施工的管理水平，有效途径就是实现施工现场的监控系统的智能化和信息化。但是目前大多数能源、交通等行业的基础建设工地位于野外，施工环境条件恶劣，实现智能化、信息化管理常用的有线信息网络无法覆盖施工现场，因为各施工点分散而且地处荒郊，敷设信息线缆的性价比低，同时供电无法保障。为了解决这一难题，通过不断试验，进行改进，成功实现一套实用可靠，维护简单的依托3G网络实现远程图像监控方案。方案依托目前已遍布城乡的3G网络，将施工现场的实时图像、视频传送到远端后方基地，汇入信息系统进行分析、管理。

二、方案技术要点：

本方案由四个部分组成：前端数据采集系统、数据传输系统、控制系统、供电系统。前端数据采集系统主要包括安装在各个工地上的摄像机；数据传输系统包含3G EVDO/WCDMA/ TD-SCDMA无线网络、Internet网；控制系统包含终端显示设备、存储设备、短信控制器等；供电系统就是太阳能发电板及蓄电池。为了设备可靠工作，方便维护，将数据传输系统、控制系统和供电系统中的蓄电池等设备，装入一个防水又能散热的铁质设备箱中。这全套四部分的设备都装到一根可放倒和立起的管架上，从高处对施工现场进行俯瞰监控。

方案结构示意图：

三、方案的技术特点：

施工现场摄像头采集到的图片、视频，送到无线图像终端，经过图像压缩编码后，通过3G （EVDO/WCDMA/TD-SCDMA）无线网络、internet网送到指定IP的图像服务器，在监控中心或者指定客户端上进行浏览。具体为，通过远程数据图像采集器从CCD摄像机采集模拟图像信号，然后把图像数据进行编码和压缩成为图像数据。最后利用3G EVDO/WCDMA/ TD-SCDMA无线传输模块将图片及现场数据以IP包的方式发送到图像数据监控服务器。图像数据监控服务器和图像数据监控客户端分别是装有微软windows操作系统的PC机，它们都连接在互连的Internet网络上，由于远程数据图像采集器没有固定的IP地址，所以客户端主动去浏览监控图像是通过服务器来中转的。监控中心通过图像数据监控客户端实时浏览观测各监控点的现场情况，维护监控人员通过从现场发送来的图片进行分析，如出现异常的预警信息，即立刻做出相应的应急处理，以确保施工现场的安全运行。

四、方案的技术实用性：

1、系统高稳定性。所有器件采用工业级、低功耗、高稳定性的ARM嵌入式处理器设计，保证设备长时间正常运转。

2、3G网络有多重保障。系统可采用WCDMA、3G-EVDO、TD-SCDMA等成熟运营商的3G网络，保证工程现场的网络信号覆盖。

3、系统操控性高。系统可通过定时、GSM短信、手机振铃三种方式控制图像传回服务器，减少人工干预。

4、节省网络流量，所有采集的图像都经压缩处理后才传输，每张图像约300KB。视频每小时流量按灰度400线清晰度计量在60M左右。

5、自主电源系统提供高保障性。本系统的采集、传输系统均采用12V直流独立供电。无需另外架设供电，便捷。采用太阳能电池板充电。保证供电的持续性，可长期在野外使用。五、方案的经济性：

1、设备购置成本低。系统采用市场上成熟的产品，并且都是工业化大规模生产的标准化通用型产品，价格低廉。

2、使用成本低。可以选用现有的所有运营商的3G网络，并灵活配备流量套餐，最大限度节约网络流量。

3、施工与维护费用低。系统以模块化集成，并且都可在后方组装进行调试，各组件拆卸方便，运送到工地后组装十分简易，节省大量人工。

六、方案的应用领域：

该方案针对野外施工现场的条件，提供了一种实用可靠，经济简便的远程图像监控方案。在电力系统、石油勘测与生产管理、水利工程、交通运输等领域都可很好的应用。

1、在电力系统的应用

电力系统的图像中心主要实现对变电站的远程实行监控，对于那些危险系数较高的位置的保安、消防、温度检测、湿度检测等工作进行信息的采集；还要能够通过远程系统实现视频会议的召开；可以与电力系统的其他单位进行图像交换与传输；还要在无人值守的变电站实现远程图像监控系统，这样就可以随时监测设备的运行情况，满足防火、防盗的要求。针对电力系统的特殊情况，其远程监控系统还应有特别的设置，例如电力设备过热，就应使远程监控系统具有设备过热检测等功能。

越来越多的供电企业在电力系统的建设中，考虑将实用型远程图像监控系统应用其中，这样不但可以节省部分的人力、物力，而且还可以实现对整个电力系统的实时监测，并能够在及时的获取电力系统运行相关数据，以此来实现对电力系统的安全控制，越来越多的供电企业将依托于3G网络的实用型远程图像监控系统作为实现电力系统自动化的手段。

2、在石油勘测与生产管理方面的应用

由于油田的油井存在着分布范围广，工作环境恶劣，现场及维护人员缺少的特点，那么，将3G网络的实用型远程图像监控系统应用于石油的勘测与生产管理方面将会有很大的实际意义。监控系统的应用不但可以将油田生产现场图像信息及时的传输到监控中心，还可以将油井的生产数据、设备的运转情况等信息通过系统传送到监控中心，将有利于生产的指挥与统一调度。

远程图像监控系统在石油勘测与生产管理方面的应用主要实现以下功能：第一，提供生产、设备运行、人员工作状态的实时监控图像；第二，将设备的有关数据、温度、湿度及其他数据及时的采集并存储；第三，当出现意外情况，可通过监控系统实现报警，并自动采取保护措施；第四，对重点生产位置具有录像功能，可以实现对重要画面信息的存储与回放。第五，可以利用视频服务器，实现对油田工作环境地形面貌检索记录，为以后的勘测工作提供依据。

3、在水利工程中的应用

大多数的水利工程存在跨越距离远、分布面积广、设备多等特点，这就为运行设备的检查也监测带来了很大的不便。当前，远程监控技术在各行各业的应用越来越广泛，依托于3G网络，可以实现对无人值守的水利设备进行监控，这种技术的使用，不但提高了监控系统的灵活性，更是提高了水利设备的监测水平，大大改善了电厂的运行环境，节省了大量的人力、财力。既提高了设备的安全又提高了经济收益。

实用型远程图像监控系统在水利工程中的应用主要体现在以下几个方面：第一，就是具有对运行设备的远程遥控功能。例如云台的转动，照明的开关等。第二，自动实现远近摄像机的切换与控制。第三，系统采用多级、多路分控，系统调用控制有优先级之分。第四，工作人员可以利用监控系统实现可视对讲，实现多点对一点，或才是一点对多点的监视功能。第五，对于图像丢失现象可以进行检测，并给出相应的提示。第六，通过对生产系统的数据进行监测，可以实现报警功能。

4、在交通运输方面的应用

由于近些年，交通运输工具数量的急剧增加，为交通管理带来了很大的压力，依托于3G网络的实用型远程图像监控系统可以实现在现有的交通设施的基础条件下，减少交通的拥挤，提高运输效率，可以实现对交通的管理与调度。可以实现对交通系统的检测、监控与调节的功能。

将远程图像监控系统应用于交通管理中，可以设计出先进的交通管理系统，实现对交通事故的实时监控、路径诱导及交通预测。可以设计出电视监控系统，实现对路况的可视监控。可以设计物流管理系统，实现对物流信息的监测等。

依托于3G网络的实用型远程图像监控系统由于其稳定性高、保障性高、可靠性高、经济适用性高等特点，在各个行业中都得到了广泛的应用，并展现出了广阔的应用前景。

参考文献：

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