组态王大型水利泵站SCADA系统解决方案

第一篇：组态王大型水利泵站SCADA系统解决方案

一、市场需求

水利是我国国民经济的支柱产业，而泵站是水利工程的重要组成部分，它们在解决洪涝灾害、干旱缺水、水环境恶化当今三大水资源问题中起着不可替代的作用，承担着区域性的防洪、除涝、灌溉、调水和供水的重任，在我国国民经济可持续发展和全面服务于小康社会的建设中，占有非常重要的地位。泵站又是为水提供势能，解决无自流条件下的排灌、供水和水资源调配问题的水的唯一人工动力来源，是解决洪涝灾害、干旱缺水、工农业生产用水和城乡居民生活用水的重要工程措施，是“生态水利”、“环境水利”、“资源水利”、“现代水利”、“可持续发展水利”的具体体现。构建泵站集控中心监控系统的目的是：

通过SCADA软件实现对泵站庞大的现场数据高性能的数据采集与监视，并且通过SCADA软件实现对各个设备的高可靠性的操控。同时将SCADA系统采集到的信息上传至泵站上一级管理单位，为上层系统实现泵站集中管理和信息化调度提供便利； 将全站泵组、电气系统、公用油、水、气系统、闸门控制系统、励磁系统及直流系统等大型复杂系统实时状态以模拟动画、视频影像、GIS信息高度集成的形式在SCADA画面上显示，形成数据模拟与视频影像、GIS系统无缝集成的监控方式。

充分利用完整的历史数据库和报警事件数据库中数据，基于所存储的历史数据方便的进行分析统计、事故分析和追忆。实现大型泵站的信息化管理。

解决目前大部分泵站自动化水平低，设备运行安全问题较突出，运行管理和技术分析受技术条件限制较大的问题，保证泵站更加安全、可靠、经济地运行。

二、解决方案 1.系统解决要点

-SCADA监控系统对设备操控的实时性、高度正确性与可靠性以及对设备操控的安全性

-对现场设备大量数据的高速数据采集，实时数据处理与展示，保证数据的实时性、准确性与完整性

-动态模拟图形与视频信息、动态趋势、报表等展示方式的高度集成-保证数据库稳定的前提下实现对大点数数据的高速历史存储-历史数据存储应具有高效的存储压缩性能-数据检索应具备快速的响应速度

-提供快捷的分析工具使操作人员可以方便地完成数据存储、查询、分析、统计计算-应支持多客户端并发访问数据而不影响系统性能 2.解决方案架构图

图1 解决方案架构图

三、产品组合

该方案使用亚控科技软件产品包括：-KingSCADA3.0全开发版-KingSCADA3.0运行版-KingHistorian3.0-KingPortal

-KingGraphic+KingCalculation+KingA&E+KingModel

四、方案分析

该方案可分为四个层次，第一层为现场控制层，主要包括现场硬件PLC、仪表等设备；第二层为SCADA监控层，包括中控室SCADA工程师站和操作员站；第三层为数据存储层，主要包括工业历史数据库服务器；第四层是数据应用层，主要包括调度分析平台、web发布服务器、大屏幕展示系统等。

1．高性能的数据采集与高可靠性的设备操控为泵站的安全稳定运行提供保证 在大型水利泵站SCADA系统中，无论是对实时数据和报警信息采集的准确性还是远程操作的可靠性都有极高的要求，因为无论是实时数据中断还是操作命令不能准确下发，都有可能影响整个系统的工作，还有可能造成严重的事故，轻者导致设备的损坏，重者会导致人身安全事故。为了保证系统采集控制的可靠性，该方案采用SCADA操作员站双机热备、双网冗余配置。

图2 冗余功能

方案中SCADA工作站中数据采集软件KingIOServer3.0与监控软件KingSCADA3.0互相独立运行，工业数据库和上层管理单位直接从KingIOServer3.0获取数据，与监控系统不产生干扰。同时KingIOServer3.0具有数据缓存功能，当与工业库或上层网络通讯异常时，KingIOServer3.0会缓存历史数据，当通讯恢复后再将数据上发，保证数据的完整性。

图3 缓存功能

2．画面信息全集成功能实现在SCADA系统上就能对现场情况一目了然 目前泵站现场工作人员主要从事现场设备操控和维护，自动化水平参差不齐并且普遍不高，所以他们所需的是一套画面生动逼真、模拟动画与视频影像和GIS系统相结合、对设备操作简便、报表曲线查询灵活方便、诊断和监视信息完善的SCADA系统。方案中采用的KingSCADA3.0软件，具有丰富的动画效果，可以把现场环境以三维立体效果展现出来。

图4 立体画面效果图

KingSCADA3.0软件的画面全集成功能能够将图形模拟动画、视频影像、GIS系统集成在同一画面显示。

图5 画面全集成

3．基于工业数据库的数据分析与应用实现泵站自动化与信息化结合的先进管理模式 大型泵站的运营管理要求实现水利水情信息、全站泵组、电气系统、公用油、水、气系统、闸门控制系统、励磁系统及直流系统设备运转操作故障等信息进行存储记录，通过所存储的历史数据可以方便生成各种值班报表、操作报表、报警报表以及日月年报表。

图6 抽水机启动流程

图7 抽水机操作记录表

通过对工业数据库中大量历史数据的分析统计，结合以往经验与分析结果总结出泵站运营管理的优化调度方案，提供事故预警机制，防患于未然。为泵站更加可靠、经济运营提供保障。

图8 预警功能

五、方案亮点

-“双机双网”保证系统安全可靠。-柔性结构，灵活部署。

-分析调度，优化性能、降低成本。

六、成功案例

-台湾新莊市中港泵站自动化监控系统-台北市玉成泵站SCADA监控系统

第二篇：天星自来水SCADA监控系统解决方案（范文模版）

天星自来水SCADA监控系统解决方案

一、概述

自来水是城市经济发展和人民生活水平最基本的保障，是保障城市繁荣发展、人民生活，以及发展国民经济必要的先决条件。我国是一个水资源极度短缺的发展中国家，随着改革开放的不断深入和发展，以及人口的不断增长，还有水资源的严重污染，水越来越成为制约我们的生活和发展的一个重要因素。因此，国家非常重视对水资源的利用和管理，合理利用水资源、节约用水成了我们当前最紧迫的任务，这也促使水工业将成为二十一世纪最有发展前景的工业。城市的发展无论是对自来水从质量上、产量上都提出了更高的要求。这些年政府将投入更多的资金治理水资源，加强水资源的管理和合理的使用。

在城市供水中，对于现代化技术的应用十分迫切。对于生产来说，实现水厂与供水调度系统自动化是保证供水安全、优质的关键，同时又是使供水生产实现科学性、高效性和合理性的有效措施；对于供水管理来说，实现供水企业内部协调一致是供水企业发展的关键，同时又是使供水企业更好地发挥供水作用、保证供水的发展的必不可少的手段。利用当今飞速发展的计算机技术、网络技术、通讯技术、工业控制等先进的技术，把我们的供水现代化生产、管理推向一个新的高度，同时也对我们提出了更加严峻的考验和更高的要求。

二、自来水SCADA监控系统软件

自来水监控SCADA系统软件是在北京天星组态软件有限公司开发生产的《天星组态软件》基础上进行二次开发而完成的。

《天星组态软件》是在PC机上开发的智能型人机接口（MMI）软件系统，它以Windows XP/WIN7/WIN8 中文平台作为其操作系统，全中文界面，并充分利用了Windows的各种便利功能。

《天星组态软件》由开发系统和运行系统组成。开发系统是《天星组态软件》的集成开发环境，软件开发者在这个环境中完成界面的设计、数据库定义、动画连接、硬件设备安装、网络配置、系统配置等。该系统具有先进完善的图形生成功能；数据库中有多种数据类型，不但能合理地抽象控制对象，而且能非常简单、方便地对数据的报警、趋势曲线、历史数据记录、安全防范等进行操作；开发者利用其丰富的图形控件和自定义图库功能，可以大大减少设计界面的时间；通过简单而实用的编程命令语言，开发者不需要编程经验就可以设计完成实际工程；方便的硬件设备安装向导和全面地支持国内国际工控底层设备，彻底实现工控现场的数据采集和监控功能。

运行系统是《天星组态软件》系统的实时运行环境，用于显示开发系统中建立的动画图形画面，并负责数据库与硬件设备的数据交换。运行系统能实时而形象地反映现场的所有参数和实际情况；通过实时数据库管理从工业控制对象采集各种数据；可把数据的变化用动画的方式形象地表示出来，同时完成实时和历史报警、历史数据记录、实时和历史趋势曲线等监控功能；可生成历史数据文件，用于追忆历史事件；灵活方便的组态式报表，可充分满足用户的各种报表需要。

自来水监控SCADA系统软件的主要特点： ● 使用方便，尤其对调度室操作员而言。

● 设置参数方便，包括站点设置、RTU设置、模拟屏设置、报警设置等极为方便。

● 扩充站点方便。

三、自来水SCADA监控主要功能描述

自来水SCADA监控系统主要由厂级站（调度室）、深井站、测压站三部分组成。

下面从全景图、厂平面分布图、配电图三个方面说明本系统的功能。

（一）全景图

功能说明：

1、查看管道直径。

2、通迅状态窗口（可视通迅状态）。

3、泵的开停（通过颜色变化、并可查看每台泵的具体参数值）。

4、实时动态显示液位。

5、主要参数值显示窗口（主参数放置可由用户任意选择）。

6、画面切换窗口（具体画面根据用户要求和屏幕限制放置）。

7、报警指示灯及报警确认。

8、停电指示：

（1）加压站通过改变底色体现。（2）水厂通过封闭管道体现。

（二）厂平面分布图

功能说明：

1、水池的液位动态显示。

2、泵的开停：通过泵变颜色、阀门指示窗口变色、管道有水流状态可同时兼有或根据用户要求选择。

3、实时参数。

4、采用不直接显示。

5、通过单击泵或阀门而显示一幅实时曲线其上兼有实时数据窗口（有层次感）或由用户要求而直接显示。

（三）配电图

功能说明：

1、高压端I、高压端II与低压端I、低压II分别有主要参数值显示框（平均电压、平均电流、平均功率、频率并有其各自分类显示）。

2、线路

①配电：线路自动变成红色并且开关自动闭合； ②无电：线路自动变成暗绿色并且开关自动断开。

3、屏幕直接显示每台泵的平均电流和平均功率并可通过点击该平均参数从而显示该泵的三相电流面切换。

第三篇：大型住宅小区监控系统解决方案

大型住宅小区监控系统解决方案

导读：为了进一步规范住宅小区智能化建设，建设部特别制定了智能化小区的等级标准，按照其要求，智能化小区必须有安全防范、信息管理、物业管理、信息网络等各子系统组成，而作为最基本的安全需求，监控系统在技防上面有着举足轻重的作用。随着近年来智能化行业的飞速发展，安防系统已由原来特殊待业，专门应用逐渐普及到各行各业。目前如果有新项目上马，“言必谈智能”可以说是现状一个真实写照。现阶段各类电子技术蓬勃发展，CPU芯片性能飙升，通信条件和速率不断革新和完善，也为新的技术推广提供最广阔的技术平台。在广东地区，目前几乎所有的新住宅楼盘都预装了楼宇对讲及监控系统，同时已经禁止安装防盗网。防盗网留下来的安全因素，将由电子系统设备（技防）和保安人员（人防）共同来完成。

为了进一步规范住宅小区智能化建设，建设部特别制定了智能化小区的等级标准，按照其要求，智能化小区必须有安全防范、信息管理、物业管理、信息网络等各子系统组成，而作为最基本的安全需求，监控系统在技防上面有着举足轻重的作用。闭路电视监控系统作为安全防范系统最基本、最重要的子系统，在各种领域里得到了广泛的应用，也是目前预防和制止犯罪最为有效的措施。它不仅可以对社区周边及内部进行全天24小时不间断实时监控，也可在事后进行某些案件回放分析，重要时也可作为呈堂证供。因此，在社区建立一套完善的闭路电视监控系统，是非常必要的。

1、主要设计原则及依据

（1）实用性和经济性。

（2）先进性和成熟性。

（3）可靠性和稳定性。

（4）安全性和保密性。

（5）可扩展性和易维护性。

本系统依据中华人民共和国公共安全行业标准、智能建筑行业标准来设计。

2、系统设计

2.1系统分析

闭路电视监控系统主要是通过电缆或光缆在闭合的环路内传输电视信号，并人摄像到图像显示独立完整的电视系统。目前，在我国各行业中广泛使用的闭路监控系统主流为硬盘录像机加视频矩阵的数模组合方式。矩阵用于监控，DVR用于模拟信号的数字存储。在选择终端设备时，客户重视图像质量还是实时性需求高，这一点在网络监控时矛盾显得特别突出，即网络传输和本地存储之间的根本区别。网络传输要求占用带宽小，实时性高，而监控的根本目的就是有清晰的存储图像，为日后查证提供第一手资料。解决这一问题的措施就是将网络传输和本地存储分开。网络传输以MPEG－4格式以获得流畅的速率和较好的图像质量，现场存储时则使用高清晰度格式的画面。即采用MPEG－4格式以获得高清晰格式的画面。即采用MPEG－4＋D1方式，这也是以后监控行业的发展方向。

所以，本系统结合了目前主流系统的优点，选择了模拟/数字集散式网络分布系统。采用现在领先的组网模式，由模拟摄像机、工控式硬盘录像机、监视器、电脑显示器、视频矩阵等设备组成，考虑到大型小区的综合作用，以光端机将各个分监控中心连接起来，并可进行网络访问控制。系统图像清晰、功能强大，操作简单且性能成熟稳定。

2.2系统配置

监控系统主要由三大部分组成：前端摄像部分、中间传输部分、终端视频处理部分。

2.2.1前端摄像机安装位置及配置

前端图像采集部分设计在小区的各类进出口（如入门大厅和停车场出入口等）、小区由部的主要走廊和公用设施（如电梯轿箱、停车场内等）、小区内人群密度较大的流动区域和集散地（如首层大堂、电梯前室等）。在这些地方安装监控探头进行现场实时监视录像，以保证小区警力可以有效地杜绝隐患或发生突发事件时可以及时处理。

（1）在小区主、次出入口设置彩色/黑白高速一体化球形摄像机，用于监视车辆及人员的进出情况。

（2）小区地下停车场出入口设置彩色高解摄像机，用于监控车辆的出入情况；停车场内部设计低照度彩色摄像机。用于监视地下停车场内的的状况。

（3）小区周界及公共区域采用高质量的彩色一体化摄像机，并与小区周界报警系统联动控制，一旦有入侵报警信号发生，摄像机将自动旋转至报警区域，自动跟踪监控，同时在监控中心，系统将自动切换报警现场画面至指定监视器，硬盘录像机进行实时监控录像。

（4）小区楼栋首层大堂安装彩色半球摄像机，因为这个地区是大楼内人群必经通路，进行监视和合理的干预对保证小区秩序和人群流动安全有积极的作用。

（5）每部电梯轿厢内键盘的对角处安装吸顶式彩色半球摄像机，作于监视和记录电梯内的实时情况，以备发生突发事件能及时得到警处理。

2.2.2现场传输传输部分就是系统图像信号、声音信号、控制信号等的通道。传统监控系统通过同轴电传输视频信号，通过2芯线传输控制信号及其他信号。现在主流的传输方式基本上是同轴电缆、光纤、双绞线、电信公用传输网络和微波等。具体选择哪种传输方式要根据自己需求和现场情况而定：图像质量、实时性、布线条件、传输距离、工程造价等。

目前电视监视控系统多半采用视频基带传输方式。如果在摄像机距离控制中心较远的情况下，也有采用射频传输方式或光纤传输方式。一般小区要求传输的距离都比较近，可采用基带传输方式，也就是75Ω的视频同轴电缆。由于模拟视频信号包括许多不同频率，频带范围达到6MHz，高频部分基本上是彩色占用。而同轴视频电缆的物理特性是对不同频率分量的信号具有不同比例的衰减量。频率低衰减小，频率高衰减大（即频率失真特性），因而传输距离越长，彩色质量明显越差，色彩变淡或是变成黑白都是常见现象。所以，同轴电缆一般传输距离最大为300～500m。如果用视频放大器，可以适当延长传输距离，但是因为它是按相同的比例放大所有的频率分量，由电缆产生的原信号各种频率分量之间比例关系的变化并没有得到有效恢复。所以也就无法补偿彩色信号的频率失真，因此并不能显著提升传输性能。

500～2000m之间的传输距离可以选用双绞线。在这段距离用同轴电缆达不到要求，而用光纤造价又太贵。选择双绞线时主要要注意两个参数；一个是分布电容要小于60PF/m，电容越大对低频信号抑制作用越强烈。另一个是双绞线对的环路电阻应小于18Ω/100m。这两全参数直接影响到传输距离以及图像的色彩。

2000m以上一般就只能使用光纤了。注意光纤传输设备的选择也很关键，一般分为数字光端机和模拟光端机两类。模拟光端机主要采用视频和控制信号的模拟调频或调幅方式。数字光端机则多采用时分复用方式或波分复方式。因为数字光端机是以光的有无来发送信号，所以，其信号衰减与距离无关。模拟光端机一般最多传输64路视音频信号。因此，在长距离多路复用传输系统中一般采用数字光端机。

对于大型小区，其周边长度可能达到几公里，因此，主干传输介质采用光纤，沿着外围监控路线布线。靠近主干网的监控点可以就近通过同轴电缆连到附近的光端机，靠近监控中心的监控点可直接联入中视频矩阵或DVR。

2.2.3监控中心

监控室调协硬盘录像机、视频矩阵、画面分割器、监视器、显示吕、远传设备（如

视频网络服务器、光端机）等设备。监控点信号回到控制室以后，将信号进行分配，其中一路通过视频矩阵后通过电视墙进行监看，中一路通过同轴电缆接入16路硬盘录像机并显示在显示器上，经过音视频还原处理，然后以不同存储格式进行硬盘录像作为记录。设计整个硬盘录像系统可以连续保存录像资料1个月，硬盘录像系统支持与回放全双工工作。

2.2.4功能

整个系统的控制采用计算机软件进行管理与控制，RS485总线控制方式，自动巡址，管理方便灵活，操作简单。根据监控点地址，可以对监控点电动镜头进得焦距调整、光圈调整、景深调整操作等，以适应不同的监控要求。

在网络可通的任何计算机上，能够实时的显示现场的图像和声音，同时可以控制云台移动和镜头焦距，可以支持多台客户机同时显示。根据每客户端登录的用户的不同权限，可以选择性的给不同用户监控不同的地点。而且对同一个监控点可以根据不同用户的优先级别来控制摄像机。

系统能与报警、门禁系统实现联网，实现联动监控。当门禁或报警系统有告警信号传上来时，监控系统能自动联动并开始录像。在特定场所进行视频移动报警设定。当有移动物体时，发出报警信号，并打开灯光，摄像机立即转到报警点，硬盘录像机开始记录重要画面的全幅视频信号，同时控制室自动弹出现场电子地图和报警位置，并将监控画面自动切换到相应的摄像机上。

这样，保安人员可以在最快速度下了解现场情况。这一系列工作都通过主机自动完成。在接收报警信号的同时，报警信号的性质也在屏幕上显示出来，记录功能可以显示报警时间及处置方案，并可打印记录。本系统具有视频追溯功能，能够记录报警发生前30S的所有动作画面，保证了日后事件处理有据可查。

系统具有视频信号检测功能，任何前端视频信号的丢失均能在任意一台监视器上显示出来。所以当有摄像机损坏后，立即会通知控制中心。系统将摄像机记录的画面全自动数字压缩保留在计算机硬盘上，硬盘录像机可以进行全实时录像、移动侦测录像告示方式录像，在以后检索时，可根据图像存储时间、日期以及镜头号进行查找和回放，亦可将所需画面以压缩或硬盘。

广泛兼容性，能与大多数智能化系统无缝集成。监控系统的控制主机可与其他弱电系统主机联网，满足系统的控制主机可与其他弱电系统主机联网，满足信息共享、协调工作的要求。通过系统集成，监控系统能作为中央管理系统一个子系统与其他系统在同一个界面上操作，实现统一集中管理。

原文出处：

第四篇：供水调度SCADA系统

供水调度SCADA系统概述

SCADA是英文Supervisory Control and Data Acquistion的缩写，意即“监视控制和数据采集系统”，该系统被广泛应用于供水、供电、燃气、油田等行业，主要功能是完成数据的采集控制和远程传输。本公司在1994年建立了供水调度SCADA系统，多年来在保障安全可靠供水、协调合理调度、保证公司利益等多方面发挥了重要的作用。

目前SCADA系统中采用的数据通信可简单分为有线和无线两大类，其中有线通信主要包括架设光缆、电缆或租用电信电话线、X.25、DDN、ADSL等，而无线则包括超短波通信、扩频通信、卫星通信、GSM 短信/GPRS通信等。在供水行业，由于各管网监控点分布范围广、数量多、距离远、个别点还地处偏僻，因此架设光缆、铺设电缆难度大、不切合实际，向电信部门租用专用电话线又要申请很多电话线，而且有些监控点线路难以到达，况且采用电话线路时需要等待漫长的电话拨号过程，速度慢，运营成本较高，总之SCADA系统采用有线通信方式建设周期长、工作难度大、运行费用高，不便于大规模使用；与之相比，无线通信方式则显得非常灵活，它具有投资较少、建设周期短、运行维护简单、性价比高等优点。在SCADA系统中，无线通信方式主要包括：超短波(230MHZ)无线数传、扩频（2.4G、5.8G）、卫星通信、GSM数字蜂窝通信系统等，其中卫星通信由于通信费用昂贵，只在一些特殊的领域下使用，未得以普及；而扩频通信技术虽然速率高，但只能在视距范围内传输，应用也受到限制。因此目前国内SCADA系统较普遍采用 230MHZ频段的数传电台作为传输信道。

采用超短波数传电台作为传输信道的是组网灵活、扩展容易、维修方便、运行费用低等优点，但由于系统工作于230MHZ且多采用普通间接调制的数传电台，这就造成系统易受外界干扰、通信速率低、误码率高、数据传送量不大、信号覆盖范围小等先天不足，这在本公司第二水厂生产数据上传到公司调度室时得到验证，目前已改为DDN专线传输方式。随着城市现代化、工业化进程的发展，传统的超短波通信方式正面临着越来越大的挑战，而GSM网络经过移动通信部门的多年建设，覆盖范围不断扩大，已成为成熟、稳定、可靠的通信网络，特别是近年来推出的短消息(SMS)、GPRS等新业务，这使得SCADA系统采用GSM网络来进行数据传输成为可能。GPRS技术的应用及分析

应用GSM网络进行数据传输从理论分析和实际应用都是切实可行的。就目前移动通信部

门提供的服务而言，可分为两种方式：①短消息（SMS），通过拨打终端号码而获取数据资料短消息；②GPRS技术，核心是通过IP转换技术进行数据传输。相比较下，采用GPRS技术更具优点和前瞻性，符合未来的通信发展方向。下面就以GPRS技术为例作说明：

2.1 GPRS原理及技术特点

GPRS是通用分组无线业务general packet radio service的英文简称，是在现有GSM系统基础上发展出来的一种新的网络业务。GPRS采用分组交换技术，每个用户可同时占用多个无线信道，同一个无线信道又可以由多个用户共享，实现资源有效的利用，从而实现高速率数据传输。GPRS支持基于标准数据通信协议的应用，可以实现与IP网、X.25网互联互通。GPRS具有全双工运作，间隙收发，永远在线，只有在收发数据才占用系统资源，计费方式以数据传输量为准等特点，由于GPRS的核心层采用IP技术，底层可使用多种传输技术，这使得它较易实现端到端的、广域的无线IP连接，以实现某种特定功能。

具备GPRS功能的移动电话或终端通过无线方式与GSM基站进行通信，随即登陆上GSM网络，但与电路交换式数据呼叫不同，GPRS分组是从基站发送到GPRS服务支持节点(SGSN)，而不是通过移动交换中心(MSC)连接到语音网络上。SGSN与GPRS网关支持节点(GGSN)进行通信；GGSN对分组数据进行相应的处理，再发送到目的网络，如因特网或X.25网络。

来自因特网标识有移动电话或终端地址的IP包，由GGSN接收，再转发到SGSN，继而传送到指定的移动电话或终端上。

2.2 利用GPRS来实现数据传输

基于GPRS技术的SCADA系统是以GSM为网络平台，充分利用了GPRS的技术特点和优势，实现高速、永远在线、透明数据传输的数据通信网络系统。

2.2.1基本工作原理：

在GPRS模块上实现TCP/IP协议，在应用程序端安装数据中心软件，数据中心拥有固定的IP地址(或域名)，GPRS模块登陆上GSM网络后，自动连接到数据中心，向数据中心报告其IP地址，并保持和维护链路的连接，GPRS模块监测链路的连接情况，一旦发生异常，GPRS模块自动重新建立链路，数据中心和GPRS模块之间就可以通过IP地址用TCP/IP协议进行双向通信，实现透明的、可靠的数据传输。

2.2.2数据通信过程如下：

1）现场监控点通过数据采集模块将数据存储到内存，当接收到命令数据时，通过接口电路，将带时间标签的数据发送到已登陆网络并具有IP地址的GPRS模块，后通过数据编码并有指向地

发送到GSM网络。

2）数据经GSM网络空中接口功能模块同时对数据进行解码处理，转换成在公网数据传送的格式，最终传送到公网中用户服务器IP地址。

3）服务器接受到数据后，通过公司内部网将数据传送到SCADA系统，后通过系统软件对数据进行还原显示，同时将数据存储到数据库中。

2.3系统应用GPRS技术的优势

1）信号覆盖范围广

GSM网络经过多年的建设，目前网络信号可说是无孔不入，基本不存在盲区，理论上只要有信号的地方，就可以实现SCADA监控，与之相比的超短波则只有方圆三十多公里（具体视乎当地环境）。

2）数据传送速率高

GPRS网络传送速率理论上可达171.2Kbps，实际应用时可能会偏低些，而目前一般的超短波数传电台传送速率多为2.4Kbps或更低。

3）通信质量可靠，误码率低

利用GSM成熟网络，数据传送的可靠性和稳定性得到有力的保证，同时随着其业务的发展，相信其在质量上会做得更好。

4）建设周期短

利用现有GSM网络，我们只需安装好设备就可以，不用考虑其它因素，采用超短波通讯时要充分考虑现场和附近环境，同时其附属设备要跟得上。

5）安装调试简单方便

利用现有成熟GSM网络，系统投入运行时基本不需要调试（只要技术可行，网络畅通），而且安装简捷。采用超短波通讯时安装调试工作量大，要有选择地选址，测试现场信号，架设天线铁架，调试天线角度方向等诸多工作。

2.4 系统应用GPRS技术的不足

1）对移动通信部门有依赖性

因为系统建设运行需借助GSM网络，这就造成我们SCADA系统的数据通信受到移动通信部门的制约，须说目前GSM网络发展的比较成熟，但有时亦存在网络繁忙堵塞或意想不到的事情发生，这会对系统数据造成中断，影响系统的数据分析处理。而采用超短波通讯组建自身网络系统，当系统发生故障时，可利用自身技术力量对网络进行修复而不需借助第三方，在工作中处于

主动。

2）运行成本相对较高

鉴于目前资费标准，该系统的运营成本在端站数量较少时略微偏高。

2.5 系统运营成本分析

构成系统运行成本主要有两方面（参考本地资费）：①系统服务器端的静态IP地址租用费。该项目目前资费较高，约占总运行成本的95%；②系统数据流量费用。收费标准目前有包月制和按数据量两种收费方式，按流量计算0.03元/kBytes，而包月制20元/月有1024 kBytes流量，该费用取决于流量的多少。相信随着技术的升级，业务应用的普及，其资费标准会逐步降低。

3结束语

该系统目前已投入运行阶段，运行效果良好，数据发送接受稳定快速可靠，完全能满足实际工作要求，是SCADA系统较理想的组网选择，相信随着时代的发展，科技的进步，数据通信业务的高速发展，无线IP通信技术业务变得越渐成熟,会越显优势，会得到广泛的普及和应用。

摘自《中国水星》

第五篇：水利系统网络视频监控解决方案

一、前言

视频监控系统是安全防范技术体系中的一个重要组成部分，是一种先进的、防范能力极强的综合系统，它可以通过摄像机及其辅助设备(镜头等)直接观看被监视场所的情况，一目了然，同时它可以把被监视场所的图像全部或部分的记录下来，这样就为日后对某些事件的处理提供了方便条件及重要依据，同时电视监控系统还可以与防盗报警等其他安全技术防范体系联动运行，使防范能力更加强大，能及时发现事故和事件的隐患，预防破坏和避免造成不好影响。

二、项目概述

随着国民经济的迅猛发展，水利工程在国民经济中所起的作用越来越大，防汛更是直接影响国民经济发展的一个重要方面。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。

本项目是针对三个水库及相对应的河道，闸门的视频监控系统，主要监控水库蓄水水位情况，大坝的安全情况，水库周边的环境及辅助设施情况，闸机的开合情况，以及河道的水流、水面清洁情况等，所有的这些视频图像都需要传输到各个水库监测站的监控室，由专门的值班人员进行监视，发现问题，及时处理或上报;在监视的同时，还需要所有的视频资料实时存储，并且保存不低于一个月的录像资料，此外硬盘录像机还需要支持网络功能，可以通过网络将所有的视频上传到水利局网络监控中心，以便监控中心相关部门可以随时监看各个水库的各个图像，或者随时调阅各个水库监测站以前的录像资料，在线回放或下载。

根据以往水利项目和水利行业的特点，对于水库、河道等重要设施的监控项目，往往涉及的地理范围比较广，监控点比较分散，网络监控用户又比较多，各个水利部门需要层层监管，而且对于大规模的监控项目对系统稳定性的要求比较高，需要尽量减少日后的设备维护工作，为此，我公司专门针对此项水利设施监控项目设计了一套基于Kingvee(凯威)系列产品的远程网络视频监控方案。

三、系统拓扑图

四、设计原则和依据

4.1、设计原则

此水利设施网络视频集中监控系统设计遵循先进性、可靠性、安全性、可扩充性、规范性等原则，并具体体现为：

a、先进性：

在投资费用许可的情况下，系统采用当今先进的技术和设备，一方面能反映系统所具有的先进水平，另一方面又使系统具有强大的发展潜力，以便该系统在尽可能的时间内与社会发展相适应。

b、可靠性：

系统最重要的就是可靠性，系统一旦瘫痪的后果将是难以想象的，因此系统必须可靠地、能连续地运行，系统设计时在成本接受的条件下，从系统结构、设备选择、产品供应商的技术服务及维修响应能力等各方面均应严格要求，使得故障发生的可能性尽可能少。即便是出现故障时，影响面也要尽可能小。

c、安全性：

对于安全防范系统，其本身的安全性能不可忽视，系统设计时，必须采取多种手段防止本系统各种形式与途径的非法破坏。

d、可扩充性：

系统设计时应充分考虑今后的发展需要，系统应具有预备容量的扩充与升级换代的可能。

e、规范性：

由于本系统是一个严格的综合性系统，在系统的设计与施工过程中应参考各方面的标准与规范，严格遵从各项技术规定，做好系统的标准化设计与施工。

一切应从实际出发，使智能系统具有较高的实用效能。这也是智能建筑在当今之所以能迅速兴起并发展的关键所在。

4.2、设计依据

本方案设计根据甲方常规要求，并遵循以下国家相关部门制定的设计规范要求。主要包括：

① JGJ/T16-92《民用建筑电气设计规范》

② GB/T50314-2000《智能建筑设计标准》

③ GB50174-93《电子计算机机房设计规范》

④ GB50057-94《建筑物防雷设计规范》

⑤ GBJ232-92《电气装置安装工程施工及验收规范》

⑥ GB4943-95《信息技术设备(包括电气事务设备)的安全》

⑦ GB/T75-94《安全技术防范规范工程技术规范》

⑧ GB50198-94《民用闭路电视监控电视系统工程技术规范》

⑨ 客户对闭路电视监控系统的总体要求

五、设计方案

经过对项目的需求进行分析，结合现场的实际情况，本套网络视频集中监控系统大体可分为以下几个部分：前端视频采集部分、传输部分、防雷部分、本地存储控制部分以及网络视频的远程传输部分。

5.1、视频采集部分

视频采集部分是电视监控系统的前沿部分，它布置在被监视场所的某一位置上，使其视场角能覆盖整个被监视的各个部位。有时，被监视场所面积较大，为了节省摄像机所用的数量、简化传输系统及控制与显示系统，在摄像机上加装适当的镜头，使摄像机所能观察的场景更清楚。

针对此项目的实际情况，所有的前端摄像机均选用索尼的36倍电动变焦一体摄像机,配室外重型云台,全天候室外防护罩,重型云台支架,可以达到全天候，全方位，24小时实时监控，为了满足现场晚上的监看效果，拟定在每个摄像机防护罩的上方安装一只1000W的射灯，这样在晚上射灯就可以随车摄像机的旋转而转动，从而能够清楚的看到现场的图像，不但可以在各个水库监测站的监控室可以对本辖区的射灯进行开关控制，在水利局的监控中心，以及在网络是任意一个经过授权的合法用户，也能随时控制各个点的射灯开关，方便各级用户管理。

经过现场勘测，拟定每个水库安装12组摄像机，分别对水库蓄水位、大坝、大坝周边、闸口以及河道的情况进行实时监控，由于现场没有安装条件，故所有的摄像机都需要立杆安装。

总之，前端的各个摄像机就像整个系统的眼睛一样，把它监视的内容变为图像信号，传送给监控室的监视器上，将个点的前端画面呈现线值班人员眼前。

5.2、前端防雷接地部分

由于水库地处空旷，水汽比较重，因此需要特别注重前端设备的防雷。避免给监控设备带来安全隐患。所有摄像机、云台、解码器的电源和信号线路必须按《建筑物防雷设计规范》GB50057 的要求连接相应的浪涌保护器，所有上述设备必须进行接地，接地电阻要求小于10Ω。

针对此工程项目的具体情况下，每路视频都安装一套防雷保护器，在此选用视频电源控制三合一防雷保护器。

5.3、传输部分

传输部分就是系统图像信号的传输通道。目前电视监控系统多半采用视频基带(同轴电缆)传输方式。如果在摄像机距离控制中心较远的情况下，也有采用双绞线传输或光纤传输方式。

本套系统为水库及闸口、河道的监控项目，各个前端摄像机距离水库监测站的监控室比较远，而且各个前端摄像机位置比较分散，采用同轴电缆传输，不能保证图像质量，因此选用适合于远距离，高质量图像传输的光纤配合光端机进行各路视频信号的传输，对图像信号的传输重点要求在图像信号经过传输系统后，不产生明显的噪声、失真，保证原始图像信号的清晰度和灰度等级没有明显下降等。在此选用4芯单模光纤穿管地埋敷设。

为了节省设备供电部分的成本，所有的前端设备采取就近取电，即在每个摄像机附近直接采集220V给云台解码器供电，再有解码器输出12V和24V给摄像机、云台、防护罩等供电。所有的供电线缆均采用RVV2*1.5的电源线。光端机到解码器的控制信号采用RVVP2*0.75的线缆进行传输。

5.4、本地存储控制部分

在各个水库监测站的监控室安装一台凯威的8路嵌入式硬盘录像机，来显示和保存本地水库及周边的各路图像，根据对录像资料保存时间的需求配备相应容量的硬盘,并且可以通过硬盘录像机配套的控制键盘来控制各路云台的上下左右以及镜头的变焦变倍等。

在本套监控管理系统中，本地的硬盘录像机主要负责对监控信息的采集、存储、传输，并具备本地监视(前端运行状态监视、日志)功能。

系统可以在用户登录操作系统前自动运行，即本地的硬盘录像机使用单位人员只需要开启录像主机电源而不需要其它操作，便可自动进入软件界面，并显示视频，启动录像，但键盘和软件都处于锁定状态，避免无关人员的误操作，如果需要对本地硬盘录像机进行操作时，以相应权限的系统用户登录，此时，登录时间及各项操作都将记录在系统日志中，供日后需要的时候查询。

监控信息采集：

监控信息包括：视频、音频、各类联动报警信息。

视频音频监控信息的采集可实现脚本化，即按照从中心取回的运行脚本来执行采集任务。脚本内容包括：每个通道的采集起止时间，是否启用移动侦测、传感器联动录像，每通道的亮度、对比度、饱和度、色调、声音等采集参数，是否水印叠加、是否局部遮蔽等等。

监控信息存储

监控信息存储在本地计算机硬盘上，存储标示以存储时间命名，便于查询检索，存储长度以分钟定义，默认为60分钟。

监控信息以循环覆盖方式存储，无需人为干预，当磁盘存满后自动覆盖最早的录像资料。

运行监测功能

硬盘录像机的运行监测功能分为三类：

1)运行日志。自动记录前端的运行、启动情况、监控信息采集情况、传输情况等信息，形成运行日志;此功能在其他前端功能运行前就应自动运行。

2)运行监视。作为一般应用程序，运行后，可以在前端DVR显示器上显示系统运行状态(如当前时间、已运行时间等)、各个通道状态(如通道名称、时间、实时画面、是否录像等)、各类报警信息状态(如报警探头工作状态、采集到的数据等)等等。

3)操作日志。前端程序运行后，经授权人员的登录信息和操作信息等都能产生日志，以供日后查询。

5.5、网络视频远程传输部分

本套系统在本地监看录像的同时，它还支持视频的网络远传，将本地的所有视频上传到水利局监控中心，方便水利部门的各层管理人员通过网络以合法的身份随时随地访问本地的网络硬盘录像主机，观看实时画面。具有相应权限的还可以进行远程控制管理，在线回放以及下载之前的视频资料等，采用先进的现代化高效率管理手段，使得经营状况越来越好。

为了方便对各个水库的所有前端视频信号进行统一管理，因此需要在水利局监控中心内设置一台管理服务器，对各前端硬盘录像主机进行管理，远程设置等;一台流媒体转发服务器，用于负责将所有的前端视频信号转发给其他客户端主机;一台存储服务器，用于重要图像的异地备份存储;一台16路数字矩阵主机，用于将前端的重要画面实时或切换显示到有16台监视器组成的电视墙上。还有几台客户端主机，安装客户端管理软件，用于通过各台PC机实时或切换显示全部或重要画面。它主要具有一下功能：

监控方式

以中心端监控用户的监控行为划分：

主动监控。日间工作时间以值班人员主动监控为主，值班人员可以自己编组设置轮巡监控，也可以手动选择监控。

被动监控。即系统根据预先设置的移动侦测参数、报警器、探头联动报警参数，当有情况发生时，主动弹出提示信息，视频监控主动弹出监控画面。

音视频监控

音视频监控功能为日常值班所主要使用的功能，其操作界面为经常使用界面，界面的上要将日常音频、视频监控工作的主要功能集成在一起。音视频监控主要在PC上操作，画面显示主要以PC显示器为主，可选择在电视墙或大屏幕上同步显示。

主操作界面、功能包括：

1、可以以文字形式、树形结构选择浏览的监控通道，也可以以电子地图形式选择监控通道。

2、轮巡监控。每个监控值班用户可以为自己编排多个轮巡监控编组，预设轮巡编组可以保存。

3、支持1-25画面分割、画面组合、全屏显示，每个画面下方可以显示其在屏幕上的顺序号。

4、每个通道画面可以单独进行画面大小、图像质量、亮度、对比度、饱和度、色调等参数的调整，调整后还能够选择是否保存以备将来使用。

5、通道信息提示。在每个通道下方显示通道名称及所属前端主机名称，显示当前监视画面是实时监控还是远程回放。

6、在通道画面可以方便的调阅前端设备的辅助信息。

7、能够对监看的画面进行远程录像、选择下载和抓拍。远程录像和下载的资料将保存到中心重点监控信息的存储设备中。

8、监视到重要信息时，可以选择即时回放录像资料和远程录像。

9、回放可以在监控界面中操作，也可以在专用窗口操作。

10、支持值班用户退出时自动状态保存，下次登录进系统后恢复至上次退出时的工作状况。

音视频转发功能

当多个用户浏览同一通道时，使用流媒体服务器转发技术，实现一人请求，多人同时浏览、共享信息，从而可以提高网络资源利用率。

重点监控信息管理

重点监控信息是系统使用中发现的在安全、管理、柜员合规性、服务环境等方面的重点事件的监控资料可以临时备份在控制中心，以备日后查询。一组重点监控信息的要素包括：发生时间、地点，对应的节点、通道，相关的视频音频数据，存储时间等。

日志管理

系统应能够提供所有的事件信息日志，管理员可以按照日志进行查询、检索、联动。日志分为用户操作日志、用户登录日志和报警日志三类。日志信息不能随意删除，删除需要由超级用户或管理员操作。每类日志信息的记录内容要描述详细、要素齐全、分类充分，便以日后查询方便。日志信息的可以根据需要导出和备份，已导出或备份的日志信息可以通过文本方式浏览查看，而不需重新导入和恢复。

用户分控端管理

用户分控指的是系统用户通过系统管理员授权后，可以实现远程实时监控、监控资料查询、监控资料处置等简单功能操作。

远程控制功能

在任意网络终端，经过授权的网络用户，可以远程对各水库进行布控，开关射灯等，当有警情发生时，监控系统可自动开灯、启动录像，同时可以将监控图像传送到水利局监控中心。

六、产品介绍

6.1、SONY36倍一体摄像机(SSC-ET365P)

产品概述：

1/4英寸EXWAVE CCD，540线(440,000像素)，36倍光学变焦(f=3.4mm~122.4mm)，12倍电子变焦;宽动态，日夜转换;彩色0.8lx，黑白0.007lx(F1.6，30IRE)

具体参数：

型号SSC-ET365P

成像器件1/4英寸EXWAVE CCD

像素440,000

变焦倍数36倍

焦距f=3.4mm~122.4mm

水平视角57.8°~1.7°

F值f1.6(wide)~f4.5(tele)

最低照度彩色0.8Lx 黑白0.007Lx(F1.6,30IRE)

彩色1.4Lx 黑白0.01Lx(F1.6,50IRE)

信噪比50 dB

电子快门1~1/10,000M

白平衡ATWPRO,ATM,室内，室外，单触式，手动

增益自动/手动

曝光控制自动，手动，优先模式，亮度，EV补偿，慢速曝光，宽动态度

宽动态开/关

EV补偿-10.5~+10.5db

背光补偿开/关

隐私区域屏蔽on/off 24w位置 *

聚集系统自动(灵敏度：普通，低)，单触式，手动，无限，间隔自动聚集

工作温度0°C ~ 40°C

存储温度-20°C~60°C

预置位6*个

光圈控制16步

图像效果冻结，电子翻转，反色*，黑白*，镜像

摄像机控制按钮变焦(远)，变焦(近)，聚焦(远)，聚焦(近)

电源需求AC24V/DC12V

摄像机控制协议VISCA协议，波特率：9.6kbps,19.2kbps,38.4kbps,1或2个停止位可选

同步系统内同步或电源同步

功率5.2W

尺寸(WXHXD)59.4(W)x 65.4(H)x 120(D)mm

重量470g

6.2、室外重型云台

旋转角度：水平：350o 垂直：+-60o

限位点：外面调整

速度：水平：6 o /秒 垂直：6 o /秒

载重量：垂直：38公斤

工作方式：水平：持续旋转 垂直：间断

输入电压：AC24V/117V/220V(任选)

马达输出：15W

正常工作电流：24V-0.96A，117V-0.3A，220V-0.2V

连接线：6芯非屏蔽电缆

工作温度：-25摄氏度至+60摄氏度

工作湿度：35%至90%(相对湿度)

机体结构：铝合金模压铸造成型

表面防护：银灰色烤漆

密封：采用密封圈和密封垫全天候防护

尺寸：196(直径)X277mm(高)

重量：7.5公斤

6.3、野外型云台解码

采用PIC工业级单片机，内置看门狗监控功能，温度适用范围宽;

万能解码器协议，提供任意协议的定制服务，RS485通讯方式，可控制云台的上、下、左、右、自动，镜头的变倍、光圈、聚集，灯光、雨刷等功 能;

云台电压AC220V、AC24V可选，镜头电压：DC5V-12V可调，提供AC24V、DC12V二组摄像机电源;

通迅光隔离，超强抗干扰;

具有防静电，抗雷击功能;

内置测试功能，可测试前端云台的上、下、左、右、自动，镜头的变倍、光圈、聚集，灯光、雨刷等功能。

解码器电源AC 220V / 50HZ 28W

云 台 电压AC220V、AC 24V可选

云 台 功率AC220V/2A 或 AC24V/800mA

镜 头 电压5-12V可调/500mA

可提供电源AC220V/2A、AC24V/500mA、DC12V/500mA

辅 助 开关2个常开开关AUX1和AUX2，容量为AC220V/5A

通 迅 方式RS485

支 持 协议多种协议(可为用户定做)

温 度 范围-40℃~85℃

传 输 距离1200m(受电缆种类和控制主机限制)

节 点 数量32/128/1024(增加通迅分配器)

地址码范围0-63-255(可为用户定做)

外 壳 材料铝盒

重 量3kg

6.4、8路嵌入式硬盘录像机

主要特性

采用最新的USB2.0接口，进一步稳定USB鼠标功能

快速实现USB备份、USB升级等操作

支持SATA刻录备份

同时多路录像，同时录像回放，同时网络操作

1/4/9画面显示

每画面可设置192(16×12)个检测区域;可设置多级灵敏度

时间点检索、日历检索、事件检索、通道检索

技术参数：

主处理器 工业级嵌入式微控制器

操作系统 嵌入式LINUX操作系统

系统资源 100帧

操作界面 8位真彩色图形化菜单操作界面，支持鼠标操作，带有菜单注释

画面显示 1/4/9画面显示

视频标准 PAL(625线，50场/秒)，NTSC(525线，60场/秒)

图像质量预览 704×576，录像支持 CIF、2CIF、4CIF(D1)

录像速度(CIF)PAL制：每路1-25帧/秒可调、NTSC制：每路1-30帧/秒可调

图像移动侦测 每画面可设置192(16×12)个检测区域;可设置多级灵敏度

录像方式及优先级 手动>报警>动态检测>定时

录像查询方式 时间点检索、日历检索、事件检索、通道检索

每路占用硬盘空间 视频：56～500M字节/小时

备份方式 网络备份、USB备份、SATA备份

视频输入 8路BNC

视频输出 1路BNC，1路VGA输出

网络接口 RJ45 10M/100M自适应以太网口

云台控制接口 1个RS485,1个RS232

USB接口 2个USB2.0接口

电源 220V+10% 50Hz+2% / 110V 60Hz

功耗(不含硬盘)25-40W

使用工作温度 0℃~+55℃

使用湿度 10%～90%

外型尺寸 2U标准工业机箱，440(宽)x460(深)x89(高)mm

重 量 6.5～7.5KG(不含硬盘)

参考资料：http://wlgc.syjiankong.com/

http://wlgc.syjiankong.com/jjfa/85.htm