电力猫 监控方案

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... 电力监控系统技术要求

1.1 适用范围本技术规格书适用于变电站的变电所及配电房的电力监控系统。

1.2 应遵循的主要标准GB 50174-2008 《电子信息系统机房设计规范》

GB/T2887-2000 《电子计算机场地通用规范》

GB/T 9361-88 《计算站场地安全要求》GB/T13729-2002 《远动终端设备》

GB/T13730-2002 《地区电网调度自动化系统》

GB/T15153.1-1998 《远动设备及系统——电源和电磁兼容性》

GB/T15153.2-2000 《远动设备及系统——环境要求》GB/T17463-1998 《远动设备及系统——性能要求》

GB/T18657-2002 《远动设备及系统——传输规约》DL/T860(IEC61850) 《变电站通信网络和系统》

GB/T16435.1-1996 《运动设备及系统接口（电气特征）》

GB/T15532-2008 《计算机软件单元测试》GB 50057-2010 《建筑物防雷设计规范》

GB4943-2001 《信息技术设备的安全》GB/T17626-2006 《电磁兼容》

1.3 技术要求1.3.1 系统技术参数画面响应时间≤1s；站内事件分辨率≤5ms；变电所内网络通信速率≥100Mbps；装置平均无故障工作时间(MBTF) ≥3000小0时；系统动作正确率不小于99.99%。系统可用率不小于99.99%；站间通信响应时间≤10ms；站间通信速率≥100Mbps；1...

... 1.4系统构成概述a) 系统结构

整个系统以实时数据库为核心，系统厂家应具备自主研发的数据库，同时应该具备软件著作权或专利证书，保证软件系统与硬件系统配置相适应，应用成熟、可靠，具备模块

化可配置的技术架构，相关证书投标时需要提供。

数据采集数据采集软件，支持下传控制命令。将从现场网络采集的数据写入实时数据库。采用动

态加载驱动方式，便于扩充特殊协议的设备。包括MODBUS485/TP驱C动、OPC驱动和仿真驱动simdrv 。

电力工程安全视频监控方案

一、安全视频监控的必要性

1、提升事故应对能力。电力工程中，由于设备故障、人为疏忽等因素引起的事故屡见不鲜，如果能够通过视频监控系统实时发现并处理突发情况，将大大提升对事故的应对能力。

2、提高工作效率。视频监控系统可以实现对工程现场的远程实时监控，工程管理人员无需亲临工地，就能随时查看工程运行状态，及时发现问题并进行处理，提高了工作效率。

3、预防盗窃和破坏。工地上的设备、材料等都是非常值钱的资产，安装视频监控系统可以有效预防盗窃和破坏行为，保障工程的正常运行。

二、监控系统的构建原则

1、全面性。视频监控系统应该全面覆盖工程现场的各个关键区域，包括设备、线路、进出口等。

2、稳定性。监控系统设备应该具有良好的稳定性和可靠性，能够在恶劣环境下稳定运行。

3、实用性。监控系统要满足工程管理和安全检查的实际需求，提供清晰、全面的监控画面，并具备远程实时监控和报警功能。

4、可扩展性。监控系统应具有一定的可扩展性，能够根据工程规模的不同进行相应的扩展和升级。

三、视频监控设备的选择和布局

1、摄像头。选择高清晰度、低光捕捉能力好的摄像头，能够保证在不同光照条件下获得清晰的监控画面。布局时应该覆盖整个工程现场，特别重点覆盖易发生事故的区域。

2、NVR/DVR。NVR/DVR是视频数据存储和管理的关键设备，应该选择容量较大、稳定可靠的设备，能够实现长时间高质量的视频数据存储和管理。

3、网络设备。网络设备对于视频监控系统的稳定运行至关重要，需要选择高性能的交换机、路由器等设备，保证视频数据的高速传输和稳定性。

四、监控系统的运维与维护

1、定期巡检。定期对监控系统的设备进行巡检，保证设备的正常运行和稳定性。

2、灰尘清理。监控设备容易受到灰尘等污染物的影响，需定期对设备进行清理，保持设备的正常运行。

3、定期维护。定期对监控系统进行软件和硬件的维护，保障系统的稳定运行。 4、故障报警。建立完善的故障报警机制，能够及时发现并处理设备故障，降低因故障而造成的影响。

学术论坛　Ｑ：　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ　Ｈｅｒａｌｄ　基于ＰＬＣ技术的电力视频服务器设计　武欣　（西安铁路职业技术学院机电工程系　７１　００１　４）　摘要：本文介绍了基于电力线通信ＰＬＣ（Ｐｏｗｅｒ　Ｌｉｎｅ　Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）技术在视频监控网络拓扑结构，重点介绍在其系统中的关键设　备：基于ＴＭＳ３２０ＤＭ６４２和ＰＬＣ技术设计的电力视频服务器。　关键词：ＰＬＣ　视频监控　电力视频服务器　，　中图分类号：Ｆ４０７．６１　１概述　宽带电力线通信技术ＰＬＣ：Ｂｒｏａｄ　Ｐｏｗｅｒ　Ｌｉｎｅ　Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ是指利用电力线传输高　速数据、话音、图象等多媒体业务信号的一　种通信方式，目前高速Ｂ　Ｐ　Ｌ　Ｃ可以高达　２００Ｍｂｐｓ／Ｓ的数据传输速率。该技术是把载　有信息的高频加载于电流，然后用电线传输，接　受信息的调制解调器再把高频从电流中分离出　去，并传送到计算机或电话，以实现信息传递。　此类产品目前市面上叫电力猫。　利用ＰＬＣ进行视频监控，由于可以直接利　用已有的配电网络作为传输线路，所以不用进　行额外布线，从而大大减少了网络的投资，降低　了成本。电力线是覆盖范围最广的网络，它的　规模是其它任何网络无法比拟的，利用网络摄　像机（或摄像机）就可以轻松地渗透到每一个脚　落。因此利用ＰＬ　Ｃ进行视频监控具有组网迅　速、免布线、方便拆装、高速稳定、实现　低成本等优势。　２　系统　电力线视频监控系统基于ＯＦＤＭ调制技　术，在ＴＣＰ／ＩＰ协议上传输，摄像机模拟信号通　过（ＭＰＥＧ４／ＡＶＳ／Ｈ．２６４等编码）数字视频服　务器转换成数字信号后，通过电力线传输视频　语音数据，等同于视频监控在局域网内传输。　（电力线传输是组播的方式）。　目前电力载波设备最高传输速率等同于五　类双绞线，ＭＡＣ层速率可以达到８５Ｍｂｐｓ．传　输半径距离３００ｍ以上，可以跨电表，可作星状　或令环状分布。　３电力视频服务器　３．１电力视频服务器原理框图　目前视频服务器设计中一般采用以下三种　方式：　Ｘ８６结构十视频解码芯片，优点是功能丰　富，视频处理能力强大．缺点是成本高；采用　ＣＰＵ＋ＡＳＩＣ，优点设计简单，处理能力强，缺点　是对不同的编解码适应较差；采用ＣＰＵ（ＣＰＬＤ）　＋ＤＳＰ（专用视频处理ＤＳＰ），优点是成本相对低　廉，适应性强，缺点是视频处理能力较弱。　本方案采用第三种方式用ＴＩ的ＴＭＳ３２０　ＤＭ６４２实现电力视频服务器的设计，视频编码　采用ＪＰＥＧ编码标准。原理框图见图１。　从摄像机输入的ＰＡＬ制式视频信号经采　集、Ａ／Ｄ转换为数字信号后送入ＤＳＰ。ＤＳＰ　在信源处对视频信号进行压缩编码，然后通过　ＰＬＣ将数据加载到电力线上。同时可以根据　需要通过异步串行总线ＲＳ一４８５实时控制云　台，调整摄像头的方向和位置。　３．２硬件系统设计　３．２．１嵌入式处理器ＴＭ￥３２０ＤＭ６４２　ＴＩ公司的ＴＭＳ３２０ＤＭ６４２（以下简称　ＤＭ６４２）是一款专门面向多媒体应用的专用　文献标识码　Ａ　文章编号：１６７３—０５３４（２００７）１１（ｂ）一０２０９　Ｏ１　ＤＳＰ。该ＤＳＰ时钟高达６００ＭＨｚ，８个并行运　算单元，处理能力达４８００ＭＩＰＳ　ｌ采用二级缓存　结构ｌ具有６４位外接存储器接口ｌ兼容ＩＥＥＥ　ｌ１４９．１（ＪＴＡＧ）边界扫描ｌ为了面向多媒体应　用，还集成了３个可配置的视频端１：１、面向音　频应用的ＭｃＡｓＰ（Ｍｕｌｔｉ　Ｃｈａｎｎｅｌ　Ａｕｃｌｉｏ　ｓｅ—　ｒｉａｌ　Ｐｏｒｔ）、１０／ｌＯＯＭｂ／ｓ的以太网ＭＡＣ等外　设。鉴于ＤＭ６４２的上述优点，本网络摄像机　系统就以ＤＭ６４２为核心，完成视频信号的实时　采集．压缩及传输功能。　３．２．２视频采集电路　本系统采用的视频解码芯片是Ｐｈｉｌｉｐｓ公　司的ＳＡＡ７ｌ１５。从模拟视频输入口输入的全　电视信号在ＳＡＡ７１１５内部经过钳位、抗混叠　滤波、Ａ／Ｄ转换、ＹＵＶ分离电路之后，在　ＹＵＶ到ＹＣｒＣｂ的转换电路中转换成ＢＴ．６５６　视频数据流，输入到压缩核心单元ＤＭ６４２中。　ＤＭ６４２的３个视频口ＶＰ０、ＶＰ１、ＶＰ２与视　频编解码芯片相接。　在本系统中，只有一路视频输入，故ＶＰ１、　ＶＰ２端口未用，ＶＰ０通道配置为８位ＢＴ．６５６视　频输入口。视频数据的行／场同步信号包含　在ＢＴ．６５６数字视频数据流的ＥＡＶ（ｅｎｄ　ｏｆ　ａｃ　ｔｉｖｅ　ｖｉｄｅｏ）￣ＳＡＹ（ｓｔａｒｔ　ｏｆ　ａｃｔｉｖｅ　Ｖｉｄｅｏ）时基　信号中，视频口只需视频采样时钟和采样使能　信号即可。ＳＡＡ７ｌ１５内部寄存器参数的配置　和状态的读出通过Ｉ２Ｃ总线进行。　３．２．３以太网接口电路　本系统用ＬｘＴ９７１作为快速以太网物理层　自适应收发器。由于ＬＸＴ９７１支持ＩＥＥＥ　８０２．　３标准，提供ＭＩＩ（ｍｅｄｉａ　ｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔ　ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）　接口，可以支持ＭＡＣ，而ＤＭ６４２内部正好集　成有以太网媒体存取控制器，所以ＬＸＴ９７１可　以和ＤＭ６４２实现无缝连接。连接电路如图３　所示，其中ＢＨｌ１０２为１：１的隔离变压器。从　ＤＭ６４２传输过来的数据通过ＬＸＴ９７１转换为　以太网物理层能接收的数据后，通过Ｒ卜４５头　连接到电力猫上。　３．２．４　ＲＳ　４８５接口电路　该接口连接到摄像机的云台，用来控制云　台的转动，调整摄像头的方向和位置。ＲＳ　４８５　总线抗干扰能力强，能实现多站点远距离通信。　本压缩卡拟采用ＵＡＲＴ芯片ｓｃ１６Ｃ５５０和　ＭＡＸＩＭ公司的ＭＡＸ４８７Ｅ来实现ＲＳ　４８５信　号的传输。ＳＣ１６Ｃ５５０主要功能是把ＤＳＰ传送　过来的并行信号转换为串行信号。ＳＣ１６Ｃ５５０　内部的接收器和发送器各有１６Ｂ的ＦＩＦＯ，能处　理的串行信号的速率高达３Ｍｂｐｓ。ＭＡＸ４８７Ｅ　是ＲＳ　４８５总线接口芯片，可以工作在全双工、　半双工模式。传输速率可达２．５Ｍｂｐｓ。　３．２．５电源电路　第一种情况：电力猫完全不做设计变更　采用一个５Ｖ的直流变压器供电。由这个　５Ｖ的电压器产生１．４Ｖ和３．３Ｖ电压分别给ＤＳＰ　内核和Ｉ／Ｏ端口供电，产生另外一个３．３Ｖ给　视频编解码及其他芯片供电。注意这两个３．３Ｖ　电源要分开设计，以免电源噪声相互干扰。　由于ＤＳＰ需要两种电压，所以要考虑供电　系统的配合问题。加电过程中，应当保证内核　电源先上电，最晚也应当与Ｉ／Ｏ电源一起加。　关闭电源时，先关闭内核电源，再关闭Ｉ／Ｏ电　源。讲究供电次序的原因在于：如果仅ＣＰＵ内　核获得供电，周边Ｉ／Ｏ没有供电，对芯片不会产　生损害，只是没有输入／输出能力而已。如果　反过来，周边Ｉ／Ｏ得到供电而ＣＰＵ内核没有加　电，那么芯片缓冲／驱动部分的晶体管将在一　个未知状态下工作，这是非常危险的。　为了解决这个问题，本文采用了开关电源　芯片ＴＰＳ５４３１０ＰＷＰ，把１．４Ｖ模块的电源输出　有效引脚ＰＧ（ｐｏｗｅｒ　ｇｏｏｄ）连接到３．３Ｖ模块　的允许电压输入引脚ＥＮ。这样，只有当１．４Ｖ　电压有效之后，３．３Ｖ电压才开始上电，这就保　证了ＤＭ６４２的内核电压先于Ｉ／Ｏ电压上电。　第二种情况：采用电力猫交流２２０Ｖ供电　需修改电力猫电源部分设计，产生一个足　够功率的５Ｖ直流电源给视频，ＤＳＰ等部分供　电。其它部分设计同第一种情况。　３．３系统软件设计　ＴＩ公司的ＤＳＰ开发软件包括集成开发环　境（Ｃ　ＣＳ）、实时操作系统（ＤＳＰ／ＢＩＯＳ）、第三　方算法库标准（ｅＸｐｒｅｓｓＤＳＰ）。ＤＳＰ／ＢＩＯＳ是一　个用户可裁剪的实时操作系统，包含内存管　理、线程管理、中断、外设管理和任务调　度等功能。另外，还需使用ＪＰＥＧ标准进行图　像压缩，因为采用ＪＰＥＧ进行网络传输时，如果　出现网络短暂阻塞，可将当前帧抛弃而不影响　下一帧的图像，所以能够保证系统的实时性要　求。在本系统中调用了ＴＩ提供的ＪＰＥＧ算法　库来完成ＪＰＥＧ压缩。　本文设计的电力视频服务器有效的将ＰＬＣ　技术与视频处理技术结合设计出一个新的产　品。成本低廉，设计简单，技术成熟，为ＰＬＣ技　术推广提供新的途径。　图１　电力视频服务器　参考文献　【１　Ｊ齐淑清．电力线通信（ＰＬＣ）技术与应用．中　国电力出版社，２００５，９，１３．　科技创新导报Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ　Ｈｅｒａｌｄ　

电力线宽带组网方案问题解答

1、PLC设备的种类有哪些？电力猫的价格是多少？

设备价格与型号、种类及数量等有关，并受市场等多种因素影响不断变化。目前，市场上局端电力网桥的价格一般在2000——3000元左右，电力猫在100——300元左右。以昆山网电科技有限公司多年PLC组网案例来看，如果只需要满足上网需求的话，需要一对WD-200M就可以解决问题。如果希望看IPTV网络电视的话，也是只需要一对电力猫就可以。如果您即需要上网又需要看IPTV，就需要两对电力猫来完成组网。当然因为家庭的使用面积和实际需要不同，实际电力猫应用方案会有差别，但总体投资显然比传统组网方式要便宜很多。

2、电力猫的有效通信距离是多远？

电力线作为一种通信载体，不同于电脑以太网使用的双绞线，以点对点方式传输单一端口的数据流，可以精确地定义其有效通信距离。一条电力线上可能有多种电器随时插入或拔出，负荷、脉冲、噪声等电流特性不断变化，从而无法建立精确的数学模型给出诸如通信距离、带宽频率、传输速率等恒定值，只能说在一定的范围内上下波动。根据测定，使用美国HomePulg AV标准的200M芯片电力猫在点对点无负载的理想状态下，IP数据包的有效通信距离可达500米以上。因此可通过布放专有电力线来实施远距离视频监控、视频会议等工程。在有负载的情况下，只能给出“接入电器越多、负载越大，衰减越大，有效通信距离越短”的定性描述。应用于家庭环境（电器接入最多的场合），有效通信距离大约为300米以内。

3、通过电力线构建的家庭局域网，信号会不会传到局域网之外？

关于PLC设备的数据传输保密性问题，理论上，同一台配电变压器下的所有电力线都是相通的，因此在物理层，一台电力网桥发出的信号，可以为所有接入该区域电力线上的电力猫所接受（最多64只）。当然这里存在有效通信距离的问题，超过一定距离后，信噪比的噪声大于信号，就把信号淹没了。可以类比一下无线通信，空间电磁波也是共享介质，但为什么用手机通信时别人听不到？因为信号是加密的。昆山网电科技有限公司PLC设备采用了标准的128-AES资料加密及密钥管理技术，数据在传输前已打包加密，因此只有合法用户才能解密和接收信号，而别人用同样的设备是接收不到任何信号的，可以避免别人蹭网和盗取数据。这已是很成熟的技术，无线、有线等各种通讯技术都在使用。