基于复杂地形的无线远程监控系统的研究设计
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煤矿远程无线视频监控系统1.项目概述煤炭是我国重要的能源资源,我国的煤炭工业长期停留在人工开采水平,生产效率低,安全隐患多,如瓦斯爆炸、地下渗水等事故经常发生。
随着计算机应用在各行各业的逐步普及,煤炭生产水平目前逐步实现了自动化,生产效率大大提高。
因为煤矿开采的特殊环境,容易发生事故,煤矿行业也被称为高危险的行业。
利用远程监控系统,地面或中心监控人员可以直接对井下情况进行实时监控,不仅能直观的监视和记录井下工作现场的安全生产情况,通过在井下安装温湿传感器瓦斯探测器,能及时发现事故苗子,防患于未然,也能为事后分析事故提供有关的第一手资料,为将来的安全生产提供可靠的保证。
因此煤矿远程监控系统是现代矿井安全生产监控系统的重要组成部分。
现在随着网络技术和计算机技术的发展,基于TCP/IP协议的IP网的应用得到广泛普及。
无线通信技术的迅速发展,促进了基于IP技术的各种无线通信应用,如远程监控系统的发展。
所以在煤矿安全监控系统中引入现代网络远程监控系统将是一种趋势。
远程监视子系统的监视对象是重点监控点的情况。
以各监视点为前端单元,在监控中心机房成立后端监视中心;前端和后端之间通过CDMA实现无线低速连接;逻辑网络上都采用TCP/IP协议,各级负责人可以随时连接任何监视点获取监视画面。
2.设计思想为了监视系统的简洁可靠,采用专用的无线网络视频服务器。
它采用一体化设计,集成了视频捕捉、视频分割、网络传输及报警触发等功能。
无线视频服务器根据预定的间隔定期采集视频数据,通过GPRS或CDMA模块无线发送。
前端采用三可变夜视级摄像机,并配备红外聚光灯,解决大雾、暴雨等恶劣环境下的照明问题。
控制中心采用专业的监视软件,并为应用程序提供接口,可以让应用程序调用、控制远程监控图像。
3. 拓扑结构重点区域内各监视点现场布置一台摄像机以及灯光等辅助设施,通过无线视频服务器进行视频采集、编码、发送和控制,组成一套监视前端系统。
监控点为固定监视前端,采用市电为主电源,1000W UPS作为备份;车载移动监视前端,采用汽车蓄电池进行供电。
基于无线网络的远程监测与控制系统设计与实现随着科技的不断进步,基于无线网络的远程监测与控制系统在各个领域得到了广泛应用。
该系统通过利用无线通信技术,实现对远程设备的监测与控制,为用户提供了便利与安全性。
一、系统设计1. 总体架构设计基于无线网络的远程监测与控制系统的总体架构设计主要包括无线传感器网络、无线通信模块、数据采集与处理模块、远程控制与显示模块。
2. 无线传感器网络设计无线传感器网络是该系统的核心组成部分,它可以实时采集到各种环境参数。
网络拓扑结构可以采用星型、网状或者树状结构,根据具体的应用场景来确定。
3. 无线通信模块设计无线通信模块用于传输传感器网络采集到的数据。
常用的无线通信技术包括Wi-Fi、蓝牙、ZigBee等。
根据传输距离、数据传输速率和可靠性的要求选择适当的无线通信技术。
4. 数据采集与处理模块设计数据采集与处理模块用于对传感器网络采集到的数据进行处理和分析。
可以采用嵌入式系统来实现数据的采集和处理,通过合适的算法对数据进行预处理、滤波和分析,提供给用户更加准确和可靠的信息。
5. 远程控制与显示模块设计远程控制与显示模块用于实现用户对远程设备的控制和显示。
用户可以通过智能手机、电脑或者平板电脑等终端设备来远程监测和控制系统中的各个设备,实现实时交互。
二、系统实现1. 硬件实现基于无线网络的远程监测与控制系统的硬件实现主要包括传感器节点、无线通信模块、数据采集与处理单元和远程控制与显示终端。
传感器节点负责采集环境参数,并通过无线通信模块将数据传输给数据采集与处理单元。
数据采集与处理单元进行数据的预处理和分析,然后通过远程控制与显示终端实现用户的监测与控制。
2. 软件实现基于无线网络的远程监测与控制系统的软件实现主要包括传感器数据采集与处理软件、无线通信软件和远程控制与显示软件。
传感器数据采集与处理软件负责调用传感器节点的API接口,实现数据的采集、处理和存储。
无线通信软件负责配置无线通信模块和建立通信连接。
Microcomputer Applications V ol.27,No.10,2011研究与设计微型电脑应用2011年第27卷第10期文章编号:1007-757X(2011)10-0021-02基于无线传感器网络的地质灾害自动监测预警系统研究肖红,胡中栋摘要:作为一种新兴的网络技术,无线传感器网络(wireless sensor Network WSN)具有精度高、灵活性强、可靠性好、价格低廉等优点,因此,开展了WSN在地质灾害自动监测预警系统的应用研究。
关键词:无线传感器网络,地质灾害,无线自组织网络,监控系统中图分类号:TP311文献标志码:A0引言地质灾害来源于自然和人为地质作用对地质环境的灾难性破坏,主要包括崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷和地裂缝等。
我国地质灾害复杂多样,灾害频繁,是世界上地质灾害最严重的国家之一。
近年来,关于滑坡、泥石流类灾害的研究是行业研究的重点。
为增强全社会的防灾减灾意识,减少人员伤亡,维护社会稳定和正常的生产生活秩序,提高人民的生活质量,促进地质灾害严重地区经济建设和社会各项事业的全面发展,使人民群众安居乐业,做好地质灾害预警预报工作已成为当务之急。
针对危岩、塌方、滑坡、地面沉降、地裂缝、泥石流,甚至地震等地质灾害问题,传统的方法是人工监测,通过携带监测仪器现场测试的方式对异动信号进行收集,获取地质灾害发生前的相关信息。
但是,由于地质灾害发生的偶然性,以及部分地区恶劣的地形环境等因素,传统的人工监测方式无法有效把灾害防患于未然。
因此,建立实时的自动化监测预警系统是必然的发展趋势。
在我国,中国地质环境监测院实施的全国性地质灾害预警根据致灾地质环境条件和气候因素,利用1:500万基础图件,将全国划分为7个大区、28个预警区。
根据对历史时期所发生的地质灾害点与灾害发生之前15日内实际降水量及降水过程的统计分析,初步建立了各预警区的预报预警判据图,利用国家气象中心提供的未来24小时全国降雨量预报数据,结合前期降雨情况,对地质灾害的发生时间和范围做出预测。
远程监控系统设计方案一.总论1.本方案包括:(1)模拟监控系统在大范围内的远距离传输方式;(2)远程模拟基带光纤传输方式;(3)远程数字光纤网络传输方式;(4)远程网络播发传输方式;(5)上述不同方式的集成应用实现。
2.应用技术指标:(1)模拟电视水平线480线。
(2)M-JPG压缩存储方式,或MPEG-Ⅱ方式。
(3)分辨率355×288 ( H.263)或720×576(MPEG-Ⅱ)(4)传输带宽可选 1M、1.5M、3.5M、4M。
(5)图像传输速率25帧/秒。
3.设计实现描述:分区建立监控摄像头,总量约20个,通过光纤或铜缆汇接到各区已有的节点机房,利用机房内已有的光纤连接到南区监控中心。
在南区监控中心通过数字压缩编码模块转换成M-JPG或MPEGⅡ方式进入网络,M-JPG方式传输带宽为1M,分辨率355×288,MPEGⅡ方式为5M,分辨率720×576,进入网络的图像数据可采用播发方式,供网络上的多个PC采用软解压或硬解压的方式浏览控制。
网络控制中心可以遥控切换控制前端云台、镜头、图像,同时将矩阵输出图像按MPEGⅡ方式播放到网上,网络上的其他PC工作站可以通过浏览器模式或专用软件调看控制图像。
本设计集成多种传输方式,既可以集中控制监控图像,又可以在网络上播发图像,供多个PC机浏览。
本设计的特点是节约光纤,利用现有宽带网络采集传输图像和控制播发图像。
不仅提供给监控值班人员使用同时可以提供给网上浏览。
二.网络拓朴结构参见网络拓朴结构图。
其中北区治安办已在建25个监控摄像头,可利用其图像资源,利用光纤传输到源政节点。
北区以有线电视主干方式实现远程监控。
中区利用将要铺设的光纤,采用基带光纤方式或网络方式将图像送入北区机楼节点,建议采用基带方式传送。
南区采用星形铜缆方式,建议采用模拟铜缆和网络数据线传送。
传输所有图像全部汇接入南区C1楼监控中心。
通过中心节点切换调用图像到电视墙,同时输出图像,采用MPEG-II 方式传送到网上,供南区、中区、北区共享使用。
基于无线技术的远程监控系统设计一、引言二、系统总体架构基于无线技术的远程监控系统主要由监控终端、无线传输网络和监控中心三部分组成。
监控终端负责采集现场的各种数据信息,如温度、湿度、压力、图像等。
这些终端设备通常采用传感器、摄像头等硬件设备,并通过微控制器进行数据的处理和控制。
无线传输网络是连接监控终端和监控中心的桥梁,负责将监控终端采集到的数据信息传输到监控中心。
目前常用的无线传输技术包括WiFi、蓝牙、Zigbee、GPRS 等。
不同的无线传输技术具有不同的特点和适用场景,需要根据实际需求进行选择。
监控中心是整个远程监控系统的核心,负责接收、处理和存储来自监控终端的数据信息,并提供用户界面供用户进行远程监控和管理。
监控中心通常由服务器、数据库和监控软件组成。
三、硬件设计(一)监控终端硬件设计监控终端的硬件设计主要包括传感器模块、微控制器模块、无线传输模块和电源模块。
传感器模块根据监控的对象和需求选择相应的传感器,如温度传感器、湿度传感器、压力传感器等。
这些传感器将现场的物理量转换为电信号,供微控制器进行处理。
微控制器模块是监控终端的核心,负责对传感器采集到的数据进行处理、控制无线传输模块的工作以及与其他模块进行通信。
常用的微控制器有 Arduino、STM32 等。
无线传输模块根据选择的无线传输技术进行设计,如 WiFi 模块、蓝牙模块、Zigbee 模块等。
电源模块为整个监控终端提供稳定的电源供应,通常采用电池供电或外接电源供电。
(二)无线传输网络硬件设计无线传输网络的硬件设计主要包括无线接入点(AP)、路由器、网关等设备。
无线接入点负责将监控终端接入无线传输网络,路由器负责网络数据的转发和路由选择,网关负责不同网络之间的协议转换和数据传输。
(三)监控中心硬件设计监控中心的硬件设计主要包括服务器、存储设备和网络设备。
服务器负责运行监控软件和处理大量的数据,存储设备用于存储监控数据,网络设备保证监控中心与外部网络的连接和数据传输。
一、产品系统概述4G远程传输监控系统利用风光电转化原理,为偏远或无电区域的监控设备,提供电力供应,通过运营商4G信号远程传输的智慧综合管监供电系统,它由以下几部分组成:小型风力发电机、太阳能电池板、风光互补控制器、多种电源、蓄电池,4G路由器等组成;系统由于主要利用的是可再生新能源供电的无线传输模式,所以该系统具有:不需挖沟埋线、不需要输变电设备、不消耗市电、维护费用低、低压无触电危险。
此种工程案例主要应用于一些偏远地带以及太阳能资源相对丰富的地区。
如高速公路,电力传输线监控,石油、天然气管道监控,森林防火监控,水资源监控,矿产资源监控,边境线监控,航道指示灯塔、海岸线,岛屿(群)等。
其次是景区的需要,如城市风光景区、旅游景区、自然保护区、野生动物保护园区。
简单概括为“三无一有”的地方,即无人无电无网线,但需要实时监控管理又需节能零排放无污染的地方或区域二、系统设计该监控系统包含前端采集单元,风光供电单元,无线传输单元,后端监控单元组成前端采集单元前端采集单元采用200万高清红外夜视网络摄像机组成,对现场视频数据进行实时采集,并存储到本地TF卡内;风光互补供电单元风光互补供电单元是由小型风力发电机、太阳能电池板、风光互补控制器、多种电源、蓄电池组成;太阳能、风能发电是整个系统工作的能量来源,当太阳能发出的电量在供给整个系统工作后有富裕时,蓄电池中的储备电量才会不断上升。
所以太阳能发电的能力是整个系统的关键,需要根据太阳能为蓄电池充电的速度来决定太阳能发电的功率。
由于蓄电池充电有其自身的特性和有效日照时间的影响,蓄电池需要部分或以上才能达到充满的效果。
蓄电池是维持在没有日照情况下系统工作所需的能量,当发生连日阴雨的情况时就需要蓄电池有足够的电量维持整个系统的连续工作。
由于太阳能发电和蓄电池储电的宝贵,它直接影响了整个系统的建设成本,因此整个系统中工作部分设备的低功耗运行变成为了太阳能无线视频监控的关键之一。
远程无线水文监控系统设计摘要:本文提出了一种基于GPRS网络的无线远程水文监控系统的设计方案,系统使用GPRS网络,能实现点对多点的数据传输,速度快,成本低。
采用多级抗干扰措施,防雷击,可靠性高。
安装简单,维护方便,而且实时在线,能保证水文监控中心实时了解大坝、灌渠水情,并及时对紧急情况做出处理。
1. 引言在水文监控系统中,由于蓄水大坝以及灌渠大都处于野外,跨越地域较大,监测点数量较多,环境比较恶劣,交通、通讯都十分不方便,所以水位、流速流量等状况不能及时反馈到管理处。
在夏季多雨季节,暴雨、山洪等突发情况频繁,大坝、河流的水位随时可能超过警戒线,如果不及时处理,很有可能造成严重的后果,所以对大坝、灌渠等进行实时水文监控就尤为显得重要。
一般来说,大坝及灌渠地形复杂,监控点分散,距离监控中心较远,有线网络铺设困难,而且维护费用昂贵。
在现有的无线通信方式中,建立无线基站耗资巨大,建设周期长;GSM短消息方式使用移动网络,可以避免重复建设,减少成本,但是响应偏慢,不能做到实时传输,而且在野外、山区等信号较弱地区,传输成功率也不容乐观。
本文提出的基于GPRS网络的监控系统,使用GPRS网络传输数据,能让水文中心及时了解水情,做到实时监控。
GPRS (General Packet Radio Service)是通用分组无线业务的简称,它是第2. 5代移动通信系统,是GSM向3G的一个过渡【1】。
GPRS是在GSM系统基础上引入新的部件而构成的无线数据传输系统,它的基本功能是在移动终端和Internet网络的路由器之间传输分组数据。
在GPRS模式下,用户只有在发送或者接收数据时才占用信道资源,因此多个用户可以共享同一无线信道,从而大大提高了无线资源的利用效率。
GPRS传输速率较高,理论值高达171.2kbps。
GPRS另一个很大的优势是可以保证实时在线,只要连接通路已经建立,便可以随时收发数据,保证了系统的实时性和可靠性。