蔬菜大棚水产养殖业远程网络监控及数据服务系统.doc

蔬菜大棚及水产养殖业区远程网络视频监控及综合数据服务系统北京东方蓝线科技发展有限公司 201369目 录1 概 述32 系统结构43 系统功能简述53.1 系统描述53.2 主要功能54 主要硬件设备介绍94.1 传感器94.2 门禁94.3 蔬菜大棚（水产养殖区）实时监测与预警主机94.4 一体化智能球型摄像机124.5 本地和监控中心上位机监控服务器125 蔬菜大棚水产养殖区监控系统的软件系统135.1数据及视频合一监控软件系统135.1.1 监控软件示例145.1.2 监控软件功能146 典型配置161 概 述蔬菜大棚和水产养殖业与传统农业的不同之处在于它是一种需要精细护理的农业生产方式。从农业技术远程监控角度讲，蔬菜大棚需要监测和调节大棚内的温度和湿度，土壤成分，依照光照条件和季节不同调节照明。水产养殖业需要监测气温、水温、含氧量、风向、风速等气象参数，调节含氧量等。从保护生产场地安全防范的角度讲，需要监测跨越周界和室内的人员入侵、远程全场视频监视等。远程监控技术采用的目的是： 种植户养殖户科学地管理自己的业务，优质高产 种植户养殖户可以实现安全防范功能，如监控偷盗破坏行为等 种植户养殖户外聘农业技术人员远程分析数据，观看作物实际生长状态，提出优化管理措施，提出防止病虫害的措施等 使得种植养殖企业可以实现集中统一的科学管理，在自动化程度高的情况下甚至可以远程控制生产参数，大大节约农业技术人才，提高管理效率北京东方蓝线科技发展有限公司开发的网络视频及数据监控系统是为进一步完善蔬菜大棚和水产养殖业的远程监控系统，实现遥视、遥控、遥测并建立农业管理系统。本监控系统为用户提供一种较为全面、完整和一致的解决方案，目的是对分散、面广的各个蔬菜大棚和水产养殖业的环境、土壤、水体、以及安防参数进行遥测、遥视和遥控，监视各个蔬菜大棚和水产养殖业的运行状态，环境状态，记录和处理有关数据，从而实现蔬菜大棚和水产养殖业的远程的监控管理，保证蔬菜大棚和水产养殖业的可靠运行和丰产。系统可根据用户的需要任意组合，建立与用户相适应的运营维护新模式。很重要的一点是将所有需要在现场监测的所有系统集成为一体，构成一个完整的监控体系。一台一体化的前端设备集成所有功能，性价比好，维护性也好。 2 系统结构本项目对蔬菜大棚和水产养殖业的视频，环境、土壤水体及气象状态进行实时监控，并可在异常状况下及时向蔬菜大棚和水产养殖业主人及任意指定人员的手机报警，建立蔬菜大棚和水产养殖业综合监控系统。该系统遵循“先进、合理、成熟、安全可靠、兼容性强、便于管理、便于扩容和升级”的原则，在采用先进的视频和数据采集传输系统的基础上整合为一个完整的监控系统。系统的网络拓扑图如图中所示：3 系统功能简述3.1 系统描述为了方便养殖户或公司值班人员通过网络加强对现场状况的管理，需要建立一个蔬菜大棚和水产养殖业运行环境状况远程监测系统及视频监控系统。系统能监测蔬菜大棚内的温度和湿度，土壤成分等参数，水产养殖业的气温、水温、含氧量、风向、风速等参数，并结合视频图像的监控，可将监控情况及时、准确地传送至蔬菜大棚和水产养殖业主或企业管理中心，使蔬菜大棚和水产养殖业主或企业管理中心能对蔬菜大棚和水产养殖环境变化情况进行及时、准确地判断，并根据情况采取必要的措施，如依照环境条件和季节不同调节温度、湿度、照明、含氧量等，维护蔬菜大棚和水产养殖生产的正常运行。蔬菜大棚和水产养殖的安防（包括门禁系统）、都需要和环境监控集成在一起监控。所有传感器和摄像机均接入“蔬菜大棚（水产养殖）实时监测与预警主机”。此预警主机目前最多可以接入： 模拟量16路（采用总线温度传感器，还可以采集数千点温度湿度参数） 浏览视频图像：独立实时4、8、16路（其中第一路还可扩展为16路） 视频分辨率：CIF（352x288）或D1（704x582） 可就地录像，录数据 数据将自动叠加到图像上，方便观看者，也方便事后查证 开关量报警输入：可达32路 开关量控制输出：可达16路。开关量输出可用于远程开灯 提供与串口通信设备协议转换，多达8路，接入各种检测仪器和控制器 可以本地液晶屏观看所有数据和报警信息所有视频和数据均能存储以备今后的检索调用，异常状况可在本地声光报警，在本地液晶屏和上级监控中心监控界面上弹出实时图像和数据曲线，并向指定手机发送短信报警，对网络断开等异常情况报警提示，提供简便的视频数据合一界面的监控客户端软件。3.2 主要功能监控范围a) 监视蔬菜大棚和水产养殖区域内各个场景情况（视频）b) 监测蔬菜大棚和水产养殖区域内的各种参数：温度、湿度、土壤成分、气温、水温、含氧量、风向、风速等c) 监测蔬菜大棚和水产养殖区域内的安全防范探头返回的报警数据 d）连接门禁控制器（对于管理比较严格的场所，如养殖贵重作物的大棚和重要库房）1、 实时视频监控和安防监控a) 对蔬菜大棚和水产养殖区域内各个场景内的环境和设备实现实时视频监控；b) 将所需视频以组播方式实时上传，可满足多用户同时访问时的视频传输要求；c) 在可设定的间隔时间内对站内摄像机进行视频巡检，参与巡检的对象可以任意设定，包括同一站端的不同摄像机、同一摄像机的不同预置位等，巡检间隔时间可设置；d) 响应各种人员入侵探头，报警；2、 环境数据监测a) 对蔬菜大棚和水产养殖区域内的各种参数：温度、湿度、土壤成分、气温、水温、含氧量、风向、风速等进行实时监测；b) 可设置不同级别的环境信息预警报警值；c) 环境信息数据以变化传输方式上送地区主站，阀值可设；d) 环境信息历史数据应能至少保存为一年。部分传感器的性能举例如下：温度传感器a) 温度测量范围：-20+100b) 温度测量精度：0.5c) 响应时间：15sd) 数据传输距离：800me) 环境温度：-20+70f) 环境湿度：10%95%RHg) 输出方式：4 mA20mA湿度传感器a) 湿度测量范围：0%100% RHb) 湿度测量精度：1%RH（25）c) 响应时间：15sd) 数据传输距离：800me) 环境温度：-20+70f) 环境湿度：10%95%RHg) 输出方式：4 mA20mA风速传感器a) 风速测量范围：0m/s100m/sb) 风速测量精度：0.5%测量值c) 响应时间：1sd) 环境温度：-20+70e) 环境湿度：10%95%RHf) 输出方式：4 mA20mAg) 传输距离：800m3、 门禁联动联动功能包括：1） 门禁刷卡后，门禁卡号等信息叠加在图像上，同时上传客户端软件，客户端软件录像，联动（如联动门禁处的摄像机）。2） 门禁刷卡后，如非法闯入、门打开时间过长、无效卡刷门等通过门禁的联网软件联动客户端联动对应摄像机进行联动监控。出入口控制非法出入/读卡启动摄像机及灯光闭路电视控制系统客户端界面弹出报警图像界面联动图像启动录象机录像/录象回放及显示对门禁的要求是：a) 具备多重开门方式，如刷卡开门、密码开门、卡和密码开门、多卡开门、远程控制开门等；b) 具备信息记录功能，能记录门禁开启的时间及开启人的卡号、姓名、单位等信息，所有的记录信息能远程读取；c) 能按时间、地点进行多种组合的权限设置，具备非法闯入报警、非法卡刷卡报警等多种报警功能；d) 具备安全、休眠、常开、常闭等多种工作状态；e) 具有多路输入、输出接口及RS232/RS485/RJ45通信接口，能和消防系统联动，在消防告警时将所有门打开。4、 远程遥控开灯可以夜间对蔬菜大棚内和水产养殖区远程开灯监控。5、 报警联动所有监测的数据报警（模拟量超限、开关量开闭）均可驱动电视监控子系统的对应摄像头，进行联动监控、录像取证。报警装置还可以驱动其它报警装置，如开启报警警灯、警号，开启照明灯等。打开灯光灯光摄像机联动摄像机客户端界面弹出报警图像界面超限或触发报警报警切换摄像机、云台及预置位自动启动录象录像回放及显示6、 滚动报警信息界面客户在观看监控视频的客户端界面的下方，能实时的刷新，滚动当前的报警信息，并能在报警信息上查看警报发生的时间、地点、原因。双击报警条后弹出相应的报警联动图像的录象。7、 监测信号传输条件：蔬菜大棚和水产养殖区内各个传感器采集的监测数据，通过变送器转化为标准模拟量电流信号，接入实时监测与预警主机供值班人员监控、统计、报警等8、 所有视频和蔬菜大棚和水产养殖区环境值均能保存，值班人员根据授权可以随时检索调用历史资料9、 数据将自动叠加到图像上，方便观看者，也方便事后查证10、 针对网络异常比如传感器连线断开等情况及时报警提示11、 系统软件满足从数据采集、标定、域值判定、数据存储、检索、查询等功能12、 系统满足今后传感器种类和数量的扩展13、 视频监控和数据监控集成为一完整系统，同时为方便用户使用，提供视频数据合一的客户端程序，可在一个界面内完成视频和数据的实时监控任务4 主要硬件设备介绍本地蔬菜大棚和水产养殖区监控系统完成对蔬菜大棚和水产养殖区的环境、安防、视频图像等的采集及传送，硬件可分为4部分：各类传感器探头；门禁；“蔬菜大棚和水产养殖区实时监测与预警主机”（包含数据报警服务器及视频报警服务器）；一体化智能球型或枪机摄像机；监控服务器和客户机。4.1 传感器需要被采样的数据为两种模拟量和两种开关量，部分传感器如下：模拟量温湿度、土地水体参数及气象参数开关量烟雾、红外对射、人体红外探头4.2 门禁门禁RS485串口。连接实时监测预警主机，将刷卡的物理卡号、员工卡号、员工姓名、刷卡状态在刷卡时送入实时监测预警主机。4.3 蔬菜大棚（水产养殖区）实时监测与预警主机现场传感器采集的模拟量数据，串口数据通过数据电缆进入蔬菜大棚（水产养殖区）实时监测与预警主机。烟感、安防探头等也通过数据电缆直接进入蔬菜大棚（水产养殖区）实时监测与预警主机。其中，蔬菜大棚（水产养殖区）实时监测与预警主机部分功能及技术规格如下：功能及技术规格 Linux操作系统，嵌入式结构 视频压缩标准：H.264 可实时连接多至16路摄像机 支持云台镜头矩阵远程控制 支持动态IP网络连接 支持图像转发 支持16路模拟量数据采集和传输 可扩展数千总线温湿度模拟量采集（选项） 支持模拟量四限位预警报警功能 支持模拟量数据叠加至实时图像之上 支持视频丢失、模拟量断线、主机停机报警 支持硬盘录像 支持监控中心电视墙输出 支持远程配置、软件更新 图像服务器技术规范图像分辨率：704576, 352288图像采集帧率：25帧/秒（PAL制）影音压缩标准：（图像）H.264, （声音）ORGVORBIS视频输入：8路（第一路可扩展至4/9/16路）语音对讲：1对单路码流：120K1800K bps 图像传输规范网络协议：TCP/IP 电气及系统特性用户端显示软件：采用微软IE浏览器，无需提前预装任何显示软件即可显示基本图像图像显示尺寸：基于分辨率352288时，用户界面可改变显示尺寸至满屏图像显示画面数：最多25路摄像头：可根据需求自行配置摄像头、镜头和云台、解码器可接入摄像头路数：16路（第一路可扩展至16路）集成网络连接：集成以太网接口RJ45输入/输出控制：输入：24个/输出：20个串行数据接口：两路RS485（其中一路RS485可驱动云台）系统密码保护：远程更改系统配置，带密码保护；远程观看，带密码保护上网操作：即插即用，加电自动连接网络因特网联接服务：可选网络服务完成无固定IP地址用户间的自动联接外接电源：220VAC机箱尺寸：47044190mm 重量：8kg工作温度：-1055相对湿度：1090% 无凝结 通过连接各种探测器的变送器，可采集多种环境参数，如温度，湿度等。 可分级设定多种报警阀值（可设四点报警限位）。以确定不同级别的警情触发不同级别的警报。 数据采集器技术规范输入信号：直流电流：4mA20mA 或通过总线协议输入输入通道：最多16通道模拟量基本误差：0.5% F.S数据采集周期：每通道100毫秒通信方式：RS485通信模式：串行，8位数据位，1位停止位，无奇偶校验通信速率：4800 、9600、 19200 、38400报警功能：四上下限报警工作温度：-1055相对湿度：1090% 无凝结4.4 一体化智能球型摄像机采用一体化恒速球机，可水平360度转动，垂直方向可做180度自动翻转，并可进行光学18倍的放大，可对整个蔬菜大棚水产养殖区范围做到全面的监控。4.5 本地和监控中心上位机监控服务器在本地和上级监控中心安装监控服务器通过网络连接完成从图像监控、存储、数据的监测及报警、检索查询等众多的功能。配合手机报警器，还可向指定本地手机发送短信报警。 用户还可通过互联网在任何地方，在有授权的条件下观看现场图像和数据曲线，远程监控。5 蔬菜大棚水产养殖区监控系统的软件系统5.1数据及视频合一监控软件系统系统支持视频和数据同屏显示如下功能： 支持图像网络远程观看 支持图像4、9、16画面分割显示 支持图像轮巡显示 支持图像分区大屏幕显示 支持抓拍、录像、云台镜头控制 支持远程矩阵控制 支持图像实时转发 支持模拟量四限联动图像报警 支持模拟量实时曲线显示 支持模拟量报警值、最大值、平均值显