4G无线监控方案

太阳能无线视频监控系统

设

计

方

案

省科技

2019.3.22

目录

1. 系统简介 (3)

2. 系统原理和架构 (5)

3. 系统配置单 (10)

4. 售后服务及技术支持 (11)

5. 部分工程应用场景 (12)

一、系统简介

太阳能无线监控系统利用取之不尽、用之不竭的清洁环保能源太阳能和风能供电，同时系统采用了先进的音视频远距离无线组网技术，使无法或者不方便得到电力供应的地区实现远程不间断监控成为可能。随着太阳能无线监控系统集成技术的成熟，该系统已在全球得到越来越普遍的应用显示出广阔的应用前景。本系统具有：环保节能、无需挖沟或架设电力架、不需要大量线材管材、不需要输变电设备、施工周期短、不消耗市电不产生电费、不受

地理位置限制、维护费用低、低压无触电危险及移动灵活等诸多优点。

郊外地域广阔没有电力供应又难以布线，本系统可以解决郊外没有市电的问题，同时也解决了图像传输不好布线的问题；应用方案的摄像机系统可以对监控点附近地区进行全方位监控，监控围广、图像清晰度高，而且传输采用4G模式SD卡现场录像模式，管理人员可在机房集中管理所有监控点，前端监控点完全自动运行无需人员值守操作。

二、系统原理和架构

太阳能无线监控系统主要由太阳能供电系统、4G无线视频传输系统、视频监控系统三个子系统组成。

太阳能供电子系统是由太阳能组件、风力发电机、胶体蓄电池、智能充放电控制器等组成，无线视频传输子系统是由数字4G无线组成传输链路，视频监控子系统是由摄像机、终端视频管理设备（如数字硬盘录像机）等组成。根据需要可增加其它辅助功能如：太阳能市电自动互补、锂电储存、前端拾音、前端喇叭、前端录像、前端传感、目标跟踪、视频分析、图像抓拍、远距离摄像机、热感摄像机、无线广播、无线信号中继、无线信号覆盖等。

二．（一）太阳能供电子系统

太阳能供电系统拓扑图

该系统主要由太阳能组件、风力发电机、胶体蓄电池、智能控制器等组成。太阳能组件和风力发电机将光能转变为电能，经由一台风光互补智能控制器的控制，把电能存储到蓄电池（充电）；需要供电时，打开控制器开关接通负载，把蓄电池中的电能提供给负载（放电）。智能控制器的主要作用是对蓄电池进行充放电

管理，当在工作时间蓄电池供电不足时，控制器自动切断负载供电，对蓄电池进行过放保护；当蓄电池持续充电时，控制器对蓄电池进行过充保护。

太阳能发电是整个系统工作能量的主要来源，太阳能组件的大小需要根据负载设备的耗电量来决定。风力发电平时起辅助供电的作用，在连续阴雨天的时候，风力发电机将发挥重要作用，以确保对控制器的不间断供电，从而避免了长时间阴雨天气下供电系统的瘫痪。

很多用户有这样一个认识误区，摄像机是由太阳能来供电，实际上给摄像机供电的是蓄电池，太阳能只是负责给蓄电池充电，所以蓄电池对于太阳能供电系统来说也是非常重要的一环；太阳能供电系统因长期处于大幅度充放电状态，而且蓄电池通常是埋在地下，频繁更换费时费力，所以应采用质量可靠的免维护储能型铅酸蓄电池，如预算允许可采用太阳能胶体蓄电池(使用寿命可达3-5年，深放电循环性能好，耐高频率充放电及过放电、自放电小可以长期不充足电又进行放电、适应环境温度围广尤其是低温，使用时无酸雾气体析出，无电解质外溢更为环保)。

蓄电池是在没有日照情况下维持系统工作所需的能量来源，当发生连续阴雨天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，因太阳能胶体蓄电池的价格较高，不能因为顾及一年当中会出现几次长的阴雨天而增加系统蓄电池配置，使系统在大部分时间蓄电池配置都处在浪费的状态，过多配置蓄电池的结果必然导致成本大幅上升。所以太阳能供电应用系统应允许发生概率较低的缺电现象，蓄电池独立供电时间一般为3-5天。

太阳能无线监控系统与普通有线监控系统的工作原理不一样。普通有线监控系统可以不考虑摄像机或其它负载的电压和功率，也可以不考虑系统的工作时间，而在太阳能无线监控系统中摄像机或者其它负载的功率越大，工作时间越长，系统的配置就会越大，系统的价格就会越高。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，因此整个系统中负载设备的低功耗运行成为了太阳能无线监控系统的关键。

首先负载设备的电压如摄像机应选择直流DC12V，不少用户错误的选择交流AC24V的负载设备如市场上常见的AC24V高速球摄像机，以24V3A计算耗电即达到72W(部分厂家交流球机功率直接套用直流球机的功率标注)，这不仅造成系统严重的耗电，而且经多次电压转换带来电量损失，另外增加逆变器额外增加了耗电，当然也增加了系统故障率，给以后系统运行的问题频发埋下隐患。电压转换具体说明：如果选择AC24V球机需要增加逆变器（逆变器增加了耗电），把电压从直流12V转换成交流220V，

再增加适配器，把电压从交流220V降到交流24V。

在耗电严重的基础上又经过几次电压转换电量流失，有限的太阳能利用率大打折扣，最终导致蓄电池续航时间大为缩短、出现经常性断电现象。

其次负载设备应选择低耗电的产品以有效降低系统耗电量。为了解决夜视效果采用全彩夜视摄像机，采用全新低温低功耗设备，比普通摄像设备省电80%。

由于不需要市电，每个前端监控点每年可节省几百元不等的电费；特别是点位数量较多的大项目，节省电费尤其可观。

目前适合进行太阳能无线监控的数据传输方式有三种，一是基于无线网桥的微波网络，二是基于无线平台运营商的3G/4G网络。三是COFDM网络。三种网络具有各自不同的优点，用户可以有针对性地进行选择。

如果用户的监控点周围有4G信号，而且监控点和监控中心之间有很多建筑物或山体遮挡，这时采用4G视频传输将是一个比较好的选择。利用4G视频传输，将视频数据通过相关的4G平台运营商的网络传递到监控中心。