城市雨水泵站监控系统

城市雨水泵站监控系统

设计方案

城市侨新科技有限公司

2003年9月

目录

1 市场需求分析 (3)

2 监控系统结构设计 (4)

3 系统功能设计 (6)

3.1 系统硬件功能设计 (6)

3.2 系统软件功能设计 (7)

4 设备清单与报价 (12)

1 市场需求分析

城市雨水泵站的主要功能是解决城市雨水的排放，它分布在全市的各个地方，分布面广，不利于管理和维护，随着当今社会信息化、网络化和数字化的发展，使城市雨水泵站进行集中监控成为可能，根据城市雨水泵站集中监控的需求，具体要求如下：

1）关于现场图像监视的需求

在泵房的两个房间内安装固定彩色摄像机，可以达到对泵站的内部设备环境实时监视和防盗监视的的作用。

2）关于周边防盗的需求

在泵房四周围墙上安装五对红外对射报警装置，其中一面有门的围墙考虑用两个红外对射探测器，其他每面配制一个红外对射探测器。

3)关于数字化图像监控的需求：

采用数字化图像技术，配置1台具有能接入两路图像的现场工作站，用于接入所有的图像信号。

可以通过该工作站接入所有的图像信号，并通过ADSL传送到中心控制室，在中心的监控工作站实现图像的显示、录像和查询功能，界面便于实时监视和事后查询。采用数字监控技术和传统模拟监控录像技术相比，将极大降低系统维护成本和使用难度。

4）关于水位检测的需求

在泵站进水池和出水池投放两支投入式液位探测仪，将液位探测信号发送至一体化采集箱，由一体化采集箱统一处理后发送到现场工作站，由现场工作站传送至中心的监控工作站，由中心处理进出水位差是否超过开泵的水位设定值，来控制水泵的开启。

5)关于数字化监控中心的需求

在远端控制中心暂时配置1台监控工作站用于全系统的集中监控管理。以后根据需求扩展。

2 监控系统结构设计

根据上文的系统需求分析，雨水泵房的监控系统组成如下：

1)周边防盗监控系统

2)前端图像监控系统

3)水位探测监控系统

4)现场数据采集和监控工作站系统

5)数字化监控中心系统

这些系统相互关联，们最后可以在数字监控中心系统中实现对其它系统的统一监控管理，在该中心中采用侨新科技的JOINPRO集中监控管理软件作为其核心技术平台，该软件的具体介绍见系统功能设计，以下是监控系统的结构原理图：

根据以上原理图，我们接下来分析本系统设计是如何满足城市雨水泵站的集中监控需求的。

1)前端图像监控系统

针对城市雨水泵站现场环境我们采用一体化彩色摄像机作为现场监视用，这种摄像机配置3.5-8MM镜头，支架和护罩均为一体化设计，分别率达到480线，可以满足泵站设备及重要进出口这种特定场合的监控，同时镜头可以根据现场实际环境调节焦距，以达到最佳的监视效果。系统中我们在泵站设备用房和工作用房配置了该类摄象机两台，所有前端摄像机信号如原理图分别接入1台2路数字图像监控工作站。

2)周边防盗监控系统

根据需求，一共配置5对红外对射探头，分别安装在四周围墙上，有门的一面安装2台。探头我们采用业绩口碑良好的日本POSONIC产品，该类探头探测距离为75米一对，可以通过支架方便的安装在周边的墙上用于人体进入探测，达到防盗的功能。

如图，所有的红外对射探头接入一个一体化采集箱，通过该采集箱的处理，可以将报警信号转换为数字量信号，然后通过采集箱专有的RS232接口与现场工作站的RS232接口相联，以直接接受信号，最后通过ADSL 接入监控中心的数字化图像监控工作站。完成信号的采集和传送工作。监控工作站可以将这些报警信号通过处理和发送给相对应的图像监控工作站，并进行报警的显示记录和报警联动录像。

3)水位探测监控系统

在雨水池的出入处安装了两个投入式压力传感液位变送器，这里我们选用美国NovaSensor®公司高精度、高稳定性扩散硅压力传感器组件，通过高可靠性的放大电路及精密温度补偿，将被测液体的液位信号转换成4~20mADC、0~10mADC或0~5VDC等标准电信号。然后输出到现场一体化数据采集器中，采集器将信号转化为数字信号后送监控工作站，实现对水位的监测。

4)现场数据采集和监控工作站

如图所示现场配制了一台一体化数据采集器用于采集水位探测器、红外对射探测器输送过来标准信号以及可以可现场智能水泵通过RS232通讯接口相连，从而实现对液位、防盗信号的采集的水泵信号的采集，通过内置的程序，还可以直接完成现场液位联动控制水泵的功能。一体化数据采集器输出的RS232信号和现场2路图像信号接入现场数字监控工作站，该工作站配制两路图像压缩卡，采用工控机平台同时内置JOINPRO监控管理软件，可以同时处理图像信号、防盗报警信号和水位信号，同时将数据通过宽带网络串传输到监控中心。

和嵌入式系统相比，现场采用数字监控工作站将更加灵活，易于扩展，且具备更强大的现场实时联动处理功能。而且随着在各行各业应用的增加，系统的可靠性稳定性已经不逊色于嵌入式系统，且价格相当。尤其是在图像处理方面，嵌入式系统目前无法实现2路图像实时存储和网络实时传送，而采用监控工作站可以很好的解决这个问题，通过远程监控维护技术的采用，监控工作站可以实现现场无人值守。本系统选用监控工作站中的软件平台-JOINPRO系统已经在电信监控、银行监控等领域有大量应用，事实证明是成熟可靠的产品。

5）监控中心系统

监控中心配制多台监控工作站，通过宽带网和现场的数字监控工作站相连，实现远程集中监控管理包括图像监控数据监控和防盗监控，以后可以根据需求灵活增加功能，如现场门禁出入管理等，具体软件功能介绍见后文。

3 系统功能设计

3.1 系统硬件功能设计

3.1.1 数字图像监控工作站

品牌：中国JOIN侨新品牌

型号：JD1001/JD1601

产品规格：

●监控主机：高可靠性工业级计算机

●Pentium III800以上，

●256M内存

●80G硬盘（基本配置），可扩充3个硬盘

●10M/100M自适应网卡

●其他：通信转换模块、显卡等

●选件：声卡、光盘刻录机、外置硬盘等

●单机容量：16路图像/音频信号实时采集和存储

●图像帧速：25帧/秒（最大容量下，每路皆达到此指标）

●图像控制：多种通信协议

●压缩格式：MPEG-1、MPEG-4

●网络协议：TCP、UDP、多址广播

●图像存储：告警存储、连续录像、定时录像、视频移动录像、警前录像等

●音频处理：视音频同步

●告警处理：外部告警接入、移动探测、视频丢失等

●记录保护：电子水印

3.1.2 液位变送器

品牌：中国康宇

型号：KYB19

产品规格：

●·0～0.3m至0～350m

●·一体式、分体式

●·电缆型、铠装型、防腐型

●·防雷击、防射频干扰

●·反向极性保护及限流保护

●·本质安全防爆

●·零点、量程外部连续可调

●·高精度、高稳定性、高可靠性

3.1.3 红对射探测器

品牌：日本POSONIC

型号：PS75D

产品规格：

●距离：75米

●触发方式：双光束同时被遮挡