风电场集成监控平台

2024-06-08

风电场集成监控平台(精选六篇)

风电场集成监控平台 篇1

近年来, 我国的风电大规模迅猛发展, 与常规电源相比, 风电场的输出功率具有波动性[1]和间歇性的特点, 因此大量风电接入电网将对电网的运行带来较大的影响。尤其很多地区风电具有反调峰特性, 给风电丰富地区的电网调度和电力市场管理带来越来越大的压力。风电场能否安全稳定运行成为了在保证电网安全的情况下能否最大化有效接纳风电的一个关键。为了实现风电场的安全稳定运行, 如何对风电场进行监视和控制成为了解决这一问题的有效办法。为解决大规模风电可调可控等难题, 并与现有智能电网调度平台很好地结合在一起, 实现调控一体化, 为电网运行做好充分准备, 需要通过先进的信息手段建设完善、稳定的大型风电场一体化监控平台, 并与智能电网调度一体化支撑平台[2]无缝结合在一起。大型风电场一体化监控平台应提供完善的风电预测、风电监控[3]、风电场有功控制、风电场无功控制等功能, 采用先进的预测技术和合适的控制策略, 实现对风电场进行监控管理[4], 保证电网的安全稳定经济运行。

1 大型风电场一体化监控平台的设计思路

结合国家电网公司发布的风电接入电力系统的系列标准, 大型风电场的一体化监控平台应具备风电场监控、风电预测、风电AGC控制、风电AVC控制等功能。针对现有风电场监控系统不统一、不同风机配备不同的风机监控系统、操作不方便、风电监控系统高级应用 (如AGC, AVC) 不能直接控制风机、时间上不满足调度要求等问题, 结合最新的信息技术要求, 提出新一代大型风电场监控平台, 集中了预测, AGC, AVC, SCADA[3]等高级应用。通过在风机侧安装通信控制器, 实现对不同类型风机的统一监视与控制。监控平台从通讯控制器获取风机遥测信息, 例如有功、无功等信息, 通过有功控制逻辑和无功控制逻辑下发指令到风机, 实现全场的有功与无功控制。监控平台遵循SOA思想, 采用具有生命力的、成熟有效的IT技术, 构建一个面向应用、安全可靠、标准开放、资源共享、易于集成、好用易用、维护最小化的综合监控系统, 使其成为风电场值班人员有力的工具和友好的助手。

2 大型风电场一体化监控平台总体设计

2.1 大型风电场一体化监控平台的总体架构

结合智能电网技术支持系统, 大型风电场一体化监控平台硬件配置原则是保证系统能够长期稳定运行。本系统服务器与其他系统服务器之间通信快捷顺畅, 接口齐全规范, 终端页面美观友好, 易于操作, 响应速度不超过1 s。

本系统按照冗余配置原则, 包括两台内网服务器 (主, 备) , 一台外网天气预报服务器, 一台操作员工作站。一台Stone Wall反向型隔离设备, 两台主交换机、风机通信适配器。

根据现场实际情况, 并按照其技术条件要求, 将风电场监控平台设计为一个分层、分级的分布式系统[4]。如图1所示整个系统分为三个层次。整个监控系统采用分层分布式结构, 系统分为站控层、间隔层、过程层三层。

站控层是整个系统的最高层, 实现风电场数据采集、有功控制、无功控制, 同时它作为风电场的人机交互的窗口, 可完成各种图形显示、报表打印、信息转发功能。各个功能模块分布到系统的各个网络节点上, 保证了系统的可扩充性。NWP服务器为外网服务器, 接收数值天气预报, 并经隔离设备送至数据库。间隔层设备由通讯控制器构成, 通讯控制器实现与站控层和过程层设备通信。实现遥信、遥测的上传和有功、无功控制指令下发。为了满足调度直控风电场, 远程实现有功功率和无功电压控制功能, 更好的发挥风机变流器的功率调节能力, 需要对现有变流器和主控系统之间的通讯方式和控制算法与逻辑进行改造, 增加硬件配置通讯控制器。改变现有的通讯和连接模式, 实时性要求不高的数据按照原有模式通过主控PLC转发, 但是对于实时性要求很高的功率控制, 将直接通过通讯控制器连接, 避免了中间的环节, 提高了控制速度和精度。过程层设备由逆变器控制器和风机主控器组成, 负责对风机、变流器的数据采集和控制。

2.2 监控平台的数据交互

监控平台应用包括SCADA采集、风电预测、AGC有功控制、AVC无功控制、在线统计分析等应用功能。

通讯控制器将采集的风电运行信息传送给SCADA监控平台, 以便实时监控、预警并进行风电监控, 同时将有用的信息存储到数据库;风电预测模块利用数值天气预报 (NWP) 数据、从SCA-DA平台获取的实时测风数据和历史运行数据生成短期、超短期风电功率数据, 并将数据送给有功控制模块。风电有功控制模块接收主站下发的AGC指令, 根据从SCADA监控平台获取的预测功率和风电场机组状态数据进行有功的分配和机组的启停控制。

AVC控制子系统能够自动接收来自电网调度的AVC指令, 并根据功率预测的结果, 进行机组之间的无功功率分配并控制风电场无功补偿装置, 实现对风电场的无功电压控制。

2.3 监控平台的安全防护设计

监控平台应满足《电力二次系统安全防护规定》 (国家电力监管委员会5号令) 对电网计算机监控系统和系统之间互联的安全要求, 符合《全国电力二次系统安全防护总体框架》的有关规定。应用各功能部署在合理的安全分区内。系统的信息采集及监控和AGC控制、AVC控制布置在安全Ⅰ区;风电预测和在线统计分析功能布置在安全Ⅱ区。气象信息接入功能模块放在安全Ⅲ区, 用于从外网获取天气预报信息并传送到安全Ⅱ区, 风电预测功能利用获取的气象信息进行预测。

同时对于系统服务器、工作站, 应采用安全成熟的、国内调度系统认可的安全操作系统, 禁止不必要的服务和应用;安装防病毒软件、防木马软件。安装于主机上的应用程序可与防病毒软件协调运行, 保证防病毒软件进行扫描时, 应用程序仍能正常工作。并采取各种措施防止内部人员对系统软、硬件资源、数据的非法利用, 严格控制各种计算机病毒的侵入与扩散, 当入侵发生时系统能及时报告、检查与处理, 系统万一被入侵成功或发生其他情况导致系统崩溃时要能及时恢复。

3 大型风电场一体化监控平台的功能设计

3.1 风机数据SCADA功能

SCADA模块主要完成数据采集和通信功能。具体功能如下:

1) 利用风机通信控制器完成风机运行数据采集, 数据采集包括机端电压、电流、有功、无功、机组温度、桨距角、偏航角度、风机状态。

2) 利用风机通信控制器完成风机的启动, 停止, 复位, 有功设点, 无功设点控制。

3) 采集升压站220 k V/35 k V母线电压, 频率;220 k V送出线有功/无功, 2台主变有功/无功, 35 k V集电线有功/无功, 220 k V开关/刀闸及35 k V开关/刀闸状态。

4) 通过通信控制器采集SVC设备电抗器实时无功出力, 电容器投/切状态, SVC运行/停止状态, SVC故障状态。

5) 利用通信控制器完成对SVC设备中的电抗器无功出力进行控制。

6) 利用远动机向省网转发AGC运行状态, 各风机运行状态 (运行/投运, 检修/待风) , 风机有功/无功出力, 各风机机头风速。

7) 利用远动机接收省网AGC指令。

8) 通过远动机, 向地调转发AVC运行状态, 各集电线有功/无功。

9) 利用远动机接收地调AVC指令。

3.2 风电预测功能设计

风电预测功能包括对风电场的输出功率进行预测, 预测的时间尺度包括短期预测和超短期预测。在功能设计上主要实现功率预测、上报预测功率、功率预测查询等功能模块。

功率预测模块包括对风电场的短期功率预测和超短期功率预测。在短期预测模型的选择上, 对于并网时间较长的电站, 这里优先选用统计方法建立短期功率预测模型, 对于刚并网的新建电站, 由于电站缺乏必要的历史功率数据, 则选择物理方法[5]建立短期功率预测模型。同时采用基于时间序列分析的方法建立电站的超短期功率预测模型。

上报预测功率模块完成每天定期向省调发送预测功率E文件。

功率预测查询模块主要包含短期功率预测、超短期功率预测及置信度功率预测查询三个功能。

4 结语

本文提出的大型风电场一体化监控平台已于2013年12月投入运行。从投运以来的运行情况看, 该系统实现了设计目标, 较好地实现了与智能电网调度一体化支撑平台的无缝结合, 实现了对风电的实时监控, 加强了对风电场的调度管理, 促使其不断提高功率预测水平和管理能力, 提高了对风电场的管理控制能力。研究结果对改进电网风电接入条件、发电计划制定, 发供电平衡, 保证电网安全稳定运行具有重要的指导作用, 对促进风电发展具有重要的工程应用价值。通过本项目建设, 将实现风电场对未来发电量的评估, 控制功能为新能源调度提供工具和手段, 形成对新能源并网调度运行的全面支撑。

大型风电场一体化监控平台在开发的过程中积累了大量的经验, 同时由于开展监控平台研究的时间较短, 系统尚存在不完善的地方, 需要开展进一步的研究与开发工作。

参考文献

[1]雷亚洲.与风电并网相关的研究课题[J].电力系统自动化, 2003, 27 (8) :84-89.

[2]国家电网公司.Q/GDW 680.1-2011智能电网调度技术支持系统[Z].2011.

[3]高宗和, 腾贤亮, 张小白, 等.适应大规模风电接入的互联电网有功调度与控制方案[J].电力系统自动化, 2010, 34 (17) :30-40.

[4]王晓波, 董存, 郭雷, 等.吉林省规划网架下松白电网风电接入能力分析[A].2008年中国电机工程学会年会论文集[C].2008.

[5]范高锋, 王伟胜, 刘纯, 等.基于人工神经网络的风电功率预测[J].中国电机工程学报, 2008, 28 (34) :118-123.

[6]李雪明, 行舟, 陈振寰, 等.大型集群风电有功智能控制系统设计[J].电力系统自动化, 2010, 34 (17) :10-50.

风电场集成监控平台 篇2

近年来, 随着我国城市化进程的加快, 为了改善城市交通状况、减少环境污染, 大中城市积极发展城市轨道大众交通体系;与此同时, 以计算机、网络通信等信息通信技术为动力的信息化, 改变了以往城市轨道交通的监控方式。

城市轨道交通综合监控系统 (Integrated Supervisory Control System, ISCS) 作为城市轨道交通的核心装备, 由现场设备、现场网络、车站监控系统、通信骨干网络、中心监控系统组成, 集成各分立的自动化系统, 对自动化设备进行监视与控制, 实现信息互通、资源共享和高效联动。然而, 目前国内综合监控系统大多是机电设备的监控, 主要针对电调、环调等除信号系统以外的子系统, 没有真正地将信号系统有机地联系在一起进行综合。

城市轨道交通信号系统中的列车自动监控子系统 (Automatic Train Supervision, ATS) 实现列车监督、控制和调整, 具有监控系统的典型特点。随着标准的完善和系统开放性的提高, 将ATS整合进ISCS, 实现真正意义上的综合, 是轨道交通综合监控集成的发展方向。目前国内轨道交通正在逐步开展ATS与综合监控系统的集成。下面对城市轨道交通综合监控集成平台策略进行系统研究。

1 综合监控集成平台架构

监控系统一般分为监控层和设备层。监控层可以使用成熟的软硬件技术, 实现标准或约定的协议、灵活的配置、可视化的操作;设备层只需要提供可以满足条件的调用方式即可。不管是ATS还是传统ISCS, 都属于顶层的监控层, 所要面对的是下面的设备层;设备层提供采集的基本数据, 可以是联锁、区域控制器, 也可以是供电设备、环控设备。

1.1 列车自动监控功能分析

ATS系统主要是实现对列车运行及控制的道岔、信号等设备运行状态的监督和控制, 给行车调度员显示全线列车的运行状态, 监督和记录运行图的执行情况, 辅助行车调度人员完成对全线列车运行的管理, 并为整个信号系统的故障诊断和系统维护提供帮助。

ATS功能见图1, 主要包括:

(1) 信号设备的监视:显示全线的线路布局、信号设备状态、进路状态、列车位置、控制模式、调整模式等。

(2) 列车识别与追踪:自动完成正线控制区段内的列车识别号跟踪, 采用列车识别号的移动和有关信号设备的状态来描述在线列车的实际运行。

(3) 列车进路控制:根据列车的运行数据信息, 按预先排列进路的原则和运营方案, 进行自动或人工排列进路。

(4) 列车运行调整:依据时刻表或行车间隔, 自动检测和调整列车的运行。

(5) 列车运行图编制及管理:根据线路的参数和行车组织要求, 由运行图编制人员输入基本数据, 由计算机辅助自动编制基本列车时刻表和运行图。

(6) 控制命令:对信号设备发送控制命令。

(7) 运营记录与统计报表:记录列车运行状况和设备工作状态, 并进行统计和分析。

(8) 故障报警:列车运行状态和设备运行状态报警的功能。

1.2 综合监控集成平台框架

根据上述分析, ATS功能完全可以与综合监控进行集成。根据ATS与ISCS的集成程度, 可以化分为界面集成、ATS控件嵌入、完全集成3种方式。选取集成过程中必须关注的策略, 设计城市轨道交通综合监控集成平台框架 (见图2) 。

(1) 操作系统层:采用跨平台结构, 支持不同厂家多种UNIX、LINUX、WINDOWS硬件服务器。

(2) 平台服务层:提供通用的服务, 包括提供系统管理、实时数据库、消息中间件、历史数据库、图形工具、报表工具、告警管理、事件管理、权限管理等服务, 是系统稳定性和可靠性的关键环节。

(3) 应用服务层:面向业务逻辑, 系统功能的最终体现。包括传统的电力专业、通信专业和机电专业等, 增加了信号专业, 每个专业有相应的后台应用与设备层相联系。如信号专业体现为列车的追踪、控制和调整, 相应的后台应用与联锁、区域控制器、车载设备等进行通信;机电专业体现在为设备状态的采集、监视和各种模式的控制, 相应后台应用与机电设备通信。

(4) 界面层:实现显示和操作功能。向操作员提供设备状态信息、列车运行信息、故障信息、报警信息、统计报表信息等, 同时, 操作员可借助系统提供的一系列工具, 在操作员工作站上对远程的设备进行监视、设置、控制等。

2 综合监控集成平台关键策略

2.1 数据建模

为了集成ATS系统, 必须建立通用的数据模型。综合监控集成平台采用水平分表, 结合星型模型的方式来构建数据仓库模型。具体做法为:将综合监控各个专业的数据结构以功能作为依据进行分类, 其中也包含信号专业的设备数据结构。通过分类, 将数据记录分散至各类事实表。每类事实表再根据具体特性, 设计其私有的维度表。通过这种方式, 不仅快速地将事实表的数据级别从千万级降至了百万级, 且利用维度表特性, 类似于垂直分表的思想, 解决了大量的数据冗余问题。典型数据仓库数据模型见图3。

以码位事实表为例说明。码位事实表是实际接收数据源增量数据的数据表, 而设备类型维度表、测点位置维度表及设备参数维度表都可以看作是定义表。在第一次完全加载后无特殊情况, 其数据量不会产生明显变化。码位事实表中的所有增量数据可以通过数据源中的对应字段直接获取, 而所属位置键、所属设备键及参数维度键, 则可以通过数据源中的设备综合维度表进行获取。通过该设计可以更好地为后续的数据挖掘、联机分析等作数据支持。

2.2 部署和冗余

综合监控集成平台支撑的各个专业可以灵活部署, 并按专业模块进行主备划分的冗余技术。当同样使用双机冗余时, 在不降低系统可靠性的基础上, 可以充分提高硬件资源利用率, 具有一定的先进性。由于集成平台采用模块化设计, 在运行时可以将不同的模块分配在不同的服务器上运行。正常情况下, 2台服务器同时处理不同任务, 保证工作平均分配到2台服务器上;当1台服务器出现故障时, 系统会自动将另1台服务器上工作于“备”状态的模块升级成“主”状态 (见图4) , 保证系统正常运行。

当某个专业出现故障的时候, 系统不进行整机的服务切换, 只进行单个专业的主备切换 (见图5) 。

2.3 安全性

综合监控集成平台中的ATS功能, 虽然不属于故障-安全系统, 但由于它通过与列车自动保护系统和列车自动驾驶系统的协调配合, 来完成对信号系统的自动化管理和全自动行车调度指挥控制, 所以应该达到安全完整性等级的一定要求。安全需求如下:

(1) 道岔和信号封锁与解除封锁:包括将道岔封锁在当前位置, 道岔封锁解除;终端信号机封锁, 终端信号机封锁解除;轨道封锁, 轨道封锁解除。

(2) 列车在进路中停车与停车解除:人工即时停车功能, 使1列、几列或所有列车实现停车;解除停车指令的人工功能, 可以人工解除1列、几列或所有列车的停车指令。

(3) 临时速度限制:可为CBTC区域内任何区段上的所有CBTC列车建立/修改/取消临时限速。

(4) 工作区域:提供建立/撤销临时工作区域的功能。

除了上述的安全需求, 有些系统还包括引导、总人解、总取消等。综合监控集成平台对安全需求部分依据EN50126、EN50128、EN50159等标准进行生命周期管理、安全性设计和开发。

3 结论

城市轨道交通集成平台目标是实现监控层和设备层完全分离, 统一建模, 灵活部署, 优势在于:

(1) 提高系统的配置性和扩展性, 同时又不降低安全性;

(2) 涵盖了庞大的、多专业的各类系统数据, 可以充分利用大数据的优势更好地为运营服务;

(3) 可以减少系统的硬件构成复杂度, 一定程度可以缩减工程造价, 减少维护工作量;

(4) 多专业数据同屏显示, 将关键设备数据与行车数据融合, 有利于从整体上把握全线各个系统的运行情况, 及早对潜在的危险进行识别, 保证列车的平稳安全运行;

(5) 加深行调、电调、环调及维调等各专业之间的信息融合贯通;

(6) 可以实现包括ATS在内的多专业之间联动功能。

参考文献

[1]郭永泉.城市轨道交通综合监控系统集成信号ATS的研究[J].现代城市轨道交通, 2008 (6) :34-36.

[2]魏祥斌.集成信号列车自动监控子系统的综合监控系统方案[J].现代城市轨道交通, 2012 (8) :86-89.

[3]CENELEC pr En50126轨道交通-可靠性、可用性、可维护性和安全性 (RAMS) 的规范及示例[S], 1999.

[4]CENELEC pr En50128铁路应用-通信、信号和处理系统-铁路控制和防护系统件[S], 2011.

[5]Zhao L, Shi W.Research on optimization of application model based on storm[C]//Software Engineering and Service Science (ICSESS) , 2014 5th IEEE International Conference on IEEE, 2014:248-250.

风电场集成监控平台 篇3

四川电网视频监控系统是智能电网的一个重要组成部分, 广泛应用于电网生产运行管理、应急指挥、输变电状态监测和检修、专业机房和营业场所监视、工作场所安全防护[1], 实现音视频、数据、告警信息的采集、传输、控制、存储、显示、处理、联动应用等功能。随着智能电网建设的深入推进, 为实现智能电网的实时、安全和灵活的信息流交互, 视频监控系统的建设和提升成为智能电网建设的一个重要环节。

地理信息系统 (Geographic Information System, GIS) 由计算机系统、地理数据和用户组成的信息系统。GIS通过对地理数据的集成、存储、检索、操作和分析, 生成并输出各种地理信息。电网GIS平台是实现电网资源结构化管理和图像化展现, 为各类业务应用提供电网图像和分析服务的企业级空间信息服务平台。GIS在工程领域中的应用是当前研究的热点, 以前在工程应用上难以实现的功能也可以通过结合GIS找到解决方案[2], GIS与工程应用系统相结合的技术成为大家关注的重点。

早期的地图应用只是简单的作为视频监控系统的一部分出现在应用软件中, 并没有发挥GIS系统强大的空间信息处理能力。如今随着GIS地图服务的迅速发展, 以及应用需求的不断提高, 地理信息技术与视频监控系统的融合越来越紧密[3]。在四川电网中, 为了实现电网图形资源共享, 减少重复工作, 有效进行数据集成, 在视频监控系统中使用GIS系统的地理空间信息, 展示视频监控系统摄像机在具体场景的位置分布, 具有直观和形象的效果。GIS系统数据与的有效整合, 将保证电网GIS平台与视频监控系统对电网结构描述的一致性, 推动相关业务集成, 为智能电网的智能化、自动化、信息化提供高效有力的手段。

一、系统集成实现方式比较

电网GIS平台通过一体化平台的的数据中心、数据交换、应用集成实现与各类业务应用系统的横向集成。集成方式主要有以下三种:调用空间信息服务、调用Flex二次开发组件以及集成典型应用框架。

调用空间信息服务的功能实现灵活, 但视频监控系统需要在客户端中开发GIS地图渲染引擎, 并基于GIS系统自定义的接口与之通信, 视频监控系统需要理解GIS技术并开发相应应用, 需要难度较大周期较长;集成典型应用框架的优点是业务系统不需要开发GIS应用, 但功能不灵活、依赖框架接口, 需进行系统集成和接口调试工作;视频监控客户端直接调用Flex二次开发组件从GIS服务器获取地理数据这种方式复杂度小、稳定性高, 并可以使用GIS服务全部功能。因此建议使用建议采用调用GIS系统Flex二次开发组件的方式, 这是应用系统使用GIS服务的较为成熟的模式, 有各个行业部署使用的大量案例。

二、GIS平台Flex二次开发组件

国网GIS平台Flex二次开发包是GIS平台面向各业务系统的产品, 它为开发者提供了一种将GIS平台地图和功能添加到业务系统中的方法。该二次开发包可以替代现有的业务系统与典型应用框架或空间信息服务集成的方式, 它不但可以提供典型应用框架和空间信息服务的全部功能, 而且可以支持与业务系统的HTML和Flash内容进行任意的交互。下面讲述如何搭建Flex二次开发包的开发环境。

1) 创建项目。在开始编写应用程序前, 在Flex Builer3中建立项目, 步骤如下:在Flex Builder3中选择File->New->Flex Project。将显示新Flex项目对话框。输入您的项目名称以及项目相关文件的存储位置, 将应用程序类型 (Application Type) 保留为默认选项Web Application。

2) 设置Flex SDK3.5。在创建的工程上单击鼠标右键, 选择Properties菜单弹出项目的属性对话框, 在左侧菜单中点击Flex Compiler选项进行Flex SDK版本的设置, 要使用二次开发包, Flex SDK版本应设置为3.5, 如果Flex Builder3中不包含SDK3.5则点击Configure Flex SDK链接将下载的SDK3.5导入到Flex Builder3开发环境中。

3) 引入二次开发包。在创建的工程上单击鼠标右键, 选择Properties菜单弹出项目的属性对话框, 在左侧菜单树中点击Flex Build Path然后选择Library path在库路径属性窗口中点击Add SWC...按钮将二次开发包Sggis Api For Flex.swc添加到项目的库路径中。

三、四川电网视频监控系统架构介绍

下图是四川电网视频监控系统MPPV3的设计构架图, 其中电子地图涉及GUI (产品WEBUI子系统) 、平台AS模块和BP模块 (DB部分)

MPPV3 WEBUI子系统主要是由页面、PHP扩展模块、播放控件模块以及告警推送模块组成。PHP扩展主要将页面提交的信息封装后, 调用SDK接口发送给AS;告警推送模块主要通过SDK函数接口来接受AS发送的消息;播放控件模块主要包含容器控件、播放窗体DLL以及电子地图控件组成, 主要模块功能描述如下:

1. 容器控件提供了播放控件模块的整个框架, 通过加载了实况回放DLL动态库来实现实况回放功能, 同时容器控件提供布局切换以及一些基本控制;

2. 播放窗体DLL提供播放子窗体, 通过调用XP的接口函数来实现实况以及回放, 另外实现窗体的基本操作, 例如最大化、还原等。

3. 电子地图控件提供电子地图窗体, 通过调用国网GIS平台Flex控件来实现电子地图上所需的功能。

四、四川电网视频监控系统与国网GIS平台集成方案

4.1实现的功能。视频监控系统通过调用国网GIS平台的Flex二次控件来实现与GIS平台的对接, 实现以下一系列功能:在视频监控客户端上初始化地图容器、嵌入地图控件并显示地图;能控制地图放大、缩小、移动、定位居中、查询地点、支持热点、热区;可以添加、删除、移动摄像机、热点、热区、文本描述、告警源和开关量, 可以查看这些点的信息;可以在电子地图上对相应资源进行监控业务, 如对摄像机进行实时监控、云台控制等操作;可以向系统导入多个地图, 并共享给多个客户端使用;通过热点、热区建立地图之间的关联, 并根据热点、热区连接进行地图跳转, 查看其它区域的地图。

4.2实现的流程。下图呈现了视频监控系统集成GIS平台, 实现GIS地图在视频监控系统显示及其它功能应用的流程:

电子地图控件通过调用GIS平台Flex二次组件来实现电子地图上所需的功能, 这些控件提供了丰富的方法、事件和属性供调用者使用从而实现对电子地图的控制。下面将详细描述从GIS平台获取地图并启动摄像机实况的过程。

4.3初始化地图。首先设置Service Url Info中的8个服务地址。二次开发包中所有功能在内部调用服务实现时都统一使用Service Url Info中存储的服务地址。在设置完成Service Url Info中的8个服务地址之后, 可以使用Sggis Initial对象通过用户名和密码进行服务访问的连接, 并侦听连接结果事件。如果建立连接成功, 二次开发包将系统返回的令牌Token和地图初始范围存储在Sggis Data类中, 可以通过token和full Ext属性访问。

var sggis Init:Sggis Initial=Sggis Initial.get Instance () ;/**获取初始化工具对象*/

sggis Init.add Event Listener (Connection Event.CONNECT_SUCCESS, connection Hander) ;/**侦听建立连接成功事件*/

sggis Init.get Sggis Connection (username, password) ;/**建立连接*/

4.4获取地图。在登录成功后, 使用Sggis Initial类获取默认的地图对象, 默认的地图对象将自动存储到Sggis Data类中, 可以通过current Map属性访问。

var sggis Map:Sggis Map=Sggis Intial.getlnstance () .get Default Map (true, false) ;/**获取默认的地图对象*参数1表示电网是否使用地图服务展示*参数2表示电网设备是否使用符号绘制展示**/

sggis Map.percent Height=sggis Map.percen Width=100;/**设置地图在应用程序中的布局**/

add Child (sggis Map) ;/**将地图添加到应用程序中**/

在连接成功并使用Sggis Initial工具获取地图组件对象后, Sggis Data中的属性都将自动被赋值, 用于各个功能接口调用时使用。

4.5查询变电站信息并添加变电站图标。根据显示的地理区域范围extent, 调用空间查询服务组件的接口, 获取该区域内所有的变电站信息列表。

根据变电站位置信息, 将变电站图标添加到指定位置

4.6获取摄像头信息。

4.6.1摄像头添加。摄像头信息可通过树上拖拽到一次接线图上进行添加, 摄像头信息和摄像头位置均会写入服务器数据库中, 添加完成后, 之后的登录将可以从数据库中直接获取。

4.6.2摄像头修改、删除。在一次接线图上可通过拖拽修改摄像头位置, 可通过右键菜单删除摄像头。

4.6.3摄像头启动实况。一次接线图上查询得到摄像头信息列表, 根据摄像头信息生成对应的摄像头图标添加到一次接线图,

并为摄像头注册双击事件, 当双击摄像头时启动实况

五、结束语

目前最流行的RIA技术和GIS技术结合, 已经成为一种趋势, 通过这种新型的B/S架构的GIS应用系统, 能够扩展以往在Web应用中无法达到的功能和效果[5], 国网GIS系统就是基于这种架构, 并且提供Flex二次开发组件和其他系统进行对接。四川电网视频监控系统通过Flex二次开发控件集成GIS系统, 实时获取线路、变电站、设备等的信息, 直观的监控现场情况, 及时掌握现场动态, 帮助运行维护人员及时的了解全局状态, 同时帮助对监控结果和事件处理进行判断和决策。目前, 两个系统集成的试点已经完成, 使用效果良好, 对于以后的变电站无人值班运行体系的建设起到了积极地作用。

摘要:目前有多种方式可以实现在四川电网视频监控系统中集成国网GIS空间信息服务平台资源, 调用GIS平台Flex二次开发组件这种方式最为灵活和稳定。本文重点阐述了在四川电网视频监控系统中调用GIS平台Flex二次开发组件, 直接从GIS平台服务器获取地理数据及全部功能, 并在GIS服务器上加入摄像机的地理位置信息进行叠加显示, 来实现视频监控系统与GIS空间信息平台整合应用。

关键词:视频监控系统,GIS空间信息服务平台,Flex二次开发组件,系统集成

参考文献

[1]姚楠, 王开圣.基于三维GIS的电网视频监控系统[J].中国电力, 2012, 45 (4) :96-100.

[2]宗文杰, 余青松, 张敏, 黄俊.基于GIS的视频监控系统研究[J].计算机工程与设计, 2011, 32 (2) :745-748.

[3]黄浩.基于GIS的视频监控框架设计与实现[D].浙江:浙江大学硕士学位论文, 2011.

[4]袁煜峰, 朱峰, 陈艳, 武彬.基于Flex技术的电力设施受台风影响的GIS分析系统研究[J].华东电力, 2009, 37 (6) :975-978.

风电场集成监控平台 篇4

汽车工业是我国的支柱性产业, 绿色汽车、节能减排已成为当今汽车工业发展的主旋律, 然而, 面对因汽车增多而日益突出的交通拥堵问题、安全问题, 仅有“绿色”是不够的, 未来的新能源汽车应与车辆“智能化”相结合, 这将成为汽车工业的发展方向。要完成从汽车大国到汽车强国的转变, 解决污染、拥堵及安全问题, 提升汽车的信息技术含量, 特别是发展汽车智能化技术是关键。今后汽车升级主要是由电子技术驱动, 70%的汽车创新来源于汽车电子, 随着汽车电子技术的发展, 汽车智能化技术正在逐步得到应用, 这种技术使汽车的操纵越来越简单, 动力性和经济性越来越高, 行驶安全性越来越好, 因此, 智能化是未来汽车发展的趋势, 车联网作为物联网在汽车行业的应用领域之一, 是汽车智能化的重要发展方向[1,2]。

本文将基于Telematics技术, 实现车载物联网信息采集与数据服务关键技术, 建设车载物联网监控与管理服务应用平台, 从而将车辆从车内信息扩展到基于无线互联网的全局集成化智能监控与管理平台。基于宽带无线网络技术, 以单个车辆为信息终端, 在研制车载智能化软硬件设备的基础上, 实现车内相关信息采集与双向动态传输;进而建设车载物联网监控与管理服务应用平台, 实现车辆的鉴权、定位、安全监控与追踪、远程操作与故障诊断、智能化调度等集成化控制与管理目标, 为我国车联网的建设与发展奠定基础。

1 Telematics技术

Telematics是Telecom与Informatics的合称, 一般译为“车载信息服务系统”[3], 是20世纪90年代发展起来的新技术, 近几年来发展迅速。Telematics是物联网在汽车产业上的重要应用, 即本文所述的车联网中核心的部分。车载Telematics系统通过全球卫星定位系统 (GPS) , 利用无线网络语音传输、数据通信技术, 使汽车驾乘者在车内随时随地与外部后台、服务资源做双向的信息传递, 享受实时化、位置化、个性化的各类应用服务[4]。随着全球汽车产业的发展, 高科技元素在车载系统中的运用也逐渐成为大势所趋。语音输入输出与车载终端互动将是车载终端发展的一大趋势。在这其中, 语音技术在车载信息服务系统中的应用尤其迅猛, 它不仅成为了驾驶者获取信息、互动娱乐、程序操控的重要工具, 而且在车载设备综合控制终端中担负着日益重要的角色, 在改善行车安全, 提升车载娱乐价值, 以及促进车载信息化效能的发挥等作用愈发无可替代。随着Telematics的不断发展, 其导航技术将更加直观, 更加易用。传统的静态导航将逐渐被动态导航所取代, 导航将不断地向3D导航技术、实景导航技术及在线化方式发展, 地图增量更新技术、动态交通信息技术将在导航技术中全面应用[5]。Telematics终端将从产品化向服务化方向发展, 如果没有Telematics服务提供商 (TSP) 做桥梁, 无法真正实现Telematics的服务。

2 车载物联网集成化服务监控与管理平台架构设计与功能规划

2.1 车载物联网集成化服务监控与管理平台需求分析。车载物联网信息采集与数据服务关键技术及软硬件产品是涉及无线通信技术、GPS (卫星导航) 技术、传感技术、GIS (地理信息) 技术、数据库技术等多种技术的结合。该平台主要提供汽车安全及防护、地面导航、信息通信、生活娱乐、远程诊断等服务。基于Telematics系统的车载物联网集成化服务管理平台, 将车辆监控与辅助导航等多项功能相结合, 对汽车上多种电子智能系统集成应用, 根据汽车用户驾驶需求提供可视化、语音化的服务, 并且通过无线连接网络方式, 实时地传递信息, 将车辆信息等传递到服务后台, 从而达到用户与后台的无缝连接。

2.2 车载物联网集成化服务监控与管理平台的体系架构设计, 包括车辆终端、TSP个人门户终端+坐席软件系统+服务器支撑端+数据库、知识库四层次的体系架构。车载物联网集成化服务与管理平台结构图如图1。

如果用户需要服务, 可通过车载终端进行呼叫, 由无线互联网进行传输, 将数据信息传递到车联网服务中心后台, 后台服务器根据用户需求, 调用数据库中相关服务信息, 并远程下载到用户的汽车终端内, 从而达到用户操作简单化, 保证了驾驶的安全性。车载物联网集成化服务监控与管理平台层次图如图2。

2.3 车载物联网集成化服务监控与管理平台的功能规划与模块设计, 包括车辆终端、TSP个人门户终端、服务器支撑端、坐席软件系统的功能规划与模块设计。TSP终端设备在硬件方面包括车载主机、通信模块、平面显示、GPS接收器。车载主机的处理器为运算及控制的核心, 整个控制器具有强化外壳且符合车用规范 (-40℃~+85℃或105℃、防震、防摔、高稳定性) 。通信模块除了蓝牙、2G/2.5G/3G、DSRC等无线双向的通讯技术外, 还包括GPS、Radio RDS、Satellite Radio、DVB-T/DVB-H/T-DM B等单向接收的无线技术, 这些技术都具有天线、射频和基频三大基本组成单元。平面显示可分为前座与后座系统的平面液晶显示器, 前座可显示车载主机提供的汽车内外资讯, 后座可为乘客提供各式娱乐影视画面。GPS接收器为TSP终端设备的核心部件, 由RF前端、GPS引擎、处理器、内存和即时时钟芯片 (RTC) 等单元所组成;其外部还有被动或主动天线, 以及搭配温度补偿型振荡器 (TCXO) 。TSP终端设备提供车辆故障诊断, 车身信息采集等应用服务, 在相应的软件功能开发过程中, 引入中间件的概念, 将与网络及TSP服务相关的部分集成管理, 与车载主机软件之间通过TSP终端中间件协议交互, 对导航软件及各类应用程序 (LBS服务、网络应用软件) 也通过TSP终端中间件协议交互, 因此在不同平台主机上移植时, 主机软件实现相关协议即可, 减少了移植工作量。车载物联网集成化服务监控与管理平台车载终端软件架构如图3。

3 车载物联网集成化服务监控与管理平台数据增值服务关键技术

3.1 融合复杂物联网数据的远程车辆故障诊断与预测技术

远程车辆故障诊断是一个复杂的系统, 包含车载故障诊断单元、TSP服务系统和无线通讯网络。车辆故障诊断单元通过车辆传感设备获取车辆的轮胎压力、轮胎温度、引擎压力、引擎温度、油位高度等信息, 通过无线通讯网络传送到TSP服务系统, TSP服务系统通过分析车辆的运行参数和故障码, 通知车主故障的严重程度, 并提供必要的支持服务, 安排必要的保养或者修理建议来解决出现的故障。

3.2 融合复杂物联网数据与知识的远程实时定位与跟踪技术

实现基于GPS/北斗II卫星的定位服务技术、AGPS基于基站或网络星历的辅助定位服务技术、基于LBS位置信息的实时定位服务技术、基于多图源坐席整合的不同车载终端地图定位及搜索服务技术。

3.3 面向坐席软件系统的海量数据处理与多系统整合应用技术

坐席软件系统是个多业务系统, 其内部维护包括如地图查询系统、客户与坐席管理系统、呼叫系统以及第三方业务与服务等多个系统, 每个系统各自负责处理不同的业务内容。通常在用户来电请求的一个完整周期内, 会涉及到多方系统间的相互调用与信息传递工作, 需要能在底层无缝地对各个系统进行整合, 并在前端采用统一的交互界面供坐席人员使用, 为车载客户提供一站式全面的服务, 成为坐席软件系统的开发难点。

采用分层结构设计, 从上到下依次分为应用界面层、业务逻辑层和数据支撑层, 降低系统的耦合度, 可很好地保证未来的可扩展性和复用性。采用单点登录方法, 即在多个系统中, 坐席只需要登录一次就可以访问所有相互信任的应用系统, 可将多系统的业务进行无缝融合。

3.4 复杂车载物联网数据增值服务技术

驾驶员通过车载终端、无线网络通讯与TSP服务中心联系, 可以得到包括路边救援、辅助报警、动态交通信息服务、一键导航、天气预报、股票、新闻等多种远程服务。

4 结束语

目前我国在车载信息服务上以GPS导航系统为主, 没有真正意义上的车载信息服务系统, 主要是因为缺少了TSP服务。本文研究的不是一个车载终端硬件, 也不是一个单纯的软件, 而是一个完整的车载信息服务系统, 平台将车辆智能终端、TSP个人门户、坐席软件系统、服务器支持端、数据库、知识库等系统进行有机的结合, 服务端和终端协作配合, 为车辆用户提供内容丰富的服务。基于Telematics技术, 对3G宽带无线互联网、GPS定位系统、GIS地理信息系统的综合应用, 打造新型的车载信息服务平台, 帮助国内自主知识产权车载智能终端产品及集成化服务监控与管理平台的设计与研发。系统基于Telematics技术, 通过宽带无线网络技术, 以单个车辆为信息终端, 在研制车载智能化软硬件设备的基础上, 实现车内相关信息采集与双向动态传输;进而建设车载物联网监控与管理服务应用平台, 实现车辆的鉴权、定位、安全监控与追踪、远程操作与故障诊断、智能化调度等集成化控制与管理目标, 为我国车联网的建设与发展奠定基础。

参考文献

[1]Wang Jianqiang, Wu Chenwen.A Novel Opportunistic Routing Protocol Applied to Vehicular Ad Hoc Networks[C]The5th International Conference on Computer Science&Education, 2010:1005~1009.

[2]王建强, 李世威, 曾俊伟等.车联网发展模式探析[J].计算机技术与发展, 2011 (12) :235~238.

[3]蔡其达, 邱简谦等.Telematics应用与技术趋势简介[J].汽车电子, 2008 (05) :84~88.

[4]余嵘.车载Telematics系统研究[J].汽车电器, 2011 (07) :1~8.

风电场集成监控平台 篇5

近年来, 随着电力资产全寿命周期管理理念的提出, 已有众多电力企业在此领域展开深入的实践与探索。资产全寿命周期管理起源于全周期成本管理 (LCC) , 是LCC管理理念的发展, 是系统工程理论在资产管理上的应用。资产全寿命管理是以资产作为研究对象, 从系统的整体目标出发, 统筹考虑资产的规划、设计、采购、建设、运行、检修、技改的全过程。在满足安全、效能的前提下, 追求资产全寿命周期成本最优、实现系统优化的科学方法。电网公司作为资金密集型企业, 具有资产分布广泛、管理链条长、设备寿命周期长、实物变动与价值变动不一致等特点, 给电网资产运行、维护与管理带来了极大压力。

随着山东电网的快速发展和状态评价工作的全面开展, 山东电力集团公司检修公司在状态评价与电力资产精益化管理方面不断深化研究, 实现状态评价工作的可持续发展。本文将介绍面向服务输变电设备状态评价工作的电力资产管理系统与智能电网输电线路运行监控平台集成的方法设计与实现。

1 系统设计需求分析

1.1 电力资产仓库管理目标分析

电力设备管理是一项复杂而艰巨的工作。作为电力资产全寿命周期管理的一部分, 系统目标定位从电力设备使用的现状和设备资产管理的现实出发, 以设备的运维检修为着眼点, 侧重于设备的运维管理, 建立以设备管理为核心、服务输变电设备状态评估为目标的资产管理系统, 包括记录设备基础台账数据、运行技术参数以及运行状态和检修数据, 同时还有备品配件的管理信息。我们希望通过该系统的使用, 可以提高设备可利用率及可靠性、控制维护与维修费用、延长设备生命周期, 实现企业利润最大化。系统将目标定位在优化资源配置、降低生产成本以及提高状态评价工作的效率。

1.2 电力资产仓库管理对象分析

电力企业属于资产分散型企业, 具有资产使用部门众多、使用地方范围大、资产分类复杂等特点。电力资产大致可以分为输电线路、变电设备、配电线路及设备、用电计量设备及通讯设备、自动化设备、工具器具、运输设备、房屋建筑物等十几大类。

由于该系统是面向服务输变电设备状态评价工作的开展而设计的, 并非一般企业的固定资产管理系统, 因此在管理目标的划定及分类设计上, 我们秉承国家电网公司下达的《网省公司输变电设备状态评价中心运行管理规范》中的指导思想, 将电力设备设定为主要管理目标, 并涉及到与设备检修过程中有密切关系的工具器具、运输设备、通讯设备等相关物品。由于管理对象包含范围大, 为了在实际应用过程中方便用户查询和管理, 根据实际情况, 将所有物品首先按照电力一次设备、二次设备、辅助设备三大类进行划分, 其中又可以以电压等级、资产管理单位等方法对物品进行子类划分。

1.3 系统功能性需求分析

根据系统目标的设定, 该系统以设备资产全生命周期为功能设计主线, 跟踪物料的入库、出库、安装、运行、维修、变更和报废。功能主要分为两大方面:仓库物料出入库管理和仓库物料调配管理。在仓库物料出入库管理方面应实现物料台账管理, 为每一件物品建立基础台账, 包括物品的名称、分类名称、入库日期、生产厂家信息、管理单位名称、物品型号、存储地点、出库日期、安装位置、物品状态等。仓库物料调配管理基于各类物品的综合查询和统计管理, 具体查询方式可以按照部门、物品类型、厂家或设备ID, 使用者可以通过系统快速统计出该类物品可用数量和分布位置。

2 系统设计

2.1 功能设计

仓库管理系统主要包括以下功能模块:台账管理、维护维修管理、设备查询、设备调拨、系统后台管理等功能模块。

(1) 资产台账管理:建立资产目录位置结构树, 按照公司各部门、各工区逐级划分资产归属单位, 为各部门建立电力资产设备台账;建立设备资产卡片, 建立资产卡片和设备台账对应名录。台账不但包括设备基本的入库、厂家信息以及具体的存放位置, 还包括各类设备的型号及特性参数。

(2) 维护维修管理:建立资产健康记录表, 为每一件设备建立起一份设备运行健康情况的详细记录, 其中包括设备生产日期、最后一次检修日期、缺陷记录、检修人员、厂家信息。健康记录表的建立可以方便仓库管理员掌握每一项资产的运行情况, 合理重估资产价值, 便于安排下一年的采购计划。

(3) 设备查询:可以根据设备采购日期、使用年限、供应商品牌、设备分类等多种条件进行综合查询。

(4) 设备调拨:通过电网运行状态实时预警报警功能和电网缺陷故障记录, 可获知哪些设备需要进行维修或更换, 根据具体情况, 可调拨巡检人员需要的维修工具、替换设备、抢修车辆, 依照就近原则安排所需设备出库, 并做出库登记。

2.2 架构设计

仓库管理系统作为智能电网输电线路运行监控平台的一个二级子系统, 延续了主系统的B/S结构设计, 数据库管理系统采用Oracle, 主要负责数据的存储、检索, 为数据提供完整性、安全性控制。客户端运行在Windows操作系统上, 通过网络及Oracle专用接口连到服务器。业务处理模块是针对各仓库出入库所需要处理的管理模块, 包括物料到货登记、入库登记、物料出库、物料报损以及缺损登记。智能电网输电线路运行监控平台通过调用接口读取仓库管理系统的资产库存的电网资产相关信息, 结合电网运行状态实时预警报警功能和电网缺陷故障记录, 综合分析出电网巡检和电网抢修的最佳方案。

3 仓库管理在智能电网输电线路运行监控平台中的应用

智能电网输电线路运行监控平台主要业务模块侧重于对在线运行电力一次设备的状态监控和预测, 仓库管理系统信息的集成可以实现对电网资产的全寿命周期管理, 以及对固定资产进行全过程跟踪。通过仓库管理信息的集成, 展现了资产历经的整个生命周期过程, 掌握资产信息及变动情况。查看资产的详细信息时, 可以浏览到资产经历的整个生命周期过程, 包括入库、出库、安装、运行、维修、折旧、报废在内的全生命周期管理, 降低了管理人员统计维护的工作难度。

智能电网输电线路运行监控平台中的主要功能模块———状态预警以及状态评估, 可以指导合理有效地安排巡检作业, 科学性地判断电力一次设备的检查维护需求, 结合仓库管理系统中的物品库存信息, 可以实现现代资产盘点管理流程闭环, 有效避免人员的重复性劳动。

两系统集成后的核心功能为抢修方案辅助决策模块, 其最主要的优势为使巡视检修和抢修工作转变为流程化、规范化管理模式。通过与工作流的结合, 系统可实现智能化辅助决策功能, 大大提高在突发事件发生后形成决策的效率并可以有效复用以往的经验。

参考文献

[1]李磊, 曲俊华.电厂资产管理系统的设计与实现[J].电力系统自动化, 2005, 29 (13) :80-83.

[2]张怀宇, 朱松林, 张扬, 等.输变电设备状态检修技术体系研究与实施[J].电网技术, 2009, 33 (13) :70-73.

风电场集成监控平台 篇6

WinCE系统平台针对嵌入式市场专门研发设计, 具备完整的操作系统特性包和端对端开发环境, 包括了创建一个定制设备所需的绝大多数功能[1]。通过在设计的硬件设备平台上定制WinCE系统可以实现视频、音频以及数据的集成采集与监控功能。

1 技术方案

将数据采集、音频采集、视频摄像等功能集中到一起, 以实现3种数据的并行采集、集中处理与上传。其内部集成2个摄像头 (1个广角镜头用于大面积监测, 1个长焦镜头用于定点精细监测) 和1个麦克风, 其中摄像头和麦克风能根据实际需要转动方向并调俯、仰角度, 因此在结构设计上需要紧凑易扩展, 适应于手动操作。同时为了减少摄像头和麦克风损坏时的维护难度, 采用模块式设计。

由于数据视频监控在实际应用过程中为全天候工作, 对稳定性、发热量的要求比较高, 故硬件平台采用低功耗低发热量的嵌入式ARM平台可以满足以上要求。针对处理的数据量多, 处理各数据时需要遵循不同的优先权的情况, 软件平台采用嵌入式WinCE平台, 结合EVC开发工具可实现以上对功能的要求。

2 主要技术参数和指标的确定

2.1 主要技术指标

摄像头:2个

音频:1路

编码技术:10位数字编码

阻抗:75Ψ

数据传输接口:RJ45

数据采集接口:RS485/600~12 600bit/s可调

整机质量:<5kg

扩展视频接口:BNC

2.2 主要功能

通过此种方式可以实现在同一设备上同时采集多路视频、1路音频以及485和Can总线的设备, 同时能够将采集的数据经以太网或Wi-Fi传送出去, 也可以通过以太网或Wi-Fi接口向其发送反向控制命令。

3 设备总体架构和工作原理

该设备主要由视频摄像头、视频数据采集转换模块、麦克风、音频数据采集模块、RS485模块、以太网模块、Wi-Fi模块、嵌入式主机板、其他外围设备、WinCE系统平台和上层系统软件等几大部分组成。

设备的整体架构方案如图1所示。在采集音频、视频数据时, 底层的相应硬件模块如摄像头将信号采集后形成模拟信号传输到相应的信号采集转换模块, 信号采集转换模块将其转换为数字信号后以指定格式存储后供驱动程序读取。然后上层应用软件通过WinCE操作系统提供的API接口向驱动程序发送相应的命令来获取相应的数据, 应用软件将数据处理完成后即将数据保存在设定位置以供外部程序访问获取, 也可以按照配置要求将数据按指定格式进行上传。

4 技术实现及主要工具

4.1 硬件设计

在搭建底层硬件平台之前需要先确定各设备模块间的接口方式及封装形式, 选购相应的硬件模块将硬件平台搭建起来, 然后根据功能要求、外部接口情况、防爆防腐要求进行结构设计。该系统使用EPCARM 270B低功耗核心板作为最小系统。该核心板带有SDRAM、电子硬盘、LCD接口、USB、RS-232及电源管理功能等硬件资源[2], 外接电平变换芯片组成CF卡电路。在总线上外扩一个6输入10位数字编码的A/D转换模块实现视频信号的模数转换, 通过扩展以太网接口实现Wi-Fi功能模块, 其中音频播放和采集通过AC 97音频接口实现, 同时可使用核心板的I/O口来扩展键盘及其他I/O电路。

4.2 软件设计

系统平台通过使用MicrosoftPlatform Builder (以下简称PB) 进行WinCE平台的定制和调试, 该工具是进行设计、创建、编译、测试和调试WindowsCE操作系统平台的核心工具[3]。该工具通过交互式的环境来设计和定制内核、选择系统特性, 然后进行编译和调试。同时还可以利用PB来进行驱动程序开发和应用程序项目的开发。在使用该工具开发前需要将设备中对应主板的BSP导入到PB中, 完成后即可新建一个平台开始定制过程。在平台定制完成后通过PB编译生成操作系统镜像文件NK.BIN, 将文件置于设备的存储器内通过BootLoader程序加载该文件即可启动系统。

应用软件的编写通过MicrosoftEmbeddedVisual C++ (以下简称EVC) 工具开发完成, 其中在开发时需要使用到PB生成的SDK, 该SDK包含了定制平台所能提供的所有功能以及相应的头文件、库文件。在进行程序调试时可以在PC机上通过仿真模拟环境进行, 也可以将开发的应用程序下载到设备中并通过MicrosoftActiveSync工具进行调试或测试[4], 而在实际部署程序时可通过FTPServer或U盘拷贝实现。

5 实际测试效果

在测试过程中主要对试制的样机进行功能试验和模拟环境试验。该样机配置有2路摄像头、1路双向音频、1路半双工RS485。试验完成后各项功能正常并能满足技术指标的要求, 验证了方案的可行性。当视频采集时使用H.264编码方式时, 其带宽占用约2MB, 在同时传输视频、音频、数据时对CPU的占用率较低, 采集时各种不同的数据间不会产生互相干扰。设备在长时间运行时数据采集、视频监控、音频双向传输均正常, 在外部可用带宽不足时设备能优先发送数据, 在传输线路延迟较大时设备能缓存音频数据以防止声音延迟太大而无法辨识。

6 结语

1) 数据采集、视频监控在目前的安全监控系统中应用广泛, 部分场合中也经常通过双向音频技术来提高监控的灵活性。数据视频音频集成设备凭借集成性设计在实际安装施工时所用设备数量较以前的独立设备方式减少50%。

2) 设备采用可扩展的视频输入接口可以兼容现有的视频监测探头, 视频传输采用H.264算法, 其带宽占用比MPEG-4节省30%左右。

3) 基于含操作系统的嵌入式平台其开发效率高, 相比于专用程序, 其开发效率快50%以上, 同时容易进行功能扩展和增强, 集成的多功能调试程序可以减小维护时的难度。

摘要:现有的数据监控、音频视频监控功能通常采用不同的设备实现, 且各设备彼此独立、集成性差, 难以实现即时联动控制功能。为此, 设计研发了一种基于WinCE平台的集音频、视频、数据采集于一体的嵌入式集成监控设备, 并开发了与其配套的软件。通过设计的硬件设备配合相应的软件, 验证了方案的可行性。该设备基于低功耗嵌入式主板和嵌入式WinCE系统平台, 可以通过TCP/IP传输数据和视频, 还可以通过扩展实现Wi-Fi无线传输功能, 具有集成性好、扩展性强、占用5宽小、功能丰富等特点, 可适用于同时要求数据采集和视频监控的环境。

关键词:WinCE,嵌入式系统,数据视频音频综合监控设备

参考文献

[1]Douglas Boling.Windows CE 6.0开发者参考[M].何宗键, 译.北京:机械工业出版社, 2009.

[2]John Catsoulis.嵌入式硬件设计化[M].徐君明, 译.北京:中国电力出版社, 2004.

[3]Andrew Sloss.ARM嵌入式系统开发:软件设计与优化[M].沈建华, 译.北京:北京航空航天大学出版社, 2005.

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