2022年安徽农业无线视频监控系统传感解决方案 .pdf
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1、安徽农业无线传感、视频监控技术方案名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页,共 27 页 - - - - - - - - - 目录一需求分析 . 11.1概述 . 11.2 需求分析 . 1二方案设计 . 12.1 系统设计 . 12.2.2前端视频采集技术说明. 32.3 网络设计 . 42.4 后端视频录放设计. 52.5 方案特点 . 6三配置清单 . 6四主要设备介绍 . 84.1 数字化温湿度传感器 . 错误!未定义书签。4.2 XX TNS5000系列无线网
2、络视频服务器. 114.3 XX TWT2000系列无线数字收发器 . 134.4 XX X-5000 系列无线网桥. 154.5 XX TIMS 平台管理软件 . 20名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页,共 27 页 - - - - - - - - - 第 1 页一需求分析1.1 概述安徽省位于我国东部的长江、淮河中下游,是农业大省。沿淮一带的中游地区地势低平 ,有众多的湖泊洼地。这样的地势地形极易遭受气候灾害,对安徽省的国民经济建设和社会发展特别是农业生产造成
3、巨大影响。全面、系统地收集整理农业、气象、灾情、生态环境、物候、遥感、社会经济等资料,分类建立农业信息数据库, 是开展农业灾害研究和服务的基础;同时为及时准确地分析气象灾害的发生发展情况,迅速科学地制定减灾防灾对策提供科学决策依据。1.2 需求分析由于“精准农业”概念的提出,对农业田间数据采集就有了更高的要求。在采集点数目众多、位置分散、环境恶劣的情况下,传统的人工采集效率低下,采集到的数据需要手动输入电脑进行处理,繁琐易错;基于现场总线技术的数据采集系统虽可即时将数据传至主机,但仅限用于大棚,无法应对野外环境;单片机加 GSM 网络构成的无线数据采集系统因GSM 覆盖区域有限,网络本身的性能
4、也有可能造成数据延时和丢包现象,并且每一个采集点都需要配备一个GSM 模块,按流量或包月计费,成本较高。随着农业信息化需求的不断提高以及无线技术的不断发展,我们提出了一套行之有效的解决方案,基于WIFI网络的无线技术802.11a 标准的技术可达54Mbps 的带宽,不但能应对农业信息化的传输要求,而且还能提供无线视频监控的功能。方便实时查看农田信息状态,省时省力。结合农田前端的视频服务和传感器,可以把现场信息实时回传至研究中心。根据要求除了农田或河道(淮河)的监控,主要是对农作物生长环境信息的获取和收集统计整理。我们还结合信息化的一些补充,提供了物流车辆的定位,轨迹,及视频信息的采集,传输及
5、统计。二方案设计2.1 系统设计本项目所涉及的整个农业信息化包括前端农业生产和科研信息化,结合农业名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页,共 27 页 - - - - - - - - - 第 2 页生产而面向的市场应用, 最后还涉及了市场经济的运转,他们之间是系统联系如下:数据中心农产品加工物流中心结算中心银行生长信息二级配送中心零售户物流资金流按订单组织货源配送采购合同采购结算气象资料电子结算视频资料订单农业信息平台信息分析银行农业基地采集成品运输配送配送结账首先我
6、们要建设农业信息化传感和监控系统,实现农田实体可视化以及温度、土壤、湿度、天气等信息化。农田一般位于较远的地方,把前端传感器采集到的数据回传至研究和控制中心可通过无线网桥的连接实现,具体的系统结构图如下:视频服务器负责对摄像头采集的图像信息和传感器采集到的温、湿度等环境信息进行数字编码, 视频服务器对数据编码后通过无线网桥的通道回传至数据中心存入服务器, 工作人员可以对农田回传回来的数据进行科研分析,以及调度指挥生产。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页,共 27
7、页 - - - - - - - - - 第 3 页以 10 个点的监控和采集对本次项目进行设计,具体方案如下:在数据中心的顶部设置2 个 Xx无线网桥,搭配定向天线,实现对10 个采集点的无线覆盖,网桥通网线连接到数据服务器进行存储、数据分析、监控农作物生长,通过网桥与2 公里外的农田现场采集和监控设备相连接,建立无线通信2.2.2前端视频采集技术说明前端摄像机采用一体化红外彩色摄像机,搭配无线视频服务器使用。一体化球机采集实时视频并传输给无线视频服务器,而无线视频服务器集H.264 视频压缩编码和 2.4GHz无线网络功能于一体,外接定向天线,通过无线网络与无线收发器连接, 将实时数字视频流
8、回传给无线收发器。视频服务器预留 RS485总线接口,可控制球机转动, 。把四周的农田图像数据回传至数据中心。视频线前端视频采集示意图名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页,共 27 页 - - - - - - - - - 第 4 页前端传感采集示意图2.3 网络设计图四无线视频汇聚示意图每个农田采集点设置1 个 X-5000-DBS系列双模无线基站来进行前端无线视频和无线收发传感数据的汇聚桥接, 实现点对多点的无线覆盖, 如图四所示;基站采用 2.4G 无线全向覆盖
9、和 5.8G 定向回传至中心试验室。根据实际情况选定特定覆盖范围的天线;X-5000-DBS系列双模无线基站安装在农田较高的地方,可用架杆的方式。农田现场信息可实时视频通过Xx TNS 无线视频服务器汇聚到的双模无线基站,然后由无线基站将汇聚的所有实时视频和传感数据回传至数据中心和监控中心,如图五所示;目前充分考虑到了以后扩容的需要。若农田的监控系统今后需要增加监控点,只需通过增加摄像头以及TNS无线视频服务器即可。无线DVS将连接到无线基站,实现将全部实时视频和传感数据汇聚到数据中心,并通过有线网络与监控中心和存储中心连接, 供数据采集和分析系统示使用,如图六所示;名师资料总结 - - -精
10、品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页,共 27 页 - - - - - - - - - 第 5 页图五无线视频传感数据回传示意图1 图六无线视频、传感数据回传示意图2 2.4 后端视频录放设计数据监控中心设计为1 台监控服务器,安装Xx 视频监控综合管理软件,同名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页,共 27 页 - - - - - - - - - 第 6 页时实现
11、流媒体转发,录像存储,实时监控的功能。Xx视频监控综合管理平台还具存储、回放、用户分级管理、用户权限管理等多种实用功能,为用户便捷地使用和管理监控系统提供完美的支撑。2.5 方案特点 施工简单,部署灵活,周期短,省时省力; 数字传输,可前端存储,灵活控制,全IP 化维护方便; 扩容性好,可直接增加摄像头,减少重复投资; 移动性好,可随便调整监控点位; 无线带宽高,支持点对点,点带多点的组网模式,灵活多样; 关键帧技术保护,保证传输质量和图像质量清晰流畅; 安全性高,支持 802.11i 和 WAPI双栈加密,保证数据安全; 采用 5.8G 频率传输,抗干扰能力强。支持 RS485与传感器连接,
12、无线传输。 ,三配置清单产品名称产品型号产品描述单位数量配置说明红外阵列摄像机摄像机 -红外枪机 -30 米阵列 -420 线-彩色 -室内外型 -12mm 定焦 -DC12V-1/3 SONY CCD台10 视频采集无线网桥点对多点 -基站 -双射频-2.4/5.8GHz-802.11a/b/g-20dbm-54Mbps台4用于覆盖和汇聚无线网桥点对点 -5.8GHz-802.11a-23dbm-54Mbps 台4用于中心接受无线收发器2.4GHz-802.11g-20dbm-54Mbps台1用于传感器数据传输无线视频服务器编码 -H.264-1 路-D1-25fps-802.11b/g-2
13、0dbm台10视频信息采集图像天线定向天线 -57255850MHz-18dBi-100W- 垂直极化-H22V16 -19021650mm-室外板状 -N 母套8 天线全向天线 -2400 2483MHz-12dbi-100W- 垂直极化-H360V7 -1200mm- 室外柱状 -N个4 天线全 向 天 线 -2400 2483MHz-9dbi-100W- 垂 直 极化-H360V13-800X20mm- 室外柱状 -N 母个11 用于无线视频服务器、收发器POEPOE 适配器 -单端口百兆 -输出电压48V-输出电流0.5A-带交流电源线高功率POE 适配器个8 用于无线网桥POEPOE
14、 适配器 -单端口以太网供电(POE)适配器个1 用于收发器防雷器天 馈 防 雷 器 -2.4G-200W-N母 +N公 -74 4520mm-100g个11 用于收发器、 WDVS 防雷器天馈防雷器 -2.4&5.8G-100W-N母+N 公-664114mm-180g台12 用于网桥名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 8 页,共 27 页 - - - - - - - - - 第 7 页馈线射频电缆 -SMA-N 接头馈线 -1 米根11 连接视频服务器、 收发器馈线射
15、频线缆 -5.8G-N 直公 -N 直公 -1.5m台12 连接网桥交换机TP-S2108台1 用于中心交换平台软件xxx 管理平台软件V1.0套1 安装平台客户端传感软件FS100-16 路套1 传感数据存储天线支架个14 用于无线网桥室外机箱防水、防尘个用于室外放置设备温湿度传感个10 土壤温湿度传感个10 土壤含水量传感个10 叶片光照传感个10 数据采集器节点个10 传感基站套1 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 9 页,共 27 页 - - - - - - -
16、 - - 第 8 页四主要设备介绍4.1 传感器设备1、环境温湿度传感器环境温湿度传感器可用来测量空气的温度和相对湿度。获得的温度和相对湿度还可用来计算露点 (dew point)。封装外壳可保护其传感器不受外界损伤,且具有防尘防水溅的功能。2、土壤温湿度传感器土壤温湿度传感器可测量不同深度的土壤温湿度,获取土壤水势张力值。 在整个灌溉过程中,监测土壤水势的变化可获到土壤中水分流失(减少)的变化情况。3、土壤含水量传感器土壤含水量传感器通过测量土壤的介电常数获取土壤的体积含水量。此外还集成高频谐振器可准确测量不同盐度和结构的土壤含水量。4、叶片湿度传感器名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载
17、 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 10 页,共 27 页 - - - - - - - - - 第 9 页许多细菌引起的疾病都是在叶片表面有水汽聚集时出现的。叶片湿度传感器可表征叶片表面水汽的出现和持续时间。用户可据此预见叶片疾病发生的可能从而来保护植物。5、太阳辐射强度传感器太阳辐射强度传感器测量所有的太阳辐射量,包括太阳光的直射和散射成份。用户可根据太阳辐射强度来估算蒸腾量。6、微型气象站传感器微型气象站传感器为用户提供完整的气象站数据。可提供气压、温湿度、降雨量和风速风向等气候信息。可根据获得的数据计算出
18、露点和蒸腾量。7、传感器采集节点名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 11 页,共 27 页 - - - - - - - - - 第 10 页每个节点可以连接4 个传感器,只要符合ESB 构架的任何传感器都可以扩展到系统中, 传感器采集节点通过Internet 浏览器为客户提供了农作物健康、生长情况的实时数据。传感器采集节点的创新性主要体现在以下几个方面:太阳能供电, 部署在野外的无线节点不需要电源供电,可以部署在任何需要的地方简单安装方便使用,远程通过web 就可以查看网
19、络数据,客户可设置自定义的趋势图和报警可靠的无线 Mesh 网络,具有自组织自愈合的特点,因此,对于非技术人员,容易安装并且网络具有可扩展性,节点可以自动加入网络中8、传感器网关、基站 topView监测软件预装于传感器网关中提供最简便易用的用户接口名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 12 页,共 27 页 - - - - - - - - - 第 11 页随时随地访问数据的体验短信或邮件方式发送警报信息为节点作个性化的设置监视网络或节点的健康状况查看每一节点的详细数据在指
20、定的时间范围之内创建数据的趋势图整个网络的地图视图,直观的查看节点位置和信息4.2 Xx TNS5000系列无线网络视频服务器产品介绍:xxxTNS 系列网络视频服务器突破 “ 具备 IP 接口即网络安防 ” 的误区,采用高安全、高开放的安防专用通信协议W.Link,实现了全程带宽管理、 智能动态码率控制、配置策略管理、 设备级联动等功能, 真正解决了传统网络安防不可靠的问题。xxxTNS 系列网络视频服务器具有无线内置(802.11a/b/g/n 、 3G、GPRS 、CDMA 等多种内置接口)、长距离(30Km ) 、高带宽(有效速率300M)三大特点,具备降低建网成本、实现灵活部署、提供
21、便捷安装、减少重复投资的优势。产品图片:型号TNS-S5161 TNS-S5162 视频压缩标准H.264/MPEG4 压缩分辨率4CIF/ 2CIF/CIF/QCIF 视频输入路数(P/N 自识别)1 2 视频传输接口RJ45 10/100Base-TX IEEE802.11a/b/g/n 视频接口标准BNC(电平: 1.0Vp-p ,阻抗: 75)视频帧率PAL:25 帧/秒, NTSC :30 帧/秒名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 13 页,共 27 页 - -
22、 - - - - - - - 第 12 页压缩码流类型视频流或复合流视频压缩码率16K2M,也可以自定义(上限8M,单位: bps )音频压缩标准G.711 音频输入路数1 2 音频接口标准BNC (线性输入,阻抗600 )语音对讲输入1(3.5mm 音频插座)语音输出1(3.5mm 音频插座)音频压缩码率16Kbps 外部接口1 个 RJ45 10M/100M自适应以太网口,1 个 RS485 口,一个 USB, 一个 SD 报警输入1 路2 路报警输出1 路电源DC12V 功耗小于 15W 工作温度-15-55工作湿度10-90 尺寸210mmX117mmX46.7mm 重量0.8kg 专
23、业 H.264 编码芯片及去隔行技术,提供高清晰D1 视频专业 AD 转换芯片保证高实时性专业无线传输保证清晰度、实时性等视频效果等效于有线网络传输质量支持 WEP、WPA、WPA2 高强度加密算法名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 14 页,共 27 页 - - - - - - - - - 第 13 页4.3 Xx TWT2000系列无线数字收发器产品图片:xxx 无线数字视频收发器具有高带宽、超长距离、高安全性及高性能的优异音视频数字信号传输能力, 并且专门针对音视频
24、数字信号进行了Qos、传输画质等的先进技术优化,是优秀的无线监控数字信息处理及传输设备。1、专门针对网络视频流做了优化设计;2、无线路径上几乎 100%不丢包的可靠性能, 保证了数字压缩视频的良好还原;3、专门为云台、工业现场传感器设计了485、CAN 工业总线接口;4、部署方便,无需专门无线调测设备,带有信号强度指示灯以获得最佳的部署效果;5、半室外设计,防护等级IP63 ,一般室外应用无需专门设置防水箱;6、最低 3.5V 低功耗设计,兼容 1036V 宽幅电源,可直接取用Camera电源。7、精巧防盗防拆卸设计,既方便现场部署与检修拆装,又可防止徒手或借助简单工具的偷盗和破坏行为。产品图
25、片:硬件规格型号TWT2001 TWT2001H 运行模式Fit AP 和 Fat AP 角色可任意切换产品描述单模高性能半室外壁挂型尺寸( mm、长 宽 高)1605050 接口1 10/100 Base-TX 、485、232 、CAN 发射功率200mw 500mw 电源本地供电 10-36V AC/ DC 兼容射频模式802.11b/g 天线接口1标准 RP-SMA 型天线接口工作温度10oC40oC 工作湿度10%90% (非冷凝)存贮温度0oC50oC 存贮湿度10% 90% (非冷凝)整机功耗=3.5w 200000H 软件规格工作模式IEEE802.11b/g 发射功率up t
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