CN110213544B - 用于配电自动化的视频监控系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明一种稳定可靠，使用方便的用于配电自动化的视频监控解决方法及系统；网络摄像头IPC与视频监控系统之间，通过配变终端设备TTU进行通信，当配变终端设备TTU或者网络摄像头IPC监测到配网线路故障数据后，通过4G网络上传至视频监控系统，最后主站分析搜集的数据形成应用数据。能够实现电力监控数据和视频监控数据的联动，使视频监控系统与电力监控系统中其它各子系统间实现无缝连接，并在统一的操作平台上实现管理和控制，提高了配电自动化的智能性，降低人力维护电力设备的成本，同时TTU采用双4G模块的传输模式，保证了原来电力监控数据的安全性和健壮性，原来的电力监控主站不需要太多的程序修改，即可增加视频监控功能。
Description
技术领域
本发明涉及配电自动化终端监控，具体为用于配电自动化的视频监控系统及方法。
背景技术
随着经济技术的发展，电力系统的自动化水平也越来越高。同时，为了提升电力系统的可靠性水平，电力系统的视频监控系统也就应运而生。
目前，配电自动化终端监控线路回路数多，可扩展性强，配置参数多，随着技术的发展，电力设备越来越先进，也越来越复杂，以往依靠人工读取各种表盘、监控设备的运行工况的方法越来越不现实，尤其是在无人值守或少人值守的变电站更是如此。同时，无人值守的或少人值守的变电站的电力物资往往吸引了众多不法之徒的眼光，这样盗窃设备、放置危险物品等犯罪活动成了电网安全运行的重大隐患。为了减轻电网工作人员在电网监控中有效信息筛选难题以及提升智能化管理水平，近年来智能视频分析成为电力行业的新技术需求。
早期的电力自动化系统很少使用了视频监控系统，即使有部分地区使用了视频监控系统，大多也只是采用了目前视频安防产业通用的视频监控系统，没有办法做到电力数据与视频监控系统的联动告警。当电力设备发生故障，或发生盗窃事件的时候，视频监控系统需要很晚才收到信息，导致电力告警及时性不高，因此给电力设备的运行维护造成较大的难度。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种用于配电自动化的视频监控系统及方法，结构简单，设计合理，稳定可靠，使用方便。
本发明是通过以下技术方案来实现：
用于配电自动化的视频监控系统，包括若干个用于信号转发的配变终端设备TTU、若干个网络摄像头IPC、移动运行服务器、视频监控服务器和若干台上位机；
网络摄像头与配变终端设备TTU一一对应并连接；配变终端设备TTU与移动运行服务器连接；移动运行服务器和视频监控服务器连接；若干台上位机PC均与视频监控服务器连接；
网络摄像头设置在待监控区域，用于对待监控区域进行监测并将视频图像上传配变终端设备TTU；
配变终端设备TTU用于存储网络摄像头上传的数据，并实时上传给移动运行服务器；
移动运行服务器用于接收上传的数据并上传给视频监控服务器；
视频监控服务器用于接收和存储上传的数据，并根据上位机的命令上传数据给上位机。
优选的，配变终端设备TTU包括主控板，连接在主控板电源端的电源控制板，以及连接在主控板输出端的远程通讯子电路控制板、载波通讯子电路控制板和本地通讯子电路控制板；远程通讯子电路控制板上分别连接4G模块1号、4G模块2号和小无线模块；载波通讯子电路控制板上连接载波模块；本地通讯子电路控制板分别连接调试串口调试模块，以太网通讯模块1号、以太网通讯模块2号和USB通讯模块；4G模块1号和/或4G模块2号通过4G无线网与移动运行服务器连接；以太网通讯模块1号和/或以太网通讯模块2号通过以太网连接网络摄像头IPC。
用于配电自动化的视频监控方法，基于上述任意一项所述的系统，包括如下步骤，
步骤1)准备好物理连接，以及配置好环境；
步骤2)根据实际需求，设置网络摄像头IPC的视频流参数；
步骤3)配变终端设备TTU上电后进行初始化，对远程通信子电路控制板的2个4G模块，分别进行网络拨号；
步骤4)TTU正常拨号后，获取2个移动IP网络地址，TTU的4G模块1号与视频监控服务器通讯，进行传输常规的电力监控数据；
TTU同时把以太网模块2号的web端口和rtsp视频流端口转发到4G模块2号获取的IP专用端口；
4G模块2号获取的IP专用端口与视频监控服务器通讯，传输实时视频数据和历史视频数据；
步骤5)当TTU发生报警事件时候，同时获取网络摄像头IPC的事件图片，保存在TTU本地；之后TTU把告警事件和图片文件名通过电力专用规约传输到视频监控服务器，视频监控服务器收到TTU上报的事件数据后，申请向TTU发起取图片文件命令，最终取得告警图片文件。
优选的，步骤1)中，网络摄像头IPC采用网络与配变终端设备TTU的以太网模块2号通过网线连接；配变终端设备TTU的4G模块1号和4G模块2号分别插入采用电力专用APN拨号参数的固定IP卡。
进一步，步骤2)中，默认设置摄像头用子码流与TTU进行通讯，子码流的视频分辨率根据实际网络情况和需求设置；
步骤4)中，进行传输常规的电力监控数据，常规的电力监控数据包括电流、电压、电量和图像文件信息。
优选的，步骤3)中，TTU初始化时，包括如下步骤；
步骤1，TTU通过本地通讯子电路控制板设置本地以太网IP，然后检测是否能够ping通网络摄像头IPC，若否则继续返回设置本地以太网IP，若是，则执行步骤2；
步骤2，在4G模块1号进行上电复位，并且在4G模块1号进行无线拨号，检测4G模块1号是否获取IP，若否，则返回进行4G模块1号进行上电复位，若是，则执行步骤3；
步骤3，在4G模块2号进行上电复位，并且在4G模块2号进行无线拨号，检测4G模块2号是否获取IP，若否，则返回进行4G模块2号进行上电复位，若是，则执行步骤4；
步骤4，将网络摄像头IPC数据从以太网端口转发到4G模块2号端口，完成TTU初始化。
优选的，步骤5)中，当视频监控服务器需要远程查看数据的时候，通过4G无线网络，发起视频请求数据到TTU的4G模块2号视频专用端口，TTU向网络摄像头IPC请求视频数据；网络摄像头IPC的视频数据返回给TTU后，再传输给视频监控主站，完成视频的实时查看和历史视频回放功能。
优选的，步骤5)中，所述的配变终端设备TTU捕获电力异常后，TTU实时从网络摄像头中获取图片，TTU收到图片文件后，以告警的方式把图片名称发给视频监控服务器，之后视频监控服务器发起请求图片文件命令，最终视频监控服务器得到告警图片文件。
进一步，视频监控服务器获取告警图片方法，包括如下步骤，
步骤1，TTU通过网络摄像头监测到发生电力异常事件；
步骤2，TTU向网络摄像头请求实时拍照数据，并保存到本地；
步骤3，TTU通过4G模块1号向视频监控服务器发送告警数据，并附上告警图片的名称；
步骤4，视频监控服务器想TTU发起取文件命令，通过4G网络发送图片文件报文，并判断是否发送完毕，如果未完毕则继续发起取文件命令，完毕则完成告警图片的获取。
进一步，网络摄像头设置部分智能行为分析的规则；所述的部分智能行为包括区域入侵告警和越线告警事件；具体的，
首先通过web网页设置好智能行为分析的规则，包括划定入侵区域范围或越线位置；同时设置好发生事件上传图片或视频的方式，包括上传文件到FTP服务或者保存在SD卡；当需要查看视频监控服务器时，再从FTP服务器或SD卡上远程下载。
与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
本发明一种稳定可靠，使用方便的用于配电自动化的视频监控解决方法及系统；网络摄像头IPC与视频监控系统之间，通过配变终端设备TTU进行通信，当配变终端设备TTU或者网络摄像头IPC监测到配网线路故障数据后，通过4G网络上传至视频监控系统，最后主站分析搜集的数据形成应用数据。能够实现电力监控数据和视频监控数据的联动，使视频监控系统与电力监控系统中其它各子系统间实现无缝连接，并在统一的操作平台上实现管理和控制，提高了配电自动化的智能性，降低人力维护电力设备的成本，同时TTU采用双4G模块的传输模式，保证了原来电力监控数据的安全性和健壮性，原来的电力监控主站不需要太多的程序修改，即可增加视频监控功能。
附图说明
图1为本发明实例中所述的视频监控系统的功能模块图。
图2为本发明实例中所述配变终端设备TTU内部的硬件框图。
图3为本发明实例中所述方法中TTU初始化流程图。
图4为本发明实例中所述方法中视频监控主站获取实时视频或历史视频的流程图。
图5为本发明实例中所述方法中视频监控主站获取告警图片的流程图。
具体实施方式
下面结合具体的实施例对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。
本发明用于配电自动化的视频监控系统及方法，稳定可靠，使用方便；基于配变终端设备TTU与网络摄像头IPC联动的视屏监控；配变终端设备TTU与网络摄像头IPC之间可以通过有线网络通讯来传递数据，当配变终端设备TTU或者网络摄像头IPC监测到配网线路故障数据后，通过4G网络上传至视频监控系统，最后主站分析搜集的数据形成应用数据。
所述的配变终端设备TTU分别给2个4G模块进行无线拨号，获取IP，再把以太网的视频传输端口数据转发到4G模块2号接口。
所述的视频监控主站向TTU发起请求数据流数据，TTU把视频申请数据转到网络摄像头IPC，网络摄像头IPC回复视频数据后，TTU再转给视频监控主站。
所述的配变终端设备TTU捕获电力异常后，TTU实时从网络摄像头中获取图片，TTU收到图片文件后，以告警的方式把图片名称发给主站，之后主站发起请求图片文件命令，最终主站得到告警图片。
所述的配变终端设备TTU的远程通讯子控制板转发网络摄像头IPC的视频和图像数据，并可以为该部分数据进行加密，保证数据的安全。
所述的视频监控系统能够实时监控电力监测数据，同时如有需要随时远程查看网络摄像头IPC，并可以为该部分数据进行解密，保证数据的安全。
具体的，用于配电自动化的视频监控系统，包括硬件如下：配变终端设备TTU、网络摄像头IPC和视频监控服务器。视频监控方法包括模块：电力数据监控系统、视频监控管理系统、配变终端嵌入式系统和网络摄像头嵌入式系统。
如图1所示为本发明用于配电自动化的视频监控系统，包括若干个网络摄像头IPC，若干个用于信号转发的配变终端设备TTU、移动运行服务器、视频监控服务器和若干台上位机；网络摄像头与配变终端设备TTU一一对应并连接；配变终端设备TTU与移动运行服务器连接；移动运行服务器和视频监控服务器连接；若干台上位机PC均与视频监控服务器连接；网络摄像头设置在待监控区域，用于对待监控区域进行监测并将视频图像上传配变终端设备TTU；配变终端设备TTU用于存储网络摄像头上传的数据，并实时上传给移动运行服务器；移动运行服务器用于接收上传的数据并上传给视频监控服务器；视频监控服务器用于接收和存储上传的数据，并根据上位机的命令上传数据给上位机。
其中，如图2所示，配变终端设备TTU包括主控板，连接在主控板电源端的电源控制板，以及连接在主控板输出端的远程通讯子电路控制板、载波通讯子电路控制板和本地通讯子电路控制板；远程通讯子电路控制板上分别连接4G模块1号、4G模块2号和小无线模块；载波通讯子电路控制板上连接载波模块；本地通讯子电路控制板分别连接调试串口调试模块，以太网通讯模块1号、以太网通讯模块2号和USB通讯模块。4G模块1号和/或4G模块2号通过4G无线网与移动运行服务器连接；以太网通讯模块1号和/或以太网通讯模块2号通过以太网连接网络摄像头IPC。
该配电自动化的视频监控方法中，TTU初始化操作流程图如图3所示，其中，1号无线模块和2号无线模块，优选的均采用4G模块；
步骤1，TTU通过本地通讯子电路控制板设置本地以太网IP，然后检测是否能够ping通网络摄像头IPC，若否则继续返回设置本地以太网IP，若是，则执行步骤2；
步骤2，在1号无线模块进行上电复位，并且在1号无线模块进行无线拨号，检测1号无线模块号是否获取IP，若否，则返回进行1号无线模块进行上电复位，若是，则执行步骤3；
步骤3，在2号无线模块进行上电复位，并且在2号无线模块进行无线拨号，检测2号无线模块是否获取IP，若否，则返回进行2号无线模块进行上电复位，若是，则执行步骤4；
步骤4，将网络摄像头IPC数据从以太网端口转发到2号无线模块端口，完成TTU初始化。
该配电自动化的视频监控方法中，视频监控服务器获取实时视频或历史视频的方法，如图4所示，其中所述的主站为视频监视服务器，包括如下步骤，
步骤1，主站通过4G网络向TTU发送视频流数据的申请；
步骤2，TTU的2号无线模块把主站视频流申请的数据通过以太网接口转给网络摄像头IPC；
步骤3，网络摄像头收到视频数据请求后传视频数据流给以太网接口；
步骤4，TTU的主控板将网络摄像头IPC视频流数据通过2号无线模块传给主站；
步骤5，主站查看视频，判断视频查看是否结束；若无结束，则继续查看，若结束，则执行步骤6；
步骤6，主站发起停止视频播放命令，完成实时视频或历史视频的获取。
该配电自动化的视频监控方法中，视频监控服务器获取告警图片方法，如图5所述，包括如下步骤，
步骤1，TTU通过网络摄像头监测到发生电力异常事件；
步骤2，TTU向网络摄像头请求实时拍照数据，并保存到本地；
步骤3，TTU通过1号无线模块向视频监视主站发送告警数据，并附上告警图片的名称；
步骤4，视频监控主站想TTU发起取文件命令，通过4G网络发送图片文件报文，并判断是否发送完毕，如果未完毕则继续发起取文件命令，完毕则完成告警图片的获取。
本发明所述系统和方法进行实现时，
1)准备好物理连接，以及配置好环境。网络摄像头IPC采用网络与配变终端设备TTU的以太网模块2号通过网线连接。配变终端设备TTU的4G模块1号和4G模块2号分别插入2张移动专网SIM卡，该移动专网SIM卡必须采用电力专用APN拨号参数，而且为固定IP卡，同时保证SIM卡没有欠费，有足够的流量支撑视频数据的播放。
2)网络摄像头IPC根据实际需求，设置好视频流参数，默认设置摄像头用子码流与TTU进行通讯，子码流的视频分辨率根据实际网络情况和需求设置。
3)配变终端设备TTU上电后，远程通信子电路控制板的2个4G模块，分别进行网络拨号。
4)TTU正常拨号后，获取2个移动IP网络地址，TTU的4G模块1号与电力监控主站通讯，进行传输常规的电力监控数据，如电流、电压、电量和图像文件等信息。TTU同时把以太网模块2号的web端口和rtsp视频流端口转发到4G模块2号获取的IP专用端口。4G模块2号获取的IP专用端口与视频监控主站通讯，传输实时视频数据、历史视频数据。
5)当TTU发生报警事件时候，同时获取网络摄像头IPC的事件图片，保存在TTU本地。之后TTU把告警事件和图片文件名通过电力专用规约(一般是101或104规约)传输到主站，主站收到TTU上报的事件数据后，申请向TTU发起取图片文件命令，最终取得图片文件。
6)如主站操作人员判断需要远程查看数据的时候，可以通过4G无线网络，发起视频请求数据，到TTU的2号视频专用端口，TTU向IPC请求视频数据。摄像头的视频数据返回给TTU后，再传输给视频监控主站，完成视频的实时查看和历史视频回放功能。
7)摄像头可以设置部分智能行为分析的规则，如区域入侵告警和越线告警等事件。如需实现该功能，首先通过web网页设置好智能行为分析的规则，如划定入侵区域范围或越线位置，同时设置好发生事件上传图片或视频的方式，包括上传文件到FTP服务或者保存在SD卡。主站如有需求查看的时候，再从FTP服务器或SD卡上远程下载。
Claims (9)
1.用于配电自动化的视频监控方法，其特征在于，基于如下视频监控系统，其包括若干个用于信号转发的配变终端设备TTU、若干个网络摄像头IPC、移动运行服务器、视频监控服务器和若干台上位机；
网络摄像头与配变终端设备TTU一一对应并连接；配变终端设备TTU与移动运行服务器连接；移动运行服务器和视频监控服务器连接；若干台上位机PC均与视频监控服务器连接；
网络摄像头设置在待监控区域，用于对待监控区域进行监测并将视频图像上传配变终端设备TTU；
配变终端设备TTU用于存储网络摄像头上传的数据，并实时上传给移动运行服务器；
移动运行服务器用于接收上传的数据并上传给视频监控服务器；
视频监控服务器用于接收和存储上传的数据，并根据上位机的命令上传数据给上位机；
所述方法包括如下步骤，
步骤1)准备好物理连接，以及配置好环境；
步骤2)根据实际需求，设置网络摄像头IPC的视频流参数；
步骤3)配变终端设备TTU上电后进行初始化，对远程通信子电路控制板的2个4G模块，分别进行网络拨号；
步骤4)TTU正常拨号后，获取2个移动IP网络地址，TTU的4G模块1号与视频监控服务器通讯，进行传输常规的电力监控数据；
TTU同时把以太网模块2号的web端口和rtsp视频流端口转发到4G模块2号获取的IP专用端口；
4G模块2号获取的IP专用端口与视频监控服务器通讯，传输实时视频数据和历史视频数据；
步骤5)当TTU发生报警事件时候，同时获取网络摄像头IPC的事件图片，保存在TTU本地；之后TTU把告警事件和图片文件名通过电力专用规约传输到视频监控服务器，视频监控服务器收到TTU上报的事件数据后，申请向TTU发起取图片文件命令，最终取得告警图片文件。
2.根据权利要求1所述的用于配电自动化的视频监控方法，其特征在于，
步骤1)中，网络摄像头IPC采用网络与配变终端设备TTU的以太网模块2号通过网线连接；配变终端设备TTU的4G模块1号和4G模块2号分别插入采用电力专用APN拨号参数的固定IP卡。
3.根据权利要求2所述的用于配电自动化的视频监控方法，其特征在于，
步骤2)中，默认设置摄像头用子码流与TTU进行通讯，子码流的视频分辨率根据实际网络情况和需求设置；
步骤4)中，进行传输常规的电力监控数据，常规的电力监控数据包括电流、电压、电量和图像文件信息。
4.根据权利要求1所述的用于配电自动化的视频监控方法，其特征在于，
步骤3)中，TTU初始化时，包括如下步骤；
步骤1，TTU通过本地通讯子电路控制板设置本地以太网IP，然后检测是否能够ping通网络摄像头IPC，若否则继续返回设置本地以太网IP，若是，则执行步骤2；
步骤2，在4G模块1号进行上电复位，并且在4G模块1号进行无线拨号，检测4G模块1号是否获取IP，若否，则返回进行4G模块1号进行上电复位，若是，则执行步骤3；
步骤3，在4G模块2号进行上电复位，并且在4G模块2号进行无线拨号，检测4G模块2号是否获取IP，若否，则返回进行4G模块2号进行上电复位，若是，则执行步骤4；
步骤4，将网络摄像头IPC数据从以太网端口转发到4G模块2号端口，完成TTU初始化。
5.根据权利要求1所述的用于配电自动化的视频监控方法，其特征在于，
步骤5)中，当视频监控服务器需要远程查看数据的时候，通过4G无线网络，发起视频请求数据到TTU的4G模块2号视频专用端口，TTU向网络摄像头IPC请求视频数据；网络摄像头IPC的视频数据返回给TTU后，再传输给视频监控主站，完成视频的实时查看和历史视频回放功能。
6.根据权利要求1所述的用于配电自动化的视频监控方法，其特征在于，
步骤5)中，所述的配变终端设备TTU捕获电力异常后，TTU实时从网络摄像头中获取图片，TTU收到图片文件后，以告警的方式把图片名称发给视频监控服务器，之后视频监控服务器发起请求图片文件命令，最终视频监控服务器得到告警图片文件。
7.根据权利要求6所述的用于配电自动化的视频监控方法，其特征在于，视频监控服务器获取告警图片方法，包括如下步骤，
步骤1，TTU通过网络摄像头监测到发生电力异常事件；
步骤2，TTU向网络摄像头请求实时拍照数据，并保存到本地；
步骤3，TTU通过4G模块1号向视频监控服务器发送告警数据，并附上告警图片的名称；
步骤4，视频监控服务器想TTU发起取文件命令，通过4G网络发送图片文件报文，并判断是否发送完毕，如果未完毕则继续发起取文件命令，完毕则完成告警图片的获取。
8.根据权利要求6所述的用于配电自动化的视频监控方法，其特征在于，网络摄像头设置部分智能行为分析的规则；所述的部分智能行为包括区域入侵告警和越线告警事件；具体的，
首先通过web网页设置好智能行为分析的规则，包括划定入侵区域范围或越线位置；同时设置好发生事件上传图片或视频的方式，包括上传文件到FTP服务或者保存在SD卡；当需要查看视频监控服务器时，再从FTP服务器或SD卡上远程下载。
9.根据权利要求1所述的用于配电自动化的视频监控方法，其特征在于，配变终端设备TTU包括主控板，连接在主控板电源端的电源控制板，以及连接在主控板输出端的远程通讯子电路控制板、载波通讯子电路控制板和本地通讯子电路控制板；远程通讯子电路控制板上分别连接4G模块1号、4G模块2号和小无线模块；载波通讯子电路控制板上连接载波模块；本地通讯子电路控制板分别连接调试串口调试模块，以太网通讯模块1号、以太网通讯模块2号和USB通讯模块；4G模块1号和/或4G模块2号通过4G无线网与移动运行服务器连接；以太网通讯模块1号和/或以太网通讯模块2号通过以太网连接网络摄像头IPC。
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