WSP-2000太阳能无线监控系统
产品类别: 无线视频监控
名称: WSP-2000太阳能无线监控系统
name: WSP-2000 Wireless Solar Power Monitor System
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产品简介

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日趋成熟,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。

本系统主要应用于野外以及城市不方便布线的区域,例如:铁路沿线、高速沿线、边界线、海岸线、部队野战训练、石油天然气输送管道、建筑工地、水库大坝、河道水源、矿区景区、森林防火、文物古迹、村庄道路、高尔夫球场、渔场林场牧场、野生动物保护区、厂区周边、别墅、岛屿等等。简单概括三无的地方,即无人无电无网,但需要实时监控管理又需节能零排放无污染的地方或区域

 

产品优势

风光供电、无线传输、视频监控一站式解决

太阳能及风能供电,环保节能

低耗电摄像机,支持长时间阴雨天续航

彻底无线,摆脱线缆束缚

任意设点,突破地理位置限制

无需人员值守,自动运行

低压直流供电,无触电安全隐患

需挖沟或架设电力架

不需要大量线材管材

安装便捷,施工周期短,维护费用低

不消耗市电不产生电费

 

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、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电池组件、风力发电机、胶体蓄电池、太阳能智控制器、风机智能控制器、BMS电源隔离保护器等组成,而无线视频传输子系统是由数字网桥、3G/4G无线网络、COFDM等组成,视频监控子系统是由前端摄像机、终端视频管理设备(如数字硬盘录像机、电脑主机)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、前端喇叭喊话、前端录像、前端传感、目标跟踪、视频分析、图像抓拍回传、超远距离摄像机、全景摄像机、热像仪、无线广播、智能声光宣传、无线信号中继、无线信号覆盖、避雷系统等。

 

太阳能供电子系统

 

该系统主要由太阳能电池组件、风力发电机、蓄电池、太阳能智能控制器等组成。太阳能组件和风力发电机将光能转变为电能,经由太阳能智能控制器及风机智能控制器的控制,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,当在工作时间内蓄电池供电不足时,控制器自动切断负载供电,对蓄电池进行过放保护;当蓄电池持续充电至完全充满时,控制器对蓄电池进行过充保护;因太阳能系统输出的电压波动较大,BMS电源管理模块给负载提供了稳定的电源保护,以防止摄像机因电压过高烧毁或电压过低出现故障。本系统采用了最新一代MPPT太阳能智能控制器,可对太阳能电池组件的最高功率点进行主动追踪,并且采用了先进的多波峰追踪技术,当电池板有阴影遮挡或部分电池板有损坏时,控制器仍然能准确追踪到最大功率点,通过最大功率追踪可以输出更多的电量,从而提高充电效率;MPPT控制器比普通脉冲式PWM太阳能控制器充电效率可提高30%;最新升级版本支持阴天充电并支持无蓄电池运行。

  太阳能发电是整个系统工作能量的主要来源,太阳能供电系统的大小要根据负载设备的总耗电量以及项目当地的年均日照量来综合考虑进行系统容量的合理配置,即保证系统供电的可靠性又合理控制发电系统的造价。必须引起注意的是雾霾严重的区域必须考虑雾霾对太阳能供电系统的负面影响,根据雾霾的严重程度日照会被削弱甚至等同于阴雨天;风力发电平时起辅助供电的作用,在遭遇连续阴雨天时风力发电成为电量补充的唯一来源,可以让蓄电池的续航时间得以延长,从而在一定程度上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,摄像机是由太阳能电池组件来供电,实际上给摄像机供电的是蓄电池,太阳能电池组件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、使用寿命长的免维护储能型太阳能胶体蓄电池;此外如预算允许也可采用使用寿命更长的铅碳胶体蓄电池或能量密度相对较高的锂电池以及处于科技前沿的超级电容来储存电能。

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配置过多的蓄电池,使系统在大部分时间内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4-10天。

关于蓄电池续航时间的认识误区:蓄电池续航时间是指在蓄电池充满情况下到蓄电池亏电的总放电时间,如同手机所标称的续航时间一样,一定是在电池充满情况下开始计算,不能错误的认为在系统运行过程中的任何时候开始计算,因为基于天气的不确定性在连续阴雨天来之前,蓄电池不一定处于充满状态。

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(必须注意部分厂家交流球机功率直接套用直流球机的功率标注,按此错误功率计算必将导致系统供电出现严重不足或完全失败),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(逆变器增加了自身耗电),将电压从直流12V转换成交流220V(转换过程中电量损失约14%),再增加适配器,将电压从交流220V降到交流24V(转换过程中电量损失约17%)

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,最终导致蓄电池阴雨天续航时间大为缩短、出现经常性断电现象。

  另外采用交流220V的弊端是触电的安全隐患,特别是大量布点的野外无人看守的监控点位尤其值得注意。为了解决这个关键的问题,我们必须制定太阳能无线监控系统前端各种负载设备基于直流供电的相关标准,如DC5VDC9VDC12VDC24V等常规直流电压,并在行业内进行统一。

其次负载设备在直流供电的基础上应选择低耗电的产品以有效降低系统耗电量。为了解决普通摄像机功率过大的问题,本公司特别研发了太阳能系统专用低功耗激光节能、主板节能球机,采用全新低温低功耗激光技术,激光灯比普通点阵灯省电60%,最新球机云台节电电路,耗电为普通球机的一半,以获得更长的蓄电池续航天数,从而使得摄像机的功耗大为降低的同时又满足了夜视需求,也降低了太阳能系统的供电成本,特别适合用于野外环境下对控制耗电量要求极高的太阳能监控系统。由于前端不需要市电,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。

 

无线视频传输子系统

 

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。

如果用户的监控点离监控中心之间的距离为20公里以内,而且中间没有遮挡,或者可以通过增加很少的中继点连接到监控中心,这种情况就比较适合采用网桥传输。采用数字网桥传输可以获得较高的有效带宽,保证视频传输的清晰度和流畅性;根据用户现场勘察反馈情况(摄像机点位、机房点位、障碍物方位、可做为中继的制高点点位、各点位间距离)选择点对点、点对多点、信号桥接、信号中继等方式或多种方式结合进行无线布点方案的配置;因网桥是完全基于自身设备进行传输,所以传输过程完全免费。本系统网桥的通讯频率为5.8G,是国家允许使用的民用开放频段,可免疫2.3-2.7G频段信号干扰,带宽为300M可轻松传输百万高清视频,专有的airX-BeamformingairX-Antiblocking技术,支持断线自动重连;双摄像机接口、内置天线;本公司网桥具有传输距离远、无线链路稳定、带宽大、易于调试、可接入双摄像机等优点。

如果用户的监控点周围有3G/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,或者监控点和监控中心距离超过了网桥传输的范围,这时采用3G/4G视频传输将是一个比较合适的选择。采用3G/4G视频传输,可不受距离限制将视频数据通过遍布全国各地的移动、联通、电信等运营商的基站传输到运营商服务器,从而接入到互联网,用户可在任何上网点接收到视频数据;特别是4G解决了3G带宽小的弱点,理论带宽100M实际带宽15-60M远大于3G,所以4G可以实时传输百万高清图像;采用我公司H.264+压缩格式的摄像机,4G传输流量默认模式下约为150M/小时;因采用3G/4G的点位无需和其它点位关联,所以前端施工相对网桥要容易的多,并且可以无限布点或随时增加点位。在没有3G/4G信号的野外又有较多的山体遮挡可以采用COFDM传输,COFDM具有一定的穿透障碍物的绕射能力以及在移动中传输的能力,和网桥一样它是基于自身的传输所以传输也是免费的。

综合起来比较,网桥可以免费传输百万高清视频,适合于没有或较少遮挡的地区;3G/4G传输由于运营商大量基站的支持,可以有效地克服各种障碍物等对信号的阻挡,或者进行超远距离的视频信号传输,适合于城市、村庄、郊区、丘陵和快速应急应用;但必须注意实时传输图像会产生高昂的流量费,所以一般采用前端录像结合实时传输的方式;具体收费标准请咨询当地移动平台运营商;因设备成本较高,COFDM传输目前主要应用于部队的移动单兵设备、高端的无人机图传、特殊行政执法部门的移动单兵设备。

 

视频监控子系统

 

以网桥传输为例,目标监控点的图像由摄像机进行采集,经由网络视频模块转换成网络数字信号发送给数字网桥,由数字网桥无线发送到监控中心的网桥,再由网桥通过RJ45网线传输给数字硬盘录像机或者安装有专用客户端软件的电脑主机进行视频监控管理控制和录像储存。前端摄像机根据用户的监控范围需求可选择固定枪机或者可以360°全方位旋转的球型摄像机;根据对图像质量的要求可选择130万像素、200万像素、400万像素(H.265压缩格式)等不同清晰度的数字高清摄像机。根据用户的特殊要求本公司还可提供目标跟踪、报警接入、音频输出、传感接入、透雾、超远距离镜头、视频分析等特殊功能摄像机。

本系统采用标准RJ45网络通讯口,可实现NVR端、PC端、手机端、IPAD端等不同控制端的无缝对接;无外网时本系统可支持前端本地录像或机房本地录像,有外网时可实现基于互联网或移动互联网的任何节点有线无线远程监控。支持多平台访问摄像机:如数字硬盘录像机、电脑端浏览器访问、软件客户端访问、手机APP(苹果、安卓系统)、云端访问、WIFI热点接入等,并支持多用户同时访问摄像机;在监控中心可以随时了解和控制前端摄像机的工作状态,如对摄像机菜单进行调整,对球机云台进行上、下、左、右调整,对球机镜头进行拉近拉远、手动或自动聚焦,进行预置位设置、巡航轨迹设置、对录像进行查询和回放。监控点数量较多时,可选择使用本公司的数字硬盘录像机或4G监控管理平台软件进行处理。如果用户的显示设备是电视墙,则另需配置数字解码矩阵、数字键盘等。

系统配置单

名称

图片

型号

备 注

太阳能

电池板

 

MA-3150W

高效A级单晶硅12V 150W*4,铝合金边框,系统供电主能源

风力

发电机

 

MA-3400S

12V300W稀土钕铁硼磁悬浮电机,进口NSK轴承,运转时噪音小发电量足效率高;一体式铝合金尾翼自动寻找风向,辅助供电

集成控

制系统

(内置锂电池)

 

MA-4300A

新一代MPPT太阳能智能控制器(多算法同步多波峰追踪最大功率点,追踪效率最高达99.9%,配合高精度温度传感器,支持阴天充电,比传统控制器充电量提升30%,支持无蓄电池运行)、双BMS电源隔离保护器提供电源保护防止摄像机、网桥因高压烧毁或低压工作不稳定、千兆合路器、200AH锂电池,防水防尘高品质控制箱,双金属电缆接口、立杆线夹、抱箍;

蓄电池

(选配)

 

MA-3600B

12V200AH免维护长寿命胶体储能型蓄电池,Pb活性度增强版;如需增加电池容量,选配。

蓄电池

地埋箱

(选配)

 

MA-3600P

PP材料防水防腐,含不锈钢丝导管、卡箍、密封圈、不锈钢螺丝;如需增加电池容量,选配。

高清激

光智能球型摄像头

MA-5809U

4G智能球型摄像头,1080HD输出,1/3英寸图像传感器;内置工业级网络模块,3G/4G全网通;22x光学变焦/激光夜视距离200-300米;H.264+格式压缩,支持双流,标准高速球功能;太阳能专用低耗电球机 超强阴雨天续航能力 全新低温低功耗激光技术,比普通点阵灯省电60%,球机云台节电电路,耗电为普通球机的一半;

无线网桥

  

MA-7158A

5.8G电信级数字网桥,可免疫2.3-2.7G频段信号干扰,以色列主板,airx tdma技术,支持Portal,支持断线自动连线,可长距离抗干扰;内置天线及防雷模块;极速300M带宽轻松传输百万高清视频


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