视频遥测终端机的设计需求

本文档详细阐述了视频遥测终端机的设计需求,包括微控制单元和视频处理单元的功能,以及系统参数和功能要求。该终端机需符合水文规约,支持多种通信方式如4G/5G、北斗卫星等,具备电池电量监测和低功耗模式,确保雨水情和大坝安全监测数据的稳定传输。

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目录

1.目的

2.参考文件

3.总体描述

4.硬件资源描述

4.1微控制单元

4.2视频处理单元

4.3性能指标

5.功能要求

5.1系统参数要求

5.1.1系统管理

5.1.2系统配置

5.1.2.1一般参数

5.1.2.2编码参数

5.1.2.3网络参数

5.1.2.4网络服务

5.1.2.5OSD参数

5.1.2.6抓拍

5.1.2.7报警设置

5.1.2.8时间参数

5.1.3水文参数

5.1.3.1通道参数

5.1.3.2水文配置

5.2系统功能要求

5.2.1水文规约功能

5.2.1.1水文规约功能要求

5.2.1.2水文规约基本配置

5.2.1.2水文规约遥测运行参数

5.2.2系统要求


1.目的

本文件主要描述的是视频遥测终端机的整体架构,针对于整体架构,进行需求分解,详细描述了整个需求的需求功能点,旨在指导后续的系统设计工作。

2.参考文件

  1. 湖南省小型水库雨水情测报和大坝安全监测设施建设与运行技术指南(试行).
  2. SL180-2015水文自动测报系统设备遥测终端机.
  3. 水文监测数据通信规约SL651-2014.

3.总体描述

视频遥测终端总体架构如图1所示,处理单元包括微控制单元和视频处理单元两部分,两者的控制功能如下:

微控制单元可采用单片机,主要用来负责传感器数据的采集和整体功耗的控制。

视频处理单元采用视频处理器,主要用来接收微控制单元的传感器数据,同时处理网络摄像头的视频数据,完成所有和平台的通信功能。

微控制单元控制系统的功耗,考虑到视频处理单元功耗高,在电量不足的情况下,微控制单元具有和平台通信能力。

4.硬件资源描述

视频遥测终端包括微控制单元和视频处理单元,硬件资源围绕两者来进行描述。

4.1微控制单元

序号

类型

描述

1

接口

1)RS232接口2路

2)RS485接口2路

3)模拟量输入4路,要求电流4~20mA,兼容电压0~5V,准确度要求≤0.5%。

4)数字/开关量4路:其中一路接雨量计,上拉电压为5V,12V或24V,下拉电压为0V。

5)数字/开关量输出1路

6)振弦传感器接入接口1路。

7)继电器开关2路。

2

LORA

用来无线接入传感器数据。

3

GNSS

用来提供定位和授时。

4

电源输出

用来对外提供电源,电源受控。

5

指示灯

一路:系统电源指示,用来指示电源是否正常。

一路:设备工作状态指示,用来指示设备工作正常,通信连接正常。

6

按键

用来系统复位。

7

蜂鸣器

用来提示系统正常启动。

8

温湿度

用来检测机内的温湿度参数。

9

RTC

增加纽扣电池,保证在断电的情况下,时间不丢失。

10

TTL

一路用来连接视频处理单元,作为数据交互;

一路连接5G,用来和平台进行数据通信,电源受控。

11

其他

整个硬件的电源受控,保证在低功耗模式下功耗低。

4.2视频处理单元

序号

类型

描述

1

LAN

一路,用来接入网络摄像机或其他网络设备。

2

WAN

一路,用来连接中心站。

3

RS232

2路,短报文通信和调试。

4

RS485

2路,串口相机或其他(预留)

5

存储单元

SD卡存储,预留SATA接口

6

显示单元

HDMI接口,用来显示(预留)

7

5G

用于连接中心站,高速传输。

8

USB

2路,用来升级

9

WIFI

一路,用来连接中心站,数据传输。

10

指示灯

一路:视频系统电源指示,指示电源是否正常。

一路:用来指示网络通信状态。

11

内存

DDR4:2G

eMMC:8GB

4.3性能指标

序号

类型

描述

1

工作温度

-30℃~60℃

2

相对湿度

≤95%(40℃时)

3

大气压

60~106kPa

4

结构性

能够防潮,防盐雾,防尘及防虫,IP54等级以上防护结构

5

功耗要求

在不含通信装置,电源12VDC条件下:

静态电流:自报工作模式≤3mA,查询和兼容模式≤15mA

工作电流:≤100mA

6

电源电压

直流供电DC9V~30V,标准12V

7

可靠性

平均无故障工作时间(MTBF)≥25000H

8

防雷、抗干扰及绝缘

防雷击能力,承受GB/T 17626.5-2008等级3试验

抗电磁干扰设计

绝缘电阻应大于10M

承受GB/T 9359所规定的振动、冲击、碰撞和自由跌落等试验。

5.功能要求

结合《湖南省小型水库雨水情测报和大坝安全监测设施建设与运行技术指南》要求,总体要求如下所示:

  1. 遥测终端机信息编码和传输协议应符合《湖南省小型水库雨水情测报和大坝安全监测数据接入规则》的规定。
  2. 具备内置双通道能力,可扩展多通道通信能力,通信模式支持有线、4G/5G、北斗卫星、NB-IOT等通信方法,有线使用有线网络、4G/5G,支持LORA、SUB-1G、NB-IOT、WIFI等通信方式;可通过串口支持扩展北斗短报文、卫星通信等远距离无线通信网络完成雨水情和大坝安全监测数据的传输。
  3. 具有RS485、RS232、开关量、脉冲量、模拟量、网络等接口,支持电池容量和机内温湿度监测。
  4. 具备测站基本信息,通信模式,测点信息,采集设备,采集频率,报送频率,加报阈值等信息远程设置功能。应实现远程遥测查询,根据用户需要,使用平台操作界面对遥测站进行召测,发送相应的查询指令,遥测站可按照指令实时上报查询的数据内容。可实时对比数据变化,当监测发现数据超出阈值时,可立即唤醒并上报监测数据。
  5. 在蓄电池电量低于20%情况下,自动切换到低功耗模式,保证雨水情测报和大坝安全监测数据的采集传输,关闭摄像头图片及视频监控功能。
  6. 可使用高增益天线或定向天线,来保证数据的通信的稳定性和速率。
  7. 省级平台可对RTU定期授时。

    根据以上总体要求,结合总体架构的设计需求,这里按照系统参数配置、MCU功能要求和视频处理器的功能要求进行划分描述所需要完成的功能点。

5.1系统参数要求

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