化学楼综合管理平台121.docx
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化学楼综合管理平台121
化学楼综合管理平台建设方案
第一章概况
一、项目建设地点
项目建设地点为某大学化学实验楼3层301~305房间内,平面图如下:
二、项目需求分析
化学实验楼基本需求为有害气体、易燃易爆气体的监测及报警,利用指纹识别技术控制相关人员进入实验室,图像信息管理平台建设,远端手机报警及图像监控,数据控制中心的搭建和相关设备的安装,软件控制平台的安装与调试。
三、主要建设任务
(一)前端信号采集系统:
1、气体监测系统:
采用气体监测装置作为前端气体采集工具,通过对采集到的气体进行分析,将数据传输到后端控制平台,进行相关分析,并通过后端软件控制平台开启门禁系统和同时联动现场排风机,切断现场电磁阀。
同时将报警信息传到管理人员的手机上。
2、视频监控系统:
通过安装红外夜视摄像机监视室内情况,通过报警系统对每个需要监控的室内进行实时及历史的查看,并将视频图像和报警信息传到相关人员的手机上。
3、生物指纹识别系统:
通过安装生物指纹识别系统来达到控制进入实验室的人员,并将相关信息上传到指挥平台系统。
(二)一体化软件监控平台:
是一个集存储、监视、控制、报警、联动和指挥等众多功能于一体、可灵活配置、实施简便的综合指挥平台,也是一个可以按用户需求进行二次开发的开放式软件平台。
(三)机房建设:
位于301教室西屋。
1、报警系统:
接收前端传来的报警信号,并联动所有报警设备,发出声光电报警信号,并上传到相关人员的手机和手持设备上。
2、一体化硬件监控平台:
建立大屏幕显示系统,显示前端各种信息;建立UPS不间断供电系统,保证在市电断电时所有设备的正常运行;
3、按照一体化软件平台的技术要求搭建符合软件运行要求的服务器。
4、建立网络支撑系统:
含24端口千兆交换机和百兆级企业防火墙,为系统的正常运行提供基础的网络支持。
四、总体设计思想
1、综合管理平台应安全稳定运行,
2、综合管理平台采取分层分布式结构,系统须采用先进的计算机网络构建硬件平台,并设置网络管理系统提供对网络的性能管理、配置管理和故障管理。
3、系统须采用先进的计算机集成系统软件体系对各子系统进行集成。
软件体系支持所有子系统的功能要求,支持综合自动化监控系统高性能指标的实现。
系统必须具备完善的人机界面体系支持综合监控功能实现。
4、综合管理平台须采用可靠性设计,系统设备和系统构成应安全可靠。
硬、软件技术先进成熟、能够高可靠高稳定运行。
系统采用主备冗余分层分布结构,系统须采用行之有效的抗干扰措施,控制器保证基础自动化层的安全可靠。
5、综合管理平台应为开放系统,硬件设备通信接口、网络协议、数据库等均采用国际标准,具有ODBC、OPC标准接口功能;系统应具有较大的扩展能力,支持分期施工。
系统可采用多媒体技术为地铁工程提供更强的功能。
系统应提供较广阔的集成平台,能接入其他的系统系统具有集成第三方设备和软件的能力。
6、综合管理平台须采用先进的计算机集成系统软件对各相关系统进行无缝地连接。
系统软件支持所有相关系统的功能要求,支持综合监控系统性能指标的实现。
各被集成或互联的子系统保证相对独立工作。
7、综合管理平台采用工业级产品,保证能全天候7×24小时不间断地运行。
综合监控系统采用模块化设计,易于扩展。
综合监控系统不仅满足线路本身运营和管理的要求,并能为今后线路的扩展以及其它线的接入和与更高一级管理系统连接预留一定的条件。
8、综合管理平台须在信息的处理上坚持实时监控信息和事务信息严格分开的原则,保证信息安全和网络安全。
第二章工程的深化设计
一、设计范围
本设计包括前端信号采集系统,一体化软件监控平台,机房建设等3各主要部分。
二、设计原则与设计依据
为确保化学楼综合管理平台建成后顺利运行及适应未来技术发展的需要,在本次系统工程设计中,我们坚持长远规划、分布实施的原则,将系统建设成为一种具有高起点,易于扩充、升级和管理,易于使用的安防监控系统。
在本方案中,我公司主要遵循以下设计原则,作为此次工程项目的设计依据:
1、实用性及可靠性原则
在本次工程建设中,我们首先考虑的是实用性和可靠性,遵循面向应用、注重实效、急用先上、逐步完善的原则,以确保使用的技术及设备成熟可靠。
在系统的设计和实施过程中,我们充分考虑系统的可靠性。
在整体设计时关键部位采用成熟产品。
在本项目中,我们所设计采用的设备都经过严格的选择与测试。
产品全部为国内外具有良好声誉、良好产品质量及售后服务信誉的名牌产品,充分保证了设备及系统的可靠性。
2、先进性、成熟性与可扩展性原则
系统建设适应行业发展,充分考虑本次项目需求特点,在整体设计、设备配置、通信方式、管理方式、维护方式等方面具有一定的先进性,采用国际标准的同时又是成熟的技术。
系统具有良好的可扩展性,充分保证能够将今后增加的新设备和新功能简单方便地与原有系统相结合。
3、开放性和标准化原则
系统中所采用的布线设计、通信协议、系统设备及布线材料都符合国际标准、国家标准、工业标准和各类标准及相关行业标准。
充分利用不同网络的优势,将它们有机地结合起来,为信息交换和设备互操作创造有利条件。
系统结构设计及布线材料符合ISO/IEC11801综合布线标准及CECS:
72/97《国家建筑与建筑群综合布线系统设计规范》。
网络系统硬件设备选型、施工、安装符合ISO9002标准。
4、经济性原则
在完成系统建设的基础上,力争用最少的投资,取得最大的效益。
在监控系统设计、设备选型上,采用高性能价格比的方案和设备,不仅使资金的投入、产出比达到最大值,而且要降低整个系统的运行成本,以较低的人员与资金投入来维持系统的正常运行。
5、可维护性、可管理性原则
监控系统设计和设备选型具备实施安装方便、配置方便等特点,尽可能采用先进的、直观的管理手段,能够合理配置、均衡和调整资源,监控运行状态,控制系统运行。
我们设计的监控系统除要有很好的可靠性外还应有一定的故障自检和系统恢复能力。
工程施工前提供详细布线设计图纸;施工结束后,将提供给用户所有安装及施工图纸、技术资料,便于用户维护和使用。
6、设计依据
《北京市安全技术防范工程监督管理办法》
《安全防范工程费用概预算编制办法》
《安全防范系统通用图形符号》
《安全防范工程程序与要求》
《民用建筑电气设计规范。
》
《民用闭路监视电视系统工程技术规范。
》
《有关安全防范工程验收规则》
《中华人民共和国安全行业标准》
《北京市住宅安全防范设计标准》
《居民小区智能化系统配置与技术要求》
《2000年小康型城乡住宅科技产业工程项目实施方案》
《小康住宅电气设计(标准)导则》
通讯2.4G/5.8G标准IEEEE802.11a
三、数据采集报警平台
主要分为气体监测系统、人员闯入异动视频监控系统、生物指纹识别系统等3部分,并将报警信息输送到一体化软件监控平台上,同时进行现场和远程报警;
数据采集
1、气体监测系统
1)设计原则
化学楼用户基本需求为有害气体、易燃易爆气体的监测,从此出发点开始系统设计,用户基本需求可以理解为对物的管理需求,按照用户需求,我们初定CO、CH4、H2、FH气体监测装置作为前端气体采集工具,采集工具可以很好的完成气体样本的分析,这样通过分析我们可以得出室内监测气体含量的数据,下一步就是对分析出来的数据进行判断,判断结果共有两种情况,第一种:
室内空气质量良好,未监测出不良气体,则不触发报警动作;第二种:
当监测出空气中不良气体超标,同时触发两套报警系统,第一套系统为室内声光报警系统,触发此系统后室内红色报警灯闪烁,同时语音告知有害气体泄漏;第二套报警系统主要针对室内没有工作人员的情况而设计,此报警系统被触发后,将以短信形式通知系统预设定的人员,未防止手机不在身边或为及时查看到此报警短信的情况,报警短信将会以每分钟一次的频率再次发送到预设人员的手机上,直到预设人员以手机客户端的方式登录报警系统,并确认关闭报警为止。
2)系统拓扑图
3)设备选型
A:
SensepointXCD固定式气体探测器
SensepointXCD固定式气体探测器使用催化燃烧、电化学以及红外技术原理,可靠检测潜在危险环境中可燃气体、毒气以及氧气的通用气体探测器。
SensepointXCD气体探测器是一种固定安装于存在易燃、易爆或有毒气体场所,用来检测空气中可燃性气体、毒气及氧气浓度的仪器。
XCD(意为Exceed超越)气体探测器将气体检测技术的所有优点集于一身,是已被广泛应用的固定式气体探测器的更新换代产品,其性价比远超现有任何同类产品。
SensepointXCD的传感器等核心部件采用多项专利技术以及非色散红外(NDIR)技术的运用,使检测更精确、长期稳定性更好。
XCD同一外壳适用催化燃烧、电化学和NDIR多种传感器,使其可测气体种类更多、范围更广。
因此XCD广泛适用于石油、化工、冶金、制造业等通用工业领域,而且在一些环境恶劣的环境同样表现卓越。
通用变送器平台
·相同变送器适用于新研制和现有的传感器
·本地或远程传感器连接方式
·应用催化燃烧、电化学以及红外技术
.智能传感器用于识别气体种类量程等
显示清晰直观
·三色背光液晶显示
·远距离即时清晰状态指示
·在差的环境下可清晰辨别工作状况
多种信号输出
·4-20mA工业标准电流信号
·3个可编程继电器
·Modbus数字信号
SureceIITMifIIReflexTM专利技术
·性能优异的传感技术
·测量精确可靠
·洌定氧气和毒气传感元件的工作状况
.确保长时间运行
红外传感技术
·低成本JR解决方案
·长寿命
·抗中毒
·无需氧气参与
非侵入式操作
·维护流程简单
·无需打开变送器
·加快维修计划
·加强操作者的信心
外壳材质
·铝合金
.316不锈钢
易于安装
·简单插入式传感器
·集成墙面安装
·独立的垂直或水平管道安装套件
·本地继电器允许就地报警
·3线制源型或漏型工业标准信号
全球化认证
.IEC,ATEX
.UL.CSA
.KTL
.GB-Ex.GB-PA.CCCF
设备安装
设备参数:
B:
SiegerApex固定式气体探测器
Apex集气体探测设计中所有的最优秀秀元素于一身,以此为用户提供一台具有性能最优、安装零活、配件多样和可选择通信输出方式的气体探测仪器。
所有的这些就集成在一个包装箱内,便于安装、操作和维护。
易于安装:
·传感器可以被安装在距离变送器100米处
·内置的继电器可直接外接报警喇叭和报警灯
·坚固的316不锈钢安装架
·易于连接电缆的大型接口
·易于连接终端版
·多种配件
易于使用:
·直观的菜单操作系统
·清晰的屏幕操作指示指导用户使用
·简单按钮操作
·变送器识别新传感器
·便于更改被测气体类型
·背光清晰的大屏幕LCD显示器
易于维护
·通电状态下便可插入传感器
·通用的变送器适用于所有被测气体类型
·可方便地更换过滤网
设备参数:
2、视频监控系统
1)系统整体规划图
硬盘录像机网络拓扑结构示意图
2)系统组成
视频监控系统以用户的IP网络为基础,利用用户的综合布线系统分布监控点,可以采用DLP墙或PC监视器观看监视画面。
系统集成度高,前端设备直接把视频信号、控制信号转换为IP数据包,在IP网络上传输数字视频信号(可通过网桥和路由器完成跨局域网的访问),系统可靠性强,操作简单,应用范围广。
本系统可以根据功能分成:
监控终端(红外半球等)、硬盘录像机、大屏幕显示系统。
监控终端可以将PAL制式或NTSC制式的视频信号打包基于MPEG-4编码格式的IP数据包连接到计算机网络中。
监控服务器把打包成的IP视频数据显示在DLP墙或者监视器上。
报警方式为人员闯入异动报警。
系统管理员通过数据接口方便地实现外部组件(例如:
云台转动、摄像机变焦、视音频切换矩阵切换、手机接收报警信号及观看视频图像等)的远端控制。
3)设备选型
A:
硬盘录像机
主要特性
• 第一、九通道最高支持4CIF实时编码,其余通道支持CIF实时编码;
• 采用HIKVISION云台控制协议时候,可通过鼠标选定画面任意区域并进行中心缩放;
• 支持预览图像与回放图像的电子放大;
• VGA、VIDEOOUT可同时进行画面预览,其中输出主口可进行菜单操作;
• 支持4路同步回放;
• 支持录像文件倒放功能;
• 支持1个SATA接口;
• 支持NTP(网络校时)、SADP(自动搜索IP地址)、DHCP(动态主机配置协议)等协议。
• 支持双码流手机监控
B:
红外半球
应用场景:
布放于需要进行监控的场所,采集前端视频信号。
适用于城市街道、金融行业、电信、政府、学校、机场、工厂、酒店、博物馆等要求超高清画质的室外场所。
产品特性:
●1/3英寸130万像素NIR红外增强超低照度CMOS传感器;
●ARM9架构,嵌入式SOC系统;
●最高分辨率960P@30fps;
●支持宽动态、背光补偿和图像翻转功能;
●支持3D降噪、de-interlace、图像增强、边缘增强,伽马调节;
●2.8-10mm高清手动变焦焦镜头,ICR双滤切换;
●20-30米有效红外距离;
●支持H.264BaseLineProfile/MainProfile编码类型;
●支持双码流传输,副码流D1@30FPS;
●支持IOS/Android/WindowsMobile手机浏览,控制;
●支持电子放大和电子拖拽;
●双内核备份;
●支持视频移动侦测(VMD)、敏感区域遮挡;
●自动获取IP(DHCP)、自动拨号(PPPOE)、自动端口映射(UPnP)、域名解析(DDNS);
●支持NFS协议、FTP下载;
●支持4KV防静电,防雷,防浪涌,防突破
●选配支持POE
●支持USB接口,可选支持本地存储或USB无线wifi接入
技术规格:
摄像机
传感器
1/3”InchCmos
核心处理器
ARM9架构
操作系统
嵌入式Linux操作系统
像素
130万
图像分辨率
主码流:
960P(1280×960)副码流:
D1(704×576)
帧率
PAL:
960P@25帧/秒/NTSC:
960P@30帧/秒
宽动态
100dB
电子快门
1/25S~1/10000S
最低照度
彩色:
0.05Lux(F1.2,AGCON)/
黑白:
0.01Lux(F1.2,AGCON);0LuxwithIR
光圈
DC驱动
日夜转换模式
双滤光片自动切换
视频参数
通过IE可对图像亮度、对比度、饱和度进行设置
图像处理
支持NIR红外增强、3D降噪、de-interlace、图像增强、边缘增强、强光抑制、背光补偿、伽马调节
镜头
焦距
2.8-10mm手动变焦镜头
水平视场角
30.5°-98°
镜头接口类型
M12螺纹
红外功能
红外距离
30-50米
红外灯类型
31颗φ5LED红外灯
接口性能
音频接口
1路音频输入;1路音频输出
报警端口
1路报警输入
网络接口
1个10M/100M自适应以太网RJ45接口
应用编程接口
标准协议(Onvif2.0)
编码模式
视频压缩标准
H.264/M-JPEG
音频压缩算法
G.711/G.726/ADPCM
编码类型
BaseLineProfile/MainProfile类型
视频压缩码率
32K~8MBps
音频压缩码率
8K~48KBps
传输模式
双码流
其他功能
IE访问
内置Webserver
手机浏览
支持IOS/Android/WindowsMobile
客户端
≤8个
本地存储
支持USB扩展,存储卡最大支持32G
网络协议
TCP/UDP/HTTP/MULTICAST/UPnP/DHCP/PPPoE/DDNS/NFS/FTP/NTP/RTP/RTSP
IP地址
支持静态IP地址、动态IP解析
OSD字符
支持字符叠加、时间叠加,最大支持128个字符
系统权限
四级、128个用户,用户名密码自定义
系统时钟
内置时钟,支持外同步
远程管理
远程网络远程升级
智能报警
移动侦测,遮挡报警,端口报警
一般规范
防护等级
TVS4000V、防雷、防浪涌、防突波
工作温度
-10℃~60℃
工作湿度
0~95%(无凝结)
电源
DC12V±10%
功率
5W(LEDOFF)/11W(LEDON)
尺寸
152mm×152mm×128mm
重量
1Kg
C:
多屏幕拼接控制器
拼接控制器又称图像处理器、多屏拼接器等,主要的功能是将多个显示单元拼接成一个大的超高分辨率的逻辑显示屏。
在此超高分辨率逻辑桌面上能够以开窗的方式实现多画面、多场景任意位置、任意大小显示,每个画面能够分配到足够的分辨率,画面质量不受损失。
拼接处理器可适用于网络操作中心、公共控制中心、智能交通管理中心、处理中心、民用或军事监视系统、呼叫中心、金融中心、视频会议室等应用。
本系列拼接器是一款性能强大的纯硬件架构的高端图像拼接处理设备,能够在多个显示单元同时显示多个动态RGBNIDEO/DVI画面,是适合大屏幕拼接显示系统的核心图像处理设备
显示系统拓扑图
特点说明
◆图像视窗在全屏范围内可以任意缩放、叠加、漫游。
更为重要的是该系列拼接器支持多个窗口显示同一通道的图像。
◆高处理能力和优秀的稳定性
基于计算机体系架构的传统的控制器发展至今,性能和稳定性取决于它所依赖的计算机系统,其处理能力随着计算机性能的提升得到改良,但局限于串行处理模式,处理速度难于获得质的提升。
此系统拼接器,不同于传统的控制器设计思路,不使用计算机体系,打破审行数据锁链,使用高速的并行处理机制,从而得到一片全新的应用空间。
◆整机模块化设计
本系列拼接器,采用模块化设计的设计思路,输入输出端全面支持热插拔,有效减少设备的故障率,极大的提高设备稳定性。
同时在发生故障时,维修也变得简单,只需要将发生故障的模块替换下即可。
◆启动速度快,全实时处理
本系列拼接控制器采用大规模FPGA阵列式组合处理构架,全硬件设计,无CPU和操作系统。
控制器集超宽带视频信号采集、实时高分辨率数字图像处理、二维高阶数字滤波等高端图像处理技术于一身,具有强大的处理能力。
控制器采用多总线并行处理机制,能从根本上保证对所有输入视频全实时处理,图像没有延迟,无丢帧现象。
◆支持多种信号格式
支持多种视频输入模式,包括复合视频(DVD或摄像头信号)、VGA(D-SUB15)、DVI、HDMI、
SDI、网络抓屏、IP视频源等。
支持多种输出模式,包括VGA、DVI输出。
◆多种控制方式
本系列多屏幕控制器多种控制方式,包括红外遥控,RS232串口以及以太网远程控制。
◆纯硬件构架
拼接控制器为纯硬件构架,硬件核心为大规模FPGA阵列,无CPU、硬盘、内存等常规计算机配件。
系统采用模块化设针,模块数目随输入输出信号的多少而增减。
纯硬件构架的控制器,它本身不是一台计算机,而是一台专业的图像处理设备,和基于工控机的插卡式拼接器在系统上有本质区别。
◆多路RGB信号实时并行处理
拼接控制器采用先进的高速数字信号多总线并行处理机制,系统给每一个输入通道都分配独立的处理模块和数据总线,所有模块并行工作。
系统对每个通道的处理速度是固定的,处理速度与通道数的多少无关,因此可实时处理多个VGA、DVI等视频信号。
而普通工控机插卡式拼接器在本质上是在计算机上插图像处理卡,通过软件编程实现拼接处理功能,其所有输入输出通道共享固定的CPU和PCI总线资源。
而CPU速度有限,PCI总线带宽固定,通道越多,每个通道分到的资源越少,处理速度也越慢,直接表现就是多信号同时处理时,图像丢帧和延时现象。
目前的大多数工控插卡式拼接器,受限于CPU的能力和PCI总线的速度,最多能实时处理3-4路RGB信号。
而采用并行处理机制的拼接控制器没有此限制。
◆安全性好
拼接控制器无操作系统,病毒无法感染;全并行工作,无系统整体崩溃的险;系统数据出厂前己固化,无法更改,意外断电不会造成数据丢失,控制器可经受频繁开关机。
而工控机插卡式拼接器的安全与稳定性,取决于所安装的软件操作系统。
◆最大支持72块屏幕拼接,每个屏幕里可独立开4个窗口,可任惠调整其长宽比。
◆可不断电更换散热风扇
由于风扇是耗材,通常30000小时需要更换。
风扇的热交换缩短了MTTR延长了MTBF。
用户无需返厂就可以自行更换风扇。
优异的散热方案保证了设备的可靠连续运行。
◆冗余电源N+1冗余电源设计
多只电源能同时工作分担负荷。
任何一只损坏不会影响整台设备的运行。
3、生物指纹识别系统
1)设计原则
生物指纹识别系统作为身份识别的唯一方式,可以严格控制实验室的人员进出情况,如果出现被审核人带入未被审核人的情况,则出现问题后由身份审核人负责,除每次进出门在报警系统中有记录外,视频监控系统也能为实验室的每次进出提供依据,作为指纹识别系统的高度安全系数来考虑,如果临时有授权人需要进入实验室而此时恰好又没有授权人在该如何是好,考虑到指纹识别同时存在这种问题,报警系统终端中设置了远程开启实验室门禁功能,当然开启实验室的终端用户的身份也将记录在日常操作日志中。
2)门禁系统拓扑图
2)设备选型
URK独有的技术优势:
◆高速、大容量识别技术:
l千指纹容量;识别没有等待感觉;没有任何误判
◆抗雷击、防高压、防浪涌、抗干扰设计。
◆扫描器无需增光膜即可容易识别干燥、磨损、贫瘠指纹,无损坏之隐患。
◆同时具备TCP/IP、USB通讯、U盘下载、RS485多种通讯方式。
◆BGA芯片极大提高了可靠性、缩小体积、减少故障来源。
◆防水灯环、白色按键背光灯设计。
特点
◆世界最为优秀的指纹识别技术,真正的大容量、高速识别、无误判技术
◆1:
30000指纹小于05秒钟
◆有1000,3000,10000指纹容量可选,
◆抗雷击、防高压、防浪涌、抗干扰设计。
◆支持任意数量的门实现实时集群控制
◆广域网络主动上传数据
◆在大容量高速识别技术的应用中从未发现误判现象
◆多种通讯接口:
TCP/IPRS485/V/iegand/USB/U盘
◆多种语言的门禁考勤管理软件,报表查询、多级管理,提供大型企业网络版考勤管理软件
◆多语种人机交互界面,包括语音提示、姓名、员工编号、短信提示
◆光学扫描器,坚固耐用,抗静电、抗磨损,识别率高,反映灵敏
◆无需增光膜即可容易识别干燥、磨损、贫瘠指纹,坚固耐用
◆360度旋转识别技术,允许指纹以任意角度按压识别
◆RFID卡可选项:
l25KHZ,EM
◆识别方式:
指纹,密码,ID卡(选项),或任意组合
◆始于2002年投入批量生产,国际顶尖品牌,
◆122X32点阵LCD,白背光,黑字
四、一体化软件监控平台
1、设计原则
平台主要采用B/S架构,同时,如果用户有需求的话可以辅助开发安卓、IOS平台的APP控制端,这样更加可以保证时时刻刻对实验室的情况了如指掌,平台主要的展示功能包括:
被监测气体数值实时展示,被监控实验室室内画面的实时展示、及实验室出入身份记录,平台支持数据导出功能,以方便存档留据。
2、功能模块
由前端模块、主控模块、显示模块、认证模块、转发(流
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