海洋监测浮标上的 3G无线视频监控系统设计

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边防海防智能可视化视频监控系统解决方案

边防海防智能可视化视频监控系统解决方案第一部分系统概述我国国土幅员辽阔，拥有漫长的边防海岸线，这些边防海岸线作为国土防卫的最后一道防线，直接关系到我国的国家安全。

近年来，随着我国综合实力的迅速增强以及改革开放力度的进一步加大，我国边防海岸线的安全形势更为严竣，国外的反华势力以及不法份子都蠢蠢欲动，妄图突破我国的边防海岸线渗透进入国内危害我国国家安全的事件时有发生；另外，边境沿海地区的偷渡、走私、贩枪、贩毒以及越境捕鱼、非法测绘等长期影响边境治安，也不同程度影响内地治安环境。

公安部门担负边境治安管理的重任，为了保持对各种边境犯罪活动的高压态势，不断加大打击力度，坚决遏制边防海岸线上偷渡、走私和贩枪贩毒增多的势头，保障国家边防海岸线的安全。

引入智能视频监控系统,用科学技术手段进一步加强对我国边防海岸线的安全监控管理，最大程度上保障国家海岸边防线的安全成为相关部门的首选。

边防海岸线智能视频监控系统利用现代化科技信息技术手段对管辖海域、岛屿管理、远洋航行管理、航标信息状态、海边用海填海状态、非法偷渡、非法测绘等进行实时监控，录像存储取证，地理信息标示及事件定位的管理及信息反馈，提高边防海岸线管理和安全防范。

第二部分方案需求分析近十多年来国家在沿海地区共修建光缆近3万余公里，全军所有边防连以上单位和大多数固定哨所已联通光缆，边海防团以上单位和大部分边海防连队，开通了电话交换网、军事综合信息网和电视电话会议系统。

大部分边海防部门和单位都配备了较为先进的执勤车辆、舰艇和检查检验、救援救捞、远程通信、导航定位等信息化装备。

部分海警、海监队还配备了大型执法舰艇和直升机。

在部分边防哨所，官兵配有笔记本电脑、无线传输设备和带摄像功能的巡逻车，随着摄像头的转动，边界现场的实时画面即可传输远在百里之外的指挥室和万里之遥的总部机关。

海防部队装备水平的提高，为视频监控系统在海防部队的应用打下了良好的基础。

目前，90％的边海防一线分队和重点哨所已经接通了光缆，建设好的边海防视频监控系统，通过与军用雷达、巡逻舰艇、卫星导航等先进设备协同工作，基本实现了沿海重点地区昼夜实时监控。

海洋观测的守护者：10米、6米和3米观测监测浮标

海洋观测的守护者：10米、6米和3米观测监测浮标在浩瀚无垠的海洋中，为了深入了解海洋环境、气候变化以及生态系统的动态，科学家们布置了各式各样的观测浮标。

其中，10米观测浮标、6米观监测浮标和3米观测监测浮标以其独特的功能和重要性，成为了海洋观测领域的重要工具。

一、10米观测浮标：高空视野的守望者10米观测浮标因其架设高度较高，能够提供更广阔的视野，捕捉更多的海洋环境信息。

这类浮标通常搭载有多种传感器，如风速仪、风向标、温度计和湿度计等，用于实时监测海洋上空的气象数据。

这些数据对于预测海洋气象灾害、评估海洋环境对气候变化的影响具有重要意义。

此外，10米观测浮标还能够监测海面波浪、海流等海洋动力现象，为海洋工程、航运安全等提供重要参考。

通过长期、连续的观测，科学家们能够更深入地了解海洋环境的动态变化，为海洋资源的可持续利用提供科学依据。

二、6米观监测浮标：综合信息的集大成者6米观监测浮标位于海面与水下之间的关键位置，能够同时观测海面以上和以下的环境信息。

这类浮标通常搭载有水质监测仪、溶解氧传感器、pH计等设备，用于实时监测海水的水质参数。

这些参数对于评估海洋生态系统的健康状况、预测赤潮等生态灾害具有重要意义。

同时，6米观监测浮标还能够观测海洋动力现象，如海面波浪、海流等，以及海洋生物分布和种群动态。

通过综合观测和分析，科学家们能够更全面地了解海洋环境的动态变化，为海洋资源的管理和保护提供有力支持。

三、3米观测监测浮标：近距离接触的守护者3米观测监测浮标位于海面附近，能够近距离接触和观测海洋环境。

这类浮标通常搭载有高清摄像头、水下摄像机等设备，用于实时拍摄和记录海洋生态环境中的生物、地形等。

这些图像资料对于了解海洋生物的生活习性、评估海洋生态系统的多样性具有重要意义。

此外，3米观测监测浮标还能够观测海底地形、沉积物分布等信息，为海洋地质研究和海洋工程提供支持。

通过长期、连续的观测，科学家们能够更深入地了解海洋环境的微观变化和生态系统的动态平衡。

船舶视频监控方案

船舶动态与视频监控系统的设计与实现0. 引言近几年，我国海上运力、运量直线上升，但由于海上环境特殊，缺乏有效的监管技术手段，目前海上安全生产问题已成为制约海运业（特别是滚装船）发展的突出因素[1]。

借助高科技手段对船舶动态与视频进行全方位的监控，建立高效的船舶管理与预警系统，是保证船舶航行安全的必然选择。

传统的船舶动态监控系统是利用船载GPS和通信设备（大多是海事卫星C 站）把船舶航行的动态信息（船位、航速、航向）传回陆地指挥中心，指挥中心能在大屏幕电子海图上观察到船舶的分布情况、运动轨迹，能够查询相关信息，对船舶进行调度管理等等[2，3]。

目前，国内外海上船舶管理是以船舶报告系统和VTS为代表，以雷达、高频电话和AIS（船舶自动识别系统）技术为手段[4,5]，存在显示不直观（只能将船舶作为一个质点来管理），系统扩展性不强等缺点，在远海则只能以卫星通信来补充，运行费用昂贵。

国外现有的船舶视频传输系统基本上是针对远洋航行的船舶，采用卫星通信方式，通过船载F站实现船舶静态图像传输，但由于其费用高而较少被采用。

随着我国公众移动通信技术的发展，本文提出用CDMA1X无线网络传输船舶视频图像与船舶动态信息。

由于涉及动态信息和视频信息的传输，岸船之间的信息传输问题便成了船舶动态和视频监控系统所要解决的主要问题。

对于海上移动通信来说，目前主要有以下几种方式：（1）海事卫星C站或F站，其优点是信号覆盖全球，缺点是带宽窄，比如使用海事卫星F站传输视频只能达到64K的带宽，而且设备昂贵（约2.5万美元/台）和通信费用高（6.5美元/分钟），只有在紧急状态下使用，很少用于日常的安全管理。

（2）VHF（Very High Freqency）和SSB（Single Side Band），主要用于话音通信。

（3）GSM、GPRS和CDMA技术，这几种技术都适合近岸航行的船舶进行岸船通信，但对于中国海域的海上业务来说，GSM和GPRS的信号覆盖不如CDMA广，传输带宽也不如CDMA宽。

海洋观测网络的构建与优化

海洋观测网络的构建与优化在我们所居住的蓝色星球上，海洋占据了绝大部分的面积。

海洋不仅是生命的摇篮，更是地球上气候和生态系统的重要调节器。

为了更好地了解海洋、保护海洋和利用海洋资源，构建和优化海洋观测网络变得至关重要。

海洋观测网络是什么呢？简单来说，它就像是我们为海洋设立的“监测站”，通过各种仪器设备和技术手段，对海洋的物理、化学、生物等多个方面进行长期、连续、实时的观测和数据采集。

这些观测数据对于海洋科学研究、海洋资源开发、海洋环境保护以及气候变化研究等都具有极其重要的意义。

那么，如何构建一个有效的海洋观测网络呢？首先，需要明确观测的目标和需求。

是为了监测海洋的环流模式，还是为了研究海洋生态系统的变化？或者是为了预警海洋灾害？不同的目标和需求决定了观测网络的规模、布局和观测参数。

在确定了观测目标后，就需要选择合适的观测技术和设备。

目前，常用的海洋观测技术包括浮标观测、卫星遥感观测、海底观测站、船舶观测等。

浮标观测可以长期漂浮在海面上，实时测量海表的温度、盐度、风速等参数；卫星遥感观测则能够从太空大范围地获取海洋的表面信息，如海面温度、海冰分布等；海底观测站则可以对海底的地质结构、海底生态等进行长期监测；船舶观测则具有灵活性，可以在特定区域进行详细的观测。

观测站点的布局也是构建海洋观测网络的关键。

观测站点应该覆盖不同的海洋区域，包括近海、远海、大洋等，同时也要考虑海洋的环流、锋面、涡旋等重要的海洋动力过程。

在布局观测站点时，还需要考虑与其他观测网络的衔接和互补，以形成一个更加完整和全面的观测体系。

数据的传输和处理也是海洋观测网络中不可忽视的环节。

观测设备采集到的数据需要及时、准确地传输到数据中心进行处理和分析。

这就需要建立高效的数据传输网络和强大的数据处理能力，以确保数据的质量和可用性。

然而，构建好海洋观测网络只是第一步，还需要不断地对其进行优化。

随着科学研究的深入和技术的发展，观测的需求和重点可能会发生变化，这就需要对观测网络进行调整和改进。

一种新型的海洋地震观测浮标平台的设计＊

Science and Technology &Innovation ┃科技与创新2023年第17期·15·文章编号：2095-6835（2023）17-0015-03一种新型的海洋地震观测浮标平台的设计＊吴承东1，朱小毅2，3，陈全胜2，赵帅博3，李栋4（1.防灾科技学院，河北廊坊065201；2.北京港震科技股份有限公司，北京102628；3.中国地震局地震预测研究所，北京100036；4.天津天元海科技开发有限公司，天津301800）摘要：海洋地震观测是全球地震观测的一个重要组成部分，目前全球海洋地震观测已进入深海海底长期定点实时观测阶段，美国、加拿大、日本和中国台湾地区的几个环太平洋大型海底科学观测项目已趋于成熟，正在推广实用。

由于海上干扰因素太多，导致人们对海洋地震观测的进展受阻，急需一种高效、精准、低成本的监测方式来应对，这时浮标的应用就受到了广泛的肯定。

浮标可以将实时采集到的数据上传到平台，通过数据处理、统计、比对，量化评价该海域的水质状况，通过分析海洋数据，及时发现问题，并有针对性地作出判断并处理，提高对海洋环境监测的能力，为海洋环境预警提供重要依据。

关键词：海洋地震观测；浮标；锚泊系统；环境预警中图分类号：P631.46文献标志码：ADOI ：10.15913/ki.kjycx.2023.17.004中国海洋面积广阔[1]，海域自北向南由渤海、黄海、东海以及南海4个海区组成，距离海岸较近，蕴含着丰富的能源与生物资源[2]。

目前的海洋环境数据采集有多种方式，如遥感卫星、沿岸监测站、监测浮标等[3]。

每种监测方式各有优势和劣势：遥感卫星范围广，但是造价高，精度低；沿岸监测具有采集数据准确度高的优势，但是布置烦琐，受地点局限性大；而监测浮标造价低，能实现数据采集的连续性，是研究海洋的重要工具之一，但监测浮标需根据投放地点的海况设计，投放和回收具有一定难度[4]。

海上船舶远程视频监控系统设计方案

海上船舶远程视频监控系统设计方案1.系统概述这个系统主要包括前端设备、传输网络、后端平台三个部分。

前端设备负责采集船舶上的视频信息，传输网络将这些信息实时传输到后端平台，后端平台则对视频进行存储、分析和处理。

2.前端设备前端设备主要包括摄像头、编码器、存储设备等。

摄像头负责实时捕捉船舶周边环境、甲板、机舱等关键部位的视频信息。

编码器将摄像头采集到的视频信号进行压缩编码，以便于传输。

存储设备可以临时存储视频数据，防止在传输过程中出现数据丢失。

3.传输网络传输网络是系统的神经中枢，负责将前端设备采集到的视频数据实时传输到后端平台。

这里有两种传输方式：有线传输和无线传输。

有线传输主要包括光纤、网线等，传输速度快，稳定性高；无线传输主要包括卫星通信、Wi-Fi等，适用于船舶在海上移动的场景。

4.后端平台（1）视频存储：将前端设备传输过来的视频数据进行存储，便于后续查询和分析。

（2）视频分析：利用技术，对视频中的船舶周边环境、船舶状态、人员行为等信息进行分析，为船舶安全管理提供数据支持。

（3）视频监控：通过监控大屏、手机APP等方式，实现对船舶的实时监控。

5.系统功能我们来看看这个系统的主要功能：（1）实时监控：可以实时查看船舶周边环境、甲板、机舱等关键部位的视频信息。

（2）远程控制：可以对前端设备进行远程控制，如调整摄像头角度、开关灯光等。

（3）报警联动：当系统检测到异常情况时，如船舶碰撞、火灾等，可以立即发出报警，并联动相关设备进行处理。

（4）数据统计：对船舶运行过程中的各项数据进行统计和分析，为船舶管理提供数据支持。

6.系统优势（1）实时性强：采用有线和无线传输相结合的方式，确保视频数据的实时传输。

（2）安全性高：前端设备具备防水、防尘、抗干扰等特点，确保在恶劣环境下正常工作。

（3）智能化程度高：利用技术对视频数据进行实时分析，提高船舶安全管理水平。

（4）易用性强：系统界面简洁，操作方便，便于船舶管理人员快速上手。

海洋环境监测网络的建设与优化

海洋环境监测网络的建设与优化一、概述随着人类社会的不断发展，对海洋环境的关注度也越来越高。

为了保护海洋生态环境、维护海洋资源的可持续利用，各国都逐步建立了海洋环境监测网络。

本文旨在探讨海洋环境监测网络的建设与优化。

二、海洋环境监测网络的建设1. 海洋环境监测站点的设置海洋环境监测站点是海洋环境监测网络的基础，其设置应具有科学性、合理性、全面性和实用性。

一般来说，监测站点的布设应根据海洋环境特点、海洋资源利用情况和海域利益分布等因素进行合理规划。

2. 海洋环境监测设备的配备海洋环境监测设备是海洋环境监测的重要工具，其选型应根据监测内容、监测要求和监测环境等因素进行综合考虑。

常见的海洋环境监测设备包括自动化水文测量系统、海洋气象监测设备、海洋地球物理探测设备、海洋生态监测设备等。

3. 海洋环境监测人员的培训海洋环境监测人员是海洋环境监测网络的核心力量，其培养与评价应始终贯穿于海洋环境监测网络的建设过程中。

培训应包括理论教育、技能训练、实践操作等方面内容，以不断提高监测人员的专业素质和工作能力。

三、海洋环境监测网络的优化1. 数据共享在海洋环境监测网络中，各个监测站点应有机组成统一的数据共享体系，以实现监测数据的快速传递和共享。

同时，应建立统一的数据管理和维护机制，确保数据质量和数据安全。

2. 技术创新与其他科技领域一样，海洋环境监测领域也需要不断进行技术创新，引进新技术、新方法，提高监测手段和技术水平。

如利用无人机技术、卫星遥感技术等进行海洋环境监测。

3. 综合评估对于监测数据，首先应进行集成处理和质量评估，以确保数据的有效性和可信度。

在此基础上，应利用统计分析、GIS等工具进行综合评估，为决策提供科学依据。

四、结语依托海洋环境监测网络，可以实现对海洋生态环境和海洋资源的科学管理，保护海洋生态环境和维护海洋资源的可持续利用。

海洋环境监测网络需要一直不断进行建设和优化，以更好地服务于人类社会的可持续发展。

海上船舶远程视频监控系统设计方案

海上船舶远程视频监控系统设计方案1. 应用目标运输船舶：实现运输船舶的本地视频监控管理、陆地视频监控管理和突发事件发生时的远程调度指挥，减少财产损失和保障生命安全，为水上交通安全提供有力的支持和保障。

海上救援：当发生海事事故或海上突发事件时，海上救助打捞船只及时救援抢险，实现陆地应急指挥中心对突发事件现场情况的及时掌控和调度指挥。

2. 整体设计2.1. 整体网络拓扑整体网络拓扑图整个系统分为陆地调度指挥中心、船舶集团监控中心及船舶无线视频监控管理系统。

陆地调度指挥中心、船舶集团监控中心设置中心管理平台及显示大屏幕系统，实现把船舶无线视频监控在一个监控平台进行管理、控制。

整体网络拓扑如图所示。

2.2. 需求分析2.2.1. 船上的摄像机数量和安装位置镜头1：安装在船头甲板上空对着甲板处，能看到船上甲板的实时情况。

镜头2：安装在船的左铉对着甲板左侧，能看到甲板左侧实时情况。

镜头3：安装在船的右铉镜头对着甲板右侧，看到甲板右侧实时情况。

镜头4：（可选待定）安装驾驶仓里面看到驾驶仓人员操作或驾驶仓后上面看到船的尾部。

（可根船的结构改动镜头的位置和数量。

）2.2.2. 设备需求1、要求摄像机设备是防暴、防水、防腐、带有红外功能。

2、设备要求有升级空间、兼容以后发展的网络。

如3G、4G 等相关的网络。

3、能够兼容以前的监控设备。

2.2.3. 功能实现需求1、能保证白天和晚上视频能看到甲板的实时情况。

2、船上的所有的视频能保存30天。

3、保证本地录像清晰流畅，在有信号情况下远程查看图像清晰流畅。

4、可以将以前的船舶监控整合到同一个操作平台上。

2.3. 设计描述根据以上需求，设计采用远程无线视频监控系统+船舶本地视频监控系统结合的方案，无线视频监控系统链路采用海事卫星和中国联通CDMA1x线路，保障无线通信稳定可靠。

系统能够兼容下一代网络扩展，系统能够对原有系统进行利用改造。

其设计图如下：2.3.1. 四卡无线视频服务器CB系列四卡无线视频服务器，基于海事卫星BGAN和CDMA1x网络传输而设计。

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山东科学
ＳＨＡＮＤＯＮＧＳＣＩＥＮＣＥＤＯＩ：１０．３９７６／ｊ．ｉｓｓｎ．１００２－４０２６．２０１４．０５．０１７
第２７卷第５期２０１４年１０月出版Ｖｏｌ．２７Ｎｏ．５Ｏｃｔ．２０１４
４］接收客户端组成［，系统组成示意图
如图１所示。依据海洋监测浮标上的特殊使用环境，主要进行了视频系统供电的电源管理设计与摄像头的防护与水密设计。电源管理模块主要以单
图１浮标无线视频监控系统示意图Ｆｉｇ１Ｉｌｌｕｓｔｒａｔｉｏｎｏｆｂｕｏｙｗｉｒｅｌｅｓｓｖｉｄｅｏｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｓｙｓｔｅｍ
３］术的发展［，使得在大型海洋监测浮标上安装视频监控系统成为可能。
针对视频监控系统在无人值守的海洋监测浮标上应用存在的问题，本文设计了一种应用在大型海洋资料浮标上的无线视频传输系统。目前，该系统已经在我国近海的赤潮浮标上安装应用两年多，取得了较好的实际应用效果。
１总体设计
无线视频监控系统由供电系统、３Ｇ无线视频传输模块、视频传输控制模块、防水摄像头、外置天线以及视频
摘要：设计了一种应用在无人值守的大型海洋资料浮标上的３Ｇ无线视频传输系统。系统采用值班电路对无线视频传输模块进行功耗控制，降低了系统的功耗。同时，对普通摄像头进行了防水工艺设计，可以有效耐受海上恶劣的使用环境。该系统已经在海上业务运行的浮标上安装应用，近两年的视频数据表明，监控效果良好，可有效地发现涉及浮标安全和海洋污染等问题。关键词：３Ｇ无线视频系统；监控；浮标中图分类号：Ｐ７１５文献标识码：Ａ文章编号：１００２４０２６（２０１４）０５００９３０５
海洋科技与装备专栏
海洋监测浮标上的３Ｇ无线视频监控系统设计
郭发东１，刘海丰１，李麟２，李选群１，李民１，刘世萱１，李效东２
（１山东省海洋环境监测技术重点实验室，山东省科学院海洋仪器仪表研究所，山东青岛２６６００１；２福建省大气探测技术保障中心，福建福州３５０００１）
Ｄｅｓｉｇｎｏｆ３Ｇｗｉｒｅｌｅｓｓｖｉｄｅｏｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｓｙｓｔｅｍｏｎｏｃｅａｎｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｂｕｏｙ
１１２１１１２ＧＵＯＦａｄｏｎｇ，ＬＩＵＨａｉｆｅｎｇ，ＬＩＬｉｎ，ＬＩＸｕａｎｑｕｎ，ＬＩＭｉｎ，ＬＩＵＳｈｉｘｕａｎ，ＬＩＸｉａｏｄｏｎｇ
在大型海洋浮标上安装视频传输系统可以实时观察浮标布放海域的真实场景，比如过往船只、海水污染、海上漂浮物、实时海况和浮标受到的船只碰撞或人为破坏等情况，对浮标的安全运行发挥着非常重要的
１］作用［。因此，无线视频监控传输系统在大型海洋资料浮标上的应用研究，对于浮标的业务运行、故障判断
ｓｈｒｏｕｄ
涂抹９０６密封胶，特别恶劣的环境下还可以在外面刷一层防锈油漆。经过改良的此摄像头装置地达到了防水、防潮、防腐蚀与防暴晒的目的，大大延长了摄像头的使用寿命。不锈钢护罩与浮标采用连杆连接，安装时可以按具体要求去自由调整摄像角度。通过实际应用证明，此设计安装使用方便，能够很好地完成系统所要求的功能。２５天线由于海洋监测浮标整体是由铁壳构成的封闭屏蔽壳体，普通室内天线放在舱内没有信号，因此天线部分的设计采用视频天线先用馈线引至浮标小平台，然后再连接外置天线的方式。外置天线采用高增益抗恶劣环境的玻璃钢全向天线。
以及赤潮、溢油等海洋环境灾害的观测具有重要意义。由于海洋监测浮标在无人值守、由太阳能供电、高湿高盐以及温度跨度大等环境条件下工作，因此浮标
收稿日期：２０１３０９１７基金项目：国家高技术研究发展计划（８６３计划）（２００７ＡＡ０９２００１１）；福建省社会发展重点项目（２０１３Ｙ００２０）。作者简介：郭发东（１９７６－），男，高级工程师，研究方向为海洋仪器设备的应用。
Ａｂｓｔｒａｃｔ ∶Ｗｅｄｅｖｉｓｅａ３Ｇｗｉｒｅｌｅｓｓｖｉｄｅｏｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｓｙｓｔｅｍａｐｐｌｉｃａｂｌｅｔｏｌａｒｇｅｓｃａｌｅｕｎａｔｔｅｎｄｅｄｏｃｅａｎｄａｔａｂｕｏｙ．Ｉｔｅｍｐｌｏｙｓａｄｕｔｙｃｉｒｃｕｉｔｔｏｃｏｎｔｒｏｌｐｏｗｅｒｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎｏｆｔｈｅｗｉｒｅｌｅｓｓｖｉｄｅｏｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｍｏｄｕｌｅ，ｓｏｉｔｓｐｏｗｅｒｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ，ｗｈｉｃｈｃａｎｅｎｄｕｒｅｈａｒｓｈｏｃｅａｎｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ．Ｉｔｉｓｒｅｄｕｃｅｄ．Ｗｅａｌｓｏｄｅｓｉｇｎｗａｔｅｒｐｒｏｏｆｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｆｏｒａｎｏｒｄｉｎａｒｙｃａｍｅｒａｈａｓｂｅｅｎｉｎｓｔａｌｌｅｄｉｎａｂｕｓｉｎｅｓｓｏｐｅｒａｔｉｏｎｂｕｏｙ．Ｒｅｃｅｎｔｔｗｏｙｅａｒｖｉｄｅｏｄａｔａｓｈｏｗｔｈａｔｉｔｓｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｅｆｆｅｃｔｉｓｂｅｔｔｅｒ，ａｎｄｔｈａｔｉｔｃａｎｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙｆｉｎｄｓｕｃｈｉｓｓｕｅｓａｓｂｕｏｙｓａｆｅｔｙａｎｄｍａｒｉｎｅｐｏｌｌｕｔｉｏｎ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ ∶３Ｇｗｉｒｅｌｅｓｓｖｉｄｅｏｓｙｓｔｅｍ；ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ；ｂｕｏｙ
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山东科学２０１４年
上的供电能力有限，环境恶劣。当前工业或民用的视频监控系统大都采用２２０Ｖ交流供电，不需要考虑供电
２］能力的问题，应用场合环境相对较好，对摄像头外壳材质防水防盐雾等工艺要求也不高［。而在浮标上应
用实时视频监控系统，亟需解决系统功耗控制及摄像头在恶劣环境下的防护问题。到目前为止，国内外的浮标受电源容量、摄像头在海上的使用寿命和数据传输带宽等因素的制约，基本没有安装视频传输系统，有的也只是安装了本地录像系统，没有实现视频或图片的实时传输。随着当前网络通信、安防和太阳能供电等技
６］３２位嵌入式处理器，内嵌完备的ＴＣＰ／ＩＰ协议栈，可适应不同的行业应用需求和运营商的网络环境［。
图２视频控制模块硬件结构原理示意图Ｆｉｇ２Ｉｌｌｕｓｔｒａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｈａｒｄｗａｒｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｖｉｄｅｏｃｏｎｔｒｏｌｍｏｄｕｌｅ
５］电系统采用太阳能电池板与免维护蓄电池组合方式供电［。
第５期
郭发东，等：海洋监测浮标的３Ｇ无线视频监控系统设计
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２３视频系统电源管理模块设计视频控制模块的主要功能是将输入的宽范围的电压（９～１８Ｖ）转换为满足视频传输模块和摄像头的工
７］作电压（１２Ｖ），并可用于控制视频传输模块的加断电时间［，例如可以设置系统只在白天加电工作或者每
个小时只工作几分钟的工作模式，这样既能保证图片质量，还可以节约浮标系统的耗电量。２４防腐蚀水密摄像头设计海上长期暴晒与水雾的长期腐蚀，使得摄像设备材料容易开裂或者受到化学腐蚀，影响摄像头的拍摄，所以对摄像头与防护外壳的材质要求很高，既要考虑防护壳内摄像头的紧固和密封，又要保证拍摄的清晰度。因此本系统在摄像设备外部增加一层专用３１６不锈钢外壳保护装置（见图３），不锈钢材料抗腐蚀与防暴晒性能良好，外壳的前端放置一层玻璃，玻璃周围不锈钢壳前
８］Ｏ ” 型圈密封［，周边端凸出一部分，玻璃内嵌在里面，内部采用“
再涂抹９０６密封胶。这样既考虑了密封，又保证了拍摄清晰度，紫外线、耐腐蚀的尼龙６６材质的防水索头引出，外层各连接处再
图３摄像头不锈钢护罩三维示意图
两层外壳对摄像头起到了双重保护的作用。通信电缆通过由防Ｆｉｇ３３Ｄｉｌｌｕｓｔｒａｔｉｏｎｏｆｃａｍｅｒａｓｔａｉｎｌｅｓｓｓｔｅｅｌ
２系统硬件设计
视频控制模块硬件结构见图２所示。２１浮标供电系统简介为了防止功耗较大的视频监控系统对浮标采集控制系统造成干扰，视频监控系统由浮标上的配电箱提供一路独立的开关进行单独供电。浮标供２２３Ｇ无线视频传输模块本设计中的３Ｇ无线视频传输模块采用市面上成熟的３Ｇ无线视频模块。这类模块一般采用高性能的