计量实验室监控系统技术方案

计量实验室监控系统技术方案

为全面监视监测实验室环境，保证实验室内环境满足要求，故配置相应的监控系统，对环境条件进行监测，同时满足系统的展示培训需要。

1 系统介绍

该环境温湿度监控系统按照计量实验室建设的要求，提供对实验室环境参数的严格监测和管理，如温度、湿度等，并将实验室房间的视频信息及采集的环境数据传输到PC机上进行数据存储与分析，实时监测实验室的各种环境参数，便于实验人员在监控室对房间进行集中的监控，在环境参数异常情况下还可以用多种形式的报警通知相应人员，及时的对发生的情况做出反应。监控系统的投入使用能够实现实验室的管理向的自动化、综合化、集中化、智能化方向发展。

2 方案设计

2.1 温度、湿度监测

实验室的温度和湿度是重要的环境参数，是检定及测试设备正常运行的必要条件。为此在实验室的主要设备工作间均需安装温度和湿度传感探头，对温度、湿度进行实时检测，在监视屏上显示各测点温度、湿度值。当检测值超过各工作区规定的温、湿度上、下限值时，在监视屏的相应数据旁用醒目的标志符的闪动来提示该值的超限报警。为在总体上监视整个实验室的温度，湿度状况，温度和湿度传感器的测点根据相关标准规范进行设计布置。

2.2 视频监控系统

通过网络视频监控设备将三个实验室的视频传回监控中心，让相关人员及时全面了解各实验室的情况。

2.3 实验室展示系统

实验室配置相应的展示壁墙大屏幕，用于展示及培训用，可以实时显示各实验室的环境参数及视频信息，同时可以展示各实验室的实验仿真系统。另外，独立设置一台柜式触摸屏接入服务器，通过触摸屏对系统进行操控，同时显示在展示大屏上。

2.4 实验室监控服务器

实验室监控系统配置相应的服务器，主要是集成温湿度监测功能、视频监控功能、实验室展示功能及触摸屏操控功能。监控系统能够实时显示实验室各测点的温湿度状态，显示视频信息，各实验室仿真试验的工程，同时把这些显示功能通过展示大屏展示出来。

2.5 监控系统用UPS系统

作为实验室监控系统，采用24小时不间断供电，在供电系统中，可配备UPS 提供恒压恒频的不间断电源，保护服务器和计算机在瞬间断电时的正常工作和数据备份。

3.6 监控系统总体框架图如图1所示。

3 实现方式

3.1环境监测设备

环境监测主要监测室内温度和湿度变化，温度和湿度采用温湿度一体化传感器完成。考虑采集系统布线及监控系统要求，温湿度传感器选用带液晶显示的以太网传感器，即传感器采集现场温度和湿度信号后通过模块自动转化成数字信号，通过TCP/IP协议以以太网方式发布到监控服务器，可以通过展示屏显示出

来。根据实验室实际需求，在实验室相应墙面位置布置，高度为距离地面1.2m，天花板面对应位置布置测点，具体布置图见附录1。传感器传输通道采用8芯屏蔽以太网线，对每个测点预布两根网线，达到冗余配置。由于每个房间设置的测点较多，且主控室距离相对远，为避免信号传输中可能引起的干扰，同时减少布线的长度和难度，计划在每个实验室配置一台24端口的网络交换机，这样把每个房间的所有测点集中后再转接至主控室。为方便系统的维护，选择适当位置布置相关设备，如交换机及传感器电源等设备。温湿度传感器的供电电源为直流6－36V，为保证设备供电可靠性和稳定性，选用输出为直流12V的开关电源，每个实验室配置一台开关电源，通过端子排分成相应的供电回路数（由于传感器功率较小，单台开关电源功率能满足要求）。具体设备选型见附录2。温湿度检测系统如图1所示。

3.2 视频监控系统

摄像部分是监控摄像系统的“眼睛”，根据实验室实验台的布置，选择适当的位置安装摄像头，以便全方位都能获得清晰的图像。然后把现场图像情况转变经电缆传输到监控中心。每个实验室配置一台吸顶式一体化摄像机，它是将摄像机、镜头、云台、解码器都放在半球型的防护罩内，外表美观大方，可有一定的装饰作用。该摄像机可做水平360度、垂直90度旋转，六倍三可变镜头可将图像放大、缩小，大厅内的人员活动情况都可一目了然。三台摄像机采用集中管理模式，前端视频信号全部连接到控制中心。

传输部分是监控摄像系统的图像信号通路，主要传输图像信号，本系统传输线路由视频电缆及电源电缆构成。视频电缆的好坏，直接关系到图像信号的噪声、失真及清晰度。本系统采用视频基带传输方式，选用在衰减、噪声、幅频特性等方面都具有良好性能的75Ω同轴视频电缆。

视频信号使用视频采集板直接安装在服务器内，安装相应的视频软件进行监视和对摄像机的控制，获得较好的人机界面。为了保证系统的可扩展性，服务器端视频信号采集及输入配置4路输入端口，即使用一路输入端口作为将来扩展的备用口。

3.3 实验室展示系统

实验室展示系统主要是通过展示屏把环境参数及相关系统的实验仿真情况

清楚地展示出来，同时为了方便操作设计一台触摸屏进行控制。选择大尺寸液晶屏作为展示屏，设计一个多路信号转接器，可以把服务器监控信息、视频信息及实验室内其它计算机的信息通过大屏显示出来。

为了提高系统的操控直观性，系统配置一套触摸平台，可以通过触摸屏对服务器进行相关操作，同时把操作过程和结果在展示大屏上显示。触摸屏选用柜式19英寸液晶显示屏，设备选型见附录1。

3.4 实验室监控服务器

监控系统主要完成环境参数监测、视频监视、展示系统等功能部分的集成及监控，提出建设基于TCP/IP传输技术的数字化、网络化机房监控系统工程。为满足系统集成需求，监控服务器需要配置性能优越的工控机或PC服务器，同时配置相应的监控软件。本方案采用高配置的工控机作为服务器，以方便视频及温湿度传感器信息的接入。在主控室配置一台网络交换机，以便各实验室温湿度数据接入和实验室仿真系统把信息发布至监控服务器，在展示屏显示。

附录2：监控系统设备选型表