《電子技術(shù)應(yīng)用》
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激光紅外在風光供電監(jiān)控攝像機中的應(yīng)用
摘要: 由于單純的太陽能供電或風能供電受環(huán)境的影響大,,保證率很低,,這幾年逐步發(fā)展了風光互補發(fā)電系統(tǒng),其供電保證率顯著提高,在某些地區(qū)適合大面積推廣應(yīng)用,,加上其不再污染環(huán)境,綜合成本低等將是今后能源的第一選擇。
Abstract:
Key words :

  安防設(shè)備因24小時不間斷工作的特點,,和通信行業(yè)有很多相似之處,隨著安防產(chǎn)品使用量的不斷擴大,,其能源消耗能力絕不在通信行業(yè)之下,,在國家還未對安防節(jié)能減排引起重視的時候,安防行業(yè)已經(jīng)率先行動,,結(jié)合項目的實際情況采用風光通電方式在建設(shè)“綠色“監(jiān)控工程,,實現(xiàn)了對能源低消耗或零消耗。

     由于單純的太陽能供電或風能供電受環(huán)境的影響大,,保證率很低,,這幾年逐步發(fā)展了風光互補發(fā)電系統(tǒng),其供電保證率顯著提高,,在某些地區(qū)適合大面積推廣應(yīng)用,,加上其不再污染環(huán)境,綜合成本低等將是今后能源的第一選擇,。

  風光供電系統(tǒng)的應(yīng)用現(xiàn)狀

  風光供電系統(tǒng)在安防行業(yè)的應(yīng)用領(lǐng)域主要集中于高速公路,、森林防火、水利,、地質(zhì)耕地,、沙漠油田、海水養(yǎng)殖和邊防等場所的監(jiān)控系統(tǒng)中,,主要原因如下,。

     1、這些地方供電網(wǎng)絡(luò),,沒有辦法鋪設(shè)供電線路或鋪設(shè)供電線路的成本非常高,,所以只能采用風光供電的方式。

     2,、供電線纜常遭到犯罪分子盜竊和破壞,,導致供電系統(tǒng)附近的設(shè)備無法正常工作,甚至造成整個系統(tǒng)的癱瘓,。

     如甬臺溫高速公路監(jiān)控系統(tǒng),,自2003年建成使用以來,供電電纜多次被犯罪分子盜竊,,造成了整個系統(tǒng)的癱瘓,,給高速公路運營帶來很大安全隱患,后期維修成本居高不下,該高速公路管理部門最終使用風光發(fā)電系統(tǒng)取代了傳統(tǒng)的電網(wǎng)供電,。

     3,、維護費用低,這些地方離市電網(wǎng)絡(luò)很遠,,需要鋪設(shè)的電纜和管道很長,,將來的維護成本高,如出了問題,,排除難度很大,。而風光發(fā)電系統(tǒng)出問題了,只需要維修或更換終端設(shè)備即可,,影響的范圍也比較小,,加上沒有電費支出,不受電力部門的限制,。

     4,、風光供電系統(tǒng)的節(jié)能環(huán)保,無污染也是采用的主要原因之一,。

     風光供電的監(jiān)控系統(tǒng)由于對環(huán)境和要求不同,,與常規(guī)的監(jiān)控系統(tǒng)有著一定的區(qū)別,具有的幾個特點,。

     •遠離城市,,周圍環(huán)境惡劣,夜間缺少燈光照明,,周圍漆黑;

     •為了降低監(jiān)控系統(tǒng)的成本,,和普通的監(jiān)控要求相比具有監(jiān)控距離遠,范圍大的特點;

     •24小時全天候監(jiān)控,,不僅白天監(jiān)控效果好,,而且夜間也要求有清晰的監(jiān)控效果;

  •采用無線傳輸?shù)姆绞?

     •由于遠離城市,監(jiān)控系統(tǒng)的要求穩(wěn)定性高,,故障率;

     •由于采用了風光供電方式,,必須要求設(shè)備的使用功耗低,達到最佳的性價比,。

  風光供電系統(tǒng)的優(yōu)勢

     風光供電主要是給前端設(shè)備供電,,前端的用電設(shè)備主要包括帶WIFI功能的IP攝像機和補光用的紅外燈。這些監(jiān)控工程需24小時監(jiān)控,,故在光源的選擇上有著更加嚴格的要求,,激光紅外燈就有著無法比擬的優(yōu)勢。

     1,、激光紅外燈可輕易實現(xiàn)100-1000米照明距離,,滿足風光供電監(jiān)控項目對遠距離監(jiān)控的需要。如在野外建立監(jiān)控點,距離一般都比較遠,。如森林防火的監(jiān)控一般從300-1000米,,水利監(jiān)控中的監(jiān)控距離100-500米不等,環(huán)保監(jiān)控的項目的距離在200米以上,。而傳統(tǒng)LED紅外燈在野外的有效照明距離始終無法突破80米,,加上綠色植物、水和沙土這樣的環(huán)境,,LED紅外燈的照明距離大打折扣,夜視效果非常不好,,無法滿足照明需要,。激光紅外燈具有能量集中,波長范圍窄,,一般在805-810之間,,空間損耗小,可以滿足遠距離照明要求,。

     2,、在這種野外甚至是山區(qū)的監(jiān)控項目中,周圍的反光條件很差,,很少有可見光源,,往往漆黑一片,這種環(huán)境中要實現(xiàn)清晰的監(jiān)控效果,,對補光光源的選擇是關(guān)鍵,。激光紅外燈亮度高,在500米以外可以清晰分辨人員,、車船和設(shè)備的運行情況,,是夜視監(jiān)控項目中光源的最佳選擇。

     LED紅外燈和白光燈亮度很低,,再加上距離比較遠,,基本沒有任何效果。

 

  安防設(shè)備因24小時不間斷工作的特點,,和通信行業(yè)有很多相似之處,,隨著安防產(chǎn)品使用量的不斷擴大,其能源消耗能力絕不在通信行業(yè)之下,,在國家還未對安防節(jié)能減排引起重視的時候,,安防行業(yè)已經(jīng)率先行動,結(jié)合項目的實際情況采用風光通電方式在建設(shè)“綠色“監(jiān)控工程,,實現(xiàn)了對能源低消耗或零消耗,。

     由于單純的太陽能供電或風能供電受環(huán)境的影響大,保證率很低,這幾年逐步發(fā)展了風光互補發(fā)電系統(tǒng),,其供電保證率顯著提高,,在某些地區(qū)適合大面積推廣應(yīng)用,加上其不再污染環(huán)境,,綜合成本低等將是今后能源的第一選擇,。

  風光供電系統(tǒng)的應(yīng)用現(xiàn)狀

  風光供電系統(tǒng)在安防行業(yè)的應(yīng)用領(lǐng)域主要集中于高速公路、森林防火,、水利,、地質(zhì)耕地、沙漠油田,、海水養(yǎng)殖和邊防等場所的監(jiān)控系統(tǒng)中,,主要原因如下。

     1,、這些地方供電網(wǎng)絡(luò),,沒有辦法鋪設(shè)供電線路或鋪設(shè)供電線路的成本非常高,所以只能采用風光供電的方式,。

     2,、供電線纜常遭到犯罪分子盜竊和破壞,導致供電系統(tǒng)附近的設(shè)備無法正常工作,,甚至造成整個系統(tǒng)的癱瘓,。

     如甬臺溫高速公路監(jiān)控系統(tǒng),自2003年建成使用以來,,供電電纜多次被犯罪分子盜竊,,造成了整個系統(tǒng)的癱瘓,給高速公路運營帶來很大安全隱患,,后期維修成本居高不下,,該高速公路管理部門最終使用風光發(fā)電系統(tǒng)取代了傳統(tǒng)的電網(wǎng)供電。

     3,、維護費用低,,這些地方離市電網(wǎng)絡(luò)很遠,需要鋪設(shè)的電纜和管道很長,,將來的維護成本高,,如出了問題,排除難度很大,。而風光發(fā)電系統(tǒng)出問題了,,只需要維修或更換終端設(shè)備即可,影響的范圍也比較小,,加上沒有電費支出,,不受電力部門的限制,。

     4、風光供電系統(tǒng)的節(jié)能環(huán)保,,無污染也是采用的主要原因之一,。

     風光供電的監(jiān)控系統(tǒng)由于對環(huán)境和要求不同,與常規(guī)的監(jiān)控系統(tǒng)有著一定的區(qū)別,,具有的幾個特點,。

     •遠離城市,周圍環(huán)境惡劣,,夜間缺少燈光照明,,周圍漆黑;

     •為了降低監(jiān)控系統(tǒng)的成本,和普通的監(jiān)控要求相比具有監(jiān)控距離遠,,范圍大的特點;

     •24小時全天候監(jiān)控,,不僅白天監(jiān)控效果好,而且夜間也要求有清晰的監(jiān)控效果;

  •采用無線傳輸?shù)姆绞?

     •由于遠離城市,,監(jiān)控系統(tǒng)的要求穩(wěn)定性高,故障率;

     •由于采用了風光供電方式,,必須要求設(shè)備的使用功耗低,,達到最佳的性價比。

  風光供電系統(tǒng)的優(yōu)勢

     風光供電主要是給前端設(shè)備供電,,前端的用電設(shè)備主要包括帶WIFI功能的IP攝像機和補光用的紅外燈,。這些監(jiān)控工程需24小時監(jiān)控,故在光源的選擇上有著更加嚴格的要求,,激光紅外燈就有著無法比擬的優(yōu)勢,。

     1、激光紅外燈可輕易實現(xiàn)100-1000米照明距離,,滿足風光供電監(jiān)控項目對遠距離監(jiān)控的需要,。如在野外建立監(jiān)控點,距離一般都比較遠,。如森林防火的監(jiān)控一般從300-1000米,,水利監(jiān)控中的監(jiān)控距離100-500米不等,環(huán)保監(jiān)控的項目的距離在200米以上,。而傳統(tǒng)LED紅外燈在野外的有效照明距離始終無法突破80米,,加上綠色植物、水和沙土這樣的環(huán)境,,LED紅外燈的照明距離大打折扣,,夜視效果非常不好,無法滿足照明需要,。激光紅外燈具有能量集中,,波長范圍窄,,一般在805-810之間,空間損耗小,,可以滿足遠距離照明要求,。

     2、在這種野外甚至是山區(qū)的監(jiān)控項目中,,周圍的反光條件很差,,很少有可見光源,往往漆黑一片,,這種環(huán)境中要實現(xiàn)清晰的監(jiān)控效果,,對補光光源的選擇是關(guān)鍵。激光紅外燈亮度高,,在500米以外可以清晰分辨人員,、車船和設(shè)備的運行情況,是夜視監(jiān)控項目中光源的最佳選擇,。

     LED紅外燈和白光燈亮度很低,,再加上距離比較遠,基本沒有任何效果,。

 

     3,、采用風光供電方式的大部分監(jiān)控系統(tǒng),處于遠離城市的野外地區(qū),,當設(shè)備出現(xiàn)故障時,,不能像市區(qū)的監(jiān)控設(shè)備可及時維修,如頻繁出現(xiàn)質(zhì)量問題,,會對生產(chǎn)運營情況造成很大損失,,影響甲方對監(jiān)控系統(tǒng)和施工單位的信息。

     且每次維修成本和維修難度較大,,監(jiān)控設(shè)備一般安裝在9米以上的鐵塔或立桿,,維修起來成本很高,加上紅外產(chǎn)品必須在夜間調(diào)試,,就更增加了維修的難度,。

     攝像機產(chǎn)品經(jīng)過幾十年的發(fā)展已非常成熟,但傳統(tǒng)紅外燈發(fā)熱量過大,,產(chǎn)品壽命較短,,一般6-10個月左右,造成了整個系統(tǒng)的不穩(wěn)定性,,增加后期的維護強度,,解決好補光紅外燈的問題,將很大程度上提高整個工程的質(zhì)量,。

     激光紅外燈經(jīng)過高溫加速老化測試和長期的野外使用證明,,其有效壽命在1000小時(光衰小于10%為有效壽命)以上,,按每天12個小時工作,可以達到2年以上的免維護使用,,有效的降低了工程后期的維護強度和成本(圖1),。

圖1  三種紅外光源功率衰減圖

     4、風光發(fā)電設(shè)備和監(jiān)控設(shè)備都會安裝在7米以上的立桿或鐵塔上,,一般設(shè)計要求能承受40m/S的風速,,即一般13級以下的臺風風速。如果立桿上的設(shè)備的重量或體積過大,,將會給立桿造成很大的壓力,,在大風下就可能被刮斷,造成財產(chǎn)損失,。

     造成發(fā)電設(shè)備體積過大的原因一般都是為了提高發(fā)電功率,,增加的發(fā)電設(shè)備造成整個監(jiān)控系統(tǒng)成本過高,失去了競爭優(yōu)勢,,在風光供電的監(jiān)控系統(tǒng)中要求設(shè)備的功耗有著嚴格的要求,,激光紅外燈的光電轉(zhuǎn)換效率達到了75%以上,是傳統(tǒng)紅外燈的5倍,,照明效果只有傳統(tǒng)紅外燈的20%,,低功耗的激光紅外燈是風光供電監(jiān)控系統(tǒng)的第一選擇。

     激光與LED紅外燈方案比較

     目前的監(jiān)控系統(tǒng)前端一般采用模擬攝像機+視頻服務(wù)器和帶WIFI功能的IP攝像機兩種方案(表1和表2),。

 

表1  模擬攝像機方案

 

表2  帶WIFI的IP攝像機方案

    從以上兩種常用方案來看,采用LED紅外燈會使發(fā)電設(shè)備的成本增加一倍,,在增加成本后需要對立桿進行加固,,也造成了成本的上升,同時造成了能源的浪費,。

     結(jié) 語

     激光紅外燈在風光監(jiān)控系統(tǒng)中使用時要注意激光燈與攝像機的配合,,激光紅外燈必須配合帶IR-CUT(雙濾光片)的攝像機,才能達到清晰的監(jiān)控畫面,。

     隨著人類對環(huán)境問題重視,,能源緊張的進一步加劇,太陽能和風能作為可持續(xù)發(fā)展的新能源,,會越來越多的應(yīng)用于安防行業(yè),,將會產(chǎn)生更大的經(jīng)濟效益和社會效益。廣大安防產(chǎn)品生產(chǎn)方,、工程的設(shè)計方和施工方樹立環(huán)保節(jié)能理念,,可加速清潔能源和低功耗的安防產(chǎn)品的推廣應(yīng)用,共創(chuàng)綠色節(jié)能的安防藍圖,。

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