基于以太网供电的仪表车视频监控系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于石油、煤层气和页岩气设备技术领域，涉及一种基于以太网供电的仪表车视频监控系统。
【背景技术】
[0002]压裂机组是提高油气采收率的重要装备，在压裂现场由于井口压力高且存在易燃有毒有害气体等危险因素，为了保障压裂作业的安全可靠运行，往往在仪表车内设置视频系统对压裂设备与井场进行实时监控。
[0003]传统的视频监控系统采用模拟式的设备，在压裂作业现场与仪表车之间、监控系统设备内部之间需要布置不同种类的电源线、视频同轴线、控制信号线等线缆，一方面占用了压裂作业的准备时间，另一方面也占用了仪表车内的空间，更重要的是视频图像易受作业环境干扰，图像清晰度不高，且信号传输距离近，不易与网络化自动控制系统集成。伴随着数字化技术与以太网的发展，视频监控系统也在由传统的模拟技术向网络数字监控系统发展，仪表车的视频监控也需要走向网络化，成为急需改进的问题。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型的目的是提供一种基于以太网供电的仪表车视频监控系统，解决了现有技术中的仪表车视频监控方式布线繁琐、传输距离短、不易于与网络化压裂自动控制系统集成的问题。
[0005]本实用新型所采用的技术方案是，一种基于以太网供电的仪表车视频监控系统，在压裂作业现场分别设置对井口、管汇、井场、混砂车、压裂车的视频采集单元；在仪表车内设置有数据交换单元，数据交换单元与视频管理器信号连接，视频管理器另外分别与操作键盘及监视器信号连接；各处视频采集单元与数据交换单元之间通过以太网线缆相连。
[0006]本实用新型的基于以太网供电的仪表车视频监控系统，其特征还在于:
[0007]数据交换单元内部结构是，包括PSE控制器，PSE控制器对外与车载蓄电池组连接，PSE控制器对内与高频变压器一连接，高频变压器一通过一个RJ45接口接入以太网线缆一端；
[0008]每个视频采集单元内部结构是，包括高频变压器二，高频变压器二通过另一个RJ45接口与以太网线缆另一端连接，高频变压器二分别连接有ro控制器和图像处理器，PD控制器还通过DC/DC转换器与图像处理器连接，图像处理器另外与图像传感器单独信号连接。
[0009]数据交换单元与各个视频采集单元之间采用5类、超5类或6类双绞线以太网线缆连接。
[0010]本实用新型的有益效果是，包括以下方面:
[0011]I)供电设备与布线简单，全套视频监控系统的电源只需一处，无需再为井口、管汇等视频采集单元配置各自独立的电源，电源与视频数据共用一条以太网线缆传输，无需为每个视频采集装置逐个布置电源线。
[0012]2)视频信号传输距离远且呈像清晰，由采集单元产生的视频信号已是数字信号，不受传输线路对信号衰减的影响，能够远距离传输，信号传到视频管理器后经数字处理，对不清晰的图像进行去噪、锐化，借助监视器可以观看到清晰的高质量图像。
[0013]3)供电可靠性高，整个系统的电源除了车载蓄电池之外还可使用不间断电源(UPS)的直流供电，在车载蓄电池失效后还可继续进行视频监控。
[0014]4)系统扩展简便，在网络交换设备端口额定数量之内，根据压裂现场作业环境随时增加监控对象，比如添加管汇车、液氮车的网络视频采集装置，只需将以太网线缆接入网络交换设备端口即可。
[0015]5)系统监控智能化，视频管理器安装相应监控软件后可对作业现场自动监控并录制，在一个监视器中可多画面显示监控对象，监控场景任意组合，任意调用；通过交换设备集成到压裂机组以太网控制系统中，用户能够通过网络中的任何一台电脑来观看、录制和管理实时的视频信息。
【附图说明】
[0016]图1是本实用新型视频监控系统的结构框图；
[0017]图2是本实用新型系统中的供电与信号部分框图。
[0018]图中，1.数据交换单元，2.视频管理器，3.操作键盘，4.监视器，5.井口视频采集单元，6.管汇视频采集单元，7.井场视频采集单元，8.混砂车视频采集单元，9.压裂车视频采集单元，10.PSE控制器，11.高频变压器一，12.RJ45接口，13.车载蓄电池组，14.图像处理器，15.高频变压器二，16.H)控制器，17.DC/DC转换器，18.图像传感器。
【具体实施方式】
[0019]下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型进行详细说明。
[0020]参照图1，本实用新型的视频监控系统结构是，在压裂作业现场分别设置对井口、管汇、井场、混砂车、压裂车等设备的视频采集单元(包括图1中的井口视频采集单元5、管汇视频采集单元6、井场视频采集单元7、混砂车视频采集单元8和压裂车视频采集单元9)；在仪表车内设置有数据交换单元1，数据交换单元I与视频管理器2信号连接，视频管理器2另外分别与操作键盘3及监视器4信号连接；各处视频采集单元与数据交换单元I之间通过以太网线缆相连，其中各处视频采集单元采用以太网受电，数据交换单元I采用以太网供电，供电与信号采用同一根以太网线缆进行传输。在操作键盘3上操作视频管理器2，将以太网线缆传来的网络视频信号经过图像的数字处理、存储与控制后显示在监视器4上。
[0021]参照图2，本实用新型的供电与信号系统连接框图是，
[0022]数据交换单元I内部结构是，包括PSE控制器10，PSE控制器10对外与车载蓄电池组13连接，PSE控制器10对内与高频变压器一 11连接，高频变压器一 11通过一个RJ45接口 12接入以太网线缆一端；
[0023]以太网线缆采用5类、超5类或6类双绞线；
[0024]每个视频采集单元内部结构是，包括高频变压器二 15，高频变压器二 15通过另一个RJ45接口 12与以太网线缆另一端连接，高频变压器二 15分别连接有H)控制器16和图像处理器14，PD控制器16还通过DC/DC转换器17与图像处理器14连接，图像处理器14另外与图像传感器18单独信号连接。
[0025]本实用新型装置的工作原理是:
[0026]首先，在压裂作业现场的井口、管汇、井场、混砂车、压裂车等位置分别设置对应的视频采集单元，每一路视频采集单元将各自监控范围内的图像信号经过以太网线缆传输到仪表车内的数据交换单元1，图像信号经数据交换单元I再传给视频管理器，视频管理器2是集软硬件于一体的嵌入式平台，嵌入式平台硬件包括处理器CPU、存储器及I/O端口、图形控制器等，嵌入式平台内置软件包括操作系统和视频监控应用软件，负责对上述各处压裂作业现场实时监控图像的数字处理、存储与控制，且能够由事件触发录相。视频管理器2采用操作键盘3作为外接设备，用于切换屏幕、控制画面大小等指令的输入，视频管理器2在各处压裂作业现场图像的数字处理后将其显示在监视器4上。因为视频管理器2基于标准的TCP/IP网络通信，视频监控系统通过数据交换单元I接入到压裂机组的以太网控制系统中去，从而在整个压裂机组网络中的任一台计算机上，只要该计算机安装了相应监控软件，都能够实现对各处压裂作业现场进行实时监控。
[0027]其次，数据交换单元I采用以太网供电，视频采集单元采用以太网受电，数据交换单元I与视频采集单元之间采用5类、超5类或6类双绞线以太网线缆连接，数据交换单元I内的网络数据通过高频变压器一 11接至RJ45接口 12，其中TX为数据发送端，RX为数据接收端，利用双绞线中的1/2与3/6两对线芯同时传输网络数据与电能，其中电能最初源于仪表车的车载蓄电池组13 (或UPS直流输出)，PSE控制器10在得蓄电池电后控制高频变压器一 11输出相应的电压，以完成侦测、分级、供电等功能；视频采集单元的高频变压器二15中的RX和TX端与数据交换单元I的TX和RX端对应连接，电能经高频变压器二 15传至PD控制器16后，由H)控制器16分时配合PSE控制器10完成负载用电的侦测、分级，最后电能经DC/DC转换器17变换后供至图像处理器14，图像处理器14完成图像传感器18采集后的数据处理、压缩编码以及网络传输，数据最后由高频变压器二 15耦合后至以太网线缆传输。因此，整个视频监控系统集中由仪表车蓄电池组13 (或UPS直流输出)供电，每一处的视频采集单元的电源和信号采用同一根以太网线缆传输，不需要对视频采集单元的电源单独布线，且在车载蓄电池失效后还可用UPS直流输出进行不中断的视频监控。
[0028]本实用新型的视频监控系统，可以直接通过数据交换单元接入到压裂机组以太网控制系统中，通过网络中的任何一台电脑来直接观看录制和管理压裂作业现场的实时视频图像，相较于传统的模拟视频监控，省去了各种复杂的同轴电缆且信号传输距离远，数字呈像清晰；另外，电源由承载以太网数据的同一条线缆传输，省去了电源布线，断电时还可利用仪表车上的不间断电源(UPS)，提高了监控系统中的供电可靠性，整个系统的结构简单，是目前仪表车视频监控系统的有效的解决方案。
【主权项】
1.一种基于以太网供电的仪表车视频监控系统，其特征在于:在压裂作业现场分别设置对井口、管汇、井场、混砂车、压裂车的视频采集单元；在仪表车内设置有数据交换单元(I)，数据交换单元(I)与视频管理器(2)信号连接，视频管理器(2)另外分别与操作键盘(3)及监视器(4)信号连接；各处视频采集单元与数据交换单元(I)之间通过以太网线缆相连。
2.根据权利要求1所述的基于以太网供电的仪表车视频监控系统，其特征在于:所述数据交换单元(I)内部结构是，包括PSE控制器(10)，PSE控制器(10)对外与车载蓄电池组(13)连接，PSE控制器(10)对内与高频变压器一(11)连接，高频变压器一(11)通过一个RJ45接口(12)接入以太网线缆一端； 每个视频采集单元内部结构是，包括高频变压器二(15)，高频变压器二(15)通过另一个RJ45接口(12)与以太网线缆另一端连接，高频变压器二(15)分别连接有H)控制器(16)和图像处理器(14)，Η)控制器(16)还通过DC/DC转换器(17)与图像处理器(14)连接，图像处理器(14)另外与图像传感器(18)单独信号连接。
3.根据权利要求1所述的基于以太网供电的仪表车视频监控系统，其特征在于:所述的数据交换单元(I)与各个视频采集单元之间采用5类、超5类或6类双绞线以太网线缆连接。
【专利摘要】本实用新型公开了一种基于以太网供电的仪表车视频监控系统，在压裂作业现场分别设置对井口、管汇、井场、混砂车、压裂车的视频采集单元；在仪表车内设置有数据交换单元，数据交换单元与视频管理器信号连接，视频管理器分别与操作键盘及监视器信号连接；各处视频采集单元与数据交换单元之间通过以太网线缆相连。本实用新型系统，其中各处视频采集单元采用以太网受电，数据交换单元采用以太网供电，供电与信号采用同一条以太网线缆传输，可方便接入到压裂机组网络控制系统中。
【IPC分类】H04N7-18
【公开号】CN204425515
【申请号】CN201520053903
【发明人】李双鹏, 李磊, 宋学莲, 王兆军, 王博芳
【申请人】宝鸡石油机械有限责任公司
【公开日】2015年6月24日
【申请日】2015年1月26日