监控系统是由摄像、传输、控制、显示、记录登记5大部分组成。摄像机通过同轴视频电缆将视频图像传输到控制主机，控制主机再将视频信号分配到各监视器及录像设备，同时可将需要传输的语音信号同步录入到录像机内。 通过控制主机， *** 作人员可发出指令，对云台的上、下、左、右的动作进行控制及对镜头进行调焦变倍的 *** 作，并可通过控制主机实现在多路摄像机及云台之间的切换。利用特殊的录像处理模式，可对图像进行录入、回放、处理等 *** 作，使录像效果达到最佳。
视频监控系统由实时控制系统、监视系统及管理信息系统组成。实时控制系统完成实时数据采集处理、存储、反馈的功能；监视系统完成对各个监控点的全天候的监视，能在多 *** 作控制点上切换多路图像；管理信息系统完成各类所需信息的采集、接收、传输、加工、处理，是整个系统的控制核心。
视频监控系统发展了短短二十几年时间，从19世代80年代模拟监控到火热数字监控再到方兴未艾网络视频监控，发生了翻天覆地变化。在IP技术逐步统一全球今天，我们有必要重新认识视频监控系统发展历史。从技术角度出发，视频监控系统发展划分为第一代模拟视频监控系统(CCTV)，到第二代基于“PC+多媒体卡”数字视频监控系统(DVR)，到第三代完全基于IP网络视频监控系统(IPVS)。
第一代视频监控
第一代视频监控是传统模拟闭路视频监控系统(CCTV)
依赖摄像机、线缆、录像机和监视器等专用设备。例如，摄像机通过专用同轴线缆输出视频信号。线缆连接到专用模拟视频设备，如视频画面分割器、矩阵、切换器、卡带式录像机(VCR)及视频监视器等。模拟CCTV存在大量局限性：
有限监控能力只支持本地监控，受到模拟视频缆传输长度和缆放大器限制。
有限可扩展性系统通常受到视频画面分割器、矩阵和切换器输入容量限制。
录像负载重用户必须从录像机中取出或更换新录像带保存，且录像带易于丢失、被盗或无意中被擦除。
录像质量不高是主要限制因素。录像质量随拷贝数量增加而降低。
第二代视频监控
第二代视频监控是当前“模拟-数字”监控系统(DVR)：
“模拟-数字”监控系统是以数字硬盘录像机DVR为核心半模拟-半数字方案，从摄像机到DVR仍采用同轴缆输出视频信号，通过DVR同时支持录像和回放，并可支持有限IP网络访问。由于DVR产品五花八门，没有标准，所以这一代系统是非标准封闭系统。DVR系统仍存在大量局限：
复杂布线“模拟-数字”方案仍需要在每个摄像机上安装单独视频缆，导致布线复杂性。
有限可扩展性DVR典型限制是一次最多只能扩展16个摄像机。
有限可管理性您需要外部服务器和管理软件来控制多个DVR或监控点。
有限远程监视/控制能力您不能从任意客户机访问任意摄像机。您只能通过DVR间接访问摄像机。
磁盘发生故障风险与RAID冗余和磁带相比，“模拟-数字”方案录像没有保护，易于丢失。
第三代视频监控
第三代视频监控是未来完全IP视频监控系统IPVS：
全IP视频监控系统与前面两种方案相比存在显著区别。该系统优势是摄像机内置Web服务器，并直接提供以太网端口。这些摄像机生成JPEG或MPEG4、H264数据文件，可供任何经授权客户机从网络中任何位置访问、监视、记录并打印，而不是生成连续模拟视频信号形式图像。全IP视频监控系统它巨大优势是：
简便性-所有摄像机都通过经济高效有线或者无线以太网简单连接到网络，使您能够利用现有局域网基础设施。您可使用5类网络缆或无线网络方式传输摄像机输出图像以及水平、垂直、变倍(PTZ)控制命令(甚至可以直接通过以太网供)。
强大中心控制-一台工业标准服务器和一套控制管理应用软件就可运行整个监控系统。
易于升级与全面可扩展性-轻松添加更多摄像机。中心服务器将来能够方便升级到更快速处理器、更大容量磁盘驱动器以及更大带宽等。
全面远程监视-任何经授权客户机都可直接访问任意摄像机。您也可通过中央服务器访问监视图像。
坚固冗余存储器-可同时利用SCSI、RAID以及磁带备份存储技术永久保护监视图像不受硬盘驱动器故障影响。
前景分析
中国视频监控行业共经历了三个阶段，分别是模拟视频监控阶段、数字视频监控阶段、网络视频监控阶段。中国视频监控市场正从模拟向数字化过渡，数字视频监控成为了市场的主流。2004年到2012年，数字监控在总体视频监控市场规模中所占的比例从357%增长到了567%。与此同时，网络视频监控市场正在稳步增长，所占比例由2004年的74%增长到2012年的282%。
受平安城市建设、交通信息化建设、金融监控、安全生产、智能家居等各种项目建设与发展的带动，中国视频监控产品的需求量不断扩大。2011年中国视频监控行业总体市场规模达到2304亿元人民币，同比增长1971%。预计2012-2015年间将保持着2152%的平均增长速度。
工作原理
监控是各行业重点部门或重要场所进行实时监控的物理基础，管理部门可通过它获得有效数据、图像视频监控系统原理图或声音信息，对突发性异常事件的过程进行及时的监视和记忆，用以提供高效、及时地指挥和高度、布置警力、处理案件等。随着当前计算机应用的迅速发展和推广，全世界掀起了一股强大的数字化浪潮，各种设备数字化已成为安全防护的首要目标。数码监控报警的性能特点是：监控画面实时显示，录像图象质量单路调节功能，每路录像速度可分别设置，快速检索，多种录像方式设定功能，自动备份，云台/镜头控制功能，网络传输等。
加装时间发生器，将时间显示叠加到图像中。在线路较长时加装音视频放大器以确保音视频监控质量。 适用范围——银行、证券营业场所、企事业单位、机关、商业场所内外部环境、楼宇通道、停车场、高档社区家庭内外部环境、图书馆、医院、公园。
主要功能
1、本地录像，保存一定时间段内的本地视频监控录像资料，并能方便地查询、取证，为事后调查提供依据。
2、远程视频监控监控人员可远程任意调取网吧存储的监控图像，并可远程发出控制指令，录像资料的智能化检索、回放、调整摄像机镜头焦距、控制云台进行巡视或局部细节观察。
3、权限管理为保证上网人员的隐私和录像资料的安全，系统具有 *** 作权限管理，系统登录、 *** 作进行严格的权限控制，保证系统的安全性。
4、服务器平台构架方便，在市公安局、区（县）公安局和各派出所，都可以方便的安装服务器软件，只需分配用户不同权限的登陆帐号，即可以查看所管辖区域的网吧监控信息。
5、系统中包含网吧基本信息的管理，并且电子地图相结合，当网吧出现突发状况时，可以及时的获取该网吧的基本信息（网吧电话、地址、负责人），更加快捷的联系到网吧相关负责人。
6 网吧监控和电子地图相结合，可以通过电子地图更加直观的查看网吧所分布的地理位置，并且在电子地图上实时显显示网吧监控设备的运行状态，当用户需要查看某网吧的监控信息时只要在电子地图双击该网吧即可进入该网吧的监控界面。
7、当上网人员在网吧服务台出示身份z登记上网时，系统能自动将上网者拍照，和上网人员相应的上网卡信息传至公安机关监控中心服务器保存。
8 、随时随地的监控录像功能，无论身在何处，任何密码授权的用户通过身边的电脑联网连接到监控网点，可以看到任意监控网点的即时图像并根据需要录像，避免了地理位置间隔原因造成监督管理的不便。
9 、系统可扩容性强，若需要添加新的监控网点，在服务器端添加相应网吧信息和设备信息即可。
10、安全性高，图像掩码技术，防止非法篡改录像资料；只有授权用户才可以进行录像备份，有效防止恶意破坏；强大日志管理功能，保证了专用系统的安全使用。服务器端和客户端之间所传输的数据，全部经过加密。
组成设备
视频监控系统产品包含光端机，光缆终端盒，云台，云台解码器，视频矩阵，硬盘录像机，监控摄像机[1]。视频监控系统组成部分包括监控前端、管理中心、监控中心、PC客户端及无线网桥。各组成部分的说明如下：
(1)监控前端：用于采集被监控点的监控信息，并可以配备报警设备。监控前端可分为两类：
1、普通摄像头+视频服务器。普通摄像头可以是模拟摄像头，也可以是数字摄像头。原始视频信号传到视频服务器，经视频服务器编码后，以TCP/IP协议通过网络传至其他设备。
2、网络摄像头。网络摄像头是融摄像、视频编码、Web服务于一体的高级摄像设备，内嵌了TCP/IP协议栈。可以直接连接到网络。
(2)管理中心：承担所有前端设备的管理、控制、报警处理、录像、录像回放、用户管理等工作。各部分功能分别由专门的服务器各司其职。
(3)监控中心：用于集中对所辖区域进行监控，包括电视墙、监控客户终端群组成。系统中可以有一个或多个监控中心。
(4)PC客户端：在监控中心之外，也可以由PC机接到网络上进行远程监控。
(5)无线网桥：无线网桥用于接入无线数据网络，并访问互联网。通过无线网桥，可以将IP网上的监控信息传至无线终端，也可以将无线终端的控制指令传给IP网上的视频监控管理系统。常用的无线网络为CDMA网络。
功能需求
当前，对于监控系统而言，用户对其功能的需求已经体现出多元化与系统化。主要表现在以下几个方面的要求：
远程访问。传统的视频监控一般是在小范围内进行，而用户普遍要求访问地点不受地域限制，能随时随地访问被监控地点。
多人同时访问同一个监控点。传统上，一个监控点一般是被一个监控中心(用户)所访问。同一个监控点很可能会同时被多个用户所访问，并且这些用户之间可能毫无关系。用户访问的复杂化将要求系统强化对访问权限的管理。
监控点趋向分散，同时监控趋向集中。属于同一用户的监控点越来越分散，不受地域所限。而对这些分散的监控点，需要集中的管理与控制。
要求监控系统具有开放性和扩展性。同一系统应当支持多种不同类型的监控设备，用户数、被监控点的数量可以方便地增减。
海量数据存储。网络化使得传统的本地录像功能可以转移到远程服务器上来实现，使得海量数据存储成为可能。同时，也要求系统具备更强的存储、检索和备份等功能。
信息安全。系统复杂化，用户的多元化，加上视频监控本身的业务特点必然要求对系统对信息安全提供有力的保证。
智能视频监控。未来的视频监控系统将不仅仅局限于被动地提供视频画面，更要求系统本身有足够的智能，能够识别不同的物体，发现监控画面中的异常情况，以最快和最佳的方式发出警报和提供有用信息，从而更加有效地协助安全人员处理危机，并最大限度地降低误报和漏报现象，成为应对袭击和处理突发事件的有力辅助工具。智能视频监控还可以应用在交通管理、客户行为分析、客户服务等多种非安全相关的场景，以提高用户的投资回报。
技术不足
大规模的网络视频监控系统业务尚处于起步探索阶段，网络化、数字化、智能化是视频监控的必然趋势。面对这个大趋势，视频监控在一些关键技术方面，存在着不少不足之处，主要表现在以下几个方面。
媒体分发
的视频监控系统在视频媒体的分发方面普遍处理得比较简单，一般采用用户直接对网络摄像机进行访问，或通过视频服务器进行简单的媒体转发处理，而面对越来越庞大的用户群，这种媒体传送方式将会成为图像传输的瓶颈。是否具备高效的媒体分发机制将成为判断视频监控系统优劣的一项重要指标。
实际上，媒体分发是任何一个视频业务在发展到一定规模后必将面临的问题，视频监控可以与其他视频业务——比如IPTV——来共同研究视频分发的问题。未来的视频监控系统将会基于一个比较完善的媒体分发平台来传输实时视频信息与录像视频信息。
录像存储
基于网络的视频监控系统基本上采用中心录像服务器来存储录像。中央录像服务器管理方便，安全可靠，但因为录像随时进行，数据流量大，对承载网带来很大压力。如果将录像存储边缘化，虽然可以减少视频流的数量，缓减承载网压力，但分散的录像数据将给录像的管理带来很大的麻烦，录像数据的安全性也将大大降低。由此可见，未来大量的存储需求发生的位置不可能由中心统一存储来承担，而大量的分布式、差异性存储却没有可用的技术方案。未来的视频监控系统要在录像存储方面进行合理的结构设计，才能满足实际的录像要求。
并发调度
视频监控系统的用户在一个视频监控点上一般不存在并发需求，即便批量用户可能对同一视频监控点的信息有同时调用要求，这种调用也没有差异。在未来，系统服务的使用者来源多样化并且不可控，其使用目的存在同样的情况，监控系统对于同一监控点存在着并发的冲突调用问题，因此必须考虑优先权限和分配机制。
计费
视频监控计费模式非常单一，通常以租用为主，或者只需考虑用户接入后使用的单一视频监控点的上传信息的时长或流量即可，其业务计费点和计费尺度无需太复杂，一般考虑简单的RADIUS协议即可。未来视频监控系统考虑的计费问题包括单用户对单资源的使用、单用户对多资源的使用、多用户对多资源的使用，这是单计费点和计费尺度、仅仅依靠简明扼要单的计费协议所无法支持的。未来的系统应支持可灵活改变、可批量同时实施的多业务策略，支持上述各种业务策略的实时计费功能。
分级
一些远程视频监控系统可以支持分级，但这种分级仅仅涉及内容分发的分级，对网络中其它子功能系统还是作为一级来考虑。
未来视频监控系统需要考虑的分级决不仅仅是内容分配上的分级，因为全网中不同地区的服务提供商对于用户控制、业务管理、内容分配、运营支撑这四个层次分级要求是存在差异的，这一点上用户控制和业务管理上分级的需求更接近会议电视系统而不是简单的点到点会话系统，需要全部重新设计。
业务融合
远程监控不考虑和其它业务系统之间的互相调用。未来的视频监控系统将和多个其它业务系统交叉调用，不同系统之间的多层互通和资源共享是必须考虑的问题[3]。
编辑本段安装原则
视频监控系统八大原则[4]随着安全意识的增强，视频监控系统也慢慢的走入我们寻常百姓家。视频监控方案也是层出不穷，那么在安装监控系统中又有哪些原则需要遵守的呢安装监控系统首先要考虑以下8大监控安装原则：
1、监控系统实时性，这点尤为重要。也正是由于监控系统的实时性才显得监控系统是那么的必要。
2、安全性，监控系统具有安全防范和保密措施，防止非法侵入系统及非法 *** 作。
3、可扩展性
监控系统设备采用模块化结构，系统能够在监控规模、监控对象、或监控要求等发生变更时方便灵活的在硬件和软件上进行扩展，即不需要改变网络的结构和主要的软硬件设备。
4、开放性
监控系统遵循开放性原则，系统提供符合国际标准的软件、硬件、通信、网络、 *** 作系统和数据库管理系统等诸方面的接口与工具，使系统具备良好的灵活性、兼容性、扩展性和可移植性。整个网络是一个开放系统，能兼容多家监控厂家的产品，并能支持二次开发。
5、标准性
监控系统所采用的设备及技术符合国际通用标准。这点能够给您一个安心的保证。
6、灵活性
监控系统组网方式灵活，系统功能配置灵活，能够充分利用现有视频监控子系统网络资源。系统将其他子系统都融入其中，能满足不同监控单元的业务需求，软件功能全面，配置方便。
7、先进性
监控系统是在满足可靠性和实用性的前提下尽可能先进的系统。整个系统在建成后的十年内保持先进，系统所采用的设备与技术能适应以后发展，并能够方便地升级。将成为一个先进、适应未来发展、可靠性高、保密性好、网络扩展简便、连接数据处理能力强、系统运行 *** 纵简便的安防系统。
8、实用性
视频监控系统具备完成工程中所要求功能的能力和水准。系统符合本工程实际需要的国内外有关规范的要求，并且实现容易、 *** 作方便。从用户角度出发，充分利用现有资源，尽量降低系统成本，使系统具有较高的性能价格比。
解决干扰视频监控系统正常运作的方法
干扰问题是安防监控系统遇到的常见问题。如：雪花干扰、网纹干扰、斜纹干扰、横纹干扰、上下滚动条干扰、扭曲变型干扰和上下抖动干扰等情况，都可能干扰到视频监控系统的正常运工作。具体解决方法是具体情况而定。
一、找干扰源
我们可以通过简单的方法来查找干扰源。干扰来源的三大部位是：前端－来自摄像机系统的干扰；中端－来自同轴电缆传输的干扰；后端－来自设备引入的干扰。
二、视频干扰的检查方式
用监视器放在前端与摄像机连接，看图像是否存在干扰，如有干扰则从摄像机本身来解决（如更换百万高清数字网络半球摄像机），如无干扰则进入下一步检查。
在监控室里将同轴电缆传输线与视频分配器或硬盘录像机断开，单独连接监视器上看图像是否有干扰，如有干扰则用抗干扰器。这种干扰叫“环境电磁干扰”，这种干扰较为常见。如无干扰则说明同轴电缆传输线没有受到干扰。但与硬盘录像机一连接就出现干扰，说明系统设备之间接地电位差引起干扰，在视频线与硬盘录像机之间加上光电隔离器就能解决。
三、视频干扰的解决思路
前端干扰解决思路：前端－摄像机系统引入的干扰属于设备干扰，应从设备本身来解决（如摄像机质量、电压的稳定性、绝缘性），用抗干扰器无法彻底解决干扰问题。
中端干扰解决思路：中端－同轴电缆传输部分的干扰最常见，属于“环境电磁干扰”，电磁干扰是指视频线周边环境的干扰，包括变频电机干扰；电磁辐射干扰；高频、低频设备干扰；电视塔、变电站干扰；电机等大功率电器引起的强脉冲干扰等，可以用视频抗干扰器来解决，如K1000。
后端干扰解决思路：后端－设备的干扰，多数是由设备之间接地电位差引起，产生斜纹、横条上下滚动（滚动条），可以用光电隔离器来解决，如单路光电隔离抗干扰器K2000、多路光电隔离分配器F1600G。
四、电源的干扰
由于劣质电源引起的视频干扰在前端干扰中，比较常见。以往部分摄像机生产商出于谨慎考虑，选用线性电源。但是线性电源存在转换效率低、体积大、发热量高、制造成本高等缺点。如今开关电源的稳定性已经提高许多，制作精良、用料足的开关电源已成摄像机电源主流。建议选购应用于监控摄像机的安防监控电源时，尽量对电源进行测试，检查其稳定性、纹波大小等质量指标。
文献综述的范文
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本科毕业论文(设计)文献综述范例
论文题目： 温室环境测控系统及其发展趋势
摘要 ：本文阐述了温室环境测控系统在国内外的发展情况，包括从温室诞生起，美国、日本、荷兰等温室测控技术发展比较先进的国家在各自领域内的研究成果，以及国内引进温室技术后，各个高校及专业人员就自己擅长的方面进行探索并取得一定的研究成果。其次浅谈了温室测控系统的发展前沿，即该领域的先进技术，如无线电监控系统、GPRS技术、远程温室大棚控制系统等。最后具体讲述了温室测控中主要的影响因素，包括温度、湿度、光照、CO2浓度，以及当下比较适宜的处理办法。
关键词 : 温室环境测控;无线电监控;远程监控
Greenhouse environment controling systems and its
development
Abstract : This paper said the development of the greenhouse environment control system at home and aborad , since the birth of greenhouse , United States , Japan , the Netherlands and other greenhouse monitoring and control technology more advanced countries in their respective areas of research , and after the introduction of greenhouse technology as well as domestic , various universities and professionals to explore their own good and have made certain aspects of the research results Second ,on the forefront of the development of the greenhouse control system , such as radio control system , GPRS technology , remote control system of greenhouse and so on Finally , Specific about the main factors of greenhouse monitoring and control , Including temperature, humidity , light , CO2 concentration and the more appropriate approach at present Keyword: greenhouse monitoring and control technology ; radio control system ; remote control system of greenhouse
引言
目前，我国农业正处于从传统农业向以优质、高效、高产为目标的现代化农业转化新阶段。而温室作为现代化设施农业的重要产物，在国内多数地区得到了广泛应用。温室可以模拟成一个由人工智能监测的半封闭生态系统，它可以避开外界种种不利因素的影响，人为控[1]制或创造适宜农作物生长的气候环境。由于温室中各种环境因素是可以人为控制的，因此控制技术直接决定着温室中农作物的产量和质量。
温室测控系统一般包括三个模块：环境信息采集模块、数据处理模块和执行模块。在目前的测控系统中，环境因子的采集主要包括温度、湿度、CO2浓度、光照强度、土壤湿度等。
1温室环境测控在国内外的发展
自二十世纪七十年代温室诞生以来，各国对测控技术的研究越来越多，也越来越深入，逐步向着网络化、智能化、综合化的方向发展[2]
11国外温室技术发展概况
美国是最早发明计算机的国家，也是将计算机应用于温室控制和管理最早、最多的国家之一。美国开发的温室计算机控制与管理系统可以根据温室作物的特点和要求，对温室内光照、温度、水、气、化肥等诸多因子进行自动调控，还可利用温差管理技术实现对花卉、果蔬等产品的开花和成熟期进行调节及控制。
在日本,作为设施农业主要内容的设施园艺建设相当发达,比如塑料温室和其它人工栽培设施达到普遍应用,设施栽培面积位居世界前列,蔬菜、花卉、水果等普遍实行设施温室生产，并针对种苗生产设施的高温、多湿等不良环境进行了若干设施项目的研究[3],主要有设施内播种装置、苗接触刺激装置、苗灌水装置和遮光装置的开闭装置、缺苗不良苗的检测及去除和补栽装置、CO2施肥装置等方面的自动化研究[4]。
2002年，英国伦敦大学农学院利用计算机遥控技术，可以观测50km以外温室内的温度、湿度等环境状况并远程控制。另外针对CO2浓度对作物的影响这一点，温室中通常安装通风机,搅动空气使温室中的CO2浓度一致[5]。
荷兰园艺温室发展较早,由于地处高纬度地区,日照短,全年平均气温较低等不利于作物生长的气候因素,因此集中较大力量发展经济价值高的鲜花和蔬菜,大规模地发展玻璃温室和配套的工程设施并且全部采用计算机控制，大大提高了作物的产出及品质要求。
现今随着科技的不断发展,国外温室业正致力于高科技的广泛应用。遥测技术、网络技术、控制局域网已逐渐应用于温室的管理与控制中,近几年各国温度控制技术提出建立温室行业标准并朝着网络化，大规模，无人化的方向发展[6]。
12国内温室技术发展概况
国内的计算机应用开始于70年代中期,当时主要用于数据的统计分析和计算。自70年代末起,我国陆续从美国、日本、荷兰等国引进了许多先进的现代化温室技术,在借鉴及学习发达国家高科技温室技术的基础上,我国农业科研工作人员进行了温室内部温度、湿度、光照、CO2浓度等环境因子控制技术的综合研究，在边学习边发展的道路上我国温室技术也有了长足的进步。
早期温室技术引进是1987年中国农业科学院引进了FELIXC 512系统,并建立了全国农业系统的第一个计算机应用研究机构[7]。到了90年代初期,计算机开始用于温室的管理和控制领域。
2000年，金钰研究了工业控制机IPC在自动化温室控制中的应用[8]。该研究是以工业控制机为核心采集环境信息，控制外围设施执行控制。实现了温室的封闭环境控制，但该系统布线复杂,维护困难且成本过高。
2005年，杜辉等研究了基于蓝牙技术的分布式温室监控系统[9]。该系统将蓝牙技术和现场总线技术相结合运用于温室群的监控，提高了系统的可靠性、降低了数据传输过程中干扰。但由于蓝牙技术本身的不成熟，与其他技术相结合以后会导致系统的紊乱，难以调控，顾该系统的实际应用仍需要深入研究。
2007年，唐娟等研究了基于新型AVR单片机的温室测控系统[10]。该系统把个体生产和规模化生产相结合，在单个温室大棚生产实现智能自动化的基础上实现连栋温室大棚的规模化生产。
2008年，周茂雷，郭康权研究出了基于ARM7微处理器的温室控制器系统[11]。该系统能通过AD算法实现温室各路模拟量、开关量实时动态采集，将采集到的数据经处理后定时保存并送出控制量。
2 温室技术新型发展
现代化农业设施技术得到了极大的发展，利用不同的先进科技创造了利于作物生长的温室环境，下面讲述了五种新型温室技术。
21无线电监控系统
随着生产规模的不断扩大,大棚数量的增多,有线监测系统布线复杂、维护困难、不能任意增加节点等缺点就暴露出来了 随着电子技术的发展,出现了一体化的无线收发芯片nRF905，该芯片体积小巧,外围只需添加少量几元件即可工作,而且编程简单，可实现信息的无线传输, 以上位机为信息处理终端,构成了温室大棚环境参数监控系统, 该系统具有无需布线、可以任意增减采集点、结构简单、功耗低及组网方便等特点,因而具有较高的实用价值[12]
22 GPRS技术的应用
GPRS (General Packet Radio Service)是通用分组无线业务的简称，是一种基于GSM (Global System for Mobile Communications)系统的无线分组交换技术。同一无线信道又可以由多个用户共享，只有当某个用户需要发送或接收数据的时候才会占用信道资源，从而有效地利用了信道资源。监控中心服务器通过GPRS 可以在移动状态下使用各种采集到的信息数据， 在移动通信服务商提供的GPRS业务平台上构建温室大棚环境监控信息数据传输系统， 实现智能化温室控制信息采集点的无线数据传输，监控系统同时可以实现资料、指令的反向传输，以达到远程控制的目[13]。的温室大棚环境监控中心也可以通过服务器来浏览各个温室大棚的作物生长状况。
23 基于CAN和Profibus总线的温室分布式监控系统
CAN(controller area network)总线是一种分布式实时控制系统的串行通信局域网[14-15],其信号传输采用短帧结构,具有传输时间短、受干扰的概率低、实时性强、性能好和可靠性高等优点,广泛应用于各种控制系统中的检测和执行机构之间的数据通信。
Profibus总线的温湿度分布式测控系统也和CAN总线的功能差不多。在现有的各种现场总线中, Profi2bus 总线占有很大的市场份额, 并提供了DP、PA3和FMS三种协议类型。
24 虚拟仪器的应用
温室大棚测量系统的发展经过了模拟仪器、分立元件仪器、数字化仪器和智能化仪器,到现在发展到了虚拟仪器。虚拟仪器以计算机为核心组成的虚拟仪器平台,可以通过不同的虚拟仪器软件实现多种测试功能,能由虚拟仪器代替部分传统的仪器硬件,并利用虚拟仪器强大的数据采集和数据分析功能,进行各种信息的处理，然后将结果送出显示或控制调节机构,调节大棚的环境参数[16]。
25 远程温室大棚控制系统
为实现农民对大棚的简捷控制,实现农民增产增收，远程温室大棚控制系统显然是一项值得研究和推广的工程。该系统实时要求很高, 传输距离较远, 对稳定性以及抗干扰性的要求也很高, CC2Link造价低廉, 能满足现场环境的通讯要求而成为主要的新型现场通讯方式，另外以太网实时、高速且传输距离较远, 而成为主流的远程通讯方式。两者相结合便实现了温室大棚远程控制网[17]。
3 影响作物生长的各项因素及处理办法
作物的生长发育，一方面取决于作物本身的遗传特性，另一方面取决于外界环境条件。在生产上，则要通过优良的栽培技术及创造适宜的环境条件来控制生长和发育。
影响作物生长发育的主要环境条件包括：温度(空气温度及土壤温度)、光照(光的强度和光周期)、水分(空气湿度和土壤湿度)、土壤(土壤肥力及土壤溶液的反应)、空气(大气及土壤中空气的特性，CO2的含量，有毒气体的含量)、生物条件(土壤微生物及病虫害)等。下面就温度、湿度、光照、CO2浓度这四方面进行具体的论述。
31 温度
作物的生长发育环境中以温度最为敏感，也是最重要的。自然环境下，温度在时间上随
四级变化而周期变化，在空间上随纬度和海拔的升高而降低。
另外在室内的话，由于作物的茂密生长会使得温度的空间变得比较复杂，实际上温度的空间分布受室外气候因子、室内调控方式、植物群体结构的综合影响，空气温度不论在水平方向还是在垂直方向往往都不均匀。
处理办法：
目前温室的温度调控主要包括增温、保温、降温[18]。加温有热风采暖系统、热水采暖系统、土壤加温三种形式;保温包括减少贯流放热和通风换气量、增大保温比、增大地表热流量;降温最简单的途径是通风
32 湿度
适宜的空气湿度和土壤湿度是温室内作物健康生长的重要条件。根据研究发现，除了阴雨天以外，室内午后过低的空气湿度会导致作物发生光合作用的午休现象。
一般情况下，作物适宜的相对湿度是60%～80%。所以温室内空气相对湿度的大小直接影响作物的光合作用，影响作物生产的质量;另外，空气湿度过大，作物植株也易于生病。
土壤湿度对植物的影响也很大，若温室内排水不良，灌水不当，土壤渗水性不好，造成土壤水分过剩，使土壤中的氧气减少，植物根部呼吸的水分减少，从而影响植物的水分代谢，阻滞植物的生长或者发生根部腐烂的情况[19]。
处理办法：
除湿的方法有通风换气、加温除湿、覆盖地膜、使用除湿机、除湿型热交换通风装置。 加湿的方法包括喷雾加湿、湿帘加湿、温室内顶部安装喷雾系统[20]。这几种方法除了有加湿功能还可以达到降温的功效
33 光照强度
光照是作物生长发育的关键条件之一。没有光照，就谈不上植物的生长，光照不足，势必影响植物的生长发育。
光照的强度直接影响到作物光合作用的强度。与室外相比较，室内光明显的差异表现在数量减少，光质改变及光分布不均匀等三个方面，从而形成独特的温室光环境[21]。
处理办法：人工调节大棚外部设施的方法来改变温室内的光照强度
不是一套设备。一般监控系统就是数台监视器，比如无线网络摄像头，
一台管理服务器，及一台装有监控软件的电脑或者手机组成。
不可缺。
普通商店可以购买数台网络摄像头，加一台电脑，加监控软件就可以了，省得布线麻烦。摘 要：文章主要阐述某隧道完善的计算机监控系统架构，针对PLC系统监控进行了详细地分析与研究，旨在有效地提高隧道工程的监控实用性、可靠性，减少交通事故，保障隧道营运安全。
关键词：PLC系统隧道中央监控
中图分类号：U45文献标识码：A 文章编号：
1工程概况
某隧道是大型跨江隧道工程，全长25km，其中左段隧道长11Km，右线隧道长14Km。采用两段沉管法施工，中间连接到小岛岸上，单向净宽度945米，双孔四车道单向行车。洞内设计车速50㎞/h。
本隧道监控系统包括:监控管理中心主控制系统、视频图像监视系统、交通监控系统、通风监控系统、排水监控系统、照明监控系统、双回路供电监控系统、火灾检测报警系统、有线广播系统、紧急电话系统等等。
2监控系统整体架构
21 监控系统架构
本隧道现场控制系统及信息传输系统由本地控制器(PLC)、以太网交换机、光纤工业以太网冗余环网、单模光缆等构成。隧道内每隔200m 左右放置1套PLC，在隧道出入口设置4套带有触摸屏的主控制器，共有22套PLC。所有PLC 用多模光缆和工业以太网交换机连接起来，主控制器通过工业以太网交换机和光纤连通至监控所控制管理计算机，对整个隧道运营控制进行管理。其系统配置如图1所示。
图1隧道控系统配置图
22 PLC系统构成
PLC 可编程控制器多应用于工业生产控制领域，在大量采集离散数据和产生逻辑动作的工程中取代大量顺序控制的开关。由于 PLC 具有可编程、组合灵活、适应范围广、可用于恶劣环境等特点，它逐渐发展成为自动化领域不可代替的一部分。PLC主要有CPU 模块、 I/ O 模块、开关量输入输出模块、模拟量输入模块、串口通信模块、电源模块、底板或机架等构成。本系统采用欧姆龙（OMRON）CS1D系列PLC。本地控制器主要由数字量输入模块、数字量输出模块、模拟量输入模块、串口通信模块和以太网模块构成。如图2 所示。
图2 隧道监控系统结构图
23 PLC点数功能分配
隧道基于安全考虑需要设置监控设备众多， PLC 设备数量也较大，共22套，根据其附近设备的性能配置各种相应功能模块，其中VI/ CO/TW，光强检测用模拟量输入模块，车辆指示器、照明、信号灯、风机、水位、供配电等用开关量输入输出模块，车流检测、可变情报显示板用串口通信模块等。
24 PLC 主要功能
（1）收集隧道制定区域检测设备现场信息，包括CO/VI检测器、风速检测器、光强检测仪、 车辆检测器等。
（2）对收集信息进行预处理并上传给隧道监控中心的系统服务器。如：隧道内的CO正常运营时允许浓度一般在250ppm，交通阻滞时(隧道内各车均以怠速行驶，平均车速为 l0km/h时可为300ppm；隧道内烟雾允许浓度为7000011/m；风速正常运营时推荐为l0m/s)。
（3）接收隧道管理站计算机的各种控制命令(如控制风机的启、停、照明开关等) ,将控制命令和设备运行状态比较后, 发出对下端执行设备的控制指令(如发给风机、水泵、照明柜、 车道控制标志、信号灯等的指令) 。
（4）监视系统各部分运行状态和进程，对系统中出现异常情况进行报警和记录，甚至自动终止运行。
（5）可存储预置常用和特殊的程序，如交通事故处理程序、火灾紧急处理程序等（即当遇到交通事故时的紧急处理措施，如：改变交通信号标志，风机的控制，发出报警信息等等)。
3 PLC监控系统
31控制原理
本隧道监控设备主要包括：车辆检测器、风速/风向检测器、CO/VI 检测器、光强检测器、摄像机、视频检测、火灾报警、隧道广播等等。它将采集隧道内行车信息、风速、一氧化碳、能见度、光强度、风机状态、火灾情况、车辆事故情况等等，并通过信息发布系统发出相应信息，引导车辆行驶。
32 视频监控系统
隧道电视监控系统由32路视频检测器、摄像机、数据光端机、交通监控计算机、监视器、DLP 大屏幕投影、硬盘录像机组成。隧道的左右洞共设置了40台防水护罩定焦摄像机，4台事故监测摄像机，在隧道出入口设置4台光16光倍数自动聚焦云台式摄像机。系统对隧道出、入口及隧道内的交通流量及道路使用状况进行监视，及时、直观地得到隧道现场情况的画面，帮助辨认交通、火灾事故的类型及其严重程度，还能够对视频图像进行录像、打印，以便分析及取证。
33交通控制系统
隧道入口的车辆检测器对出入隧道车辆的车速、车流量进行检测，把搜集到的信息通过PLC设备通讯板经过隧道多模光纤冗余环网接至隧道监控所管理计算机，经过对收集到信息进行确认、加工处理，监控所根据隧道运行情况来控制信号灯和车道指示器的状态，根据车辆、车速情况调整限速标志及情报板内容，同时指令通过通信系统传送到PLC，由PLC对隧道交通信号灯、可变情报板等诱导设备的状态进行控制。
34通风控制系统
通风控制系统由安装在隧道内的VI/CO和TW检测器、PLC 模拟量输入模块、 通风控制计算机地图板等构成，VI/CO和TW 检测器检测隧道内环境信息，监控中心根据这些参数判定所开启的风机是否合适。如不合适则对风机的启/停及转速进行调整，进行合适的增加、减少风机的开启数量，修正风机控制规则表，同时将风机控制指令发送到PLC数字量输出模块，PLC对风机进行直接控制。
35排水控制系统
隧道共有4个雨水泵房，2个江中清污泵房。共安装17台大功率的潜水泵，排水控制系统只受计算机控制系统监测，具体内容包括集水池的实时液位、水泵的运行状态、故障状态。每个泵房集水池分别安装静压液位探测器，PLC收集现场水位位置信号上传中央计算机，可以实时探测每个集水池的液位情况。
36照明控制系统
照明控制系统由安装在隧道口的4套光亮检测器、PLC 模拟量输入模块、照明控制计算机、地图板等构成。光亮检测器测得反映照度的4~20mA 形式电信号，通过模拟量输入模块送到就近的PLC，由该 PLC 控制相应的基本照明和加强照明开关，使洞内照度与洞外照度达到比较平缓的过渡。
37 供配电控制系统
隧道共设有两回路独立电源供电。当其中一回路事故或检修停电时，另外一路电源会自动合闸供电，本控制系统主要是通过PLC控制点对10KV高压独立电源及负荷开关运行分、合闸状态进行监控。
38火灾控制系统
火灾报警控制系统包括手动报警按钮，安装在消防箱内联动开关，以及重点部位（如配电房、水泵房等）烟雾和温度检测器等。一但发生火灾事故，司乘人员在最短时间内对事故进行控制和报警，火灾报警模块将报警信号送回计算机，计算机系统进入紧急火灾状况，隧道照明立刻转到晴朗最亮级别，并按照预先编制的通风方式启动相关风机，火灾报警附近的摄像机画面被切换到监视器画面，并实现自动录像，同时监控中心及时调动救援力量，避免事故扩大。
4 结束语
计算机控制系统是自动控制系统发展中的高级阶段，随着现代化工业过程复杂性与集成度的提高，计算机控制系统得到了迅速的发展。PLC 构成的隧道信息发布系统方案，使得整个系统的有用信息得到完全共享，信息利用率大大提高，控制质量更稳定，PLC具有可编程、组网灵活、适应范围广等特点，这种监控方式较好地发挥了计算机和PLC的各自优势，较好地适应了恶劣环境下的隧道监控系统。
参考文献
[1] CS1D-H(DPL01)PA(PD)CS1D 双机系统 *** 作手册2003 (9)
[2] 张良PLC在高速公路隧道监控系统中的应用[J] 微计算机信息2004 (2)
[3] 黄绪东隧道监控系统PLC的应用分析[J]可编程控制器与工厂自动化2008（4）
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。
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