中國(guó)石油西南油氣田公司通信與信息技術(shù)中心 丁昕煒 謝茂強(qiáng) 王紀(jì)順

天然氣井站云臺(tái)攝像機(jī)控制方法淺析

中國(guó)石油西南油氣田公司通信與信息技術(shù)中心 丁昕煒 謝茂強(qiáng) 王紀(jì)順

隨著數(shù)字化油氣田的建設(shè)，天然氣井站正朝著無(wú)人化的方向發(fā)展，這其中云臺(tái)攝像機(jī)扮演者十分重要的作用，云臺(tái)攝像機(jī)可多角度監(jiān)控天然氣井站生產(chǎn)運(yùn)行及安全狀況，分析云臺(tái)攝像機(jī)的控制方法十分必要，基于軟件及硬件控制方式淺析了油氣田云臺(tái)攝像機(jī)控制方法。

天然氣井站；云臺(tái)攝像機(jī)；控制方法

0 引言

隨著數(shù)字化油氣田的建設(shè)，天然氣井站趨向于自動(dòng)化、無(wú)人化方向發(fā)展，其降低了人力成本，但無(wú)人化致使天然氣井站的生產(chǎn)運(yùn)行安全難以保證，云臺(tái)攝像機(jī)的引入使用可遠(yuǎn)程360度監(jiān)控井站的每一個(gè)地方，一定程度上保證了天然氣井站的安全。天然氣井站使用的攝像頭類(lèi)型一般有三種：模擬攝像頭、數(shù)字百萬(wàn)網(wǎng)絡(luò)攝像頭、百萬(wàn)同軸網(wǎng)絡(luò)攝像頭。按攝像頭能否旋轉(zhuǎn)可以將攝像頭分為槍機(jī)式攝像頭和云臺(tái)攝像頭，槍機(jī)式攝像頭位置固定，只能調(diào)焦距、光圈、變倍等參數(shù)，而云臺(tái)攝像機(jī)位置可以變化，可以通過(guò)軟件和硬件方式分別控制。本文主要基于云臺(tái)攝像機(jī)進(jìn)行研究，通過(guò)分析調(diào)研油氣田天然氣井站上現(xiàn)有的云臺(tái)攝像機(jī)來(lái)分析對(duì)比其常用的硬件及軟件件控制方法。

1 基于硬件的控制方法

通過(guò)硬件來(lái)控制云臺(tái)攝像機(jī)的旋轉(zhuǎn)，通常指利用云臺(tái)遙桿控制器來(lái)控制云臺(tái)攝像機(jī)的旋轉(zhuǎn)，云臺(tái)遙桿控制器結(jié)構(gòu)如圖1所示，其中4代表RJ45網(wǎng)絡(luò)接口，5代表RS485接口，6代表電源接口，云臺(tái)遙桿控制器基于硬盤(pán)錄像機(jī)，一般采用這兩種接口中的一種進(jìn)行云臺(tái)攝像機(jī)的控制，其控制攝像頭旋轉(zhuǎn)方法如下：選擇攝像頭設(shè)備通道地址——選擇波特率及控制協(xié)議——旋轉(zhuǎn)搖桿——云臺(tái)攝像機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，云臺(tái)遙桿控制器實(shí)現(xiàn)攝像頭轉(zhuǎn)動(dòng)方法簡(jiǎn)單，控制靈活，適用于井站值班人員現(xiàn)場(chǎng)觀察井站監(jiān)控畫(huà)面。

圖1 云臺(tái)遙桿控制器

2 基于軟件的控制方法

通過(guò)軟件來(lái)控制云臺(tái)攝像機(jī)一般采用訪問(wèn)硬盤(pán)攝像機(jī)或視頻服務(wù)器進(jìn)行控制，可分為本地訪問(wèn)控制和IP登錄訪問(wèn)控制兩種方式。硬盤(pán)錄像機(jī)可以通過(guò)本地訪問(wèn)控制和IP登錄訪問(wèn)控制兩種控制方式來(lái)控制攝像機(jī)，視頻服務(wù)器一般采用IP登錄訪問(wèn)控制方式來(lái)控制攝像機(jī)。下面主要以訪問(wèn)海康威視硬盤(pán)錄像機(jī)為例，介紹云臺(tái)攝像機(jī)軟件控制方法。

2.1 本地訪問(wèn)控制

天然氣井站一般采用顯示器、硬盤(pán)錄像機(jī)的方式來(lái)集成本站所有攝像機(jī)的監(jiān)控畫(huà)面，在登錄界面輸入登錄賬號(hào)和密碼即可進(jìn)入監(jiān)控畫(huà)面，看到井站內(nèi)部所有的監(jiān)控點(diǎn)，可選中一個(gè)監(jiān)控點(diǎn)畫(huà)面，鼠標(biāo)右擊對(duì)云臺(tái)攝像頭進(jìn)行控制，點(diǎn)擊監(jiān)控畫(huà)面可上下左右調(diào)整云臺(tái)攝像頭的位置，或者直接從菜單欄進(jìn)入云臺(tái)控制，控制云臺(tái)攝像頭進(jìn)行角度旋轉(zhuǎn)，也可以利用攝像頭初期安裝時(shí)設(shè)置的預(yù)置點(diǎn)，通過(guò)調(diào)用預(yù)置點(diǎn)來(lái)調(diào)看監(jiān)控點(diǎn)視頻畫(huà)面。

2.2 I P登錄訪問(wèn)控制

在知道硬盤(pán)錄像機(jī)的網(wǎng)絡(luò)IP情況下，還可以通過(guò)遠(yuǎn)程訪問(wèn)硬盤(pán)錄像機(jī)IP，登入硬盤(pán)錄像機(jī)后臺(tái)管理來(lái)進(jìn)行云臺(tái)攝像機(jī)的控制，后臺(tái)管理瀏覽界面左側(cè)為井站攝像機(jī)通道，右側(cè)為云臺(tái)8個(gè)方向的功能控制鍵以及焦距、光圈、變倍調(diào)節(jié)按鍵，也可以通過(guò)鼠標(biāo)選中一個(gè)監(jiān)控畫(huà)面，右擊旋轉(zhuǎn)進(jìn)行云臺(tái)攝像機(jī)的控制，同樣的也可以采取調(diào)用預(yù)先設(shè)置好的預(yù)置點(diǎn)來(lái)調(diào)看各個(gè)角度的生產(chǎn)視頻監(jiān)控畫(huà)面。

基于軟件的控制方法簡(jiǎn)單和便捷，適合于中心站值班人員以及作業(yè)區(qū)工作人員在值班室利用視頻網(wǎng)段，遠(yuǎn)程IP登錄調(diào)看井站各角度監(jiān)控畫(huà)面，確保突發(fā)情況下及時(shí)掌握井站周邊環(huán)境，確保井站生產(chǎn)安全運(yùn)行。

3 基于軟硬件相結(jié)合的控制方法

軟件控制必須基于硬件基礎(chǔ)，井站信息化運(yùn)維人員在實(shí)際巡檢運(yùn)行維護(hù)中，會(huì)發(fā)現(xiàn)很多云臺(tái)攝像機(jī)無(wú)法通過(guò)軟件進(jìn)行控制，這種情況下無(wú)論基于硬件遙桿控制還是基于軟件的控制方法，都無(wú)法使云臺(tái)攝像頭旋轉(zhuǎn)，此種情況必須采用軟硬件相結(jié)合的方式進(jìn)行排查和控制，首先必須排查攝像頭內(nèi)部電機(jī)硬件故障，在確認(rèn)硬件無(wú)損壞的情況下，檢測(cè)RS485控制線是否損壞，在確定RS485控制線完好的情況下，可將RS485控制線插入工程寶儀器（IP CAMERA TESTER），再利用同軸電纜線或RJ45網(wǎng)絡(luò)接口線連接攝像頭視頻輸出口，實(shí)時(shí)直觀的對(duì)云臺(tái)攝像機(jī)進(jìn)行軟硬件聯(lián)調(diào)，工程寶儀器軟件參數(shù)設(shè)置主要為PTZ(云臺(tái)全方位(上下、左右)移動(dòng)及鏡頭變倍、變焦控制)參數(shù)的設(shè)置，如圖2所示。協(xié)議、波特率根據(jù)攝像頭廠家參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，協(xié)議一般有PelcoD協(xié)議、PelcoP協(xié)議、BOSCH OSRD協(xié)議等，通常設(shè)置為PelcoD協(xié)議。波特率一般根據(jù)攝像頭參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，通常設(shè)置為9600。端口一般有RS232、RS485、RS422幾種控制協(xié)議，天然氣井站一般都采用RS485控制線方式進(jìn)行控制，地址根據(jù)攝像頭的編碼進(jìn)行選擇。通常更改這四組參數(shù)進(jìn)行云臺(tái)攝像頭的旋轉(zhuǎn)調(diào)試，選出適合本井站云臺(tái)攝像機(jī)的控制參數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)井站云臺(tái)攝像機(jī)的控制。

利用工程寶進(jìn)行軟硬件聯(lián)調(diào)適用于油氣田信息化專(zhuān)業(yè)人員進(jìn)行云臺(tái)攝像機(jī)控制，有利于云臺(tái)攝像機(jī)現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)維以及突發(fā)故障的排查處理，提高運(yùn)維質(zhì)量及云臺(tái)攝像機(jī)故障處理效率。

圖2 P T Z參數(shù)設(shè)置

4 結(jié)束語(yǔ)

本文分析了油氣田云臺(tái)攝像機(jī)的幾種控制方式，硬件控制方式：云臺(tái)遙桿控制器；軟件控制方式：本地訪問(wèn)控制和IP登錄訪問(wèn)控制；軟硬件控制方式：工程寶軟硬件聯(lián)調(diào)；分析對(duì)比這幾種云臺(tái)攝像機(jī)的控制方法，有利于油氣田天然氣井站人員、作業(yè)區(qū)調(diào)度人員、油氣田信息化運(yùn)維人員日常的云臺(tái)攝像機(jī)使用維護(hù)工作，有助于保障無(wú)人井站的生產(chǎn)運(yùn)行安全，具有一定的實(shí)際意義。

[1]魏冰．無(wú)人值守的天然氣井站監(jiān)控系統(tǒng)的分析與設(shè)計(jì)[D]．西南交通大學(xué),2016．

[2]郭秋鑒．基于網(wǎng)絡(luò)的攝像頭云臺(tái)控制系統(tǒng)[D]．西安工業(yè)大學(xué),2011．

[3]牛向麗,張瑋,呼煥芳．監(jiān)控?cái)z像頭的分類(lèi)和遠(yuǎn)程控制[J]．科技視界,2015(23)：323+315．

丁昕煒，男，碩士研究生，技術(shù)員，研究方向：油氣田信息通信技術(shù)。