油田防盗监控系统

发布时间：2020-08-24 21:45

【摘要】：长期以来,由于油井分布广泛且数量众多,野外数量占多数,使得盗窃者有机可趁,给油田行业造成了巨大损失。为了对油田现场进行安全防范,制止盗窃者对原油和设备的偷盗是急需解决的问题。课题根据天津大港油田原油主要被盗情况,给出了一种新型防盗监控系统以满足油田的迫切需要。因此,在监控报警方面,系统采用热释电红外传感器作为前端报警触发单元,结合摄像头进行视频图像拍摄监控。在无报警触发时,不进行图像采集与传输,节省了通信费用。现场采用报警触发与视频采集相结合的方式进行监控,在上位机软件部分,对采集的图像进行处理,采用基于遗传算法的人脸检测方法可以较好的实现人脸检测功能,当检测出有人脸时进行报警,并通过GPRS网络将警情信号发送至安保人员手机,达到报警的实时性。在研究过程中,主要对现场终端监控单元的硬件和软件进行了设计,实现了对现场报警触发单元的控制、对摄像头采集的控制、现场仪表数据的采集、采集数据的发送以及通讯规约的介绍;在后台监控软件部分,实现了图像的采集并将基于遗传算法的人脸检测方法应用与图像处理中,对现场采集的数据进行解析并做展示,能将后台接收的数据进行存储并导出。设计一种安全可靠有效的油田防盗监控系统,对油田的安全生产具有重大的意义和实践价值,而且为无人值守项目的系统开发提供了可借鉴的经验,加之后续中对图像检测算法的详细研究,相信其发展前景极具广阔。
【学位授予单位】：华北理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TE48
【图文】：

实现方案,后台监控,后台处理,监控单元

图 1 系统的整体实现方案图Fig.1 The overall implementation plan of the system系统的具体功能如下所示：前端监控单元为报警前端，在抽油机井口安放。巡警维护人员可以通过遥控器现场设置是否为监控状态。正常工作时，系统进行现场信息的采集，通过对采集信息进行上传经后台处理，检测是否有人非法入侵、机械是否有运行故障和破坏；实时通过红外监测是否有人入侵，当有人入侵时触发报警状态，开始采集现场频图像，最后将采集的这些图像通过后台处理，如确定为异常信号，则将异常信发送至相关人员手机。后台监控中心主要有计算机、GPRS 收发模块、监控软件成。前端监控单元采集的数据信息通过 GPRS 上传至后台监控中心。监控中心可现场采集的信息进行分析处理，进而了解油井的生产状态，方便相关油田研究人对油田的生产提出有效建议；也可设置现场的一些相关仪表参数、布防与撤防状等。

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图 2 现场监控终端框图Fig.2 The block diagram of scene terminal monitoring从现场监控单元的结构框图可知，包括人机交互单元、人体红外感应态采集单元、图像采集单元、看门狗电路、供电系统等主要部分组M 单片机系统作为核心来控制和监控前端的实时情况，作为前端的控用较大的 FLASH 空间来确保程序和数据的存储；通过热释电红外传是否有人入侵，由单片机控制摄像头对现场进行视频图像定时采集并控中心，由上位机软件对数据进行分析处理，采用基于遗传算法的人图像进行分析计算；若有警情，触发报警电路来感应现场的情况，及场事故进行处理，并将异常报警信息通过短信通知安保人员；通过人对现场布防和撤防状态的设置。此外，由于现场仪表可能来自不同采用的通讯方式或通信协议可能会有不同，为了兼容外部不同的设备了开关量和模拟量 IO 口，以备后续拓展使用。

电路图,电路图,红外线,触发单元

图 3 微处理单元电路图Fig.3 The microprocessor unit circuit diagram3.2.2 报警触发单元报警触发单元主要负责实时对现场周围进行监测，检测是否有外人入侵。当有身份不明人员时，触发报警状态，通过单片机控制摄像头进行视频图像定时采集并通过 GPRS 网络上传至后台监控中心，其作为前端监控终端的重要组成部分，需要对人体辐射的红外进行探测[32,33]。对于现场来说，其警界范围是一个封闭的周界区域，在其一定范围内监测是否有人入侵，普通人体会发射 10um 左右的特定波长红外线，这种特点波长的红外线对特殊的传感器非常敏感。当传感器检测到这种红外线时，由物理效应释放出一定量的电荷，释放的电荷经过设计的电路处理之后能产生一种单片机可以检测到的信号，通过单片机对这种特殊信号的实时监测域及时处理来对现场进行监控。这种专门的传感器是针对特定波长设计的，对其他波长的波不敏感，几乎不会触发电路。

【参考文献】