關(guān)于基于云計(jì)算的大規(guī)模污染源高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)

余自軍

（成都明久高科技有限公司，成都 610041）

隨著我國(guó)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的啟動(dòng)，以及我國(guó)生態(tài)文明建設(shè)的發(fā)展，對(duì)于環(huán)境保護(hù)相關(guān)部門(mén)十分看重。但是，在一些重污染企業(yè)當(dāng)中，部分企業(yè)的環(huán)保工作只是表面功夫，期間投機(jī)取巧，不僅影響到了環(huán)保從業(yè)人員工作的開(kāi)展，無(wú)法有效提供必要的證據(jù)，以遏制這類(lèi)企業(yè)對(duì)環(huán)境的污染[1]。傳統(tǒng)數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)僅僅能對(duì)環(huán)境參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，無(wú)法提供實(shí)時(shí)圖像，不能對(duì)污染源有清晰且直觀的認(rèn)識(shí)。隨著云計(jì)算和視頻監(jiān)控技術(shù)的發(fā)展，為大規(guī)模污染源高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)提供了可能。

1 云計(jì)算的環(huán)保視頻監(jiān)控系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)

相比較傳統(tǒng)環(huán)保監(jiān)控系統(tǒng)，基于云計(jì)算的環(huán)保視頻監(jiān)控系統(tǒng)最大的特點(diǎn)是具有統(tǒng)一的架構(gòu)。這種統(tǒng)一架構(gòu)對(duì)于后期的管理和維護(hù)都十分的方便。同時(shí)，在算法上，基于云計(jì)算的環(huán)保視頻監(jiān)控系統(tǒng)也有所改變。與傳統(tǒng)的Leach-c聚類(lèi)算法相比，改進(jìn)后的算法提高了近22%的網(wǎng)絡(luò)能效[2]。

該系統(tǒng)可以監(jiān)測(cè)多種不同的環(huán)境污染，提供多種即時(shí)的環(huán)境參數(shù)。因?yàn)閣i-fi技術(shù)允許使用多個(gè)評(píng)估點(diǎn)，一旦出現(xiàn)錯(cuò)誤，還可以自動(dòng)傳輸數(shù)據(jù)。重要的是，它可以觸發(fā)警報(bào)，并根據(jù)所實(shí)現(xiàn)的專(zhuān)家經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)庫(kù)指示預(yù)期操作。

在存儲(chǔ)能力和數(shù)據(jù)的處理能力上，基于云計(jì)算的環(huán)保視頻監(jiān)控系統(tǒng)更是具備無(wú)限的拓展能力，當(dāng)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)滿載時(shí)，只需要對(duì)存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行手動(dòng)添加即可。且成本低廉，十分符合現(xiàn)階段環(huán)保工作開(kāi)展所需。

不僅如此，基于云計(jì)算的環(huán)保視頻監(jiān)控系統(tǒng)在靈活性上也有巨大優(yōu)勢(shì)。用過(guò)智能圖像檢索，該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了視頻回放和對(duì)象跟蹤等功能，方便從業(yè)人員對(duì)視頻進(jìn)行剪輯和發(fā)布?？傊?，基于云計(jì)算的環(huán)保視頻監(jiān)控系統(tǒng)具有很高的可操作性，數(shù)據(jù)傳輸快速，穩(wěn)定，控制準(zhǔn)確，價(jià)值高。

2 云計(jì)算的環(huán)保視頻監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)

云視頻監(jiān)控平臺(tái)，是在服務(wù)器集群上部署的基于云架構(gòu)的視頻監(jiān)控軟件，其核心內(nèi)容是將海量的前端視頻信號(hào)統(tǒng)一接入，并進(jìn)行實(shí)時(shí)的處理和分析。基于云計(jì)算的環(huán)保視頻監(jiān)控系統(tǒng)，能夠提供溫度，濕度和觸點(diǎn)監(jiān)控，是現(xiàn)階段實(shí)現(xiàn)高清環(huán)保監(jiān)控的最具成本效益的方法。

為了實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控關(guān)鍵環(huán)境參數(shù)，降低環(huán)保從業(yè)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，基于分層無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)與Wi-Fi技術(shù)相結(jié)合的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，以cc2530無(wú)線傳輸芯片為核心，構(gòu)建無(wú)線數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)，進(jìn)行相應(yīng)的硬件設(shè)計(jì)，完成對(duì)關(guān)鍵環(huán)境參數(shù)的實(shí)時(shí)采集，如空氣和土壤的溫度和濕度，CO2內(nèi)容等。為了定位網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，采用了基于虛擬網(wǎng)絡(luò)單元的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步優(yōu)化了單元的選擇機(jī)制，實(shí)現(xiàn)了多跳傳輸；并利用誤差檢測(cè)和修正機(jī)制[3]。

在設(shè)計(jì)上，該系統(tǒng)主要由六個(gè)系統(tǒng)模塊組成，分別是接入模塊、處理模塊、存儲(chǔ)模塊、流媒體模塊、中心調(diào)度模塊和客戶端模塊。具體如圖1所示：

圖1 基于云計(jì)算的環(huán)保視頻監(jiān)控系統(tǒng)模塊設(shè)計(jì)

3 云計(jì)算的環(huán)保視頻監(jiān)控系統(tǒng)具體應(yīng)用

環(huán)保視頻監(jiān)控系統(tǒng)通常在化學(xué)加工，塑料，鋼鐵和食品行業(yè)有所應(yīng)用。該系統(tǒng)具有高溫和高壓選項(xiàng)，適用于測(cè)量（mg/m3）和指示性過(guò)程監(jiān)控，以管理和優(yōu)化有挑戰(zhàn)性的應(yīng)用中的環(huán)保監(jiān)控裝置[4]。探針帶電技術(shù)從感應(yīng)的交流電信號(hào)中提取特定的頻段，并過(guò)濾掉由粒子碰撞引起的直流電。通過(guò)擴(kuò)展速度范圍，該系統(tǒng)對(duì)環(huán)境參數(shù)變化沒(méi)有交叉敏感性，并且不受傳感器桿污染的影響，從而消除了信號(hào)漂移的困擾。系統(tǒng)類(lèi)別1G/2G/3G/1D/2D/3D，用于氣體區(qū)域0、1、2和粉塵區(qū)域20、21、22傳感器和控制單元之間的隔離支腳可提供額外的安全保證PC-ME防塵工具PC軟件提供安全和強(qiáng)大的排放報(bào)告，實(shí)時(shí)和歷史數(shù)據(jù)分析的選件，帶有高級(jí)圖形和用戶界面屏幕的入口和標(biāo)準(zhǔn)控制單元，功能包括警報(bào)，圖形趨勢(shì)，數(shù)據(jù)記錄，4-20mA輸出。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，在環(huán)保部門(mén)的相關(guān)工作中，對(duì)于監(jiān)控系統(tǒng)，從看見(jiàn)環(huán)境參數(shù)，逐漸發(fā)展到看見(jiàn)污染源以及看明白污染過(guò)程。因此，傳統(tǒng)的以環(huán)境參數(shù)為基礎(chǔ)的環(huán)保監(jiān)控系統(tǒng)已經(jīng)不能適應(yīng)現(xiàn)代環(huán)保行業(yè)的要求。有鑒于此，從云計(jì)算技術(shù)出發(fā)，結(jié)合視頻監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)視頻信息相關(guān)聯(lián)。通過(guò)該系統(tǒng)，更為直觀的監(jiān)控排污點(diǎn)并提供高清視頻。這種監(jiān)控方式能夠更好的提升環(huán)保部門(mén)的監(jiān)督能力和監(jiān)管效率。