绿色安防 安防产业寻求节能发展新思路

    在全球性能源问题越来越严峻的形势下，“电荒”、“煤荒”、“油荒”、“水荒”等相继敲响警钟，能源危机日益凸显，全世界掀起了一场持续的节能环保浪潮，各国都在进行着一场绿色低碳的工业革命，越来越多的企业参与到节能环保型产品的研发、生产、应用推广之中。而安防产品均系微电子产品，这些设备具有高密度、高速度、低电压和低功耗等特性。安防技术的快速发展、“平安城市”建设的推进、视频监控百万高清设备的出现、海量的存储需求……使得安防产业也在寻求节能发展的新思路。

    何谓安防节能

    安防节能体现在两方面，一是开发生产节能型产品，二是通过改变供电方式实现产品节能应用。节能型产品可以理解为低功耗产品，通过降低产品功耗，从而达到节能的效果。而供电方式的转变即是通过利用风能、太阳能等可再生环保能源所发出的电力，减少对煤碳、石油等传统能源的依赖和消耗，降低传统能源投入成本，达到环保节能效果。下面通过实例来说明安防产品或安防行业可以如何来实现节能环保的。

    随着“平安城市”等大型项目的实施，视频监控系统日趋普及和大型化，其对数据存储量的需求也越来越大，由此硬盘厂商都相继推出更大存储容量的产品，硬盘容量越大，所需能耗也随之增加。通常DVR中要安装1~8块硬盘，对于需要长时间保存图像的监控系统通常会安装8块硬盘。如果让8块硬盘同时工作，会有相当的能耗。现在的DVR和硬盘技术都采用了硬盘休眠技术，常规情况下只有一块硬盘在作读写操作，其它硬盘都处于休眠等待状态，只当需要切换硬盘时才唤醒某指定的硬盘，此技术不但达到了节约能耗的目的，并能较大地延长硬盘的使用寿命(延长硬盘使用寿命也是节能环保)。此外，现有的1TB硬盘的电耗通常在13.5 W以上，现在推出的绿色节能硬盘技术，可比常规型硬盘节省电能4~5W，而性能依然保持稳定。

    现在高速公路、室外无人值守基站、室外电力铁塔等领域都会采用风光互补发电系统为功耗相对较小的电子设备进行供电，如外场监控摄像机、微波传输设备等，可以设计监控及传输设备采用DC12V或DC24V 供电，以与风光发电系统的直流供电匹配，这样可以省去逆变器或变压器，也就没有转换设备的能耗。

    指纹门禁的出现，使得只需要手指接触即可实现授权人的身份识别。生物识别门禁系统若能普及，其在节能环保方面必定会有非凡的贡献。毕竟它实实在在地在减少大量的门禁卡生产，大大缓解了废弃门禁卡的环境污染和能耗。

    液晶拼接屏的出现，使得视频监控显示系统由原来的大功率的DLP屏变为新型的节能环保型的液晶拼接屏；液晶监视器的出现也逐步替代了传统的CRT监视器，不但其电能消耗大大降低，且设备外壳制造上也减少了原材料的用量，从而既节省了产品制造所需的工业原料，又降低了生产过程中的能耗和人力。

    现在，全球节能已成为共识，在未来，节能将成为衡量安防产品技术含量的一个新的指标，事实证明这种市场趋势已非常明显。安防节能未来的发展可分为内部和外部因素，内部因素是从行业产品入手，实现节能，做到环保。而厂商作为主观能动者，要认识节能环保的意义，使研发生产出来的产品真正做到节能，促进安防节能环保的良性发展。外部因素是利用风能、太阳能等新能源技术，为安防系统提供工作用电，来实现节能环保的愿望。

    我国大部分地域风能、太阳能资源丰富，为风、光供电节能型产品在安防行业推广提供了必要的环境条件。随着节能环保的进一步推进，安防行业技术的快速发展和安防产品节能环保性能的提高，安防节能势必会更上一个台阶。

    节能安防在高速公路监控的应用

    现在开工建设的高速公路路灯系统充分利用了绿色清洁能源，由风光互补系统供电，实现零耗电、零排放、零污染。风光互补即指由风能和太阳能互补发电，该系统利用太阳能电池方阵、风力发电机(将交流电转化为直流电)将由风光发电产生的电能存储到蓄电池组中，当用户需要用电时，逆变器将蓄电池组中储存的直流电转换为交流电，通过输电线路送给用户负载。

    风光互补发电系统具有不需铺设长距离输电线路、不需开挖路面埋管、无输电能耗等特点，其独特的优势在城市道路、高速公路等照明领域十分突出。晴天光照强，阴雨天风力较大；夏天太阳照射强，冬天风力较大，其利用太阳能和风能的互补性，通过太阳能和风能集成系统发电，白天储存电能，晚上通过智能控制系统实现给路灯照明供电。风光互补道路照明系统体现了环保节能理念，一次性投入与常规电力输电线型供电路灯系统大体相当，但风光互补系统投入的经费可利用取之不尽用之不竭的风能和太阳能来提供稳定可靠的电能，既有明显的经济效益又达到节能环保的效果。

    从节能环保考虑，对高速公路监控设备可考虑选用DC12V或DC24V供电的设备，这样可直接使用风光发电系统的直流电能。针对高速公路监控需求，有安防厂商推出节能型一体化高速云台摄像机，其支持DC24V供电，平均日耗电量约1000W (含摄像机、镜头、云台、雨刷、光端机、加热器和风扇等)。综合考虑该一体化云台摄像机的用电量、安装地的风光条件、年日照平均值和风力平均值及相关经验，可以选择合适的风光发电系统。比如，针对上述的一体化云台摄像机，可选额定功率为500W 的风力发电机，该型发电机其风轮直径1.4 m、5叶片、启动风速2.4m/s、切入风速3m/s、额定风速12.5m/s；其可采用太阳能电池板单晶硅材料，转换效率≥15%、开路电压=21.6V、最佳工作电压=18V、短路电流L=6.6A、最佳工作电流=5.56A、峰瓦数=100W，年太阳总辐射量为112.0千卡/cm 。根据换算，平均每日峰值日照数为4h，单块太阳能板的日平均发电量约为240W.h，根据风机每月发电量情况，在保证供电质量的前提下，计算最优的太阳能电池板峰瓦数，选用5块100 W太阳能电池板组成方阵。密封铅酸蓄电池12V/200Ah共5组。如上设计即可保障无风无光7天一体化云台摄像机所需要的耗电量。

节能安防电力传输线监控解决方案

    高压输电线路及配套设备是电力系统的生命线，一旦发生故障及出现问题，很难保证电力的正常供应。针对这一情况，电力系统要求对输电线路、铁塔及相关设备进行远程监控，要可以远程实时监控电力塔下挖土、挖沙等对塔基造成破坏的非法行为；可监视人为偷盗塔基角钢对塔基造成破坏的行为；可以远程监控线路的状态，提高线路巡检到位质量，大大减少巡检人员的工作量；在林区要可监视树木成长对高压输变电线路的威胁；同时针对不法分子偷盗高压铁塔进行预警和视频监控，并具有声音警告威慑功能。

    由于电力系统的特殊性，视频监控设备的供电不可能在110KV的高压上取电，虽然电力监测器可以实现高压取电，但是由于监测器功率实在太小，不能满足视频监控、报警系统、语言系统的要求。而且电力铁塔非常高(一般35米以上)，不可能架舍大功率的太阳板和大型风机。因此必须要求所选的视频监控产品是节能环保型低功率产品。如由某公司开发的36倍电力系统专用网络智能高速球，采用DC12V供电，高速球电机采用直流高效电机，加热条也选用低耗高能型。

    摄像机、镜头、云台、加热器和风扇等总功率小于30W。配套的报警探测器、语音对讲及前置报警警号等设备也都采用低功耗产品，报警及语音设备总功率小于20W。考虑到信号传输问题，系统采用两种方式来实现。一种是利用3G网络，在近城市区域的铁塔上架设由该公司研发的3G传输设备，可以传输所需要的视频、报警信号及语言信号。另外一种在山区没有3G和GPRS信号覆盖的区域，采用远距离定向微波向后端变电站传送信号。前端设备的供电采用风光互补发电系统，其全天候工作，且确保无风无光7天监控、报警及语音所需要的总用电量。

    在后端管理中心，由变电站与供电局专网连接。考虑到后端设备的节能环保，不采用以往服务器加磁盘阵列的方式，而是采用新型环保产品-------企业级视频监控专用海量存储系统，其可提供2~4 Gbps(可扩充)的传输带宽、单模块高达48TB的存储空间。系统集成了视频监控编解码器数据下载软件，可以直接连接视频监控编解码器，实现监控数据的直接下载。同时，系统的视频数据检索、回放功能能允许监控客户端平台下载、点播回放视频数据，并且根据视频码流的特点进行优化，可以承载多并发监控码流的写入。该系统采用RAID技术、热插拔硬盘、双千兆网口及冗余热备电源、智能控制风扇，能有效保护用户数据安全。

    系统能直接在以太网络上运行，完全与现有的以太网络基础设施和已有的网络管理软件兼容，不需要专有的网络设备，提供了一套极其经济、高性能的视频监控网络存储解决方案。系统采用硬盘休眠技术后只有需要工作的硬盘加电工作，其它硬盘全部休眠，只当需要切换硬盘时才唤醒指定硬盘，不进行读写操作的硬盘仍处于停转休眠状态，达到了节能的目的。同时，系统还省掉了管理服务器、流媒体服务器、存储服务器、磁盘阵列等设备，也节约了设备配置和减少了对电能的损耗，达到了节能环保的目的。

    结语

    据悉由国家发改委环资司牵头制订的《“十二五”节能环保产业发展规划》中，针对节能环保企业税收减免、特许经营权、提高产业集中度等内容或将成为该规划的亮点。相信在各方政策的推动下，安防产业势必会朝着节能环保的方向快速发展。