在全球性能源問題越來越嚴(yán)峻的形勢(shì)下，“電荒”、“煤荒”、“油荒”、“水荒”等相繼敲響警鐘，能源危機(jī)日益凸顯，全世界掀起了一場(chǎng)持續(xù)的節(jié)能環(huán)保浪潮，各國都在進(jìn)行著一場(chǎng)綠色低碳的工業(yè)革命，越來越多的企業(yè)參與到節(jié)能環(huán)保型產(chǎn)品的研發(fā)、生產(chǎn)、應(yīng)用推廣之中。而安防產(chǎn)品均系微電子產(chǎn)品，這些設(shè)備具有高密度、高速度、低電壓和低功耗等特性。安防技術(shù)的快速發(fā)展、“平安城市”建設(shè)的推進(jìn)、視頻監(jiān)控百萬高清設(shè)備的出現(xiàn)、海量的存儲(chǔ)需求……使得安防產(chǎn)業(yè)也在尋求節(jié)能發(fā)展的新思路。

      何謂安防節(jié)能

      安防節(jié)能體現(xiàn)在兩方面，一是開發(fā)生產(chǎn)節(jié)能型產(chǎn)品，二是通過改變供電方式實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品節(jié)能應(yīng)用。節(jié)能型產(chǎn)品可以理解為低功耗產(chǎn)品，通過降低產(chǎn)品功耗，從而達(dá)到節(jié)能的效果。而供電方式的轉(zhuǎn)變即是通過利用風(fēng)能、太陽能等可再生環(huán)保能源所發(fā)出的電力，減少對(duì)煤碳、石油等傳統(tǒng)能源的依賴和消耗，降低傳統(tǒng)能源投入成本，達(dá)到環(huán)保節(jié)能效果。下面通過實(shí)例來說明安防產(chǎn)品或安防行業(yè)可以如何來實(shí)現(xiàn)節(jié)能環(huán)保的。

      隨著“平安城市”等大型項(xiàng)目的實(shí)施，視頻監(jiān)控系統(tǒng)日趨普及和大型化，其對(duì)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)量的需求也越來越大，由此硬盤廠商都相繼推出更大存儲(chǔ)容量的產(chǎn)品，硬盤容量越大，所需能耗也隨之增加。通常DVR中要安裝1~8塊硬盤，對(duì)于需要長時(shí)間保存圖像的監(jiān)控系統(tǒng)通常會(huì)安裝8塊硬盤。如果讓8塊硬盤同時(shí)工作，會(huì)有相當(dāng)?shù)哪芎摹，F(xiàn)在的DVR和硬盤技術(shù)都采用了硬盤休眠技術(shù)，常規(guī)情況下只有一塊硬盤在作讀寫操作，其它硬盤都處于休眠等待狀態(tài)，只當(dāng)需要切換硬盤時(shí)才喚醒某指定的硬盤，此技術(shù)不但達(dá)到了節(jié)約能耗的目的，并能較大地延長硬盤的使用壽命(延長硬盤使用壽命也是節(jié)能環(huán)保)。此外，現(xiàn)有的1TB硬盤的電耗通常在13.5 W以上，現(xiàn)在推出的綠色節(jié)能硬盤技術(shù)，可比常規(guī)型硬盤節(jié)省電能4~5W，而性能依然保持穩(wěn)定。

      現(xiàn)在高速公路、室外無人值守基站、室外電力鐵塔等領(lǐng)域都會(huì)采用風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)為功耗相對(duì)較小的電子設(shè)備進(jìn)行供電，如外場(chǎng)監(jiān)控?cái)z像機(jī)、微波傳輸設(shè)備等，可以設(shè)計(jì)監(jiān)控及傳輸設(shè)備采用DC12V或DC24V供電，以與風(fēng)光發(fā)電系統(tǒng)的直流供電匹配，這樣可以省去逆變器或變壓器，也就沒有轉(zhuǎn)換設(shè)備的能耗。

      指紋門禁的出現(xiàn)，使得只需要手指接觸即可實(shí)現(xiàn)授權(quán)人的身份識(shí)別。生物識(shí)別門禁系統(tǒng)若能普及，其在節(jié)能環(huán)保方面必定會(huì)有非凡的貢獻(xiàn)。畢竟它實(shí)實(shí)在在地在減少大量的門禁卡生產(chǎn)，大大緩解了廢棄門禁卡的環(huán)境污染和能耗。

      液晶拼接屏的出現(xiàn)，使得視頻監(jiān)控顯示系統(tǒng)由原來的大功率的DLP屏變?yōu)樾滦偷墓?jié)能環(huán)保型的液晶拼接屏;液晶監(jiān)視器的出現(xiàn)也逐步替代了傳統(tǒng)的CRT監(jiān)視器，不但其電能消耗大大降低，且設(shè)備外殼制造上也減少了原材料的用量，從而既節(jié)省了產(chǎn)品制造所需的工業(yè)原料，又降低了生產(chǎn)過程中的能耗和人力。

      現(xiàn)在，全球節(jié)能已成為共識(shí)，在未來，節(jié)能將成為衡量安防產(chǎn)品技術(shù)含量的一個(gè)新的指標(biāo)，事實(shí)證明這種市場(chǎng)趨勢(shì)已非常明顯。安防節(jié)能未來的發(fā)展可分為內(nèi)部和外部因素，內(nèi)部因素是從行業(yè)產(chǎn)品入手，實(shí)現(xiàn)節(jié)能，做到環(huán)保。而廠商作為主觀能動(dòng)者，要認(rèn)識(shí)節(jié)能環(huán)保的意義，使研發(fā)生產(chǎn)出來的產(chǎn)品真正做到節(jié)能，促進(jìn)安防節(jié)能環(huán)保的良性發(fā)展。外部因素是利用風(fēng)能、太陽能等新能源技術(shù)，為安防系統(tǒng)提供工作用電，來實(shí)現(xiàn)節(jié)能環(huán)保的愿望。

      我國大部分地域風(fēng)能、太陽能資源豐富，為風(fēng)、光供電節(jié)能型產(chǎn)品在安防行業(yè)推廣提供了必要的環(huán)境條件。隨著節(jié)能環(huán)保的進(jìn)一步推進(jìn)，安防行業(yè)技術(shù)的快速發(fā)展和安防產(chǎn)品節(jié)能環(huán)保性能的提高，安防節(jié)能勢(shì)必會(huì)更上一個(gè)臺(tái)階。

      節(jié)能安防在高速公路監(jiān)控的應(yīng)用

      現(xiàn)在開工建設(shè)的高速公路路燈系統(tǒng)充分利用了綠色清潔能源，由風(fēng)光互補(bǔ)系統(tǒng)供電，實(shí)現(xiàn)零耗電、零排放、零污染。風(fēng)光互補(bǔ)即指由風(fēng)能和太陽能互補(bǔ)發(fā)電，該系統(tǒng)利用太陽能電池方陣、風(fēng)力發(fā)電機(jī)(將交流電轉(zhuǎn)化為直流電)將由風(fēng)光發(fā)電產(chǎn)生的電能存儲(chǔ)到蓄電池組中，當(dāng)用戶需要用電時(shí)，逆變器將蓄電池組中儲(chǔ)存的直流電轉(zhuǎn)換為交流電，通過輸電線路送給用戶負(fù)載。

      風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)具有不需鋪設(shè)長距離輸電線路、不需開挖路面埋管、無輸電能耗等特點(diǎn)，其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)在城市道路、高速公路等照明領(lǐng)域十分突出。晴天光照強(qiáng)，陰雨天風(fēng)力較大;夏天太陽照射強(qiáng)，冬天風(fēng)力較大，其利用太陽能和風(fēng)能的互補(bǔ)性，通過太陽能和風(fēng)能集成系統(tǒng)發(fā)電，白天儲(chǔ)存電能，晚上通過智能控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)給路燈照明供電。風(fēng)光互補(bǔ)道路照明系統(tǒng)體現(xiàn)了環(huán)保節(jié)能理念，一次性投入與常規(guī)電力輸電線型供電路燈系統(tǒng)大體相當(dāng)，但風(fēng)光互補(bǔ)系統(tǒng)投入的經(jīng)費(fèi)可利用取之不盡用之不竭的風(fēng)能和太陽能來提供穩(wěn)定可靠的電能，既有明顯的經(jīng)濟(jì)效益又達(dá)到節(jié)能環(huán)保的效果。

      從節(jié)能環(huán)?？紤]，對(duì)高速公路監(jiān)控設(shè)備可考慮選用DC12V或DC24V供電的設(shè)備，這樣可直接使用風(fēng)光發(fā)電系統(tǒng)的直流電能。針對(duì)高速公路監(jiān)控需求，有安防廠商推出節(jié)能型一體化高速云臺(tái)攝像機(jī)，其支持DC24V供電，平均日耗電量約1000W (含攝像機(jī)、鏡頭、云臺(tái)、雨刷、光端機(jī)、加熱器和風(fēng)扇等)。綜合考慮該一體化云臺(tái)攝像機(jī)的用電量、安裝地的風(fēng)光條件、年日照平均值和風(fēng)力平均值及相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，可以選擇合適的風(fēng)光發(fā)電系統(tǒng)。比如，針對(duì)上述的一體化云臺(tái)攝像機(jī)，可選額定功率為500W的風(fēng)力發(fā)電機(jī)，該型發(fā)電機(jī)其風(fēng)輪直徑1.4 m、5葉片、啟動(dòng)風(fēng)速2.4m/s、切入風(fēng)速3m/s、額定風(fēng)速12.5m/s;其可采用太陽能電池板單晶硅材料，轉(zhuǎn)換效率≥15%、開路電壓=21.6V、最佳工作電壓=18V、短路電流L=6.6A、最佳工作電流=5.56A、峰瓦數(shù)=100W，年太陽總輻射量為112.0千卡/cm。根據(jù)換算，平均每日峰值日照數(shù)為4h，單塊太陽能板的日平均發(fā)電量約為240W.h，根據(jù)風(fēng)機(jī)每月發(fā)電量情況，在保證供電質(zhì)量的前提下，計(jì)算最優(yōu)的太陽能電池板峰瓦數(shù)，選用5塊100 W太陽能電池板組成方陣。密封鉛酸蓄電池12V/200Ah共5組。如上設(shè)計(jì)即可保障無風(fēng)無光7天一體化云臺(tái)攝像機(jī)所需要的耗電量。

      節(jié)能安防電力傳輸線監(jiān)控解決方案

      高壓輸電線路及配套設(shè)備是電力系統(tǒng)的生命線，一旦發(fā)生故障及出現(xiàn)問題，很難保證電力的正常供應(yīng)。針對(duì)這一情況，電力系統(tǒng)要求對(duì)輸電線路、鐵塔及相關(guān)設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控，要可以遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控電力塔下挖土、挖沙等對(duì)塔基造成破壞的非法行為;可監(jiān)視人為偷盜塔基角鋼對(duì)塔基造成破壞的行為;可以遠(yuǎn)程監(jiān)控線路的狀態(tài)，提高線路巡檢到位質(zhì)量，大大減少巡檢人員的工作量;在林區(qū)要可監(jiān)視樹木成長對(duì)高壓輸變電線路的威脅;同時(shí)針對(duì)不法分子偷盜高壓鐵塔進(jìn)行預(yù)警和視頻監(jiān)控，并具有聲音警告威懾功能。

      由于電力系統(tǒng)的特殊性，視頻監(jiān)控設(shè)備的供電不可能在110KV的高壓上取電，雖然電力監(jiān)測(cè)器可以實(shí)現(xiàn)高壓取電，但是由于監(jiān)測(cè)器功率實(shí)在太小，不能滿足視頻監(jiān)控、報(bào)警系統(tǒng)、語言系統(tǒng)的要求。而且電力鐵塔非常高(一般35米以上)，不可能架舍大功率的太陽板和大型風(fēng)機(jī)。因此必須要求所選的視頻監(jiān)控產(chǎn)品是節(jié)能環(huán)保型低功率產(chǎn)品。如由某公司開發(fā)的36倍電力系統(tǒng)專用網(wǎng)絡(luò)智能高速球，采用DC12V供電，高速球電機(jī)采用直流高效電機(jī)，加熱條也選用低耗高能型。

      攝像機(jī)、鏡頭、云臺(tái)、加熱器和風(fēng)扇等總功率小于30W。配套的報(bào)警探測(cè)器、語音對(duì)講及前置報(bào)警警號(hào)等設(shè)備也都采用低功耗產(chǎn)品，報(bào)警及語音設(shè)備總功率小于20W?？紤]到信號(hào)傳輸問題，系統(tǒng)采用兩種方式來實(shí)現(xiàn)。一種是利用3G網(wǎng)絡(luò)，在近城市區(qū)域的鐵塔上架設(shè)由該公司研發(fā)的3G傳輸設(shè)備，可以傳輸所需要的視頻、報(bào)警信號(hào)及語言信號(hào)。另外一種在山區(qū)沒有3G和GPRS信號(hào)覆蓋的區(qū)域，采用遠(yuǎn)距離定向微波向后端變電站傳送信號(hào)。前端設(shè)備的供電采用風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)，其全天候工作，且確保無風(fēng)無光7天監(jiān)控、報(bào)警及語音所需要的總用電量。

      在后端管理中心，由變電站與供電局專網(wǎng)連接。考慮到后端設(shè)備的節(jié)能環(huán)保，不采用以往服務(wù)器加磁盤陣列的方式，而是采用新型環(huán)保產(chǎn)品-------企業(yè)級(jí)視頻監(jiān)控專用海量存儲(chǔ)系統(tǒng)，其可提供2~4 Gbps(可擴(kuò)充)的傳輸帶寬、單模塊高達(dá)48TB的存儲(chǔ)空間。系統(tǒng)集成了視頻監(jiān)控編解碼器數(shù)據(jù)下載軟件，可以直接連接視頻監(jiān)控編解碼器，實(shí)現(xiàn)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的直接下載。同時(shí)，系統(tǒng)的視頻數(shù)據(jù)檢索、回放功能能允許監(jiān)控客戶端平臺(tái)下載、點(diǎn)播回放視頻數(shù)據(jù)，并且根據(jù)視頻碼流的特點(diǎn)進(jìn)行優(yōu)化，可以承載多并發(fā)監(jiān)控碼流的寫入。該系統(tǒng)采用RAID技術(shù)、熱插拔硬盤、雙千兆網(wǎng)口及冗余熱備電源、智能控制風(fēng)扇，能有效保護(hù)用戶數(shù)據(jù)安全。

      系統(tǒng)能直接在以太網(wǎng)絡(luò)上運(yùn)行，完全與現(xiàn)有的以太網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施和已有的網(wǎng)絡(luò)管理軟件兼容，不需要專有的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，提供了一套極其經(jīng)濟(jì)、高性能的視頻監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)解決方案。系統(tǒng)采用硬盤休眠技術(shù)后只有需要工作的硬盤加電工作，其它硬盤全部休眠，只當(dāng)需要切換硬盤時(shí)才喚醒指定硬盤，不進(jìn)行讀寫操作的硬盤仍處于停轉(zhuǎn)休眠狀態(tài)，達(dá)到了節(jié)能的目的。同時(shí)，系統(tǒng)還省掉了管理服務(wù)器、流媒體服務(wù)器、存儲(chǔ)服務(wù)器、磁盤陣列等設(shè)備，也節(jié)約了設(shè)備配置和減少了對(duì)電能的損耗，達(dá)到了節(jié)能環(huán)保的目的。

      結(jié)語

      據(jù)悉由國家發(fā)改委環(huán)資司牽頭制訂的《“十二五”節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》中，針對(duì)節(jié)能環(huán)保企業(yè)稅收減免、特許經(jīng)營權(quán)、提高產(chǎn)業(yè)集中度等內(nèi)容或?qū)⒊蔀樵撘?guī)劃的亮點(diǎn)。相信在各方政策的推動(dòng)下，安防產(chǎn)業(yè)勢(shì)必會(huì)朝著節(jié)能環(huán)保的方向快速發(fā)展。