سیستم دوربین مدار بسته PoE خورشیدی خارج از شبکه برای استفاده از نظارت از راه دور

1. پیشینه پروژه

در محیط های راه دور و با زیرساخت محدود، استقرار قابل اعتمادسیستم های نظارتییک چالش دوگانه را ارائه می دهد: اطمینان از اتصال شبکه پایدار و تامین برق مداوم.

راه حل های مبتنی بر شبکه سنتی اغلب به دلیل هزینه های نصب بالا یا محدودیت های جغرافیایی امکان پذیر نیستند.

در این پروژه، مشتری به یک سیستم دوربین مداربسته کاملاً خارج از شبکه نیاز داشت که بتواند شش دوربین IP را تغذیه کند که هر کدام تقریباً 25 وات مصرف می کنند، بدون اتکا به زیرساخت های الکتریکی خارجی.

انتظار روشن بود: یک راه حل کامل، از پیش مهندسی شده، پلاگین و بازی که تولید برق، ذخیره سازی و انتقال داده را پوشش می دهد.

2. سیستم مورد نیاز

• تعداد دوربین: 6 دستگاه
• توان هر دوربین: 25 وات
• مجموع بار دوربین: 150 وات
• عملکرد مستمر: 24/7
• محیط: فضای باز، مکان از راه دور
• منبع تغذیه: خورشیدی (خارج از شبکه)
• شبکه: نظارت IP مبتنی بر PoE

3. بررسی اجمالی راه حل

برای برآورده کردن نیازهای مشتری، ما یکپارچه طراحی کردیمسیستم نظارت PoE با انرژی خورشیدی، ترکیبی از تولید انرژی، ذخیره سازی و توزیع شبکه در یک کابینت واحد در فضای باز.

سیستم شامل:

• Olycomسوئیچ PoE صنعتیIM-FBP288GE (دستگاه شبکه Edge)
• آرایه پنل خورشیدی (تولید برق)
• کنترل کننده شارژ خورشیدی MPPT (تنظیم انرژی)
• سیستم باتری LiFePO4 (ذخیره انرژی)
• کابینت IP65 فضای باز (محفظه سیستم و حفاظت)

4. طراحی و پیکربندی سیستم

4.1 تجزیه و تحلیل مصرف برق

کل بار سیستم به صورت زیر محاسبه شد:

دوربین ها: 6 × 25 وات = 150 وات

سربار سوئیچ PoE: ~ 15 وات

کل بار سیستم: ~ 165W

این بار پیوسته مبنایی را برای اندازه باتری و طراحی پنل خورشیدی تشکیل می دهد.

4.2 ذخیره انرژی (سیستم باتری)

برای اطمینان از عملکرد بدون وقفه در شب و شرایط کم نور خورشید، سیستم با استقلال 1 روزه طراحی شده است.

مصرف روزانه انرژی: 165 وات × 24 ساعت ≈ 3960 وات ساعت

پیکربندی باتری: باتری 48V 100Ah LiFePO4 (~4.8kWh ظرفیت قابل استفاده)

این پیکربندی محدودیت‌های عمق دشارژ را در نظر می‌گیرد و طول عمر باتری طولانی را تضمین می‌کند (معمولاً بیش از 4000 چرخه).

4.3 تولید برق خورشیدی

برای حفظ مصرف انرژی روزانه، آرایه خورشیدی بر اساس میانگین ساعات اوج نور خورشید اندازه‌گیری شد.

انرژی مورد نیاز: ~4 کیلووات ساعت در روز

ساعات اوج آفتاب: ~ 5 ساعت در روز

ظرفیت خورشیدی محاسبه شده: ≈ 800W

طراحی نهایی (با حاشیه ایمنی): سیستم پنل خورشیدی 1 کیلوواتی (به عنوان مثال، پانل های 2 × 550 وات)

این عملکرد پایدار را حتی در شرایط آب و هوایی نامناسب تضمین می کند.

4.4 مدیریت انرژی

یک کنترلر شارژ خورشیدی 48 ولت / 40 آمپر MPPT (حداکثر ردیابی نقطه توان) برای موارد زیر انتخاب شد:

• راندمان تبدیل انرژی خورشیدی را به حداکثر برسانید
• تنظیم شارژ باتری
• محافظت در برابر شارژ بیش از حد و نوسانات ولتاژ

4.5 هسته شبکه:سوئیچ PoE Booster

این سیستم از IM-FP288BGE صنعتی استفاده می کندسوئیچ PoEبه عنوان شبکه مرکزی و واحد توزیع برق.

ویژگی های کلیدی:

• 8 پورت PoE (پشتیبانی از 6 دوربین + توسعه)
• 2 پورت آپلینک SFP برای اتصال فیبر
• خروجی PoE تقویت کننده 48 ولت
• مجموع بودجه توان PoE: 240 وات
• طراحی DIN درجه صنعتی برای استقرار کابینت در فضای باز

این سوئیچ اترنت هم انتقال داده و هم تحویل برق را از طریق یک کابل اترنت امکان پذیر می کند، نصب را ساده کرده و پیچیدگی سیم کشی را کاهش می دهد.

4.6 ادغام کابینه

همه اجزا در یک کابینت دارای استاندارد IP65 در فضای باز ادغام شده اند که برای دوام و سهولت در استقرار طراحی شده است.

چیدمان داخلی:

بخش بالایی: کنترل کننده MPPT و حفاظت DC (شکن، حفاظت از نوسانات)

بخش میانی: سوئیچ 8 پورت PoE (IM-FP288BGE)

بخش پایین: باتری LiFePO4

رابط های خارجی:

ورودی خورشیدی

خروجی دوربین/PoE

آپلینک فیبر

ویژگی های اضافی:

محفظه فولادی ضد خوردگی

سیستم تهویه یا خنک کننده فن

گلند کابل ضد آب

درب قفل دار برای امنیت

5. معماری سیستم

این سیستم به عنوان یک شبکه انرژی و داده حلقه بسته عمل می کند:

پنل های خورشیدی برق DC تولید می کنند

کنترلر MPPT باتری را تنظیم و شارژ می کند

باتری برق 48 ولت DC پایدار را تامین می کند

سوئیچ PoE برق و داده ها را بین دوربین ها توزیع می کند

داده های ویدیویی از طریق فیبر uplink منتقل می شود

این معماری عملکرد مداوم، راندمان بالا و حداقل نیازهای تعمیر و نگهداری را تضمین می کند.

6. مزایای کلیدی

6.1: عملیات کاملاً خارج از شبکه

بدون وابستگی به برق شهری، ایده آل برای استقرار از راه دور یا موقت.

6.2:طراحی یکپارچه

همه اجزا از پیش نصب شده و در یک کابینت بهینه شده اند.

6.3:قابلیت اطمینان بالا

سخت افزار درجه صنعتی عملکرد پایدار را در محیط های سخت تضمین می کند.

6.4:مقیاس پذیری

دوربین های اضافی یا استقلال بالاتر را می توان با ارتقاء ماژولار پشتیبانی کرد.

6.5:استقرار ساده شده

سیستم Plug-and-play زمان مهندسی و نصب در محل را به حداقل می رساند.

7. نتیجه گیری

این پروژه نشان می دهد که چگونه یک سیستم نظارتی PoE با انرژی خورشیدی به خوبی طراحی شده می تواند به طور موثر چالش های نظارت از راه دور را حل کند.

با ترکیب تولید انرژی، ذخیره سازی و زیرساخت شبکه در یک راه حل یکپارچه، سیستم ارائه می دهد:

• نظارت قابل اعتماد 24/7
• کاهش پیچیدگی نصب
• بهره وری عملیاتی بلند مدت

چنین راه حل هایی در کاربردهایی مانند:

• نظارت بر امنیت از راه دور
• سایت های ساختمانی
• میدان های نفت و گاز
• پروژه های زیربنایی روستایی

این مورد، انتقال از تامین سخت‌افزار مستقل به یکپارچه‌سازی کامل سیستم را برجسته می‌کند، که ارائه ارزش بالاتر و تعامل قوی‌تر با مشتری را ممکن می‌سازد.

در صورت لزوم، بسته به نیازهای خاص پروژه، می‌توان سیستم را برای پشتیبانی از استقلال بیشتر، تعداد دوربین‌های بیشتر یا ورودی‌های قدرت هیبریدی بیشتر سفارشی‌سازی کرد.

لطفابا ما تماس بگیریدبرای اطلاعات بیشتر