建筑設(shè)備自動化系統(tǒng)課程設(shè)計剖析

1、課程設(shè)計任務(wù)書課題名稱建筑設(shè)備自動化系統(tǒng)學院（部）電子與控制工程學院12 月_26_日至 1 月 _6_ 日共 2 周指導教師（簽_2017年 1 月 5日目錄一、設(shè)計要求11. 設(shè)計內(nèi)容12. 技術(shù)要求23. 給定條件24. 發(fā)揮部分2二、設(shè)計系統(tǒng)簡介 2三、設(shè)計思想3四、設(shè)計依據(jù)3五、子系統(tǒng)設(shè)計4六、設(shè)備選型8七、結(jié)束語10八、設(shè)備清單10一、設(shè)計要求1. 設(shè)計內(nèi)容1 ）圖書實驗樓公共區(qū)域；2）實驗室；3）辦公室4 ）閱覽室2. 技術(shù)要求1） 采用全數(shù)字式電視監(jiān)控系統(tǒng)（前端采用網(wǎng)絡(luò)攝像機或攝像機加VideoStreame）2）公共區(qū)域無死角，實驗室考慮安全要求3）主控室在五樓網(wǎng)絡(luò)中心3.

2、給定條件1）某圖書實驗樓圖紙及建筑概況4. 發(fā)揮部分設(shè)計入侵報警系統(tǒng)并與視頻監(jiān)控系統(tǒng)聯(lián)動、設(shè)計系統(tǒng)簡介DVR硬盤錄像機（digital video recorder ），相對于傳統(tǒng)的模擬視頻錄像機， 采用硬盤錄像，故常被稱為硬盤錄像機。它是一套進行圖像存儲處理的計算機系 統(tǒng)，具有對圖像/語音具有長時間錄像、錄音、遠程監(jiān)視和控制的功能，DVR集合了錄像機、畫面分割器、云臺鏡頭控制、報警控制、網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)任骞δ芗谝?身，用一臺設(shè)備就能具有模擬監(jiān)控系統(tǒng)一大堆設(shè)備的功能，而且在價格上也越來越占有優(yōu)勢。DVR采用的是數(shù)字錄用技術(shù)，在圖像處理、圖像儲存、檢索、備份，以及 網(wǎng)絡(luò)傳遞、遠程控制等方面也遠遠優(yōu)于

3、模擬監(jiān)控設(shè)備。DVR代表了電視監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展方向，是目前市面上電視監(jiān)控系統(tǒng)的首選產(chǎn)品。目前市面上主流的壓縮技術(shù)有 MPEG-2、 MPEG-4、H.264等，而 MPEG-4、H.264是國內(nèi)最常見的壓縮方式。從壓縮卡上分有軟壓縮和硬壓縮兩種。軟壓受CPU影響太大，做不到全時顯示圖像和錄像，故逐漸被硬壓縮取代。從攝像機輸入錄像上分為1路、2路、4路、6路、9路、12路、16路、32路，甚至更多路數(shù)。總的來說，按系統(tǒng)結(jié)構(gòu)可分為兩大類：基于 PC架構(gòu)的PC式DVR和脫離 PC架構(gòu)的嵌入式DVR。這里，我們采用嵌入式硬盤錄像機。硬盤錄像機的主要功能包括：監(jiān)視功能、錄像功能、回放功能、報警功能、控制功

4、能、網(wǎng)絡(luò)功能、密碼授權(quán)功能和工作時間表功能等。三、設(shè)計思想本設(shè)計以行業(yè)標準作為設(shè)計依據(jù)，同時做到最精最簡，結(jié)合圖書實驗樓的具 體情況，用最佳設(shè)計方案體現(xiàn)最高的性能價格比， 是本方案設(shè)計的指導思想，也是本方案設(shè)計的基本出發(fā)點和追求的目標。根據(jù)所給圖書實驗樓的總體建筑平面圖,決定前端設(shè)計米用咼清晰云臺彩色控制信號傳輸采用帶屏蔽專用控制中央控制系統(tǒng)采用數(shù)字視頻錄像機網(wǎng)絡(luò)攝像機，視頻傳輸采用抗干擾同軸電纜, 電纜，保證視頻信號和控制信號的準確傳輸,(DVR)，可以實現(xiàn)循環(huán)錄像，并方便檢索回放。本設(shè)計除卻精簡的目的之外，同時還包含有方便、安全性、兼容性、操作性 等多重因素。四、設(shè)計依據(jù)本方案設(shè)計根據(jù)甲方

5、常規(guī)要求，并遵循以下國家相關(guān)部門制定的設(shè)計規(guī)范要 求。主要包括：GB/T50314-2000智能建筑設(shè)計標準。 GBJ232-92電氣裝置安裝工程施工及驗收規(guī)范。 GB4943-95信息技術(shù)設(shè)備(包括電氣事務(wù)設(shè)備)的安全。GB50395-2007視頻安防監(jiān)控系統(tǒng)工程設(shè)計規(guī)范五、子系統(tǒng)設(shè)計視頻電視監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)該說是跨學科跨行業(yè)的系統(tǒng)工程，以功能要求的不同可 分為以下幾個方面：1）前端攝像系統(tǒng)。2）視頻傳輸系統(tǒng)。3）視頻控制系統(tǒng)。4）視頻顯示和記錄系統(tǒng)。攝像部分是電視監(jiān)控系統(tǒng)的前沿部分， 起著監(jiān)視掃描作用，對整個系統(tǒng)至關(guān) 重要。它把監(jiān)視的內(nèi)容變?yōu)閳D像信號，傳送控制中心的監(jiān)視器上，攝像部分的好 壞及它

6、產(chǎn)生的圖像信號質(zhì)量將影響整個系統(tǒng)的質(zhì)量。傳輸部分是傳輸系統(tǒng)圖像信號的途徑和通道?？刂撇糠终瓶卣麄€系統(tǒng)中樞，是整個系統(tǒng)的“心臟”和“大腦”，是實現(xiàn)整 個系統(tǒng)功能的指揮中心。顯示部分一般是由幾臺或多臺監(jiān)視器組成，它的功能是將傳送過來的圖像一 一顯示出來。結(jié)構(gòu)圖如下：圖11）攝像部分攝像部分安裝在圖書實驗樓的各個角落或屋頂，一般安裝在監(jiān)視現(xiàn)場，它一 般包括攝像機、鏡頭、防護罩、支架和云臺等。它的作用是對監(jiān)視區(qū)域進行攝像 并將其轉(zhuǎn)換成電信號，以便監(jiān)控。攝像機攝像機分為彩色和黑白兩種，一般黑白攝像機要比彩色的靈敏度高，比較適合用于光線不足的地方，如果使用的目的只是監(jiān)視景物的位置和移動，則可采用黑白攝像機

7、；如果要分辨被攝像物體的細節(jié)，比如分辨衣服或景物的顏色，則 選用彩色的效果會較好。鏡頭常用鏡頭種類包括以下幾種：手動/自動光圈定焦鏡頭和自動光圈變焦鏡頭 兩種。定焦鏡頭分為標準鏡頭和廣角鏡頭兩種。這里由于圖書館的安全要求級別， 我們米用定焦鏡頭。云臺云臺是安裝、固定攝像機的支撐設(shè)備。水平云臺適用于監(jiān)視范圍不大的情況， 在水平云臺上安裝好攝像機后可調(diào)整攝像機俯仰的角度，達到最好的監(jiān)視角度后可遙控水平旋轉(zhuǎn)。全方位云臺適用于對大范圍進行掃描監(jiān)視，它可以大大增加攝像機的監(jiān)視范 圍。云臺高速姿態(tài)是由兩臺執(zhí)行電動機來實現(xiàn)，電動機接受來自控制器的信號精確地運行定位。在控制信號的作用下，云臺攝像機既可自動掃描

8、監(jiān)視區(qū)域， 也可 在監(jiān)控中心值班人員的操縱下跟蹤監(jiān)視對象。一般來說，水平旋轉(zhuǎn)角度為0°350°,垂直旋轉(zhuǎn)角度為+90°。恒速云臺 的水平旋轉(zhuǎn)速度一般在3°10° /s，垂直速度為4 /s左右。變速云臺的水平 旋轉(zhuǎn)速度一般在0°32° /s，垂直旋轉(zhuǎn)速度在0°16° /s左右。在一些高速 攝像系統(tǒng)中，云臺的水平旋轉(zhuǎn)速度高達 200。/s以上，垂直旋轉(zhuǎn)速度在 30° /s 以上。防護罩防護罩用來保護攝像頭不受損壞，同時起隱蔽作用。防護罩分室內(nèi)和室外 兩種。室內(nèi)的防護罩主要是防塵，有的也有作隱蔽作用，

9、使監(jiān)視場合和對象不易 察覺受監(jiān)視；室外防護罩的功能主要有防曬、防雨、防塵和防凍等作用。一般的 室外防護罩都配有溫度繼電器，在溫度高時自動打開風扇冷卻，溫度低時自動加 熱；下雨時可以人工控制雨刷器刷雨；有的室外防護罩的玻璃還可以加熱，當防 護罩上有結(jié)霜時，可以加熱除霜。本設(shè)計主要使用室內(nèi)防護罩。前端攝像機點位分布情況如下:一樓：云臺型彩色網(wǎng)絡(luò)攝像機5臺。球型攝像機10臺二樓：云臺型彩色網(wǎng)絡(luò)攝像機10臺。球型攝像機9臺三樓：云臺型彩色網(wǎng)絡(luò)攝像機20臺。球型攝像機16臺四樓：云臺型彩色網(wǎng)絡(luò)攝像機28臺。五樓：云臺型彩色網(wǎng)絡(luò)攝像機10臺。球型攝像機10臺六樓：云臺型彩色網(wǎng)絡(luò)攝像機8臺。球型攝像機10臺

10、七樓：云臺型彩色網(wǎng)絡(luò)攝像機6臺。球型攝像機7臺2）攝像控制部分由于控制臺需要操作的內(nèi)容時間都很多，因此控制臺的操作一般都采用計算機系統(tǒng)，以用戶軟件編程的全鍵盤方式來完成驅(qū)動云臺巡視、視頻切換、報警處理、設(shè)備狀態(tài)自檢等工作?，F(xiàn)在推出的數(shù)字視頻監(jiān)控報警系統(tǒng)采用計算機多媒體技術(shù)，以CCDg像機作為監(jiān)控探頭，攝像機將獲取的視頻信號傳輸?shù)街鳈C， 主機里的高速圖像處理器進 行數(shù)字化處理，將視頻信號形成的圖像與背景圖像進行分析比較， 若發(fā)現(xiàn)有差異 就報警，因為這是一種全屏幕報警，因而不易漏報。同時主機自動采集報警圖像 并存入計算機，事后用戶可根據(jù)時間、地點隨時查閱報警現(xiàn)場的圖像，以了解報 警原因。系統(tǒng)將電視

11、監(jiān)控系統(tǒng)與報警合二為一， 實現(xiàn)了監(jiān)視、報警與圖像記錄的 同步進行，而且這種系統(tǒng)中沒有錄像機，沒有視頻分配器，一切報警記錄都在計 算機的硬盤內(nèi)，所有操作都根據(jù)屏幕上的軟件提示動作， 對使用者來說是一種全 新概念的安全防護系統(tǒng)?？刂葡到y(tǒng)的切換方式主要有2種：單步切換方式和順序切換方式。3）攝像傳輸部分（包括視頻信號和控制信號的傳輸）視頻信號的傳輸可用同軸電纜、光纖或雙絞線，用雙絞線傳輸時需可視頻 轉(zhuǎn)換適配器。控制信號的傳輸方式包括:直接控制：控制中心直接把控制量，如云臺和變焦距鏡頭的電源電流等， 直接送入被控設(shè)備。特點是簡單、直觀、容易實現(xiàn)。在現(xiàn)場設(shè)備比較少，主機為 手動控制時適用。但在被控的云臺

12、、鏡頭數(shù)量很多時，控制線纜數(shù)量多，線路復 雜，所以在大系統(tǒng)中不采用。多線編碼的間接控制：控制中心把控制的命令編成二進制或其它方式的并 行碼，由多線傳送到現(xiàn)場的控制設(shè)備，再由它轉(zhuǎn)換成控制量來對現(xiàn)場攝像設(shè)備進 行控制。這種方式比上一種方式用線少，在近距離控制時也常采用。通訊編碼的間接控制：隨著微處理器和各種集成電路芯片的普及，目前規(guī) 模較大的電視監(jiān)控系統(tǒng)大都采用通信編碼， 常用的是串行編碼。它的優(yōu)點是：用 單根線路可以傳送多路控制信號，從而大大節(jié)約了線路費用，通訊距離在不加中 間處理情況下達可達1km公里以上，加處理可傳10Km以上。這樣就克服了前面 兩種方式的缺陷。本系統(tǒng)采用此種控制。除了以上方

13、法外，還有一種控制信號和視頻信號復用一條電纜的同軸視控傳 輸方式。這種方式不需另鋪設(shè)控制電纜。它的實現(xiàn)方法有兩種：一種是頻率分割， 即把控制信號調(diào)制在與視頻信號不同的頻繁范圍內(nèi)，然后同視頻信號一起傳送， 到現(xiàn)場后再把它們分解開；另一種方法是利用視頻信號場消隱期間傳送控制信號 （同軸視控）。這種方法在短距離傳送時明顯比其它方法要好，但設(shè)備的價格相 對也比較昂貴。4）顯示與記錄顯示與記錄設(shè)備安裝在控制室內(nèi)，主要有監(jiān)視器、硬盤錄像機和一些視頻處 理設(shè)備。現(xiàn)在有一種電視監(jiān)控系統(tǒng)把云臺、變焦鏡頭和攝像機封裝在一起組成一體 化攝像機。它們配有高級的伺服系統(tǒng)，云臺具有很高的旋轉(zhuǎn)速度，還可以預置監(jiān) 視點和巡視

14、路徑。平時按設(shè)定的路線進行自動巡視， 一旦發(fā)生報警，就能很快地 對準報警點，進行定點的監(jiān)視和錄像。一臺攝像機可以起到幾個攝像機的作用。六、設(shè)備選型1）?？低?DS-2DF7296-A 產(chǎn)品類型：網(wǎng)絡(luò)攝像機 分辨率：2048X 1536 鏡頭參數(shù)：4.5-135mm 最低照度：0.02Lu2）云臺型彩色網(wǎng)絡(luò)攝像機DS-68B系列1/3 SONY CCD6顆25+6顆8紅外燈鏡頭可選：12毫米、25毫米自動白平衡自動增益12VDC3）攝像機防護罩（YHT300YHT300隔爆全天候攝像機防護罩產(chǎn)品特點：米用不銹鋼材料制造?？砂惭b帶定焦或變焦鏡頭的攝像機。具備遮陽罩和雨刮器組件。視窗采用堅固的鋼化

15、凹凸玻璃。護罩后部有3個出線孔。防護等級IP67。室內(nèi)、室外安裝，全天候使用。可選擇24VAC或者220VAC或者12VDC供電4）網(wǎng)絡(luò)視頻解碼器（243Q4路視頻服務(wù)器在所有分辨率下均可實現(xiàn)全幀率 MPEG-4/Motion JPEG視頻流內(nèi)置視頻移動偵測和報警前/后圖像緩存功能支持PTZ和球型攝像機集成雙向音頻支持所有分辨率下均可實現(xiàn)全幀率 MPEG-4/Motion JPEG視頻流。5）網(wǎng)絡(luò)存儲設(shè)備（10TB磁盤陣列）將攝像頭傳來的信息存儲?？梢苑植浇o各個樓層再分配。并且可以在每臺視 頻服務(wù)器掛載10TB的Raid存儲，不再需要超大容量的磁盤陣列?；诒鞠到y(tǒng)的 設(shè)計要求，10TB已滿足要

16、求，足夠使用。6）視頻服務(wù)器DVM R20（要求條目Database serverCamera serverClie ntCPUP4 或 Xeon 3.2G 以上P4或Xeon3.2G以上 如果需要視頻分析建議用雙 CPUP4 或 Xeon2.4G 以上內(nèi)存>1GB建議 2GB>1GB512MB硬盤2個獨立的硬盤空間（或RAID）,40GB給操作系 統(tǒng),SQL 等,40GB給 DVM軟件40GB給操作系統(tǒng),獨立 的硬盤或RAID給視頻錄 象10GB給操作系統(tǒng)驅(qū)動器CD-ROMCD-ROMN/A顯示分辨率1024*768,65k 逐行1024*768,65k 逐行1024*768,2

17、4 位彩色顯卡要求N/AN/A>32M顯存屏幕打印機N/AN/AEBI工作站建議配置打 印機多顯卡N/AN/A根據(jù)操作系統(tǒng)支持多顯 卡7）DVR系統(tǒng)：DVF數(shù)據(jù)庫服務(wù)器1臺。DVR視頻服務(wù)器7臺（一臺視頻服務(wù)器可以管理數(shù)十臺攝像機）。其中可另增加一臺視頻服務(wù)器作為備份使用 存儲設(shè)備（12T磁盤陣列）。電視墻（21寸彩色LCD顯示器） 網(wǎng)絡(luò)部分：序號設(shè)備名稱設(shè)備型號數(shù)量（臺）生產(chǎn)廠家核心交換機，普通交換機?，F(xiàn)場設(shè)備包括：視頻采集編碼器（每臺攝像機占用一個通道的視頻采集編碼器，壓縮格式為 MPEG 4）。攝像機視頻同軸電纜，控制電纜。七、結(jié)束語這次課程設(shè)計讓我對智能建筑設(shè)計這門課程有了更深刻的了解，對智能建筑有了更形象化的認識，同時讓我懂得了課本上學來的知識在實際應(yīng)用 中遠遠不夠。我們雖然學習了這門課程，但真正做起課設(shè)才發(fā)現(xiàn)有很多不懂， 實際動手需要查資料，看標準，選型號等等，這需要認真、耐心等資質(zhì)。雖然這次課程設(shè)計比較難，但是從這次設(shè)計中所得到的提升確實巨大的。 因為智能建筑一門內(nèi)容比較新的課，而且我們的學時又非常