監(jiān)控射頻方案

PAGEPAGE12汕頭市第二中學(xué)北校區(qū)閉路監(jiān)控防盜系統(tǒng)方案設(shè)計及簡要說明汕頭市勵進(jìn)科0754-88899906前言

隨著經(jīng)濟(jì)迅猛發(fā)展及人民生活水平穩(wěn)步提高，監(jiān)控、防盜作為安全防范及迅速捕獲動態(tài)信息的手段，被廣泛應(yīng)用到各種領(lǐng)域。安全防范要求的提高及應(yīng)用領(lǐng)域的拓展，使監(jiān)控系統(tǒng)自身獲得很大發(fā)展，由原來單對單監(jiān)控發(fā)展到現(xiàn)在幾十甚至幾百點同步監(jiān)控。傳統(tǒng)監(jiān)控采用視頻基帶方式來傳輸視頻信號，每個點回傳需要一根視頻電纜，控制信號需布控制電纜，而且傳輸距離在500米之內(nèi)。使大、中監(jiān)控系統(tǒng)傳輸出現(xiàn)布線煩瑣、施工復(fù)雜，控制傳輸、另布電纜、不易擴(kuò)充、難于維護(hù)、傳輸受限、無法遠(yuǎn)傳等疑難問題，從而引發(fā)了對監(jiān)控傳輸模式新的思考。防盜系統(tǒng)更是日新月異，在傳統(tǒng)基礎(chǔ)上又引進(jìn)了新的技術(shù)，使得防盜系統(tǒng)更為完善，更為可靠。監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域拓展，也在遠(yuǎn)距離傳輸、信號集成度、傳輸抗干擾上提出更高的要求，傳統(tǒng)監(jiān)控的傳輸方式，顯然已經(jīng)不能與實際需求相配套，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足安全防范及可視化管理的需要了，其集中表現(xiàn)在以下幾個方面：布線繁瑣、施工復(fù)雜：一根同軸電纜只能傳輸一路視頻信號，布線繁瑣，施工量大，施工周期長；傳輸受限、極為不便：標(biāo)準(zhǔn)傳輸距離為300米，無法實現(xiàn)長距離傳輸，加視頻放大器使噪聲加入并放大，圖像質(zhì)量無法保證；不易擴(kuò)充、難于維護(hù)：添加監(jiān)控點需重新布視頻電纜，施工極為不便。由于所布電纜過多，維護(hù)起來非常麻煩；控制傳輸、另布電纜：無法實現(xiàn)雙向傳輸，需單布RS485控制電纜，使原本復(fù)雜的系統(tǒng)更加繁瑣；低頻傳輸、抗干擾差：傳統(tǒng)監(jiān)控視頻信號采用基帶方式在同軸電纜中利用低頻進(jìn)行傳輸，易受高頻電磁波干擾，使圖像出現(xiàn)網(wǎng)紋和噪點；副控添加、極為不易：添加副控需把所有視頻信號和控制信號引到副控制室，要布很多電纜，施工難度大；功能單一、兼容性差：監(jiān)控所用同軸電纜只能傳輸視頻信號功能單一，無法做到既傳視頻信號又傳控制信號和報警信號，兼容性差。

隨著監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域拓展及安全防范集成化要求使存在以上缺陷傳統(tǒng)監(jiān)控傳輸模式局限性充分暴露無遺,建設(shè)集成監(jiān)控傳輸?shù)膶掝l共纜“一線通”傳輸模式成為當(dāng)務(wù)之急。近年來調(diào)頻調(diào)制、單片機(jī)應(yīng)用的推廣與發(fā)展使開發(fā)功能齊全、兼容性強(qiáng)、科學(xué)先進(jìn)的新一代電視監(jiān)控傳輸系統(tǒng)成為可能。技術(shù)方案

一、用戶需求與分析

隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)與信息技術(shù)的飛速發(fā)展，監(jiān)控及報警等防范技術(shù)的出現(xiàn)，一個“可視化、安全化、集成化”的安全時代已經(jīng)到來。特別是進(jìn)入二十一世紀(jì)以來，監(jiān)控系統(tǒng)隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，應(yīng)用到安防、教育、管理、工業(yè)探測、森林防火等領(lǐng)域。根據(jù)汕頭市第二中學(xué)北校區(qū)教室的分布的情況：二樓試室4間，三樓試室5間，四樓試室5間，五樓試室5間，六樓試室3間共有二十二間試室。為了更好的節(jié)約材料我們將監(jiān)控中心設(shè)在三樓，每間試室使用一個廣角攝像機(jī)作為前端可視設(shè)備及在每個教室上安裝有高靈敏度拾音器可方便實現(xiàn)聲、影同步。

根據(jù)我國監(jiān)控現(xiàn)狀與發(fā)展方向，考慮現(xiàn)階段要求系統(tǒng)集成、簡潔布線、維護(hù)方便的具體情況，結(jié)合我們十幾年的行業(yè)經(jīng)驗，采用VC編程、單片機(jī)、頻分復(fù)用、虛擬算法等先進(jìn)科學(xué)研發(fā)的“秋田”寬頻共纜“一線通”電視監(jiān)控傳輸系統(tǒng)。該系統(tǒng)可實現(xiàn)采用一根電纜同時傳輸十六路監(jiān)控及控制信號，以全新的理念架構(gòu)了“寬頻集成化、布線簡潔化、傳輸雙向化、遠(yuǎn)距抗擾化”的眾系統(tǒng)、多路信號共纜“一線通”傳輸平臺：完全創(chuàng)建了“一條大路通羅馬”的贊新格局，實現(xiàn)了監(jiān)控系統(tǒng)里程式跨越。并以其“高效、實用、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)”等特點得到廣大弱電集成商和監(jiān)控工程商的贊譽(yù)。

二、設(shè)計依據(jù)

工程方案的制定、設(shè)計，依照國家有關(guān)文件、標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)定，主要有：

《中華人民共和國安全行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)》GA/T75-PT

《民用閉路電視系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范》GBJ42-1981

《30MH—1GHZ聲音電視信號電纜分配系統(tǒng)》GB6510—86《民用建筑電器設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》GB/T50314《安全防范工程程序與要求》GA/G75-94《視頻安防監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)要求》GAT367-2001《電視系統(tǒng)視頻指標(biāo)》ccirrecommendation472-3《工業(yè)企業(yè)通信接地設(shè)計規(guī)范》及有關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)三、設(shè)計原則

進(jìn)行設(shè)計時將本著“先進(jìn)性、穩(wěn)定性、經(jīng)濟(jì)性”相統(tǒng)一的原則進(jìn)行設(shè)計。

先進(jìn)性：充分考慮到電子時代，科學(xué)技術(shù)迅猛發(fā)展的趨勢，在技術(shù)上著眼超前。采用單片機(jī)、中頻處理、頻分復(fù)用、FSK調(diào)制等先進(jìn)科學(xué)技術(shù)研發(fā)的“秋田一線通”電視監(jiān)控傳輸系統(tǒng)，可用“一根”同軸電纜雙向?qū)掝l傳輸十多路監(jiān)控信號，所采用的技術(shù)成熟、穩(wěn)定可靠，傳輸方式獨辟溪徑，大大簡化了布線結(jié)構(gòu)，降低了費(fèi)用。此系統(tǒng)無論在國內(nèi)還是國外都是非常先進(jìn)的監(jiān)控傳輸系統(tǒng)解決平臺。

穩(wěn)定性：安全防范及可視化管理系統(tǒng)建設(shè)目的是保證人民的生命財產(chǎn)不受侵犯或通過此系統(tǒng)進(jìn)行嚴(yán)格的監(jiān)視管理，其穩(wěn)定性是架設(shè)系統(tǒng)要考慮的首當(dāng)其沖的問題。寬頻共纜“一線通”電視監(jiān)控傳輸系統(tǒng)是基于成熟穩(wěn)定的有線電視同軸傳輸技術(shù)工作的，而有線電視技術(shù)在我國應(yīng)用已經(jīng)有二、三十年的歷史了，其穩(wěn)定可靠性不容置疑。

經(jīng)濟(jì)性：對于建設(shè)監(jiān)控項目來說，性能優(yōu)越、技術(shù)先進(jìn)是首要考慮的問題，經(jīng)濟(jì)性也忽略不得。我們在設(shè)計時充分考慮到這一層面，既使系統(tǒng)架設(shè)先進(jìn)簡易又不失經(jīng)濟(jì)可靠。十多路監(jiān)控信號采用“一根”電纜傳輸不僅可以大大減少施工材料和施工費(fèi)用、工期縮減過半，而且還減少了系統(tǒng)維護(hù)費(fèi)用，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和抗干擾能力。四、設(shè)計理念及設(shè)計模式1、監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計理念為架構(gòu)高效、實用高科技現(xiàn)代化電視監(jiān)控系統(tǒng)，用獨特簡潔的布線方式建設(shè)“一線通”寬頻共纜雙向傳輸平臺，以實現(xiàn)監(jiān)控信號集成性傳輸來節(jié)省系統(tǒng)費(fèi)用，提高系統(tǒng)穩(wěn)定性和抗干擾能力。

系統(tǒng)設(shè)計模式為采用秋田寬頻共纜“一線通”電視監(jiān)控傳輸系統(tǒng)，采用一根75-7同軸電纜傳送十多路視頻信號，圖像信號通過混合器調(diào)制到75-7同軸電纜上行傳輸，終端再通過調(diào)制解調(diào)器將每一路視頻信號解調(diào)出來。2、防盜系統(tǒng)設(shè)計理念為前端通過紅外對射發(fā)射和接收，形成一道隱形的網(wǎng)，只要有人擋住紅外線，或切斷線路，終端得不到回路就馬上報警，并到防盜功能并及時起來提醒作用。五、寬頻共纜“一線通”電視監(jiān)控傳輸系統(tǒng)特點及功能

所謂寬頻是相對于傳統(tǒng)監(jiān)控采用視頻基帶傳輸而言的，同軸電纜的帶寬為0~1000MHz，而傳統(tǒng)監(jiān)控信號只占用其中的0~6MHz，帶寬利用率不到1%。寬頻指的是為充分利用同軸電纜資源空間，將多路視頻信號調(diào)制到不同載波上。共纜就是將調(diào)制到不同載波的視頻信號集成到“一根”同軸電纜雙向傳輸。

布線簡單、線纜利用率高：一根普通75-7同軸電纜就可以用來傳送十多路視頻信號。點對點傳輸，也可以進(jìn)行總線樹型、星型結(jié)構(gòu)的連接將多個點合成一根總線進(jìn)行圖像、控制的傳輸。高頻同軸電纜傳送視頻信號，無須另外布線，提高了線纜利用率，同時避免了各種信號單獨布線帶來的麻煩，減少了工程造價。

特強(qiáng)抗干擾、適用廣泛：載波高頻傳輸方式能有效抑制共模干擾，即使在電廠有強(qiáng)干擾源的環(huán)境下使用，也能傳送高清晰、實時的圖像信號。

技術(shù)成熟、穩(wěn)定性高：利用有線電視高頻同軸電纜傳輸?shù)募夹g(shù)，在前端接入寬頻共纜調(diào)制器，在控制中心接入專用多路視頻解調(diào)器。這種寬頻共纜“一線通”監(jiān)控的傳輸設(shè)備價格便宜，使用起來也很簡單，無需專業(yè)知識，一次安裝，長期穩(wěn)定工作。數(shù)據(jù)調(diào)制、雙向傳輸：控制信號采用FSK數(shù)據(jù)調(diào)制技術(shù)，與攝像機(jī)回傳視頻信號在同一根電纜中雙向傳輸互不影響。擴(kuò)充簡單，平滑升級：總線拓?fù)涞慕Y(jié)構(gòu)，無須單獨布線，就地總線添加。

功能強(qiáng)大、擴(kuò)展性好：全面兼容監(jiān)控、報警、廣播，多功能雙向傳輸?shù)钠脚_實現(xiàn)傳輸新跨越,1000MHz帶寬空間設(shè)計，預(yù)留足夠的擴(kuò)展空間。

六、報警系統(tǒng)特點及功能紅外對射探測器全名叫“光束遮斷式感應(yīng)器”(PhotoelectricBeamDetector),其基本的構(gòu)造包括瞄準(zhǔn)孔`光束強(qiáng)度指示燈`球面鏡片`LED指示燈等.其偵測原理乃是利用紅外線經(jīng)LED紅外光發(fā)射二極體,再經(jīng)光學(xué)鏡面做聚焦處理使光線傳至很遠(yuǎn)距離,由受光器接受。當(dāng)光線被遮斷時就會發(fā)出警報。紅外線是一種不可見光，而且會擴(kuò)散，投射出去會形成圓錐體光束。紅外光不間歇一秒發(fā)1000光束，所以是脈動式紅外光束。由此這些對射無法傳輸很遠(yuǎn)距離（600米內(nèi)）。

利用光束遮斷方式的探測器當(dāng)有人橫跨過監(jiān)控防護(hù)區(qū)時，遮斷不可見的紅外線光束而引發(fā)警報。常用于室外圍墻報警，它總是成對使用：一個發(fā)射，一個接收。發(fā)射機(jī)發(fā)出一束或多束人眼無法看到的紅外光，形成警戒線，有物體通過，光線被遮擋，接收機(jī)信號發(fā)生變化，放大處理后報警。紅外對射探頭要選擇合適的響應(yīng)時間：太短容易引起不必要的干擾，如小鳥飛過，小動物穿過等；太長會發(fā)生漏報。通常以10米/秒的速度來確定最短遮光時間。若人的寬度為20厘米，則最短遮斷時間為20毫秒。大于20毫秒報警，小于20毫秒不報警。

紅外對射探測器主要應(yīng)用于距離比較遠(yuǎn)的圍墻、樓體等建筑物，與紅外對射柵欄相比，他的防雨、防塵、抗干擾等能力更強(qiáng)，在家庭防盜系統(tǒng)中主要應(yīng)用于別墅和獨院。七、系統(tǒng)的組成

1、監(jiān)控系統(tǒng)：采用攝像機(jī)攝取圖像信號轉(zhuǎn)換為電信號，送至寬頻調(diào)制器對視頻信號進(jìn)行中頻調(diào)制，使多路監(jiān)控信號可以通過“一根”同軸電纜遠(yuǎn)距離回傳并具有很強(qiáng)抗干擾能力。調(diào)制后的信號經(jīng)由同軸電纜網(wǎng)絡(luò)、雙向放大器放大上行傳輸?shù)酵ㄓ崝?shù)據(jù)雙向檢出器，輸出到單路或多路視頻解調(diào)器，解調(diào)還原出標(biāo)準(zhǔn)視頻信號給硬盤錄像機(jī)再通過監(jiān)視器進(jìn)行處理或監(jiān)看。2、防盜系統(tǒng)：利用紅外對射的信號的回路進(jìn)行判斷，只要有開路主機(jī)就會通過警號報警并顯示是哪個區(qū)域，有效地進(jìn)行防控。本機(jī)操作簡單，使用方便。八、系統(tǒng)功能多路圖像實時監(jiān)控功能：寬頻共纜監(jiān)控系統(tǒng)支持多路視頻的同步監(jiān)控能力。可以利用軟件管理和監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)上所有的監(jiān)控點，并自由選擇控制以達(dá)到集中監(jiān)控。

多路聲音圖像總線傳輸功能：可實現(xiàn)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)上所有的監(jiān)控點聲音、圖像一根總線回傳功能。

副控監(jiān)看管理功能：各分控點分別設(shè)置一套分控授權(quán)軟件，可以隨時隨地監(jiān)看、控制該區(qū)域內(nèi)監(jiān)控圖像。

遠(yuǎn)程多路報警功能：可將遠(yuǎn)端報警信號通過該系統(tǒng)回傳到（如緊急按鈕、紅外報警、火警等）監(jiān)恐中心。

視頻矩陣切換功能：通過多路音視頻解調(diào)器實現(xiàn)圖像矩陣的切換顯示功能。

多路圖像存儲顯示：在總控中心，對各層各試室圖像通過數(shù)字硬盤錄像主機(jī)中的圖像存儲功能，進(jìn)行實時錄像，并通過電視墻進(jìn)行循環(huán)顯示。

網(wǎng)絡(luò)傳輸功能：可在局域網(wǎng)中安裝客戶端軟件，進(jìn)行網(wǎng)上監(jiān)看管理功能。九、系統(tǒng)主件及說明

系統(tǒng)整體規(guī)劃為“寬頻集成化、布線簡潔化、傳輸雙向化、遠(yuǎn)距抗擾化”的以多路監(jiān)控圖像的“一線通”以徹底擯棄傳統(tǒng)監(jiān)控蜘蛛拉網(wǎng)式繁瑣布線結(jié)構(gòu)，，構(gòu)建總線式監(jiān)控傳輸新模式。監(jiān)控信號拾取單元：

監(jiān)控信號的發(fā)生單元，由攝像機(jī)和監(jiān)聽器所構(gòu)成。采用彩色紅外攝像機(jī)用于監(jiān)視整個區(qū)域情況。采用固定和變焦相結(jié)合，以達(dá)到遠(yuǎn)近可控。寬頻調(diào)制器：

信號寬頻調(diào)制器為寬頻共纜“一線通”電視監(jiān)控傳輸系統(tǒng)的信號調(diào)制單元，也是系統(tǒng)的點睛之筆。信號調(diào)制質(zhì)量的好壞將直接影響整個系統(tǒng)的性能和質(zhì)量，對此我們通過對監(jiān)控傳輸問題廣泛深入的市場調(diào)研和專業(yè)技術(shù)的仔細(xì)鉆研試驗，最終確定選用“秋田”的寬頻調(diào)制器來嚴(yán)格控制圖像調(diào)制質(zhì)量和幅度，以使圖像能通過同軸電纜遠(yuǎn)程鄰頻傳輸并有強(qiáng)的抗干擾能力。

3、多路視頻解調(diào)器

多路視頻解調(diào)器是寬頻共纜“一線通”電視監(jiān)控傳輸系統(tǒng)監(jiān)控信號多路解調(diào)設(shè)備，采用PLC頻率合成、I2C總線控制、日本一體化高頻調(diào)諧等先進(jìn)科學(xué)技術(shù)，可對每個視頻解調(diào)通道進(jìn)行頻道搜索存貯，并具有掉電記憶功能，使通過同軸電纜傳輸?shù)亩嗦繁O(jiān)控信號解調(diào)為標(biāo)準(zhǔn)視頻信號以實現(xiàn)硬盤錄像、畫面分割顯示等。該解調(diào)器具有搜索頻率準(zhǔn)確、解調(diào)穩(wěn)定、邊帶特性嚴(yán)格、帶外抑制度高等特性，非常適合多路射頻載波信號的解調(diào)。

該解調(diào)器由頻率搜索和頻率解調(diào)兩個部分組成，首先要通過軟件RS485或手動控制方式驅(qū)動數(shù)字調(diào)諧模塊鎖定通道調(diào)諧頻率，然后將輸入射頻信號進(jìn)行嚴(yán)格邊帶抑制、頻率合成處理等控制輸出所需標(biāo)準(zhǔn)音視頻監(jiān)控信號。

該解調(diào)技術(shù)不但已經(jīng)在有線電視行業(yè)廣為應(yīng)用，而且其技術(shù)成熟穩(wěn)定可靠，其解調(diào)音視頻技術(shù)指標(biāo)嚴(yán)格，可以達(dá)到4級以上國家有關(guān)監(jiān)控圖像標(biāo)準(zhǔn)，完全滿足閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)對圖像質(zhì)量的要求，很適合應(yīng)用于寬頻共纜“一線通”電視監(jiān)控傳輸系統(tǒng)。

4、放大器

放大器是寬頻共纜“一線通”電視監(jiān)控傳輸系統(tǒng)的中繼放大設(shè)備，采用PHILIPS/MOTOROLACATV模塊、群頻掃描、加權(quán)積分延時控制等先進(jìn)科學(xué)技術(shù)，對傳輸網(wǎng)絡(luò)中的信號進(jìn)行上行下行雙向中繼放大處理，使衰減的信號可以雙向放大0-30dB來遠(yuǎn)程傳輸。該放大器采用嚙合式鋅合金壓鑄外殼、防水性好、美觀大方，具有優(yōu)秀雙工濾波、帶內(nèi)平坦度高、邊帶抑制度高、熱噪聲低、自動增益控制（AGC）功能優(yōu)異等特性，非常適合用于室內(nèi)或野外對雙向射頻載波進(jìn)行雙向放大。

該設(shè)備主要由雙向濾波和放大模塊所組成，首先由雙向濾波模塊對系統(tǒng)中的射頻載波信號進(jìn)行頻率分割，雙向濾除阻帶信號只讓通帶（既上行或下行）信號通過，而后分別送至放大模塊進(jìn)行對信號進(jìn)行放大處理，然后放大后的信號通過頻分復(fù)用電路混合到同軸電纜中繼續(xù)雙向傳輸。在信號被放大的同時正反向通道衰減量、均衡量都是可以調(diào)節(jié)的，而且此放大器常被用于野外不同環(huán)境，所以各端口均設(shè)計過流分支功能，可通過內(nèi)饋AC60V供電。

放大器適用于寬頻共纜“一線通”電視監(jiān)控傳輸系統(tǒng)或HFC光電混合遠(yuǎn)程傳輸網(wǎng)絡(luò)中光結(jié)點之后的雙向分配網(wǎng)絡(luò)，也可用于有線電視網(wǎng)絡(luò)信號雙向放大處理。5、報警主機(jī)采用國為大品牌“楓葉”，以其行業(yè)的品牌性、專業(yè)性生產(chǎn)的具有可靠性高，可操作性強(qiáng)，可擴(kuò)展性好的產(chǎn)品。深受國內(nèi)工程商的喜愛。

十、系統(tǒng)配置及附材清單

577100180309001209557903682285963308257710018030900123865761373997357606965771001803090013594578077579902515512577