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电视监控系统设计范文1
关键词:智能楼宇;闭路电视;监控系统;设计
闭路电视(CCTV)监控系统是一种计算机控制的图像矩阵交换系统,也是目前应用广泛的安全设施,是智能建筑中楼宇自动化系统的重要组成部分。作为一种先进的、防范能力极强的综合系统,近几年,随着智能化建筑的不断普及,闭路电视监控系统在智能化建筑中也得到了广泛应用。
1 闭路电视监控系统的组成及原理
1.1闭路电视监控系统的组成
闭路电视监控系统通常由摄像、传输、控制、图像处理、显示等五个部分组成,系统从前端设备的摄像机到监控主机一般为点对点连接,以监控主机为中心构成星形网络,其组成如图1。
1.2 闭路电视监控系统的原理
摄像机拍摄图像与照相机拍摄照片的过程很类似,其中摄像机或数码相机的拍摄过程实现的是“光一电”实时转换过程,而传统照相机的拍摄过程实现的是“光一化学”非实时转换过程,因为它还需要将曝光后的胶片经化学处理后才可得到照相“底片(负片),进而再用底片去冲洗照片。“一次成像”相机也需要数分钟的化学反映后才能在浸有药液的相纸上显现出图像。
数码相机的原理其实更接近于摄像机,两者都是将空间景物发出(或反射)的光线透过光学镜头后在摄像机或数码相机的图像传感器(CCD或 CMOS)靶面上成像,经光电转换后输出反映空间景物的“像”的电信号。其中数码相机在每一瞬间只拍摄一幅图像并将其存储于介质中,而摄像机则连续不断地拍摄很多幅图像,并通过电子扫描及其他后续的处理电路源源不断地输出电信号,这个随时间变化的电信号即称作视频信号,可以送人监视器并在屏幕上重现出传感器上成的光像。闭路电视监控系统如图2 所示
2 闭路电视监控系统的设计
2.1设计方案的实现
2.1.1 设计依据
中国国家标准:GB50115-2009《工业电视系统工程设计规范》,国家建设部标准JGJ16-2008《民用建筑电气设计规范》,中华人民共和国国家标准GB50198-2011《民用闭路电视监视系统工程技术规范》,智能楼宇相关技术要求。
2.1.2 设计要求
(1)电视监控系统通常由摄像、传输、控制、图像处理、显示等五个部分组成,应具有对图像信号采集、显示、分配、切换控制记录和重放的基本功能。
(2)系统的制式宜与通用的电视制式相一致。
(3)系统设备、部件、材料的选择应符合下列要求:
应采用符合现行国家和行业有关技术标准的定型产品;系统中各种配套设备性能及技术要求应协调一直。
(4)电视监控系统宜采用黑白电视系统。
(5)在监视目标的同时,监听现场音响的电视系统应配置伴音系统。
(6)在监控区域内,灯光照度应符合摄像系统的要求。
(7)整个监控系统的技术指标应满足下列要求:1)视频信号输出幅度为(10.3)V(峰-峰);2)黑白电视水平清晰度大于等于350TVL(电视线);3)灰度大于等于8 级;4)信噪比大于等于38dB。
2.2系统设备的选用
2.2.1 摄像机及附属设备的选择
(1)摄像机的选择
摄像机是闭路电视监控系统最前端的设备,它的任务是将监视对象的图像转换为电信号,即把监视现场的画面变换成图像信号,然后再由监视器进行显示的装置,因此其性能直接影响到整个系统的运行。根据楼宇总体设计要求,确定每个监控点摄像机参数要求,选择摄像机型号。摄像机选择设计主要考虑参数为:黑白或彩色、水平清晰度、最低照度、供电电源、安装方式等。基于设计要求可以选用分辨率在480 线以上、照度为0.01Lux 的黑白CCD 摄像机。黑白CCD 摄像机具有惰性小、灵敏度高、抗强光照射、几何失真小、均匀性好、抗冲振、没有微音效应、小而轻、寿命长、图像质量好的特点,并且CCD 摄像机的信噪比大于46dB,对图像质量影响较小。
(2)摄像机镜头的选择
镜头应根据目标对象的活动性质、视距及视角而确定。合适的镜头选择由下列因素决定:再现景物的图像尺寸、处于焦距内的摄像机与被摄体之间的距离、景物的亮度等。
焦距是镜头的一个非常重要的指标。监控镜头的选择主要参照的参数也是焦距,镜头的焦距则可由下式计算:
则焦距:f=hD/H或f=vd/V
D 为镜头中心到被摄物体的距离;H 和V 分别为被摄物体的水平尺寸和垂直尺寸;h和v分别是被摄物体的象的水平尺寸和垂直尺寸,镜头特性参数之间的关系见如3。
(3)云台及防护罩的选择
云台是承载摄像机及镜头、防护照等一起依水平方向和垂直方向运动,以适应摄取不同方向和角度图像的一个机械运动装置。它按能实现的传动方向区分有水平云台和全方位云台两种,云台的设计应根据智能楼宇的视频监控范围进行选择,使得每台摄像机都允许存在不需要监控的死角,因此,选用水平355度,垂直180度的云台可以满足全部场合的使用要求。
所选防护罩主要用于防尘、防潮湿等。室外防护罩应具有全天候防护功能(可防高温、低温、风沙、雨雪、凝霜等),宜采用双重壳体密封结构,如有特殊需要,还可在防护罩内安装对闪电和电磁起防护作用的滤波器。
2.3控制方式及控制信号的传输
智能建筑中闭路电视监控系统图像信号的传输一般采用同轴电缆传输视频基带信号的传输方式,同时根据摄像机和监视器之间的距离可选择增设电缆补偿器。视频信号传输可采用SYV-75-5-2 同
轴电缆,信号电缆可采用RVV4 ×42/0.15 电缆。如传输距离超过1km,则需采用光纤传输设备或无线传输设备。
电视监控系统具有对云台、镜头、防护罩和电源的控制功能。根据控制中心与受控中心间的距离及受控设备的多少可选择直接控制、间接控制或数据编码微机控制等方式,通常我们也可以采用直接和间接混合的控制方式。
2.4 图像的处理及显示
闭路电视监控系统对所传输的图像信息具有切换、记录、重放、加工和复制等功能。为了完成多种功能,应配备如视频切换器、硬盘录像机、多画面处理器、字符发生器、控制键盘等设备组合的多媒体计算机控制终端,充分利用计算机丰富软件的优势,以实现多种控制功能。
监视器是闭路监控电视系统的终端显示设备。监视器的选择应根据整套系统的技术性能指标及使用目的来选择,其制式应与系统的摄像机一致,清晰度应相当或略高于摄像机的清晰度,以充分发挥摄像机的性能,其大小和数量应根据楼宇监控中心面积、人员配置等实际工程配置进行设置。
3 结语
总之,随着科学技术的发展,闭路电视监控系统设备价格越来越低,综合性能不断提高,闭路电视监控系统已经成为智能楼宇安全监控的重要部分。本文主要对闭路电视监控系统及规划进行了论述,随着工程实践的深入和发展,闭路电视监控系统必将在智能楼宇的安全防范发挥更加重要的作用。
参考文献:
电视监控系统设计范文2
【关键词】县级广播电视台 视频监控系统 建设
一、县级广播电视台视频监控系统需求分析
(一)系统管理需求
(1)标准通用化设计。由于管理体系的调整和变更是不可避免的,系统所管理的对象和内容不可能一成不变,需要进行通用化设计,系统有较好的适应能力,可以满足管理调整的现实要求;
(2)成熟性。软件开发采用成熟的系统开发与集成方式,尽可能利用已有的技术成果,加快实施进度,降低建设风险。
(3)稳定可靠性。确保系统7*24小时运行,用户操作不会构成对系统严重影响,可实现无限次数回溯和日志管理以确保数据可靠。
(4)并发性。允许大并发用户操作,保持系统稳定与安全。
(5)流程化业务数据管理。 系统能根据不同的权限和管理内容,对不同数据的数据维护、数据审核、数据整理运行和数据分析利用方面进行必要的流程化设计,以满足管理规范化的物资事务流转和数据利用。
(6)良好的安全性。要保证本系统信息传输的安全性,防止信息泄漏等。
(7)良好的可扩展性。考虑到未来,业务的内容和形式都可能发生变化,当需要为系统增加新的功能或是需要对现有功能进行改进和改变时,能快速的适应业务发展的需要。
(二)平台建设需求
视频监控平台应实现花都区广播电视台新建及原有监控点的集中管理和镇级广播站对广播图像的分级调用,满足对各级用户登录账户的鉴权、安全认证管理,同时支持对社会图像资源的整合;具有视频专网和社会单位其它视频网络间的边界管理、转发功能,为各级部门和其它业务系统提供视频信息。
对于社会资源以平台方式通过安全接入设备接入“道路视频应用共享平台”。即将花都区道路视频监控联网系统基础接入级平台改造为视频应用共享平台,将社会资源整合后接入至共享平台供各使用单位进行调用。
能够实现平台对于所采集的视频数据进行智能分析的功能,根据目前花都电视台监控平台设计的智能分析模块功能进行设计。具体内容项可参考但不仅限于以下功能项:关键区域警戒、聚检测、重要场合人流统计、滞留/徘徊检测、异常行为分析、周界防范、视频诊断等
建设中需遵循电视台相关安全规定,支持接入各类视频监控资源;实现对本级监控资源的调用、显示、存储、控制和设备运行状态的实时监控,严格用户访问、授权管理,保障平台与数据库安全,实现各级监控中心对视频资源的阅、控、存、管,确保系统的安全运行。
(三)视频传输通道建设需求
为了保证视频信息资源传输的安全,应建立视频监控专用VPN通道,监控系统的平台、监控中心和前端监控点通过VPN通道组建监控专网,实现视频监控信息在专网内的流转,同时通过对视频专网的安全设计,实现与广播电视台网的安全链接。
(四)视频监控系统整合接入需求
为了综合利用各类视频监控资源,充分整合广播电视台自建监控资源及道路监控资源、广播站监控等其它社会监控资源,以“就近接入”的原则,系统可采用数字与模拟结合的方式对原有图像监控系统进行整合,并实现模拟与数字混合监控联网互通互调功能,适用不同的传输环境;接口方式必须遵循部、省及行业标准规范,使系统具有较高的灵活性,方便扩展及与其它系统互联;在前端设备、业务管理、设备管理等方面提供全系列的SDK或API,提供多种业务接口,供定制开发或与其它系统的互联互控。
二、总体建设任务
(一)前端监控点的建设
前端摄像机对监控目标的图像信息采集,是监控系统的原始信号源,其选址、设备质量及图像可辨识度决定着整个系统的功能与性能水平。新建视频监控点的布点按照《城市监控报警联网系统管理标准第1部分:图像信息采集、接入、使用管理要求》(GA/T792.1-2008)执行。
通过监测前端处理模块将ASI/(}PSK/SDI/HDSDI等各种信号输入源进行采集,对信源的信道物理量以及码流标准参数进行实时监测和分析,结果通过网口发送到上位机,同时,经过高速处理把TS包封装为IP包,进行组播,通过局域网络,发送到指定IP的主机中。
多画面显示监测报警模块通过交换机接收监测前端实时发送的组播TS流,完成视音频内容的解码,通过大屏幕显示设备将标清、高清节目显示在多画面上并实时显示监测信息;此模块支持TS码流录像,码流转储H264格式;并且对节目内容实时监测有伴音静帧、无伴音静帧、黑场、静音、音量过高、音量过低等故障。
(二)监控系统的平台建设
第一阶段完成基础接入级平台的建设,包含中心管理功能模块和媒体管理功能模块,安装高性能服务器设备,实现系统设备的接入管理、客户端用户的认证鉴权、用户管理和媒体信息的管理。
第二阶段完成基础接入级平台向视频共享应用级平台的升级,增加智能应用管理模块,安装智能管理服务器,通过对监控图像设置规则实现绊线、越界告警、徘徊和非法聚集等智能分析和对前端视频质量的智能诊断;增加边界安全管理模块,对上要实现与上级管理部门监控平台的对接,提供所需图像,对下要整合本本单位社会监控资源,利用该监控平台实现对社会监控资源的综合调用。
(三)监控中心的建设
监控中心是监控系统中视频展现部分,汇接各种监控资源,将所需的视频、数据信息进行实时播放、检索和浏览,为各级广播电视台、业务部门和各级领导决策、指挥调度、取证提供及时、可靠的监控和报警信息。
监控中心的建设以花都区广播电视台为中心。监控中心按照区、镇、分前端分权限设置主控中心和分控中心(室),依据管理权限的不同实现对本辖区监控点的浏览、控制和录像回放等功能;并设置相应的图像显示终端。
(四)W络建设
将采用VPN方式或专线方式组建视频监控专用传输通道。将监控平台、主(分)控监控中心和前端设备进行VPN方式组网。
多个前端采集点到硬盘录像机将建设光纤专线,实现点对点传输,硬盘录像机到监控平台将通过光纤进行VPN组网,主、分控中心(室)多个监控终端到平台将利用光纤进行VPN组网,光纤条件不具备的采用ADSL VPN专线接入。
三、视频监控平台建设
平台对本级接入的各种资源进行汇集管理,为上下级平台提供调用服务。
(一)平台组成
平台由建立在VPN视频专用网络上的“中心管理”、“媒体管理”“智能应用管理”和“边界安全管理”四大功能模块组成。平台统一图像资源编号,统一权限体系,统一控制协议,采用集中体系结构设计,便于统一规划、分步实施,满足跨区域多级平网应用的需要。具体设备组成如下:
(1)中心管理模块。中心管理模块包括数据库单元、中心管理单元、鉴权认证单元,是全台区域视频监控网络系统的核心,犹如人的大脑,属于信令交互层,使用SYBASE数据库结构作为后台数据支撑,完成大量设备信息、用户信息及系统日志等数据的记录;采用SIP协议完成信令调度功能,承担系统用户、设备、调度、数据等管理职责。
此外在中心平台中增加存储服务器,将平时的突发事件,紧急事件、案件等调存到此数据库内。
(2)媒体管理模块。媒体管理模块包括接入单元、转发和存储单元,接入单元在中心管理模块的管理调度下完成前端设备的接入功能,实现对前端设备的统一管理和控制。本方案设计高性能机架式服务器,配以负载均衡交换机和防火墙,组成负载均衡备份,最大可实现1000路摄像机的接入,为后期社会监控资源的接入提供扩展空间。
转发和存储单元实现对视频信息的转发、分发和存储功能。转发和存储单元分布在花都区广播电视台为指挥中心、下属8个镇级广播站分控中心和15个分前端级分控室实现视频信息的调用。本方案设计转发服务器,配置交换机进行主备切换,实现N+1备份,可同时转发多路D1格式的视频。
对于视频信息存储方面的建设,由于本方案考虑到集中存储对花都广播电台视频专网的压力,故未配置集中存储单元,监控数据存储由前端硬盘录像机配硬盘实现,主、分控中心不再设存储设备进行集中存储,所有存储信息由各主、分控中心通过视频客户端软件进行远程调用。
(3)智能应用管理模块。智能应用管理模块由智能应用管理单元、智能分析单元和视频智能诊断单元组成,智能应用管理单元主要完成对前端图像智能规则的配置和对需要参与智能应用的摄像头数量的管理;智能分析单元则按照配置好的规则进行分析和判断,对符合规则的行为或图像进行报警并自动触发抓图或录像;视频智能诊断单元主要完成对前端设备状况的诊断,包括图像清晰与否、是否有雪花、图像是否抖动等。
平台各个单元全部采用VPN方式组网,既保证数据的安全、保密和可靠,又可以提供稳定、流畅的视频信息。
(二)平台功能
电视监控系统设计范文3
【关键词】监控;工控机;Visual C++语言;单片机;局域网
引言
伴随科技的不断发展进步,计算机技术也有了飞跃式发展,在1994年同原广电部设计院共同开发的天塔六套监控系统将发射机本身进行了更新和改善,令此系统同时需要重新的恢复以及改善。1999年代电视以及调频发射机可以自动开关机、巡查故障、倒机以及抄表等等的控制检测功能,这些得益于我们与天津计算机研究所的合作,提高了广播播出的自动化水平。
1.进行监控的系统硬件
监控和管理子系统(局域网)、电视发射机实时监控子系统、调频发射机实时监控子系统构成了电视及调频发射机计算机实时监控系统。下面将叙述此系统的二级分布:第一级则是上位机系统,即由服务器、监控器、管理器以及远程工作站等构成的局域网系统,他的主要功能是进行系统监控、人机界面、系统管理和与下位机通信。第二级则是下位机系统,是由均可单独成为系统的电视发射机和调频发射机实时监控子系统构成。
1.1 局域网
服务器、监控机、管理机和远程工作站等组成的局域网被称作监控与管理子系统,该系统采用结构灵活可拓展的星型拓扑结构,能再服务器的基础上实现资源的共享。以上设备均置放于控制室内。服务器,该局域网所具备的核心设备,他不仅可以处理远程工作站的访问请求,也可以实现将共享数据存入硬盘之中。监控机,主要承担实时监控电视、调频的子系统的任务,是系统的控制中心。管理机,可以将系统提供的数据支撑报表。远程工作站,监视功能强大,但不可控制发射机。
1.2 电视发射机实时监控子系统
此系统采用的是积木式的STD工控机担任发射机的自动化控制及数据的采集前端。每套电视节目的主发射机和备用发射机以及其他相应的设备是由机房的五台分机非别管理的。而此处的分机指CPU为8098的功能完善的单片机系统,可以处理48和24路开关量输入,及64路模拟量的输入。子系统的功能主要有显示时间、进行通讯、判断电视有无信号、实时时钟、掉电保护的内存。以下将对功能进行分析:
(1)不仅可根据分机内部存储的播出时间实现机器的自动开关机,还能够利用监控机控制面板实现机器的开机与关机及倒机。
(2)能够及时监控并将个发射机的工作状态及故障进行分析,及时记录并发出告警,针对早成机器关机的故障量及发生故障前后的30秒时间里发射机的具体数据,这样对分析故障原因提供了大量资料。
(3)节目的播出时间可随时修改。
(4)自动进行实时监控,主电路与备用电路中信号的有无,能够使机器自行切换至正常的信号源,也能够利用监控机的控制面板将任意一路视频或音频当做播出的信号。
(5)既可以采用控制机上的操作实现强制倒机,也可以是机器当满足条件时进行自动倒机。电视发射机的监控子系统具有发射机的功率、各级电压、阴流、进出风的马达电流及风温、外电三相电压等模拟量,当模拟量超出设置的报警限,将会自动发出警报。模拟量的个数则是根据情况的不同而发生改变的,利用8098语言编写成大小为32KB的分机程序,而分机接受发射机的模拟量时大多数需要高阻的放大隔离。发射机是否正常工作需要对机器的工作电流和电压、发射功率及设备温度测量后与正常数值比较才能得出结果,在允许范围内才被视为正常工作。为保证设备的正常使用,应及时监控检测相应数值,当监控点出现超出范围的现象时应及时做出处理。由于设备的更新改造,如今对进出风的马达电流及风温的采集十分精确。为达到提前检测排风的故障、发现马达异常、解决发射机的温度过高等等,做好对数据的采集显得尤为重要。除此之外,分机检测速度过快,为毫秒级别,而收集到发射机一次过荷自动恢复为故障的瞬态。可以利用服务器存储的故障历史记录分析并检修,这些并不是只人工检测就可发现的。
1.3 发射机的监控子系统
该系统采取的是使用工控机系统成为发射机自动调控以及数据收集前端。工控机系统主要由一台工控机、三片PC卡以及五个终端的模板。工控机与分机在功能上存在相似性,而其区别主要在于:工控机的上位机采用TCP/IP通讯进行通讯,而分机具有更优越的优势,利用串口RS232模式和监控机进行通讯。其优势主要包括:传输速度高、极大地减轻通讯两端的计算机系统开销、提高通讯的可靠性、传输的距离长。工控机在收集发射机的采样主要是:反应发射机工作状态及警报情况的发射机送出的开关量及控制发射机的计算机送出的开关量。
2.监控系统的软件
2.1 系统的设计
监控机在系统的界面设计上的开发与设计符合发射机的操作习惯形式。其中的状态显示图及面板控制图对发射机进行了监控与控制,能够令使用者清楚了解发射机的工作状况。直观来看,界面与日常发射机相似,而不同之处则在于应用鼠标键盘操作,各种开关及按键均显示在桌面。使用者正常使用才能避免操作失误。
2.2 软件的基本流程
图1 系统软件流程图
该软件启动之后,将自动进行检测其与服务器的链接情况,在网络的链接正常下,将会以服务器的标准时间当做监控机的基准的时间。并且依据标准进而确定检测的范围,使用不同的监控子系统来对广播以及电视进行独立及同时的监控,该软件是通过其进程进而对发射机的实时监控,以调频和电视监控子程序为主题程序。同时此程序也可发出相关的信息来写入一些文件,保障远程的监控以及管理,也方便了日后的查看。
3.程序的抗干扰
抗干扰一直是单片机及工控机构成的测控系统中的重要问题,同时,也是程序系统可靠性的重要指标,在应用中分为:接地系统的干扰、静电感应和电磁感应干扰、I/O通道干扰三类系统干扰。
3.1 接地系统的干扰主要因为导线两端的接地点不同,使得电位差不为零,从而影响了电路的输入输出电压。此类干扰,可以使用一点接地法,加粗线路的接地端,进而减少电阻。
3.2 静电感应和电磁感应干扰的产生是由发射机与马达的感应造成的,一般可以采取争取接地或做好屏蔽及高频滤波来解决。
3.3 I/O通道干扰主要来自工控机在与分机链接时其输入输出通道和相互通道造成的。解决次显现主要采取电耦合隔离能抑制尖峰脉冲以及各种的噪声干扰。
系统的应用过程中,软件应与硬件都进行抗干扰的设计,干扰会对程序系统造成降低数据采集的可靠性与控制的失灵两种损害。主要采用数字滤波以及控制失灵的软件对策进而预防。
4.保证系统的可靠性
正确性、安全性以及可靠性是硬件中系统三个指标,该系统在硬件上采取了本控/遥控和手动/自动控制的实施,以确保安全的播出。防止了发射机对一种机制的相对依赖。
(1)调频及电视发射机均有本地和遥控两种工作方式
(2)工控机与分机均设有手动及自动开关,在手动下,可切断所有发射机的控制信号。
(3)调频和电视的主、备发射机在原有的天线系统中增加了本地及遥控开关,使得天线在两种工作方式下均能工作。
(4)信号柜采用了十选一的音频及视频开关切换,做到了通过识别信号的有无自动选择、在信号柜上手动选择及利用控制面板人为选择。
(5)发射机工作中可利用监控机根据播出时间进行开关机,这样方便了系统的巡查。
5.总结
2001年1月此系统正式开始使用,而经过不断地验证与证明,此系统安全稳定,具有可靠性与先进性,能够保证安全播出节目,也提高了广播与电视广播的自动化水平,增强了对其的管理。可见能够促进发射机的发展,满足其监控的要求。
参考文献
[1]李晓丽,暴强.电视发射机故障分析与处理方法[J].中国有线电视,2008(09).
电视监控系统设计范文4
【关键词】列车电源;供电系统;车载视频监控
1.引言
由于列车的特殊环境关系,许多用电设备正是因为电源部分的原因无法在列车上正常工作,车载监控仪虽然有着宽电压输入但是由于输入电压低也无法工作。针对此种情形,必须用可靠的系统来完成电源的转换管理工作。本文提供的电源的系统主要用于列车车载视频监控,对于其它类似的产品设备也有一定的适用性。
国内列车都采用DC110v辅助供电系统(如图1所示)为列车上的设备供电,该供电系统同时用于对蓄电池进行充电。国内自行研制开发的电力机车和内燃机车的蓄电池是列车的辅助供电系统的主要组成部分,机车没有从电网取电前,采用蓄电池为机车辅助回路供电,完成各种辅助回路机构的动作,如控制和保护装置的运行[1]。由于供电系统的复杂性,列车上的用电设备多,电路复杂,所以对电设备对可靠性、稳定性要求比较高,因此设别的电源系统必须提供稳定、可靠的电压、电流。
2.设计原理
视频监控仪从列车辅助供电系统取电经过处理后给电源模块VI-JT1供电,该模块输出稳定的12V电源。12V电源分为两部分,一部分供给车载的摄像头,另外一部分供给主板。主板上的12V经过变压处理后得到可以的到5V电源,用于供给一部分芯片和经过变压处理后可以得到3.3V、1.8V、1.2V的电压后给主板上各个芯片进行供电(如图2所示)。
在电力机车上,供电品质比较差,表现在两个方面:电力机车供电电网电压波动大,气额定电压为单相交流25kv,而实际电压在18-31kv范围波动;电网电压有机车内变压器降至单相交流220V,相应的波动范围为160v-270v。220v的交流电经过降压整流处理后为110V直流电源,该直流电源的波动范围70v-160v。列车的供电并不是持续的,当列车由一个供电区域到另一供电区域之间,期间可能会有数秒种的中断供电。该期间的供电是由列车内的蓄电池进行供电,而蓄电池的的空载电压为104V(52只铅酸蓄电池)[3]。多数用电设备无法在这样的用电环境下工作。
本文介绍的系统包含两级对电源的稳压处理,经试验前一级可以稳住60V-160V的电压稳定的输出12V的电源,后一级的输入电压范围是8V-60V。
3.前级稳压
如图3所示为前一级稳压电路。核心部件为美国VICOR电源模块VI-JT1,该模块的主要功能是隔离输入与输出的电压,完成DC110V向12V的转换。为了保护电路的安全,瞬态电压抑制管D1用于吸收110V电网超过440V左右的50ms的瞬态高电压以保护后续电路的不受高压冲击。对于低于440V左右的电压后续电路必须进行处理以达到VI-JT1转化模块规定的电压。稳压管D2,D9会在电源电压低于440V高于175V的情况下被击穿,此时D2的两端电压为160V而D9的电压为15V,分压电阻R1和R2会承担剩余的的电压。由于PCB设计采用的是贴片电阻,对于R1以及R2的功耗要小于该封装的最大功耗以保证电路的正常工作。稳压管D9于电阻R3并联使用,根据欧姆定律可知经过R3的电流为15ma,功率场效晶体管Q2导通。稳压管D10的两端电压为160V,其余的电压分压到电阻R4上,进行限流以免烧毁稳压管与场效晶体管。由于稳压管D10的导通致使功率场效应管漏极与栅极产生电压差,从而使Q1导通。Q1的源极与栅极有一定的压差,高速开关二极管D5、D4导通,对电容C1、CE1及CE2进行充电,同时对VI-JT1模块供电。如果电压低于175V不足以让Q1导通时,CE1、CE2的电压为两端电压为400V,可让D5、D4、D10导通,此时Q1可以导通对模块开始进行供电。电容C1控制模块的输出端。由于采用了自举升压电路,导致模块的前级电路出现高频电源信号,滤波电容C2、C3、C4、C5用于滤掉此过程中的高频杂散波。经过一系列的处理后电源模块输出的12V可经过电解电容CE3、CE4滤波、退耦后供给用电设备。
视频频监控的摄像头需要在夜间工作,因此必须有足够的功率保证红外灯正常工作,尤其是在列车上需要高功率的满足其可视距离的要求。视频监控器的主板理论上至少需要10W的功率来保证正常的工作需要。由于模块可提供90W的功率,完全可满足日常的用电设备。
4.后级稳压
接入主板的电源给车载视频监控的整个系统进行供电,该电源经过图4所示的电路再次进行降压稳压。该电路的降压主要是由款分为同步降压控制器LM5116完成,可以输入的电压为7-100V,本电路设计输入为7-60V以适应恶劣换的电源环境。本系统设计了两路降压稳压电路,一路输出电压为5V,另外一路的输出电压为12V。
4.1 5V、12V输出电路
以输出电压为5V为例,该降压电路最大负载电流为2A,开关频率为250kHz。其中定时电阻RT用于设置振荡器的开关频率,该设计中采用250kHz的开关频率同时满足了小体积以及高效能。
输出电感的计算是通过开关频率(fsw)、脉冲电流(Ipp)、最入电压(VIN(MAX))以及输出电压值得到的:
电流大小的限制是通过设置电流检测电阻(Rs),。对于5V的输出,其最大的电流检测电阻是在最小的电压输入测得的。
所以:
对于该电路中的斜波电容的计算是依赖于电感和检测电阻的值,其仿真的斜波电容值是:
其中L的值是输出电感,gm斜波发生因子,A是电流电流检测放大增益。纹波电流是电流中的高次谐波成分,会带来电流或电压幅值的变化,可能导致击穿,由于是交流成分,会在电容上发生耗散,如果电流的纹波成分过大,超过了电容的最大容许纹波电流,会导致电容烧毁。输出电容可以是电感纹波电流变的平滑同时也可以提供一个瞬态的工作电源。对于本设计选用了5个100的陶瓷电容陶瓷电容可提供等效串联电阻,但是明显的减少了DC的偏置电容。等效串联电阻在250kHz时是2/5=0.4,在5V的时候可以减少36%的电容。输出纹波电压的计算如下:
该稳压电源有一个很大的源阻抗在较高的开关频率,当VIN引脚提供了大部分开关电流时,高质量的输入电容可以限制在VIN引脚上纹波电压。当模块开始工作,流入降压模块的电流转化为电感电流波形的波谷,然后迅速的上升到波峰后,然后下降到零。输入电容应该的选择必须满足有效的电流和最小纹波电压。
最好的逼近所需要的纹波电流的额定功率是IRMS>IOUT/2。选用高质量低等效串联电阻的陶瓷电容进行对输入电压进行滤波。输入纹波电压的接近于:
各项参数的设置即可以影响到输出电压,以上参数的选择可为后续电路提供稳定的5V电压。对于输出电压为12V的电路采取了类似于本级电路,只是在元器件的参数上有所区别。该12V也可以独立给模拟摄像头独立供电也可以并联与上一级12V电路同时给摄像头供电。
4.2 3.3、1.8、1.2输出电路
经过以上步骤的整流稳压后系统给新华龙的C8051单片机进行供电,以对整个系统电源进行管理。C8051从供电一直处于运行状态,将完成接收遥控器的指示进行开机、关机,对Hi3512主控芯片进行复位等功能。C8051控制的电源使能端口高电平有效,后续的整流降压
芯片开始工作。本是设计采用的同步整流降压稳压芯片MP1482,集成输入电压定从4.75v到18v下降到了输出电压低至0.923v供应高达2A的负载电流,最高有93%的转换效率。其中3.3V的降压电路如图5所示。MP1482的反馈电压跟参考电压比较好得到COMP端电压,COMP端电压决定了上管分支电流以及占空比,而占空比控制输入电压变化,从而达到负反馈控制目的。输入电压的设置是通过在电压输出端到FB引脚间加一个分压电阻。电压分频器的输出电压降至反馈电压的比例是:
,其中是反馈电压是输出电压。所以输出电压为。在输入电源是开关电源的情况下,电流的恒定输出是依赖于电感的使用。使用较大的电感可以使纹波电流变小,同时也将获得较低的输出纹波电流,但却有着更大的等效串联电阻更低的饱和电流。因此电感的值是:
其中是开关频率,是电感峰值纹波电流。该3.3V为主控芯片以及4路模拟转换芯片TW2835等提供电压,以供主板正常工作。本设计中的整流压至1.8V的电路同样用MP1482进行降压,只是根据实际需要进行参数调整即可稳定的输出1.8V的电压,该电压是为Hi3512芯片以及TW2835芯片提供1.8V的核心电压。
由于Hi3512芯片正常工作同时需要3.3V、1.8V、1.2V的电源,因此本设计为了满足供电要求(如图4、图5所示),采用了MP2104芯片稳压。该芯片是1.7MHz固定频率PWM降压稳压器,有95%的最高转换效率,2.5V到6V的宽电压输入,最低输出电压为0.6V。输入电压的值可根据外部电阻分压器来设定。反馈电阻R271以及内部补偿电容用来决定了反馈环路带宽。输出电压。对于大多数设计电感的计算是通过以下公式计算:
其中:是电感纹波电流,设计的电感纹波电流接近最大负载电流的30%。所以电感的最大峰值电流是:
本设计提供的电源系统经过实际的实验、测试与应用均满足各项要求,可以稳定的输入5V、3.3V、1.8V、1.2V的电压,保证列车车载视频监控的正常运行
5.总结
本文提供了一种切实可行的降压整流方案。该方案适用不仅适用列车上极其复杂恶劣的环境,也同样满足于各种载运车辆上对电压严格需求,有着宽范围的输入电压,稳定高负载的输出电压。第二级的整流稳压电路可单独使用,同样可满足车辆上的宽电压输入要求。尽管各种车辆的输入电压有12V与24V两个模式,以及在起车辆起步阶段电压可能低至7V左右,在充电时电压会出现不稳定情况,本设计均可以满足,为车载的嵌入式设备提供一个稳定可靠的电源环境。
参考文献
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[4]吴强.客运列车供电系统[J].机车电传动,2003(5).
电视监控系统设计范文5
关键词:广播电视;信号系统;发射监控
一、广播电视信号系统现状
我国广播电视信号系统于1958年5月1日在北京电视台试验运行,同年9月2日正式运行。后来在1973年5月1日,北京电视台面向当地试验彩色广播电视信号系统的运行。1978年5月1日,北京电视更名为中国中央电视台。
广播电视信号系统随着我国科学技术水平不断提高,电信技术、电子技术、无线电技术的进步,越来越完善。但是因为信号系统发射传输的过程受到干扰导致电视节目无法正常观看的现象依然存在,所以提高广播电视信号系统发射健康技术,是保障广播电视的正常播送的有效手段。
二、广播电视信号系统发射问题
(一)发射监控系统羸弱
广播电视信号系统通过发射机将视频信号和音频信号调制转换为适合传输的射频震荡,不会受区域的影响。但是在信号传输条件不良或者信号接收条件过低的情况下,广播电视信号质量得不到有力保障,极大影响了观众的用户体验。目前我国的信号发射监控技术较为羸弱,使得部分观众因为信号传输条件不良或信号接收条件过低等因素出现节目卡顿、音画不同步甚至雪花屏的问题,这就导致广播电视无法起到应有作用,同时也阻碍了广播电视信号系统的发展。
(二)信号系统监控易受干扰
广播电视信号发射系统监控技术在发射与传输过程中所受到的干扰多数为高频干扰,一种前端机和主控机受到电磁波辐射的信号干扰;另一种是通过接地线对计算机系统进行干扰,还有一种是在传输过程中发生的信号干扰。信号干扰使广播电视信号系统发射监控技术不能正常运作,很大程度上影响了广播电视传播质量,阻碍广播电视信号系统监控技术的发展。
三、广播电视信号系统发射监控技术
(一)提高信号监控技术
提高广播电视信号系统发射监控技术,实时监控信号,及时预警,可以有效提升广播电视的传播质量。同时相关工作人员减少人工监控的付出,减少了工作压力,可以将更多精力放在提升广播电视信号传播质量上。在学习提高广播电视信号系统发射监控技术时,要切合实际综合考虑所采用的广播电视信号的特点,以及广播电视信号系统发射监控技术的特点设计完善的监控方案和应急处理方案,从最大程度上保障广播电视节目的正常播送,保证广播电视节目的传播质量。
(二)提高信号系统监控抗干扰能力
广播电视信号发射系统监控技术干扰源主要是电磁波辐射以及通过接地线和传输线的高频干扰,因此要采取针对性的处理方式。首先对于电磁波辐射干扰的问题要建立电磁波辐射屏蔽室,当下大多数广播电视节目发射部门都采用此种方式来解决电磁波辐射问题。其次要注意接地线的放置,安置电视发射机时要对电视发射机周遭环境认真调研规划,设计最佳的接地方案,避免高频干扰。当下主流的接地方案是一点接地,不仅成本低廉,同时有效保障了信号发射过程中,其电路元件以及布线不会产生过多静电荷,满足广播电视信号传输质量的要求。
针对传输过程中的高频干扰,主要通过提高信号传输方式来加强信号质量,一般选用平衡传输方式。比如,平衡信号传输到前端C调制转换为不平衡信号,不平衡信号再传输至主控机,可以大幅提高信号传输过程中的抗干扰能力,但是需要注意的是要正确的使用平衡传输方式和平衡双绞线。
四、广播电视信号系统发射监控的重要性
合理的使用监控技术可以有效的降低意外事故,这一优点无论是在广播电视信号系统还是其他各行各业都有重要意义,通过使用广播电视信号系统的监控技术,可以有效的避免广播电视信号发射与传输过程中的干扰问题,有效提高广播电视信号的传输质量,避免节目卡顿、音画不同步、雪花屏等问题,大幅度提高观众的观看体验。与此同时,完善的监控方案可以避免广播电视传播工作中的安全隐患问题,例如火灾、宕机、设备故障、操作人员失误等不同程度的事故,从而有效降低广播电视部门的运营与维护成本,为广播电视行业发展做出巨大贡献。
五、总结
综上所诉,广播电视行业日常生产运营的稳定性十分重要,随着科学技术水平的不断提高,要积极运用现代化、科学化、智能化的监控手段,合理控制广播电视信号传输质量,避免广播电视信号系统发射与传播过程中的高频干扰。广播电视行业倚重设备稳定性的行业,其设备价格高昂,合理的监控手段能有效避免设备因安全隐患而损毁,有效的减少广播电视行业的养护成本。
我国广播电视技术目前相对落后,相关从业人员应当积极学习先进技术,努力提高自身技术素质,合理规划设计应急方案,保障我国广播电视播送质量,促进我国广播电视行业的可持续发展。同时我国政府应提高对广播电视行业的重视,提高资金与技术的投入,充分保障人民群众的日常媒体需求,促使我国广播电视行业相关技术不断进步,迈入世界前列。
参考文献:
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电视监控系统设计范文6
关键词关键词:民航企业;电台;监控;录音系统
中图分类号:TP319 文献标识码:A 文章编号文章编号:16727800(2013)008009302
0 引言
随着当前信息数字化技术的不断进步,民航企业管理也需要数字化,只有把企业各项复杂的管理工作和当代高科技结合,才能促进民航事业的不断发展。在民航企业管理的实践过程中,无线电台的指挥调度、客户纠纷的处理等业务对录音系统的实时性、稳定性和安全性提出了较高要求。本文设计实现的民航企业电台电话监控管理系统能实时记录电台及电话通话内容的功能,将员工的电台及电话的实际行为转变成一系列的数据,实现了电台及电话通讯与网络管理系统的有机结合,解决了网络分级多功能查询及报警提示的难题,既为上级领导提供了实时管理的新工具,又最大限度保障了录音数据的安全,实现了把信息技术向过程管理延伸、向管理者延伸的目标,是民航企业信息化管理系统的重要组成部分。
1 系统架构
根据民航企业管理的特点与要求,系统使用稳固录音设备进行录音,将调度台、无线音频设备、分机及直线电话等话路集中在通信机房配线架上,然后将集中的通道高阻并联连接到录音设备中集中录音。从民航对语音数据和雷达数据安全性及大容量的存储要求及保存期限考虑,设计可以采用主备机冗余配置、主机采用双备份架钩设计存储、外配存储介质为辅的3种方式可对原始数据进行保存及备份,同时录音设备进行了全方位的设计配备,满足航空行业用户需求的各种性能:如来电显示、通话统计、密码管理、多路放音、故障报警、备份查询系统及多机互联管理系统等。系统整体结构如图1所示。
图1 系统架构
其中,核心部分由话音信号输入接口、数据记录单元、录音分发控制器、GPS时钟管理单元(选件)以及操作控制服务器等几部分组成,并通过LAN构成一个完整的电台电话记录查询系统。服务器均可由GPS或外部时钟同步,系统操作控制服务器也可外置。
2 功能设计
民航企业电台电话监控管理系统是集计算机软硬件、信息采集处理、无线数据传输、网络数据通讯、自动控制等技术多学科综合应用为一体的电台及电话信息技术产品,该系统通过对企业中电台及电话的通话内容进行信息采集处理,实现对目标的自动化管理。系统主要功能如下:
(1)查听功能。
可记录来电或拨出电话的电话号码、时间、时长,自动判断拨出拨入方向、市话还是长途。支持模糊查询,对录音、备份资料进行快速、简洁的回放查听。用户可以利用局域网远程查询,任意给定条件进行回放查听与备份。
(2)多硬盘录音功能。
最大可以设置6个硬盘或分区进行录音,20G硬盘最多可录音3 500h。可设置自动清除,系统自动清除最先录音的资料,如:当单个硬盘剩余空间,小于800M(自定义设置),自动清除录音文件200M(自定义设置),从而达到系统自动循环录音,以保证系统常年不间断运行,免去维护烦恼。
(3)线路管理功能。
对线路进行电话号码及使用者姓名注释,管理方便一目了然。也可设置24h录音或分时间段录音,最大可设置3个时间段。
(4)录音管理功能。
强大的录音管理功能,可以对所有的拨入、拨出电台电话进清单列表、打印等。同时,可对任意线路进行实时监听。
(5)系统管理功能。
可以完成用户管理、日志管理、以及自动备份设置。用户可根据具体使用情况增加或删除登陆用户;系统具有完整的操作日志,可以记录对系统的所有操作;系统具有自动同步双备份功能,也可通过系统手工备份到您想要保存的目录。
3 系统实现
3.1 技术平台
民航企业电台电话监控管理系统数据采取集中管理方式,在中心机房配置数据库服务器,用户通过网络访问服务器获取数据,总体结构采用C/S三层体系结构。客户端采用C#开发,保证了系统极大的客户端兼容性;数据系统采用了SQL 2008,具备良好的并发访问特性,且在数据备份、安全容灾等方面提供了良好的支持。
3.2 数据库设计
按照功能需求,数据库中主要建立的数据表分为基础表与业务表两大类。基础表包括部门、系统用户、通道参数、控制信号类别、系统配置等;业务表包括录音文件记录、电台数据、电话数据、人员数据等。系统数据库设计如图2所示。
在实际应用中,信息查询结果源于多个数据表,为了有效地进行信息综合查询,需要在数据库中建立视图,本系统中通过视图查询获取的信息主要有:人员详细信息、录音详细数据等。比如查询录音数据时,涉及到通道信息、用户信息、部门信息等数据表,就需要依据这些数据表建立视图,在应用程序中就可以通过此视图进行数据操作,从而提高查询效率。
3.3 硬件部署方案
本系统主要硬件部分由CTI语音平台、数据库服务器、IPTS中控语音板语音控制主板、IPTS中控语音线路模块、对讲机监控同步单元(外置)、高增益特高频天线、配线架组成。配件主要包含:键盘/鼠标、避雷器、LG显示器(液晶)、一分二转接线、射频连接头等。系统硬件部署示意如图3所示。
图2 系统数据库设计
图3 硬件部署
4 结语
采用电话语音卡开发系统,可解决民航企业对电台电话录音的需求。同时,利用现有的企业电话网络和电台通信系统,可实现对通话信息的自动录音与回放、监控与管理功能,并解决了电台录音不连续、错号漏号等时机问题。该系统录音清晰、拨号/收号准确、安装快捷、投入成本低,在二次开发包的基础上进行开发,应用灵活多样,有一定的应用前景。
参考文献参考文献: