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時間：2023-03-08 15:38:39
序論：速發(fā)表網(wǎng)結(jié)合其深厚的文秘經(jīng)驗，特別為您篩選了11篇電視監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計范文。如果您需要更多原創(chuàng)資料，歡迎隨時與我們的客服老師聯(lián)系，希望您能從中汲取靈感和知識！
Abstract: In the age of 90 closed-circuit television monitoring system has been widely applied to public security, finance, traffic, business important material storage and security and other fields, has become one of the modern management logo. This paper mainly from the system the basic control mode, each part of the system composition and application, the basic design of the closed-circuit television monitoring system is briefly introduced.
Key words: closed-circuit television monitoring; system; control; application
中圖分類號：TU2
一、概述
閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)（CCTV）是安全技術(shù)防范體系中的一個重要組成部分，是一種先進的、防范能力極強的綜合系統(tǒng)。閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)在安全系統(tǒng)中的應(yīng)用已經(jīng)有很多年的歷史了?，F(xiàn)在，大多數(shù)安全系統(tǒng)中都需要同時使用幾種不同的安全技術(shù)，如報警系統(tǒng)、火警探測系統(tǒng)、侵入防范和探測技術(shù)、門禁系統(tǒng)。
閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)從攝像機到監(jiān)控主機一般為點對點的連接，以監(jiān)控主機為中心構(gòu)成星形網(wǎng)絡(luò)。為了控制攝像機云臺和鏡頭的轉(zhuǎn)動方向，通常使用云臺鏡頭控制器。為了能夠做到實時監(jiān)控，當系統(tǒng)較大時由監(jiān)視器組成電視墻。為達到長期保存現(xiàn)場錄像的目的，一般還安裝長延時錄像機，并配備大容量錄像設(shè)備（數(shù)字硬盤錄像監(jiān)控系統(tǒng)）以備查詢使用。
二、基本控制方式
閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)的主要目的是了解被監(jiān)視目標的形體變化、活動情況或亮度明暗變化信息等，黑白電視系統(tǒng)完全可以滿足這些功能的要求，而造價和對現(xiàn)場環(huán)境的照度要求都較彩色系統(tǒng)低的多，故采用黑白電視系統(tǒng)。閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)的基本控制方式有直接控制方式、間接控制方式、數(shù)據(jù)編碼微機控制方式三種。
1.直接控制方式
適用于攝像機臺數(shù)較少的小型系統(tǒng)（一般攝像機臺數(shù)在10臺以下），這時視頻信號由視頻切換器進行切換；攝像機控制項目較少，基本采用定焦距鏡頭、自動光圈控制及采用固定支架；傳輸距離較近（一般不超過100m）；系統(tǒng)基本無增容及控制項目擴展的要求。攝像機的焦距、鏡頭等的控制以及云臺方向和防護套功能的控制，采用多芯線連接于控制器，于監(jiān)控室直接操縱控制。
2. 間接控制方式
適用于攝像機臺數(shù)較多的中型系統(tǒng)（一般攝像機臺數(shù)為10~50臺）；傳輸距離一般不超過200m。間接控制方式，實際上都由計算機控制來實現(xiàn)，在一般的大中系統(tǒng)，對攝像機的鏡頭、云臺、護套控制，以及視頻信號切換、視頻信號的時序顯示、字符顯示等等的控制信號，采用由總線以串行或并行的并碼信號傳輸方式，控制形式為編碼——譯碼驅(qū)動的形式。即于控制盤將各種操作指令進行編碼成并碼傳輸信號，經(jīng)總線輸至設(shè)在現(xiàn)場的譯碼控制箱，譯碼后的控制信號分配至各攝像機的接收驅(qū)動器，從而以電流或電壓的形式實現(xiàn)對攝像機的功能控制。
3. 數(shù)據(jù)編碼微機控制方式
適用于攝像機臺數(shù)較多的大中型系統(tǒng)；攝像機控制項目較多；傳輸距離較遠；需要實行多級控制；系統(tǒng)需要根據(jù)使用性質(zhì)及要求的變化考慮進一步擴容及調(diào)整。
閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)的主要功能是輔助安防系統(tǒng)對防范的重要方位和現(xiàn)場實況進行實時監(jiān)視。通常情況下，由多臺電視攝像機監(jiān)視樓內(nèi)的公共場所（如各個樓門口、地下停車場）、重要出入口（如電梯口、樓層通道）等處 的人員活動情況。當安防系統(tǒng)發(fā)生警報時會聯(lián)動攝像機開啟，并將該報警所監(jiān)視區(qū)域的畫面切換到主監(jiān)視器或屏幕上，同時啟動錄像機記錄現(xiàn)場實況，供管理人員和保安人員及時、迅速、準確地處理。
三、組成及作用
閉路監(jiān)控系統(tǒng)由管理主機、視頻矩陣切換器、攝像機、錄像機等組成。按照設(shè)備的功能不同，閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)可以分為以下幾個部分：攝像部分、傳輸部分、控制部分、以及顯示部分和記錄部分。傳輸部分將攝制的圖像信號傳輸給監(jiān)控中心顯示、記錄；控制部分將傳送來的信號處理之后進行顯示和記錄。
1、攝像部分包括：攝像機、鏡頭和云臺等。其作用是負責攝取現(xiàn)場景物并將其轉(zhuǎn)換為電信號（或數(shù)字信號），經(jīng)視頻電纜線將電信號傳動到控制中心，通過解調(diào)、放大將電信號轉(zhuǎn)換成圖象信息，顯示在監(jiān)視器上。
1．1攝像機
（1）選擇攝像機 通常由高靈敏成像的CCD固體攝像器件、調(diào)整鏡頭與光圈組成。 靶面尺寸有1/2英寸、1/3英寸、2/3英寸。應(yīng)根據(jù)監(jiān)視目標的照度選擇不同靈敏度的攝像機。室內(nèi)安裝的固定黑白攝像機，為保證夜間正常監(jiān)控，同時達到美觀隱蔽性，可選用紅外夜視半球攝像機。其特點是：攝像機、鏡頭、紅外燈、半球護罩一體化；集成度高，體積小巧、美觀隱蔽，安裝簡便；自動開啟紅外燈，為攝像機提供補償光源。
⑵ 安裝攝像機 首先，應(yīng)確定監(jiān)視點。主要有建筑物的出入口、大廳、電梯前室、樓梯口及通向室外的主要出入口的通道。其次，應(yīng)注意安裝在監(jiān)視目標附近不易受外界損傷的地方，高度為室內(nèi)距地2.5~5m為宜。位置以不影響現(xiàn)場設(shè)備運行和人員正?；顒訛闇蕜t。
1.2 鏡頭
⑴選擇通常有1/2英寸、1/3英寸、2/3英寸的，選擇時應(yīng)與攝像機尺寸相匹配，一般要大于等于攝像機尺寸。① 攝取固定監(jiān)視目標時可用定焦距鏡頭； ②當視距較小而視角較大時用廣角鏡頭； ③當視距較大時用望遠鏡頭，即長焦距鏡頭； ④當視角變化或視角范圍較大時用變焦距鏡頭；⑤若攝取的監(jiān)視目標是連續(xù)移動的，或者監(jiān)視區(qū)域空間范圍較大，而監(jiān)視目標的位置及距離不確定且不需同時監(jiān)視多個目標，或者既需在平時擁有很大的監(jiān)視范圍，又要求在根據(jù)情況看清局部范圍內(nèi)監(jiān)視目標的細部特征時，選用帶遙控全方位電動云臺變焦距鏡頭。
⑵ 安裝攝像機鏡頭應(yīng)避免強光直射，一般順光源方向?qū)时O(jiān)視目標。必須做逆光安裝時，應(yīng)降低監(jiān)視區(qū)域的對比度，或采用三可變（光圈、焦距、倍數(shù)）自動光圈鏡頭。
1.3云臺需要監(jiān)看較大面積的場景時，應(yīng)使用云臺。這種設(shè)備可以上下左右轉(zhuǎn)動攝像機，可取得較大的拍攝角度。
1.4解碼器 對主機送來的控制信號進行解碼（譯碼），然后對鏡頭、云臺的各個參數(shù)進行控制。
2、顯示部分顯示記錄是把現(xiàn)場傳來的電信號轉(zhuǎn)換成圖像在監(jiān)視設(shè)備上顯示，如有必要，還可以用錄像機錄下來。顯示記錄安放在控制室內(nèi)，主要有監(jiān)視器、錄像機和一些視頻處理設(shè)備。
2.1.監(jiān)視器 由攝像機傳送來的視頻信號由監(jiān)視器再現(xiàn)為圖像，分黑白和彩色兩大類。宜采用屏幕尺寸為23~51cm的監(jiān)視器。監(jiān)視重點部位的監(jiān)視器的屏幕尺寸應(yīng)略大于其他監(jiān)視器。黑白監(jiān)視器的清晰度應(yīng)不低于600線，彩色監(jiān)視器的清晰度應(yīng)不低于350線，且監(jiān)視器的清晰度應(yīng)略高于系統(tǒng)攝像機的清晰度。
2.2錄像機 用于24小時對監(jiān)視系統(tǒng)的錄像或報警錄像。錄像機有兩種：一種是連續(xù)式，像銀行、博物館等處，需長期錄像：一種是間歇式，可設(shè)置為多種間隔模式或周期性自動錄像，也可以設(shè)置為收到報警信號后，自動進入連續(xù)錄像狀態(tài)。
在同一系統(tǒng)中，錄像機的制式和磁帶規(guī)格應(yīng)一致。錄像機輸入、輸出信號，視、音頻指標均應(yīng)與整個系統(tǒng)的技術(shù)指標相適應(yīng)。需作長時間監(jiān)視目標記錄時，應(yīng)采用低速錄像機或具有多種速度選擇的長時間記錄的錄像機。
2.3畫面分割器多畫面分割器可以在一臺監(jiān)視器上同時連續(xù)地顯示多個圖象畫面。目前常用的有4、9和16畫面分割器。通過分割器，可以用一臺錄像機同時錄制多路視頻信號，回放時還能選擇任意一幅畫面在監(jiān)視器上全屏放映。
2.4視頻矩陣切換主機 可將一路視頻信號送到多個顯示與記錄設(shè)備。包括視頻輸入、輸出模塊；通信控制模塊；報警處理模塊；電源裝置。
3、傳輸部分把現(xiàn)場攝像機發(fā)出的信號傳送到控制中心。一般包括線纜、調(diào)制解調(diào)設(shè)備、線路驅(qū)動設(shè)備等。
3.1 傳輸方式： 傳輸距離小于2.5km時，宜采用同軸電纜傳輸視頻基帶信號的視頻傳輸方式（400m以上距離加線路補償放大器）；傳輸距離較遠，監(jiān)視點分布范圍廣或需進有線電視網(wǎng)時，宜采用同軸電纜傳輸射頻調(diào)制信號的射頻傳輸方式；長距離傳輸或需要避免電磁場干擾的傳輸，宜采用傳輸光調(diào)制信號的光纜傳輸方式。
3.2線路敷設(shè)：對于小型系統(tǒng)，線路少，采用金屬管或金屬線槽敷設(shè)；對于大型系統(tǒng)，線路多，用電纜橋架敷設(shè)，并加金屬蓋板保護。電源線、圖像信號線和控制信號線等應(yīng)分管敷設(shè)，且不與其他系統(tǒng)的管路、線槽、橋架或電纜合用。信號傳輸線與低壓電力線的平行及交叉間距不小于0.3m，與通信線平行及交叉間距不小于0.1m.
1、引言
隨著越來越多的核電站投入使用，核材料的安全愈來愈引起人們的重視。核電站實物保護系統(tǒng)主要是針對核材料以及核電站安全運行服務(wù)的。實物保護系統(tǒng)是按照法規(guī)要求針對確定的設(shè)計基準威脅設(shè)置適當有效的探測、延遲和響應(yīng)的功能，確保核設(shè)施及核材料的安全。
核電站實物保護系統(tǒng)由集成控制及管理系統(tǒng)、出入口控制系統(tǒng)、周界探測報警系統(tǒng)、電視監(jiān)控系統(tǒng)、供電系統(tǒng)等系統(tǒng)組成。
電視監(jiān)控系統(tǒng)作為實物保護系統(tǒng)重要的組成部分，它擔負著監(jiān)控、錄像、報警復(fù)核以及應(yīng)急響應(yīng)等方面的工作。根據(jù)《核設(shè)施實物保護 HAD501/02》的要求：不論在白天、黑夜或其他自然環(huán)境不利的條件下都能正常運行；圖像應(yīng)能覆蓋到整個受保護的區(qū)域，不出現(xiàn)盲區(qū)和死角；圖像質(zhì)量應(yīng)清晰到可以對報警部位作出正確評估，可以辨認出入侵者的基本特征；在發(fā)生系統(tǒng)失效、受外界攪擾等事件時，迅速發(fā)出報警信號。
在核電站監(jiān)控區(qū)域中，最容易出現(xiàn)盲區(qū)和死角的部位是保護區(qū)雙圍欄，該區(qū)域形狀不規(guī)則，且圍欄長度較長，攝像機位置設(shè)置不合理或鏡頭選擇不合適，都將產(chǎn)生盲區(qū)，或是造成遠處的物體圖像不清晰，不能滿足規(guī)范要求。如果在施工圖設(shè)計階段未將盲區(qū)問題考慮周全，在施工檢驗階段發(fā)現(xiàn)問題后，修補極為困難。在長期工程實踐中總結(jié)出采用攝像機視野覆蓋圖的方法解決盲區(qū)問題.
雙圍欄攝像機圖像受環(huán)境影響較大，為了確保圖像的穩(wěn)定性還需要從安裝工藝、BNC焊接、線纜敷設(shè)以及防雷等各方面進行綜合考慮。
2、保護區(qū)雙圍欄
核電站防護區(qū)區(qū)域分為控制區(qū)、保護區(qū)、要害區(qū)和要害部位。核電站實物保護電視監(jiān)視系統(tǒng)用于監(jiān)視區(qū)域分布為：各區(qū)域出入口、保護區(qū)雙圍欄、要害區(qū)圍欄以及重要部位。
保護區(qū)雙圍欄一般是由間隔6米的實體屏障圍成，圍欄高度為3.5米，圍欄上以及圍欄內(nèi)設(shè)置多種報警探測裝置，該區(qū)域的攝像機用于復(fù)核圍欄內(nèi)報警系統(tǒng)，同時進行24小時的錄像。圍欄內(nèi)設(shè)置照明燈，夜晚地面為20lux的照度，保證攝像機在夜晚工作時圖像要求。
保護區(qū)雙圍欄長度大約1600米，圍欄上設(shè)置若干出入口，圍欄呈不規(guī)則狀。
規(guī)范要求攝像機能夠滿足從監(jiān)視器上判斷在觀察區(qū)內(nèi)任何位置的人的姿勢、人員數(shù)量及其運動方向；同時消除相鄰攝像機對重要區(qū)域監(jiān)視的盲區(qū)。保護區(qū)雙圍欄攝像機的布置設(shè)計比較其他區(qū)域難度較大，不僅需要考慮技術(shù)因素還需考慮環(huán)境因素。
3、保護區(qū)雙圍欄攝像機布置原則
保護區(qū)雙圍欄攝像機布置應(yīng)遵循以下原則：保護區(qū)雙圍欄攝像機監(jiān)控距離小于100米；區(qū)段寬度最大15米（區(qū)段長度100米時）。沿柵欄等距離或均勻布置。內(nèi)層和外層?xùn)艡诰谝晥鲋?。保護區(qū)雙圍專門為電視監(jiān)控系統(tǒng)配置了照明系統(tǒng)，照明燈桿應(yīng)高于攝像機高度，否則會在攝像機圖像上留下光斑，影響圖像的清晰度。一般雙圍欄燈桿高度為10米，攝像機桿高度為4.5米-6米。
4、攝像機的布置設(shè)計
一般攝像機在靠近鏡頭附近有一定的盲區(qū)，根據(jù)每個攝像機的安裝方式不同，也會造成一定范圍的盲區(qū)。因為保護區(qū)雙圍欄形狀不規(guī)則，并且是封閉雙道圍欄，所以需要考慮盲區(qū)覆蓋問題。
盲區(qū)的大小與周界安裝在高度、鏡頭的型號以及成像要求有關(guān)。
4.1確定攝像機安裝高度
由于雙圍欄的高度為大約3.5米，攝像機安裝高度需大于圍欄高度，所以攝像機的安裝高度需要大于3.5米，理論上攝像機安裝高度越高，視角范圍越好，但是盲區(qū)也越大，同時給日后設(shè)備檢修造成一定的困難，所以一般安裝在4.5米～5米的位置上。
4.2確定成像要求
目前核設(shè)施成像要求是根據(jù)IEEE標準692規(guī)定，0.3米的被觀察的物體在監(jiān)視器里的顯像水平不少于屏幕的1%寬，也就是30米寬度的物體需要占滿監(jiān)視器的屏幕。在各個核電站及核設(shè)施攝像機的成像要求均高于此項標準，有些核電站的要求是1.2%～1.6%。確定成像要求才能確定鏡頭參數(shù)。
4.3選擇鏡頭類型
鏡頭的種類根據(jù)CCD靶面規(guī)格分為1/3〃、1/2〃、2/3〃和1〃等，由于其靶面尺寸不同，鏡頭的垂直視角角度和水平視角均不同，造成不同型號鏡頭的攝像機在相同安裝條件下盲區(qū)大小不一致。以下是各種鏡頭的CCD靶面規(guī)格尺寸圖。設(shè)計需要根據(jù)監(jiān)控區(qū)域、目標尺寸，結(jié)合各鏡頭的靶面尺寸，選擇所需要的鏡頭。如果監(jiān)視的物體距離攝像機很近，且物體較長或較寬，就需要選擇靶面大的攝像機。
核電站保護區(qū)雙圍欄寬度6米，每段監(jiān)視區(qū)域不超過100米，所以目前核電站常用鏡頭為1/3〃。
為了便于現(xiàn)場施工，目前工程均采用自動光圈手動變焦鏡頭，調(diào)試時可以根據(jù)現(xiàn)場實際情況調(diào)整到所需的焦距上。
4.4鏡頭焦距計算
依據(jù)鏡頭焦距計算公式：F=wD/W
其中：F為鏡頭焦距，w為圖像寬度（被攝物體在CCD靶面上成像寬度），D為被攝物體至鏡頭的距離，W為被攝物體的寬度。
如果采用0.3米的被觀察的物體在監(jiān)視器里的顯像水平不少于屏幕的1.2%寬的標準，那么25米寬的物體需要占滿整個屏幕。根據(jù)焦距計算公式，在周界地帶若選用的1/3〃CCD攝像機，觀察100米遠距離，則：
4.5盲區(qū)計算
圖二為盲區(qū)計算示意圖。如圖所示，β角為攝像機的垂直視角，β= 2arc tg（h/2f），β為垂直視場角，f 為鏡頭的焦距，w為攝像機靶面的水平寬度，h為攝像機靶面的垂直高度。
盲區(qū)q=攝像機安裝高度/tg（β）
例如，1/3〃焦距為20mm的攝像機，式中α為水平視場角
垂直視場角為：β= 2arc tg（h/2f）=2arctg（3.6/40）=10.290
水平視場角為：α= 2arctg（w/2f）=2arctg（4.8/40）=13.70
當攝像機安裝高度為4.5米時，盲區(qū)q=4.5/tg（10.29O）=30.3米
4.6繪制攝像機視野圖
根據(jù)以上計算出數(shù)據(jù)，繪制出攝像機視野圖，以20mm攝像機為例，如圖所示：視野長度為100米，水平視場為13.700，盲區(qū)為30米。
在AUTOCAD上以實際的監(jiān)視區(qū)域長度、水平視場角度和盲區(qū)長度，繪制出鏡頭視野圖。
4.7繪制保護區(qū)雙圍欄視野覆蓋圖
在雙圍欄建筑圖上，確定好部點起始地點、布點順序；因攝像機靶面長時間受到強光的照射，會降級攝像機的清晰度，所以布點時需要考慮到攝像機朝向，南北方向上，攝像機盡量朝北；東西方向上，攝像機盡量朝西。
從圍欄起點開始，將20mm鏡頭的視野圖布置在圖上，后面的攝像機將前面的盲區(qū)進行覆蓋，在最后的一個攝像機或轉(zhuǎn)角處前加一個攝像機，對轉(zhuǎn)角一個攝像機進行盲區(qū)覆蓋，要求每個攝像機的盲區(qū)都能被下一個攝像機覆蓋。
在布點過程中會發(fā)現(xiàn)監(jiān)視區(qū)域只有幾十米的區(qū)域，需要根據(jù)以上步驟計算出鏡頭的焦距、盲區(qū)和水平視角，繪制這種型號的鏡頭得視野圖。在雙圍欄圖紙上進行布置。
繪制圍欄視野覆蓋圖時，需要注意拐角處攝像機的盲區(qū)，這些拐角處都需要加盲區(qū)覆蓋攝像機。
當雙圍欄為不規(guī)則形狀時，把圍欄分成不同的段，每個段加一對攝像機進行盲區(qū)覆蓋，攝像機的參數(shù)根據(jù)每段的長度進行計算，進行視野覆蓋時，轉(zhuǎn)動攝像機視野圖角度，檢查是否能將所監(jiān)控的區(qū)域覆蓋。
當雙圍欄視野覆蓋圖完成后，逐個檢查每個監(jiān)視區(qū)域，確定每個區(qū)域均被監(jiān)控，每個攝像機盲區(qū)均被覆蓋。這樣所有的攝像機布點位置即可確定。運用視野覆蓋圖可以在部點過程中考慮到盲區(qū)的消除問題，并能確定每個攝像機監(jiān)視范圍，為攝像機調(diào)試工作打下基礎(chǔ)。圖四為雙圍欄視野覆蓋圖布點示意圖。
5、攝像機的防雷設(shè)計
室外攝像機防雷一般需要對直擊雷和感應(yīng)雷進行防護。在保護區(qū)雙圍均安裝了照明燈桿，燈桿高度一般為10米，攝像機位于照明燈桿下面，所以在雙圍欄攝像機設(shè)計中無須考慮直擊雷。只需要對感應(yīng)雷進行防護。
雙圍欄上攝像機信號通過銅軸電纜引到位于雙圍欄的光端機箱，通過光端機將視頻信號傳到保安控制中心。所以需要分別在光端機箱體和攝像機桿（防護罩內(nèi)）安裝銅軸+電源二合一防雷模塊，防雷模塊距離設(shè)備的距離不能超過1.5米。
結(jié)束語
通過以上采用攝像機視野覆該法對核電站雙圍欄電視監(jiān)控系統(tǒng)進行設(shè)計有效地消除了盲區(qū)，同時按照現(xiàn)場實際情況進行實施，取得良好的效果，希望能夠給其他設(shè)計者以借鑒。
參考文獻
中圖分類號：TK414.3+5 文獻標識碼：A
1 設(shè)計原則
項目方案設(shè)計遵循技術(shù)先進、功能齊全、性能穩(wěn)定、節(jié)約成本的原則。并綜合考慮施工、維護及操作因素，將為今后的發(fā)展、擴建、改造等因素留有擴充的余地。本系統(tǒng)設(shè)計內(nèi)容是系統(tǒng)的、完整的、全面的；設(shè)計方案具有科學性、合理性、可操作性。
2 方案設(shè)計
根據(jù)設(shè)計原則、設(shè)計規(guī)范和依據(jù)及國際、國內(nèi)標準，并根據(jù)用戶的需求，以及所提供的圖紙及相關(guān)資料，并接合項目的實際情況及未來的發(fā)展趨勢，對該項目的閉路電視監(jiān)控進行方案設(shè)計。
2.1 系統(tǒng)構(gòu)成及原理
閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)分別由前端系統(tǒng)、傳輸系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、顯示系統(tǒng)4個部分構(gòu)成。還具有對圖像信號的分配切換、存儲、處理、還原等功能。
2.2 設(shè)備選型及配置
2.2.1 前端系統(tǒng)
攝像部分的主體是攝像機，其功能為觀察、收集信息。攝像機的性能及其安裝方式是決定系統(tǒng)質(zhì)量的重要因素。光導(dǎo)管攝像機目前已被淘汰，由電荷耦合器件簡稱CCD攝像機所取代。其主要性能及技術(shù)參數(shù)要求如下：
色彩：攝像機有黑白和彩色兩種，通常黑白攝像機的水平清晰度比彩色攝像機高，且黑白攝像機比彩色攝像機靈敏，更適用于光線不足的地方和夜間燈光較暗的場所。黑白攝像機的價格比彩色便宜。但彩色的圖像容易分辨衣物與場景的顏色，便于及時獲取、區(qū)分現(xiàn)場的實時信息。
清晰度：有水平清晰度和垂直清晰度兩種。攝像機的清晰度一般是用水平清晰度表示。水平清晰度表示人眼對電視圖像水平細節(jié)清晰度的量度，用電視線TVL表示。目前選用黑白攝像機的水平清晰度一般應(yīng)要求大于500線，彩色攝像機的水平清晰度一般應(yīng)要求大于400線。
照度：單位被照面積上接受到的光通量稱為照度。Lux(載克斯)是標稱光亮度(流明)的光束均勻射在1m2面積上時的照度。目前一般選用黑白攝像機的最低照度，當相對孔徑為F／1.4時，最低照度要求選用小于0.1Lux；選用彩色攝像機的最低照度，當相對孔徑為F／1.4時，最低照度要求選用小于0.2Lux。
同步：要求攝像機具有電源同步、外同步信號接口。對電源同步而言，使所有的攝像機由監(jiān)控中心的交流同相電源供電，使攝像機場同步信號與市電的相位鎖定，以達到攝像機同步信號相位一致的同步方式。對外同步而言，要求配置一臺同步信號發(fā)生器來實現(xiàn)強迫同步，電視系統(tǒng)掃描用的行頻、場頻、幀頻信號，復(fù)合消隱信號與外設(shè)信號發(fā)生器提供的同步信號同步的工作方式。系統(tǒng)只有在同步的情況下，圖像進行時序切換時就不會出現(xiàn)滾動現(xiàn)象，錄、放像質(zhì)量才能提高。
電源：攝像機電源一般有交流220V，交流24V，直流12V?？筛鶕?jù)現(xiàn)場情況選擇攝像機電源，但推薦采用安全低電壓。
自動增益控制(ACC)：在低亮度的情況下，自動增益功能可以提高圖像信號的強度以獲得清晰的圖像。目前，市場上CCD攝像機的最低照度都是在這種條件下的參數(shù)。
自動白平衡：當彩色攝像機的白平衡正常時，才能真實地還原被攝物體的色彩。彩色攝像機的自動白平衡就是實現(xiàn)其自動調(diào)整。
電子亮度控制：有些CCD攝像機可以根據(jù)射入光線的亮度，利用電子快門來調(diào)節(jié)CCD圖像傳感器的曝光時間，從而在光線變化較大時可以不用自動光圈鏡頭。使用電子亮度控制時，被攝景物的景深要比使用自動光圈鏡頭時要小。
逆光補償：在只能逆光安裝的情況下，采用普通攝像機時，被攝物體的圖像會發(fā)黑，應(yīng)選用具有逆光補償?shù)臄z像機才能獲得較為清晰的圖像。
2.2.2 傳輸系統(tǒng)
監(jiān)視現(xiàn)場和控制中心總有一定距離，從監(jiān)視現(xiàn)場到控制中心需要圖像信號傳輸圖像信號，同時從控制中心的控制信號要傳送到現(xiàn)場。所以傳輸系統(tǒng)包括視頻信號和控制信號傳輸兩部分。
2.2.2.1 視頻信號傳輸。一般采用同軸電纜傳輸視頻基帶信號。也可采用光纜傳送電視信號以及用平衡電纜對也就是利用電話電纜傳送。由于電纜對外界的靜電場和電磁波有屏蔽作用，可減少串擾，傳輸損失也較小。但當電纜作為長距離傳送媒體時。會發(fā)生對地不平衡低頻地電流的影響，有時也會有高頻干擾。信號傳輸帶寬為50Hz-4MHz，當傳輸距離在200m以內(nèi)時，用同軸電纜傳送，其衰減的影響一般可不予考慮；當傳輸距離大于200m時，電纜衰減量較大，為了能把整個帶寬內(nèi)不同頻率的信號進行傳輸，必須使用電纜補償放大器。某些場合，布線非常困難時，可以采用無線傳輸如微波定向傳輸，但它要占用頻率資源。需經(jīng)無線電管理委員會核準。
2.2.2.2 控制信號傳輸。對于CCTV，常用的控制方式有直接控制、編碼控制、同軸視控。目前直接控制由于線纜過多，很少采用。編碼控制是將全部控制命令數(shù)字化(調(diào)制)后再傳輸，到控制設(shè)備后再解調(diào)，還原成直接控制量，可節(jié)約線纜。這種方式傳輸距離長，目前工程中采用較多。同軸視控就是控制信號與視頻信號共用一條同軸電纜，利用頻率分割或視頻信號消隱期傳輸控制信號的方式傳輸，但價格較貴。
2.2.3 控制系統(tǒng)
2.2.3.1 模擬控制系統(tǒng)
a.視頻矩陣切換器。對多路視頻輸入信號和多路視頻輸出信號進行切換和控制，可以通過電子開關(guān)，組成切換矩陣，使任一路輸入可切換至任一路輸出。設(shè)計時應(yīng)滿足必要的視頻輸入／輸出容量，并易擴展。一個CCTV系統(tǒng)除主控鍵盤外，還可根據(jù)需要設(shè)置分控鍵盤。b.雙工多畫面視頻處理器。能把多路視頻信號合成一幅圖像，達到在一臺監(jiān)視器上同時觀看多路攝像機信號。常用的16畫面分割器。又稱為多畫面視頻處理器，雙工的另一個用途是用一臺錄像機同時錄制多路視頻信號，并具有單路回放的功能，即能選擇同時錄下的多路視頻信號的任意一路在監(jiān)視器上回放。c.多畫面分割器。將多個畫面通過視頻數(shù)字處理合并成分割狀的一個畫面，就出現(xiàn)了多畫面分割器。現(xiàn)有4畫面分割器、9畫面分割器、16畫面分割器。這樣用一臺監(jiān)視器，一臺錄像機上能同時監(jiān)看、記錄4、9、16個畫面，多畫面分割器通常分為3類。d.單工畫面處理器。單純監(jiān)看一個畫面，記錄分割畫面。雙工畫面處理器：在監(jiān)視單畫面、分割畫面同時?？梢赃M行記錄。全雙工畫面處理器：在監(jiān)視、記錄的同時，可以進行記錄信號回放。e.視頻分配器。一路視頻信號可同時分配成多路視頻輸出。
2.2.3.2摘要：為了進一步滿足社會經(jīng)濟發(fā)展與人們文明生活的高標準要求，創(chuàng)造一個安全、舒適、溫馨、高效的辦公與生活環(huán)境，并隨著視頻軟、硬壓縮技術(shù)的發(fā)展和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的日漸成熟的今天。建立一個由計算機系統(tǒng)管理的一體化集成系統(tǒng)，提供一個投資合理、又擁有高效、數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化監(jiān)控系統(tǒng)已引起了各方面的高度重視。
關(guān)鍵詞：閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)；壓縮技術(shù)
中圖分類號：TK414.3+5 文獻標識碼：A
1 設(shè)計原則
項目方案設(shè)計遵循技術(shù)先進、功能齊全、性能穩(wěn)定、節(jié)約成本的原則。并綜合考慮施工、維護及操作因素，將為今后的發(fā)展、擴建、改造等因素留有擴充的余地。本系統(tǒng)設(shè)計內(nèi)容是系統(tǒng)的、完整的、全面的；設(shè)計方案具有科學性、合理性、可操作性。
2 方案設(shè)計
根據(jù)設(shè)計原則、設(shè)計規(guī)范和依據(jù)及國際、國內(nèi)標準，并根據(jù)用戶的需求，以及所提供的圖紙及相關(guān)資料，并接合項目的實際情況及未來的發(fā)展趨勢，對該項目的閉路電視監(jiān)控進行方案設(shè)計。
2.1 系統(tǒng)構(gòu)成及原理
閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)分別由前端系統(tǒng)、傳輸系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、顯示系統(tǒng)4個部分構(gòu)成。還具有對圖像信號的分配切換、存儲、處理、還原等功能。
2.2 設(shè)備選型及配置
2.2.1 前端系統(tǒng)
攝像部分的主體是攝像機，其功能為觀察、收集信息。攝像機的性能及其安裝方式是決定系統(tǒng)質(zhì)量的重要因素。光導(dǎo)管攝像機目前已被淘汰，由電荷耦合器件簡稱CCD攝像機所取代。其主要性能及技術(shù)參數(shù)要求如下：
色彩：攝像機有黑白和彩色兩種，通常黑白攝像機的水平清晰度比彩色攝像機高，且黑白攝像機比彩色攝像機靈敏，更適用于光線不足的地方和夜間燈光較暗的場所。黑白攝像機的價格比彩色便宜。但彩色的圖像容易分辨衣物與場景的顏色，便于及時獲取、區(qū)分現(xiàn)場的實時信息。
清晰度：有水平清晰度和垂直清晰度兩種。攝像機的清晰度一般是用水平清晰度表示。水平清晰度表示人眼對電視圖像水平細節(jié)清晰度的量度，用電視線TVL表示。目前選用黑白攝像機的水平清晰度一般應(yīng)要求大于500線，彩色攝像機的水平清晰度一般應(yīng)要求大于400線。
照度：單位被照面積上接受到的光通量稱為照度。Lux(載克斯)是標稱光亮度(流明)的光束均勻射在1m2面積上時的照度。目前一般選用黑白攝像機的最低照度，當相對孔徑為F／1.4時，最低照度要求選用小于0.1Lux；選用彩色攝像機的最低照度，當相對孔徑為F／1.4時，最低照度要求選用小于0.2Lux。
同步：要求攝像機具有電源同步、外同步信號接口。對電源同步而言，使所有的攝像機由監(jiān)控中心的交流同相電源供電，使攝像機場同步信號與市電的相位鎖定，以達到攝像機同步信號相位一致的同步方式。對外同步而言，要求配置一臺同步信號發(fā)生器來實現(xiàn)強迫同步，電視系統(tǒng)掃描用的行頻、場頻、幀頻信號，復(fù)合消隱信號與外設(shè)信號發(fā)生器提供的同步信號同步的工作方式。系統(tǒng)只有在同步的情況下，圖像進行時序切換時就不會出現(xiàn)滾動現(xiàn)象，錄、放像質(zhì)量才能提高。
電源：攝像機電源一般有交流220V，交流24V，直流12V。可根據(jù)現(xiàn)場情況選擇攝像機電源，但推薦采用安全低電壓。
自動增益控制(ACC)：在低亮度的情況下，自動增益功能可以提高圖像信號的強度以獲得清晰的圖像。目前，市場上CCD攝像機的最低照度都是在這種條件下的參數(shù)。
自動白平衡：當彩色攝像機的白平衡正常時，才能真實地還原被攝物體的色彩。彩色攝像機的自動白平衡就是實現(xiàn)其自動調(diào)整。
電子亮度控制：有些CCD攝像機可以根據(jù)射入光線的亮度，利用電子快門來調(diào)節(jié)CCD圖像傳感器的曝光時間，從而在光線變化較大時可以不用自動光圈鏡頭。使用電子亮度控制時，被攝景物的景深要比使用自動光圈鏡頭時要小。
逆光補償：在只能逆光安裝的情況下，采用普通攝像機時，被攝物體的圖像會發(fā)黑，應(yīng)選用具有逆光補償?shù)臄z像機才能獲得較為清晰的圖像。
2.2.2 傳輸系統(tǒng)
監(jiān)視現(xiàn)場和控制中心總有一定距離，從監(jiān)視現(xiàn)場到控制中心需要圖像信號傳輸圖像信號，同時從控制中心的控制信號要傳送到現(xiàn)場。所以傳輸系統(tǒng)包括視頻信號和控制信號傳輸兩部分。
2.2.2.1 視頻信號傳輸。一般采用同軸電纜傳輸視頻基帶信號。也可采用光纜傳送電視信號以及用平衡電纜對也就是利用電話電纜傳送。由于電纜對外界的靜電場和電磁波有屏蔽作用，可減少串擾，傳輸損失也較小。但當電纜作為長距離傳送媒體時。會發(fā)生對地不平衡低頻地電流的影響，有時也會有高頻干擾。信號傳輸帶寬為50Hz-4MHz，當傳輸距離在200m以內(nèi)時，用同軸電纜傳送，其衰減的影響一般可不予考慮；當傳輸距離大于200m時，電纜衰減量較大，為了能把整個帶寬內(nèi)不同頻率的信號進行傳輸，必須使用電纜補償放大器。某些場合，布線非常困難時，可以采用無線傳輸如微波定向傳輸，但它要占用頻率資源。需經(jīng)無線電管理委員會核準。
2.2.2.2 控制信號傳輸。對于CCTV，常用的控制方式有直接控制、編碼控制、同軸視控。目前直接控制由于線纜過多，很少采用。編碼控制是將全部控制命令數(shù)字化(調(diào)制)后再傳輸，到控制設(shè)備后再解調(diào)，還原成直接控制量，可節(jié)約線纜。這種方式傳輸距離長，目前工程中采用較多。同軸視控就是控制信號與視頻信號共用一條同軸電纜，利用頻率分割或視頻信號消隱期傳輸控制信號的方式傳輸，但價格較貴。
2.2.3 控制系統(tǒng)
2.2.3.1 模擬控制系統(tǒng)
a.視頻矩陣切換器。對多路視頻輸入信號和多路視頻輸出信號進行切換和控制，可以通過電子開關(guān)，組成切換矩陣，使任一路輸入可切換至任一路輸出。設(shè)計時應(yīng)滿足必要的視頻輸入／輸出容量，并易擴展。一個CCTV系統(tǒng)除主控鍵盤外，還可根據(jù)需要設(shè)置分控鍵盤。b.雙工多畫面視頻處理器。能把多路視頻信號合成一幅圖像，達到在一臺監(jiān)視器上同時觀看多路攝像機信號。常用的16畫面分割器。又稱為多畫面視頻處理器，雙工的另一個用途是用一臺錄像機同時錄制多路視頻信號，并具有單路回放的功能，即能選擇同時錄下的多路視頻信號的任意一路在監(jiān)視器上回放。c.多畫面分割器。將多個畫面通過視頻數(shù)字處理合并成分割狀的一個畫面，就出現(xiàn)了多畫面分割器?，F(xiàn)有4畫面分割器、9畫面分割器、16畫面分割器。這樣用一臺監(jiān)視器，一臺錄像機上能同時監(jiān)看、記錄4、9、16個畫面，多畫面分割器通常分為3類。d.單工畫面處理器。單純監(jiān)看一個畫面，記錄分割畫面。雙工畫面處理器：在監(jiān)視單畫面、分割畫面同時。可以進行記錄。全雙工畫面處理器：在監(jiān)視、記錄的同時，可以進行記錄信號回放。e.視頻分配器。一路視頻信號可同時分配成多路視頻輸出。
2.2.3.2 數(shù)字化圖像監(jiān)控系統(tǒng)
以同軸電纜傳輸視頻信號。稱之為傳統(tǒng)的模擬信號傳輸方式，這種方式傳輸，在較短距離內(nèi)(如200m左右)視頻信號的衰減不大，如果超過200m，則必須對視頻信號進行補償放大。常規(guī)的閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)較適合在一座建筑物或較小的地域范圍內(nèi)使用。
數(shù)字化監(jiān)控系統(tǒng)是將計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、多媒體技術(shù)與閉路電視技術(shù)相結(jié)合，適用于遠距離傳輸多路視、音頻信號。實際上就是將模擬信號進行數(shù)字化，并對其壓縮編碼，通過計算機網(wǎng)絡(luò)及數(shù)字多媒體技術(shù)來傳輸視頻圖像。
數(shù)字化監(jiān)控系統(tǒng)將計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、多媒體技術(shù)與圖像監(jiān)控技術(shù)有機結(jié)合在一起，能高清晰、同步地傳輸圖像信號，是一項全新的安保電視系統(tǒng)，它已成為現(xiàn)代化樓宇管理的有力工具。
數(shù)字化圖像監(jiān)控系統(tǒng)可實現(xiàn)遠程圖像監(jiān)控，把分散在各地的監(jiān)控點通過計算機網(wǎng)絡(luò)有機聯(lián)系在一起并利用了多媒體技術(shù)，增強了整體安全和圖像監(jiān)控的自動化管理能力。
參考文獻
[1]白忠山,路海蛟.論閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)信息資料在偵查中的運用[J].遼寧警專學報，2009-01-10.數(shù)字化圖像監(jiān)控系統(tǒng)
以同軸電纜傳輸視頻信號。稱之為傳統(tǒng)的模擬信號傳輸方式，這種方式傳輸，在較短距離內(nèi)(如200m左右)視頻信號的衰減不大，如果超過200m，則必須對視頻信號進行補償放大。常規(guī)的閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)較適合在一座建筑物或較小的地域范圍內(nèi)使用。
數(shù)字化監(jiān)控系統(tǒng)是將計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、多媒體技術(shù)與閉路電視技術(shù)相結(jié)合，適用于遠距離傳輸多路視、音頻信號。實際上就是將模擬信號進行數(shù)字化，并對其壓縮編碼，通過計算機網(wǎng)絡(luò)及數(shù)字多媒體技術(shù)來傳輸視頻圖像。
數(shù)字化監(jiān)控系統(tǒng)將計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、多媒體技術(shù)與圖像監(jiān)控技術(shù)有機結(jié)合在一起，能高清晰、同步地傳輸圖像信號，是一項全新的安保電視系統(tǒng)，它已成為現(xiàn)代化樓宇管理的有力工具。
監(jiān)控系統(tǒng)是安全技術(shù)防范體系中的一個重要組成部分，是一種先進的、防范能力強的綜合系統(tǒng)。通過遙控攝像機及其輔助設(shè)備（鏡頭、云臺等）直接觀看大廈內(nèi)的一切情況，做到看得見、看的全，可以把被監(jiān)視場所的圖像內(nèi)容傳送到監(jiān)控中心，使被監(jiān)控場所的情況一目了然。電視監(jiān)控系統(tǒng)還可以與防盜報警等其他安全技術(shù)防范體系聯(lián)動運行，使電視監(jiān)控系統(tǒng)在實現(xiàn)了自動跟蹤、實時處理等方面有了很大發(fā)展，從而使電視監(jiān)控系統(tǒng)在整個安全防范體系中具有舉足輕重的地位。電視監(jiān)控系統(tǒng)的另一特點是它可以把監(jiān)視場所的圖像清楚的紀錄下來，這樣就為日后對某些事件的處理提供了便利條件及重要依據(jù)?？傊?，電視監(jiān)控系統(tǒng)已成為安全技術(shù)防范體系中不可缺少的重要組成部分，其系統(tǒng)圖如4.2所示。
圖4.2 電視監(jiān)控系統(tǒng)
（一）用戶需求
根據(jù)設(shè)計圖紙要求，監(jiān)控點主要設(shè)置在首層主要出入口，各層樓梯前室，電梯廳及電梯轎廂，主要通道，地下停車場及出入口，服務(wù)臺設(shè)緊急按鈕。
（二）設(shè)計原則
根據(jù)甲方要求，地下車庫的出入口設(shè)置紅外一體化攝像機和紅外高清攝像頭，在大樓首層出入口設(shè)置紅外高清攝像機，電梯選擇電梯專用攝像機，大樓的各個出口選用勻速球型攝像機。保證大樓的各個出口都在監(jiān)控范圍之內(nèi)，看的清，看的全，不留監(jiān)控死角。
（1）系統(tǒng)指標
圖像水平清晰度，攝像機不低于420電視線;圖像畫面的灰度不低于8級;系統(tǒng)的各視頻信號，在監(jiān)視器輸入端的電平值1VP-P+3dB;系統(tǒng)在低照度使用時，監(jiān)視畫面達到可用圖像，其系統(tǒng)信噪比不低于30dB;
（2）綜合評估
系統(tǒng)圖像質(zhì)量的隨機信噪比不低于40dB，圖像質(zhì)量按五級圖像質(zhì)量標準評定，圖像質(zhì)量不低于四級。
（3）靈敏度的要求
當前所用的攝像機照度范圍為（0.01～0.06）LUX.。 攝像機的照度與鏡頭的相對孔徑有及其重要的關(guān)系，因此當被防范目標的照度經(jīng)常變化時，應(yīng)選用自動光圈鏡頭，用視頻信號的變化量來改變鏡頭的相對孔徑，調(diào)節(jié)攝像機的入光量，以保證取得良好的圖像。
（4）分辯率的要求
對被防范目標的識別，不但取決于攝像機的分辨率，更取決于被監(jiān)視的現(xiàn)場，也就是說取決于鏡頭焦距。作為宏觀監(jiān)控攝像機的分辨率要清晰。對環(huán)境的要求：攝像機必須在現(xiàn)場環(huán)境條件下長期穩(wěn)定的工作。對供電的要求：所有攝像機都能在標準電源正常變化的情況下工作。但由于我國的電源電壓變化較大，因此要求攝像機有更大的電源變化范圍。 系統(tǒng)在設(shè)計上采用統(tǒng)一的技術(shù)規(guī)范及通信格式，將所有的系統(tǒng)有機的集成一起，其系統(tǒng)與系統(tǒng)之間可相互通信，數(shù)據(jù)共享，使其構(gòu)成一個高度智能化、自動化的閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)。同時要考慮到所采用的系統(tǒng)設(shè)備不但在日后運行時起到對外的監(jiān)控作用，系統(tǒng)本身也能具有自身防破壞及報警功能，并且可長時間可靠運行。綜合上述的設(shè)計目標，我們在監(jiān)控系統(tǒng)的中心控制端采用AB的主控設(shè)備。
在鏡頭方面，根據(jù)不同的監(jiān)控范圍選取不同焦距的鏡頭，以適應(yīng)不同的監(jiān)控要求。考慮到環(huán)境光線的變化，所以所有的監(jiān)控點配備自動光圈的鏡頭。
本系統(tǒng)的閉路電視監(jiān)控中心采用中央矩陣控制系統(tǒng)，從而實現(xiàn)整個系統(tǒng)的無縫連接和統(tǒng)一控制，所有攝像機及監(jiān)視器都可在管理中心上控制其運行，每一個攝像機的圖像都可在多個監(jiān)視器上輸出，實時顯示送來的直播圖像，達到實時監(jiān)控該區(qū)域的目的，同時允許在同一界面上對CCTV進行畫面顯示切換。系統(tǒng)對視頻信號的處理和儲存是通過操作中心設(shè)備進行的，可在中心內(nèi)所有得到許可的管理員進行對監(jiān)控系統(tǒng)的控制和觀察，并可在中心控制設(shè)備上設(shè)定其權(quán)限。
（三）方案說明
此項目的監(jiān)控系統(tǒng)主機容量要求滿足現(xiàn)在及今后擴容需要。具體配置如下。
（1）傳輸部分：所有攝像機采用集中供電，每臺攝像機引1條視頻電纜經(jīng)過弱電間至中控室。
（2）控制部分：在此系統(tǒng)中，控制設(shè)備有矩陣主機、畫面分割器、鍵盤、解碼器、云臺控制器等設(shè)備。此控制部分在本系統(tǒng)中是十分重要的，可謂系統(tǒng)的心臟部位，本系統(tǒng)中矩陣主機選用加拿大AB主控設(shè)備AB-D2050R系統(tǒng)。其中控設(shè)備――矩陣主機是一智能型的真正實現(xiàn)了即插即用的可操作設(shè)備，可以進行菜單編程、年月日、中英文輸入，還有報警功能。
（3）顯示、記錄部分：系統(tǒng)配置日本松下專業(yè)監(jiān)視器進行監(jiān)視，進行錄像。
隨著人們對生活要求的越來越高，在越來越多的大廈當中，使用大廈電視監(jiān)控系統(tǒng)會越來越多。它的廣泛使用，將不斷提高人們的生活居住的質(zhì)量。
參考文獻：
1 電力調(diào)度系統(tǒng)的定義及應(yīng)用效果
（1）定義。電力調(diào)度自動化系統(tǒng)主要包括電力監(jiān)控、電力數(shù)據(jù)采集及各種應(yīng)用軟件，是一種專門服務(wù)于電力配網(wǎng)調(diào)度運行的一種新型系統(tǒng)。它也是一個新生事物，在推廣過程中，要首先做好設(shè)計規(guī)劃工作，要正確定位系統(tǒng)功能，先試點，后推廣，并定期總結(jié)經(jīng)驗，發(fā)現(xiàn)問題，及時調(diào)整。
（2）應(yīng)用效果。當前智能電網(wǎng)調(diào)度監(jiān)控工作的兩大特點是信息可視化和全面化，同時，綜合應(yīng)用當前工業(yè)控制領(lǐng)域主要的先進技術(shù)。良好的電力調(diào)度監(jiān)控系統(tǒng)主要有以下應(yīng)用效果：a.可以通過當前的電力通信網(wǎng)把變電站的實時遠程圖像及信息傳送到巡檢中心等部門，相關(guān)部門可以利用這些資料進行日常監(jiān)控、現(xiàn)場決策及應(yīng)急分析，確保供應(yīng)電量的可靠性，提高電網(wǎng)設(shè)備運行及維護的效率。b. 在監(jiān)控中心可以遠程全天候監(jiān)控現(xiàn)場的環(huán)境和設(shè)備，及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備隱患，有效處理事故或故障。c. 可以實時傳送監(jiān)控現(xiàn)場的狀況到電力調(diào)度等職能管理部門，實行分專業(yè)管理，減少管理的中間環(huán)節(jié)，提高整體自動化水平及供電管理效率，降低供電管理成本。
2 電力調(diào)度設(shè)立綜合監(jiān)控系統(tǒng)的主要設(shè)計要求
對電力系統(tǒng)進行網(wǎng)絡(luò)綜合管理的主要目的是全面監(jiān)控電網(wǎng)，并統(tǒng)一有效地管理通信設(shè)備。對電力調(diào)度設(shè)立綜合網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)應(yīng)符合以下幾個主要的設(shè)計要求：
（1）確保數(shù)據(jù)正常可靠。由于數(shù)據(jù)是電網(wǎng)正?？煽窟\行的關(guān)鍵，所以良好的電力調(diào)度監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)保證電網(wǎng)數(shù)據(jù)可以完整地進行交換和傳輸，信息可以有效傳遞，而且也可以全面、完整及統(tǒng)一地記錄和管理設(shè)備與網(wǎng)絡(luò)資源。
（2）能有序管理與記錄數(shù)據(jù)及信息。電力調(diào)度監(jiān)控系統(tǒng)的可靠性直接影響著電網(wǎng)的安全運行，良好的監(jiān)控系統(tǒng)可以有序地記錄和管理網(wǎng)絡(luò)通訊中的設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)資源，例如，數(shù)據(jù)傳輸、交換和信息傳遞等。
（3）應(yīng)配備全套的動力設(shè)備。良好的網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)需要配備較高要求的硬件，為了確保系統(tǒng)的正常運行，電網(wǎng)中站點機房應(yīng)配備全套的動力設(shè)備，起到準確、及時地監(jiān)控與管理系統(tǒng)的作用。
（4）應(yīng)滿足各種需求。良好的系統(tǒng)除了能夠滿足電網(wǎng)的全面需求外，還應(yīng)當滿足不同層次的工作需求，同時對它們進行有效監(jiān)管。
（5）要兼顧系統(tǒng)的實施條件和經(jīng)濟性。還應(yīng)當考慮實施該系統(tǒng)方案需要具備的各類條件，例如，經(jīng)濟條件、技術(shù)條件等。同時應(yīng)根據(jù)實際要求選擇適合的監(jiān)控系統(tǒng)實施條件，并確保將設(shè)計成本控制在合理的預(yù)算范圍內(nèi)，保障系統(tǒng)實施的經(jīng)濟性。
3 電力調(diào)度監(jiān)控系統(tǒng)的主要硬件配置
（1）前置服務(wù)器。a. 作用及運作原理。它的主要作用是預(yù)處理它接收到的數(shù)據(jù)。先按照規(guī)定轉(zhuǎn)化上傳的報文，轉(zhuǎn)化的意思是把接收到的原始報文轉(zhuǎn)譯成為變電站遙信及遙測數(shù)據(jù)的原始值，同時把這些轉(zhuǎn)譯后的數(shù)據(jù)傳送給實時服務(wù)器。b. 硬件配置要求。為了確保前置服務(wù)器的正常運作，相關(guān)的硬件應(yīng)符合更高的要求。例如，計算機處理實時通訊的速度要符合規(guī)定標準，同時，計算機的性能也要滿足工作需求，數(shù)據(jù)的處理質(zhì)量及速度均要達標。
（2）實時服務(wù)器。a. 作用及運作原理。它的主要作用是對實時狀態(tài)數(shù)據(jù)進行記錄并存儲，所以它是系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理中心。接收到前置服務(wù)器傳送過來的數(shù)據(jù)后，實時服務(wù)器進行數(shù)據(jù)處理，通過數(shù)據(jù)獲取變電站遙信及遙測數(shù)據(jù)的實際值，并在固定周期內(nèi)將數(shù)據(jù)記錄入庫，同時，還把這些真實可靠的實時數(shù)據(jù)傳送給其他系統(tǒng)或應(yīng)用模塊。b. 硬件配置要求。為了確保實時服務(wù)器的正常運作，對相關(guān)的硬件也有一定的要求。例如，最主要的要求是計算機有較強的計算能力，同時，計算機的內(nèi)存及CPU還要具備較好的性能，能滿足系統(tǒng)的容量擴展，提升系統(tǒng)的服務(wù)質(zhì)量。
4 遵循電力調(diào)度監(jiān)控系統(tǒng)方案的主要設(shè)計原則
（1）重視系統(tǒng)的可靠性原則。為了確保系統(tǒng)在出現(xiàn)問題故障時還可以正常運行，電力調(diào)度監(jiān)控系統(tǒng)內(nèi)部設(shè)有雙機備份，當其監(jiān)控設(shè)備發(fā)生異常時，可以通過備份的控制系統(tǒng)獲取信息，繼續(xù)進行操作指令的下達和發(fā)送。
（2）重視系統(tǒng)兼容性擴展原則。隨著工業(yè)控制技術(shù)及高新科技的不斷發(fā)展及進步，在對電力監(jiān)控系統(tǒng)進行硬件選擇時，要確保系統(tǒng)能同時兼容后期添加的最新設(shè)備及其擴展功能，這樣就可以保障系統(tǒng)與多重更新設(shè)備實現(xiàn)科學融合。
（3）重視系統(tǒng)分層控制的原則。在設(shè)計電力調(diào)度監(jiān)控系統(tǒng)方案時，要以變電站、調(diào)度中心及集控中心為核心基礎(chǔ)，構(gòu)建好分層次的三級監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)機構(gòu)，科學有序地進行最終數(shù)據(jù)的采集和分析，保障信息的可靠性和科學性，為正?？煽康恼{(diào)度操作提供數(shù)據(jù)參考。
5 電力調(diào)度監(jiān)控系統(tǒng)的實施重點分析
（1）有機協(xié)調(diào)網(wǎng)絡(luò)與各大系統(tǒng)，建立綜合管理平臺。電力調(diào)度監(jiān)控系統(tǒng)是一項工作量大且操作復(fù)雜的工程，要實現(xiàn)有效監(jiān)控，確保電力調(diào)度的安全穩(wěn)定操作，就需要把各個系統(tǒng)聯(lián)合起來，進行綜合管理。例如，可以把機房環(huán)境監(jiān)測、調(diào)度自動化系統(tǒng)監(jiān)測及網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測聯(lián)合起來，建立調(diào)度為主的綜合監(jiān)管平臺，對安全隱患進行多種形式的警告和監(jiān)測。
（2）通過監(jiān)控系統(tǒng)與上下位機聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。監(jiān)控系統(tǒng)與上下位機實現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)，方便監(jiān)管人員對數(shù)據(jù)進行及時、準確的分析，了解整w電網(wǎng)的運行情況，及早發(fā)現(xiàn)突發(fā)事故，并及時制定處理方案，減小損失及危害。
（3）安裝自動警報裝置。其實，電力監(jiān)控系統(tǒng)上的很多故障都是可以預(yù)防的，但卻往往未能及時發(fā)現(xiàn)和處理，導(dǎo)致發(fā)生巨大損失。如果在系統(tǒng)上安裝自動報警裝置，就可以及時發(fā)現(xiàn)一些不易被發(fā)現(xiàn)的問題，例如，服務(wù)器內(nèi)存不足、溫度失常等，使問題得到及時解決。
（4）加強運行程序的檢測，保證監(jiān)控系統(tǒng)的正常工作。為了合理利用監(jiān)控系統(tǒng)中的資源，應(yīng)建立安全穩(wěn)定的維護機制，同時，還要建立維護系統(tǒng)安全的管理工具，當監(jiān)控系統(tǒng)的軟件設(shè)備和硬件設(shè)備出現(xiàn)異常時，可以隨時待命進行修復(fù)。
6 結(jié)束語
綜上所述，隨著全球經(jīng)濟一體化的發(fā)展，任何一個行業(yè)只有通過不斷完善和不斷創(chuàng)新，才可以生存。電力調(diào)度監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)展的必然趨勢是自動化、智能化及科技化，這也是世界發(fā)展的必然選擇。通過對電力調(diào)度監(jiān)控系統(tǒng)的全面分析和研究，希望促進電力管理部門進一步改進現(xiàn)有的監(jiān)控系統(tǒng)，真正實現(xiàn)全社會范圍的安全用電。
參考文獻
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1.1設(shè)計目的
廣播電視發(fā)射臺是一個完整的局部工作系統(tǒng)，具有調(diào)頻發(fā)射機、電視發(fā)射機等直接工作系統(tǒng)，還有供電系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)、室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)等輔助工作系統(tǒng)。要保持廣播電視發(fā)射臺的正常運轉(zhuǎn)，在工作性能方面要求發(fā)射臺能夠被遠程控制啟動、關(guān)閉，還能夠?qū)崟r向監(jiān)控中心反饋調(diào)頻參數(shù)和發(fā)射機參數(shù)等，供監(jiān)控中心進行設(shè)備性能評估。在安全性能方面要求能夠?qū)崿F(xiàn)對發(fā)射臺系統(tǒng)進行保衛(wèi)安全和環(huán)境安全控制，在保衛(wèi)安全方面要實現(xiàn)門禁系統(tǒng)遠程控制，在環(huán)境安全控制方面，要求實現(xiàn)對室內(nèi)溫度、濕度、煙感等因素的控制。
1.2用戶需求分析
廣播電視發(fā)射臺遠程監(jiān)控系統(tǒng)的最終要求是安全、可靠、穩(wěn)定的實現(xiàn)廣播電視信號發(fā)射，具體的用戶需求分為管理需求和使用需求兩個層次，管理需求主要針對廣播電視臺的內(nèi)部工作需求，要求廣播電視發(fā)射臺的工作參數(shù)能夠?qū)崟r傳輸?shù)娇刂拼髲d，供總部工作人員對反饋回來的音頻、視頻的質(zhì)量進行評估，對廣播電視節(jié)目進行傳輸、變換和調(diào)整，對遠程廣播電視發(fā)射臺進行安全狀況控制，對異常廣播電視發(fā)射臺進行及時的斷電、關(guān)閉、故障預(yù)報警等。從使用需求層面看，主要是為現(xiàn)場維修人員提供故障參考依據(jù)，包括故障來源、故障表現(xiàn)、故障時間、故障發(fā)生頻率等，將廣播電視發(fā)射臺的故障數(shù)據(jù)進行在線儲存，有助于形成歷史數(shù)據(jù)，科學的分析、評估廣播電視發(fā)射臺的工作穩(wěn)定性，對其遠程監(jiān)測控制系統(tǒng)的優(yōu)化升級提供必要的參考依據(jù)。
1.3系統(tǒng)功能需求分析
1.3.1發(fā)射機監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)射機監(jiān)控系統(tǒng)在用戶權(quán)限管理功能方面，需要根據(jù)管理人員的分工、角色、職能等不同，劃分不同的用戶登錄權(quán)限，在本廣播電視發(fā)射臺監(jiān)控系統(tǒng)中，將用戶分為普通用戶、一級用戶、二級用戶和最高用戶四個種類，其中普通用戶是最基本的用戶，他們只具有瀏覽監(jiān)控系統(tǒng)的職能，一級用戶比普通用戶多了對指定內(nèi)容進行瀏覽和操作的職能，二級用戶比一級用戶多了對指定內(nèi)容進行修改的職能，最高用戶則具有監(jiān)控系統(tǒng)的所有權(quán)限，他們可以向二級用戶下達系統(tǒng)修改指令。權(quán)限管理功能中對用戶權(quán)限的界定，主要通過用戶角色劃分實現(xiàn)，用戶角色的劃分是在用戶賬號開通時就設(shè)定好的，所以用于登錄監(jiān)控系統(tǒng)必須同時輸入用戶名和密碼，當用戶進入系統(tǒng)后，根據(jù)其權(quán)限的不同，自動進入權(quán)限限制模式。發(fā)射臺監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)備管理功能需要包括設(shè)備設(shè)置、設(shè)備添加/刪除、設(shè)備參數(shù)設(shè)定等，廣播電視發(fā)射臺監(jiān)控系統(tǒng)中包括調(diào)諧發(fā)射臺和電視發(fā)射臺，通過社保設(shè)置功能設(shè)定其型號，建立設(shè)備的電子檔案，設(shè)備添加或刪除主要是對監(jiān)控系統(tǒng)硬件進行更改，通過添加/刪除功能實現(xiàn)硬件的升級，設(shè)備參數(shù)設(shè)定主要是對一些常規(guī)參數(shù)進行設(shè)定，例如發(fā)射頻率等，以實現(xiàn)設(shè)備功能的最大化利用。發(fā)射臺監(jiān)控系統(tǒng)的核心功能是數(shù)據(jù)采集功能，數(shù)據(jù)采集是否準確、采集系統(tǒng)能否穩(wěn)定工作，直接關(guān)系到監(jiān)控質(zhì)量。廣播電視發(fā)射臺的監(jiān)控系統(tǒng)采用“分布式”的控制結(jié)構(gòu)，即每個數(shù)據(jù)采集控制器對應(yīng)一部發(fā)射機，并且通過采集控制器實現(xiàn)對二者的數(shù)據(jù)連接，擦劑控制器需要對發(fā)射臺的工作參數(shù)做出系統(tǒng)、全面、準確的采集，并且采用數(shù)字通信技術(shù)，將采集的數(shù)據(jù)與監(jiān)控系統(tǒng)進行連接，實現(xiàn)數(shù)據(jù)擦劑和數(shù)據(jù)傳輸，使遠程監(jiān)控建立在安全的通信技術(shù)基礎(chǔ)之上。1.3.2環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)廣播電視發(fā)射臺的環(huán)境與其工作安全性和穩(wěn)定性關(guān)系密切，室內(nèi)的溫度和濕度對監(jiān)控系統(tǒng)的電纜疲勞壽命構(gòu)成直接影響，濕度過大或者室內(nèi)防水效果不佳，可能直接浸泡電纜，或則引發(fā)短路事故。環(huán)境因素導(dǎo)致的發(fā)射臺故障通常不易被發(fā)現(xiàn)，特別是通信部件的老化，對這些潛在的隱患如果不能及時排除，可能造成重大的損失。環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)充分利用溫度傳感器和濕度傳感器，將采集的數(shù)據(jù)傳輸?shù)奖O(jiān)控系統(tǒng)中，并通過數(shù)字顯示進行數(shù)據(jù)分析，監(jiān)控系統(tǒng)可以利用蜂鳴器報警、預(yù)報警、報警停機等設(shè)置，實現(xiàn)對環(huán)境監(jiān)控數(shù)據(jù)的最大化利用。
2廣播電視發(fā)射臺遠程監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計
2.1系統(tǒng)設(shè)計原則
廣播電視發(fā)射臺遠程監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計應(yīng)該遵循可靠性、先進性、實時性、開放性、可擴展性和易操作性等原則?？煽啃砸蟊O(jiān)控系統(tǒng)能夠準確、全面的進行發(fā)射臺的信息采集，并且將視頻和音頻數(shù)據(jù)高質(zhì)量的傳輸?shù)奖O(jiān)控系統(tǒng)中，此外，對于環(huán)境數(shù)據(jù)的采集要求準確，并以數(shù)字形式顯示。先進性要求系統(tǒng)的開發(fā)在數(shù)據(jù)庫設(shè)計方面要具有通用性，便于今后對監(jiān)控系統(tǒng)的升級，在硬件配置方面要以質(zhì)量為首要選擇因素。實時性要求監(jiān)控系統(tǒng)能夠?qū)Πl(fā)射臺數(shù)據(jù)進行實時采集，并對出現(xiàn)的故障及時報警。開放性要求系統(tǒng)的硬件配置具有良好的接口開放特征，便于與各種外設(shè)硬件進行連接。可擴展性要求系統(tǒng)的軟件設(shè)計具有擴容功能，特別當廣播電視發(fā)射臺數(shù)量增多時，監(jiān)控系統(tǒng)內(nèi)相應(yīng)的功能模塊都要隨之進行容量增加。易操作性是當前監(jiān)控系統(tǒng)人性化設(shè)計的重要原則，在交互界面設(shè)計方面要注重人性化，方便各類級別的管理員都能夠熟練學習、掌握和應(yīng)用。
2.2系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)
廣播電視發(fā)射臺遠程監(jiān)控系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)主要包括臺內(nèi)子系統(tǒng)、遠程監(jiān)控管理系統(tǒng)和遠程數(shù)據(jù)通信三部分。總體結(jié)構(gòu)的劃分主要按照地理位置的不同進行的，其內(nèi)子系統(tǒng)主要布置在發(fā)射臺內(nèi)部，用于對發(fā)射機的實際運行情況進行實時監(jiān)控，還用于對發(fā)射臺內(nèi)的環(huán)境因素進行監(jiān)控。遠程監(jiān)控管理系統(tǒng)的主要功能是總部管理，即管理員在總部對監(jiān)控系統(tǒng)的管理員權(quán)限、故障報警參數(shù)等進行調(diào)整。遠程數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)是連接臺內(nèi)子系統(tǒng)和遠程監(jiān)控管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)橋梁，保障監(jiān)控數(shù)據(jù)和管理指令能夠舒暢到達目的地。
2.3系統(tǒng)功能模塊設(shè)計
系統(tǒng)功能模塊的設(shè)計以臺內(nèi)子系統(tǒng)設(shè)計為例（如圖1所示），主要包括用戶層、應(yīng)用層和數(shù)據(jù)層，其中用戶界面設(shè)計是用戶層的主要內(nèi)容，業(yè)務(wù)邏輯處理是應(yīng)用層的主要內(nèi)容，常規(guī)的業(yè)務(wù)邏輯處理主要包括權(quán)限認證、設(shè)備校時、設(shè)備自動化、設(shè)備管理、設(shè)備狀態(tài)顯示、空調(diào)監(jiān)控、電力監(jiān)控、門禁管理、圣光短信報警等。數(shù)據(jù)層的設(shè)計主要包括數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)接口三個方面，數(shù)據(jù)處理主要包括從發(fā)射機的數(shù)據(jù)采集到日志數(shù)據(jù)匯總的全程設(shè)計，數(shù)據(jù)存儲主要是數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)庫中的存儲設(shè)計，數(shù)據(jù)接口包括數(shù)據(jù)導(dǎo)入、數(shù)據(jù)查詢、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和數(shù)據(jù)備份等。
2.4系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫設(shè)計
廣播電視發(fā)射臺遠程監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫設(shè)計采用Mi-crosoftSQLServer2005數(shù)據(jù)庫，這種數(shù)據(jù)庫能夠滿足發(fā)射臺分布式存在現(xiàn)狀，這種多線程、并行式的數(shù)據(jù)庫，能夠提供完整的軟件數(shù)據(jù)包，提供系統(tǒng)的安全性和完整性。遠程監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計的第一步是概念模型設(shè)計，其中權(quán)限認證功能的概念模型如圖2所示，以權(quán)限認證為中心，對其余六項常規(guī)功能進行數(shù)據(jù)交互。設(shè)備管理功能的概念模型如圖3所示，其數(shù)據(jù)交互類型與權(quán)限認證類似基于概念模型進行邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計，因為概念模型采用ER結(jié)構(gòu)，所以結(jié)構(gòu)模型采用關(guān)系模型，利用DBMS的功能對ER結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換，并對得到的初步邏輯模型進行修改，確定數(shù)據(jù)之間的依賴關(guān)系，獲得準確的邏輯模型。
1.通信電源設(shè)備及監(jiān)控系統(tǒng)原理
通過系統(tǒng)設(shè)計來實現(xiàn)對通信電源設(shè)備的智能遠程監(jiān)控，了解通信電源設(shè)備的構(gòu)成模塊和監(jiān)控系統(tǒng)的工作原理是前提。
1.1通信電源設(shè)備模塊構(gòu)成
組成通信電源設(shè)備的模塊有交流配電、整流柜、直流配電和監(jiān)控模塊。交流配電柜的功能是在市電和油機電之間進行切換以及交流輸出的分配，對其性能的要求一般具備單面操作維護、實時狀態(tài)顯示和警告功能；直流配電柜的功能是能夠完成直流輸出路線的分配、電池接入和負載邊接，可自由出線、可雙面操作維護，可實現(xiàn)柜內(nèi)和柜外并機，并能夠檢測到每一路熔斷器的通斷狀態(tài)；整流柜的功能是將輸入交流電轉(zhuǎn)換為滿足通信要求的直流電，一般由多臺整流模塊并聯(lián)組成，共同分擔負載；電源模塊一般采用低壓差自入均流技術(shù)，使模塊間的電流不均衡度在3%以下，并具有輸出短路故障自動恢復(fù)功能。
1.2監(jiān)控系統(tǒng)原理
整個監(jiān)控系統(tǒng)主要由主控站、數(shù)據(jù)實時采集、PLC監(jiān)控模塊、交/直流配電監(jiān)控模塊等組成。實時數(shù)據(jù)采集部分的功能主要負責檢測油機轉(zhuǎn)速的實時參數(shù)，將采集到的非線性非電信號轉(zhuǎn)為線性電信號，經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換后發(fā)送到PLC。PLC的功能是將數(shù)字信號通過編碼后轉(zhuǎn)換為RS-232通訊協(xié)議數(shù)據(jù)格式，經(jīng)MODEM傳輸?shù)絇STN，在計算機端處理后顯示在監(jiān)控屏幕上。若在接受到緊急情況時，PLC能夠控制自動負載轉(zhuǎn)換開關(guān)對交/直瓶進行控制切換。
2.系統(tǒng)監(jiān)控模塊設(shè)計
系統(tǒng)監(jiān)控模塊設(shè)計的功能主要是實現(xiàn)收集、處理、上送配電等監(jiān)控板的數(shù)據(jù)，并根據(jù)數(shù)據(jù)變化情況對蓄電池進行智能化管理，同時也要對交流配電柜和直流低阻配電柜也進行智能化設(shè)計。
2.1主控站監(jiān)控模塊設(shè)計
首先，主監(jiān)控臺需要跟程控機整流監(jiān)控系統(tǒng)連接起來，連接的方式一般是通過RS-232或者MODEM，同時，RS-232接口和MODEM接口是PLC模塊和主監(jiān)控計算機的通訊接口，用戶可以根據(jù)實際使用需求進行選擇。如果在機房距離柴油機房不超過30米，且柴油發(fā)電機只有一臺的情況下，可以采用RS-232通訊方式；如果柴油發(fā)電機不只有一臺，且監(jiān)控中心和柴油發(fā)電機的距離不超過5千米，則可以采用MODEM通訊方式。
2.2中間層監(jiān)控模塊
直/交流屏監(jiān)控模塊和柴油機監(jiān)控模塊通過RS-232通訊接口將數(shù)據(jù)發(fā)送到PLC監(jiān)控模塊進行匯總處理，PLC監(jiān)控模塊再按照既定格式將數(shù)據(jù)通過MODEM傳輸?shù)焦秒娫捑W(wǎng)，最后經(jīng)過巡檢MODEM發(fā)到主監(jiān)控臺計算機作進一步處理，計算機會根據(jù)對數(shù)據(jù)處理的結(jié)果啟動自動化管理及報警控制。中間層監(jiān)控模塊的設(shè)計，首先是調(diào)制好PLC監(jiān)測的運行參數(shù)，比如柴油機輸出電壓、電流、頻率；電網(wǎng)電壓、電網(wǎng)電流、電網(wǎng)頻率；柴油發(fā)電機的轉(zhuǎn)速、油壓、油位等參數(shù)；其次，設(shè)計PLC實現(xiàn)可通過獲取故障信息自動啟動報警功能。在這里需要調(diào)制好直流配電個輸出支路熔斷器通斷狀態(tài)、蓄電池組熔斷器通斷狀態(tài)，設(shè)計蓄電池的最大電流量、電壓值等，并且通過監(jiān)測柴油發(fā)電機轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)速、油壓、油位、水箱水溫的異常情況和數(shù)據(jù)的變化來啟動自動報警功能；最后，設(shè)計PLC對系統(tǒng)的控制實施功能。PLC可以通過判斷油機的開啟狀態(tài)、運轉(zhuǎn)速度以及油機的油門大小，從而實現(xiàn)對交流屏中的自動負載轉(zhuǎn)換開關(guān)進行控制和控制各電路輸入輸出回路的通斷。PLC監(jiān)控模塊通過匯集、整理、分析各數(shù)據(jù)和工作狀態(tài)，并向監(jiān)控計算機進行報告，在應(yīng)急情況下自動啟動處理措施。
2.3底層監(jiān)控模塊
鑒于環(huán)境因素的影響，在設(shè)計交、直流配電屏監(jiān)控模塊和柴油發(fā)電機監(jiān)控模塊上只需要通過分立元件采集數(shù)據(jù)的模式經(jīng)過調(diào)制接入RS-232連接到PLC進行處理。直流屏監(jiān)控的功能主要是負責監(jiān)測蓄電池的充、放電電流、程控交換機的負載電流、各路負載熔斷器通斷狀態(tài)，以及監(jiān)測蓄電池是否過壓、欠壓，充電是否過流等情況，并能夠接收來自監(jiān)控中心的指令做出自動接通或是斷開蓄電池的充、放電操作；交流屏監(jiān)控部分的功能是負責對交流三相電壓、電網(wǎng)是否過壓、欠壓、缺相、停電等現(xiàn)象進行監(jiān)控。當發(fā)生停電時，在接收到控制指令時自動負載轉(zhuǎn)換開關(guān)會斷開并自動接通蓄電池為程控交換機過渡供電，同時啟動柴油發(fā)電機，并通過AC/DC整流模塊向程控交換機供電，當恢復(fù)市電時，會自動切斷柴油發(fā)電機線路并通過ATS自動接通市電給程控交換機。在設(shè)計該系統(tǒng)的時候主要是要對程控交換機提供后備供電的各類柴油發(fā)電機切換屏進行遠程監(jiān)控管理，通過實時采集監(jiān)測柴油機的運行參數(shù)，隨時通過計算機監(jiān)控臺提供控制操作。
3.結(jié)束語
本文為日后可以根據(jù)使用需要，對整個智能監(jiān)控系統(tǒng)進行擴展進行了論述，在設(shè)計系統(tǒng)的時候可以采用集散式測量系統(tǒng)和雙重測量控制管理模式的設(shè)計思路，盡量降低由監(jiān)控系統(tǒng)引起的故障因素，而且還需要實現(xiàn)通訊線路的糾錯功能，只有這樣才能實現(xiàn)監(jiān)控系統(tǒng)的智能化遠程操控。 [科]
【參考文獻】
引言
隨著燃氣輪機在工業(yè)現(xiàn)場的廣泛使用，對控制性能的要求越來越高，其控制系統(tǒng)也迅速從液壓機械式控制器發(fā)展為模擬式電子控制系統(tǒng),進而發(fā)展成數(shù)字電子控制系統(tǒng)。到20世紀90年代,燃氣輪機開始全面配置數(shù)字電子控制系統(tǒng)。近年來，國外燃氣輪機的數(shù)字電子控制系統(tǒng)已經(jīng)實現(xiàn)了標準化、系列化，實現(xiàn)了模塊化,并配置了菜單式的開發(fā)軟件。模塊化控制系統(tǒng)中通信總線是系統(tǒng)內(nèi)部數(shù)據(jù)交換的橋梁，總線的可靠性是系統(tǒng)可靠性的保障，總線速度也直接影響到整個控制器的性能，因此必須選擇實時、可靠的通信總線。MIL-STD-1553B、ARINC-429等傳統(tǒng)的現(xiàn)場總線可靠性高、使用靈活，工程上已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用，但卻遭受速度瓶頸。工業(yè)實時以太網(wǎng)技術(shù)具有速度快、實時性好、可靠性高等特點，它的發(fā)展使工業(yè)控制在通用化、模塊化、數(shù)據(jù)交換等方面都面臨新的技術(shù)革命，特別適用于分布式控制系統(tǒng)設(shè)計。EtherCAT是由德國Beckhoff公司開發(fā)。采用以太網(wǎng)幀，以特定環(huán)狀拓撲發(fā)送數(shù)據(jù)的技術(shù)，擁有杰出的通訊性能，接線簡單，并對其它協(xié)議開放。
1.總體方案
1.1燃機模塊式電子控制系統(tǒng)方案
系統(tǒng)的控制對象是某型艦用中檔功率系列燃氣輪機，控制系統(tǒng)采用開放性的模塊結(jié)構(gòu)。電子控制器采用標準化、系列化的模塊設(shè)計，各模塊間采用最新的工業(yè)實時以太網(wǎng)Ethercat連接，控制軟件設(shè)計成可選擇、可配置的標準模塊和接口，液壓執(zhí)行機構(gòu)設(shè)計成通用的模塊化的部件和組件。這就使整個控制系統(tǒng)的設(shè)計變?yōu)楣δ苣K的選擇、匹配和調(diào)整——根據(jù)燃機控制系統(tǒng)的信號數(shù)量和接口類型選擇合適的硬件模塊，根據(jù)特定控制規(guī)律和控制系統(tǒng)要求選擇、配置相應(yīng)的軟件模塊，根據(jù)燃油和導(dǎo)葉的控制要求選擇合適液壓執(zhí)行機構(gòu)。采用的是成熟的模塊使各模塊功能、性能都有了保證，各部件僅需要進行部分調(diào)整就能滿足要求，既縮短研發(fā)周期，又提高系統(tǒng)的可靠性，同時也便于今后實現(xiàn)性能改進和功能擴展。
1.2燃機控制系統(tǒng)組成
燃機控制系統(tǒng)包括綜合電子控制柜、系統(tǒng)軟件、液壓執(zhí)行機構(gòu)、電氣系統(tǒng)等。液壓機械裝置采用模塊化設(shè)計方法，包括高壓燃油泵、燃油計量裝置、導(dǎo)葉調(diào)節(jié)裝置等。各模塊可根據(jù)具體燃機要求配合使用。電子硬件通用模塊包括：電子控制器模塊、獨立保護模塊。系統(tǒng)軟件包含控制軟件和應(yīng)用軟件?？刂葡到y(tǒng)接收來自控制室或監(jiān)控臺的控制信號，對燃氣輪機的起動、加速、減速、穩(wěn)態(tài)工況運行以及停車和重要參數(shù)限制實施全面的自動控制和安全保護，能實現(xiàn)對燃機輔助系統(tǒng)的監(jiān)測和控制，能實現(xiàn)對燃機的故障診斷和重要參數(shù)的記錄、存貯和通訊。
2.控制軟件設(shè)計
2.1電子控制器方案介紹
電子控制器由主CPU模塊與AD模塊、DA模塊、FI模塊、IO模塊等低級模塊組成，各模塊自帶CPU處理器，模塊之間通過工業(yè)以太網(wǎng)連接，控制系統(tǒng)采用基于網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)模塊化設(shè)計，控制器的各種功能模塊之間用實時以太網(wǎng)進行連接，完成數(shù)據(jù)交互。各模塊可以集中在一起也可以分散到燃機的各部分，通過工業(yè)總線實現(xiàn)實時信息交流和控制。
2.2控制軟件分層設(shè)計
控制軟件包含CPU模塊的控制應(yīng)用軟件、其它通用模塊底層軟件組成。底層軟件與模塊一一對應(yīng)。模塊的底層軟件主要是實現(xiàn)通用模塊采集、輸出或信息交互功能，并與其它模塊通訊，傳遞和接受信息，實現(xiàn)控制系統(tǒng)功能。CPU模塊的控制應(yīng)用軟件通過與底層軟件，根據(jù)模塊的特點進行功能的初始選擇和配置。初步設(shè)計的控制軟件層次結(jié)構(gòu)如圖1所示，該層次結(jié)構(gòu)適用于主CPU模塊與所有低級功能模塊。由于低級功能模塊的任務(wù)都比較簡單，所以并無必要采用實時內(nèi)核，主CPU模塊也需根據(jù)實際情況決定采用傳統(tǒng)的順序結(jié)構(gòu)還是基于實時內(nèi)核的并行結(jié)構(gòu)。同一功能的器件在驅(qū)動程序?qū)酉蝽攲犹峁┮恢碌慕涌?，在這一層次中需要制定對器件讀、寫、模式設(shè)置、中斷、輪詢等操作的驅(qū)動程序函數(shù)模版。整理電子控制器硬件設(shè)計中常用的接口器件資料，針對這些器件編寫驅(qū)動程序并用數(shù)據(jù)庫進行驅(qū)動程序模塊的管理。
2.3控制軟件模塊化設(shè)計
控制軟件采用模塊設(shè)計，將燃機的主要控制過程、各種控制規(guī)律形成標準程序模塊。模塊劃分可層層分解，步步細化，當針對具體燃機時只要選用合適的模塊進行組合，并進行對參數(shù)設(shè)置連接就可形成控制程序。程序的框架設(shè)計要保證其可擴展性，根據(jù)燃機控制要求的變化，不斷的增加先進控制規(guī)律、控制算法模塊提高整個系統(tǒng)的性能。在對燃機控制系統(tǒng)的特點進行充分分析的基礎(chǔ)后，建立對燃機控制軟件的通用框架結(jié)構(gòu)、模塊劃分準則與模塊配置策略，通過更改模塊配置信息、模塊整體更換等方式靈活構(gòu)建可靠的燃機控制軟件。軟件模塊化按照由粗到細、由繁到簡的指導(dǎo)方針，按步驟逐級細化，最終生成最基本的模塊單元。根據(jù)燃機控制系統(tǒng)的功能，將控制軟件劃分為基本數(shù)值計算模塊庫、信號處理模塊庫、故障處理模塊庫、起動控制模塊庫、燃機運行控制模塊庫、停車控制模塊庫、輔助系統(tǒng)控制模塊庫、底層軟件模塊庫、通訊協(xié)議模塊庫。模塊一般采用標準C語言編寫，與CPU相關(guān)的代碼采用匯編語言編寫，考慮到不同CPU的字長、對齊方式等特性，模塊內(nèi)部均采用自定數(shù)據(jù)類型，且可通過外部進行設(shè)置。
3.通訊軟件設(shè)計
EtherCAT通訊程序包括網(wǎng)絡(luò)收發(fā)模塊、EtherCAT接口模塊、EtherCAT設(shè)備模塊、主站模塊和從站模塊。網(wǎng)絡(luò)收發(fā)模塊完成底層網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包的發(fā)送和接收功能。EtherCAT接口模塊實現(xiàn)EtherCAT通訊程序與功能軟件的接口功能。EtherCAT設(shè)備模塊實現(xiàn)EtherCAT設(shè)備掃描和軟件初始化工作。主站模塊實現(xiàn)主站初始化命令和循環(huán)命令的發(fā)送處理，實現(xiàn)和維護主站的狀態(tài)機。從站模塊實現(xiàn)從站設(shè)備的配置，同時維護從站設(shè)備的狀態(tài)機。
3.1Ethercat協(xié)議
EtherCAT是用于過程數(shù)據(jù)的優(yōu)化協(xié)議，憑借特殊的以太網(wǎng)類型，它可以在以太網(wǎng)幀內(nèi)直接傳送。EtherCAT幀可包括幾個EtherCAT報文，每個報文都服務(wù)于一塊邏輯過程映像區(qū)的特定內(nèi)存區(qū)域，該區(qū)域最大可達4GB字節(jié)。數(shù)據(jù)順序不依賴于網(wǎng)絡(luò)中以太網(wǎng)端子的物理順序，可任意編址。從站之間的廣播、多播和通訊均得以實現(xiàn)。當需要實現(xiàn)最佳性能，且要求EtherCAT組件和控制器在同一子網(wǎng)操作時，則直接以太網(wǎng)幀傳輸就將派上用場。然而，EtherCAT不僅限于單個子網(wǎng)的應(yīng)用。EtherCATUDP將EtherCAT協(xié)議封裝為UDP/IP數(shù)據(jù)報文，這就意味著，任何以太網(wǎng)協(xié)議堆棧的控制均可編址到EtherCAT系統(tǒng)之中，甚至通訊還可以通過路由器跨接到其它子網(wǎng)中。顯然，在這種變體結(jié)構(gòu)中，系統(tǒng)性能取決于控制的實時特性和以太網(wǎng)協(xié)議的實現(xiàn)方式。因為UDP數(shù)據(jù)報文僅在第一個站才完成解包，所以EtherCAT網(wǎng)絡(luò)自身的響應(yīng)時間基本不受影響。另外，根據(jù)主/從數(shù)據(jù)交換原理，EtherCAT也非常適合控制器之間（主/從）的通訊。自由編址的網(wǎng)絡(luò)變量可用于過程數(shù)據(jù)以及參數(shù)、診斷、編程和各種遠程控制服務(wù)，滿足廣泛的應(yīng)用需求。主站/從站與主站/主站之間的數(shù)據(jù)通訊接口也相同。從站到從站的通訊則有兩種機制以供選擇。一種機制是，上游設(shè)備和下游設(shè)備可以在同一周期內(nèi)實現(xiàn)通訊，速度非?？?。由于這種方法與拓撲結(jié)構(gòu)相關(guān)，因此適用于由設(shè)備架構(gòu)設(shè)計所決定的從站到從站的通訊，如打印或包裝應(yīng)用等。而對于自由配置的從站到從站的通訊，則可以采用第二種機制—數(shù)據(jù)通過主站進行中繼。這種機制需要兩個周期才能完成，但由于EtherCAT的性能非常卓越，因此該過程耗時仍然快于采用其他方法所耗費的時間。EtherCAT僅使用標準的以太網(wǎng)幀，無任何壓縮。因此，EtherCAT以太網(wǎng)幀可以通過任何以太網(wǎng)MAC發(fā)送，并可以使用標準工具。
3.2主站軟件設(shè)計
EtherCAT可以在單個以太網(wǎng)幀中最多實現(xiàn)1486字節(jié)的分布式過程數(shù)據(jù)通訊。其它解決方案一般是，主站設(shè)備需要在每個網(wǎng)絡(luò)周期中為各個節(jié)點處理、發(fā)送和接收幀。而EtherCAT系統(tǒng)與此不同之處在于，每周期僅需要一個或兩個幀即可完成所有節(jié)點全部通訊，因此，EtherCAT主站不需要專用的通訊處理器。主站功能幾乎不會給主機CPU帶來任何負擔，處理任務(wù)的同時，還可處理應(yīng)用程序，因此EtherCAT無需使用昂貴的專用有源插接卡，只需使用無源的NIC卡或主板集成的以太網(wǎng)MAC設(shè)備即可。EtherCAT主站容易實現(xiàn)，尤其適用于中小規(guī)模的控制系統(tǒng)和有明確規(guī)定的應(yīng)用場合。EtherCAT映射不是在主站產(chǎn)生，而是在從站產(chǎn)生，此時過程映像已經(jīng)完成排序。該特性進一步減輕了主機CPU的負擔?？梢钥吹?，EtherCAT主站完全在主機CPU中采用軟件方式實現(xiàn)，相比之下，傳統(tǒng)的慢速現(xiàn)場總線系統(tǒng)通過有源插接卡方可實現(xiàn)主站的方式則要占用更多的資源，甚至服務(wù)于DPRAM的有源卡本身也將占用可觀的主機資源。
3.3從站軟件設(shè)計
子站模塊劃分為A/D采樣模塊、頻率量模塊、LVDT及振動信號處理模塊、熱電阻信號處理模塊、熱電偶信號處理模塊、壓力信號處理模塊、電流電壓信號處理模塊、開關(guān)量輸入模塊、開關(guān)量輸入1模塊、開關(guān)量輸入2模塊、開關(guān)量輸出模塊、模擬量輸出模塊1、模擬量輸出模塊2，備份槽。主程序通過不同的功能要求調(diào)用軟件塊。軟件模塊設(shè)計的基本原則是數(shù)據(jù)隱藏，即各模塊內(nèi)部數(shù)據(jù)私有，并提供外部接口訪問這些私有數(shù)據(jù)，各模塊之間相互獨立，從而降低各模塊之間的耦合程度。整個框架提供諸多配置接口，具有一定的通用性。子站模塊實現(xiàn)的功能為DSP外設(shè)初始化；獲取通道信息；獲取開關(guān)量輸入、擬量輸入、頻率量輸入信號；輸出開關(guān)量、PWM信號；FLASH存儲器操作；定時器的啟停、看門作等。
4.結(jié)束語
在國內(nèi)航空發(fā)動機電子控制系統(tǒng)研制的技術(shù)積累基礎(chǔ)上，開展基于網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)的燃機模塊式電子器研究工作，研制具有自主知識產(chǎn)權(quán)的、具有國際先進水平的燃機模塊式電子控制系統(tǒng)，不僅可以創(chuàng)造經(jīng)濟效益，而且能夠打破燃機電子控制系統(tǒng)被國外公司壟斷的局面，極大提高燃機市場的核心競爭力。
參考文獻
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[2]EtherCAT——技術(shù)介紹及發(fā)展概貌.國內(nèi)外機電一體化技術(shù).2006-11-30
吉兆公司根據(jù)我們提出的要求,生產(chǎn)出一臺13、15CH共用備份的5KW發(fā)射機,其主備發(fā)射機具有自動切換控制系統(tǒng),配置同軸開關(guān)控制的軟硬件接口,兼容其他公司的發(fā)射機。
1.監(jiān)控系統(tǒng)。這臺發(fā)射機是本地、遠程遙控發(fā)射機,包括自動開、關(guān)機,狀態(tài)控制,重點參數(shù)的調(diào)整,模擬量、開關(guān)量的獲取,主備激勵器自動切換;實時監(jiān)測、顯示發(fā)射機各單元的重要運行參數(shù),實現(xiàn)超限報警、故障報警、故障自動定位、故障自動記錄、故障查詢;系統(tǒng)具有報警功能,當出現(xiàn)設(shè)備故障或參數(shù)超限時,系統(tǒng)做聲光報警;可兼容、監(jiān)測國內(nèi)外其他廠商的同類設(shè)備;可定制巡檢、排障、報表等日常事務(wù),可根據(jù)運行參數(shù)分析設(shè)備的狀態(tài);各機房實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享,所有數(shù)據(jù)通過電信網(wǎng)或?qū)＞€傳輸?shù)奖O(jiān)控中心;組網(wǎng)方式靈活,可根據(jù)用戶條件,使用現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò);完全兼容未來的數(shù)字發(fā)射機測控需求。
2.實現(xiàn)了“1備2”的功能。雙激勵器備份配置改為13CH-15CH雙激勵器工作方式,激勵器控制軟件關(guān)閉自動切換控制部分,增加單激勵器開關(guān)遙控功能,主控單元控制軟件做相應(yīng)修改,增加同軸開關(guān)遙控功能;發(fā)射機系統(tǒng)中所有的分配、合成器等無源設(shè)備遠離采用13CH、15CH寬帶器件;末級功放模塊采用13CH、15CH均可使用的寬帶功放。
3.監(jiān)控系統(tǒng)軟件。吉兆公司生產(chǎn)的這臺發(fā)射機主控單元設(shè)置“手動/自動”兩種控制模式。
手動狀態(tài)。切換到手動控制模式后,將切斷控制部分電源,自動控制停止運行。同時,手動主備機控制有效。
自動模式。上電狀態(tài):打開電源后,LCD顯示“BEIJIN GIGAMEGA”,同時報警器響。此時系統(tǒng)在上電自檢和初始化狀態(tài),用戶設(shè)置存儲于EEPROM中,處于初始化狀態(tài),自動讀取所有參數(shù);1秒鐘后LCD顯示“Op0.00KwRp0W”,這是主通路的輸出和反射功率。
待機狀態(tài):如果當前系統(tǒng)時間在運行時間區(qū)間(用戶設(shè)置的啟動自動控制時間區(qū)間)之外,系統(tǒng)工作與待機狀態(tài),只采集數(shù)據(jù),不控制。正常運行狀態(tài):在運行時間區(qū)間內(nèi),系統(tǒng)在主通道正常工作,無報警,循環(huán)監(jiān)測系統(tǒng)狀態(tài),存儲數(shù)據(jù),分析狀態(tài)。
編輯狀態(tài):用戶使用面板或遙控接口修改系統(tǒng)參數(shù)時,系統(tǒng)進入編輯狀態(tài)。在這種狀態(tài)下,只采集數(shù)據(jù),不控制。完成修改后,恢復(fù)到編輯前的狀態(tài)。過載:在正常運行狀態(tài),采集完數(shù)據(jù)后,進入分析程序。如果主備通路的反射功率高于100W,則報警“HIGH VSWR!”,停止控制進程,切換同軸開關(guān)回到主通道。用戶如果未接反射功率檢測,則無系統(tǒng)過載報警。
在社會經(jīng)濟的推動下，我國的廣播電視有了較大進步，各類廣播節(jié)目不斷涌現(xiàn)，豐富了人們的日常生活，也成為人們喜聞樂見的娛樂方式。廣播節(jié)目的安全播出有著重要作用，不僅能較好滿足人們的聽覺需求，而且能促進民族團結(jié)，維護國家穩(wěn)定。但是實際運作中，廣播電視的運作過程受到了較多因素的干擾，所以技術(shù)人員可以對發(fā)射監(jiān)控技術(shù)進行應(yīng)用，對廣播信號進行實時監(jiān)測，從而更好幫助工作人員消除各類干擾因素，維護廣播電視的安全播出。
1 廣播電視信號系統(tǒng)中發(fā)射監(jiān)控技術(shù)的應(yīng)用分析
發(fā)射監(jiān)控技術(shù)能夠較好地對廣播信號進行實時監(jiān)控，為工作人員的相關(guān)工作提供依據(jù)，從而更好維持廣播電視的正常運作。在廣播電視信號系統(tǒng)中對發(fā)射監(jiān)控技術(shù)進行應(yīng)用時，技術(shù)人員須從整體性進行考慮，對廣播電視信號系統(tǒng)以及發(fā)射監(jiān)控技術(shù)的特性進行合理分析，促進兩者和諧統(tǒng)一，充分發(fā)揮出發(fā)射監(jiān)控技術(shù)的作用，這樣才能更好保障廣播電視安全運作。技術(shù)人員在對發(fā)射監(jiān)控系統(tǒng)進行設(shè)計時，可以依據(jù)廣播設(shè)備微機監(jiān)控系統(tǒng)的相應(yīng)特性，一般可應(yīng)用分布式微機監(jiān)控系統(tǒng)進行發(fā)射監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計處理。實際情況中，分布式微機監(jiān)控系統(tǒng)屬于PLC以及局域網(wǎng)結(jié)構(gòu)，其包含多種技術(shù)，包括數(shù)據(jù)庫技術(shù)、信息技術(shù)、多媒體技術(shù)等，能夠較好地對廣播電視信號系統(tǒng)中電視、調(diào)頻等設(shè)備進行智能遙控，從而給技術(shù)人員實時提供廣播電視信號系統(tǒng)的運作情況，然后再采取相應(yīng)措施進行解決。廣播電視發(fā)射設(shè)備微機監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)主要屬于分層式，一般包含多層結(jié)構(gòu)，主要包括前置處理層、數(shù)據(jù)采集層、應(yīng)用層以及集成通信層。其中前置處理層主要對控制機進行實時監(jiān)控，對相關(guān)數(shù)據(jù)進行收集以及整合，再將整合后的數(shù)據(jù)傳送至其他子模塊。前置處理層包含的內(nèi)容較多，主要包括菜單模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、通信模塊等，每個模塊都有著自身特性。應(yīng)用層與其他子功能模塊存在著緊密聯(lián)系，且應(yīng)用層主要通過局域網(wǎng)實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳送等功能；在系統(tǒng)中，應(yīng)用層包含的內(nèi)容較多，主要包括數(shù)據(jù)庫模塊、管理模塊、工作模塊等，且每種模塊具有一定的擴展性。數(shù)據(jù)采集層主要對所需數(shù)據(jù)進行采集，并與其它層進行數(shù)據(jù)聯(lián)系；數(shù)據(jù)采集層中主要包括現(xiàn)場操作設(shè)備以及控制機，其中控制機主要對現(xiàn)場操作設(shè)備進行數(shù)據(jù)采集處理，并能有效控制設(shè)備發(fā)射功能的開始和暫停。集成通信層主要包括局域網(wǎng)以及服務(wù)器，在局域網(wǎng)以及服務(wù)器的作用下，技術(shù)人員能夠通過計算機對微機監(jiān)控系統(tǒng)進行遠程控制，從而實時獲取所需數(shù)據(jù)內(nèi)容，并根據(jù)實際情況采取有效措施處理存在的干擾問題，維持系統(tǒng)安全性。
在實際情況中，廣播設(shè)備微機監(jiān)控系統(tǒng)具有較多優(yōu)勢，不僅能幫助技術(shù)人員實時了解廣播電視信號系統(tǒng)的運作情況，而且能較好避免各類干擾因素對廣播電視的運作造成影響，最終實現(xiàn)廣播電視的安全運作。廣播設(shè)備微機監(jiān)控系統(tǒng)中包含多種技術(shù)，主要包括控制網(wǎng)技術(shù)、PLC技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)等，在多種先進技術(shù)的作用下，廣播設(shè)備微機監(jiān)控系統(tǒng)能夠維持正常運作，具有一定的穩(wěn)定性及安全性；廣播設(shè)備微機監(jiān)控系統(tǒng)中存在著多種分層結(jié)構(gòu)以及大量的子模塊，所以在操作及相應(yīng)部件的檢修方面給技術(shù)人員帶來了較大便利，從而更好發(fā)揮出廣播設(shè)備微機監(jiān)控系統(tǒng)的作用，實現(xiàn)對廣播電視信號的有效監(jiān)控，消除各種不良因素，促進廣播電視安全播出。廣播設(shè)備微機監(jiān)控系統(tǒng)具有多種功能，而且在操作方面簡單方便，獲取的相關(guān)信息準確度較高，能夠為工作人員相應(yīng)工作提供依據(jù)，而且能與外網(wǎng)共享數(shù)據(jù)，從而及時解決各種干擾問題，維持廣播電視的安全運作。
2 廣播電視信號系統(tǒng)抗干擾方法
基于廣播電視的特性，其信息的接受和發(fā)射過程會受到多種干擾因素的影響，所以技術(shù)人員必須合理應(yīng)用發(fā)射監(jiān)控系統(tǒng)對廣播電視信號進行實時監(jiān)測，獲取相關(guān)干擾因素的信息，從而更方便技術(shù)人員對干擾因素進行處理，維持廣播電視安全播出。在實際情況中，高頻干擾的方式較多，主要包括大氣中電磁波輻射干擾、接地線干擾、取樣信號干擾等，干擾信號在這些途徑下進入到計算機系統(tǒng)，并產(chǎn)生各種隱患。在對大氣中電磁波干擾進行處理時，技術(shù)人員可以設(shè)置計算機屏蔽室，優(yōu)化計算機運作環(huán)境。在發(fā)射機中，雖然采用了寬紫銅帶接地法，但是在高頻狀態(tài)下，地線會存在一定電感，進而提高阻抗；在這種情況下，有些地線的干擾電壓會變得很高，但取樣信號電壓較低，進而給發(fā)射監(jiān)控系統(tǒng)正常運作帶來不利。所以技術(shù)人員必須對接地方式進行準確設(shè)計，一般在低頻電路中可采用一點接地法，避免地線產(chǎn)生過多的地環(huán)路，進而較小干擾電壓。在高頻電路中可采用多點入地，對干擾電壓進行分散，以維持系統(tǒng)安全性。
技術(shù)人員還可以運用平衡方式將傳感器輸出端和前端機的輸入端進行連接，一般可以應(yīng)用平衡雙絞線進行操作。系統(tǒng)中前端機會對平衡信號進行轉(zhuǎn)換，形成不平衡信號，而平衡雙絞線則能對干擾信號進行有效清除，從而降低干擾信號對發(fā)射信號的影響。一般情況下，技術(shù)人員可以對二芯屏蔽雙絞線進行應(yīng)用，并將屏蔽層與高頻接地系統(tǒng)進行連接，從而更好消除各種干擾信號所產(chǎn)生的隱患，維持廣播電視的安全播出。
3 結(jié)束語
廣播電視在人們的日常生活中有著重要作用，不僅能豐富人們的日常生活，而且是政府宣傳相關(guān)政治思想的重要途徑，因此，提高廣播電視運作的安全性至關(guān)重要。但是在實際情況中，廣播電視的正常運作會受到多種干擾因素的影響進而產(chǎn)生多種安全隱患。因此，技術(shù)人員可以將發(fā)射監(jiān)控技術(shù)引進廣播電視信號系統(tǒng)中，實現(xiàn)對信號的的實時監(jiān)控，消除各種干擾因素，確保信號正常發(fā)送，從而維持廣播電視正常運行。
參考文獻
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[關(guān)鍵詞]多點檢測 PLC 無線射頻傳輸 節(jié)能高效
中圖分類號：F224-39 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2017）16-0261-01
目前大多數(shù)溫濕度監(jiān)控控制方案，都是采用溫濕度傳感器放在異地然后直接與PLC進行連接，一個PLC接多個溫濕度傳感器的弊端是占用的AD/DA功能模塊居多，經(jīng)濟性差，而且需要PLC進行大量的數(shù)據(jù)分析，對PLC的編程比較復(fù)雜，而處理過后的數(shù)據(jù)的精度也不是很高。
鑒于以上控制方案的弊端，本系統(tǒng)在PLC和各個溫濕度監(jiān)測點之間架上一STM32單片機作為數(shù)據(jù)處理和傳輸?shù)闹修D(zhuǎn)站，用STM32對溫濕度傳感器進行AD采集，STM32有1～3個12位的逐次逼近性ADC，精度較高，每路ADC有18個通道，對于一個多點溫濕度監(jiān)控系統(tǒng)來說，AD采集通道足夠用。然后將處理以后的數(shù)據(jù)通過NRF24L01發(fā)送給PLC進行控制，這樣只需要占用PLC極少的模塊就可以完成高精度的溫濕度檢測，達到了經(jīng)濟性的要求。同時本系統(tǒng)采用臺達組態(tài)監(jiān)控軟件DIAView進行監(jiān)視和數(shù)據(jù)的更改。
1、系統(tǒng)方案介紹
本系統(tǒng)的整個控制過程的關(guān)鍵所在就是單片機如何實現(xiàn)數(shù)據(jù)的分析和中轉(zhuǎn)。
其數(shù)據(jù)的分析采用STM32自帶的AD功能進行數(shù)據(jù)的分析，分析完成之后采用RS232串行通信方式將數(shù)據(jù)發(fā)送給PLC。
DHT11數(shù)字溫濕度傳感器是一款含有已校準數(shù)字信號輸出的溫濕度復(fù)合傳感器，它應(yīng)用專用的數(shù)字模塊采集技術(shù)和溫濕度傳感技術(shù)。傳感器包括一個電阻式感濕元件和一個NTC測溫元件，并與一個高性能8位單片機相連接。因此該產(chǎn)品具有品質(zhì)卓越、超快響應(yīng)、抗干擾能力強、性價比極高等優(yōu)點。每個DHT11傳感器都在極為精確的濕度校驗室中進行校準。校準系數(shù)以程序的形式存在OTP內(nèi)存中，傳感器內(nèi)部在檢測型號的處理過程中要調(diào)用這些校準系數(shù)。單線制串行接口，使系統(tǒng)集成變得簡易快捷。在苛刻應(yīng)用場合的最佳選擇。產(chǎn)品為4針單排引腳封裝，連接方便。
無線通信模塊原理：NRF24L01是一款新型單片射頻收發(fā)器件，工作于2.4～2.5GHzISM頻段，具有通信速度快的優(yōu)點，經(jīng)實測通信距離也比較遠。內(nèi)置頻率合成器、功率放大器、晶體振蕩器、調(diào)制器等功能模塊，并融合了增強型ShockBurst技術(shù)，其中輸出功率和通信頻道可通過程序進行配置。NRF24L01功耗低，使檢測更節(jié)能。
1.1 系統(tǒng)硬件設(shè)計
溫濕度監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計制作過程涉及到電氣控制原理、PLC控制技術(shù)、傳感器技術(shù)、工業(yè)組態(tài)技術(shù)、模擬電子、數(shù)字電子技術(shù)知識。這個設(shè)計要求制作者有較高的程序設(shè)計能力，對于開發(fā)者的硬件設(shè)計能力以及軟硬件結(jié)合能力要求也高。因此，制作者需要具備扎實的基礎(chǔ)和良好的動手能力及創(chuàng)新能力。溫濕度監(jiān)控系統(tǒng)能夠檢測監(jiān)控地點的溫濕度，并且能夠?qū)?shù)據(jù)通過遠程信號模塊實時傳送到本地。因此，本系統(tǒng)最核心的地方就是溫濕度檢測、溫濕度數(shù)據(jù)遠程傳送。所以，要盡力地做好軟件設(shè)計和硬件設(shè)計，并使其完好的結(jié)合，最終做出一套完整穩(wěn)定可靠的溫濕度監(jiān)控系統(tǒng)。
為了達到這個目的，首先應(yīng)該選擇好模擬式溫濕度傳感器，然后查看它的接口說明，焊接好應(yīng)用電路。溫濕度數(shù)據(jù)檢測成功后，下一步應(yīng)該進行數(shù)據(jù)傳送。因為多個監(jiān)控，所以本系統(tǒng)采用了2.4GHZ射頻通訊技術(shù)，最終調(diào)試出整個系統(tǒng)各個區(qū)域之間的良好通訊。這時，溫濕度監(jiān)控系統(tǒng)的核心功能基本完成了，下面再做一定的完善工作，最終使系統(tǒng)更加完善、運行更加穩(wěn)定。
溫濕度監(jiān)控系統(tǒng)各個模塊緊密相關(guān)、密切聯(lián)系，因此不能單獨的選擇各個模塊而不考慮與其他模塊之間的關(guān)系。要結(jié)合各個模塊所起的作用以及已選模塊的技術(shù)規(guī)格，經(jīng)過理論分析和試驗選擇合適的硬件方案，使每個功能模塊都能協(xié)調(diào)起來，最終構(gòu)成一個完整穩(wěn)定的溫濕度監(jiān)控系統(tǒng)。
2、系統(tǒng)軟件設(shè)計
整個系統(tǒng)的軟件設(shè)計包括PLC的程序設(shè)計和單片機的程序設(shè)計以及NRF24L01的數(shù)據(jù)傳輸設(shè)計，由單片機進行對溫濕度傳感器的數(shù)據(jù)的分析并通過NRF24L01以RS232數(shù)據(jù)形式發(fā)送給PLC，實現(xiàn)與PLC的通訊，然后PLC根據(jù)DIAView組態(tài)軟件的設(shè)置的數(shù)據(jù)進行比較，控制報警系統(tǒng)和控制溫度濕度調(diào)節(jié)器來調(diào)節(jié)溫濕度，實現(xiàn)溫濕度的監(jiān)控和調(diào)節(jié)。
3、系統(tǒng)整體數(shù)據(jù)傳輸示意圖
STM32單片機通過AD采集溫濕度傳感器的模擬量，然后通過NRF24L01無線射頻技術(shù)將其發(fā)射出去，射頻接收端接收傳輸過來的數(shù)據(jù)并以RS232串行通訊方式發(fā)送給PLC。
4、方案規(guī)劃創(chuàng)新性和有實用價值
1）創(chuàng)新性
傳統(tǒng)采用傳感器直接連接PLC，并用PLC的AD/DA模塊進行數(shù)據(jù)的采集和處理，這樣如果對于一個較大的且點數(shù)較多的多點檢測系統(tǒng)來講，需要多個AD/DA模塊去拼差，而且接線比較麻煩，編程比較復(fù)雜。鑒于如此本系統(tǒng)在中間采用了成本較低的STM32單片機作為數(shù)據(jù)的中轉(zhuǎn)處理系統(tǒng)，可以一次處理多個不同點的溫濕度數(shù)據(jù)，并用NRF24L01無線通訊模塊發(fā)送出去。相比于先存在的多點溫濕度檢測系統(tǒng)本系統(tǒng)所設(shè)計的基于射頻技術(shù)的多點溫濕度控制系統(tǒng)有如下有點：
1.通過無線射頻和RS232串行通訊實現(xiàn)多路溫濕度模擬量信號的采集，相比于傳統(tǒng)采用PLC的AD模塊的方案降低了成本，提高了可靠性。
2.系統(tǒng)采用STM32自帶的12位的模數(shù)轉(zhuǎn)換器精度更加的準確。
2）使用價值
在現(xiàn)實生活中，很多產(chǎn)業(yè)對環(huán)境溫濕度有著非常高的要求。比如，在食品產(chǎn)業(yè)中，不合適的溫濕度會帶來食品變質(zhì)，引發(fā)安全問題；檔案管理中的紙張對溫濕度極為敏感，不當?shù)谋４鏁辜堎|(zhì)變差、字跡模糊，會嚴重縮短檔案保存時間；溫室中的植物對于溫濕度要求極為嚴格，不當?shù)臏貪穸认拢参飼p產(chǎn)、甚至死亡。綜上，溫濕度監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用范圍非常廣泛。它能夠徹底擺脫傳統(tǒng)的人工輪流值班、人工巡回查看抄錄模式，從而避免了很多人為因素而導(dǎo)致的重大事故。因此極其有必要設(shè)計一套完整的溫濕度監(jiān)控系統(tǒng)，這對科學的社會生產(chǎn)有著重大的意義。
