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一、选择设备的线材要受到那些因素的影响?

弱点工程在敷设线路前,要根据前端与终端控制设备的参数要求来选折线材。通常,要考虑到设备允许的电压损失范围、频率特性、机械强度、敷设环境等因素。弱电系统的工程商经常忽略了线路压降的问题,尤其是在计算系统的容量和线路的载流量时,常常忽略了设备动态因素的影响,至使设备的可*性受到了一定的影响。例如:以12伏摄像机为例,彩色摄像机的工作为电流为350mA左右,黑白摄像机的工作电流为150mA,如果以12v直流供电,在一条较长的线路上带多个负载,大家会看到越到末端的摄像机图像效果越差。这就是由于选折的导线截面积太细,线路压降大所至。再如,美国迪信的小区总线式报警系统,在它的的总线上要载上几十乃至上百个家庭控制分机,如果没有充分考虑到线路的电抗压降,到了系统末端的电压降叠加值就会很大,至使系统无法正常的工作。在通常的情况下,线路长度越长,线路上的分布电阻、电容和电感就较大,并在系统上叠加出了很多的干扰成份,至使机器的运行效果既不好又不稳定。有些工程商为了防止供电线路产生压降,将采用220v的交流供电,并且为了降低成本,将强电与弱电共管,这样的方式虽然能够降低线路压降,但是,根据规范要求;不同电压等级、不同设备的回路是要分别穿管的。如果将强电与弱电分别穿管,又要增加了系统的成本,因此,既要满足系统指标,又要符合行业有关规范要求,这是一个全面的系统设计问题。另外,通讯线路、控制线路除了考虑到敷设线路的长度、负荷的数量带来的衰减之外,还要考虑到系统对频带的要求、系统接地的方式以及施工的方式等等,这些都会给系统的使用带来较大的影响,如果这些事情处理不当,就会造成系统的线路压降、耦合干扰、波形畸变与多重反射等多重对系统影响的作用,同时在设计与施工过程中,还要考虑到相关的行业规定、行业习惯作法、器材的抗干扰特性、稳定性和应用环境特定因素等问题。

二、采用RS485总线时,传输电缆长度要如何考虑?

在安防系统中,有很多设备都是以两线制形式、半双工的通讯来连接的,多是采用RS485接口作为控制总线的。由于RS485是采用平衡驱动和差分输入的,因而具有很强的抗共模干扰能力。RS485电气特性为: +(2-6)V表示逻辑”1”, -(2-6)V表示逻辑”0”,其接口电平又很低,因此不易损坏。有关资料介绍RS485接口的最大传输距离标准值为4000英尺,相当是1200多米,同时允许在总线上连接128个收发站。实际上RS485总线的传输长度,要受到连接方式、负载多少和界限类线型的影响,但是影响最大的问题是长度与信号速率的关系,这个长度的数据主要是受到信号的失真度及躁声等影响所限制。根据有关技术资料,使用导线截面为0。5的双绞线,当终端负载电阻为100欧时,当速率为1。2Mbit/s时,则电缆长度被限制在100米,当信号速率为100kbit/s以下时,则电缆长度被限制在1200米左右,如果采用更大的导线截面时时则可以超过这个约束值。但实际上,这个限制条件在有些方面还是比较保守的,因为我们在行业实际应用中的通讯速率都是很低的。但是,我们还是要的考察应用环境,分析设计与施工方法是否得当,注意厂家的对敷设线材的要求、端接的要求,是否应当使用屏蔽线,能否引起波形畸变,能否引起反射波 。当然,所有的事情都是辩证的,既要考虑敷设距离又要考虑抗干扰能力,这是一个综合性的问题,同时也是一个经验积累的应用问题。

三、现场连接RS-232-C的一些问题

RS-232-C在现场时是最常使用的通讯接口。它的任何一条信号线的电压均为负逻辑关系,即:“1”,-5—15V,逻辑“0”为+5—15伏 ,噪声容限为2伏。即要求接收器能识别低于+3伏的信号作为逻辑”0”,高到- 3伏的信号作为逻辑”1”。在安防产品的很多系统中,其系统与PC的连接只用三条接口线,即“发送数据”、“接收数据”和“信号地”。所以经常连接的方式是这样,电脑的25孔DB插座与所要连接设备9针DB插座方式为:“2”对“3”交*连接,“3”对“2”交*连接,“7”对“7”连接。传输线采用屏蔽双绞线。根据有关资料介绍,RS-232C波特率为300时,传输距离为1500米,波特率1200时,距离约为900米,波特率为2400时,距离约为300米,波特率为9600时,距离约为70米。以上数据也是在较严格的技术条件下测试的。根据现场实际应用情况来看,低速率传输设备是可以借鉴的。

四、 系统接地与防雷的问题

雷电对弱点网络的威胁越来越被人们所重视,传统的防雷概念已经发生了变化,接雷线体由于在接雷瞬间时产生的很大的电磁场,这个电磁场的能量又通过信号线路、供电线路及建筑物金属构件等可导电物体直接导入监控室、耦合到各种导线而传入设备,造成设备的损坏和数据出错,建筑物的避雷针在接雷时流过很大的电流,一方面是在地线附近产生一个强磁场,另一个是使地电位瞬间增高,以上两种结果都会对通讯、监控、计算机系统等抗电磁脉冲、抗过电压、过电流能力差的精密电子设备造成损坏或使数据出错。

关于接地设计可以参考有关资料,如:GB50057-94《建筑物防雷设计规范》、IEC/TS61312-2《雷电电磁脉冲的防护》、IEC61312-1雷击电磁脉冲的防护通则》、GB 9361-88《计算站场地安全要求》。

在设计一些较大型的机房中心工程时,首先要考虑到:
1、直击雷防护--监控机房所在建筑物上应有完善的直击雷防护措施,按《规范》安装避雷针、避雷带,围绕建筑物做环形接地极,供电系统、感应雷防护共用此接地系统。
2、供电系统防护--总供电线路在进入监控室所在建筑物时,做重复接地,将供电制式由TN-C制改造成TN-C-S制。监控室总电源由大楼总配电柜直接通过三相五线制电缆引入,机房总配电柜接地母排与室外环型接地体相连接。在监控室配电柜总电源开关后、UPS输入端、监视器墙供电插座前端加装加装电涌保护器。
3、信号系统防护--信号电缆引入机房后,金属保护外皮与机房等电位连接带做有效电气连接,室外设备的控制电缆、信号电缆应在两个端点加装必要的避雷装置。
4、机房等电位连接--在机房静电地板下,设置环形闭合等电位连接带。机柜等就近与等电位连接带做可*电气连接。

五、 有关系统接地的问题

监控系统的接地可视为功能性接地与保护性接地之分,接地效果如何会直接影响到系统的安全性与可*性的问题,这也是设计者比较棘手的问题。一般中心的主控设备都会采用火线、零线与地线的三芯电源,将多个设备的地及设备金属壳会接到共同的接地线上,然后接地线通过一点接地,这种一点接地的方法,在机器的内部可防止相互干扰,同时又是一个共同的参考点,可克服外界干扰。

但有些系统分布面积较大时,如,前端探测设备,如:摄像机、音频探测器等,分控设备,如:解码器等等,为了克服干扰,有些工程商常常采用设备与连线屏蔽层采用就地接地的连接方式,但是,由于设备之间的距离较远,在不同的接地点中形成地电位差,即产生地环流,因而地环流不可避免的对系统产生了干扰作用。为了避免地环流对系统的干扰,一般的工程做法是采用终端接地的方式,即单端接地,单端接地可以消除过高的共模电压,避免低频交流干扰,即地电位差的干扰,但是,值得注意的是单端接地的方式也是不符合电气装置安装规范的,按照有关规范要求,任何电气装置的外壳均应与大地相连,这样即可以保护人身安全,又可以减少雷电的影响。一般来讲做一个较大的系统时,有条件时首先要考虑到采用联合接地的方式,这是一个较全面的方法,而有些场合是做不到的,但解决接地干扰和安全的方法是可以多方面处理的,如光纤传输方式,差分传输方式等等。

六、 如何防止弱电系统意外过电压的事故?

在弱电系统施工与运行中,经常出现意外过电压的事故情况,如,施工现场意外接错线路,浪涌电压、高压静电等等,都可能造成系统故障或烧毁的事故。采用什么方式预防这类事情发生呢?一般常常采用半导体器件来预防和限制这类事情,如在线路中接入压敏电阻与稳压二极管及具有肖特基势垒的脉冲二极管等,它们都具有显著的非线性伏安特性,当所施加电压增大时,其阻值大大的减少,而且响应时间快,漏电流小等优点,但是,由于其反向电压低,耗散功率小,使其应用受到了限制 。目前有一种瞬态电压抑制二极管(TVP/TVS),伏安特性类似于稳压管,但与一般用途的半导体器件的主要区别,是这种抑制器具有很大的脉冲耗散能力,是一种很好的电路保护器件。当它承受瞬变高能量脉冲时,快速的由原来的高阻抗变为地阻抗,并把瞬变的高电压脉冲限制在预定的水平,从有效地保护系统不会损坏。采用这种器件保护系统,响应时间快、吸收功率大、漏电流低、箝位电压稳定,耗散功率可达60KVA,箝位电压从0.7至几百伏。弱点系统中一般需要保护的地方有,系统中外引的总线部分,通讯总线、控制总线等等,外引的低压电源,探测器信号、摄像机视频信号等等,它们都有可能因为事故将强电引入到弱电系统中,造成系统大面积烧毁。因此接入瞬态保护器TVP是极其必要的。但是选择时要注意以下几点:(1)TVP的反响关断电压必须要大于系统工作的最高电压。
(2)TVP箝位电压必须要小于保护电路的损坏电压。
(3)所产生的干扰脉冲的能量(如:由供电电网所产生的),在限制的时间内应小于TVP的耗散功率,否折起不到TVP应有的抑制作用。另外,还要注意“功能性抑制”和“保护性抑制”的是不好兼容的,如抑制总线噪声和防止强电介入时,应当设置两套TVP抑制保护电路。

七、 选择摄像机要考虑的几个因素

通常情况下,选择摄像机都是根据使用者的场所要求来选择,一般都是根据环境要求以及经济指标来确定。而其中主要的几个技术指标是要注意的:(1) 清晰度(分辨率)。清晰度是表示摄像机分辨图像细节的能力,通常用电视线(TVL)来表示的,监控系统中的彩色摄像机一般都在330TVL以上,黑白摄像机一般都是在400TVL以上。
(2) 灵敏度(照度)。在镜头光圈大小一定的情况下,摄像机获取理想图像信号所需要的最低靶面照度的能力,就称为该摄像机的灵敏度。通常业内定义的方式;有普通型(1-3LX),月光型(0.1LX)、星光型(0.01LX),还有红外照明型,它是借助红外光源来成像的。
(3) 信噪比。即摄像机的图像信号与噪声电压之比,CCD摄像机的典型值为45-55dB之间,信噪比越高就越好。

在选择摄像机时,分辨率的数值是指水平分辨率,人们关心的是水平分辨率的高低,因为在同一电视制式下,CCD档次虽有高低,但是垂直方向的分辨率基本是相同的。分辨率的指标是重要的,目前商业上的指标也有很多虚假成分,建议用户在没有经验时侯,以尽量采用品牌性的产品。所有的摄像机都有一个视频放大器,它把来自CCD的信号放大到可以使用的水准,在暗光时应具有较高的增益,在亮光时应有较低的增益,这个自动调整的过程叫做自动增益(AGC)。AGC有手动、自动档位。信噪比是指在视频图象中有用信号与噪声信号之比。(S/N)=20 x Log(信号/噪声)分贝,这是早期的定义方式。例如:一个摄像机的信噪比大于60dB,S/N=60dB,即比率为1000:1,它意味着信号大于噪声1000倍,图像中将看不到噪声信号,图像质量很好。S/N=50dB时,比值为316:1,图像质量还是相当不错的。S/N=40dB时,比值为100:1,图像有一定的“雪花点”,图像质量有一定的影响。S/N=30dB时,比值为32:1,图像将是有大量的噪声的劣质图像。当S/N=20dB时,比值为10:1,图像将不能使用。

信噪比是在AGC开断的情况下给出来的,灵敏度是AGC接通的情况下给出来的。改变AGC开关,可以适应摄像机的光照范围,即动态范围。最低照度是人们评价摄像机对亮度灵敏程度的一个指标,该数字越低,说明摄像机灵敏度越高,这方面的性能越好。但是,最低照度值是在一定条件下测量的,必须结合相应的测量条件和标准来比较和衡量。在目前的市场上,仅凭厂家给出的最低照度值,是不能简单的得出该摄像机亮度灵敏度性能优劣的。

八、 如何选择摄像机镜头?

摄像机的摄像效果与否,与镜头的选折有很大的关系。在不同的使用场合,根据不同的使用要求来选择摄像机的镜头。常规的摄像机镜头有以下几种:
(1) 手动光圈定焦镜头。这种镜头光圈可以改变,但是焦距是不可改变的。它适合于固定焦距,光照亮度变化不大的场合。
(2) 手动光圈、变焦镜头。应用方式同上,只是有些场合下,考虑到摄像环境范围与距离在没有确定的情况下所采用的镜头。
(3) 自动光圈定焦镜头。当环境照度发生变化时,这种镜头通过摄像机亮度电平输出的信号幅值,来驱动镜头光圈电机,来自动调整光圈的大小,以保证落在CCD靶面上的照度是恒定的。它适合于照度变化较大,摄像焦距固定的场合。
(4) 自动光圈变焦镜头。应用方式同上,只是有些场合下,考虑到摄像环境范围与距离在没有确定的情况下所采用的镜头。
(5) 电动变倍、电动光圈、电动焦距镜头——三可变镜头。这种镜头的光圈与焦距的调整都是都是通过电动来控制的,该镜头一般焦距较长,变焦范围较大,光圈可以控制,并且完全可以通过遥控方式来控制,因而该镜头适用范围很大,但是因为其造价昂贵,所以,在一般工程中使用数量有限。另外还有一种类似规格的镜头,如电动变倍、自动光圈、自动聚焦的镜头,即所谓两可变镜头,其应用与三可变镜头雷同。另外,除了根据不同场合、不同要求、不同控制方式外还要考虑到以下几点.
(1) 镜头与摄像机的工业接口要一致,即C型安装座与CS安装座要适配连接。
(2) 镜头尺寸要与摄像机的靶面规格要一致,例如:1/3IN的摄像机要选1/3IN的镜头。
(3) 镜头的焦距要与视场的大小、监视目标的距离来确定,镜头焦距选择通常与有经验的工程技术人员的经验值有很大关系。
(4) 特殊监控的场合,还有特种应用的镜头,如:适合超远距离的长焦距镜头,保密安装的针孔镜头等等。

九、如何选择视频监视器?

视频监视器作为显示终端,一般有这样几种,专用监视器、电视机、电脑显示器、大屏幕投影仪。专用监视器清晰度很高,但价格很高,电视机价格便宜,但清晰度不够,而且多台机器放在一起的时候,互相干扰,一般以实用性来考虑,注意以下几点:
(1) 监视器有不同的扫描制式,通常有N制和PAL制式之分,选折时要注意。
(2) 黑白监视器一般要很高的分辨率,但是只是适应于黑白摄像机的系统,而彩色摄像机必须采用彩色监视器,标准级的彩色监视器在一般系统中选以350线至400线为适中,有特殊图像要求的场合,可选择专业级的高分辨监视器。
(3) 在射频传输的方式中,可采用电视机作为监视器。
(4) 电脑显示器显示视频图像要通过视频采集卡来实现,为此,图像经过有损压缩后,清晰度有了很大的损失,所以一般只是适用于“分控”的情况。

十、 视频信号的传输方式和选用原则是什么?

视频信号的传输距离有质量在不断的发展,它体现了现代通讯技术与多媒体技术的发展水平,电视信号的带宽为4-6MHZ从实用分类来讲,传输方式可有同轴电缆、双绞线、光纤和讯无线电磁波的几种方式。选择视频信号传输方式的前提就是保证监视器接收图像的质量和具有较好的抗干扰性.这要视传输距离、现场施工环境、施工复杂程度和投资规模等诸多因素平衡后来确定。
(1)尽量采用有线的传输方式,尤以同轴电缆为首选,因为同轴电缆频带宽、成本低,有具屏蔽抗干扰的功能。传输距离在300米以内时可以不加任何处理,以视频基带的方式传输。75欧同轴电缆传输的是一种非平衡信号,会有对地不平衡的低频地电流影响,而且还要受到电磁场的干扰,所以设计时一般要求电缆传金属管槽,并有良好的接地。
(2)在某些不容易施工的场合,可以采用无线传输的方式,但是要考虑到环境与条件的限制,无线电信号的频率、强度需要受到国家无线电管理部门的限制。

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