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我國正處在一個高速發(fā)展的歷史時期,教育興國是我國的一項基本國策,全社會都對教育事業(yè)投入了極大關(guān)注和巨大的人力物力,教育由原來的學(xué)分教育、知識教育向素質(zhì)教育轉(zhuǎn)變。而每年的高考是中國教育的一件大事,如何借助高科技手段對高考現(xiàn)場進行統(tǒng)一監(jiān)控,如何更好的監(jiān)督考場紀律,規(guī)范考場秩序是每年高考的一個重要課題.
二系統(tǒng)設(shè)計目標
在進行閉路監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計的時候,依照某學(xué)校對該系統(tǒng)的基本需求,本著架構(gòu)合理、安全可靠、產(chǎn)品主流、低成本、低維護量作為出發(fā)點,并依此為某學(xué)校提供先進、安全、可靠、高效的系統(tǒng)解決方案。
?架構(gòu)合理:就是要采用先進合理的技術(shù)來架構(gòu)系統(tǒng),使整個系統(tǒng)安全平穩(wěn)的運行,并具備未來良好的擴展條件。
?穩(wěn)定性和安全性:只有穩(wěn)定運行的系統(tǒng),才能確保某學(xué)校閉路監(jiān)控系統(tǒng)平穩(wěn)運行。系統(tǒng)的技術(shù)先進性是系統(tǒng)高性能的保證和基礎(chǔ),同時可有效地減少使用人員和系統(tǒng)維護人員的麻煩。良好的可擴展性則是為了用戶的發(fā)展考慮。隨著某學(xué)校校園系統(tǒng)應(yīng)用時間的增長,未來對系統(tǒng)的要求會更高。可擴展性保證當用戶有更多的要求時,引入的新設(shè)備可以順利地與本次配備的設(shè)備共同工作,進一步擴展與提高系統(tǒng)的性能。
?產(chǎn)品主流:系統(tǒng)是否采用當今主流產(chǎn)品,關(guān)系到系統(tǒng)的整體質(zhì)量和未來能否得到良好技術(shù)支持以及完整的技術(shù)文檔資料。在設(shè)備選型時,我們將主要依據(jù)山南二高提出的具體需求,同時考慮產(chǎn)品廠家的技術(shù)先進性,產(chǎn)品是否為主流產(chǎn)品,原廠商的產(chǎn)品技術(shù)資料的完整性,原廠商的技術(shù)支持力量和產(chǎn)品制造單位的發(fā)展前景。所有這些是保證用戶得到良好技術(shù)支持的條件,也是保障用戶投資的基本條件。
?低成本低維護量:指力爭有良好的性能價格比,所采用的產(chǎn)品應(yīng)是簡單,易操作,易維護,高可靠度的。系統(tǒng)是否具有優(yōu)良的性能價格比是判斷一個系統(tǒng)優(yōu)劣條件的重要依據(jù)。系統(tǒng)的易操作和易維護性是保證非專業(yè)人員使用好一個系統(tǒng)的條件。高可靠度是保障系統(tǒng)運行的基本要求,也是易維護性的保障。我公司將本著上述設(shè)計原則,來進行某學(xué)校閉路監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計。并將嚴格按照國際慣例并結(jié)合本單位的技術(shù)實力與工程經(jīng)驗,進行某學(xué)校監(jiān)控系統(tǒng)整個工程的安裝、測試以及驗收,完工時將同時提交與工程相關(guān)的每個設(shè)備的安裝使用手冊、及系統(tǒng)的各種圖表等各項文檔資料,還將根據(jù)用戶的實際需求提出技術(shù)培訓(xùn)和有償服務(wù)的建議。
三系統(tǒng)設(shè)計原則、依據(jù)
1設(shè)計原則
本設(shè)計以行業(yè)標準作為設(shè)計依據(jù),結(jié)合該校的具體情況,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(dǎo)思想,也是本方案設(shè)計的基本出發(fā)點和追求的目標。
?先進性:在投資費用許可的情況下,系統(tǒng)采用當今先進的技術(shù)和設(shè)備,一方面能反映系統(tǒng)所具有的先進水平,另一方面又使系統(tǒng)具有強大的發(fā)展?jié)摿Γ员阍撓到y(tǒng)在盡可能的時間內(nèi)與社會發(fā)展相適應(yīng)。
?可靠性:系統(tǒng)最重要的就是可靠性,系統(tǒng)一旦癱瘓的后果將是難以想象的,因此系統(tǒng)必須可靠地、能連續(xù)地運行,系統(tǒng)設(shè)計時在成本接受的條件下,從系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、設(shè)備選擇、產(chǎn)品供應(yīng)商的技術(shù)服務(wù)及維修響應(yīng)能力等各方面均應(yīng)嚴格要求,使得故障發(fā)生的可能性盡可能少。即便是出現(xiàn)故障時,影響面也要盡可能小。
?安全性:對于一個系統(tǒng)來說,其內(nèi)外部的安全性也非常重要,應(yīng)具有密碼、多級控制級別、撤設(shè)防級別;操作人權(quán)限可劃分為系統(tǒng)設(shè)置、超級用戶、值班員等,各種系統(tǒng)控制、報警時間應(yīng)具有記錄及共享功能。
?可擴充性:系統(tǒng)設(shè)計時應(yīng)充分考慮今后的發(fā)展需要,系統(tǒng)應(yīng)具有預(yù)備容量的擴充與升級換代的可能。
?規(guī)范性:由于本系統(tǒng)是一個嚴格的綜合性系統(tǒng),在系統(tǒng)的設(shè)計與施工過程中應(yīng)參考各方面的標準與規(guī)范,嚴格遵從各項技術(shù)規(guī)定,做好系統(tǒng)的標準化設(shè)計與施工。一切應(yīng)從實際出發(fā),使智能系統(tǒng)具有較高的實用效能。這也是智能建筑在當今之所以能迅速興起并發(fā)展的關(guān)鍵所在。
2設(shè)計依據(jù)
本方案設(shè)計根據(jù)甲方常規(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:
?JGJ/T16-92《民用建筑電氣設(shè)計規(guī)范》
?GB/T50314-2000《智能建筑設(shè)計標準》
?GB50174-93《電子計算機機房設(shè)計規(guī)范》
?GB50057-94《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》
?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》
?GB/T75-94《安全技術(shù)防范規(guī)范工程技術(shù)規(guī)范》
?GB50198-94《民用閉路電視監(jiān)控電視系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范》
四設(shè)備參數(shù)介紹
數(shù)字硬盤錄象機
型號:-Y2006
多畫面監(jiān)視可以1、4、7、9、10、16個畫面進行分屏,即可同時顯示1~16通道影像。也可以全屏顯示某一路攝像畫面。
畫面色彩調(diào)整可以調(diào)整各個通道畫面的亮度、對比度、飽和度及色調(diào)。
狀態(tài)顯示顯示系統(tǒng)當前時間,硬盤錄像空間的使用情況,網(wǎng)絡(luò)連接狀態(tài),各通道的錄像狀態(tài)。
用戶管理可以在服務(wù)端設(shè)置允許訪問的本地和遠程用戶組或者用戶,并實現(xiàn)多級權(quán)限管理。
系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置用戶可以根據(jù)需要設(shè)置視頻及音頻的碼流,設(shè)置錄像方式(多播和點播),以及開通或關(guān)閉通道的遠程傳輸功能。
■數(shù)字硬盤錄像機外接設(shè)備控制
云臺鏡頭控制可以對安裝云臺的通道進行控制,如控制鏡頭的上下左右轉(zhuǎn)動及聚焦,設(shè)定鏡頭在某個位置的停留時間等。
切換矩陣控制可外接視音頻切換矩陣,為每一路監(jiān)視通道選擇攝像畫面,還可以設(shè)定時間間隔自動巡視多個鏡頭畫面。
傳感輸入/報警輸出控制可以設(shè)置傳感器的類型,以及報警器與傳感器的對應(yīng)連接關(guān)系。可設(shè)置報警聯(lián)動動作。
■數(shù)字硬盤錄像機視音頻錄像與回放
同步錄像1~16路視音頻同步錄像,錄像的視音頻碼流均可以配置。
錄像方式定時、報警觸發(fā)、手動連續(xù)、運動檢測等多種錄像方式
回放功能可以支持多個通道同時回放,并且可以選擇不同的回放速度進行逐幀回放。
回放檢索可以按錄像類型(所有類別、普通錄像、報警錄像)、按通道、按時間進行檢索。
■數(shù)字硬盤錄像機客戶端遠程功能
實時遠程監(jiān)視可以通過UDP或TCP/IP方式訪問互聯(lián)網(wǎng)或局域網(wǎng)中硬盤錄像機服務(wù)端的實時廣播視頻每臺客戶端電腦可同時訪問不同服衿魃系?6個廣播通道。
遠程控制客戶端可以直接通過網(wǎng)絡(luò)連接到服務(wù)端控制云臺鏡頭的調(diào)節(jié)及切換矩陣的通道切換。
遠程點播與回放客戶端可以通過網(wǎng)絡(luò)直接點播回放服務(wù)器上的視音頻文件。最多可以同時回放不同服務(wù)器上共16個通道。
遠程同步錄像在客戶端收看實時廣播或者點播回放同時,可以在客戶端本地將內(nèi)容錄制保存。這樣可以實現(xiàn)異地遠程備份。
■數(shù)字硬盤錄像機其他功能
圖像抓拍快捷的圖像抓拍、放大、打印、保存及檢索。
數(shù)據(jù)備份可以選擇要備份的通道及時間段,將數(shù)據(jù)指定備份到網(wǎng)絡(luò)、硬盤、光盤、軟盤等路徑。
3.數(shù)字硬盤錄像機技術(shù)特點
監(jiān)視/錄像/回放/遠程傳輸完全實時多工同步執(zhí)行
硬件運動檢測實現(xiàn)動就錄不動就不錄,節(jié)省硬盤空間
可調(diào)碼流可選壓縮硬件,完全滿足不同網(wǎng)絡(luò)環(huán)境需要
可擴展大容量硬盤,錄像時間可以長達16路30天以上
多硬盤循環(huán)錄像,自動磁盤管理,不因磁盤滿丟失數(shù)據(jù)
全中文的圖形操作界面,支持多種外設(shè),支持數(shù)字硬盤錄像軟件升級
監(jiān)控顯示器
(LG、飛利普、三星)
尺寸:17寸
點距:0.264mm
最佳分辨率、刷新率:1280*1024@75Hz
對比度:450:1
亮度:260cd/m2
響應(yīng)速度:16ms
光端機的選用
4/2通道視頻復(fù)用器(OSD391/393)—多模光纖。
l特性:四/二路實時、全幀視頻
調(diào)頻調(diào)制
640TVL分辨率
8MHz帶寬
自動的光增益控制(AGC)
LEDs燈診斷
光信號最大損耗:13分貝;更高可選
平均無故障工作時間>100000小時
l視頻信號:4/2路輸入
支持黑白:ELA、CCIR,彩色:NTSC、PAL、SECAM
輸入視頻信號:復(fù)合視頻1Vp-p
輸入阻抗:75歐姆
信躁比:60dB
l供電:輸入電壓:DC12V~16V
電流:0.2A
功耗:3.2W
1通道視頻復(fù)用器(OSD381/383)—多模光纖。
l特性:單根光纖傳輸,單工傳輸
自動的光增益控制(AGC)
診斷指示:電平/損耗Level/LossTM、視頻信號狀態(tài)指示燈。
l視頻信號:單路輸入
帶寬:10MHz±1dB
信躁比:測試帶寬10Hz~4.5MHz>54dB@13dB衰減
輸入視頻信號:復(fù)合視頻1Vp-p
輸入阻抗:75歐姆
l供電:輸入電壓:DC12V~16V
電流:0.2A
功耗:3.2W
1通道視頻、數(shù)據(jù)復(fù)用器(OSD420BT/BR)—多模光纖。
l特性:10-bit數(shù)字式視頻傳輸
560TVL分辨率
用戶設(shè)定數(shù)據(jù)格:RS232、RS422、RS485、曼徹斯特、TTL滿足超過數(shù)EIA-250C平均距離標準
傳輸距離最大達18公里
信嘈比>67dB
增強的內(nèi)置診斷檢測儀
平均無故障工作時間>100000小時
視頻信號:視頻傳輸超過EIA/TI250C平均距離標準的要求
視頻通道數(shù):1
支持標準:黑白EIA,CCIR
彩色NTSC,PAL
視頻輸入信號:1.0VP-P標準復(fù)合視頻
輸出阻抗:75歐
信噪比:最小67dB
視頻寬帶:7MHz
視頻分辨率:>560TVL
視頻信號:數(shù)據(jù)通道數(shù):1
數(shù)據(jù)方向:雙向
數(shù)據(jù)格式:RS232(三線制和五線制)TTL
RS422、曼徹斯****、SensornetTM
RS485(二線制和四線制)
數(shù)據(jù)格式:RS232=250kbps
Manchester=250kbps
Biphase=250kbps
RS422=512kbps
RS485=512kbps
TTL=512kbps
供電:輸入電壓:DC13.5V~16V
電流:Tx0.35A;Rx0.8A
電功:Tx8W;Rx10W
彩色槍式攝象機
日本(SNKE)-460L
1/3(英寸)CCD拾取裝置,752(H)×582(V)像素
水平清晰度480線。數(shù)字信號處理(DSP)功能降低拍攝網(wǎng)格圖像時的彩色噪波。
垂直數(shù)字增強和數(shù)字光圈矯正功能,增強水平和垂直邊緣的信號強度,提供清晰圖像。
先進的數(shù)字背景光補償(BLC)功能。拐點電路有效地擴大拍攝明亮物體時的動態(tài)范圍。
50dB高信噪比,提供自然圖像。
最低景物照度:F1.4時2lx。
特別設(shè)計的鏡頭安裝接口可安裝C和CS型鏡頭,亦可使用DC或VIDEO伺服ALC鏡頭。
先進的電子光線控制(ELC)功能,可選用價格便宜的固定光圈鏡頭,有效降低系統(tǒng)成本。
電源同步功能保證系統(tǒng)操作時的自由切換。松下系統(tǒng)中可采用極其方便的VD2同步功能。
五管線敷設(shè)方案
系統(tǒng)布線原則:由四部分構(gòu)成
1.從攝像機安裝的位置到弱電線槽,采用鐵管或PVC管,其穿線截面不得超過管子截面的40%。
2.電纜線在線槽中的走線應(yīng)平直,無扭絞,并按規(guī)定距離進行扎線,固定。
3.機房內(nèi)走線為暗線,必要時布設(shè)專用線槽,機柜配線應(yīng)滿足整潔、安全的工藝要求。
4.配管、配線施工工藝均應(yīng)符合JGJ/T16-92《民用建筑電氣設(shè)計規(guī)范》的要求。
六工程實施
工程設(shè)計及軟件編寫:在簽定合同后,根據(jù)甲方實際需要繪制施工圖紙,本公司提供接線圖,系統(tǒng)圖及平面施工布線圖,按照合同文件規(guī)定提供設(shè)備材料,設(shè)備安裝調(diào)試,系統(tǒng)開通運轉(zhuǎn),免費提供操作培訓(xùn)和售后服務(wù);
現(xiàn)場施工及技術(shù)指導(dǎo):本公司在不妨礙市政設(shè)施管線以及本工程周圍建筑物或構(gòu)筑物的情況下進行工程的施工。在施工期間,派出一位有經(jīng)驗的安裝指導(dǎo)人員提供隨時服務(wù),負責(zé)排線施工,安裝調(diào)試直至竣工驗收解決一切有關(guān)本系統(tǒng)的現(xiàn)場安裝問題。并且施工人員遵守工地的有關(guān)規(guī)定和制度,并主動做好與土建總承包單位的配合協(xié)調(diào)工作;
調(diào)試:在系統(tǒng)安裝完畢后,派一組有經(jīng)驗的技術(shù)人員進行系統(tǒng)調(diào)試,調(diào)試完畢通過驗收后,即保修期開始;
整個工程的設(shè)計必須經(jīng)設(shè)計院認可簽字后方能實施;
工程變更:若買方以書面形式向本公司發(fā)出就工程所作的任何指示,則本公司應(yīng)盡全力達到買方的需求。如遇特殊情況應(yīng)向買方闡明不能履行的真實理由,本公司不得單方面對承包工程做任何修改。承包工程的任何變更,均應(yīng)經(jīng)過買方與本公司雙方簽字認可,否則無效。
七驗收和方式
驗收辦法:工程竣工時,本公司應(yīng)向買方提出書面報告,由買方委托本公司負責(zé)牽頭,上海市、區(qū)局技術(shù)防范辦公室、買方和本公司以及有關(guān)專家聯(lián)合驗收。
驗收標準按國標、市標及市局技防辦和買方認可的施工圖和材料封樣為準。
如工程驗收不符合合同文件明確的技術(shù)規(guī)范標準或設(shè)計施工圖要求,買方認為工程必須返工,本公司必須無條件返工,并承擔(dān)由此造成的工程返工修改費用。
八售后服務(wù)及培訓(xùn)
技術(shù)安全防范是保障財產(chǎn)和人員生命財產(chǎn)安全的重要措施,只有使系統(tǒng)時刻處于良好的工作狀態(tài),才能達到有效防范目的。要使設(shè)備處于完好的工作狀態(tài),除日常的維護保養(yǎng)外做好售后服務(wù)十分重要。
本公司嚴格按照國家、公安部、市府有關(guān)標準規(guī)范進行系統(tǒng)設(shè)計、施工安裝;
設(shè)備在運往現(xiàn)場安裝前須在公司進行系統(tǒng)24-48小時聯(lián)試通電考核;
本公司設(shè)工程維修服務(wù)部,專職負責(zé)進行工程的售后服務(wù)及維修工作。本公司存有全部施工圖紙及相關(guān)技術(shù)文件和合同,可供維修時查閱,以確保系統(tǒng)維護,不因原施工人員變動而受影響;
工程服務(wù)部在收到報修電話后,本市范圍內(nèi)應(yīng)在24小時內(nèi),趕到現(xiàn)場,設(shè)備如有損壞(非業(yè)主造成),本公司負責(zé)免費更換。若因人為損壞,應(yīng)按合同清單價承擔(dān)費用;
通過本方案,LED顯示屏制造商或者運營商可以全面而且及時地掌握系統(tǒng)的運行狀態(tài),可以及時監(jiān)控已經(jīng)出現(xiàn)或可能出現(xiàn)的故障,從而顯著提高LED顯示屏的維護速度,有效規(guī)避運營風(fēng)險。
關(guān)鍵詞:控制系統(tǒng);狀態(tài)監(jiān)控;網(wǎng)絡(luò)化集中監(jiān)控
中圖分類號:TN312+.8文獻標識碼:B
Status Monitoring Scheme of Multiple LED Displays
YUAN Sheng-chun1, YANG Cheng-pei2
(1. XIDIAN University, Xi'an Shaanxi 710126, China;
2. Xi'an Novastar Electronic Technology Co., Ltd., Xi'an Shaanxi 710068, China)
Abstract: Every status in a LED display can be monitored by the control system introduced in this paper, includes the working status of control system, the working status of every scanboard, the temperature/humidity/smoke of every cabinet, the speed of the fans in every cabinet, the voltage of the powers in every cabinet, and the open-circuit and short-circuit status of the led lamp in LED display. On the base of this control system, the multiple LED displays monitoring software introduced in this paper can remotely monitoring every status of every LED display on the internet. And it can send alarm by E-mail or GPRS module when every failure is detected.
By this solution, LED display manufacture can monitor the status of every display, and they can also get the information of every failure or will-failure in time. So the users can increase the speed of maintenance, and avoid the danger of running.
Keywords: control system; status monitoring; central monitoring and controlling on the internet
引 言
LED顯示屏構(gòu)造復(fù)雜、元器件數(shù)目繁多、工作環(huán)境惡劣,從而故障率比較高,因此對LED顯示屏的工作狀態(tài)進行監(jiān)控顯得尤為必要。
1LED顯示屏需要監(jiān)控的各個環(huán)節(jié)
顯示屏是成本投入高、系統(tǒng)構(gòu)成復(fù)雜的設(shè)備,每一個可能影響LED顯示屏正常顯示或安全運行的環(huán)節(jié)均需要被實時監(jiān)控。這些環(huán)節(jié)主要包括如下內(nèi)容。
1.1 控制系統(tǒng)工作狀態(tài)
控制系統(tǒng)的故障將會直接導(dǎo)致顯示屏的非正常顯示,控制系統(tǒng)狀態(tài)包括:控制器的工作狀態(tài)、分配器的工作狀態(tài)、掃描板的工作狀態(tài)。
1.2 每一個箱體內(nèi)的環(huán)境參數(shù)
溫度:風(fēng)機失效、局部短路、環(huán)境溫度過高等因素均會導(dǎo)致箱體內(nèi)溫度過高,過高的溫度會加劇顯示屏的老化速度,縮短顯示屏的使用壽命。
濕度:箱體滲水或漏水、環(huán)境濕度過高等因素均會導(dǎo)致箱體內(nèi)濕度過高,過高的濕度會導(dǎo)致某些絕緣體導(dǎo)電或漏電,從而導(dǎo)致電路板的迅速腐蝕,特殊情況下還會導(dǎo)致意外情況的發(fā)生。
煙霧:發(fā)現(xiàn)到了煙霧意味著內(nèi)部或外部有火災(zāi)隱患。
值得注意的是,傳統(tǒng)的解決方案只能監(jiān)控某一個局部的環(huán)境參數(shù),但顯示屏的每一個箱體均相對封閉,某一個局部的監(jiān)控沒有實際意義。真正意義上的顯示屏環(huán)境參數(shù)監(jiān)控應(yīng)該能夠監(jiān)控到每一個箱體內(nèi)的環(huán)境參數(shù)。
1.3 每一塊開關(guān)電源的電壓
開關(guān)電源是顯示屏的易損件,其耐壓件會隨著長期高溫高負荷運轉(zhuǎn)而出現(xiàn)失效,長期運行時會出現(xiàn)電壓降低或無電壓輸出等情況。
每一塊顯示屏的模塊由幾十至幾千塊開關(guān)電源供電,實時監(jiān)控每一塊開關(guān)電源的輸出電壓,保證顯示屏的供電正常是顯示屏運行的保證。
1.4 每一個風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速
風(fēng)扇用于排出顯示屏的熱量,如果風(fēng)扇失效,顯示屏的溫度將會提高。而風(fēng)扇的軸會因為長期高速運轉(zhuǎn)逐步磨損,風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速會隨著軸的磨損逐步降低,當轉(zhuǎn)速降低到一定程度的時候,其排風(fēng)效果會大打折扣。
顯示屏的每一個箱體內(nèi)均裝配有若干風(fēng)扇,實時監(jiān)控風(fēng)機的轉(zhuǎn)速比僅僅監(jiān)控風(fēng)機的失效更有必要,這樣可以預(yù)警磨損比較嚴重的風(fēng)機。
1.5 每一顆LED的開短路情況
每一塊顯示屏均由數(shù)百萬顆LED燈組成,長期運行的顯示屏?xí)驗槔匣㈧o電、氧化等原因逐步出現(xiàn)LED的失效。驅(qū)動芯片制造廠商已經(jīng)推出了帶單點檢測的芯片,采用該類驅(qū)動芯片,配合控制系統(tǒng)的支持,可以實時監(jiān)視顯示屏上每一顆LED燈的開短路情況。
2 LED顯示屏單機監(jiān)控方案
針對不同的故障類型,系統(tǒng)需要做出響應(yīng)處理。對于涉及到顯示屏安全方面的故障,控制系統(tǒng)將發(fā)出自動斷電命令,以保障顯示屏的安全。對于常規(guī)故障,則只需要在計算機上報警。具體的處理如表1所示。
顯示屏控制系統(tǒng)以及監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示,數(shù)字圖像、計算機指令以及狀態(tài)回報信息通道都通過光纖和網(wǎng)線,走的都是同一個通信信道,信道連通到顯示屏的每一個箱體。這種系統(tǒng)結(jié)構(gòu)無需在現(xiàn)有的控制系統(tǒng)上額外增加監(jiān)控系統(tǒng),即可完成整個顯示屏各個環(huán)節(jié)的監(jiān)控。
3 集群LED顯示屏網(wǎng)絡(luò)化集中監(jiān)控方案
廣告行業(yè)、交通行業(yè)以及其它分布式結(jié)構(gòu)大型企業(yè),均有集群LED顯示屏的應(yīng)用需求,這種類型的應(yīng)用對系統(tǒng)的可維護性提出了更高的要求。由于顯示屏數(shù)目眾多,實時監(jiān)控集群內(nèi)每一塊顯示屏的工作狀態(tài)顯得尤為必要。基于單機監(jiān)控系統(tǒng),通過Internet將所有單機系統(tǒng)以TCP/IP協(xié)議連接,可以構(gòu)建一個集群監(jiān)控軟件,實現(xiàn)對集群顯示屏狀態(tài)的實時監(jiān)控。
本方案中,集群顯示屏網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)(NovaMonitor)采用如圖2所示的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu),在控制中心設(shè)立一臺服務(wù)器,這臺服務(wù)器擁有固定的域名或者IP地址,在服務(wù)器上部署NovaMonitor-Server,在顯示屏控制計算機部署NovaMonitor-Client。
顯示屏控制計算機開機后,將根據(jù)配置自動搜索NovaMonitor-Server并進行連接,連接成功后,將定時自動向服務(wù)器發(fā)送監(jiān)測報告。
在服務(wù)器端,維護人員可以集中查看所有狀態(tài)數(shù)據(jù),并且實時監(jiān)視每一塊顯示屏每一個環(huán)節(jié)的狀態(tài)。維護人員可以在出現(xiàn)故障時,讓系統(tǒng)采取預(yù)設(shè)的智能控制策略進行處理,也可以人工干預(yù),對顯示屏進行亮度調(diào)整以及斷電等處理。
4 結(jié)論
一、首先是滿足安全保衛(wèi)部門的需求:
對廠區(qū)、大門、圍墻、辦公室、倉庫等的實時監(jiān)控。
意外事故的防范,需要采用聲光電報警設(shè)備,并具備消防報警聯(lián)動功能。
生產(chǎn)事故的的防范,應(yīng)根據(jù)不同的企業(yè)要求,采用不同功能的報警設(shè)備,如溫度檢測,機械聯(lián)動裝置,煙感報警等。并具有事故錄象功能,作為事故原因分析資料保存。
二、其次是企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)和其他部門的需要:
企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)以及各部門需要隨時了解員工工作情況,車間生產(chǎn)情況、流水線運作情況等,對突發(fā)事件需要進行即時處理,需要進行雙向語音通訊。
三、生產(chǎn)監(jiān)控需要:
對于一些車間,因生產(chǎn)環(huán)境對人體健康有害,不利于作業(yè),以及人工不易接近的工作環(huán)境,需要進行特別監(jiān)控,但可能是屬于生產(chǎn)機密的,這時需要進行視頻保密。
四、外地通過Internet聯(lián)網(wǎng)觀看廠區(qū)情況,以及遠程監(jiān)控。
系統(tǒng)組成
1.系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如下:
2.系統(tǒng)實現(xiàn)原理
(1)本系統(tǒng)采用我公司公司自主知識產(chǎn)權(quán)網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器,該產(chǎn)品使用目前國際上最先進的MPEG-4動態(tài)圖象壓縮技術(shù)。前端監(jiān)控點即廠區(qū)、大門、圍墻、停車場、各樓層、辦公室、生產(chǎn)流水線等監(jiān)控點的模擬圖象信號經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器編碼轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號,再通過網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)奖O(jiān)控中心辦公室,監(jiān)控中心授權(quán),通過客戶端軟件,領(lǐng)導(dǎo)、保安及企業(yè)各部門訪問視頻監(jiān)控中心服務(wù)器瀏覽、監(jiān)控相關(guān)監(jiān)控點。同時,其他相關(guān)部門或人員亦可經(jīng)專網(wǎng)/線、Internet,通過客戶端軟件瀏覽監(jiān)控相關(guān)監(jiān)控點圖像。
(2)可以同時監(jiān)控整個企業(yè)的所有監(jiān)控點,監(jiān)控中心設(shè)置一臺或幾臺PC機,安裝服務(wù)器端軟件,作為主視頻監(jiān)控系統(tǒng)服務(wù)器。其他監(jiān)控客戶端安裝客戶端軟件,通過訪問系統(tǒng)服務(wù)器,實時瀏覽、遙控前端監(jiān)控點視頻圖像和云臺。
具體實現(xiàn)
前端監(jiān)控點如下:大門(變焦、云臺)、圍墻(變焦、云臺)、停車廠(變焦、云臺)、A車間(變焦、云臺)、B車間(變焦、云臺)、辦公室(固定)以及需要保密視頻的流水線等。
監(jiān)控端由監(jiān)控中心統(tǒng)一授權(quán),分別根據(jù)需要監(jiān)控不同點,所需設(shè)備僅僅是創(chuàng)世科技客戶端軟件以及PC機。?
可以通過Internet進行網(wǎng)上實時監(jiān)控,也可以作為公司宣傳。
保安對進入廠區(qū)的人員進行監(jiān)控,使用雙向語音通話功能,可以進行語音呼叫及語音命令,當發(fā)生意外事故時,聯(lián)動報警,錄像,發(fā)生火災(zāi)事故時,聯(lián)動消防功能。
領(lǐng)導(dǎo)及其他部門可以監(jiān)控各辦公室、車間,及時了解員工工作情況,車間運行情況。
在需要進行特別監(jiān)控的工作環(huán)境周圍設(shè)置具有特殊功能的攝像機、控制器、煙感報警、紅外報警等,保證作業(yè)正常。對于需要進行保密的視頻,通過監(jiān)控中心服務(wù)器進行權(quán)限限制,做到嚴格保密。
【關(guān)鍵詞】51單片機 TLC1549 多路數(shù)據(jù)監(jiān)測
單片機技術(shù)經(jīng)過長期的發(fā)展,在生產(chǎn)和生活的各個領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。而51系列的單片機作為最早和最經(jīng)典的類型有著廣泛的應(yīng)用和群眾基礎(chǔ)。TLC1549是德州儀器公司生產(chǎn)的10位模數(shù)轉(zhuǎn)換器。內(nèi)部含有采樣保持,差分基準電壓高阻輸入,具有較強的抗干擾能力,并且它與單片機之間只需要較少的連接線便能實現(xiàn)通信。
本文介紹了利用這兩種為廣大電子愛好者熟知的器件構(gòu)成的一種具有多路數(shù)據(jù)采集轉(zhuǎn)換功能的設(shè)計方案,應(yīng)用于電壓信號的各種傳感器,如溫度,流量,水位。可以構(gòu)成相應(yīng)的數(shù)據(jù)采集監(jiān)控系統(tǒng)。例如,可做成多路溫度采集控制報警系統(tǒng)。
1 總體設(shè)計方案
本方案采用51單片機中的STC89C52RC作為主控芯片,STC的單片機可以直接通過串口下載程序,方便升級調(diào)試。TLC1549通過三根線即可與單片機通信,完成一路電壓信號的AD轉(zhuǎn)換,此方案在此基礎(chǔ)上,增加了一個八通道的模擬多路選擇器74HC4051,通過單片機程序控制依次打開各通道,可將八路傳感器送入的信號分別經(jīng)TLC1549進行轉(zhuǎn)換,根據(jù)系統(tǒng)實際操作的對象,可按相應(yīng)傳感器的轉(zhuǎn)換關(guān)系,通過程序換算,將采集的到信號轉(zhuǎn)換成具體數(shù)值在液晶顯示模塊上顯示出來。如溫度傳感器則轉(zhuǎn)換成攝氏度,水位傳感器轉(zhuǎn)換成米。按鍵模塊可以給系統(tǒng)預(yù)設(shè)一些參數(shù),并可翻頁查詢各種參數(shù)。若采集數(shù)據(jù)超出這些范圍,則由程序控制報警模塊發(fā)出提示,同時也可控制相應(yīng)的執(zhí)行機構(gòu)動作,將參數(shù)調(diào)整至合適范圍內(nèi)。控制系統(tǒng)的原理方框圖如圖1所示。
2 主要模塊設(shè)計
本方案主要的模塊包含數(shù)據(jù)采集轉(zhuǎn)換電路,液晶顯示模塊,報警模塊,執(zhí)行機構(gòu)控制模塊。各部分簡介如下:
2.1 數(shù)據(jù)采集轉(zhuǎn)換電路
TLC1549是一款10位精度的AD轉(zhuǎn)換芯片,完全可以滿足一般生產(chǎn)和生活范圍內(nèi)的應(yīng)用需要。其中REF+引腳上需要一個較穩(wěn)定的基準電壓。如圖2所示,采用LM336-2.5集成穩(wěn)壓電路,它是一款精密的并聯(lián)穩(wěn)壓二極管,具有較低的溫度系數(shù),多用于數(shù)字電壓表,運放調(diào)節(jié)電路中作為較高精度的2.5V電壓基準。1號引腳連接10K的電位器可以方便的微調(diào)該基準電壓和溫度系數(shù)。并聯(lián)電容起到退耦和濾波的作用。
74HC4051是一款8通道雙向模擬多路選擇器。TLC1549與單片機相連接可實現(xiàn)一路AD信號轉(zhuǎn)換,本設(shè)計將TLC1549的信號輸入端與74HC4051的信號輸出端連接在一起,便可實現(xiàn)最多八路信號輸入的擴展。74HC4051的三個數(shù)據(jù)選擇端及一個使能端與單片機的四個引腳相連,通過單片機編程依次選通各通道,將數(shù)據(jù)送入TLC1549進行轉(zhuǎn)換處理,并送顯示模塊顯示。
其中需要注意的是E為低電平時,八個通道可由S0至S2選中,編碼從000至111分別與相應(yīng)的通道對應(yīng),此時,通道呈低阻狀態(tài),信號與TLC1549連通。當E為高電平時,所有通道都進入高阻狀態(tài),相當于信號斷開。74HC4051的模擬輸入/輸出端信號應(yīng)在上限VCC和下限VEE之間,并且不超過10.0 V。
J21為一八針數(shù)據(jù)接口方便將八路信號與控制板相連,可根據(jù)實際情況在此接口前添加信號調(diào)理電路。
2.2 按鍵及報警
按鍵電路設(shè)計采用四個獨立按鍵,報警電路采用三極管驅(qū)動蜂鳴器實現(xiàn),這兩個電路比較簡單。其中,四個按鍵基本可以滿足本系統(tǒng)的各種功能設(shè)置。如:菜單\功能鍵、上翻\+鍵、下翻\-鍵、確認鍵。如圖3所示。
2.3 液晶顯示
顯示部分采用12232液晶顯示器,它是一種自帶字庫及ASCII字符集的顯示器件,比起1602來說,它可以顯示漢字,并且體積較小。本方案應(yīng)用到多路溫度信號采集,則顯示效果如圖4所示。
2.4 執(zhí)行機構(gòu)控制
執(zhí)行機構(gòu)主要是控制如動機,水泵,加熱源之類的大功率用電裝置,單片機根據(jù)傳感器采集數(shù)據(jù)經(jīng)程序處理決策后給出控制信號。控制信號通過光耦及繼電器連接并控制執(zhí)行機構(gòu)。
3 總結(jié)
本設(shè)計方案采用八路數(shù)據(jù)采集分時輸入的方式,所以適用于對實時性變化速度不高的模擬量,即非突變的模擬量。此外1549轉(zhuǎn)換的一個缺點是讀取的數(shù)據(jù)是上次啟動AD轉(zhuǎn)換的結(jié)果,那么,在芯片上電復(fù)位后,第一次讀取的數(shù)據(jù)是輸出寄存器中的隨機數(shù),結(jié)果是不準確的,所以需要軟件上做一些處理來獲得更精確的數(shù)值。在信號經(jīng)過74HC4051芯片過程中,要控制好開關(guān)各通道的時間和速度,必免引入干擾和誤差。總體來說,本方案電路設(shè)計簡單易行,為多路數(shù)據(jù)的采集轉(zhuǎn)換提供了一種新的思路。
參考文獻
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作者簡介
張曉光(1980-),男,吉林省梅河口市人。現(xiàn)為福建水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院講師,主要從事電子信息工程、自動化、單片機與嵌入式系統(tǒng)的教學(xué)與應(yīng)用研究工作。
解決方案
針對中小企業(yè)網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控的功能需求和網(wǎng)絡(luò)、應(yīng)用現(xiàn)狀,我們提出以下的解決方案。
系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
系統(tǒng)組成
一、監(jiān)控前端
監(jiān)控前端指需要視頻監(jiān)控的各地點,在企業(yè)網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控中,可以是車間、辦公室、鍋爐房、大門口等。有的監(jiān)控點在室外,有的在室內(nèi)。
監(jiān)控前端由監(jiān)控設(shè)備、多種報警監(jiān)測器、多路視頻分割器(或分配器)、網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器組成。
監(jiān)控設(shè)備可以根據(jù)用戶需求選擇不同檔次的彩色攝像機。如果需要進行遠程云臺控制,需要配置云臺與RS485解碼器。各攝像機的視頻信號(如果需要云臺控制,也包括云臺控制信號)需要連接到多路視頻分配器,同時報警信號也需要連接到多路視頻分配器。
報警監(jiān)測器包括對煙感、溫感、人體遠紅外報警監(jiān)測器等,對企業(yè)的安全防護有重要作用。報警監(jiān)測器連接到網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器。
多路視頻分配器與網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器共同工作,可以實現(xiàn)在遠程通過多選一的開關(guān),觀看其中的某一路視頻信息。這樣既可以使觀看者看到多個監(jiān)控點的視頻圖像,又可以大大地降低整個系統(tǒng)地成本。
遠程觀看視頻的關(guān)鍵是需要將已采集的模擬視頻信息進行數(shù)字化、壓縮、傳輸。網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器完成這些功能。網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器是監(jiān)控前端設(shè)備的核心,本系統(tǒng)方案使用網(wǎng)睛公司的ENE-008寬帶網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器。視頻服務(wù)器接入互聯(lián)網(wǎng)。
ENE-008型寬帶網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器采用國際最領(lǐng)先的H.264(MPEG-4/part10)視頻壓縮技術(shù),能同時實現(xiàn)4路視頻信號和音頻信號的同步壓縮、實時網(wǎng)絡(luò)傳輸和遠程實時觀看。系統(tǒng)具有VMD(移動圖像偵測)報警、煙感報警、溫感報警、人體遠紅外防盜報警等功能,系統(tǒng)通過RS232(或RS485)實時采集傳輸現(xiàn)場設(shè)備數(shù)據(jù),同時系統(tǒng)還能夠通過網(wǎng)絡(luò)進行遠程實時控制(包括云臺、鏡頭、消防、家電、自動化生產(chǎn)設(shè)備等),圖像質(zhì)量好,壓縮比極高,32~800Kbps碼流,352×288(或352×240)分辨率,25(或30)幀/秒,還能夠?qū)⒁曨l輸出到模擬監(jiān)視器、電視墻、大屏幕,為網(wǎng)絡(luò)數(shù)字化視頻監(jiān)控提供完整解決方案。
二、通信傳輸
網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器的網(wǎng)絡(luò)端口接入互聯(lián)網(wǎng)。每路視頻信號的碼流設(shè)定為300~400K,就可以得到流暢、清晰的圖像質(zhì)量。現(xiàn)在最常用的ADSL帶寬為512K,完全滿足需要;如果更寬帶上網(wǎng),帶寬則更加充足。
視頻信息、報警信息以TCP/IP的方式傳輸。
三、企業(yè)內(nèi)部監(jiān)控及錄像
在企業(yè)內(nèi)部的監(jiān)控中心,可以集中監(jiān)控各監(jiān)控點信息,并可進行硬盤錄像,便于以后的查詢、檢索和回放。
在辦公室,只要接入企業(yè)的局域網(wǎng),即可進行觀看和監(jiān)控。
四、遠程觀看端
企業(yè)管理者出差在外時,只要能上互聯(lián)網(wǎng),就能隨時隨地觀看企業(yè)內(nèi)的情況。
系統(tǒng)可提供如下服務(wù):
Ø觀看工作場所現(xiàn)狀;
Ø對關(guān)鍵點錄像;
Ø進行安防報警。
五、自動化功能
連接網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器至企業(yè)電氣設(shè)備,即可實現(xiàn)諸如關(guān)門開燈等一類的自動化功能。
系統(tǒng)實際配置
Ø配置1臺網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器和多路視頻分割器(或分配器)(8路或16路),需要交流電源;
Ø1套系統(tǒng)可帶最多16個攝像頭安裝連接到多路視頻分割器(或分配器)在需要視頻監(jiān)控的各地點。有的監(jiān)控點在室外,有的在室內(nèi)。
Ø人體遠紅外探測器、玻璃破碎檢測器等安防附件連接到視頻服務(wù)器;
Ø如果客戶需要可控制攝像頭方向的云臺,也連到視頻服務(wù)器;
Ø將一條ADSL寬帶網(wǎng)絡(luò)線接到視頻服務(wù)器的網(wǎng)口(ADSL包月費很低廉,且可與企業(yè)上網(wǎng)不矛盾)。
系統(tǒng)功能
管理者可通過連接公共寬帶網(wǎng)絡(luò)或無線數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)在電腦上逐一瀏覽每個監(jiān)控點的圖像;
系統(tǒng)可提供如下服務(wù):
Ø觀看工作場所現(xiàn)狀;
Ø對關(guān)鍵點錄像;
Ø進行安防報警。
Ø實現(xiàn)部分自動化功能。
系統(tǒng)安全性
視頻監(jiān)控,尤其是網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控的安全性非常重要。經(jīng)過用戶授權(quán)才可以觀看視頻信息。
系統(tǒng)優(yōu)勢
本系統(tǒng)方案的優(yōu)勢在于:
•采用最先進的H.264視頻壓縮技術(shù)(目前市場上很少有類似產(chǎn)品,一般都是MPEG4壓縮方式),既節(jié)約帶寬,又保證高質(zhì)量的圖像。一旦模擬視頻變成數(shù)字視頻后,很容易保持其質(zhì)量不變;
•尤其在已完成信息網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的場合下,網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器可“即插即用”地隨時接入任一網(wǎng)絡(luò)接點;
•能在辦公室觀看,還可以在外部、外地通過互聯(lián)網(wǎng)觀看,有利于管理者實施企業(yè)“可視化”管理;
•具有自主版權(quán)的監(jiān)控軟件系統(tǒng)功能齊全,使用方便、安全;
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