建筑工程设备自动化系统专业课程设计.doc

建筑设备自动化系统课程设计课题名称 图书实验楼电视监控系统设计 学院(部) 电子与控制工程学院 专 业 建筑设施智能技术 班 级 28060601 学生姓名 梁 潇 学 号 35 前言随着科技发展、社会进步，许多高档建筑物（例如：商务大厦、会展中心、党政机关、企事业单位办公楼，高档宾馆，高档写字间）内包括楼宇设备设备和不同功能子系统越来越多，越来越复杂。同步，建筑物业主但愿整个系统具备更高性能、更高效率和相对低维护扩展费用。但由于不同厂商提供了不同功能产品和子系统，采用了不同通信合同，因而将导致各子系统有不同通信速率、不同编码格式和不同通信规则，致使各子系统间实现互操作和系统互连将很困难，实现智能建筑系统一体化集成更就无从谈起。如果各子系统孤立运营，不但难以对整个系统进行统一协调和管理，会有较高运营和维护费用，并且不利于系统扩展和改造。当前，建筑物业主和管理者迫切需要一种开放、可互操作控制技术。通过这种技术建筑物内各种自控设备都可以便地集成在一起，实现各个子系统和各个设备间自由通信，以求获得最佳经济利益。本次课程设计重要简介楼宇电视监控系统，以及入侵报警系统与视频监控系统联动。目录1. 设计规定.42. 设计思想.43. 方案及产品选取.54. 各子系统设计.65. 结束语166. 设备清单.177. 参照文献.188. 附图（系统图、平面图）.19正文设计规定1.初步掌握简朴建筑设备自动化子系统设计基本办法，涉及：依照设计任务书规定，拟定建筑设备自动化子系统内容，通过调查研究，拟定系统构造和产品，画出建筑设备自动化子系统系统图、平面设计图，并写出设计阐明书；2.理解智建筑设备自动化系统最新发展和主流技术与产品；3.培养初步设计能力和独立解决问题能力。对设计中遇到问题，能通过上网查阅资料和独立思考寻找解决问题办法。设计思想本着系统既要先进、实用、成熟、可靠，又要做到系统开放性、可扩展性好，兼顾投资合理、效益最佳目。电视监控系统对现场设备进行集中监视、控制和管理，使这些设备得以安全、可靠、高效地运营，最大限度地发挥智能管理作用，创造安全、健康、舒服当人和能提高工作效率优良环境。方案及产品选取1.图书馆内安装固定摄像机，考虑到夜间图书馆光线暗，因而为了保证夜间正常监控，同步达到安装后美观隐蔽性，可选用红外夜视半球摄像机（WEA-0320HHL），该摄像机特点是：摄像机、镜头、红外灯、半球护罩一体化；集成度高，体积小巧、美观隐蔽，安装简便；采用SONY机芯，图像清晰，色彩饱和，还原度高；内置光敏开关，自动启动红外灯，为摄像机提供补偿光源。2.图书馆内安装报警探测器，选用“红外+微波”双鉴探测器，可有效提高探测精确性，减少误报率。暂时选用壁装探测器，如果顾客规定更高美观性，可选用吸顶装探测器，但价位较高些。3.对于12个点监控系统，咱们选用一台12路全实时数字硬盘录像主机，WEA6012S型（高品位配备型，二路预留），特点是：采用H.264压缩格式（国际最先进压缩技术），更节约硬盘空间；音视频同步采集，画质突出，音质清晰；显示、录像速度均为全实时；系统功能全面，扩充能力强（可直接扩充到48路全实时）；产品成熟，稳定性高，具备较长市场投放期和大量顾客群；系统界面更加和谐，设立简朴；支持强大网络远程监控功能，占用更小带宽；具备各种语言版本软件，以便不同顾客群体使用。所有性能指标均通过国家公安部检测和认证。4.硬盘量按照12路摄像机全天24小时持续录像，录像资料保存一周计算，推荐选用2块250G迈托公司版硬盘，以提高硬盘稳定性。由于硬盘占用量也和设立图像质量以及监看画面活动量关于，因此这里计算硬盘量仅为参照值。各子系统设计 如下将按照综合布线系统各个子系统之顺序描述各个某些设计：一、前端系统：1、摄像机选取： 摄像某些主体是摄像机，其功能为观测、收集信息。摄像机性能及其安装方式是决定系统质量重要因素。光导管摄像机当前已被裁减，由电荷耦合器件简称CCD摄像机所取代。其重要性能及技术参数规定如下： 1)色彩：摄像机有黑白和彩色两种，普通黑白摄像机水平清晰度比彩色摄像机高，且黑白摄像机比彩色摄像机敏捷，更合用于光线局限性地方和夜间灯光较暗场合。黑白摄像机价格比彩色便宜。但彩色图像容易辨别衣物与场景颜色，便于及时获取、区别现场实时信息。 2)清晰度：有水平清晰度和垂直清晰度两种。垂直方向清晰度受到电视制式限制，有一种最高限度，由于国内电视信号均为PAL制式，PAL制垂直清晰度为400行。因此摄像机清晰度普通是用水平清晰度表达。水平清晰度表达人眼对电视图像水平细节清晰度量度，用电视线TVL表达。 当前选用黑白摄像机水平清晰度普通应规定不不大于500线，彩色摄像机水平清晰度普通应规定不不大于400线。 3)照度：单位被照面积上接受到光通量称为照度。Lux(勒克斯)是标称光亮度(流明)光束均匀射在lm2面积上时照度。摄像机敏捷度以最低照度来表达，这是摄像机以特定测试卡为摄取标，在镜头光圈为0.4时，调节光源照度，用示波器测其输出端视频信号幅度为额定值10%，此时测得测试卡照度为该摄像机最低照度。因此事实上被摄体照度应当大概是最低照度10倍以上才干获得较清晰图像。 当前普通选用黑白摄像机最低照度，当相对孔径为F1.4时，最低照度规定选用不大于0.1Lux;选用彩色摄像机最低照度，当相对孔径为F1.4时，最低照度规定选用不大于0.2Lux。 4)同步：规定摄像机具备电源同步、外同步信号接口。对电源同步而言，使所有摄像机由监控中心交流同相电源供电，使摄像机场同步信号与市电相位锁定，以达到摄像机同步信号相位一致同步方式。 对外同步而言，规定配备一台同步信号发生器来实现逼迫同步，电视系统扫描用行频、场频、帧频信号，复合消隐信号与外设信号发生器提供同步信号同步工作方式。 系统只有在同步状况下，图像进行时序切换时就不会浮现滚动现象，录、放像质量才干提高。 5)电源：摄像机电源普通有交流220V，交流24V，直流12V，可依照现场状况选取摄像机电源但推荐采用安全低电压。选用12V直流电压供电时，往往达不到摄像机电源同步规定，必要采用外同步方式，才干达到系统同步切换目。 6)自动增益控制(AGC)：在低亮度状况下，自动增益功能可以提高图像信号强度以获得清晰图像。当前市场上CCD摄像机最低照度都是在这种条件下参数。 7)自动白平衡：当彩色摄像机白平衡正常时，才干真实地还原被摄物体色彩。彩色摄像机自动白平衡就是实现其自动调节。 8)电子亮度控制：有些CCD摄像机可以依照射入光线亮度，运用电子快门来调节CCD图像传感器曝光时间，从而在光线变化较大时可以不用自动光圈镜头。使用电子亮度控制时，被摄景物景深要比使用自动光圈镜头时要小。 9)逆光补偿：在只能逆光安装状况下，采用普通摄像机时，被摄物体图像会发黑，应选用品有逆光补偿摄像机才干获得较为清晰图像。2、镜头选取：镜头按功能和操作分类： 1)摄取静态目的摄像机，可选用固定焦距镜头，当有视角变化规定动态目的摄像场合，可选用变焦距镜头。镜头焦距选取要依照视场大小和镜头到监视目的距离而定。F=A L/B式中 F焦距(mm)； A像场、宽(mm)； L镜头到监视目的距离； B视场高(L、B采用相似度量单位)。 2)选取镜头焦距时，必要考虑摄像机图像敏感器画面尺寸，有2/3”、1/2”、1/3”、1/4”四种型式，这四种模式都具备垂直X水平尺寸为3X4方位比，而四种模式摄像机相应于某一种镜头，则下一种模式正好与它上一种模式摄像机相差一种镜头焦距档次。如专1/2”摄像机使用16mm镜头视角范畴正好与1/3摄像机使用12mm焦距镜头相似。以此类推。 3)对景深大、视场范畴广监视区域及需要监视变化动态场景，普通相应采用带全景云台摄像机，并配备6倍以上电动变焦距带自动光圈镜头。 4)使用电荷耦合器件(CCD)时，普通均应选取自动光圈镜头，对于室内照度恒定或变化很小时可选取手动可变光圈镜头，电梯轿箱内摄像机镜头应依照轿箱体积大小选用水平视场角不不大于70广角镜头。 5)随着小型化需要，镜头尺寸需缩小，除普通摄像机镜头原则C接口外，引入了Cs接口。由于Cs接口比C接口短5mm，减小了镜头与敏感件间距，故Cs接口系统体积小、轻，且Cs接口镜头价格较便宜。Cs接口摄像机可配用Cs接口镜头，也可使用C接口镜头再加上引入5mm隔条环。而C接口摄像机只能配用C接口镜头，不能使用Cs接口镜头。 6)摄像机镜头应从光源方向对准监视目的，避免逆光。镜头焦距和摄像机靶面大小决定了视角，焦距越小，视野越大，焦距越大，视野越小。若要考虑清晰度，可采用电动变焦距镜头，依照需要随时调节。 7)通光量：镜头通光量是用镜头焦距和通光孔径比值(光圈)来衡量，普通用F表达。在光线变化不大场合，光圈调到适当大小后不必改动，用手动光圈镜头即可。在光圈线变化大场合，如在室外，普通均需要自动光圈镜头。 二、传播系统：监视现场和控制中心总有一定距离，从监视现场到控制中心需要图像信号传播图像信号，同步从控制中心控制信号要传送到现场，因此传播系统涉及视频信号和控制信号传播两某些。1、视频信号传播：普通采用同轴电缆传播视频基带信号，也可采用光缆传送电视信号以及用平衡电缆对也就是运用电话电缆传送。由于电缆对外界静电场和电磁波有屏蔽作用，可减少串扰，传播损失也较小。但当电缆作为长距离传送媒体时，会发生对地不平衡低频地电流影响，有时也会有高频干扰。信号传播带宽为50Hz4MHz，当传播距离在200m以内时，用同轴电缆传送，其衰减影响普通可不予考虑；当传播距离不不大于200m时，电缆衰减量较大，为了能把整个带宽内不同频率信号进行传播，必要使用电缆补偿放大器。某些场合，布线非常困难时，可以采用无线传播如微波定向传播，但它要占用频率资源，需经无线电管理委员会核准。2、控制信号传播：对于CCTV，惯用控制方式有直接控制、编码控制、同轴视控。当前直接控制由于线缆过多，很少采用。编码控制是将所有控制命令数字化(调制)后再传播，到控制设备后再解调，还原成直接控制量，可节约线缆。这种方式传播距离长，当前工程中采用较多。同轴视控就是控制信号与视频信号共用一条同轴电缆，运用频率分割或视频信号消隐期传播控制信号方式传播，但价格较贵。3、管槽敷设：为防止电磁干扰和外电源及变频电梯等干扰，电缆应敷设在接地良好金属管或金属桥架，同步保护线缆。三、控制系统：1、模仿控制系统：1）视频矩阵切换器： 对多路视频输入信号和多路视频输出信号进行切换和控制，可以通过电子开关，构成切换矩阵，使任一路输入可切换至任一路输出。设计时应满足必要视频输入输出容量，并易扩展。一种CCTV系统除主控键盘外，还可依照需要设立分控键盘。2）双工多画面视频解决器：能把多路视频信号合成一幅图像，达到在一台监视器上同步观看多路摄像机信号。惯用16画面分割器，又称为多画面视频解决器，双工另一种用途是用一台录像机同步录制多路视频信号，并具备单路回放功能，即能选取同步录下多路视频信号任意一路在监视器上回放。3）多画面分割器将各种画面通过视频数字解决合并成分割状一种画面，就浮现了多画面分割器。既有4画面分割器，9画面分割器，16画面分割器。这样用一台监视器，一台录像机上能同步监看、记录4、9、16个画面，多画面分割器普通分为三类：-单工画面解决器：单纯监看一种画面，记录分割画面。-双工画面解决器：在监视单画面、分割画面同步，可以进行记录。-全双工画面解决器：在监视、记录同步，可以进行记录信号回放。4）视频分派器一路视频信号可同步分派成多路视频输出。2、数字化图像监控系统以同轴电缆传播视频信号，称之为老式模仿信号传播方式，这种方式传播，在较短距离内(如200m左右)视频信号衰减不大，如果超过200m，则必要对视频信号进行补偿放大。常规闭路电视监控系统较适合在一座建筑物或较小地区范畴内使用。 数字化监控系统是将计算机网络技术、多媒体技术与闭路电视技术相结合，合用于远距离传播多路视、音频信号。事实上就是将模仿信号进行数字化，并对其压缩编码，通过计算机网络及数字多媒体技术来传播视频图像。 数字化监控系统将计算机网络技术、多媒体技术与图像监控技术有机结合在一起，能高清晰、同步地传播图像信号，是一项全新安保电视系统，它已成为当代化楼宇管理有力工具。数字化图像监控系统可实现远程图像监控，把分散在各地监控点通过计算机网络有机联系在一起并运用了多媒体技术，增强了整体安全和图像监控自动化管理能力。 当前不少公司产品均使用了特殊压缩办法，采用了动态存储技术，从而保证了图像质量。数据压缩和图像、声音复合所有由硬件完毕，在一种系统上可实现16路实时监控。16路信号可同步存储，并且视频图像不丢帧，动态存储技术保证了监控端图像持续性和高清晰度。3、数字硬盘录像系统数字监控硬盘录像系统功能: 数字硬盘录像是当今安保电视系统领域最新型、性能最卓越数字化图像记录设备，它将监控系统中所有摄像机摄取画面进行实时数字压缩并录制存档，可以依照任意检索规定对所记录图像进行随机检索。由于采用了数字记录技术，能大大增强录制图像抗衰减、抗干扰能力，因而无论通过多少次检索或录像回放都不会影响播放图像清晰度，而老式模仿方式记录录像带在通过若干次检索及回放后，图像质量将会有一定衰减并引起信号信噪比下降。当需要对已存储图像进行复制时，数字记录图像不存在复制劣化问题，而模仿方式记录图像每通过一次复制就要劣化一次。数字硬盘录像系统是集计算机网络化、多媒体智能化与监控电视为一体，以数字化方式和全新理念构造出新一代监控图像硬盘录像系统。系统在实现本地数字图像监控管理同步，又能实现监控图像画面远程传送，加强了整体安全管理。在系统中，所有图像数据均以数字形式保存，这与老式模仿信号系统相比较，打印出照片具备更高清晰度和逼真感，数据传播更可靠，速度更快。系统以模块化设计为基本，各个模块涉及：信号采集模块、监控模块、图像录制模块、远程访问模块和中央控制模块。整个系统维护简便，易于安装。 由于数字硬盘录像设立在计算机系统中，信息可以自由传递到网络可以到达范畴，因而监控图像显示不再拘于老式图像切换方式，可以依照需要在任何被授权地点监控任何一处被控图像，使系统具备极强安全管理能力。监控图像通过图像录制模块以高压缩率存储于高容量磁盘阵列中，可随时供调阅、迅速检索。也就是说，可将各种摄像机(当前最多为16个)多路图像实时显示于一台监视器上，同步，还可将所有图像录制于其内置硬盘驱动器中，以备回放、查找和转换，并可将图像备份至外置硬盘中。所有操作，都可在遥控器上完毕，从而挣脱Windows操作系统，避免了死机现象。相对于老式磁带记录方式，操作简便，可靠性，回放质量更高。所有记录可供长时间保存，重复运用率极高。还可被转录制成光盘用于存档保存。在不不大于40G硬盘配备下，动态录像约可以存储一种月甚至更长时间。 四、显示系统：显示与记录：显示与记录设备普通均安装在安保控制室，重要由黑白彩色监视器、录像机及视频解决设备构成。1)黑白彩色专用监视器 实现对摄像机视频信号再现图像设备，普通规定黑白监视器水平清晰度应不不大于600线，彩色监视器清晰度应不不大于350线。2)录像机 它是监视系统记录和重放装置，普通采用时滞录像机，用普通180min录像带可以录24h以上，甚至可达480h，960h，并可用控制信号自动操作录像机遥控功能。对于与安全报警系统联动摄录像系统，宜单独配备相应时滞录像机，当前已可采用数码光盘记录、计算机硬盘录像。 结束语耗时一星期做完了建筑设备自动化系统课程设计，终于可以长舒一口气了，这次做课程设计给我最大体会就是“书到用时方恨少”在学建筑设备自动化系统这门学时候，觉得自己每一堂课都认认真真听教师讲，做课堂笔记，有时还回答教师提出问题，总是觉得自己学还蛮好。可是到做课程设计时候，才发现自己真正学到东西是那么少，做课程设计时候主线不够用！又是去图书馆借阅资料，又是到网上查找案例，又是去同窗那儿问问有关问题，最后，在自己努力和同窗协助下，终于完毕了自己建筑设备自动化系统课程设计。设备清单产品名称产品型号产地单位数量红外夜视半球摄像机WEA-0315SIR中华人民共和国只12彩色转黑白一体化摄像机LCL-187日本只6室内全方位云台wea-3030W中华人民共和国只42室内解码器WEA-800A中华人民共和国只6通讯转换接口WEA-485D中华人民共和国只12彩色枪式摄像机WEA-131HA中华人民共和国只24电动变焦镜头SSL06036M中华人民共和国只30自动光圈二可变镜头SSG0616GNB中华人民共和国只616进32出视频分派器WEA-1632中华人民共和国只612路数字硬盘录像机WEA6012S-HC中华人民共和国台1硬盘迈拓160G美国块6监视器19寸纯平628入8出视频矩阵WEA28-8V-II中华人民共和国台1带摇杆分体主控键盘WEA1720中华人民共和国台1参照文献智能大厦系统工程李林，电子工业出版社智能建筑系统工程罗国杰，机械工业出版社网络有关资料筑龙网