弱电课程复习讲义-2011完整版-罗剑高Word格式.doc

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第一讲弱电系统及系统设计概述

弱电系统：

是针对强电系统而言的。

一般来说，强电系统的主要功能是实现能量转换，如将电能转化为光能的电气照明系统、将电能转换为机械能的电梯系统。

而弱电系统的主要功能是实现信息的处理及信号的传输。

弱电系统是一个宽泛的概念，在国内常把弱电系统看作是建筑智能系统或安防系统。

系统是由相互联系、相互作用的若干部分，以一定结构组成的具有特定功能的整体。

弱电系统是由工作电压较低（小于36V）的设备、器件构成的实现信息处理和信号传输的系统。

系统设计是根据系统的建设要求，对该系统的建设工程所需的技术、经济、资源、环境等条件进行综合分析、论证，编制建设工程设计文件的活动。

设计编制单位需根据批准的可行性研究报告、现场工程勘察报告等设计依据进行工程项目的设计，工程设计一般分阶段进行。

根据具体项目可采用两阶段或三阶段设计，两阶段包括：

初步设计和施工图设计，三阶段包括初步设计、技术设计和施工图设计。

本课程要求学员掌握初步设计的基本内容。

在初步设计的文件中要明确地阐述：

项目的建设目标（即需要做什么）、与项目相关的现有技术分析（即有什么）、根据现有技术、产品如何实现项目目标（即如何做）。

第二讲电视监控系统

现代智能建筑中人们总是设法将关键部位或重要场所实时、形象和内容不失真地显示出来，从而形成了电视监控系统。

目前电视监控系统已成为现代生产、管理和生活中实施监视和控制的极为有效的工具，同时也是安全防范的有效工具之一。

电视监控系统是在闭路电视系统基础上发展起来的，所以又称闭路监控电视CCTV。

2.1电视监控系统的组成

电视监控系统一般由四部分组成，即摄像部分、传输部分、显示和记录部分、控制部分，其结构如图2.1所示。

（P162习题6.1）

图2.1电视监控系统结构示意图

2.1.1摄像部分：

摄像部分是电视监控系统的前端部分，是系统的“眼睛”，是整个电视监控系统的原始信号源。

它布置在被监视场所的某一位置（或几个位置）上，其视场角能覆盖整个被监视场所的各个部位。

它的功能是通过对监视区域的摄像，获取实时图像信息并将光信号（含图像信息）转换为电信号输出。

摄像部分的主要组成有:

摄像机；

摄像机的支承设备；

摄像机防护罩。

a.摄像机的作用是把光信号（含图像信息）转变为电信号，它的关键部件是摄像器件。

彩色摄像机与黑白摄像机性能差别较大，在无颜色识别要求情况下首选黑白摄像机，这是因为黑白摄像机除了图像观察感观上因只有黑白两色，导致所摄图像的真实感较彩色摄像机差之外，其它方面，如价格、设备尺寸、设备的灵敏度等都相对更优。

（P162习题6.2）

b.固定和安装摄像机的设备称为摄像机的支承设备。

常见的摄像机支承设备有三脚架、摄像机托架和云台。

（P162习题6.3）

云台是目前最常用的摄像机支承设备。

它可带动摄像机进行水平方位旋转和垂直方位旋转，从而扩大了摄像机的监视范围。

根据使用环境和监控要求不同，云台可分为室内型和室外型、通用型和特殊型、手动控制旋转型和电动控制旋转型。

（P162习题6.4）

c.由于电视监控系统设置的环境不同，有时需要对摄像机加装防护外罩，确保摄像机正常工作，延长其使用寿命。

2.1.2传输部分：

传输部分用于将监控系统的前端设备与终端设备（通常放置在控制中心）联系起来。

前端设备所产生的图像信息、声音信号、各种报警信号通过传输系统传送到控制中心，并将控制中心的控制指令输送到前端设备。

传输部分是系统图像信号和控制信号的通路，在传输线路上传输的是视频信号和控制信号。

（P162习题6.1）

视频信号传输一般选用同轴电缆、光纤或双绞线等。

（P162习题6.5）

·

双绞线用来传输信号时，信号的衰减比较大，并且易产生畸变，适用于较短距离的传输。

使用双绞线来传输信号的优点是便宜且施工方便。

在一些传输容量相对不大、质量要求相对不高，工程造价要求较低的工程场合，可首选双绞线作为传输介质。

（P162习题6.5）

同轴电缆比双绞线有着更好的传输性能，它对干扰和串音不敏感，有效传输距离也更远，但存在电缆更粗，布线不太方便，抗干扰能力、传输容量等性能虽较高但不及光纤等不足。

适用于传输容量较大、中短距离的信号传输。

光纤具有传输容量大、损耗低、线径细、重量轻、不受电磁干扰等优点，但相对而言接头工艺要求较高，光端机技术复杂、造价相对昂贵，因而适于几公里到几十公里以上的远距离、大容量的信号传输。

光纤有多模光纤和单模光纤之分，多模光纤在单根光纤中可传多种模式的光，而单模光纤只能传一种模式的光。

在单根光纤中，因多模光纤可同时利用多种模式的光，所以传输容量较单模光纤要大，但传输距离相对要近。

电视监控系统一般是中短距离的中小型系统，且视频信号量通常较大，故电视监控系统大都采用同轴电缆传输视频图像信号。

2.1.3显示和记录部分：

显示和记录部分一般安装在控制室，主要有监视器、录像机和一些视频处理设备。

监视器用于显示摄像机输出的视频信号。

要实现用少量监视器显示多个摄像机输出的视频信号、在同一屏幕上显示多个监控视频信号或多个监视器显示同一视频信号等功能，控制室还需增加相应的设备，这些设备有视频切换器、多画面分割器、视频分配器等。

录像机在监控系统中作为记录和重放装置。

2.1.4控制部分：

控制部分是整个系统的“心脏”和“大脑”，是指挥整个系统正常运行的中心。

（P162习题6.1）

控制部分主要由总控制台（有些系统还设有副控制台）组成。

总控制台的主要功能包括图像信号的校正与补偿、视频信号的放大与分配、图像信号的切换与记录（包括声音信号）、摄像机及其辅助部件（如镜头、云台、防护罩等）的控制（遥控）等。

（P162习题6.6）

2.2摄像机的布置

在电视监控系统中，摄像机的布置直接关系到系统运行的质量和监视的效果。

一般摄像点的布置要求如下：

1）必须安装摄像机以进行监视的部位有主要出入口、总服务台、电梯（轿厢或电梯厅）、停车场、车库、避难所等。

2）一般情况下应安装摄像机以进行监视的部位有底层休息大厅、贵重商品柜台、主要通道、自动扶梯等。

3）结合建筑功能管理的需要有选择地安装摄像机，客房通道、酒吧、咖啡茶座、餐厅、多功能厅等需预埋管线，为安装摄像机做准备。

（P162习题6.7）

2.3CCTV系统的控制方式

CCTV系统根据应用的环境、控制方式和造价的不同可分为直接控制形式、间接控制形式和总线控制形式。

（P162习题6.8）

直接控制是把控制信号不经变换，直接由传输线输入到被控设备，对被控设备进行控制。

这种控制方式没有中间环节，设备简单，投资低，但要求控制信号的电压较大，对传输线的要求较高，控制距离一般不超过500ｍ，仅适用于距离较短的小型电视监控系统。

（P162习题6.8）

间接控制是在被控设备处增设信号转换装置，如在摄像端增设控制箱，提供摄像端设备所需电压，管理中心通过控制器发出小电压信号来推动控制箱中的继电器将控制信号转换成摄像端设备所需的控制电压。

这种控制形式降低了对控制线的要求，增加了传输距离，但对大型控制系统仍不适用，因为被控设备越多，需要的控制线也越多，它和直接控制形式就控制线而言均属多线制系统。

（P162习题6.8）

总线控制形式采用串行码传输控制信号，利用传输单线组网，系统控制线只需两根。

监控室微处理机控制系统将控制指令编码后变成串行数字信号送入传输总线，被控设备的解码电路，如摄像端的解码电路，通过解码识别，驱动电路执行相应指令。

这种控制形式适用于大中型电视监控系统。

2.4电视监控设备的选择和安装

一般电视监视系统宜采用黑白摄像机，黑白摄像机比彩色摄像机更容易达到电视监控系统要求的照度和清晰度，对色彩有一定要求的场合可选用彩色摄像机。

摄取固定目标时摄像机选用定焦距镜头；

有视角变化要求时，可选用变焦距镜头。

需要环视整个场景时，摄像机应配置电动遥控云台。

在下列环境下安装的摄像机需使用摄像机防护罩：

（1）遭受风吹雨打的室外环境，一般选用室外型防护罩。

（2）周围温度超过摄像机工作的温度范围，选用通风冷却型防护罩。

（3）尘土多或空气污染大的环境，选用防尘防水型防护罩。

（4）湿度大的环境，选用防尘防水型防护罩。

（5）安装在水中和防爆地区等特殊环境下时，选用特殊类型的防护罩。

系统的图像信号传输距离较近时，可采用同轴电缆传输视频基带信号的视频传输方式。

长距离传输或需避免强电磁场干扰的传输宜采用光缆。

第三讲安全防范系统

安全防范系统的全称是公共安全防范系统，运用安全防范产品或相关产品构成的系统均可称为安全防范系统。

安全防范系统涉及面很广，按其报警功能不同可分为专业性安全防范报警系统和非专业性安全防范报警系统两大类。

本课程只讨论非专业性安全防范报警系统-入侵报警系统、门禁控制系统、电子巡更系统和停车场管理系统等。

安全防范系统的作用是保护社会公共安全和人身财产安全，降低损失，预防犯罪。

（P183习题7.2）

3.1入侵报警系统

入侵报警系统是利用传感器技术和电子信息技术探测并指示非法或试图非法进入设防区的行为，处理报警信息、发出警报信号的电子系统或网络系统。

它是根据被防护对象的使用功能和安全防范管理的要求，对设防区域的非法入侵、盗窃、破坏和抢劫等行为进行实时有效地探测和报警的系统。

按实际需要和报警功能不同，入侵报警系统可分为企事业单位用防盗防入侵报警系统、家居安全防范报警系统、周界报警系统、家居及周界综合联网报警系统等四种防盗防入侵报警系统。

3.1.1报警探测器：

报警探测器是用来探测入侵者的移动或其他动作，由电子及机械部件所组成的装置构成，结构上分为传感部分和信号处理部分。

常用的报警探测器有红外报警探测器、微波报警探测器、复合式报警探测器、超声波报警探测器、振动式报警探测器、磁开关报警探测器等。

（P183习题7.1）

红外报警探测器又称红外入侵探测器，按其结构和工作原理不同分为两类，一类为主动红外报警探测器，另一类为被动红外报警探测器。

主动红外报警探测器一般设置在围墙上或围墙内侧构成电子篱笆警戒，目前常用的有单光束、双光束和四光束主动红外报警探测器等。

被动红外报警探测器与其他类型保安设备比较有如下特点：

（1）警戒的范围是一个空间，可实现较远距离的控制；

（2）被动式工作方式不产生任何辐射，保密性强，能有效地执行保安任务；

（3）不受环境照度限制，昼夜均可用，特别适宜在夜间或黑暗条件下工作；

（4）由于无能量发射，没有容易磨损的活动部件，故功耗低、结构牢固、寿命长、维护简便、可靠性高。

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