物流园区弱电系统工程解决方案.docx

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物流园区弱电系统工程解决方案

物流园区智能弱电系统

设

计

方

案

一、引言

1．工程概述

随着现代化企业制度在我国的普及和深化发展，信息化建设不断深入防范，技术正逐步转向利用高科技及智能化管理的新阶段。

项目名称

物流智能弱电工程

2．设计原则

衡量一个弱电系统的成功与否，并非仅仅取决于智能化系统的多少、系统的先进性或集成度，而是取决于系统的设计和配置是否经济合理并且系统成功运行，系统的使用、管理和维护是否方便，系统或产品的技术是否成熟适用，换句话说，就是如何以最少的投入、最简便的实现途径来换取最大的功效。

为了实现上述目标，本设计始终遵循以下原则：

．一次性

一次性完成物流智能弱电工程系统的总体规划与设计，并按计划实施。

．安全性

整个建筑的各个智能化子系统应能二十四小时运转，系统的安全性、可靠性和容错能力必须予以高度重视。

对各个子系统，以电源、系统备份等方面采取相应的容错措施。

．标准性

本方案依照国家和地区的有关标准进行。

确保系统的扩充性和扩展性，有利于实现投资保障。

．经济性

在标准化和结构化的前提下，达到到功能和经济的优化设计。

．先进性

在满足用户现有需求的前提下，充分考虑各种智能化适应技术迅猛发展的趋势，不仅在技术上保持最先进和适度超前，而且更注重采用最先进的技术标准和规范，以适应未来技术发展的趋势。

．集成性和可扩展性

保证整个智能系统总体结构上的先进性和合理性，实现各个子系统的分散控制、集中统一式管理和监控；总体结构上具有可扩展性和兼容性，可以集成不同生产厂商的不同类型的先进产品，使整个智能化系统可以随着技术的发展和进步，不断得到充实和提高。

．开放型

在总体规划建筑智能系统方案以及进行设备和系统选型时，充分考虑各个子系统之间的集成特性和信息自动化系统进入信息高速公路的可能性。

．集散式

对于部分子系统要求具有一定的集散性，系统在一定地域范围内分散分布，并且由相对独立的单元通过网络互相连接。

每个单元可以独立完成局部的控制功能。

．用户至上

本方案以满足用户需求为目标，最大限度地满足用户提出的功能需求，确保实用性。

3．设计依据

《智能建筑设计标准》GB/T50314-2000

《建筑与建筑群综合布线系统工程设计规范》GB/T50311-2000

《民用建筑电气设计规范》JGJ/T16-92

《安全防范工程费用概预算编制方法》GA/T70-94

《民用闭路监视电视系统工程技术规范》GB50198-94

《建筑智能化系统工程设计标准》DB32/181-1998

《建筑智能化系统工程实施及验收规范》DB32/366-1999

《建筑智能化系统工程检测规程》DB32/365-1999

《建筑智能化系统工程评估标准》DB32/367-1999

有线电视系统工程技术规范GB50200-94

公安部《安全防范工程设计程序与要求》GA/T75-94

总线局域网标准IEEE

二、电视监控系统

1.概述

传统的周界安全防范系统是建立高高的围墙,铁栅栏等,如果有非法入侵无法及时发现和处理，那么就需要有一套先进,科学,实用,性能稳定可靠的安全防范监控系统来实现,为了更好的保护财产及物流的安全,根据用户实际的监控需要，一般都会在周边、大门、办公楼等重点部位安装摄像机。

监控系统将视频图像监控,实时监视,多种画面分割,多画面分割显示,云台镜头控制等功能有机结合的新一代监控系统，同时监控主机自动将报警画面纪录,做到及时处理,提高了保卫人员的工作效率并能及时处理警情，能有效的保护财产和工作人员的安全,最大程度的防范各种入侵,提高处理各种突发事件的反映速度,给保卫人员提供一个良好的工作环境,确保整个工企的安全。

实施视频监控系统，安全保卫部门可以实现在办公楼、走诬陷廊等目标进行实时全天候视频监控，对厂内各主要通道和生产场地进行监控，行政部门可以了解员工工作情况，加强员工考勤管理，提高工作效率，需对生产和办公场所进行视频监控，生产管理部门实现及时了解各车间的工作情况和流水线的生产情况，但视频图像必须保密，某些车间因工作环境有害人体健康，需要实现无人作业，这就需要远程监控生产过程，某些设备因安装位置不易接近，人工巡视作业危险性较大，需用摄像机进行远程监视，企业领导在办公室利用桌面微机，随时了解各主要生产环节的实时生产状况，处理突发事件，闭路监控系统实施可实现其功能为：

✧实时对大楼外面进行高清晰视频监控

✧可录制各点的视频录像以备安防查用

✧有效保证生产现场的安全规范操作

✧物资出门及劳动纪律考察

✧实时监控各个大门口的物资交接情况

✧调节镜头的焦距可以清晰的观测到重点区域的人员活动情况和车辆出入的具体细节

✧在上下班时可以对大门口员工的到位情况进行监控

✧随时考察员工的实际生产劳动纪律

为进一步满足社会经济发展与人们文明生活的高标准要求，创造一个安全、舒适、温馨、高效的生产与生活环境，并根据各种不同厂区的需要，从物流的具体实际出发，做到配置合理，留有扩展余地，技术先进，性能价格比高，确保系统性能高质量，高可靠性。

本方案根据物流提供的相关文件，并根据物流的实际需求，参照有关国际标准和国家标准，并结合我公司从事过的多个物流所积累的经验，编制出这套技术方案。

若对本方案的内容或其它方面有不详尽之处，我们随时欢迎您们的宝贵意见。

2.系统功能和特点

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、效益最佳的目的。

闭路电视监控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、高效地运行，最大限度地发挥智能管理的作用，创造安全、健康、舒适宜人和能提高工作效率的优良环境，节约能源，并减少维护人员。

根据本物流的环境需要,并接合功能需求建立本物流闭路电视监控，

1、系统具有以下功能：

CCTV主要任务是对建筑物内重要部位的事态、人流等动态状况进行宏观监视、控制，以便对各种异常情况进行实时取证、复核，达到及时处理目的。

✧1）电源控制

2）对视频信号进行时序、定点切换、编程。

3）察看和记录图像，应有字符区分并作时间（年、月、日）的显示。

4）接收电梯层楼叠加信号。

5）实现同步切换：

电源同步或外同步。

6）接收安全防范系统中各子系统信号，根据需要实现控制联动或系统集成。

7）内外通信联系。

8）安保监视电视系统与安全报警系统联动时，应能自动切换、显示、记录报警部位的图像信号及报警时间。

摄像机应由安保控制室引专线统一供电，并由安保控制室操作通、断。

对离安保控制室较远的摄像机统一供电确有困难时也可就近解决，如果系统采用电源同步方式的，则必须与安保控制室为同相的可靠电源。

2、系统具有以下特点：

1）MJPEG算法压缩技术

MJPEG是指MotionJPEG，即动态JPEG，按照25帧/秒速度使用JPEG算法压缩视频信号，完成动态视频的压缩。

是由JPEG专家组制订的，其图像格式是对每一帧进行压缩，通常可达到6：

1的压缩率，但这个比率相对来说仍然不足。

就像每一帧都是独立的图像一样。

MJPEG图像流的单元就是一帧一帧的JPEG画片。

因为每帧都可任意存取，所以MJPEG常被用于视频编辑系统。

动态JPEG能产生高质量、全屏、全运动的视频，但是，它需要依赖附加的硬件。

而且，由于MJPEG不是一个标准化的格式，各厂家都有自己版本的MJPEG，双方的文件无法互相识别。

MJPEG的优点是画质还比较清晰，缺点是压缩率低，占用带宽很大。

一般单路占用带宽2M左右。

2）压缩技术

视频编码标准是专为中高质量运动图像压缩所设计的低码率图像压缩标准。

采用运动视频编码中常见的编码方法，将编码过程分为帧内编码和帧间编码两个部分。

埃帧内用改进的DCT变换并量化，在帧间采用1/2象素运动矢量预测补偿技术，使运动补偿更加精确，量化后适用改进的变长编码表（VLC）地量化数据进行熵编码，得到最终的编码系数。

标准压缩率较高，CIF格式全实时模式下单路占用带宽一般在几百左右，具体占用带宽视画面运动量多少而不同。

缺点是画质相对差一些，占用带宽随画面运动的复杂度而大幅变化。

3）MPEG-1（VCD标准）压缩技术

制定于1992年，为工业级标准而设计，可适用于不同带宽的设备，如CD-ROM,Video-CD、CD-i。

它用于传输数据传输率的数字存储媒体运动图像及其伴音的编码，经过MPEG-1标准压缩后，视频数据压缩率为1/100～1/200，影视图像的分辩率为360×240×30（NTSC制）或360×288×25（PAL制），它的质量要比家用录像系统（VHS-VideoHomeSystem）的质量略高。

音频压缩率为1/，声音接近于CD-DA的质量。

MPEG-1允许超过70分钟的高质量的视频和音频存储在一张CD-ROM盘上。

VCD采用的就是MPEG-1的标准，该标准是一个面向电视质量级的视频、音频压缩标准。

MPEG-1的编码速率最高可达4-5Mbits/sec，但随着速率的提高，其解码后的图象质量有所降低。

MPEG-1也被用于数字电话网络上的视频传输，如非对称数字用户线路（ADSL），视频点播（VOD），以及教育网络等。

同时，MPEG-1也可被用做记录媒体或是在INTERNET上传输音频。

MPEG1标准占用的网络带宽在1.5M左右。

4）MPEG-2（DVD标准）压缩技术

制定于1994年，设计目标是高级工业标准的图象质量以及更高的传输率，主要针对高清晰度电视（HDTV）的需要，传输速率在3-10Mbits/sec间，与MPEG-1兼容，适用于～60Mbps甚至更高的编码范围。

分辩率为720×480×30（NTSC制）或720×576×25（PAL制）。

影视图像的质量是广播级的质量,声音也是接近于CD-DA的质量。

MPEG-2是家用视频制式（VHS）录像带分辩率的两倍。

MPEG-2的音频编码可提供左右中及两个环绕声道,以及一个加重低音声道，和多达7个伴音声道（DVD可有8种语言配音的原因）。

由于MPEG-2在设计时的巧妙处理，使得大多数MPEG-2解码器也可播放MPEG-1格式的数据，如VCD。

除了做为DVD的指定标准外，MPEG-2还可用于为广播，有线电视网，电缆网络以及多级多点的直播（DirectBroadcastSatellite）提供广播级的数字视频。

MPEG-2的另一特点是，其可提供一个较广的范围改变压缩比，以适应不同画面质量，存储容量，以及带宽的要求。

对于最终用户来说，由于现存电视机分辨率限制，MPEG-2所带来的高清晰度画面质量（如DVD画面）在电视上效果并不明显，到是其音频特性（如加重低音，多伴音声道等）更引人注目。

MPEG-2的画质质量最好，但同时占用带宽也非常大，在4M-15M之间，不太适于远程传输。

5）MPEG-4压缩技术

如果说，MPEG-1“文件小，但质量差”；而MPEG-2则“质量好，但更占空间”的话，那么MPEG－4则很好的结合了前两者的优点。

它于1998年10月定案，在1999年1月成为一个国际性标准，随后为扩展用途又进行了第二版的开发，于1999年底结束。

MPEG－4是超低码率运动图像和语言的压缩标准，它不仅是针对一定比特率下的视频、音频编码，更加注重多媒体系统的交互性和灵活性。

MPEG-4标准主要应用于视像电话（VideoPhone），视像电子邮件（VideoEmail）和电子新闻（ElectronicNews）等，其传输速率要求较低，在4800-64Kbits/sec之间，分辨率为176X144。

MPEG-4利用很窄的带宽，通过帧重建技术，压缩和传输数据，以求以最少的数据获得最佳的图象质量。

与MPEG-1和MPEG-2相比，MPEG-4为多媒体数据压缩提供了一个更为广阔的平台。

它更多定义的是一种格式、一种架构，而不是具体的算法。

它可以将各种各样的多媒体技术充分用进来，包括压缩本身的一些工具、算法，也包括图像合成、语音合成等技术。

MPEG-4的特点是其更适于交互AV服务以及远程监控。

MPEG-4是第一个使你由被动变为主动（不再只是观看，允许你加入其中，即有交互性）的动态图象标准；它的另一个特点是其综合性；从根源上说，MPEG-4试图将自然物体与人造物体相溶合（视觉效果意义上的）。

MPEG-4的设计目标还有更广的适应性和可扩展性。

MPEG4标准的占用带宽可调，占用带宽与图像的清晰度成正比。

以目前的技术，一般占用带宽大致在几百K左右。

总之，本闭路电视监控是一个使本物流高度自动化、高效率的幽雅舒适、便利快捷、高度安全的环境空间。

3.方案设计

根据设计原则、设计规范和依据及国际国内标准，并根据用户的需求，以及所提供的图纸及相关资料，并接合物流的实际情况及未来的发展趋势，对该物流的闭路电视监控进行方案设计。

.系统构成及原理

闭路电视监控系统分别由前端系统、传输系统、控制系统、显示系统四个部分构成,还具有对图像信号的分配切换、存储、处理、还原等功能。

其原理如以下系统图：

（1）模拟闭路电视监控系统原理图

（2）数字闭路电视监控系统原理图

.用户需求分析及前端分布

根据用户需求，充分考虑了本系统高度的可靠性、先进性、灵活性、可扩充性、易管理性及性能价格比高等优点，并根据所提供的图纸及相关料资，并根据实际情况及未来的发展趋势，结合我公司从事过的多个工程所积累的经验，以及相关产品的性能等因素，对本工程方案实施。

系统共设计有66台摄像机

3.3.实施方案设备选型及配置

3.3.1.前端系统

3.3.1.1摄像机的选择

摄像部分的主体是摄像机，其功能为观察、收集信息。

摄像机的性能及其安装方式是决定系统质量的重要因素。

光导管摄像机目前已被淘汰，由电荷耦合器件简称CCD摄像机所取代。

其主要性能及技术参数要求如下：

1）色彩：

摄像机有黑白和彩色两种，通常黑白摄像机的水平清晰度比彩色摄像机高，且黑白摄像机比彩色摄像机灵敏，更适用于光线不足的地方和夜间灯光较暗的场所。

黑白摄像机的价格比彩色便宜。

但彩色的图像容易分辨衣物与场景的颜色，便于及时获取、区分现场的实时信息。

2）清晰度：

有水平清晰度和垂直清晰度两种。

垂直方向的清晰度受到电视制式的限制，有一个最高的限度，由于我国电视信号均为PAL制式，PAL制垂直清晰度为400行。

所以摄像机的清晰度一般是用水平清晰度表示。

水平清晰度表示人眼对电视图像水平细节清晰度的量度，用电视线TVL表示。

目前选用黑白摄像机的水平清晰度一般应要求大于600线，彩色摄像机的水平清晰度一般应要求大于540线。

3）照度：

单位被照面积上接受到的光通量称为照度。

Lux（勒克斯）是标称光亮度（流明）的光束均匀射在lm2面积上时的照度。

摄像机的灵敏度以最低照度来表示，这是摄像机以特定的测试卡为摄取标，在镜头光圈为时，调节光源照度，用示波器测其输出端的视频信号幅度为额定值的10%，此时测得的测试卡照度为该摄像机的最低照度。

所以实际上被摄体的照度应该大约是最低照度的10倍以上才能获得较清晰的图像。

目前一般选用黑白摄像机的最低照度，当相对孔径为F／时，最低照度要求选用小于;选用彩色摄像机的最低照度，当相对孔径为F／时，最低照度要求选用小于。

3）同步：

要求摄像机具有电源同步、外同步信号接口。

对电源同步而言，使所有的摄像机由监控中心的交流同相电源供电，使摄像机场同步信号与市电的相位锁定，以达到摄像机同步信号相位一致的同步方式。

对外同步而言，要求配置一台同步信号发生器来实现强迫同步，电视系统扫描用的行频、场频、帧频信号，复合消隐信号与外设信号发生器提供的同步信号同步的工作方式。

系统只有在同步的情况下，图像进行时序切换时就不会出现滚动现象，录、放像质量才能提高。

4）电源：

摄像机电源一般有交流220V，交流24V，直流12V，可根据现场情况选择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的要求，必须采用外同步方式，才能达到系统同步切换的目的。

5）自动增益控制（AGC）：

在低亮度的情况下，自动增益功能可以提高图像信号的强度以获得清晰的图像。

目前市场上CCD摄像机的最低照度都是在这种条件下的参数。

6）自动白平衡：

当彩色摄像机的白平衡正常时，才能真实地还原被摄物体的色彩。

彩色摄像机的自动白平衡就是实现其自动调整。

7）电子亮度控制：

有些CCD摄像机可以根据射入光线的亮度，利用电子快门来调节CCD图像传感器的曝光时间，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，被摄景物的景深要比使用自动光圈镜头时要小。

8）逆光补偿：

在只能逆光安装的情况下，采用普通摄像机时，被摄物体的图像会发黑，应选用具有逆光补偿的摄像机才能获得较为清晰的图像。

3.3.1.2镜头选择

镜头按功能和操作分类：

1）摄取静态目标的摄像机，可选用固定焦距镜头，当有视角变化要求的动态目标摄像场合，可选用变焦距镜头。

镜头焦距的选择要根据视场大小和镜头到监视目标的距离而定。

F=A×L/B

式中F——焦距（mm）；

A——像场、宽（mm）；

L——镜头到监视目标的距离；

B——视场高（L、B采用相同的度量单位）。

2）选择镜头焦距时，必须考虑摄像机图像敏感器画面的尺寸，有2/3”、1/2”、1/3”、1/4”四种型式，这四种模式都具有垂直X水平尺寸为3X4的方位比，而四种模式摄像机对应于某一个镜头，则下一个模式正好与它上一个模式摄像机相差一个镜头焦距的档次。

如专1/2”摄像机使用16mm镜头的视角范围正好与1/3"摄像机使用12mm焦距的镜头相同。

以此类推。

3）对景深大、视场范围广的监视区域及需要监视变化的动态场景，一般对应采用带全景云台的摄像机，并配置6倍以上的电动变焦距带自动光圈镜头。

4）使用电荷耦合器件（CCD）时，一般均应选择自动光圈镜头，对于室内照度恒定或变化很小的时可选择手动可变光圈镜头，电梯轿箱内的摄像机镜头应根据轿箱体积的大小选用水平视场角大于70°的广角镜头。

5）随着小型化需要，镜头尺寸需缩小，除通常摄像机镜头的标准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的间距，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接口的镜头。

6）摄像机镜头应从光源方向对准监视目标，避免逆光。

镜头的焦距和摄像机靶面的大小决定了视角，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，根据需要随时调整。

7）通光量：

镜头的通光量是用镜头的焦距和通光孔径的比值（光圈）来衡量的，一般用F表示。

在光线变化不大的场合，光圈调到合适的大小后不必改动，用手动光圈镜头即可。

在光圈线变化大的场合，如在室外，一般均需要自动光圈镜头。

3.3.1.3防护罩

防护罩分为室内型和室外型两种。

室内的防护罩主要是防尘，有的也有作隐蔽作用，使监视场合和对象不易察觉受监视；室外防护罩的功能主要有防晒、防雨、防尘和防冻等作用。

一般的室外防护罩都配有温度继电器，在温度高时自动打开风扇冷却，温度低时自动加热；下雨时可以人工控制雨刷器刷雨；有的室外防护罩的玻璃还可以加热，当防护罩上有结霜时，可以加热除霜。

3.3.1.4云台

云台是安装、固定摄像机的支撑设备，它分为水平和全方位云台两种。

水平云台适用于监视范围不大的情况，在水平云台上安装好摄像机后可调整摄像机俯仰的角度，达到最好的监视角度后可遥控水平旋转。

　　全方位云台适用于对大范围进行扫描监视，它可以大大增加摄像机的监视范围。

云台高速姿态是由两台执行电动机来实现，电动机接受来自控制器的信号精确地运行定位。

在控制信号的作用下，云台摄像机既可自动扫描监视区域，也可在监控中心值班人员的操纵下跟踪监视对象。

一般来说，水平旋转角度为0°～350°，垂直旋转角度为+90°。

恒速云台的水平旋转速度一般在3°～10°/s，垂直速度为4°/s左右。

变速云台的水平旋转速度一般在0°～32°/s，垂直旋转速度在0°～16°/s左右。

在一些高速摄像系统中，云台的水平旋转速度高达200°/s以上，垂直旋转速度在30°/s以上。

3.3.1.5解码器

解码器一般与矩阵控制主机配套使用，主要作用为通过数据线缆接收来自矩阵主机的控制信号，对主机的控制码进行解码，放大输出，驱动云台的旋转，以及变焦镜头的变焦和聚焦。

3.3.1.6前端系统配置

编号

产品名称

产品型号

单位

数量

备注

1

彩色高清晰度摄像机

AC-8050NR-HD540TV

台

66

3.3.1.彩色高清摄像机AC-8050NR-HD

；数字降噪处理；自动帧累积；防闪烁与电源同步设计；双镜像设计；低功耗<100MA；DC12V双电源

 型号

AC-8050NR-HD

传感器Sensor

1/3SONYCCD

解析度Resolution

540TVLine

信噪比S/NRatio

60dB

最低照度

MinimumIllumination

（SenseUPMode）

帧积累SenseUP

Max32times

伽玛校正GammaCorrection

自动增益AGC

+18dBMax

白平衡模式

WhiteBalanceMode

ATW/AWBSwitchable

白平衡范围

WhiteBalanceRange

2200~10000K

背光补偿BLC

ON/OFFSwitchable

镜头方式AE/ALC

ON/OFFSwitchable

水平/垂直镜像H/VMirror

REV./

光圈控制IRISControl

ElectricalIRIS/LensIRIS（DCLensControl）

电子快门

ElectricalShutter

1/60（1/50）-1/120000sec

同步方式（内同步）Syncmode

工作电压

PowerSupplyVoltage

DC12V/AC24V±20%

AC90～240V

工作电流

PowerSupplyCurrent

≤100MA

操作温度

OperationTemperature

-10℃To+50℃

贮存温度

StorageTemperature

-20℃To+65℃

贮存湿度

OperationHumidity

Within85%RH

尺寸Dimension（mm）

120*60*50

3.3.1.嵌入式数字硬盘录像机

   HB8200系列采用压缩算法、嵌入式实时多任务操作系统和嵌入式处理器一体化的设计，在单板上集成了视音频采集、压缩、存储、网络传送、多路云台控制、报警检测等功能，实现了8路主机单板结构，保证了系统的高集成度和高可靠性。

HB8200系列提供了多种接口，支持网络、视频环通输出和矩阵切换、USB高速备份以及鼠标操作。

HB8200R系列支持DVD刻录备份功能。

技术指标

1、视频参数

视频输入：

复合视频输入PAL制（25帧/秒）NTSC制（30帧/秒）（BNC接口，1Vp-p,75Ω）

视频输出：

一路复合视频输出（BNC接口，1Vp-p,75Ω）PAL制（625线）NTSC制（525线）

一路VGA模拟输出及一路DVI数字显示输出（刷新率：

60Hz，分辨率可调