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弱电实训报告

概述

本次实训是为了同窗们能充分把握弱电工程系统整体方案和子系统的设计方式，并绘制CAD图，把握设备、器件、工程系统的搭建，并整理相关的技术材料清单并对其进行验收。

通过实训，加深明白得、验证、巩固课堂教学内容，提高培育学生对弱电工程的设计、施工、测实验收、项目治理等环节的技术要求和各方面的综合能力。

本实训的综合目标使学生能够熟练的进行系统设置、监控与组织治理、现场安装、施工、调试、程序输入、参数测试、故障诊断、和对建筑弱电的保护等有全方面的明白得。

为成为一名合格的弱电技术工程打下坚实的基础。

前言........................................................3

第一章弱电工程系统的熟悉……………………………………………….7

1.1弱电工程的分类…………………………….……………………….7

1.2图像监控的组成原理图…………....................................................14

第二章现场工程勘探………………………………………………………..15

工程现场勘探……………………………………………………….15

小组设计工程监控图……………………………………………….15

第三章模拟监控系统工程设计……………………………………………..16

模拟监控系统的设计图…………………………………………….16

模拟监控系统设计器材清单……………………………………….16

模拟监控模型搭建草图…………………………………………….17

模拟监控模型搭建碰到的问题及克服的方法…………………….17

第四章数字监控系统工程设计……………………………………………..18

数字监控系统的设计图…………………………………………….18

数字监控系统设计器材清单……………………………………….18

数字监控模型搭建草图…………………………………………….18

数字监控模型搭建碰到的问题及克服的方法…………………….19

结论……………………………………………………………………………..20

致谢……………………………………………………………………………..21

参考文献………………………………………………………………………..22

前言

闭路电视监控系统（又称CCTV）是安防领域中的重要组成部份，是所有平安系统中最关键的子系统。

系统通过遥控摄像机及其辅助设备（镜头、云台等），直接观看被监视场所的情形，同时能够把被监视场所的情形进行同步录象。

另外，电视监控系统还能够，与防盗报警系统等其它平安技术防范体系联动运行，利用户平安防范能力取得整体的提高。

    闭路监控系统能在人无法直接观看的场合，适时、图象、真实地反映被监视操纵对象的画面。

闭路监控系统已成为广大用户，在现代化治理中监控的最为有效的观看工具。

在操纵中心，只要一个工作人员的操作，就能够够观看多个被控区域，和远距离区域的监控功能。

    闭路监控系统提供远近距离的监视和操纵。

依照国家有关技术标准，系统应设置安防摄像机，电视监视器、录像机（或硬盘录像机）和画面处置器等，利用户能随时调看任意一个画面，遥控操作任一台摄像机等。

    CCTV系统的原理：

第一由安装于需要防范位置的摄像机镜头取得光学视频图像，通过摄像机内部的传感器和电路将视频信号转化为点对点的电信号，通过电缆传输后，通过显示设备将电信号还原为视频图像。

    闭路监控系统要紧组成部份是：

前端部份（产生图像的摄像机或成像装置），传输部份（图像的传输），操纵部份，显示记录部份。

① 前端部份

    CCTV的前端设备是直接完成现场图像捕捉功能的设备及其辅助设备，要紧有一体化智能快球、固定球、一体化摄像机、防护罩、云台、各类安装支架、协议转换器和各类人工光源等。

其中一体化智能快球、固定球和一体化摄像机将在后续的部份专门介绍。

    在室外，护罩用来爱惜摄像机和镜头不被破坏、不受天气转变的阻碍；在室内，利用护罩主若是为了避免破坏和美观。

室内和室外利用的CCTV护罩都能爱惜摄像机和镜头不受尘埃、有害化学物质和天气转变的阻碍，也使得它们不容易受到破坏。

最一般的护罩是矩形的金属或塑料制护罩，一样用塑料、薄钢板、不锈钢或铝材制成。

其它类型的护罩还包括角装护罩、顶装护罩和球形护罩等。

矩形护罩的镜头能够从护罩前部的玻璃窗口看出去。

球形护罩也超级流行，其主体部份是下部的半球形塑料罩，它能够是透明的、染色的或镀膜的。

若是球罩需要安装到立柱、基座上或需要悬空，它的上半部份就应起到爱惜作用，而且还要有将其固定到安装位置上的部件。

天花板安装的球形护罩是借助一个简单的上罩（在天花板的上方）固定的。

另外还有许多专为电梯、天花板、墙面、通道和走廊设计的护罩。

    云台能够用来扩展CCTV摄像机的观看范围。

通过云台系统，操作员能够操纵摄像机和镜头的水平和垂直转动。

如此，摄像系统就再也不受它固有的视场范围的限制，从而能够用来观看更广漠的范围。

安装在云台上的摄像机一样都装有变焦镜头，在改变摄像机的对准方向的同时，还能够进一步伐整被摄场景的放大率。

云台和变焦镜头的组合利用将电视监控系统能够看到的范围扩展到了极至。

    支架的作用是将摄像机、护罩、云台组成的摄像系统安装固定到需要监控的场所。

在不同的安装环境需要利用不同的安装支架，它们能够分为墙装支架、角装支架、柱装支架和吊装支架，还可能有不同的为一些特殊场所设计的支架。

比如牢狱、电梯等。

    CCTV系统是一个综合的系统，在它的众多设备中，不同厂家不同供货商的设备的操纵协议可能不尽相同，可能显现不兼容性；或同一公司由于产品的改良和升级，也会致使不兼容性。

协议转换器能够对两种或多种协议进行翻译，使采纳不同的协议的设备见能够实现操纵和通信的功能。

为保证24小时不中断的监控，室外安装的摄像系统在自然光线不足的情形下，需要利用辅助的照明设备，红外照明灯是其中的一种。

红外照明灯设计用于低照明度摄像机，该摄像机对红外线光谱具有灵敏性。

有一个“隐蔽式”红外线滤色镜传送大约%的可见光谱。

自动开关动作由具有延时功能的光电管操纵，可避免由于像汽车大灯之类的瞬光阴束的阻碍。

② 传输部份

    包括中继盒、解码器、视频放大器、信号传输线路等。

信号传输线路有同轴电缆、光纤或采纳无线传输方式。

同轴电缆是最经常使用的视频信号传输线，而且也是本钱最低、最靠得住、最方便及最容易保护的CCTV系统视频图像的传输方式。

但同轴电缆的传输距离有限，当需要进行远距离传输时，就要用到光纤。

若是在无法铺设线路的场所（如江河），能够采纳无线传输方式。

同轴电缆      摄像机和监视器间的距离近（3m~150m）

光纤          距离较远（300m~几千米）

无线传输      无法布线时

中继盒连接在云台和操纵器或操纵键盘之间，能够有效增加云台和操纵器之间的距离。

固态电路及牢固的防风雨构造可确保靠得住而无端障的运转。

解码器是现代数字监控系统中的一个很重要的设备。

正因为它的存在，咱们通过键盘或其它操纵设备来操纵云台的上下左右转动和镜头的动作（变焦、聚焦及光圈）成为可能。

解码器一样带有独立的CPU和内存，接收操纵器的命令，并对其进行处置后发送到云台镜头实现预定的动作。

③ 操纵部份和显示记录部份

    包括监视器、操纵器或操纵键盘、视频切换器、矩阵切换器、画面分割器、画面紧缩器、视频移动探测器、字符发生器、时刻发生器、视频录像机和视频打印机等。

在监视器上，视频信号又通过电子电路转换成可视图像，并在荧光屏上显示出来，这与在摄像机中的转换性质相似，但方向恰恰相反。

操纵器和操纵键盘用来实现对云台运动和摄像机调剂的操纵。

带摇杆的操纵键盘因其方便和有效性成为要紧的操纵工具。

视频切换器

矩阵切换器

    电子或光学画面分割器能够将多个摄像机的画面组合成一个画面，再输出到同一台监视器上，供观看者同时观察。

单纯的画面分割器并非对图像进行紧缩。

在光学画面分割器中，图像的组合是由光学系统组成的，整个进程都不涉及电子电路。

而电子式画面分割器就需要连接到摄像机输出和监视器输入之间。

近几年来，画面紧缩器开始大行其道，缘故之一是数字式固态存储器件变得愈来愈普及，愈来愈廉价。

画面紧缩器在利历时需要连接在摄像机和监视器之间，它同时接收多个摄像机的输入，将每一个摄像机的画面都贮存起来，经紧缩和从头组合后再显示到一台监视器上。

借助这种设备，咱们能够在一台监视器上同时显示两个、四个、八个、十六个乃至三十二个不同的视频画面。

它能够提高多摄像机系统的监视能力，减轻平安人员的疲劳，还能够节省监视器。

    视频移动探测器（VMD）能够依照视频图像场景的转变发出报警信号。

VMD接收摄像机输出的视频信号，以模拟或数字形式将图像存储在机械内，在依次比较前后相连的图像，以确信被摄场景是不是已发生转变。

VMD通过其内部逻辑来判定被摄场景是不是发生危险性的转变，是不是需要发出报警信号等。

字符发生器能够用来在视频画面上标注对平安人员有效的信息。

这些信息能够是英文的，也能够是中文或其他语言的。

时刻发生器用来在视频图像上面叠加画面产生时的时刻和日期。

若是要将视频图像用作在法庭的呈堂证供，就必需利用这种带有时刻日期信息的图像。

    视频录像性能够将摄像机获取的视频图像录制贮存。

它能够是模拟式录像机，表现为磁带的形式；或是数字式录像机，表现为以文件的形式存于硬盘。

连接在系统中的视频打印性能够直接将视频图像打印成纸张的形式。

第一章弱电工程系统的熟悉

弱电工程的分类

电力应用依照电力输送功率的强弱能够分为强电与弱电两类。

建筑及建筑群用电一样指交流220V50Hz及以上的强电。

要紧向人们提供电力能源，将电能转换为其他能源，例如空挪用电，照明用电，动力用电等等。

弱电系统

智能建筑中的弱电要紧有两类，一类是国家规定的平安电压品级及操纵电压等低电压电能，有交流与直流之分，交流36V以下，直流24V以下，如24V直流操纵电源，或应急照明灯备用电源。

另一类是载有语音、图像、数据等信息的信息源，如、电视、运算机的信息。

人们适应把弱电方面的技术称之为弱电技术。

可见智能建筑弱电技术大体涵义仍然是原先意义上的弱电技术。

只只是随着现代弱电高新技术的迅速进展，智能建筑中的弱电技术应用愈来愈普遍。

一样情形下，弱电系统工程指第二类应用。

要紧包括：

1、电视信号工程，如电视监控系统，有线电视。

２、通信工程，如。

３、智能消防工程。

４、扩声与音响工程，如小区的中背景音乐广播，建筑物中的背景音乐。

５、综合布线工程，要紧用于运算机网络。

随着运算机技术的飞速进展，软硬件功能的迅速壮大，各类弱电系统工程和运算机技术的完美结合，使以往的各类分类再也不像以前那么清楚。

各类工程的彼此融合，确实是集成系统。

常见的弱电系统工作电压包括：

24VAC、、12VDC，有的时候220VAC也算弱电系统，比如有的摄像机的工作电压是220VAC，咱们就不能把它们归入强电系统。

弱电系统要紧针对的是建筑物，包括大厦、小区、机场、码头、铁路、高速公路等。

常见的弱电系统包括：

闭路电视监控系统、防盗报警系统、门禁系统、电子巡更系统、停车场治理系统、可视对讲系统、家庭智能化系统及安防系统、背景音乐系统、LED显示系统、等离子拼接屏系统、DLP大屏系统、三表抄送系统、楼宇自控系统、防雷与接地系统、寻呼对讲及专业对讲系统、弱电管道系统、UPS不中断电源系统、机房系统、综合布线系统、运算机局域网系统、物业治理系统、多功能会议室系统、有线电视系统、卫星电视系统、卫星通信系统、消防系统、通信系统、酒店治理系统、视频点播系统、人力资源治理系统等等　　建筑弱电系统一样可分为通信自动化系统（CA——CommunicationAutomationSystem）、办公自动化系统（OA——OfficeAutomationSystem）、楼宇自动化系统（BA——BuildingAutomationSystem）等3大类，统称为3A系统。

但由于火灾自动化系统（FA——FireAutomationSystem）和保安自动化系统（SA——SecurityAutomationSystem）在行业治理上有许多特殊的规定，因此有时将FA和SA系统从BA系统中独立出来，把建筑弱电系统分为CA、OA、BA、FA、SA等5大类，统称为5A系统。

其实，不管整个系统如何划分，谈到工程设计和集成问题，仍是要具体到每一个子系统。

系统功能

　　经常使用的建筑弱电系统要紧有以下几种：

（1）通信系统

　　实现（包括三类机、可视等）通信功能；星型拓扑结构；利用三类（或以上）非屏蔽双绞线，传输信号的频率在音频范围内。

（2）运算机局域网系统

　　是实现办公自动化及各类数据传输的网络基础；星型拓扑结构；利用五类（或以上）非屏蔽双绞线，传输数字信号，传输速度可达100Mb/s以上。

（3）音乐/广播系统

　　通过安装在现场（如商场、餐厅、客房、走廊等处）的扬声器，播放音乐，并可通过传声器对现场进行广播；多路总线结构；传输由功率放大器输出的定压120V/120Ω的音频信号，以驱动现场扬声器发声，传输线利用铜芯绝缘导线。

（4）有线电视信号分派系统

　　将有线电视信号均匀地分派到楼内各用户点；采纳分支、分派器进行信号分派，为了减小信号失真和衰减，使各用户点信号质量达到标准规定的要求，其布线为树型结构，且随建筑物的形式及用户点散布的不同而不同；利用75Ω射频同轴电缆，传输多路射频信号。

（5）保安监控系统

　　通过安装在现场的摄像机、防盗探测器等设备，对建筑物的各出入口和一些重要场所进行监视和异样情形报警等；视频信号的传输采纳星型结构，利用视频同轴电缆；操纵信号的传输采纳总线结构，利用铜芯绝缘缆线。

（6）消防报警系统

　　该系统由火灾报警及消防联动系统、消防广播系统、火灾对讲系统等3部份组成。

　　火灾报警及消防联动系统通过设置在楼内遍地的火灾探测器、手动报警装置等对现场情形进行监测，当有报警信号时，依照接收到的信号，依照事前设定的程序，联动相应的设备，以操纵火势蔓延，其信号传输采纳多路总线结构，但关于重要消防设备（如消防泵、喷淋泵、正压风机、排烟风机等）的联动操纵信号的传输，有时采纳星型结构，信号的传输利用铜芯绝缘缆线（有的产品要求利用双绞线）。

　　消防广播系统用于在发生火灾时指挥现场人员平安疏散，采纳多路总线结构，信号传输利用铜芯绝缘导线（该系统可与音乐/广播系统合用）。

　　火灾对讲系统用于指挥现场消防人员进行灭火工作，采纳星型和总线型两种结构，信号传输利用屏蔽线。

（7）出入口操纵系统

　　利用运算机、智能卡门锁、读卡器等设备，对各出入口状态进行设置、监视、操纵和记录等，实现对建筑物各出入口统一治理，保证大楼平安，其拓扑结构和传输介质因产品而异。

（8）停车场收费治理系统

　　通过安装在出入口地面下的感应线圈，感应车辆的出入，通过人工/半自动/全自动收费治理系统，实现收费和操纵电动栏杆的启闭等。

该系统布线仅限于大楼车场的出入口处，每一个出入口由一台操纵器操纵，操纵器能够独立工作，也能够与上位治理运算机联网，其布线结构和传输介质因产品而异。

（9）楼宇自控系统

　　通过与现场操纵器相连的各类检测和执行器件，对大楼内外的各类环境参数和楼内各类设备（如空调、给排水、照明、供配电、电梯等设备）的工作状态进行检测、监视和操纵，并通过运算机网络连接各现场操纵器，对楼内的资源和设备进行合理分派和治理，达到舒适、便利、节省、靠得住的目的。

到目前为止，楼宇自控系统尚未国际标准，不同厂家的产品所采纳的通信协议各不相同，其现场总线和操纵总线的拓扑结构和传输介质也就不同。

下面将对目前被国际社会普遍同意和采纳的LonWorks技术和BACnet技术作简单介绍。

　　另外，还有电视会议系统、扩声系统、巡更系统、楼宇对讲系统、三表（水、电、气表）自动抄表系统等。

不同功能的建筑物需要设置的弱电系统各不相同。

系统集成

　　在实际工作中，设计者应该从网络集成、功能集成和软件界面集成等3方面来考虑各弱电系统间的集成问题。

　网络集成

　　网络集成主若是从各系统的布线上来考虑，使不同功能的弱电系统能够工作在一个统一的布线平台上，如此，一方面便于对布线系统的治理，另一方面也使各弱电系统在现场设备的布置上具有更大的灵活性。

　　在经常使用的建筑弱电系统中，通信系统和运算机局域网系统的功能及利用的硬件设备各不相同，但其网络拓扑结构、信息点的布置原那么相同，而且能够利用相同的传输介质和接插件，因此可将两个系统的布线综合为一个布线系统。

如此，两个系统能够互为利用，信息点的功能能够互换，使两个系统都具有更大的灵活性，这也确实是咱们所说的综合布线系统（PDS）。

对其余几种系统，综合考虑技术上和经济上的可行性，目前的产品由于受系统拓扑结构、信号传输介质和双绞线对传输功率信号的限制等，其布线系统临时还无法综合到PDS中来。

可是，随着数字信号处置理论和应用技术和运算机技术、通信技术等的不断进展，以后的PDS必然会进展成为包括更多不同功能弱电系统的布线平台。

　功能集成

功能集成包括以下两方面内容：

（1）功能归并。

要紧考虑将一些在功能上和硬件设备上重复的系统归并，使归并后的系统具有归并前各系统的所有功能，以减少设备冗余，幸免重复投资。

在上述系统中，音乐/广播系统和消防报警及联动系统中的消防广播系统就能够够作为一个系统来设计，但系统必需知足《消防自动报警系统设计标准》（GBJ50116—98）的规定。

（2）功能互补。

从功能上看，楼宇自动化系统中的各子系统都有其特定的功能和管辖范围，平常各自独立工作，但在发生某些特殊事件时，往往需要各系统之间能够协同工作，以提高整个系统对突发事件的处置能力，实现全局性的操纵和治理，提高建筑的智能化程度。

具体的联动响应包括以下几种系统：

消防报警系统→音乐/广播系统：

发生消防报警时，相应楼层的公共广播系统将被强行切换至消防紧急广播；　　

消防报警系统→保安监控系统：

发生消防报警时，保安监控系统自动将火灾相近区域的摄像机的摄像画面切向保安中心主监视屏，并重点监录这些摄像机的摄像内容，以供确认是不是有火灾发生和事后分析事故缘故等；　　

消防报警系统→出入口操纵系统：

确认发生消防报警时，出入口操纵系统中与火灾部位有关的各管制门（重要核心部位的管制门可单独设置）应自动处于开启状态，以便内部人员疏散撤出和消防人员进入；　　

消防报警系统→车库治理系统：

确认消防报警发生于底层或地基层时，车库治理系统应将车库操纵闸门置于开放状态，以便车库内车辆迅速撤离火场（现在车库有关的摄像机应处于工作和录像状态）；　　

消防报警系统→语音通信系统：

当消防报警系统自动确认消防报警发生后，当即通过大楼内的语音通信系统向消防局报警并传送有关信息，同时向大楼主管部门报警；　　

楼宇自控系统→保安监控系统：

当楼宇自控系统有异报警或事故时，保安监控系统可自动将报警相近区域的摄像机的摄像画面切向保安中心主监视屏，并重点监录这些摄像机的摄像内容，以供事后分析事故缘故等；　　

保安监控系统→楼宇自控系统：

当保安系统报警时，能够联动电梯操纵系统，使电梯不断靠报警层，或停泊保安员指定层；　　

出入口操纵系统→保安监控系统：

当管制门在非工作时有人持卡进入或发生非法侵入时，保安监控系统自动将进入的管制门或报警点相近区域的摄像机的摄像画面切向保安中心主监视屏，并重点监录这些摄像机的摄像内容，以供必要时查对；　　

车库治理系统→保安监控系统：

当车库有车辆出入时，保安监控系统自动将车库门的摄像机的摄像画面切向保安中心主监视屏，并重点监录这些摄像机的摄像内容，以供必要时查对。

其实，各系统间的功能集成和联动响应并无一个统一或固定的模式，能够依如实际需要来设置。

功能集成只是目的，其实现有两种模式，一种是在各个子系统之上成立更高一级的治理和操纵网络，另一种是以楼宇自控系统为中心的集成模式。

不管选择哪一种集成模式，关键技术都是要解决各系统间的通信问题，在确信解决方案时，必然要采纳理论先进、技术成熟且为业界普遍同意和采纳的通信协议。

目前被国际社会普遍同意的楼宇自控领域的一个通信协议，是由美国供热、制冷与空气调剂工程师协会制定，并成为美国国家标准的BACnet标准ANSI/ASHRAEStandard135—1995），它符合ISO（国际标准化组织）的OSI（开放系统互连）七层模型，包容5种已成熟的网络通信协议，包括以太网和LonTalk等通信协议。

其中，以太网通信协议是OA系统普遍利用的一种通信协议，大多数网络操作系统都支持这种通信协议；而LonWorks技术是美国Echelon公司开发的新一代现场总线技术，它的突出优势是支持任意拓扑结构，支持多种传输介质（包括双绞线、电力线、无线电波、红外线、同轴电缆和光纤），且多种介质能够在同一网络中混用，因此大大简化了工程施工和系统建成后的改建、扩建和保护工作。

因此，符合BACnet标准的楼宇自控系统，在其操纵总线级能够较容易实现与OA系统的集成，又因为其包容的通信协议支持双绞线和星型拓扑结构，因此可利用PDS作为其信号传输途径。

实际应用范围

在实现各系统的功能集成时，选择了集成模式，确信了网络通信协议，有了相应的硬件设备把各系统物理地连接在一路，并安装了能够互操作的网络操作系统，最后的工作确实是要开发出相应的应用软件，把各系统逻辑地连接在一路，为整个集成系统提供统一的人机操作界面，这确实是软件界面集成。

总之，系统集成是一项技术性较强的系统工程，要真正做好一个建筑弱电系统的集成，不仅要求弱电工程师对各弱电系统产品的功能、技术参数和施工、安装、调试等有比较深的把握，还要对建筑的给排水系统、供配电系统、通风空调系统、照明系统、电梯系统等有比较全面的了解，同时，由于建筑弱电系统涉及到通信、运算机、操纵和显示等多项技术含量高、更新进展超级快的现代高新技术，因此在系统集成的具体实施进程中，在很多技术性比较强的细节问题的解决上，还需要各方面的专业技术人员的支持与合作。

　弱电工程智能建筑电气技术仍然包括强电与弱电两类。

建筑及建筑群用电一样指220V50Hz及以上的强电。

要紧向人们提供电力能源，例如电力拖动电机用电，照明用电等等。

智能建筑中的弱电要紧有两类，一类是国家规定的平安电压品级及操纵电压等低电压电能，有交流与直流之分，如24V直流操纵电源，或应急照明灯备用电源。

另一类是载有语音、图像、数据等信息的信息源，如、电视、运算机的信息。

人们适应把弱电方面的技术称之为弱电技术。

可见智能建筑弱电技术大体涵义仍然是原先意义上的弱电技术。

只只是随着现代弱电高新技术的迅速进展，智能建筑中的弱电技术应用愈来愈普遍。

弱电技术的应用程度决定了智能建筑的智能化程度。

　　36v以下的称平安电压，即为弱电。

建筑中的弱电要紧有两类

智能化系统为建筑设备监控系统、平安防范系统、通信网络系统、信息网络系统、火灾自动报警及消防联动等系统，以集中监视、操纵和治理为目的组成的综合系统；　　家庭内各类数据搜集、操纵、治理及通信的操纵或网络系统等线路，那么称为智能化线路（也确实是家庭装修中所说的弱电）。

弱电工程中，有几个块大项目　　

智能化住宅小区的要紧功能：

1、家庭平安系统：

（1）、防盗窃；　　

（2）、防火灾、煤气泄漏；　　

（3）、紧急求救；　　

（4）、防破坏自动报警；　　

（5）、家庭平安