工业电视监控系统.doc

北京天大天科科技发展有限公司工业电视监控系统一、 工业电视监视系统简介近年来煤炭企业越来越多的开始使用工业电视监控系统，并借助该系统来监视、了解和管理井下及地面的各个重要生产环节和有安全隐患的地点。工业电视监控系统通过网络又可以将采集到的图像传至矿领导及有关科室随时查看，使有关领导及时掌握井下设备及各个重要生产环节的工作情况。利用工业电视监控系统，地面监控人员可以直接对井下、井下情况进行实时监控，不仅能直观的监视和记录井下工作现场的安全生产情况，而且能及时发现安全事故隐患，防患于未然，也能为事后分析事故提供有关的第一手图像资料。因此工业电视监控系统是现代矿井安全生产监控系统的重要组成部分。二、 工业电视监控系统组成方式目前的工业电视监控系统可以在计算机网络(局域网或广域网)上传输图像数据，基本上不受距离限制，信号不易受干扰，可大幅度提高图像品质和稳定性；其次，数字化存储成为可能，经过压缩的视频数据可存储在硬盘、磁盘阵列中方便日后的查询、调取。21工业电视监视系统基本结构211系统组成：前端摄像部分线路传输部分系统控制部分显示（记录）网络传输部分212系统功能：前端摄像部分安装在现场，其包括摄像机、镜头、防护罩、支架和电动云台等，它的作用是对拍摄现场情况及保护摄像设备。线路传输部分的作用是把现场摄像机发出的视频信号传送到控制中心，它一般包括线缆、调制与解调设备（如光端机）等。控制部分则负责所有设备的控制与图像信号的处理（如控制键盘）。显示与记录部分是把从现场传来的视频信号转在监视设备上显示，并用硬盘录像机记录下来，其包含的主要设备为监视器、硬盘录像机。 网络传输部分是将录像机采集到的视频信号上传至网络中，提供客户机随时查看监控图像和录像。三、 工业电视监视系统设备3.1. 前端摄像部分前端摄像部分包括摄像机、镜头、防护罩、支架和电动云台。3.1.1. 摄像机摄像机是获取监视现场图像的前端设备，它以面阵CCD图像传感器为核心部件，外加同步信号产生电路、视频信号处理电路及电源等。摄像机具有黑白和彩色之分，由于黑白摄像机具有高分辨率、低照度等优点，特别是它可以在红外光照下成像，因此在工业电视监控系统中，黑白CCD摄像机主要使用在井下等照明较差的场所。目前我矿主要用以下两种摄像机：彩色转黑白一体化摄像机SCC-C4233P：32x光学高清一体化摄像机产品特性 512倍变焦(32倍光学及16倍电子放大) 宽动态范围：160倍 (SCC-C4235P) 1/4英寸Super-HAD IT CCD(SCC-C4233P) 1/4英寸Ex-View HAD PS CCD(SCC-C4235P) 水平分辨率：彩色540线；黑白570线 日/夜彩色黑白自动转换功能 DNR数字降噪功能 SCC-C4233P 最低照度：彩色0.6Lux,黑白0.06Lux 隐私遮挡：16区域 RS-485功能SCC-B2015P产品特性1/3英寸CCD彩色540线，黑白570线彩色彩色0.12Lux，黑白0.012Lux日/夜彩色黑白自动转换自动白平衡24区域隐私遮挡宽动态范围电源：AC 220 to 240V 10%3.1.2. 镜头自动光圈手动调焦镜头自动光圈定焦镜头在结构上有了比较大的改变，它相当于在手动光圈定焦镜头的光圈调整环上增加一个由齿轮啮合传动的微型电动机，并从其驱动电路上引出3芯或4芯线传送给自动光圈镜头，至使镜头内的微型电动机相应做正向或反向转动，从而自动调整光圈的大小。自动光圈镜头又分为含放大器（视频驱动型）与不含放大器（直流驱动型）两种规格。3.1.3. 防护罩防护罩是使摄像机在有灰尘、雨水、高低温等情况下正常使用的防护装置。防护罩一般分为两类。一类是室内用防护罩，这种防护罩结构简单，价格便宜。其主要功能是防止摄像机落尘并有一定的安全防护作用，如防盗、防破坏等。室外防护罩一般为全天候防护罩，即无论刮风、下雨、下雪、高温、低温等恶劣情况，都能使安装在防护罩内的摄像机正常工作。因而这种防护罩具有降温、加温、防雨、防雪等功能。同是，为了在雨雪天气仍能使摄像机正常摄取图像。室内防护罩室外全天候护罩（护照内有温控加热器、散热风扇）矿用隔爆光纤摄像机（采用交流127V供电，视频传输采用光纤线路）3.1.4. 支架 三角柱支架 球形护罩支架 光纤摄像仪支架支架是支撑室内和室外固定点位摄像机使用的，只能手动小范围的调节护罩固定位置，且调节好后就不能再动了。线路传输部分32电缆视频电缆视频电缆选用75的同轴电缆，通常使用的电缆型号为SYV753和SYV755。它们对视频信号的无中继传输距离一般为300500m。通信电缆通信电缆指的是接于系统主与解码器之间的2芯电缆，选用普通的2芯护套线，但一般来说，带有屏蔽层的比两芯线抗干扰性能要好些，更适合于强干扰环境下的远距离传输。可选用的通信线如RVVP2/0. 15或RVVP2/0. 3等。电源线视监控系统中的电源线一般都是单独布设，在监控室内用一个大功率的直流稳压电源对整个系统供电，并在监控室安置总开关，以对整个监控系统直接控制。光缆光纤和同轴电缆相似，只是没有网状屏蔽层。中心是光传播的玻璃芯。在多模光纤中，芯的直径是15m50m，大致与人的头发的粗细相当。而单模光纤芯的直径为8m10m。芯外面包围着一层折射率比芯低的玻璃封套，以使光纤保持在芯内。再外面的是一层薄的塑料外套，用来保护封套。光纤通常被扎成束，外面有外壳保护。纤芯通常是由石英玻璃制成的横截面积很小的双层同心圆柱体，它质地脆,易断裂,因此需要外加一保护层。其结构如图1所示。图1 光纤刨面结构示意工业电视系统使用的是单模室外光缆，单模光纤的纤芯直径很小,在给定的工作波长上只能以单一模式传输,传输频带宽,传输容量大。光纤通信系统的主要优点有:(1)传输频带宽,通信容量大。(2)线路损耗低,传输距离远。(3)抗干扰能力强,应用范围广。(4)线径细,重量轻。(5)抗化学腐蚀能力强。(6)光纤制造资源丰富。光缆连接器件ST-ST光法兰 光跳线 光缆终端盒 光缆接续盒（卧式） 视频光端机3.3 系统控制部分控制部分是整个系统的“心脏”和“大脑”，是实现整个系统功能的指挥中心。控制部分主要由机房设备机柜组成。设备机柜中主要的功能有：视频信号的分配、图像信号的切换、图像信号的记录、摄像机及其辅助部件（如镜头、云台、防护罩等）的控制（遥控）等等。在上述的各部分中，对图像质量影响最大的是分配、图像信号的切换两部分。图像信号经过传输之后，再经过分配，进入视频切换部分，然后送到监视器上。总控制台的另一个重要方面是能对摄像机、镜头、云台、防护罩等进行遥控，以完成对被监视的场所全面、详细的监视或跟踪监视。总控制台上设有的硬盘录像机，可以随时把发生情况的被监视场所的图像记录下来，以便事后备查或作为重要依据。控制键盘控制键盘是集成监控系统中必不可少的设备，对于摄像机、云台的以及设备机柜内的矩阵全方位控制等必须通过对控制键盘的操作来实现。在控制键盘上一般有很多数字键及功能键，其中数字键用于选择摄像机及监视器功能键则用于对选定的前端设备进行各种控制操作。在控制键盘上的液晶显示屏，用于显示控制指令或系统内各监视点的工作状态。录像机控制在数字硬盘录像机上提供了一个485控制端口，数字硬盘录像机支持多种目前流行的控制协议可根据系统设计及解码器协议进行设定，通过双绞线与解码器连接，可直接对前端摄像机、云台等进行控制。矩阵及控制键盘： 矩阵控制器 控制键盘3.4 显示（记录）显示部分电视墙和显示器显示部分一般由几台或多台监视器（或带视频输入的普通电视机）组成。它的功能是将传送过来的图像一一显示出来。在电视监视系统中，特别是在由多台摄像机组成的电视监控系统中，一般都不是一台监视器对应一台摄像机进行显示，而是几台摄像机的图像信号用一台监视器轮流切换显示。放置监视器的位置应适合操作者观看的距离、角度和高度。一般是在总控制台的后方，设置专用的监视架子，把监视器摆放在架子上。 调度系统监视屏 监视器监视器的选择，应满足系统总的功能和总的技术指标的要求，特别是应满足长时间连续工作的要求。由于监视器或电视机已有成型的产品，大家都很熟悉，在此不作详述。视频分配器视频分配器可以将一路视频信号均匀分配为多路视频信号，以供给多台监视器或录像机等后续视频设备同时使用。经分配器输出的每一路视频信号仍保证与输入的信号格式相同，即6MHz视频带宽、1V（峰-峰值）电压、75输出阻抗，其中信号电压0. 7V、同步头电压0. 3V。它不能以简单的并联方式来分配，因为简单的并联会改变结点处的特性阻抗，但信号仍会衰减6dB。记录部分网络数字硬盘录像机功能特点 采用最新的USB2.0接口，进一步稳定USB鼠标功能，快速实现USB备份、USB升级等操作 采用高性能DSP实现标准的H.264压缩算法，图像更精细、码流更小、网传更流畅 采用标准网络协议和标准压缩算法，在各种平台上轻松实现互连互通 采用SATA硬盘接口、支持SATA刻录备份 采用双码流技术，更适合窄带传输，录像支持实时D1/HD1/CIF/QCIF优化组合远程维护： 可以通过应用软件或浏览器设置参数。 在线升级： 可以通过网络在网络硬盘录像机工作时升级其控制软件。 机箱标准： 采用19英寸标准机箱，安装方便，可以上机架。 控制面板： 支持本地监控面板按键操作，全菜单操作，使用方便。 键盘支持： 支持RS-485接口键盘。 预览功能： 支持视频本地实时预览和网络实时监控。支持图像局部遮挡。 回放功能： 支持在监视器上的本地回放记录码流和通过网络在管理主机上回放 记录码流。 云台控制： 可通过本地控制面板或网络用RS-485接口控制云台和镜头。 多极权限： 网络硬盘录像机提供管理员和操作员两种权限级别。四、 工业电视监视系统的故障检修与维护工业电视故障处理方法故障现象故障判断故障检查及处理方法注意事项备注无图像显示机房录像机及电视墙均无图像显示。检查机房电源供电。检查视频分配器及矩阵是否正常工作。恢复正常供电，使视频分配器及矩阵正常工作主要注意电源。图像显示为蓝屏。有一路图像在录像机电视墙均无显示。检查前端摄像机电源供电是否正常，摄像机是否正常工作。恢复供电，使摄像机正常工作。检查视频线接头是否有松动、脱落、断路、短路，重做接头排除故障。 摄像机是由解码器提供电源的，供电不正常时请检查解码器。图像显示为蓝屏。机房录像机各路图像显示正常，电视墙某路图像无显示。检查电视机电源是否正常。恢复正常供电。电视机各项设置是否正确，正确调整功能设定。注意电视机说明书的功能设定说明。图像显示为蓝屏。电视墙显示正常，录像机有某一路无图像显示。检查视频分配器及视频分配器与录像机之间线路连接插头是否有松动或脱落。重新制作接头。注意BNC头的连接是否可靠。图像显示为蓝屏。有信号但无图像显示某一路图像显示为黑色或极不清晰检查护罩玻璃是不是太脏。清洁护罩玻璃。视频线路是否有接触不良的现象。重新连接视频线排除接触不良。接触不良可以用手触碰各个接头比较容易发现图像显示有干扰纹某一路图像显示有雪花、闪动视频线路有接触不良或线路损坏衰减增大，查出故障点重新制作线路接头排除故障点。某一路图像有木纹干扰视频线路屏蔽不好有较强的电磁干扰，增加线路屏蔽，并增加视频线的屏蔽接地。电网电源不洁净产生的，增加净化电源或在线UPS可以解决。注意不要与其它接地极产生地电位差。有滚动的交流工频干扰有设备产生了电磁干扰经由线路窜入系统，找到该设备对其进行电磁屏蔽。如果屏蔽不起作用，最好更换设备。不能控制完全不能控制检查键盘电源及控制线路连接是否正确。为键盘 提供正确的电源，正确连接键盘控制线路。注意键盘使用的是直流12V