**电业局**  220kv变电站

远程视频监视系统

方

案

介

绍

地址：珠海市香洲凤凰南路1050号2楼2019、2020号

电话：0756-2186181  2218901  18928098971

传真：0756-2186182    邮编：519000

珠海明创网络科技有限公司

WWW.0756IT.COM

1.  项目概述

本项目是针对**市电业局的实际需求，为满足变电站的远程监视和将来无人值守而设计的。将工业监控、多媒体传输和计算机网络技术有效地结合在一起，实现高效、安全、方便为一体的远程监控及操作。

该项目共包含三个部分：

一．工业监控部分，包括监控的理论设计及具体实施。主要是前端设备的选用与安装，现场控制部分的设计与集成等。

二．远程传输部分，包括多媒体信息转换和网络传输。主要是视频编解码器的选用与调试，远程传输的安装与调试等。

三．控制实施部分，包括现场控制和远程控制，主要是软件部分的编写和计算机系统的调试等。

本次项目实施范围：**220KV变电站

        通信信道：光纤通道2M带宽

在此技术条件下，项目实施应达到图象清晰可靠，不低于25桢/秒的图象显示，目视连续图象效果达到看电视的效果。

2.  本次方案采用的设备指标

   2．1 摄像机（简称CCD）

1.  制式

国内适用彩色PAL制（黑白CCIR制），标准625行，50场。

2.  接口及开关

l  镜头接口：应带可活动式接圈，使C式、CS式镜头均可安装。

l  支架安装座：CCD上下均可安装，1/4英寸螺纹。

l  电源输入口：DC 12V、 AC 24V或AC 220V

l  视频输出口：BNC接头，75欧

l  自动光圈驱动电路接口：

3.  CCD性能指标

l  CCD芯片尺寸：1/2英寸、1/3英寸

l  灵敏度：即最低照度（LUX），此数越小，说明CCD灵敏度越高。

l  分辨率：主要指水平分辨率（线），此数越大越好。

一般黑白CCD为 380—570线，彩色CCD为330—480线。

l  信噪比：一般大于47dB 。

2．2 全方位云台

      主要参数

l  旋转角度：一般水平350°，垂直±30°。

l  速度：转过的角度/秒。

l  载重量：室内型4-10公斤，室外型15-30公斤。

l  输入控制电压：AC 24V或AC 220V。

2．3 视频传输线

l  SYV-75同轴电缆，其芯线采用多根同线绞合。

l  SBYFV-75同轴电缆，其芯线采用单根铜线。

2．4 监视器

中心分辨率：

l  专用黑白监视器：800线

l  专用彩色监视器：420线

l  普通彩色电视机：320线

2．5 音频设备

1    麦克风：

l    指向性麦克风：只对特定方向上的音源发出的声音才能够拾取，对其他方向来的声音具有抑制作用，适用于现场环境噪音较嘈杂的场合。

l  非指向性麦克风：对从麦克风正面的半球面方向来的声音都能够拾取，适合现场较安静并配有云台的监视场合。

l  感音距离：以上两种麦克风对距离50米之内的声音都可以很好地接收。

l  频率响应：范围大于300-4000 Hz

l  灵敏度：

l  输出电平：50mV

l  接口类型：6.3mm或3.5mm标准插孔

l  传输距离：小于50米

2    扬声器：

l  阻抗：8欧姆

l  功率：小于5瓦

控制指令由现场端的计算机RS232端口传来，进入切换矩阵后，并不进行切换工作，而是由切换矩阵内部的一个转换器转换为RS485信号，直接由切换矩阵的RS485端口输出给地址号相符的解码器，解码器将控制指令解码，转变为一系列的继电器开关动作，控制前端设备外加电源的闭合/断开，从而达到控制前端设备的目的。

3.  现场控制端设备概述

现场控制端设备主要有交叉/切换矩阵、音频切换箱、串行数据解码器、图象分割器等。现将本项目要求的设备选型概述如下：

3．1 切换矩阵：

是现场控制端的主要设备，主要完成在软件控制下对各种信息（控制指令、视频/音频信号、报警中断请求及其它传感信号等）的分配与传送。现以本工程中使用的 8*3系列交叉/切换矩阵。

主要功能：

1 控制输入：Ctrl In 1端口为RS232接口，计算机对前端设备的控制信号（向解码器发送）由此输入；

Ctrl In 2端口为并行接口，计算机对视频/音频的切换命令   （由切换矩阵自身执行）由此输入。

                    切换矩阵示意图

视 频 输 入  Ctrl in 1  Ctrl in 2                                    继电输出 Ctrl out 1  Ctrl out 2                                    分控                      警报联动接口   视 频 输 出

 

2：控制输出：Ctrl Out 1端口为RS485端口，用于向解码器发送控制命令；

     Ctrl Out 2端口为25针RS232端口，用于控制辅助的8路继电输出。

     3：视频输入：8个视频输入端口可接收8路视频信号。

     4：视频输出：3个视频输出端口可将8路输入按要求切换到3路输出上去。

      5：警报联动接口：两个接口可由软件控制分别对8路报警信号产生反应。一般可用于接录象机和警号。

      6：8路继电输出：可由软件控制与视频切换形成联动，用于对辅助外设的实时控制。

      7：分控设备：可增设若干个分控设备，用于现场分控。正常状况下，可设置两个分控。如需更多的分控，需要增加辅助设备。

3．2 串行数据解码器：

亦称云台控制器，在软件控制下，对控制指令进行识别，并完成对前端各种设备的控制与操作。基本类型有一入一出和一入多出两种。一入一出的解码器虽整体成本较高，但因为各解码器独立操作，稳定性高，适用于本项目中的无人职守工作环境。现以一入一出型为例说明。

DZ7            DZ9                         K1                         DZ8   1          6   1        5   A   B  S1       S3  1          6  N  H                DZ1          DZ2       DZ3      DZ4           DZ5       DZ6

主要功能：1：通过端子组DZ5对云台进行控制，六个端子分别为：DZ5—1：左旋；DZ5—2：右旋；DZ5—3：上仰；DZ5—4：下俯；DZ5—5：自动旋转；DZ5—6：公共端。

2：通过端子组DZ1对三可变摄象机进行控制，对4线控制摄象机，接线为DZ1—1：变倍；DZ1—3：聚焦；DZ1—5：光圈；DZ1—2、DZ1—4、DZ1—6连接在一起作公共端。对6线控制摄象机，接线为DZ1—1（+）~DZ1—2（-）：变倍； DZ1—3（+）~DZ—4（-）：聚焦； DZ1—5（+） ~DZ1—6（-）：光圈。

3：提供一组可控继电器DZ4，对辅助设备进行控制，一般为：S1：摄象机电源开关； S2：雨刷器电源开关；  S3：备用开关（可用于远红外灯的电源开关）。

注意事项：1：控制线传输距离不得大于1200米， 电力线传输距离不得大于300米。

2：由同一控制端控制的解码器必须编为不同的地址码，编码开关K1的1~6键代表6位二进制数。

3．3 图象分割器示意图

         多路视频输入

外接电源

图象分割器   (控制面板)

           

                                     组合视频输出

主要功能：

1：接入九路视频输入，经调整处理，以合成的一路视频信号输出。

2：有三种视频输出状态：1> 以九路输入中的一路作为输出；

2> 将九路输入合成到一个画面中作为输出；

3> 按一定时间间隔循环输出九路输入画面。

可在安装前调整好图象分割器的输出状态，也可在使用中由现场手动调节。

    注意事项：该设备集成化较高，一般不需调制。使用中注意防尘、防水。现场手动调节时要严格按照说明去做，避免造成损害。

4. 远程传输及控制系统.

从现场端到中心端的距离较长，采用光纤传输，可利用的带宽为2M的传输带宽。选用本方案的T400A/B远程传输编解码器，通过T400A的E1（G.703）接口与光端机连接,在中心端, 光端机与T400B相连。

4.1  T400简介

    T400A / B视频传输编解码器是单机型视频、音频、数据传输设备。T400 A / B可以在2Mbps PCM通讯线路上实时传输视频、音频和数据。

    T400设备分为T400A视频发送端和T400B视频接收端。T400A具有视频输入、音频输入输出和数据接口，它将输入的视频、音频和数据进行压缩混合，形成2M速率的PCM码流，通过G.703接口送给传输设备进行远距离传输；T400B具有视频输出、音频输入输出和数据接口，它将接收到的信号进行还原处理。

T400A可以配接各种工业监控摄像机和普通模拟摄像机，也可以配接监控矩阵或多画面视频分割器。T400B具有标准视频输出，可以用电视机或专业监视器显示图象。用T400与监控设备连接构成远程监控系统是一件非常简单和容易的事情！

T400A / B外形示意

 

T400主要功能:

       ·  专门用于远程监控系统。

       ·  可以与任意监控设备配接。

       ·  单向传输1路实时彩色视频图象信号。

       ·  双向传输1路音频信号。

       ·  双向传输2路数据，可以传送现场报警信号和反向控制命令。

       ·  标准19英寸机箱，便于安装使用。

4.2  技术性能

T400A / B 技术参数

a. 视频（单向传送）：

      T400A

            视频压缩标准：· H.261

            视频输入：    · 1路标准模拟视频信号

                             · PAL制式

                             · 75欧姆  BNC接口

      T400B

            视频解压缩标准：· H.261

            视频输出：    · 1路标准模拟视频信号

                             · PAL 制式

                             · 75欧姆  BNC接口

   b. 音频（双向传送）： 

      T400A / B     

            压缩标准：    ·  G.711 A law

            音频输入：    · 1路线路电平或电容式麦克风电平输入

                             · BNC接口

            音频输出：    · 1路线路电平或扬声器输出

                             · BNC接口

            频率响应：    · G.711  300Hz - 3.4KHz

   c.  数据（双向传送）：

      T400A / B     

            数据接口 1：  · RS-485/RS-422串行通讯  1200bps-9600bps

            数据接口 2：  · RS-232串行通讯  1200bps-9600bps

   d.  通讯传输接口：

      T400A / B     

            通讯速率：    · 2.048Mbps

            通讯接口 1：  · G.703接口    75欧姆

            通讯接口 2：  · G.703接口   120欧姆

e.  外形尺寸：       

      T400A / B           · 19英寸宽，1U（4.43cm）高，25cm深

f.  工作温度：       

      T400A / B           · 摄氏 0-50°C

4.3  设备描述

设备外观

①

②

③

④

 

              ① —— 前面板           ② —— 挂耳

              ③ —— 背板             ④ —— 顶盖

前面板

①

②

③

 

               ① —— 型号标记       ② —— LED指示灯

               ③ —— 电源开关

电源开关

         这个电源开关直接控制交流220V的接通与断开。

        “I ”——电源接通

        “O ”——电源断开

LED指示灯

         前面板有3个LED指示灯，分别是Power、Codec和Alarm，含义如下：

         Power——绿色LED，表示电源是否接通。

         Codec——绿色LED，表示设备工作是否正常。

         Alarm——红色LED，这个指示灯亮时表示T400A和T400B之间的E1线路连接不正常。

机箱内部器件布置

①

②

③

④

⑤

T400A/B内部俯视图

 

            ① ——主电路板        ② ——RS-485通讯附板

            ③ ——LED电路板       ④ ——接口电路板

            ⑤ ——电源

背板

①

②

③

④

⑤

⑥

⑦

⑧

⑨

⑩

 

            ① —— 交流电源线插座     ② —— 风扇

            ③ —— 视频输入/输出接口  ④ —— 音频输入接口

            ⑤ —— 音频输出接口       ⑥ —— RS-485/RS-422数据接口

            ⑦ —— RS-232数据接口     ⑧ —— SETUP接口

⑨ —— G.703 75欧姆接口   ⑩ —— G.703 120欧姆接口

4. 4  接口说明及设置

4.4.1 视频接口

  T400A视频输入 接口

        T400A有一个标准视频输入接口，接口类型为75欧姆BNC孔型接口。

        请将要传输的彩色标准视频信号接至此处。

 T400B视频输出 接口

        T400B有一个标准视频输出接口，接口类型为75欧姆BNC孔型接口。

        请将视频显示设备接至此处。

4.4.2 音频接口

音频输入 接口

T400A/B可以双向传输音频，所以在T400A/B既有音频输入接口又有音频输出接口。

        接口类型：BNC

T400A/B的音频输入接口可以配接 电容式麦克风信号和线路电平信号。

音频输入 跳线设置

音频输出 接口

T400A/B的音频输出可以直接驱动扬声器或音频功率放大器。

         接口类型：BNC

4.4.3  RS-485/ RS-422数据接口

T400提供了一个既可以当作2线半双工RS-485使用又可以当作4线全双工RS-422使用的RS-485/ RS-422数据传输接口，这个接口在T400的背板上。

T400在出厂时的默认设置是将此通讯口设置为RS-485通讯接口。

  将RS-485/ RS-422数据传输接口作为RS-485接口使用

T400在出厂时已经在机箱内部安装了作为RS-485通讯使用的T400-RS485通讯附板。用户可以直接将这个数据传输接口作为RS-485接口使用。

    a.  RS-485接口定义

       该接口采用的是DB9针型接口

1-     RS-485  Data +

2-     RS-485  Data –

3-     NC

4-     NC

5-     NC

6-     NC

7-     NC

8-     NC

9-     NC

    b. 选择合适的晶体频率：

打开机箱盖，您会看到在主电路板上安装有一个RS485通讯附板（编号：T400-RS485），这个通讯附板上晶体（CR1）的频率是11.0592MHz。 同时，在T400的包装箱内还有一个RS485通讯附板，这个通讯附板上晶体（CR1）的频率是6MHz。您需要先了解一下您所使用的外部数据设备（如视频矩阵、解码器、控制键盘等），根据它们采用的晶体频率来选择合适的RS485通讯附板。

    c. 设置通讯速率:

       使用RS-485接口时，要设置通讯速率！

       您选择了合适的RS485通讯附板后，需要设置它上面的8位DIP开关（SW1）来选择您所需要的数据速率。

       对于11.0592MHz晶体，SW1的设置如下：

   对于6MHz晶体，SW1的设置如下：

将RS-485/ RS-422数据传输接口作为RS-422接口使用                      

       如果要将这个数据接口作为RS-422接口使用，需要在机箱内安装RS-422通讯芯片。

    a. 安装RS-422通讯芯片

       打开机箱盖，您会看到在主电路板上安装有一个RS485通讯附板（编号：T400-RS485），将这个通讯附板取下，将在T400包装箱内的RS-422通讯芯片（型号 MAX1482EPD）安装在这个位置上。

     b. RS-422接口定义

       该接口采用的是DB9针型接口。

1-     RS-422  Tx+

2-     RS-422  Tx-

3-     NC

4-     RS-422  Rx-

5-     RS-422  Rx+

6-     NC

7-     NC

8-     NC

9-     NC

     c. 确定通讯速率

       使用RS-422通讯时，不需要设置通讯速率。但是通讯速率不能大于9600bps。

RS-232数据传输接口

    除了RS-485/RS-422接口之外，T400还提供了一个RS-232数据传输接口，这个接口也在T400的背板上。

  a. 接口定义：

    该接口采用的是DB9针型接口。

1-   NC

2-  Rx

3-  Tx

4-   NC

5-  GND

6-   NC

7-   NC

8-   NC

9-   NC

   b. 确定通讯速率

      使用RS-232通讯时，不需要设置通讯速率。但是通讯速率不能大于9600bps。

  SETUP设置接口

  该接口目前未开放给客户使用。

  G.703—E1通讯接口

     T400提供了2种G.703接口，一种是75欧姆非平衡BNC接口，另一种是120欧姆平衡式4线接口。目前在国内常见的是第一种75欧姆非平衡BNC接口。选择使用哪一种接口，需要设置跳线J2来确定。

G.703  75欧姆接口

Tx

Rx

       接口类型：   75欧姆 BNC

       接口定义：

G.703  120欧姆接口

       接口类型：   RJ45接口

       接口定义：   

            3——Tx

            4——Rx

            5——Rx

            6——Tx

E 1 主 / 从工作方式选择

       T400出厂时设置是T400A：主工作方式，T400B：从工作方式。

       注意：T400A、T400B的时钟工作方式不能都是主方式或都是从方式，只能是一主一从。

4.5  典型连接

4-5-1 T400A典型连接示意

T400A

220V AC

摄象机 或矩阵输出

麦克风

扬声器

传输设备

Tx   Rx

PC 或监控设备

PC 或监控设备

 

T400B典型连接示意

T400B

220V AC

电视机 或监视器

麦克风

扬声器

传输设备

Tx   Rx

PC 或监控设备

PC 或监控设备

 

4-5-2 T400A与T400B直接连接

在实验环境下，如果要测试T400A、T400B的各项功能，可以不通过传输设备而将T400A、B直接连接。

直接连接时，需要用2条75欧姆的同轴电缆分别将T400A、B的G.703 Tx、Rx接口交叉连接。如下图所示：

T400A

T40

Tx

Rx

Rx

Tx

 

4-5-3 T400A与T400B单向连接

   在某些特殊的情况下，传输设备提供的E1线路为单向线路。对于这种单向线路，会损失T400具备的话音、数据的双向传输功能。在单向线路上，T400只能单向传输视频、音频和数据。

   此外，使用单向线路，还会导致T400B无法向T400A发送必要的指令，T400A可能会出现工作不正常的现象。

    单向连接示意：

T400A

Tx

Rx

T400B

Rx

 

   本方案不推荐使用单向连接！

4-5-4 开机

确认接线正确后，就可以接通电源了。

开机时有如下顺序：

1、将T400A电源开关打开。

随着电源接通，T400A面板上的绿色Power指示灯变亮，1秒钟后绿色Codec和红色Alarm指示灯变亮。（红色Alarm指示灯亮是因为T400B未开机。）

2、将T400B电源开关打开。

    T400B面板上的绿色Power指示灯变亮，5-6秒钟后绿色Codec指示灯亮，电视机或监视器上出现图象。这时T400A的红色Alarm灯熄灭。

        T400B每次开机时，都会向T400A发送一次复位的命令。在T400B开机后，可以看到T400A有一次复位的过程。

5. 系统软件

现场及中心端的控制采用Pentium-Ⅱ350（32M RAM 4.3G HDD以上）以上配置，windows98或windowsNT 操作平台。用MS-VB开发，具有系统结构完整，可扩充性强、界面风格友好新颖执行速度性、用户可操作性强。

 功能如下：

l  采用TCP/IP 通讯协议支持DDN、PSTN、LAN等，可迅速实现远（近）程联网控制。

l  单屏1—16画面分割组合监视，定时轮换监视，转切时间设置。

l  树型监视管理，系统可无限扩充。

l  主监、附监任意转换。

l  可实现现场及控制中心的多路控制。

l  云台、摄像头（三可变）手动/自动控制。

l  报警及记录设备设置。

6. CON1—CON5接口定义

A-1  CON1 视频接口 定义

1 2 3 4

     

      T400A   1 —— 视频输入

               2 —— 视频输入

               3 —— GND

               4 —— GND

      T400B   1 —— 视频输出

               2 —— 视频输出

               3 —— GND

               4 —— GND

  A-2  CON2 音频、数据及通讯接口 定义

1 2

39 40

 

  A-3  CON3  LED指示灯接口 定义

1 2 3 4

1 —— NC 2 —— Power 3 —— Codec 4 —— Alarm

CON3

 

  A-4  CON4 （空）

  A-5  CON5 电源接口 定义

1  2  3

CON5

1 ——  +5V 2 —— GND 3 ——  -5V

 

7.  电源线颜色定义

  B-1  主电路板电源线

红色—— +5V

白色—— -5V

灰色—— GND

B-2  风扇电源线

黄色—— +12V

灰色—— GND

B-3  交流电源线

棕色—— 220V 火线

兰色—— 220V 零线

绿色—— 220V 地线