建筑設備自動化系統(tǒng)-課程設計

課程設計任務書課題名稱建筑設備自動化系統(tǒng)學院(部)電子與控制工程學院12月26日至1月6日共2周指導教師(簽2023年1月5日目錄一、設計要求21.設計內容22.技術要求23.給定條件24.發(fā)揮局部2二、設計系統(tǒng)簡介3三、設計思想3四、設計依據4五、子系統(tǒng)設計4六、設備選型8七、結束語10八、設備清單11一、設計要求1.設計內容1〕圖書實驗樓公共區(qū)域；2〕實驗室；3〕辦公室4〕閱覽室2.技術要求1〕采用全數字式電視監(jiān)控系統(tǒng)〔前端采用網絡攝像機或攝像機加VideoStreamer〕2〕公共區(qū)域無死角，實驗室考慮平安要求3〕主控室在五樓網絡中心3.給定條件1〕某圖書實驗樓圖紙及建筑概況4.發(fā)揮局部設計入侵報警系統(tǒng)并與視頻監(jiān)控系統(tǒng)聯動二、設計系統(tǒng)簡介DVR硬盤錄像機〔digitalvideorecorder〕，相對于傳統(tǒng)的模擬視頻錄像機，采用硬盤錄像，故常被稱為硬盤錄像機。它是一套進行圖像存儲處理的計算機系統(tǒng)，具有對圖像/語音具有長時間錄像、錄音、遠程監(jiān)視和控制的功能，DVR集合了錄像機、畫面分割器、云臺鏡頭控制、報警控制、網絡傳輸等五功能集于一身，用一臺設備就能具有模擬監(jiān)控系統(tǒng)一大堆設備的功能，而且在價格上也越來越占有優(yōu)勢。DVR采用的是數字錄用技術，在圖像處理、圖像儲存、檢索、備份，以及網絡傳遞、遠程控制等方面也遠遠優(yōu)于模擬監(jiān)控設備。DVR代表了電視監(jiān)控系統(tǒng)的開展方向，是目前市面上電視監(jiān)控系統(tǒng)的首選產品。目前市面上主流的壓縮技術有MPEG-2、MPEG-4、H.264等，而MPEG-4、H.264是國內最常見的壓縮方式。從壓縮卡上分有軟壓縮和硬壓縮兩種。軟壓受CPU影響太大，做不到全時顯示圖像和錄像，故逐漸被硬壓縮取代。從攝像機輸入錄像上分為1路、2路、4路、6路、9路、12路、16路、32路，甚至更多路數?？偟膩碚f，按系統(tǒng)結構可分為兩大類：基于PC架構的PC式DVR和脫離PC架構的嵌入式DVR。這里，我們采用嵌入式硬盤錄像機。硬盤錄像機的主要功能包括：監(jiān)視功能、錄像功能、回放功能、報警功能、控制功能、網絡功能、密碼授權功能和工作時間表功能等。三、設計思想本設計以行業(yè)標準作為設計依據，同時做到最精最簡，結合圖書實驗樓的具體情況，用最正確設計方案表達最高的性能價格比，是本方案設計的指導思想，也是本方案設計的根本出發(fā)點和追求的目標。根據所給圖書實驗樓的總體建筑平面圖，決定前端設計采用高清晰云臺彩色網絡攝像機，視頻傳輸采用抗干擾同軸電纜，控制信號傳輸采用帶屏蔽專用控制電纜，保證視頻信號和控制信號的準確傳輸，中央控制系統(tǒng)采用數字視頻錄像機〔DVR〕，可以實現循環(huán)錄像，并方便檢索回放。本設計除卻精簡的目的之外，同時還包含有方便、平安性、兼容性、操作性等多重因素。四、設計依據本方案設計根據甲方常規(guī)要求，并遵循以下國家相關部門制定的設計標準要求。主要包括：②GB/T50314-2000《智能建筑設計標準》。⑤GBJ232-92《電氣裝置安裝工程施工及驗收標準》。⑥GB4943-95《信息技術設備〔包括電氣事務設備〕的平安》。⑧GB50395-2007《視頻安防監(jiān)控系統(tǒng)工程設計標準》。五、子系統(tǒng)設計視頻電視監(jiān)控系統(tǒng)應該說是跨學科跨行業(yè)的系統(tǒng)工程，以功能要求的不同可分為以下幾個方面：1〕前端攝像系統(tǒng)。2〕視頻傳輸系統(tǒng)。3〕視頻控制系統(tǒng)。4〕視頻顯示和記錄系統(tǒng)。攝像局部是電視監(jiān)控系統(tǒng)的前沿局部，起著監(jiān)視掃描作用，對整個系統(tǒng)至關重要。它把監(jiān)視的內容變?yōu)閳D像信號，傳送控制中心的監(jiān)視器上，攝像局部的好壞及它產生的圖像信號質量將影響整個系統(tǒng)的質量。傳輸局部是傳輸系統(tǒng)圖像信號的途徑和通道。控制局部掌控整個系統(tǒng)中樞，是整個系統(tǒng)的“心臟〞和“大腦〞，是實現整個系統(tǒng)功能的指揮中心。顯示局部一般是由幾臺或多臺監(jiān)視器組成，它的功能是將傳送過來的圖像一一顯示出來。結構圖如下：控制局部控制局部傳輸局部顯示局部攝像局部圖11)攝像局部攝像局部安裝在圖書實驗樓的各個角落或屋頂，一般安裝在監(jiān)視現場,它一般包括攝像機、鏡頭、防護罩、支架和云臺等。它的作用是對監(jiān)視區(qū)域進行攝像并將其轉換成電信號，以便監(jiān)控。攝像機攝像機分為彩色和黑白兩種，一般黑白攝像機要比彩色的靈敏度高，比擬適合用于光線缺乏的地方，如果使用的目的只是監(jiān)視景物的位置和移動，那么可采用黑白攝像機；如果要分辨被攝像物體的細節(jié)，比方分辨衣服或景物的顏色，那么選用彩色的效果會較好。鏡頭常用鏡頭種類包括以下幾種：手動/自動光圈定焦鏡頭和自動光圈變焦鏡頭兩種。定焦鏡頭分為標準鏡頭和廣角鏡頭兩種。這里由于圖書館的平安要求級別，我們采用定焦鏡頭。云臺云臺是安裝、固定攝像機的支撐設備。水平云臺適用于監(jiān)視范圍不大的情況，在水平云臺上安裝好攝像機后可調整攝像機俯仰的角度，到達最好的監(jiān)視角度后可遙控水平旋轉。全方位云臺適用于對大范圍進行掃描監(jiān)視，它可以大大增加攝像機的監(jiān)視范圍。云臺高速姿態(tài)是由兩臺執(zhí)行電動機來實現，電動機接受來自控制器的信號精確地運行定位。在控制信號的作用下，云臺攝像機既可自動掃描監(jiān)視區(qū)域，也可在監(jiān)控中心值班人員的操縱下跟蹤監(jiān)視對象。一般來說，水平旋轉角度為0°～350°，垂直旋轉角度為+90°。恒速云臺的水平旋轉速度一般在3°～10°/s，垂直速度為4°/s左右。變速云臺的水平旋轉速度一般在0°～32°/s，垂直旋轉速度在0°～16°/s左右。在一些高速攝像系統(tǒng)中，云臺的水平旋轉速度高達200°/s以上，垂直旋轉速度在30°/s以上。防護罩防護罩用來保護攝像頭不受損壞，同時起隱蔽作用。防護罩分室內和室外兩種。室內的防護罩主要是防塵，有的也有作隱蔽作用，使監(jiān)視場合和對象不易發(fā)覺受監(jiān)視；室外防護罩的功能主要有防曬、防雨、防塵和防凍等作用。一般的室外防護罩都配有溫度繼電器，在溫度高時自動翻開風扇冷卻，溫度低時自動加熱；下雨時可以人工控制雨刷器刷雨；有的室外防護罩的玻璃還可以加熱，當防護罩上有結霜時，可以加熱除霜。本設計主要使用室內防護罩。前端攝像機點位分布情況如下：一樓：云臺型彩色網絡攝像機5臺。球型攝像機10臺二樓：云臺型彩色網絡攝像機10臺。球型攝像機9臺三樓：云臺型彩色網絡攝像機20臺。球型攝像機16臺四樓：云臺型彩色網絡攝像機28臺。五樓：云臺型彩色網絡攝像機10臺。球型攝像機10臺六樓：云臺型彩色網絡攝像機8臺。球型攝像機10臺七樓：云臺型彩色網絡攝像機6臺。球型攝像機7臺2〕攝像控制局部由于控制臺需要操作的內容時間都很多，因此控制臺的操作一般都采用計算機系統(tǒng)，以用戶軟件編程的全鍵盤方式來完成驅動云臺巡視、視頻切換、報警處理、設備狀態(tài)自檢等工作?，F在推出的數字視頻監(jiān)控報警系統(tǒng)采用計算機多媒體技術，以CCD攝像機作為監(jiān)控探頭，攝像機將獲取的視頻信號傳輸到主機，主機里的高速圖像處理器進行數字化處理，將視頻信號形成的圖像與背景圖像進行分析比擬，假設發(fā)現有差異就報警，因為這是一種全屏幕報警，因而不易漏報。同時主機自動采集報警圖像并存入計算機，事后用戶可根據時間、地點隨時查閱報警現場的圖像，以了解報警原因。系統(tǒng)將電視監(jiān)控系統(tǒng)與報警合二為一，實現了監(jiān)視、報警與圖像記錄的同步進行，而且這種系統(tǒng)中沒有錄像機，沒有視頻分配器，一切報警記錄都在計算機的硬盤內，所有操作都根據屏幕上的軟件提示動作，對使用者來說是一種全新概念的平安防護系統(tǒng)?？刂葡到y(tǒng)的切換方式主要有2種：單步切換方式和順序切換方式。3〕攝像傳輸局部〔包括視頻信號和控制信號的傳輸〕視頻信號的傳輸可用同軸電纜、光纖或雙絞線，用雙絞線傳輸時需可視頻轉換適配器?？刂菩盘柕膫鬏敺绞桨ǎ褐苯涌刂疲嚎刂浦行闹苯影芽刂屏?，如云臺和變焦距鏡頭的電源電流等，直接送入被控設備。特點是簡單、直觀、容易實現。在現場設備比擬少，主機為手動控制時適用。但在被控的云臺、鏡頭數量很多時，控制線纜數量多，線路復雜，所以在大系統(tǒng)中不采用。多線編碼的間接控制：控制中心把控制的命令編成二進制或其它方式的并行碼，由多線傳送到現場的控制設備，再由它轉換成控制量來對現場攝像設備進行控制。這種方式比上一種方式用線少，在近距離控制時也常采用。通訊編碼的間接控制：隨著微處理器和各種集成電路芯片的普及，目前規(guī)模較大的電視監(jiān)控系統(tǒng)大都采用通信編碼，常用的是串行編碼。它的優(yōu)點是：用單根線路可以傳送多路控制信號，從而大大節(jié)約了線路費用，通訊距離在不加中間處理情況下達可達1km公里以上，加處理可傳10Km以上。這樣就克服了前面兩種方式的缺陷。本系統(tǒng)采用此種控制。除了以上方法外，還有一種控制信號和視頻信號復用一條電纜的同軸視控傳輸方式。這種方式不需另鋪設控制電纜。它的實現方法有兩種：一種是頻率分割，即把控制信號調制在與視頻信號不同的頻繁范圍內，然后同視頻信號一起傳送，到現場后再把它們分解開；另一種方法是利用視頻信號場消隱期間傳送控制信號〔同軸視控〕。這種方法在短距離傳送時明顯比其它方法要好，但設備的價格相對也比擬昂貴。4〕顯示與記錄顯示與記錄設備安裝在控制室內,主要有監(jiān)視器、硬盤錄像機和一些視頻處理設備?，F在有一種電視監(jiān)控系統(tǒng)把云臺、變焦鏡頭和攝像機封裝在一起組成一體化攝像機。它們配有高級的伺服系統(tǒng)，云臺具有很高的旋轉速度，還可以預置監(jiān)視點和巡視路徑。平時按設定的路線進行自動巡視，一旦發(fā)生報警，就能很快地對準報警點，進行定點的監(jiān)視和錄像。一臺攝像機可以起到幾個攝像機的作用。六、設備選型1〕?？低旸S-2DF7296-A產品類型：網絡攝像機分辨率：2048×1536鏡頭參數：4.5-135mm最低照度：0.02Lu2〕云臺型彩色網絡攝像機DS-68B系列

1/3″SONYCCD

6顆Φ25+6顆Φ8紅外燈

鏡頭可選：12毫米、25毫米

自動白平衡

自動增益

12VDC3〕攝像機防護罩〔YHT300〕YHT300隔爆全天候攝像機防護罩產品特點：采用不銹鋼材料制造。

可安裝帶定焦或變焦鏡頭的攝像機。

具備遮陽罩和雨刮器組件。

視窗采用鞏固的鋼化凹凸玻璃。

護罩后部有3個出線孔。

防護等級IP67。

室內、室外安裝，全天候使用。可選擇24VAC或者220VAC或者12VDC供電。4〕網絡視頻解碼器〔243Q〕4路視頻效勞器在所有分辨率下均可實現全幀率MPEG-4/MotionJPEG視頻流內置視頻移動偵測和報警前/后圖像緩存功能支持PTZ和球型攝像機集成雙向音頻支持所有分辨率下均可實現全幀率MPEG-4/MotionJPEG視頻流。5〕網絡存儲設備〔10TB磁盤陣列〕將攝像頭傳來的信息存儲?？梢苑植浇o各個樓層再分配。并且可以在每臺視頻效勞器掛載10TB的Raid存儲，不再需要超大容量的磁盤陣列?；诒鞠到y(tǒng)的設計要求，10TB已滿足要求，足夠使用。6〕視頻效勞器DVMR200要求條目DatabaseserverCameraserverClientCPUP4或Xeon3.2G以上P4或Xeon3.2G以上如果需要視頻分析建議用雙CPUP4或Xeon2.4G以上內存>1GB,建議2GB>1GB512MB硬盤2個獨立的硬盤空間(或RAID),40GB給操作系統(tǒng),SQL等,40GB給DVM軟件40GB給操作系統(tǒng),獨立的硬盤或RAID給視頻錄象10GB給操作系統(tǒng)驅動器CD-ROMCD-ROMN/A顯示分辨率1024*768,65k逐行1024*768,65k逐行1024*768,24位彩色顯卡要求N/AN/A>32M顯存屏幕打印機N/AN/AEBI工作站建議配置打印機多顯卡N/AN/A根據操作系統(tǒng)支持多顯卡7)DVR系統(tǒng)：DVR數據庫效勞器1臺。DVR視頻效勞器7臺〔一臺視頻效勞器可以管理數十臺攝像機〕。其中可另增加一臺視頻效勞器作為備份使用。存儲設備〔12T磁盤陣列〕。電視墻〔21寸彩色LCD顯示器〕。網絡局部：核心交換機，普通交換機?，F場設備包括：視頻采集編碼器〔每臺攝像機占用一個通道的視頻采集編碼器，壓縮格式為MPEG－4〕。攝像機視頻同軸電纜，控制電纜。七、結束語這次課程設計讓我對智能建筑設計這門課程有了更深刻的了解，對智能建筑有了更形象化的認識，同時讓我懂得了課本上學來的知識在實際應用中遠遠不夠。我們雖然學習了這門課程，但真正做起課設才發(fā)現有很多不懂，實際動手需要查資料，看標準，選型號等等，這需要認真、耐心等資質。雖然這次課程設計比擬難，但是從這次設計中所得到的提升確實巨大的。因為智能建筑一門內容比擬新的課，而且我們的學時又非常少，僅僅靠著課堂上學過的知識很難很好