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1、精心整理弱电系统设计与应用课程讲义广东农工商职业技术学院罗剑高2011年12月前言为了协助学员在教材的根底上能更好地复习、更有效地驾驭重点，笔者撰写了该讲义。讲义内容的撰写依据是课程所选教材建筑弱电应用技术 喻建华等编著和课程教学目标。文中标注红色的局部为需重点驾驭的内容，也是考核的重点内容。主要符号参照表CCTV Close Circuit Television 闭路监控电视PDS Premises Distribution System 综合布线系统BAS Building Automation System 建筑设备自动化系统CAS Communication Automation Sy
2、stem 通信自动化系统OAS Office Automatic System办公自动化系统第一讲 弱电系统及系统设计概述弱电系统：是针对强电系统而言的。一般来说，强电系统的主要功能是实现能量转换，如将电能转化为光能的电气照明系统、将电能转换为机械能的电梯系统。而弱电系统的主要功能是实现信息的处理及信号的传输。弱电系统是一个广泛的概念，在国内常把弱电系统看作是建筑智能系统或安防系统。系统是由相互联系、相互作用的假设干局部，以必须构造组成的具有特定功能的整体。弱电系统是由工作电压较低小于36V的设备、器件构成的实现信息处理和信号传输的系统。系统设计是依据系统的建立要求，对该系统的建立工程所需的技
3、术、经济、资源、环境等条件进展综合分析、论证，编制建立工程设计文件的活动。设计编制单位需依据批准的可行性探究报告、现场工程勘察报告等设计依据进展工程工程的设计，工程设计一般分阶段进展。依据详细工程可采纳两阶段或三阶段设计，两阶段包括：初步设计和施工图设计，三阶段包括初步设计、技术设计和施工图设计。本课程要求学员驾驭初步设计的根本内容。在初步设计的文件中要明确地阐述：工程的建立目标即须要做什么、与工程相关的现有技术分析即有什么、依据现有技术、产品如何实现工程目标即如何做。其次讲 电视监控系统现代智能建筑中人们总是设法将关键部位或重要场所实时、形象和内容不失真地显示出来，从而形成了电视监控系统。目
4、前电视监控系统已成为现代生产、管理和生活中实施监视和限制的极为有效的工具，同时也是平安防范的有效工具之一。电视监控系统是在闭路电视系统根底上开展起来的，所以又称闭路监控电视CCTV。2.1 电视监控系统的组成电视监控系统一般由四局部组成，即摄像局部、传输局部、显示和记录局部、限制局部，其构造如图2.1所示。 P162习题6.1图2.1 电视监控系统构造示意图 摄像局部：摄像局部是电视监控系统的前端局部，是系统的“眼睛”，是整个电视监控系统的原始信号源。它布置在被监视场所的某一位置或几个位置上，其视场角能覆盖整个被监视场所的各个部位。它的功能是通过对监视区域的摄像，获得实时图像信息并将光信号含图
5、像信息转换为电信号输出。 P162习题6.1摄像局部的主要组成有: 摄像机；摄像机的支承设备；摄像机防护罩。a. 摄像机的作用是把光信号含图像信息转变为电信号，它的关键部件是摄像器件。彩色摄像机与黑白摄像机性能差异较大，在无颜色识别要求状况下首选黑白摄像机，这是因为黑白摄像机除了图像视察感观上因只有黑白两色，导致所摄图像的真实感较彩色摄像机差之外，其它方面，如价格、设备尺寸、设备的灵敏度等都相对更优。P162习题6.2b. 固定和安装摄像机的设备称为摄像机的支承设备。常见的摄像机支承设备有三脚架、摄像机托架和云台。P162习题6.3云台是目前最常用的摄像机支承设备。它可带动摄像机进展水平方位旋
6、转和垂直方位旋转，从而扩大了摄像机的监视范围。依据运用环境和监控要求不同，云台可分为室内型和室外型、通用型和特殊型、手动限制旋转型和电动限制旋转型。P162习题6.4c. 由于电视监控系统设置的环境不同，有时须要对摄像机加装防护外罩，确保摄像机正常工作，延长其运用寿命。 传输局部：传输局部用于将监控系统的前端设备与终端设备通常放置在限制中心联系起来。前端设备所产生的图像信息、声音信号、各种报警信号通过传输系统传送到限制中心，并将限制中心的限制指令输送到前端设备。传输局部是系统图像信号和限制信号的通路，在传输线路上传输的是视频信号和限制信号。 P162习题6.1视频信号传输一般选用同轴电缆、光纤
7、或双绞线等。P162习题6.5 双绞线用来传输信号时，信号的衰减比拟大，并且易产生畸变，适用于较短距离的传输。运用双绞线来传输信号的优点是廉价且施工便利。在一些传输容量相对不大、质量要求相对不高，工程造价要求较低的工程场合，可首选双绞线作为传输介质。 P162习题6.5 同轴电缆比双绞线有着更好的传输性能，它对干扰和串音不敏感，有效传输距离也更远，但存在电缆更粗，布线不太便利，抗干扰实力、传输容量等性能虽较高但不及光纤等缺乏。适用于传输容量较大、中短距离的信号传输。P162习题6.5 光纤具有传输容量大、损耗低、线径细、重量轻、不受电磁干扰等优点，但相对而言接头工艺要求较高，光端机技术困难、造
8、价相对昂贵，因而适于几公里到几十公里以上的远距离、大容量的信号传输。光纤有多模光纤和单模光纤之分，多模光纤在单根光纤中可传多种模式的光，而单模光纤只能传一种模式的光。在单根光纤中，因多模光纤可同时利用多种模式的光，所以传输容量较单模光纤要大，但传输距离相对要近。P162习题6.5 电视监控系统一般是中短距离的中小型系统，且视频信号量通常较大，故电视监控系统大都采纳同轴电缆传输视频图像信号。 显示和记录局部：显示和记录局部一般安装在限制室，主要有监视器、录像机和一些视频处理设备。监视器用于显示摄像机输出的视频信号。要实现用少量监视器显示多个摄像机输出的视频信号、在同一屏幕上显示多个监控视频信号或
9、多个监视器显示同一视频信号等功能，限制室还需增加相应的设备，这些设备有视频切换器、多画面分割器、视频安排器等。录像机在监控系统中作为记录和重放装置。 P162习题6.1 限制局部：限制局部是整个系统的“心脏”和“大脑”，是指挥整个系统正常运行的中心。P162习题6.1限制局部主要由总限制台有些系统还设有副限制台组成。总限制台的主要功能包括图像信号的校正与补偿、视频信号的放大与安排、图像信号的切换与记录包括声音信号、摄像机及其协助部件如镜头、云台、防护罩等的限制遥控等。 P162习题6.62.2 摄像机的布置在电视监控系统中，摄像机的布置干脆关系到系统运行的质量和监视的效果。一般摄像点的布置要求
10、如下： 1 必需安装摄像机以进展监视的部位有主要出入口、总效劳台、电梯轿厢或电梯厅、停车场、车库、避难所等。 2一般状况下应安装摄像机以进展监视的部位有底层休息大厅、珍贵商品柜台、主要通道、自动扶梯等。3结合建筑功能管理的须要有选择地安装摄像机，客房通道、酒吧、咖啡茶座、餐厅、多功能厅等需预埋管线，为安装摄像机做打算。 P162习题6.72.3 CCTV系统的限制方式CCTV系统依据应用的环境、限制方式和造价的不同可分为干脆限制形式、间接限制形式和总线限制形式。 P162习题6.8干脆限制是把限制信号不经变换，干脆由传输线输入到被控设备，对被控设备进展限制。这种限制方式没有中间环节，设备简洁，
11、投资低，但要求限制信号的电压较大，对传输线的要求较高，限制距离一般不超过500，仅适用于距离较短的小型电视监控系统。P162习题6.8间接限制是在被控设备处增设信号转换装置，如在摄像端增设限制箱，供应摄像端设备所需电压，管理中心通过限制器发出小电压信号来推动限制箱中的继电器将限制信号转换成摄像端设备所需的限制电压。这种限制形式降低了对限制线的要求，增加了传输距离，但对大型限制系统仍不适用，因为被控设备越多，须要的限制线也越多，它和干脆限制形式就限制线而言均属多线制系统。 P162习题6.8总线限制形式采纳串行码传输限制信号，利用传输单线组网，系统限制线只需两根。监控室微处理机限制系统将限制指令
12、编码后变成串行数字信号送入传输总线，被控设备的解码电路，如摄像端的解码电路，通过解码识别，驱动电路执行相应指令。这种限制形式适用于大中型电视监控系统。 P162习题6.82.4 电视监控设备的选择和安装 一般电视监视系统宜采纳黑白摄像机，黑白摄像机比彩色摄像机更简洁到达电视监控系统要求的照度和清楚度，对色调有必须要求的场合可选用彩色摄像机。P162习题6.2 摄取固定目标时摄像机选用定焦距镜头；有视角改变要求时，可选用变焦距镜头。 须要环视整个场景时，摄像机应配置电动遥控云台。 在以下环境下安装的摄像机需运用摄像机防护罩：1 遭遇风吹雨打的室外环境，一般选用室外型防护罩。2 四周温度超过摄像机
13、工作的温度范围，选用通风冷却型防护罩。3 尘土多或空气污染大的环境，选用防尘防水型防护罩。4 湿度大的环境，选用防尘防水型防护罩。5 安装在水中和防爆地区等特殊环境下时，选用特殊类型的防护罩。 系统的图像信号传输距离较近时，可采纳同轴电缆传输视频基带信号的视频传输方式。长距离传输或需幸免强电磁场干扰的传输宜采纳光缆。第三讲 平安防范系统平安防范系统的全称是公共平安防范系统，运用平安防范产品或相关产品构成的系统均可称为平安防范系统。平安防范系统涉及面很广，按其报警功能不同可分为专业性平安防范报警系统和非专业性平安防范报警系统两大类。本课程只探讨非专业性平安防范报警系统-入侵报警系统、门禁限制系统
14、、电子巡更系统和停车场管理系统等。平安防范系统的作用是爱护社会公共平安和人身财产平安，降低损失，预防犯罪。 P183习题7.23.1 入侵报警系统入侵报警系统是利用传感器技术和电子信息技术探测并指示非法或试图非法进入设防区的行为，处理报警信息、发出警报信号的电子系统或网络系统。它是依据被防护对象的运用功能和平安防范管理的要求，对设防区域的非法入侵、盗窃、破坏和抢劫等行为进展实时有效地探测和报警的系统。按实际须要和报警功能不同，入侵报警系统可分为企事业单位用防盗防入侵报警系统、家居平安防范报警系统、周界报警系统、家居及周界综合联网报警系统等四种防盗防入侵报警系统。 报警探测器：报警探测器是用来探
15、测入侵者的移动或其他动作，由电子及机械部件所组成的装置构成，构造上分为传感局部和信号处理局部。常用的报警探测器有红外报警探测器、微波报警探测器、复合式报警探测器、超声波报警探测器、振动式报警探测器、磁开关报警探测器等。P183习题7.1红外报警探测器又称红外入侵探测器，按其构造和工作原理不同分为两类，一类为主动红外报警探测器，另一类为被动红外报警探测器。主动红外报警探测器一般设置在围墙上或围墙内侧构成电子篱笆戒备，目前常用的有单光束、双光束和四光束主动红外报警探测器等。被动红外报警探测器与其他类型保安设备比拟有如下特点：1 戒备的范围是一个空间，可实现较远距离的限制；2 被动式工作方式不产生任何辐射，保密性强，能有效地执行保安任务；3 不受环境照度限制，昼夜均可用，特殊相宜在夜间或黑暗条件下工作；4 由于无能量放射，没有简洁磨损的活动部件，故功耗低、构造坚固、寿命长、维护简便、牢靠性高。微波报警探测器依据构造不同分为雷达式和
