1. 什麼是LKJ數據
LKJ數據是列車運行監控記錄裝置的數據,是國內新一代列車超速防護設備,能准確地記錄列車運行狀況、信號設備狀況及乘務員操縱狀況。
我國監控裝置的研究開發從20世紀90年代開始,1995年形成全路普及的規模。先後經歷了JK-2H、LKJ-93型,發逐步發展為LKJ2000型。LKJ2000型監控裝置吸取了前兩個型號的成熟技術,在技術等級、功能、性能和可靠性等方面有了較大程度的提高,並且在功能擴展和各項發展中的技術設備的介面方面作了適應設計,是國產最新一代監控裝置。
(1)逐稿器監視裝置的作用擴展閱讀:
系統構成
LKJ-2000型列車運行監控記錄裝置基本組成單元是一個主機箱和兩個顯示器。
速度信息來自光電式速度感測器,機車信號信息來自通用是機車信號,壓力監測除了檢測列車管壓力外,還檢測機車制動缸的壓力及均衡風缸壓力,壓力感測器可採用TQG14型機車壓力變送器,指針式速度指示可採用ZL型或EGZ3/8型雙針速度表。
2. 逆變器功能是什麼
【太平洋汽車網】逆變器是一種由半導體器件組成的電力調整裝置,其功能是把直流電力轉換成交流電力,一般由升壓迴路和逆變橋式迴路構成。
一、什麼是光伏逆變器逆變器又稱電源調整器,根據逆變器在光伏發電系統中的用途可分為獨立型電源用和並網用二種。根據波形調制方式又可分為方波逆變器、階梯波逆變器、正弦波逆變器和組合式三相逆變器。對於用於並網系統的逆變器,根據有無變壓器又可分為變壓器型逆變器和無變變壓器型逆變器。
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二、結構原理逆變器是一種由半導體器件組成的電力調整裝置,主要用於把直流電力轉換成交流電力。一般由升壓迴路和逆變橋式迴路構成。升壓迴路把太陽電池的直流電壓升壓到逆變器輸出控制所需的直流電壓;逆變橋式迴路則把升壓後的直流電壓等價地轉換成常用頻率的交流電壓。逆變器主要由晶體管等開關元件構成,通過有規則地讓開關元件重復開-關(ON-OFF),使直流輸入變成交流輸出。當然,這樣單純地由開和關迴路產生的逆變器輸出波形並不實用。一般需要採用高頻脈寬調制(SPWM),使靠近正弦波兩端的電壓寬度變狹,正弦波中央的電壓寬度變寬,並在半周期內始終讓開關元件按一定頻率朝一方向動作,這樣形成一個脈沖波列(擬正弦波)。然後讓脈沖波通過簡單的濾波器形成正弦波。
三、逆變器的元器件構成
1、電流感測器對於電流感測器要求精度高、響應時間快,而且耐低溫、高溫等環境要求,目前國內很多廠家都用開環電流感測器來取代閉環電流感測器,如:JCE1000-AXS、JCE1500-AXS、JCE2000-AXS等
2、電流互感器一般採用BRS系列電流互感器,從幾百到幾千A不等,輸出信號一般採用0-5A為標准
3、電抗器
三、功能
1、自動運行和停機功能早晨日出後,太陽輻射強度逐漸增強,太陽電池的輸出也隨之增大,當達到逆變器工作所需的輸出功率後,逆變器即自動開始運行。進入運行後,逆變器便時時刻刻監視太陽電池組件的輸出,只要太陽電池組件的輸出功率大於逆變器工作所需的輸出功率,逆變器就持續運行;直到日落停機,即使陰雨天逆變器也能運行。當太陽電池組件輸出變小,逆變器輸出接近0時,逆變器便形成待機狀態。
2、最大功率跟蹤控制功能太陽能電池組件的輸出是隨太陽輻射強度和太陽電池組件自身溫度(晶元溫度)而變化的。另外由於太陽電池組件具有電壓隨電流增大而下降的特性,因此存在能獲取最大功率的最佳工作點。太陽輻射強度是變化著的,顯然最佳工作點也是在變化的。相對於這些變化,始終讓太陽電池組件的工作點處於最大功率點,系統始終從太陽電池組件獲取最大功率輸出,這種控制就是最大功率跟蹤控制。
(圖/文/攝:太平洋汽車網問答叫獸)
3. 寫字樓監控系統攝像機布點的問題
大廈、寫字樓監控系統
一、系統概述
近年來,隨著科技的進步和經濟的發展帶來了整個社會生活水平的提高,人們生活不再僅僅局限於傳統的衣、食、住、行,對周圍的居住環境及環境安全越來越重視,安全技術防範作為保護人民生命和財產的重要工具也越來越被廣大消費者所重視。在銀行、博物館、政府機構、商店(超市)、居民社區等已經得到廣泛應用。閉路電視監控系統作為安全防範系統最基本、最重要的子系統,得到了最為廣泛的應用。採用閉路監控為主的多種技術防範結合的系統是預防和制止犯罪最為有效的措施。
目前,在我國各行業中廣泛使用的閉路監控系統大多為模擬方式,其主要特點是:系統採用矩陣主機控制,通過電視牆監視前端目標,採用長延時模擬錄像機進行錄像和回放;其主要缺點:當錄像資料需要長時間備份時,需要大量的錄像磁帶,消耗大量的人力和物力,並且在錄像回放檢索時操作不方便。因此,基於數字存儲技術的硬碟錄像系統經過幾年的發展,至今,技術已經完全成熟,很好地解決了傳統圖像存儲及回放等技術難題。
數字硬碟錄像系統不僅存儲費用低、效率高,而且還具有網路傳輸、遠程傳輸和循環存儲等優點。與此同時,硬碟錄像系統的數字化和傳輸網路化等先進技術可以實現與防盜報警等系統聯網聯動,及時准確地反饋現場信息,為報警事件提供充分可靠的依據。
二、系統設計目標
在進行閉路監控系統設計的時候,依照貴公司對該系統的基本需求,本著架構合理、安全可靠、產品主流、低成本、低維護量作為出發點,並依此為貴公司提供先進、安全、可靠、高效的系統解決方案。
架構合理: 就是要採用先進合理的技術來架構系統,使整個系統安全平穩的運行,並具備未來良好的擴展條件。
穩定性和安全性:這是貴公司最關心的問題,只有穩定運行的系統,才能確保貴公司閉路監控系統平穩運行。系統的技術先進性是系統高性能的保證和基礎,同時可有效地減少使用人員和系統維護人員的麻煩。良好的可擴展性則是為了用戶的發展考慮。隨著貴公司安防系統應用時間的增長,未來對安防系統的要求會更高。可擴展性保證當用戶有更多的要求時,引入的新設備可以順利地與本次配備的設備共同工作,進一步擴展與提高系統的性能。
產品主流:系統是否採用當今主流產品,關繫到系統的整體質量和未來能否得到良好技術支持以及完整的技術文檔資料。
在設備選型時,我們將主要依據貴公司提出的具體需求,同時考慮產品廠家的技術先進性,產品是否為主流產品,原廠商的產品技術資料的完整性,原廠商的技術支持力量和產品製造公司的發展前景。所有這些是保證用戶得到良好技術支持的條件,也是保障用戶投資的基本條件。
低成本低維護量: 指力爭有良好的性能價格比,所採用的產品應是簡單,易操作,易維護,高可靠度的。
系統是否具有優良的性能價格比是判斷一個系統優劣條件的重要依據。系統的易操作和易維護性是保證非專業人員使用好一個系統的條件。高可靠度是保障系統運行的基本要求,也是易維護性的保障。
我司將本著上述設計原則,來進行貴公司閉路監控系統的設計。並將嚴格按照國際慣例並結合本公司的技術實力與工程經驗,進行貴單位監控系統整個工程的安裝、測試以及驗收,完工時將同時提交與工程相關的每個設備的安裝使用手冊、及系統的各種圖表等各項文檔資料,還將根據用戶的實際需求提出技術培訓和有償服務的建議。
三、系統設計原則、依據
3.1 設計原則
根據××大廈的總體結構,並充分考慮現場實際情況,前端設計採用全天候高清晰度彩色攝像機,視頻傳輸採用抗干擾高屏蔽同軸電纜,控制信號傳輸採用帶屏蔽專用控制電纜,保證視頻信號和控制信號的准確傳輸;中央控制系統採用視頻矩陣主機控制,採用電視牆實時顯示監控系統信息;錄像系統採用數字化硬碟錄像系統,可以實現循環錄像,並方便檢索回放。
a、 先進性:
在投資費用許可的情況下,系統採用當今先進的技術和設備,一方面能反映系統所具有的先進水平,另一方面又使系統具有強大的發展潛力,以便該系統在盡可能的時間內與社會發展相適應。
b、 可靠性:
系統最重要的就是可靠性,系統一旦癱瘓的後果將是難以想像的,因此系統必須可靠地、能連續地運行,系統設計時在成本接受的條件下,從系統結構、設備選擇、產品供應商的技術服務及維修響應能力等各方面均應嚴格要求,使得故障發生的可能性盡可能少。即便是出現故障時,影響面也要盡可能小。
c、 安全性:
對於安全防範系統,其本身的安全性能不可忽視,系統設計時,必須採取多種手段防止本系統各種形式與途徑的非法破壞。
d、 可擴充性:
系統設計時應充分考慮今後的發展需要,系統應具有預備容量的擴充與升級換代的可能。
e、 規范性:
由於本系統是一個嚴格的綜合性系統,在系統的設計與施工過程中應參考各方面的標准與規范,嚴格遵從各項技術規定,做好系統的標准化設計與施工。
一切應從實際出發,使智能系統具有較高的實用效能。這也是智能建築在當今之所以能迅速興起並發展的關鍵所在。
3.2 設計依據
本方案設計根據甲方常規要求,並遵循以下國家相關部門制定的設計規范要求。主要包括:
① JGJ/T16-92《民用建築電氣設計規范》
② GB/T50314-2000《智能建築設計標准》
③ GB50174-93《電子計算機機房設計規范》
④ GB50057-94《建築物防雷設計規范》
⑤ GBJ232-92《電氣裝置安裝工程施工及驗收規范》
⑥ GB4943-95《信息技術設備(包括電氣事務設備)的安全》
⑦ GB/T75-94《安全技術防範規范工程技術規范》
⑧ GB50198-94《民用閉路電視監控電視系統工程技術規范》
⑨ 發展商對閉路電視監控系統的總體要求
四、總體設計
4.1 需求分析
隨著現代科學技術的發展,閉路電視監控系統已成為智能大廈必不可少的一部分。首先,閉路電視監控系統為智能大廈創造一個高度安全的環境;其次,可以大大降低管理的費用;閉路電視監控系統是管理人的系統,除其本身可大大降低所需保安人員的數量外,它還為人員的有序流動創造了條件。為了對智能大廈進行現代化管理,對外迅速而有效地禁止或處理突發性事件,閉路電視監控系統是必須的。
閉路電視監控系統主要是通過電纜或光纜在閉合的環路內傳輸電視信號,並從攝像到圖像顯示獨立完整的電視系統。在高級寫字樓和酒店、賓館等處,常設有保安中心,保安中心設有數台至數十台閉路電視監視器,通過閉路電視監控系統,使保安中心值班人員可以隨時觀察大樓出入口、主要通道、電梯轎廂和該中心需重點保護的場所的安全狀況。
閉路監控系統分為模擬系統和數字系統兩種,這兩種系統的區別主要在於管理與儲存部分使用的形式不同。對於模擬系統來說一般是由矩陣主機,前端攝像機,監視器,控制器,解碼器,雲台和傳輸控制電纜等組成;數字系統是由數字硬碟錄像主機,顯示器(或帶VGA介面的監視器),前端攝像機,控制器,解碼器,雲台和傳輸控制電纜等組成。本方案採用模擬和數字混合式系統。
隨著社會發展及法制的逐步完善,社會各界人士對於政府職能機關現場辦公公開化、透明化的需求越來越高,而各政府職能機關的上層部門對於現場辦公過程的實時監察、紀錄、辦公績效考核以及當發生投訴時所能提供仲裁依據的全面化、情況實時再現也提出了越來越高的要求,因此閉路監控系統已上升為政府職能機關有機整體中不可或缺的一部分;對於加強工作管理、監督制度的貫徹、幫助工作人員不斷提高業務水平和糾正工作方法以及維護政府公開公平形象起著重要作用。
閉路監控系統也是管理人的系統,可以為現場辦公創造高度監督及辦公事件全實時記錄的環境,由此可以大大降低上層監督人員的數量及勞動強度,同時降低了辦公成本;由於閉路監控系統實時記錄了各個辦公事件的全過程,當辦事雙方發生糾紛時,可以通過系統內介質存儲設備調用以前的工作錄像記錄再現當實的真實情況,為處理糾紛提供了有力的依據;閉路監控系統還可以調用以前的工作錄像記錄,為現場辦公人員分析辦公案例,提高業務水平創造了條件。
閉路電視監控系統應該說是跨學科跨行業的系統工程,以功能要求的不同可分為以下幾個方面:
1) 前端攝像系統
2) 視頻傳輸系統
3) 視頻控制系統
4) 視頻顯示和記錄系統
攝像部分是電視監控系統的前沿部分,是整個系統的「眼睛」,它把監視的內容變為圖像信號,傳送控制中心的監視器上,攝像部分的好壞及它產生的圖像信號質量將影響整個系統的質量。
傳輸部分是系統的圖像信號通道。
控制部分是整個系統的「心臟」和「大腦」,是實現整個系統功能的指揮中心。
顯示部分一般是由幾台或多台監視器組成,它的功能是將傳送過來的圖像一一顯示出來。
1、攝像部分
攝像部分一般安裝在監視現場,它一般包括攝像機、鏡頭、防護罩、支架和雲台等。它的作用是對監視區域進行攝像並將其轉換成電信號。
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,比較適合用於光線不足的地方,如果使用的目的只是監視景物的位置和移動,則可採用黑白攝像機;如果要分辨被攝像物體的細節,比如分辨衣服或景物的顏色,則選用彩色的效果會較好。
攝像機的規格大致可分為1/3″、1/4″、1/2″和2/3″等,安裝方式有固定和帶雲台二種。
鏡 頭
常用的鏡頭種類包括:手動/自動光圈定焦鏡頭和自動光圈變焦鏡頭兩種。定焦鏡頭分為標准鏡頭和廣角鏡頭兩種。定焦鏡頭的適用范圍如下:
手動光圈鏡頭---所需監視的環境照度變化不大,如室內。
自動光圈鏡頭---所需監視的環境照度變化大,如室外。
廣角鏡頭---監視的角度較寬,距離較近。
標准鏡頭---監視的角度和距離適中。
常用的變焦鏡頭分為10倍、6倍和2倍變焦鏡頭,另一種分法是:手動變焦和電動變焦(電動光圈和自動光圈)兩種。
變焦鏡頭在規則上可以劃分為:1/3″、2/3″、1/2″和1″等。選擇變焦鏡頭的原則是:鏡頭的規格不應小於攝像機的規格,也就是說1/2″的鏡頭可以與1/3″的攝像機一起使用,但是1/3″的鏡頭就不能夠在1/2″的攝像機上使用。
防護罩
防護罩分為室內型和室外型兩種。室內的防護罩主要是防塵,有的也有作隱蔽作用,使監視場合和對象不易察覺受監視;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,在溫度高時自動打開風扇冷卻,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。
雲台
雲台是安裝、固定攝像機的支撐設備,它分為水平和全方位雲台兩種。水平雲台適用於監視范圍不大的情況,在水平雲台上安裝好攝像機後可調整攝像機俯仰的角度,達到最好的監視角度後可遙控水平旋轉。
全方位雲台適用於對大范圍進行掃描監視,它可以大大增加攝像機的監視范圍。雲台高速姿態是由兩台執行電動機來實現,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,雲台攝像機既可自動掃描監視區域,也可在監控中心值班人員的操縱下跟蹤監視對象。
一般來說,水平旋轉角度為0°~350°,垂直旋轉角度為+90°。恆速雲台的水平旋轉速度一般在3°~10°/s,垂直速度為4°/s左右。變速雲台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中,雲台的水平旋轉速度高達200°/s以上,垂直旋轉速度在30°/s以上。
解碼器
解碼器一般與矩陣控制主機配套使用,主要作用為通過數據線纜接收來自矩陣主機的控制信號,對主機的控制碼進行解碼,放大輸出,驅動雲台的旋轉,以及變焦鏡頭的變焦和聚焦。
2、控制部分
在智能大廈中,閉路電視系統中的信息量與信息處理的工作量都很大,因此其控制台的操作一般都採用了計算機系統,以用戶軟體編程的全鍵盤方式來完成驅動雲台巡視、視頻切換、報警處理、設備狀態自檢等工作。
現在推出的數字視頻監控報警系統採用計算機多媒體技術,以CCD攝像機作為報警探頭,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較,若發現有差異就報警,因為這是一種全屏幕報警,因而不易漏報。同時主機自動採集報警圖像並存入計算機,事後用戶可根據時間、地點隨時查閱報警現場的圖像,以了解報警原因。系統將電視監控系統與報警合二為一,實現了監視、報警與圖像記錄的同步進行,而且這種系統中沒有錄像機,沒有視頻分配器,一切報警記錄都在計算機的硬碟內,所有操作都根據屏幕上的軟體提示動作,對使用者來說是一種全新概念的安全防護系統。
控制系統的切換方式主要有如下2種:
Ø 單步切換方式:使用控制鍵盤把任一路輸入視頻信號切換到主監視器上。
Ø 順序切換方式:使用控制鍵盤編制的順序切換方式程序,把系統中若幹路輸入視頻信號編為一個程序,程序運行時,其畫面可按預先設定。
3、傳輸部分
傳輸系統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。
控制信號的傳輸方式包括:
Ø 直接控制:控制中心直接把控制量,如雲台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。在現場設備比較少,主機為手動控制時適用。但在被控的雲台、鏡頭數量很多時,控制線纜數量多,線路復雜,所以在大系統中不採用。
Ø 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並行碼,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採用。
Ø 通訊編碼的間接控制:隨著微處理器和各種集成電路晶元的普及,目前規模較大的電視監控系統大都採用通信編碼,常用的是串列編碼。它的優點是:用單根線路可以傳送多路控制信號,從而大大節約了線路費用,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。本系統採用此種控制。
Ø 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,然後同視頻信號一起傳送,到現場後再把它們分解開;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較昂貴。
4、顯示與記錄
顯示與記錄設備安裝在控制室內,主要有監視器、硬碟錄像機和一些視頻處理設備。
現在有一種電視監控系統把雲台、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,雲台具有很高的旋轉速度,還可以預置監視點和巡視路徑。平時按設定的路線進行自動巡視,一旦發生報警,就能很快地對准報警點,進行定點的監視和錄像。一台攝像機可以起到幾個攝像機的作用。
圖像監視器
圖像監視器主要分為黑白和彩色兩大類。黑白監視器的中心解析度通常可達800線以上,彩色監視器的中心解析度一般為400線以上。圖像監視器視頻信號的帶寬一般在7~8MHz范圍內。
錄像機
錄像機是閉路電視監視系統中的記錄和重放裝置,它要求可以記錄的時間非常長,目前大部分監視系統專用的錄像機都可以錄24h~960h的錄像。此外,錄像機還必須要有遙控功能,從而能夠方便地對錄像機進行遠距離操作,或在閉路電視系統中用控制信號自動操作錄像機。
閉路電視監視系統中專用錄像機是間歇式視頻錄像機,它有多種時間間隔錄像模式,在一盤1/2英寸VHS/E180的盒帶上,最長可以錄制長達960H的錄像。錄像機內設有字元信號發生器,可在圖像信號上打出月/日/年/星期/時/分/秒/錄像模式,還能在圖像上顯示出攝像機與報警器的編號與報警方式。使用自動錄像周期設定功能,可以對一星期內每一天的錄像模式進行編程。當收到報警信號後,錄像機便自動進入連續錄像狀態,在無報警情況下,恢復正常間歇錄像模式。此外,錄像機還有一個鎖定保護鍵,使非正常指令與操作無效,防止非專業人員與破壞性操作侵犯閉路電視監視系統。
視頻切換器
在閉路電視監視系統中,攝像機數量與監視器數量的比例在2:1到5:1之間,為了用少量的監視器看多個攝像機,就需要用視頻切換器按一定的時序把攝像機的視頻信號分配給特定的監視器,這就是通常所說的視頻矩陣。切換的方式可以按設定的時間間隔對一組攝像機信號逐個循環切換到某一台監視器的輸入端上,也可以在接到某點報警信號後,長時間監視該區域的情況,即只顯示一台攝像機信號。切換的控制一般要求和雲台、鏡頭的控制同步,即切換到哪一路圖像、就控制哪一路的設備。
多畫面分割器
在大型的閉路電視監視系統中攝像機的數量多達數百個,但監視器的數量受機房面積的限制要遠遠小於攝像機的數量,而且其數量大多也不利於值班人員全面巡視。為了實現全景監視,即讓所有的攝像機信號都能顯示在監視器屏幕上,就需要用多畫面分割器。這種設備能夠把多路視頻信號合成為一路輸出,進入一台監視器,這樣就可在屏幕上同時顯示多個畫面。分割方式常有4畫面、9畫面及16畫面。使用多畫面分割器可在一台監視器上同時觀看多路攝像機信號,而且它還可以用一台錄像機同時錄制多路視頻信號。有些較好的多畫面分割器還具有單路回放功能,即能選擇同時錄下的多路信號視頻信號的任意一路在監視器上滿屏放像。
視頻分配器
可將一路視頻信號轉變成多路信號,輸送到多個顯示與控制設備。
其它
機櫃用於安裝閉路電視監控系統的設備,監視牆用於安裝監視器。
4.2 設計功能描述
Ø 性能、功能先進:
設備選型要保證技術領先,性能可靠,操作簡便、實用,維護簡單,性能價格比最優,並留有擴展餘地。設備採用均採用目前領先技術和生產工藝製造,系統建成後,三至五年不會落後淘汰。
Ø 電視監控系統功能完善:
通過保安監控系統隨時掌握監控區域內人員活動情況,檢查各個重點部位的安全情況,提前發現隱患,及時處理突發事件。並自動進行錄像。正常情況下對進行24小時錄像,錄像資料可備出事時查詢。
Ø 設備高可靠性:
採用監控行業最新技術和高品質設備。
Ø 操作簡單實用:
採用高科技手段,進行智能化設計,盡量減少系統操作的復雜性。並作到系統工作穩定可靠,維護簡單。
Ø 發展性
系統應在初步設計時,就考慮未來良好的發展性,以降低未來發展的成本,使系統具有良好的可持續發展性。
Ø 經濟性
在滿足安全防範級別的要求前提下,在確保系統穩定可靠、性能良好的基礎上,在考慮系統的先進性的同時,按需選擇系統和設備,做到合理、實用,降低成本,從而達到極高的性能價格比,降低智能大廈安全管理的運營成本。
Ø 外觀效果美觀:
前端裝置安裝均考慮安全性、隱蔽性及美觀性,根據實用和美觀的原則,我們都選用了外觀工藝和性能穩定都比較好的安防產品。
4.3 總體設計方案
××大廈閉路監控系統由前端圖像採集、圖像及控制信號傳輸和圖像控制存儲三個部分組成。
1、 前端圖像採集部分
××大廈閉路電視監控系統共設計60台攝像機,設計在大廈的各類進出口(如入門大廳和停車場出入口等)、大廈內部的主要走廊和公用設施(如電梯轎箱、停車場內等)、大廈內人群密度較大的流動區域和集散地(如首層大堂、電梯前室等)安裝監控探頭進行現場實時監視錄像,以保證大廈警力可以有效地杜絕隱患或發生突發事件時可以及時處理。
Ø 在大廈停車場出入口設置定向彩色高解攝像機4台,用於監控人員及車輛的出入情況;停車場內部設計低照度彩色攝像機10台,用於監視地下停車場內的狀況。
Ø 大廈周界設計一體化球機4個,並與周界報警系統聯動控制,一旦有入侵報警信號發生,攝像機將自動旋轉至報警區域,自動跟蹤監控,同時在監控中心,系統將自動切換報警現場畫面至指定監視器,硬碟錄像機進行實時錄像。
Ø 大廈首層大廳安裝一體化球機2個,因為這個地區是大樓內人群集散地,進行監視和合理的干預對保證大廈秩序和人群流動安全有積極的作用。
Ø 每部電梯轎廂內安裝吸頂式電梯專用彩色半球攝像機6台,用於監視和記錄電梯內的實時情況,以備發生突發事件能及時得到警力處理。
Ø 大廈每層的電梯廳分別設計一台彩色半球攝像機,共34台,配以長廣角鏡頭,用於監視出入電梯的人員、走火通道是否亂擺亂放和防止不法分子在人群較少的地方作案等。
2、 圖像和控制信號傳輸部分
××大廈閉路電視監控系統視頻信號採用屏蔽視頻電纜,根據攝像機安裝位置建議選擇採用RG59/128編(或SYV-75-5/128編)等同軸電纜,以保證監控信息的准確傳輸。控制線設計採用RVVP2*28/0.15圓形雙絞屏蔽電纜。
3、 圖像控制存儲部分
監控中心機房位於大廈一樓消防中心,在監控室設計控制矩陣主機,設計採用8台21英寸監視器作為電視牆,1台21英寸的監視器作為主監視器。錄像系統設計採用4台16路數碼硬碟錄像機,同時配置4台17英寸純平顯示器進行實時監視。設計整個硬碟錄像系統可以連續保存錄像資料15天,硬碟錄像系統支持錄像與回放全雙工工作。
五、系統選型和配置說明
根據現場情況選用相應的監控設備
六、系統防雷設計
××大廈閉路電視監控系統防雷設計包括電源防雷、視頻信號防雷、控制信號防雷和接地四個部分內容。
1、 電源防雷
電子設備因雷擊造成的損壞,很大比例是由於感應雷串到電源造成的設備損壞。根據GB50174-93《電子計算機機房設計規范》和GB50057-94《建築物防雷設計規范》要求中心計算機機房等大量重要電子設備集中場所應設計兩級以上的電源防雷保護。對於上梅林新村閉路監控系統供電防雷保護,設計建立二級電源防雷防護:第一級防護在機房總配電櫃進線端,設計採用一套國際知名品牌加強型電源避雷器,第二級防護在機房供電的UPS進線端,設計採用一套標准型電源避雷器。
2、 視頻信號防雷
系統設計在攝像機前端安裝視頻防雷器。當視頻信號有過電壓現象發生,避雷器瞬間導通,以保證前端攝像機和末端矩陣主機的安全。
3、 控制信號防雷
系統控制線路採用屏蔽專用控制電纜,控制線的屏蔽層在接頭和端頭進行重復接地,控制線進入控制室後先進入信號避雷器,當控制線路串有感應雷過電壓時,避雷器瞬間導通,把多餘的電荷引接到大地,保證前端解碼器和末端矩陣控制主機的安全運行。
4、 接地
根據GB50057—94《建築物防雷設計規范》、JGJ/T16—92《民用建築電氣設計規范》的有關規定,對控制室內所有設備的接地極和設備金屬外殼進行接地處理。接地的具體處理方法是:從共同接地體的接地干線上引一條支幹線到中心機房,在機房安裝匯流銅排,電源接地、防靜電接地、防雷接地和設備外殼接地各單獨引接地導線到接地銅排,牢固連接,以保證電氣設備和人身的安全。
七、系統供電與控制室要求
· 為保證監控系統正常穩定工作,系統採用在線式UPS集中供電;
· 監控系統和中心控制室採用單獨電源供電迴路;
· 主幹採用AC220V供電,在攝像機前端採用變壓器就近供電;
· 中心控制室必須配備有通訊、安全和消防等設備;
· 中心控制室必須單獨安裝空調裝置,保證控制室的溫度在16~28℃之間,相對濕度不大於85%;
· 控制室室內光線充足,其照度應不小於300Lux;
· 控制室的其它設備和金屬外殼也必須做好等電位連接,以保證控制室內的人身和設備安全。
4. 繼電保護裝置作用及性能
電力系統中其實是有很多重要裝置的,正是有了這些裝置,我們的生活才能很好地進行,而繼電保護裝置就是電力系統中一件很重要的裝置,它相當於一個「警衛員」,當電力系統出現故障的時候,繼電保護裝置能夠迅速產生報警訊息,或者直接跳閘切斷電力系統運行,以保障電力系統運行過程的安全性。本文將相信說明繼電保護裝置的作用及性能。
保護措施:
1瓦斯保護
2差動保護或電流速斷保護
3過電流保護
4零序電流保護
5過負荷保護
6過歷次保護。
繼電保護裝置的主要作用
(1)監視電力系統運行情況,當被保護的電力系統元件發生故障時,應該由該元件的繼電保護裝置迅速准確地給脫離故障元件最近的斷路器發出跳閘命令,使故障元件及時從電力系統中斷開,以最大限度地減少對電力系統元件本身的損壞,降低對電力系統安全供電的影響。當系統和設備發生的故障足以損壞設備或危及電網安全時,繼電保護裝置能最大限度地減少對電力系統元件本身的損壞,降低對電力系統安全供電的影響。
(2)反應電氣設備的不正常工作情況,並根據不正常工作情況和設備運行維護條件的不同發出信號,提示值班員迅速採取措施,使之盡快恢復正常,或由裝置自動地進行調整,或將那些繼續運行會引起事故的電氣設備予以切除。反應不正常工作情況的繼電保護裝置允許帶一定的延時動作。
(3)實現電力系統的自動化和遠程操作,以及工業生產的自動控制。如:自動重合閘、備用電源自動投入、遙控、遙測等。
繼電保護裝置的各種性能:
選擇性
指首先由故障設備或線路本身的保護切除故障,當故障設備或線路本身的保護或斷路器拒動時,才允許由相鄰設備保護、線路保護或斷路器失靈保護來切除故障。上、下級電網繼電保護之間的整定,應遵循逐級配合的原則,以保證電網發生故障時有選擇性地切除故障。
靈敏性
指在設備或線路的被保護范圍內發生金屬性短路時,保護裝置應具有必要的靈敏系數。靈敏度高,說明繼電保護裝置反映故障的能力強,可以加速保護的起動。靈敏性是通過繼電保護的整定值來實現的,整定值的校驗一般一年進行一次,由供電部門有資質的專業人員進行整定校驗。
快速性
指保護裝置應盡快切除短路故障,其目的是提高系統穩定性,減輕故障設備和線路的損壞程度,縮小故障波及范圍,提高自動重合閘和備用設備自動投入的效果。
繼電保護裝置用途廣泛,在各種工業和民用電器的電力系統裝置中都有用到。作為一種重要的監控設備,繼電保護裝置的作用不僅僅是監控和警告,而且還能幫助維修。發生故障後,維修人員會通過繼電保護裝置中所現實的電氣量變化數值進行分析和故障排除,最終找到故障根源,解決問題。所以說,繼電保護裝置在電力系統運行過程中可以說是功不可沒的。
5. 森林防火監控系統的簡介
行業概述
隨著造林事業的不斷發展,林地面積、林業蓄積量逐年增加,防火工作是首要任務。森林火災具有突發性、災害發生的隨機性、短時間內能造成巨大損失的特點。因此一旦有火警發生,就必須以極快的速度採取撲救措施,撲救是否及時,決策是否得當,重要原因都取決於對林火行為的發現是否及時。為此國內外都在為預防、減少和控制森林火災而努力。
針對我國森林面積覆蓋的實際情況,由於林區地形條件很復雜,不適用通常的有線傳輸模式,中天華易公司經過幾年的項目實踐,推出一套切實可行的解決方案——森林防火無線圖像監控系統。
森林防火無線圖像監控系統由林區監控管理指揮中心系統、無線傳輸系統、攝像機和鏡頭系統、雲台控制系統、電源系統和鐵塔組成。林區監控管理指揮中心系統是整個系統的圖像顯示、圖像錄像控制中心,具有遠程式控制制功能,向指揮調度人員提供全面的、清晰的、可操作的、可錄制、可回放的現場實時圖像。林區監控管理指揮中心系統還具有向上級林業局和省林業廳介面的功能。
系統設計關鍵點
在林區復雜環境下實現實時監控,系統要考慮具備以下特點:
1 、環境導致監控范圍大。監控點的選擇,首先攝像機應安裝在森林制高點,要求視野廣、無障礙、監控角度大,盡量少設監控點,並盡可能使得每個監控點監控覆蓋的森林面積最大,如無法迴避有死角,可增加監控點。
2 、全天候監控。監控點要全天候工作,這就需要選擇攝像機時應選用紅外敏感型彩色轉黑白攝像機;鏡頭應選用日夜兩用型鏡頭,並且 3KM 外能看清人物活動;雲台要求選用螺桿傳動的室外一體化雲台,為了減少遠距離圖像的抖動,攝像機的安裝也要確保牢固穩定。
3 、傳輸鏈路是系統中最關鍵的環節。 由於森林防火監控自身的特點,傳輸方式不可能採用有線或光纜的方式,因此最理想的方式就是無線傳輸。無線傳輸方式以施工簡便,成本低,一次性投入等優勢,無疑成為監控系統傳輸鏈路的首選。圖像實時傳輸、清晰,傳輸頻率可選,並且可根據傳輸距離的遠近、現場自然條件的不同,其功率的大小可以按要求配製,在遇障礙物阻擋的情況下,可採用架設中繼(圖像 / 數據)系統。
4、 森林防火涉及的范圍廣,距離遠。各個需要監控的林區與監控管理中心距離較遠,分布較為分散。通常採用 2.4G 與 5.8G 產品混合組網模式。對於分布密集的遠端點採用 5.8G 點對多點組網模式;對於個別距離較遠的遠端點可以採用 2.4G 產品組網。
5、 前端設備的供電。在森林防火監控系統中,能夠給前端設備提供穩定的電源是非常重要的。所以我們在選擇監控點的時候,要盡量考慮選擇有固定電源的地方,但大家會考慮到有電源的監控點距離中心很遠,這時就體現出遠距離傳輸的無線設備優勢。如果無法找到合適的有源點,那麼只能採用太陽能供電方式。
在採用太陽能供電方式時,首先,要選擇專業的太陽能電源公司的產品;其次,太陽能供電系統最少要保證在陰雨天,能給每一個監控點的前端所有設備提供 24 小時的電力。太陽能供電系統由太陽電池組件構成的太陽電池方陣、太陽能充電控制裝置、逆變器、蓄電池組構成。太陽電池方陣在晴朗的白天把太陽光能轉換為電能,給負載供電的同時,也給蓄電池組充電;在無光照時,由蓄電池給負載供電。
6、 避雷接地要安全可靠。森林防火監控系統的軟肋是前端的避雷與接地,前端設備的避雷與接地直接影響整個工程的安全性和可靠性,忽視了避雷與接地將會給用戶帶來巨大的的損失,避雷原則是所有設備都要安裝在避雷針的保護范圍之內,接地電阻不大於 10 歐姆,如工程商沒有避雷與接地能力,建議與本地專業的避雷與接地公司合作,避雷與接地的自身特點是由環境決定的並影響到的實際避雷效果,因此脫離了工程所在地的具體情況而設計避雷與接地是紙上談兵,且不可行。
7、為及時發現火警,前端需要有煙感等感應器以及報警聯動設備。此時,需要注意:
(1)將感應器與報警聯動設備正確與視頻編碼器的 485 線連接。
(2)設置 485 地址。
(3)前端和後端的控制協議必須保持一致。
(4)遠端及後端設備的波特率必須設置一致。
8、中心實時監控前端設備工作狀態。由於整個監控前端設備地處深山,維護極為不便,所以中心要能隨時掌握前端設備的工作狀態,對維護將起到重要的指導分析作用,一方面降低了整個系統維護工作的強度和費用,另一方面也保護了用戶和工程商雙方的利益。
9、後端監控指揮控制系統通常是以多客戶端方式查看圖像。在無線鏈路帶寬足夠的前提下,所有圖像應採用組播方式傳輸,以便節約無線鏈路帶寬,保證無線鏈路的穩定性。此時,監控中心的交換機必須具備組播轉發控制功能,防止廣播風暴發生。
無線傳輸鏈路的要求
在選擇微波產品時,要滿足能夠在惡劣復雜的森林環境下建立可靠高效的鏈路,從而保證整個系統的性能,那麼必須要考慮以下因素:
1. 滿足室外型產品。
2. 支持遠距離和點對多點大規模組網傳輸,提供足夠高的鏈路帶寬,同時支持帶寬分配。
3. 支持視頻組播包的轉發控制。
4. 無線傳輸的高穩定性和可靠性。
5. 安裝簡便、具有強大的管理功能、維護成本低
6. PLC的CPU裝置中硬體主要有哪幾部分構成各部分作用是什麼
PLC的硬體主要由中央處理器(CPU)、存儲器、輸入單元、輸出單元、通信介面、擴展介面電源等部分組成。其中,CPU是PLC的核心,輸入單元與輸出單元是連接現場輸入/輸出設備與CPU之間的介面電路,通信介面用於與編程器、上位計算機等外設連接。
對於整體式PLC,所有部件都裝在同一機殼內,其組成框圖如圖1所示;對於模塊式PLC,各部件獨立封裝成模塊,各模塊通過匯流排連接,安裝在機架或導軌上,其組成框圖如圖2所示。無論是哪種結構類型的PLC,都可根據用戶需要進行配置與組合。
圖1 整體式PLC組成框圖
圖2 模塊式PLC組成框圖
盡管整體式與模塊式PLC的結構不太一樣,但各部分的功能作用是相同的,下面對PLC主要組成各部分進行簡單介紹。
1.中央處理單元(CPU)
同一般的微機一樣,CPU是PLC的核心。PLC中所配置的CPU 隨機型不同而不同,常用有三類:通用微處理器(如Z80、8086、80286等)、單片微處理器(如8031、8096等)和位片式微處理器(如AMD29W等) 。小型PLC大多採用8位通用微處理器和單片微處理器;中型PLC大多採用16位通用微處理器或單片微處理器;大型PLC大多採用高速位片式微處理器。
目前,小型PLC為單CPU系統,而中、大型PLC則大多為雙CPU系統,甚至有些PLC中多達8 個CPU。對於雙CPU系統,一般一個為字處理器,一般採用8位或16位處理器;另一個為位處理器,採用由各廠家設計製造的專用晶元。字處理器為主處理器,用於執行編程器介面功能,監視內部定時器,監視掃描時間,處理位元組指令以及對系統匯流排和位處理器進行控制等。位處理器為從處理器,主要用於處理位操作指令和實現PLC編程語言向機器語言的轉換。位處理器的採用,提高了PLC的速度,使PLC更好地滿足實時控制要求。
在PLC中CPU按系統程序賦予的功能,指揮PLC有條不紊地進行工作,歸納起來主要有以下幾個方面:
1) 接收從編程器輸入的用戶程序和數據。
2) 診斷電源、PLC內部電路的工作故障和編程中的語法錯誤等。
3) 通過輸入介面接收現場的狀態或數據,並存入輸入映象寄有器或數據寄存器中。
4) 從存儲器逐條讀取用戶程序,經過解釋後執行。
5) 根據執行的結果,更新有關標志位的狀態和輸出映象寄存器的內容,通過輸出單元實現輸出控制。有些PLC還具有製表列印或數據通信等功能。
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安防監控基礎知識匯總 (適合新手看)
一、鏡頭探析
1.鏡頭的種類(根據應用場合分類)
廣角鏡頭:視角90度以上,觀察范圍較大近處圖像有變形。
標准鏡頭:視角30度左右,使用范圍較廣。
長焦鏡頭:視角20度以內,焦距可達幾十毫米或上百毫米。
變焦鏡頭:鏡頭焦距連續可變,焦距可以從廣角變到長焦,焦距越長則成像越大。
針孔鏡頭:用於隱蔽觀察,經常被安裝在如天花板或牆壁等地方。
2.被攝物體的大小、距離與焦距的關系
假設被攝物體的寬度和高度分別為w.h,被攝物體與鏡頭間的距離為l,鏡頭的焦距為f。
3.相對孔徑
為了控制通過鏡頭的光通量的大小,在鏡頭的後部均設置了光圈。假定光圈的有效孔徑為d,由於光線折射的關系,鏡光實際有效的有效孔徑為d,比d大,d與焦距f之比定義為相對孔徑a,即a=d/f,鏡頭的相對孔徑決定被攝像的照度,像的照度與鏡頭的相對孔徑的倒數來表示鏡頭光圈的大小。f值越小,光圈越大,到達ccd晶元的光通量就越大。所以在焦距f相同的情況下,f值越小,表示鏡頭越好。
4.鏡頭的焦距
1)定焦距:焦距固定不變,可分為有光圈和無光圈兩種。
有光圈:鏡頭光圈的大小可以調節。根據環境江照的變化,應相應調節光圈的大小。光圈的大小可以通過手動或自動調節,人為手工調節光圈的,稱為手動光圈。鏡頭自帶微型電機自動調整光圈的,稱為自動光圈。
無光圈:即定光圈,其通光量是固定不變的。主要用於光源恆定或攝像機自帶電子快門的情況。
2)變焦距:焦距可以根據需要進行調整,使被攝物體的圖像放大或縮小。 常用的變焦鏡頭為六倍、十售變焦。
三可變和二可變鏡頭
三可變鏡頭:可調焦距、調聚焦、調光圈。
二可變鏡頭:可調焦調、調聚焦、自動光圈。
5.先配鏡頭原則
為了獲得預期的攝像效果,在選配鏡頭時,應著重注意六個基本要素:
a)被攝物體的大小
b)被攝物體的細節尺寸
c)物距
d)焦距
e)ccd攝像機靶面的尺寸
f)鏡頭及攝像系統的解析度
操作步驟:
* 移開鏡頭防尖裝置,連接上鏡頭。
* 如果使用cs鏡頭,請降下c圈(5mm),然後鎖住cs鏡頭裝置。
* c型鏡頭可直接安裝使用。
* 連接視頻輸出(bnc)至監視器或其它設備。
* 插上dc12v電源/ac220v * 檢查led是否亮。
* 當圖像一旦模糊時,請調整鏡頭焦距。
二、監控系統設備介紹
①雲台
在前面的介紹中我們常提到雲台,但有的人對它沒有什麼感性認識,其實雲台就是兩個交流電組成的安裝平台,可以水平和垂直的運動。我們所說的雲台區別於照相器材中的雲台,照相器材的雲台一般來說只是一個三腳架,只能通過手來調節方位;而監控系統所說的雲台是通過控制系統在遠端可以控制其轉動方向的。 雲台有多種類型: 按使用環境分為室內型和室外型,主要區別是室外型密封性能好,防水、防塵,負載大。 按安裝方式分為側裝和吊裝,即雲台是安裝在天花板上還是安裝在牆壁上。 按外形分為普通型和球型,球型雲台是把雲台安置在一個半球形、球形防護罩中,除了防止灰塵干擾圖像外,還隱蔽、美觀、快速。 在挑選雲台時要考慮安裝環境、安裝方式、工作電壓、負載大小,也要考慮性能價格比和外型是否美觀。
②支架
如果攝像機只是固定監控某個位置不需要轉動,那麼只用攝像機支架就可以滿足要求了。普通攝像機支架安裝簡單,價格低廉,而且種類繁多。 普通支架有短的、長的、直的、彎的,根據不同的要求選擇不同的型號。室外支架主要考慮負載能力是否合乎要求,再有就是安裝位置,因為從實踐中我們發現,很多室外攝像機安裝位置特殊,有的安裝在電線桿上,有的立於塔吊上,有的安裝在鐵架上……由於種種原因,現有的支架可能難以滿足要求,需要另外加工或改進,這里就不再多說了。
③防護罩
防護罩也是監控系統中最常用的設備之一,主要分為室內和室外兩種。室內防護罩主要區別是體積大小,外形是否美觀,表面處理是否合格。功能主要是防塵、防破壞。 室外防護罩密封性能一定要好,保證雨水不能進入防護罩內部侵蝕攝像機。有的室外防護罩還帶有排風扇、加熱板、雨刮器,可以更好的保護設備。當天氣太熱時,排風扇自動工作;太冷時加熱板自動工作;當防護罩玻璃上有雨水時,可以通過控制系統啟動雨刮器。 挑選防護罩時先看整體結構,安裝孔越少越利於防水,再看內部線路是否便於聯接,最後還要考慮外觀、重量、安裝座等等。
④監視器
監視器是監控系統的標准輸出,有了監視器我們才能觀看前端送過來的圖像。監視器分彩色、黑白兩,尺寸有9、10、12、14、15、17、21英寸等,常用的是14英寸。 監視器也有解析度,同攝像機一樣用線數表示,實際使用時一般要求監視器線數要與攝像機匹配。 另外,有些監視器還有音頻輸入、s-video輸入、rgb分量輸入等,除了音頻輸入監控系統用到外,其餘功能大部分用於圖像處理工作,在此不作介紹。
⑤視頻放大器
當視頻傳輸距離比較遠時,最好採用線徑較粗的視頻線,同時可以在線路內增加視頻放大器增強信號強度達到遠距離傳輸目的。視頻放大器可以增強視頻的亮度、色度和同步信號,但線路內干擾信號也會被放大,另外,迴路中不能串接太多視頻放大器,否則會出現飽和現象,導致圖像失真。
⑥視頻分配器
一路視頻信號對應一台監視器或錄像機,若想一台攝像機的圖像送給多個管理者看,最好選擇視頻分配器。因為並聯視頻信號衰減較大,送給多個輸出設備後由於阻抗不匹配等原因,圖像會嚴重失真,線路也不穩定。 視頻分配器除了阻抗匹配,還有視頻增益,使視頻信號可以同時送給多個輸出設備而不受影響
⑦視頻切換器
多路視頻信號要送到同一處監控,可以一路視頻對應一台監視器,但監視器佔地大,價格貴,如果不要求時時刻刻監控,可以在監控室增設一台切換器,把攝像機輸出信號接到切換器的輸入端,切換器的輸出端接監視器,切換器的輸入端分為2、4、 6、8、12、16路,輸出端分為單路和雙路,而且還可以同步切換音頻(視型號而定)。 切換器有手動切換、自動切換兩種工作方式,手動方式是想看哪一路就把開關撥到哪一路;自動方式是讓預設的視頻按順序延時切換,切換時間通過一個旋鈕可以調節,一般在1秒到35秒之間。 切換器的價格便宜(一般只有三五百元),聯接簡單,操作方便,但在一個時間段內只能看輸入中的一個圖像。要在一台監視器上同時觀看多個攝像機圖像,就需要用畫面分割器。
⑧畫面分割器
畫面分割器有四分割、九分割、十六分割幾種,可以在一台監視器上同時顯示 4、9、16個攝像機的圖像,也可以送到錄像機上記錄。 四分割是最常用的設備之一,其性能價格比也較好,圖像的質量和連續性可以滿足大部分要求。九分割和十六分割價格較貴,而且分割後每路圖像的解析度和連續性都會下降,錄像效果不好。 另外還有六分割、八分割、雙四分割設備,但圖像比率、清晰度、連續性並不理想,市場使用率更小。 大部分分割器除了可以同時顯示圖像外,也可以顯示單幅畫面,可以疊加時間和字元,設置自動切換,聯接報警器材。
⑨錄像機
監控系統中最常用的記錄設備是民用錄像機和長延時錄像機,因其操作簡單易學,錄像帶也容易保存和購買。 與家用錄像機不同,延時錄像機可以長時間工作,可以錄制24小時(用普通vhs 錄像帶)甚至上百小時的圖像,可以聯接報警器材,收到報警信號自動啟動錄像,可以疊加時間日期,可以編制錄像機自動錄像程序,選擇錄像速度,錄像帶到頭後是自動停止還是倒帶重錄…… 延時錄像機的性能雖然出眾,但價格不菲,而且目前解析度不是很高,在延時錄像時圖像也會丟失一部分,回放的圖像是一頓一頓跳躍的
三、數字化硬碟錄像機的選擇
目前可謂進入了數字化監控主機的春秋戰國時期,。客觀地說,數字化產品因為緊跟計算機技術的快速發展,在硬碟錄像,網路互動,視頻報警,工作時間表,多畫面顯示等方面都有突出的表現,贏得了不少人的青睞,在保安監控,櫃員監控,民用監控等眾多領域逐漸佔有一席之地。也因為該領域發展太快,至今沒有出台國家或行業標准,本文介紹了一些在選擇及評測數字化產品方面的注意事項和技巧,希望對大家選擇數字化監控主機有所幫助。
1、觀界面的選擇
多數數字化監控主機選擇了工控機箱作為外殼,外觀作工印字要精緻美觀,將軟碟機和電源開關用一道機械鎖鎖起來哪種款式對減少人為故障有一定幫助。如果能打開機蓋,應注意觀看一下用的什麼風扇和電源,像奔騰ⅲcpu上的專用風扇平均無故障工作時間在3年以上,而一般風扇平均無故障工作時間可能說不準確,這對每天都連續開機的數字化監控主機而言是一個故障隱患,另外,注意觀看後排的介面接線方式是否可*便利。
為了操作方便,界面應是漢化的,將主要功能都能一目瞭然地反映在主界面上,建議選擇看上去很專業很漂亮操作直觀的界面。最好能像windows操作菜單化。
功能擴展性較強,主要功能分為監視功能,錄像功能,報警功能,控制功能,網路功能,身份識別功能,工作時間表功能,如能有矩陣,雙工對講最好,這兩點很多難做到。下面分別作一介紹。
2、功能的多樣化
(1)、監視功能
監視功能是矩陣主機和數字化主機最主要的功能之一,監視功能無非是看全、看清楚現場的景物,必要時應該有聲音,注意是否視音頻同步。主要通過清晰度、畫面實時程度和顯示形式來決定監視的效果,和電視機顯示不同,不同顯卡和採集卡觀察的效果是不一樣的。像測量ccd攝像機的清晰度一樣,建議選用專業圖形測試卡和線數較高的攝像機作為觀察對象,准確讀出可以觀察到的水平和垂直解析度,作為監視清晰度的依據,一般每秒圖像超過17幀時肉眼看上去是比較實時的圖像,而櫃員制和一些特殊的監控場所要求每秒圖像要達到 25幀或更高,通常可做一些手的快速動作來觀察此功能,比如快速數數、拍手等,此效果應記錄下來作為錄像的回放記錄。顯示形式一般有1、4、7、9、10、16等畫面分割形式,也可將屏幕切到全屏。每一路的亮度、對比度、色彩、飽和度等參數都應是連續可調的,不然在多畫面時因為光線不均等原因無法很好觀看,這也是數字主機優於普通畫面分割器的地方。 在全屏觀察時,可以比較准確地反映畫質、錄像速度及顯卡質量。
(2)、錄像:
錄像效果是數字主機的核心和生命力所在,在監視器上看去實時和清晰的圖像,錄下來回放效果不一定好,而取證效果最主要的還是要看錄像效果,一般情況下錄像效果比監視效果更重要。
清晰度和實時程度的觀察方法和監視效果相似。單位時間錄像所用內存,及單幅畫面的內存也是反映錄像效果的最主要參數。單位時間錄像所佔內存和單幅面所佔用空間對同樣硬碟可以錄像多長時間和網上傳輸圖像的速率都有決定影響。一般標准mpeg格式,每小時每路要錄到600m,而mjpeg格式同時記錄16路畫面標准情況下佔150m,佔用空間差別是相當大的,對於靜態畫面佔多大內存取決於畫面尺寸圖像壓縮比(畫面質量)和圖形格式。對於動態畫面佔多大內存取決於畫面尺寸圖像壓縮比,圖像格式和畫面是否變化及變化快慢,筆者曾對一種數字主機測試,使用mjpeg格式,圖像尺寸設為800×600,圖像運動時佔到3k位元組,而不運動時佔到180位元組。 另外對一些保安監控用主機應具備預置報警錄像功能,它可以將和報警無關的信息濾去不錄,大大減低對存儲容量的要求。有些主機還具備報警後自動增加錄制幀數的功能。這對有效信息的存儲也很有幫助。
特別提醒注意的是:同樣的看起來畫質差不多的圖像,而所佔的空間大小可能相差很大(70m-550m/路/小時)。這時就不能看該機監控界面的顯示了,只能退到操作系統(如windows,nt,unix…)下查看文件的大小才准確。
(3)、報警功能:
報警功能主要指探測器的輸入報警和圖像視頻幀測的報警,報警後系統會自動開啟錄像功能,並通過報警輸出功能開啟相應射燈,警號和聯網輸出信號。
圖像視頻幀測報警是數字監視所獨有的功能,他可以方便地設定視頻觸發區域和靈敏度,在一定意義上可以起到探測器的作用。
按時間段進行自動布撤防功能,預置報警錄像功能和自動對報警錄像進行加幀是傳統報警系統不具備的功能。
報警信號的輸出時間應是可調整的,同時各種報警結果應在計算機中有明確記載。
(4)、控制功能:
主要指通過主機對於全方位攝像機雲台,鏡頭進行控制,這一般要通過專用解碼器完成,主要觀察一下操作是否靈活可*。
(5)、網路功能:
通過區域網撥號上網經過簡單身份識別可以對主機進行各種監視錄像控制的操作
四、簡介超低照度攝像機與紅外燈
超低照度攝像機是近年來隨著半導體技術發展而推出的監控行業熱點產品。目前已廣泛用於金融、文博、酒店、寫字樓、 住宅小區物業管理等領域。由於傳統的攝像機難以滿足24小時連續監控(因為不可能在任何地點都做到24小時開燈)的需求,新技術型的超低照度攝像機抓住這一良機迅速發展起來。
一般的超低照度攝像機大都採用exview had 技術,採用exview had ccd的攝像機,對外界光線的敏感程度會大大提高,在近紅外區域,其感度可以提高到普通攝像機的4倍,如(圖1)。因此,即使在非常暗的環境下,這種攝像機通常可以看到人眼看不到的物體,這一技術的出現受到了監控市場的歡迎,對各種光照環境下均可表現出最佳的效果,特別是配合專用的紅外照明設備,可以得到高清晰度的黑白圖像,實現0照度的監控(完全無光的情況下)。在近紅外760mm-1100mm的近紅外區域,如果配合合適波長的紅外照明,就可以實現清晰的黑白圖像。
類似地獲得低照度下圖像的方法是通過電荷單幀累積方式增加ccd在單幀圖像的爆光量,從而提高攝像機對單幀圖像的靈敏度。這種方式也可以獲得較低的照度指標,但是需要降低圖像的連貫程度,所以選擇這種攝像機時要注意盡可能不要同雲台一起使用,否則會造成丟失畫面的現象。在獲得低照度下圖像上還有一些其它的辦法,但都不能從根本上解決照度問題。
另外,在選擇使用低照度攝像機和紅外線燈時要注意幾點。
第一,必須選擇適當的鏡頭。為了提高攝像機對紅外燈以及景物的敏感度,應盡可能選用通光量大的鏡頭,並注意在使用自動光圈或電動二可變鏡頭時,要盡可能開大光圈的驅動電平值。因為一般隨著鏡頭焦距的增加,其通光量會相對減少,在選擇紅外燈時要留一定的餘量,並注意紅外燈的標稱指標。
第二,紅外燈的選配電源應盡可能要滿足其所需的最小電功率,經常發生照射距離不夠的情況。
第三,要考慮被攝像景物的反光程度,由於紅外線具備可見光相同的如反射、折射等特性,因此,在目標景物周圍如果沒有良好的反光環境(如建築物、圍牆、標牌)時應考慮一定的距離餘量
五、雲台
雲台是安裝、固定攝像機的支撐設備,它分為固定和電動雲台兩種。
固定雲台適用於監視范圍不大的情況,在固定雲台上安裝好攝像機後可調整攝像機的水平和俯仰的角度,達到最好的工作姿態後只要鎖定調整機構就可以了。
電動雲台適用於對大范圍進行掃描監視,它可以擴大攝像機的監視范圍。電動雲台高速姿態是由兩台執行電動機來實現,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,雲台上的攝像機既可自動掃描監視區域,也可在監控中心值班人員的操縱下跟蹤監視對象。
雲台根據其回轉的特點可分為只能左右旋轉的水平旋轉雲台和既能左右旋轉又能上下旋轉的全方位雲台。一般來說,水平旋轉角度為0°~350°,垂直旋轉角度為+90°。恆速雲台的水平旋轉速度一般在3°~10°/s,垂直速度為4°/s左右。變速雲台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中,雲台的水平旋轉速度高達480°/s以上,垂直旋轉速度在120°/s以上
六、硬碟錄像機產品特性:
硬碟錄像機的基本功能是將模擬的音視頻信號轉變為mpeg數字信號存儲在硬碟(hdd)上,並提供與錄制、播放和管理節目相對應的功能。
其突出特性體現在以下幾個方面
1.實現了模擬節目的數字化高保真存儲 能夠將廣為傳播和個人收集的模擬音視頻節目以先進的數字化方式錄制和存儲,一次錄制,反復多次播放也不會使質量有任何下降。
2.全面的輸入輸出介面 提供了天線/電視電纜、av端子、s端子輸入介面和av端子、s端子輸出介面。可錄制幾乎所有的電視節目和其它播放機、攝像機輸出的信號,方便地與其它的視聽設備連接。
3.多種可選圖像錄制等級 對於同一個節目源,提供了高、中、低三個圖象質量錄制等級。選用最高等級時,錄制的圖象質量接近於dvd的圖象質量。
4.大容量長時間節目存儲,可擴展性強 用戶可選用20.4gb、 40gb或更大容量的硬碟用於節目存儲。以20.4gb 容量計算,在選定的碼率下可錄制節目時間的關系如下表所示:
碼率(mbps) 可錄制節目時間(小時)
6 7
4 10
2 20
1.15 38
5.具有先進的時移(timeshifting)功能 當不得不中斷收看電視節目時,用戶只需按下timeshifting鍵,從中斷收看時刻開始的節目都將被自動保存起來,用戶在處理完事務後還可以從中斷的位置起繼續收看節目,而不會有任何停頓感。
6.完善的預約錄制/播放節目功能。 用戶可以自由的設定開始錄制/播放節目的起始時刻、時間長度等選項。通過對預約節目單的編輯組合,可以系統化地錄制各種間斷性的電視節目,包括電視連續劇。
7.強大的網路信息家電中心 用戶通過網路通訊介面,使用dvr度身定製的網路瀏覽器,配備相應的網路資源,將可以享用豐富的網路在線信息。
8.提供便捷的管理已錄制節目的方法 用戶可以按照錄制時間、節目種類等方式對已錄制的節目進行組織和分類,隨意在喜好的位置設定書簽。
9.提供隨心所欲的播放方式 由於硬碟快速、隨機存儲的特點,欣賞錄制好的和正在錄制的節目時,都可以用比當前dvd播放機更多種、更靈活的方式進行特技播放,快速播放時圖像更加平滑,慢速播放時具有更高的細節解析度。
七、安防工程中光端機的選擇技巧
目前市場上多路數字視頻光端機,涉及的技術指標種類繁多,大部分工程商和用戶也缺乏相應的手段而無法判斷技術指標的合理性與真實性,因此在選擇產品時容易迷失方向。本文描述了兩項在工程中比較關鍵且容易驗證的技術指標,並著重從可*性和實用性方面,分析了在安防監控工程中怎樣選擇多路數字視頻光端機。
1.技術指標考慮
多路數字視頻光端機可具備多種功能,每一類功能都有相應的技術指標要求,如視頻指標、音頻指標、非同步數據指標、乙太網指標等等。具體的技術指標可以要求廠商提供第三方的測試證明,有條件的工程商應該在選購設備前按照廠商提供的指標進行復測,以檢驗設備的實際技術指標和廠商的誠信度。這里著重從工程的角度簡單說明以下兩項視頻指標。
1.1 3db視頻帶寬足夠
視頻帶寬是一個老生長談的問題。視頻帶寬不足,監視畫面細節部分就不夠清晰,水平解析度就低,嚴重的甚至出現了色彩失真或丟失。正是由於視頻帶寬對圖像質量的重要性,有些不法廠商故意誇大產品的視頻帶寬欺騙客戶。某廠商生產的多路數字視頻光端機宣稱其視頻帶寬為8m,可其對外公布的視頻采樣頻率是12.5m。按照奈奎斯特采樣定律,要真實地還原信號,其采樣頻率至少應該是信號頻率的兩倍。如此算來,這家廠商的光端機其理論視頻帶寬無論如何也不可能超過6.25m。顯然,這是一個誇大性能欺騙客戶的謊言,這樣沒有商業信譽的廠商不應放在考慮選購范圍之列。但並不是所有的客戶都能夠准確識別廠商的謊言,對於一般的工程商和用戶通過觀察圖像的細節,可以粗略判斷設備的視頻帶寬。
1.2 apl范圍足夠寬
apl,即圖像平均電平,許多工程商不太注意或不太熟悉這個指標。但是,如果說到有些工程中遇到的這么一個問題:視頻信號經過光端機傳輸,當畫面中有大面積的白色時(如攝像機被強光照射時)監視器上的畫面就會水平抖動,那麼工程人員一定不陌生。這就是因為有些廠商生產的視頻光端機的apl范圍太窄,當圖像信號中有大面積白色時,每行圖像信號中的直流分量增大,apl將會升高,從而造成行同步信號幅度減小或丟失,監視器無法檢測到行同步而發生畫面抖動。
2.可*性考慮
作為安防監控工程,設備的可*性應該是第一考慮要素。而設備的可*性是設備廠商在產品設計時就必需考慮的,但是,有些廠商可能會因為某些原因而不願做或不知道怎麼做這方面的工作。這里著重從工程的角度簡單地討論以下問題。
2.1 供電方便,電源范圍寬
供電是保證數字視頻光端機可*性的首要考慮要素,供電不能保證可*、合理,談數字視頻光端機的可*性就成了水中撈月。採用220vac供電的視頻光端機取電比較方便,可*性也較高,工程中應視情況盡量選擇220vac供電的光端機。這種光端機目前主要有兩種供電方式,一種是電源外置式,一種是電源內置式,即電源和光端機一體化。從工程應用來看,電源內置不僅安裝方便,而且可*性較高,因此目前的多路數字視頻光端機大都採用電源內置式。
基於國內電網情況,結合工程場地實際,應盡量選擇輸入電源范圍寬的多路數字視頻光端機。一般應盡量選擇使用開關電源的光端機。開關電源與線性電源相比,不僅效率高,而且開關電源輸入電壓很寬,基本能保證160vac~265vac范圍內正常工作,其輸出電壓不會隨著輸入電壓變化而變化,從而不會影響光端機的工作性能和技術指標,也就不會因為電網不穩而造成光端機重復啟動,中斷監控視頻、音頻信號的傳輸。
2.2 溫度、濕度適應性強
在有的安防監控工程中,光端機的工作條件比較惡劣,溫度變化范圍寬,空氣濕度大。有的野外監控點偶爾還會停電,光端機工作時發熱,停電時設備冷卻就會有冷凝水珠。這都要求多路數字視頻光端機在溫度范圍和允許的濕度方面有更多地考慮,以保證其能在惡劣環境下穩定工作,適應安防監控需要。
3.1 外觀大方,結構合理
多路數字視頻光端機技術含量高,其外觀應小巧精緻,美觀大方,整體結構必須盡量的符合工程安裝要求。一般室內型多路數字視頻光端機除採用19 伎磯紉允視π滄壩詒曜 19 薊 櫃外,還應兼顧工程中將光端機置於桌面或壁掛的需要。另外,多路數字視頻光端機還必須具有良好的散熱性能和電氣接觸性能。
3.2介面豐富,布局合理
多路數字視頻光端機除要求足夠的視頻介面外,還可能要求或者將來可能要求配備其他功能豐富的介面,如高保真音頻介面、普通電話介面、非同步數據介面、乙太網介面和開關量介面等,這就要求選擇的多路數字視頻光端機必須具備系統升級能力,不至於因網路升級或系統功能改變而完全更換設備,從而保護用戶的前期投資。
多路數字視頻光端機介面種類多,數量多,與這些介面相配套可能還有一些模式設置撥碼開關,所有這些元素構成的用戶操作界面應該布局合理,介面間留有相當的操作空間,方便工程安裝和維修。例如視頻介面太過密集,實際應用中就會出現了為維修某一個視頻接頭,必須拔掉其他正常視頻接頭的尷尬局面。
3.3 指示燈含義明確,方便工程開通和維護
為方便工程開通和工程維護,多路數字視頻光端機應標示有含義明確的指示燈。除電源指示燈外,多路數字視頻光端機的收發端機都必須具備視頻有無指示燈,指示相應的視頻通道有無視頻信號輸入或輸出,工程人員和用戶在工程開通階段和工程維護階段就可以根據視頻指示燈的指示,判斷開通和維護中的情況,定位故障點,盡快地解決可能發生的問題。
另外,對於音頻和數據部分,也應提供相應的指示燈。簡單的方式是參考電信設備的做法,提供同步指示燈和環路指示燈,工程人員和設備廠家據此可以判斷是設備系統故障,或是介面部分故障,從而做出正確的反應。
對於乙太網介面,應按照數據通信設備的通用要求,提供連接/活動指示燈、全雙工/半雙工指示燈、10m/100m指示燈。
多路數字視頻光端機還應提供系統指示燈,指示發送設備是否正常和接收設備是否正常,以方便工程人員區分是設備故障還是光纖鏈路故障。
綜上所述,用戶在選擇設備時可從設備的技術指標、可*性、實用性對其進行考量,依照前述的方法多做比較,根據工程實際狀況做適己方案,最後一定能找到最適合自己的多路數字視頻光端機。
8. 什麼是坦克的火控系統其作用是什麼
火控系統即火力控制系統,用於控制武器的搜索/瞄準/攻擊
坦克火控系統包括潛望鏡、瞄準鏡、激光測距儀、坦克夜視儀、高低機和方向機、火炮穩定器和帶有多種感測器的火控計算機。下面我們將逐一介紹。
1.潛望鏡
供觀察用的潛望鏡,分為無放大倍率和放大倍率的兩種。無放大倍率的潛望鏡,是根據光學中平面鏡成像的原理,由鏡體加上下反射鏡等組成的。根據需要改變上下反射鏡相對位置可製成不同潛望高度的潛望鏡,有的還可製成旋轉和俯仰式的,以便回轉周視,增大觀察范圍。坦克上有車長觀察潛望鏡,炮長、二炮手用於搜索、觀察的炮手潛望鏡,駕駛員潛望鏡,以及水陸坦克高潛望鏡。
有放大倍率的潛望鏡可以增大視見距離。它是由上、下反射鏡和物鏡組,分劃鏡(有的沒有),目鏡組和鏡體等組成的。有晝視、晝夜互換、晝夜組合、測光測距與晝夜視組合,穩像式的觀瞄測距組合系統等類型。
指揮潛望鏡安裝在炮塔的指揮塔前方位置上,可隨指揮塔轉動和相對指揮塔俯仰。指揮潛望鏡是潛望鏡和望遠鏡的結合,它既能觀察較近目標,又能對較遠的目標進行放大。它是車長用來觀察戰場,搜索和指示目標,判定火炮至目標的距離和測量射彈偏差用的望遠觀察儀器。
2.瞄準鏡
坦克炮瞄準鏡是供炮長操縱火炮和並列機槍時,用以發現目標,直接瞄準目標,測量距離,修正射彈偏差,觀察戰場,觀察彈著點的一種光學儀器。坦克炮瞄準鏡大多是光學絞鏈式直筒望遠瞄準鏡。它由物鏡組、分劃鏡、光學絞鏈、變倍系統、目鏡組和鏡體等組成。它裝在火炮左側,鏡頭部分固定在火炮搖架左側的瞄準鏡支架上,接眼的目鏡部分固定在炮長座位前面的活動吊架上,以便於炮長瞄準用。火炮俯仰時,通過鏡筒中部的活動絞鏈使鏡頭的物鏡一端隨之俯仰,並通過炮塔前部橢圓形開口瞄準目標。目鏡處有護眼圈和護額墊,以保證坦克顛簸時不致碰傷乘員。這種瞄準鏡通常能將目標放大7~10倍(辨認遠處目標和提高瞄準精度時用)和3.5~5倍(視場角較大,一般用作觀察戰場,搜索目標)兩檔,可以根據不同的需要,變換放大倍率。這種瞄準鏡利用測距分劃,只能對事先已知尺寸為2.7米高的目標(如敵坦克)進行測距,精度低,1000米的距離誤差竟達80~100米。在裝有較先進的火控系統的坦克上,這種瞄準鏡僅作為輔助瞄準裝置使用,即在先進的火控系統出現故障時才使用。
近年來出現的指揮儀式火控系統中,炮長採用了獨立穩定式瞄準鏡,或稱穩像式激光測距瞄準鏡,如豹Ⅱ坦克上的EMSE-15型炮手用綜合式瞄準鏡。該瞄準鏡內有一具備有兩個放大倍率(如8倍、16倍)的單目光學潛望式瞄準鏡、釹玻璃激光測距儀,以及穩定瞄準線的設備。穩定的主瞄準線在方向上有一定的活動范圍,高低方向上則取決於火炮瞄準角的修正角度。其瞄準線的穩定多是在平行光路中通過穩定反射鏡來實現的。光線從入射窗進來後,經反射鏡反射,通過透鏡、直角棱鏡在分劃鏡上成像,觀察者則通過目鏡和棱鏡組進行觀察。這種指揮儀式火控系統的一般工作過程如下:炮長通過控制裝置使瞄準線對准目標,此時火炮自動隨動於瞄準線。對准目標後進行測距和跟蹤,隨後,火控計算機根據輸入的距離、目標速度、傾斜角與各彈道修正參數,計算出提前角。該提前角信息僅輸送給炮塔和火炮驅動系統,驅動火炮到達允許的射擊提前位置。一旦火炮進入計算機所規定的允許射擊位置,就自動進行射擊。為了判斷火炮是否進入允許射擊位置,一般在系統中設有一個具有邏輯判斷功能的重合電路或稱射擊門電路。由於這種瞄準鏡有獨立的瞄準線穩定裝置,炮長直接控制的是瞄準線而不是火炮,需要穩定的往往只是一個棱鏡或鏡座,質量很小,所以瞄準線的穩定精度很高,可達0.2密位,遠遠超過了火炮的穩定精度,使射擊精度大為提高,可以實現行進間對運動目標的射擊。必須指出,瞄準線獨立於火炮,動態精度雖然提高,但靜態精度卻有所降低。
激光測距儀與晝夜間瞄準鏡合成一體以及瞄準線的穩定,可使炮長不論在白天還是夜間,不論在原地還是在行進中都能判定目標距離並對目標進行准確的射擊。美國的XM-803坦克裝上這種瞄準鏡以32公里/小時的速度越野時,瞄準線誤差值在水平和高低兩個方向上不大於0.5密位。坦克炮有了這種瞄準鏡和其他先進的火控部件組成的火控系統,不管坦克如何顛簸,都能保證有較高的首發命中率。
3.激光測距儀
激光測距儀是用激光來測定坦克至目標距離的一種儀器。利用激光測距比用目測判斷距離或用光學測距的精度都高,而且精度不受距離遠近的影響;激光測距儀體積小,重量輕,操作和使用方便,易於掌握;抗干擾性強。但是,它在大霧彌漫能見度差激光衰減嚴重的情況下,無法測距。
激光測距儀的測距原理是怎樣的呢?大家知道,距離=速度×時間。激光測距儀就是根據這個基本道理設計的。測距時,激光測距儀向目標發時一個激光脈沖,由於目標的漫反射,部分能量被反射回激光測距儀。激光測距儀測量出從發射激光脈沖到接收到回波激光脈沖所經過的時間t、則激光測距儀到目標的距離S就可以求出。因為光速C約為30萬公里/秒,在激光測距儀測量出的時間t內,激光經過一個來迴路程,所以1/2Ct就是激光測距儀到被測目標的距離S。但是,由於光速極快,其運行幾百米、幾千米的時間,是用鍾表無法精確測出的。採用時標振盪器(石英晶體振盪器)可以計時。這種振盪器振盪頻率極高,比如每秒鍾能產生3000萬個晶振脈沖,每個脈沖的持續時間就是3000萬分之一秒。測距時,在發射激光脈沖的同時,計數器開始記錄晶振脈沖的個數,一直記到接收到回波激光為止。如果共記錄n個脈沖,那麼,n×3×10-7秒就是激光脈沖在激光測距儀和目標間往返一次的時間。顯然,用這種方法可以精確地測量出時間t,從而算出目標的精確距離。
激光測距儀種類繁多,性能各異。但其結構都包括電源、激光器、激光發射光學系統(發射望遠鏡)、激光接收光學系統(接收望遠鏡)、電控系統(光電元件、放大整形、門控電路、時標振盪器、計數器等)、距離顯示器等幾部分。激光測距儀的工作過程如下:接通電源,激光測距儀及其時標振盪器開始工作。這時由於門關閉,時標振盪器的脈沖信號不能進入計數器。當測距儀對准目標且炮長按下觸發按鈕時,激光器就發出一個很強很窄的激光脈中。激光器發出的激光要分成兩路:一路激光束經過發射光學系統,使激光束發散角進一步減小後射出並經大氣傳輸打到目標上;另一路就是其中的極小一部分激光立即由取樣棱鏡的反射而進入光電元件的光敏面上,作為發射參考信號(取樣信號或稱主波信號),來標定激光出發的時間。參考訊號到達光電轉換器(光電倍增管等),將光訊號轉換成為電信號,即光脈沖變成電脈沖。這個電脈沖經放大整形後送入時間測量系統,打開電子計數器的電子門,此時,時標振盪器的脈沖信號進入計數器,計錄器開始記錄脈沖個數(即開始計算時間)。而射向目標的激光脈沖,由於目標的漫反射作用,總有一部分光從原路反射回來,而進入接收光學系統,由目標返回的激光脈沖(接收信號或稱回波信號)同樣也經過光電轉換器、放大整形電路而進入時間測量系統,回波信號推動電子門發出關門指令,使電子門關閉,時標振盪器的脈沖信號不能進入計數器內,計數器停止計數(停止計算時間)。時間測量系統的計數器把所記錄的脈沖個數經解碼電路換算成距離,通過距離顯示器顯示出來,所顯示的數字,就是被測目標的距離。同時,把測出的目標距離信息自動輸入火控計算機。
激光測距瞄準鏡藉助瞄準鏡視場內的指標可與坦克武器一起進行校正。獨立式激光測距儀是根據望遠鏡原理製成的接收望遠鏡和發射鏡望遠鏡各有其獨自光學元件的測距儀。其主機部分(收、發機部分)通常安裝在坦克炮塔外部的裝甲匣內,其控制部分位於炮長和車長的工作位置上。獨立式激光測距儀通常是藉助坦克炮瞄準目標的,這時,兩者的光軸必須一致(兩者同時對准一個目標)。也就是說炮長通過瞄準鏡瞄準目標後,激光測距儀也對准這個目標,只要按下激光發射按鈕,就可以測出目標的距離並在距離顯示器上顯示出距離數值,使用起來非常方便。
現代坦克用激光測距儀測距范圍為300~10000米,測距誤差為±5~10米,每分鍾能測距6~12次,最高達每秒鍾1次,在各種氣候條件下測距的可靠性達99%。在-40℃~+50℃的溫度下都能正常工作。但是由於激光的光束較狹窄,對准目標較困難,所以當目標比較隱蔽,其前後有煙帶、樹木、土堆或農作物(仍可見目標)等時,不易測得其真實目標距離,目前有的已有「選擇」數據的能力,由乘員控制來解決,即在一次發射中,能選擇讀第一或第二或第三返回的數據,而舍棄其他數據。美國M-1坦克採用的二氧化碳激光測距儀比較簡單,測距效能高,對人眼也安全;該測距儀和熱成像儀一體化之後,能夠晝夜測距。所以,它是一種較理想的激光測距儀。
4.夜視儀
第二次世界大戰後期德國人在車輛上安裝了一種儀器,使車輛在黑夜不開燈就可高速行駛,從而把V-2火箭在夜間送往前線,成功地避開了同盟國軍隊的監視和空襲。這種儀器就是最早的坦克夜視儀。現在的主動紅外夜視儀就是由它演變而來的。所謂坦克夜視儀就是利用紅外線或放大天然微光原理供坦克乘員進行夜間觀察和瞄準的儀器。現代坦克上主要用主動紅外夜視儀、被動紅外夜視儀和微光夜視儀。
(1)主動紅外夜視儀
紅外夜視儀是用目標(物件、人員)發出的或反射回來的紅外線進行觀察的夜視儀器。現代坦克裝配有駕駛員紅外夜視儀、車長紅外夜視儀、炮長紅外夜視儀和炮長紅外夜間瞄準鏡。主動紅外夜視儀靠自帶紅外光源(紅外探照燈)照射目標,利用被目標反射回來的紅外線轉換成可見圖像,由紅外探照燈、觀察鏡、電源三部分組成的。由於自然界物體的溫度較低,輻射出的紅外線能量很小,不能滿足儀器的成像要求,所以需要紅外探照燈或帶有紅外濾光玻璃的白熾探照燈來發射人眼行不見的紅外輻射。主動紅外夜視儀的工作原理如下:當接通電源後,紅外探照燈發射出紅外線,照射前方目標,由主動紅外夜視儀中的觀察鏡的物鏡接收目標反射回來的紅外線,在紅外交像管的光電陰極面上形成目標的紅外光學圖像,通過變像管將不可見的紅外目標像換成人眼可見的目標圖像,在熒光屏上顯示出來,於是人眼就可通過觀察鏡的目鏡觀察到目標的圖像。目前,坦克駕駛員紅外夜視儀的視距(目標是坦克)為60~100米,車長紅外夜視儀的視距(目標是坦克)為800~1000米,炮長紅外夜間瞄準鏡的視距為1200米,有的可達1500米。主動紅外夜視儀因為有紅外探照燈照明場景,光束照射到目標上將使景物間形成了較顯著的明暗反差,所以圖像消晰,利於觀察但是容易自我暴露(紅外探照燈向外發射紅外線、容易被紅外探測器發現)而招來火力攻擊,而且觀察的范圍只限於被照明的景物,視距也受到探照燈的尺寸和功率的限制,紅外探照燈易被打壞,因而逐步為各種被動式的夜視儀器所代替。
(2)微光夜視儀
夜間的月光、星光、銀河系的亮光和大氣輝光等,通稱為「微光」。利用夜空的微光並加以放大,使人眼能看得見目標圖像的一種儀器稱為微光夜視儀。微光夜視儀的總體結構與主動式紅外線夜視儀基本相同,唯一的區別是省去了紅外線光源——紅外探照燈,所以它是一種被動式夜視儀器。微光夜視儀的關鍵部件是像增強器,它把微弱夜天光(其照度低於0.1勒克斯)照明下人眼分辨不清的景物圖像轉換成人眼可看清的可見光景物圖像。微光夜視儀工作原理如下:其光學系統的物鏡接收目標反射的自然微光,在像增強器的第一級光電陰極面上形成極為微弱的目標光學圖像,經像增強器增強(其亮度增益通常為幾萬倍)後,在最後一級熒光屏上顯示可供人眼觀察的目標圖像。微光夜視儀構造簡單,體積較小,耗電較少,特別是不需人工的紅外光源,因而使用安全可靠,不易暴露,從而提高了坦克在夜間的隱蔽性。英軍在馬島戰爭中,藉助這種夜視設備最終佔領了馬島,就是個明證。但是,微光夜視儀的觀察效果和作用距離,受周圍環境的自然照度(星光或輝光的亮度)和大氣透明度影響較大,在全黑條件下幾乎不能工作。與主動紅外夜視儀相比,圖像不如後者清晰。特別是當天空中有密布的濃雲和貼近地面的煙霧與無定向的散射將使景物的照度和對比度明顯下降,會嚴重地影響觀察效果。所以在某些坦克上還同時裝有主動紅外夜視儀或被動紅外夜視儀。利用級聯式像增強器的微光夜視儀,基本上能符合戰術性能要求,但它遇到炮口焰、爆炸閃光等會產生模糊現象,最後一級圖像還有畸變,因而不得不時常中斷工作。在像增強器的光電陰極和熒光屏之間插入一個具有電子倍增功能的器件,可以避免閃光造成的模糊現象。目前,較先進的微光夜視儀的夜視距離在星光下已達到1600米,月光下已達2700米。如果把像增強器加在電視機的光導攝像管面前,那麼電視機就可以在微光下工作,成為全被動放大的夜視儀器。豹Ⅰ坦克上的PZB-200型坦克瞄準鏡就是這一種。這種瞄準鏡是由安裝在坦克炮上方的電視攝像機、兩個位於車長和炮長前面的監視器、操縱台和連接電纜組成的。當照度為10-4勒克斯時,使用該瞄準鏡可在1500米距離內進行射擊。
(3)被動紅外夜視儀
大家知道,響尾蛇的眼睛已退化得快成為瞎子了,但它卻能敏捷地捉住老鼠及其他小動物,是因為在響尾蛇的眼與鼻之間的小「頰窩」熱敏感器官(熱源測位器),能接收小動物身上發射出來的紅外輻射,周圍溫度變化在0.003℃它就能感到,且能定方位,引導響尾蛇去獵取食物。被動紅外夜視儀就是根據這種現象研製成的。它是利用紅外探測器將目標與背景間、目標各部分間的輻射差接收後,形成可見的圖像顯示出來,是供人觀察的一種夜視儀。它可利用人體、坦克發動機廢氣等發出的微弱紅外光源進行觀察、瞄準。由於它工作在8~14微米的熱紅外波段,可將處於常溫下的景物的熱輻射分布圖像加以記錄並轉換成可見的光圖像顯示出來,所以又稱為熱成像儀。M-1和豹Ⅱ坦克均裝備有熱成像儀。
被動紅外夜視儀是利用光學掃描技術和對中、遠紅外輻射敏感的固體半導體材料,將地物輻射的紅外能量轉變成電信號,把電信號處理放大後,再轉變成電信號,把電信號處理放大後,轉變成可見光圖像的。來自目標的熱輻射通過輸入光學鏡組(無焦點)照射到掃描器上,並通過一個紅外平行光物鏡聚焦在探測器上。探測器將熱輻射信號轉換成電信號。電信號經過相應放大後通過發光二極體轉換成可見光。通過平行光鏡頭將發光二級管射線控制在掃描鏡的背面。用這種方式,在任何情況下都必然在機械上保證接收熱成像和發光二極體顯像的同步性。因此,可以看到在發光二級管組件中產生、由掃描器組合的「熱圖像」。致冷器的作用是提高系統的靈敏度,減少探測器本身的熱輻射。
被動紅外夜視儀自身無紅外光源,只依賴目標與背景間、目標各部份間的溫差而產生的熱輻射成像,因而不受周圍環境的自然照明條件影響;用它可透過霧、雨、雪觀察目標甚至能透過稀疏的叢林進行觀察,能透過偽裝,探測出隱蔽的車輛和火炮的位置,甚至能辨認機場上剛起不久的飛機留下的「熱痕」輪廓;具有良好的隱蔽性,不易被敵方發現和干擾,使用安全可靠;它不會由於炮口焰、炸彈爆炸等產生致盲效應;對坦克發動機和剛發射過的槍管、炮管等具有較強熱輻射源的目標,它的視距可達數公里。現代較先進的主戰坦克裝備的被動紅外夜視儀視距一般為1200~1500米,最大已達3000米。但是,熱成像儀需要附加的製冷設備不易保證及時更換;冷卻探測器的氣瓶不易得到,換瓶後製冷器系統的污染也是個問題,角度辨率還比較低,目標的細節難以辨認;它所顯示的溫度對比圖像與可見光對比的圖像有所差異,人們觀察不習慣;敵方在含有防紅外葯劑的煙幕或裝備防熱紅外偵察的偽裝裝置掩護下,可能照常能夠機動。
總之,由於坦克上裝有這些夜視儀器,在夜間能看清周圍的目標,所以坦克變成了夜戰的能手。
5.方向機和高低機
對坦克火炮的操縱和穩定是為人們最先注意的問題。現代坦克上裝的動力傳動裝置,以保證最快的瞄準速度並保證迅速地將火力從一個目標轉向另一個目標。此外,火炮還需要最小穩定瞄準速度以保證對目標的精確瞄準。現代坦克的最小瞄準速度為0.05°~0.1°/秒不等,而炮塔的急轉速度已提高到30°/秒和30°/秒以上。
一代坦克炮有兩套操作機構可使用。一套是手工操作,由炮手左手搖動方向機、右手搖動高低機,實施跟蹤和瞄準;另一套是電操縱,高低向一般為電液式,由炮長控制,水平向由炮長通過電機放大機控制。前者使用可靠,但速度慢,現代坦克留作備用。後者既可實施高速跟蹤,又能實施精確瞄準,是常用機構。早期坦克僅有手工操作機構。
(1)炮塔方向機
坦克炮大都安裝在可旋轉的炮塔上。在戰斗時,炮塔應能同速轉動,使火炮對准隨時出現的目標,炮塔還應能低速轉動以對目標進行精確瞄準,或以某一任意速度轉動使火炮跟蹤敵人活動目標,進行概略瞄準或行進間瞄準等等。炮塔方向機就是用來回轉炮塔的,它一般由炮手操縱,但在近代坦克上,為了使車長發現新的目標時能直接將火炮調轉到新目標力向,以提高火力機動性,車長大都能超越炮長直接操縱炮塔。
炮塔方向機一般是由炮塔座圈、方向機減速箱和驅動裝置等部分組成的。炮塔座圈相當於一個大的向心推力球軸承,用來支承炮塔,並使炮塔能相對於車體靈活轉動。行軍時,為了將炮塔可靠地固定住,採用炮塔行軍固定器。方向機減速箱簡稱方向機。它固定在炮塔上,直接用來驅動炮塔。驅動裝置用來驅動方向機減速箱。現代坦克在迅速轉移火力或者使用穩定器時用動力驅動,即用電驅動或液壓驅動。動力驅動的能源是坦克內的蓄電池和發電機。當不使用穩定器或動力驅動裝置發生故障而需要轉動炮塔時,用於驅動。在採用雙向穩定器的坦克上,方向穩定器產生的信號,通過動力驅動裝置來驅動方向機減速箱。目前,方向機的轉速可快可慢,通常可使炮塔以0.05°~30°/秒的任意轉速左右回轉,十分靈活。
(2)高低機
高低機固定在炮框左側,用來賦予現代坦克炮以-10°~+20°的高低射角。高低機主要是由減速機構、保險聯軸器和解脫裝置組成的。減速機構用來賦予火炮以高低射角和使火炮進行瞄準。保險聯軸器用於坦克行進間火炮劇烈顛震時,保護高低機的零件不受損壞。解脫裝置用來使蝸桿和蝸輪分離。
手搖瞄準時,轉動轉輪,動力經減速機構使火炮繞耳軸俯仰。利用穩定器操縱台瞄準時,解脫裝置使蝸桿和蝸輪分離,因而火炮不受高低機控制,即可使用穩定器進行高低瞄準,使用高低穩定器時火炮可在0.07°~4.5°/秒速度范圍內進行俯仰瞄準,快速地改變射擊距離,並准確地捕捉目標。
6.火炮穩定器
坦克在起伏不平或曲折的道路上行駛,會使火炮因車體振動而偏離瞄準角即射角或因坦克轉向而偏離原方位角。在這種情況下,即使通過瞄準鏡發現了目標,也難以操縱火炮高低機和方向機在短促時間內完成精確瞄準與准確射擊。因而需要安裝一種自動調節裝置,以保證火炮不因車體的振動而改變已瞄準的方位。這種裝置就是火炮穩定器,它可將火炮和並列機槍穩定在所賦予的射角和射向上。火炮穩定器分為單向和雙向兩種。僅有火炮高低穩定的是單向穩定器,也稱高低穩定器。不僅能高低穩定,而且也能實現方向穩定的是雙向穩定器。現代主戰坦克大多裝了雙向穩定器。採用火炮雙向穩定器,可使坦克運動時火炮和並列機槍自動地保持在所賦予的高低和方向位置上,從而提高行進間射擊的精度;可用一個操縱台實現高低或水平方向的瞄準,既輕便,又平穩;車長可以超越炮長而直接控制穩定器給炮長指示目標;在火炮不需要穩定時,可用電傳動機構來驅動炮塔。
那麼,火炮穩定器為什麼能使火炮不受車體顛簸的影響呢?這好比人們抱著電視機坐在行駛的汽車上,汽車左右傾斜或前後俯仰,人都能感覺出來,並會通過神經系統驅使身體向相反的方向傾斜或俯仰,從而抵消搖晃、顛簸的作用。坦克火炮穩定器正是一種相當於人體這種功能的裝置。它是由測感機構和執行機構組成的。相當於人的感覺器官的測感機構,專門用來測量和感受坦克車體左右搖擺或前後俯仰的角度大小和速度的快慢。相當於人之手腳的執行機構,根據測感機構測量出坦克車體水平擺動、俯仰角的大小和俯仰速度的快慢,使炮身向相反的方向擺動和俯仰,以抵消車體的晃動和顛簸。
火炮穩定器是由陀螺儀組、操縱台、動力油缸、液壓放大機、電機放大機和炮塔電功機等組成的。現舉例說明其簡單原理:例如,火控計算機定出火炮射擊高低角是0.1°,高低方向的火炮穩定器就將火炮身管穩定在0.1°的位置上。由於火炮身管受車體上下振動的影響,高低角必然會發生變化。如果炮管台高0.05°,高低穩定器中的測感機構——陀螺儀等就會立刻感受到炮管變化0.05°,並將感受到的這個變化量變成電信號,放大後,通過執行機構——電動機和動力油缸等對火炮加修正力,使炮管迅速向下轉動0.05°,恢復到高低角原定的0.1°位置上。此時測感機構就沒有信號輸出,修正力也就立刻消失,炮管也就不再轉動。由於這個修正過程是在很短的時間內完成的,因此,盡管炮管受車體顛簸振動發生變化,但修正合力會使坦克火炮仍能保持在預定射角的允許范圍內。雙向穩定器與單向穩定器的工作原理基本相同,都是利用陀螺儀的定軸性進行穩定,利用陀螺儀的進動性進行瞄準的。所不同的是為了穩定火炮的方向,將陀螺儀的安裝方向轉了90°。穩定精度是評定火炮穩定器的主要指標。據報導,M-1坦克、豹Ⅱ坦克高低瞄準的穩定精度是0.2~0.15密位,方向瞄準的穩定精度是0.4~0.3密位。
7.火控計算機
火控計算機是一種自動賦予火炮射角的儀器,是一個數據處理系統,它是火控系統的核心部分。炮長用瞄準鏡搜索到目標後,進行瞄準並通過激光測距儀測出日標距離,該距離數據將自動輸入火控計算機,火控計算機根據目標距離、選用的彈種、內外彈道數據以及炮管磨損、耳軸傾斜、氣溫、葯溫、風力、風向、初速等的修正量(可用各種感測器測量,也可用人工裝定)進行彈道解算,解算出的瞄準角和方向提前角被送到瞄準鏡並自動裝定表尺,同時輸出電信號控制火炮穩定器賦予火炮瞄準角和方向提前角,並自動調整好火炮的位置,炮長在瞄準鏡內進行二次瞄準即可擊發射擊。除開始瞄準、二次瞄準和彈種選擇外,其他工作程序完全自動化,這不僅縮短了火炮射擊時間,而且提高了火炮射擊精度,使在1500米射程上的命中率可提高70%以上,即使射程提高一倍仍然可以保持命中率。
火控計算機的種類很多,數字式電子彈道計算機比較先進。因為它既能指揮控制坦克炮的射擊,又能指揮控制反坦克導彈的發射,有利於在坦克上採用導彈武器;它比模擬式計算機更能滿足增強坦克的火力的要求,而且可與機載、艦載計算機通用;電子彈道計算機的計算精度高,並且有記憶存儲、邏輯判斷的能力。
火控計算機是由輸入裝置、運算器、存儲器、控制器和輸出裝置等組成的。簡易的火控計算機連存儲器都沒有,用距離解碼來控制運算。輸入裝置用來輸入原始數據和計算程序。存儲器用來保存和記錄原始數據、運算步驟及中間結果。運算器是對代碼進行算術運算和邏輯運算等各種運算的裝置。控制器用來實現機器各部份的聯系和控制,保證計算過程的自動進行。輸出裝置用來輸出計算結果。
彈道計算機的道理和算盤的道理是一樣的:要算一道題,先拿到任務書(相當於計算機的輸入裝置),然後根據需要把記錄在紙上的數據(相當於存儲器),有順序地取到算盤(相當於運算器)上,人用手指撥珠子並決定進行何種運算(相當於控制器),最後把計算結果寫在報告書(相當於控制器),最後把計算結果寫在報告書(相當於輸出裝置)上。但是,火控計算機與算盤有不同之處:算盤是一顆一顆珠子撥算,而且要考慮對中間結果的處理,火控計算機則每秒可以自動進行幾十萬次的運算。裝有這么一套先進綜合火控系統的主戰坦克,無論在白天或黑夜,無論是處於原地還是行進間,都能又准又快地確定火炮射擊的方向與高低角,保證火炮迅速地瞄準敵人的目標(靜止或活動的目標),並把它們擊毀。