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初学者园地之弱电系统与应用电视第一章弱电系统与应用电视系统所谓弱电是针对电力、照明用电相对而言的。通常情况下，把电力、照明用的电能称为强电；而把传播信号、进行信息交换的电能称为弱电。强电的处理对象是能源（电力），其特点是电压高、电流大、功耗大、频率低，主要考虑的问题是减小损耗、提高效率；弱电的处理对象主要是信息，即信息的传送与控制，其特点是电压低、电流小、功率小、频率高，主要考虑的问题是信息传送的效果，如保真度、速度、广度和可靠性等。第一节、弱电系统的内容与分类一、火灾自动报警与自动灭火系统该系统也称火灾自动报警与联动控制系统，或火灾自动报警与消防控制系统，是通过安装在现场的各种火灾探测器对现场进行监控，一旦发生火灾警情产生报警并联动相应的灭火、疏散、广播等设备，达到预防火灾的目的。二、通信系统随着信息时代、知识经济时代的到来，自动控制技术、计算机技术和通信技术的高度发展对建筑物内的信息系统的建设起到了很大的推动作用，真正实现建筑物自动化（BA）、通信自动化（CA）、办公自动化（OA）以及住宅自动化（HA），而独立系统之间必然要通过各种方式（如局域网）连接起来，共享所积累的数据资源，转送和处理数据，并由通信系统与外界公用通信网连接，形成综合通信系统。三、电缆电视和卫星电视接收系统电缆电视和卫星电视接收的应用和推广是为了解决大城市高层建筑或电视信号覆盖区外的边远地区因电视信号反射或屏蔽严重而影响电视信号良好接收问题和丰富节目内容而设置的。电缆电视系统（CableTelevision），缩写CATV，是由早期的功用天线电视系统（CommunityAntennaTelevision）发展而来，开始时是以共用一组接收天线的系统传送，后来发展到以闭路形式或以有线传输方法传送各种电视信号，尤其是扩宽到卫星直播电视节目的接收、微波中继、录像和摄像、自办节目等，使CATV系统合成信息社会综合信息网的组成部分。电缆电视系统也是属于应用电视系统，但是由于与当前使用的以监视控制为目的的电视监控系统从传输的信号方式到应用范围都有很大的差别，因此现在已经单独作为一个弱电系统出现。四、扩音与音响系统扩音与音响系统基本上有三种类型：一是公共广播（PA），属于有线广播系统，包括背景音乐和紧急广播功能；二是厅堂扩音系统；三是专用的会议系统五、安全防范系统安全防范系统的全称为公共安全防范系统，是以保护人身财产安全、信息与通讯安全，达到损失预防与犯罪预防目的。㈠防盗报警系统防盗报警系统是通过安装在防护现场的各种入侵探测器对所保护的区域进行人员活动的探测（入侵），一旦发现有入侵行为将产生报警信息，以达到防盗的目的。㈡电视监控系统电视监控系统是以图像监视为手段，对现场图像进行实时监视与录像。监视监控系统可以让保安人员直观地掌握现场情况，并能够通过录像回放进行分析。电视监控系统是应用电视系统的重要组成部分，也是安防系统的重要组成部分。当前电视监控系统已经与防盗报警系统有机地结合到一起，形成一个更为可靠的监控系统。㈢出入口控制系统出入口控制系统又称门禁系统，其功能是控制人员的出入，还能控制人员在防范区域内的活动。在防范区域内，必须使用各类卡片、密码或通过生物识别技术经控制装置识别确认，才能通过。停车场管理系统实际上也属于出入口控制系统。㈣楼宇保安对讲系统楼宇保安对讲系统为访客与室内人员提供双向通话或可视通话、遥控开锁以及报警功能。㈤电子巡更系统在大型楼宇或场院中，出入口很多，来往人员复杂，必须有专人巡逻，较为重要的地点应设巡更站，定期进行巡逻。电子巡更系统是保安人员在规定的巡逻路线上，在指定的时间和地点向中心控制室发回信号以示正常。六、建筑物自动化系统（BA）建筑物设备自控系统（BuildingAutomationSystem——BAS）主要是建筑物的变配电设备、应急备用电源设备、蓄水池、不停电源设备等监视、测量和照明设备的监控；给排水系统的给排水设备、饮水设备及污水处理设备等运行、工况的监视、测量与控制；空调系统的次热源设备、空调设备、通风设备及环境检测设备等运行工况的监视、测量与控制；热力系统的热源设备等运行工况的监视；以及对电梯、自动扶梯设备运行工况的监视。通过BAS实现对建筑物内机电设备的控制与管理，节约能源和人力资源，提供午夜管理水平，创造更舒适、安全的环境。第二节、应用电视简介应用电视系统是弱电系统工程的一个重要的子系统。应用电视是指除广播电视系统以外，在其它领域中应用的一切电视系统，由于首先用于工业所以习惯上也称工业电视随着科学技术的发展应用电视以其传输质量高、系统功能强、应用范围广、施工方便、操作简单、使用安全和不占空间频率等优点，被广泛应用于工业、农业、科研、教育、军事等行业。目前应用电视以其独特的功能和优点在扩展人们的视野，提高工作效率、减轻劳动强度，实现安全生产、经营等方面已经显示出广阔的发展前景和巨大的使用价值。应用电视和有线电视都采用同轴电缆或光缆作为电视信号的传输介质，其特点是不向空间发射频率，故称闭路电视。闭路电视在信号传输过程中普遍采用两种传输方式，一种是射频信号传输，又称高频传输；另一种是视频信号传输，又称低频传输。有线电视系统采用射频传输方式，而工业电视、交通管理电视、电视台节目制作系统等都采用视频信号传输方式。我们把采用视频信号传输方式的闭路电视系统称作应用电视系统。电视信号的闭路传输方式有视频传输方式和射频传输方式。其中视频传输方式又称基带传输，指不经频率变换等任何处理，直接传送摄像机、录像机等设备输出的视频信号和音频信号。视频传输方式具有如下特点。·设备简单，成本低，可直接传输高清晰度电视。·工作稳定，图像质量好。·传输距离近，系统容量小。视频信号频带很宽，并且起始频率很低，音频信号频率则更低。音频信号范围是20HZ～20KHZ，视频信号在30HZ～4.5MHZ之间。所以信号在电缆传输中其振幅在高频端和低频端的衰减差很大，特别是相位失真太大就难以用简单的电路进行补偿。由此传输干线距离受到很大限制，也决定系统用户和传输路数不能太多。·占有电缆多，节目换接麻烦。·抗干扰能力差。同轴电缆的屏蔽层对于频率越低的信号屏蔽性能越差，因此易受到载波电话、有线广播、音频通信等信号干扰。若线缆采用架空明线时还会因天线效应受到频率为500KHZ～1600KHZ的中波广播电台信号的干扰。射频信号传输是把射频和音频信号对高频载波信号进行调制，使之成为我国标准电视广播信号（射频信号），然后送往干线电缆进行传输，与视频传输相比具有如下特点。·设备复杂，匹配要求严格。该传输方式要增加频率变换设备。由于载波频率高，容易产生失配反射（驻波），造成用户收看时图像重影，因此要求设备与设备之间、设备与电缆之间的连接要阻抗匹配，以保证图像传输质量。·容易与当地电视台节目争用频道。射频传输方式主要是有线电视系统采用，有线电视系统就是将多个调制在不同频道的射频信号混合在一起，通过一根同轴电缆或光缆传输到不同用户进行收看。该系统易与广播电视节目争用频道，但可通过占用当地空用频道得到解决，具体方法可由调制器确定频道。·传输距离长，系统容量大。由于可使用同一电缆传输多路节目，在干线传输部分安装放大器后可延长传输距离到几公里。因此节省大量线缆并携带更多的用户。·增加节目方便，变换内容简单。当节目增加时无需改动线路和增加设备，只需在前端混合部分增加一路输入接口即可实现。接收时只需按动电视机频道转换器即可接收增加后的节目。·容易与外界网络并网。综上所述，射频传输和视频传输是闭路电视系统的两种信号传输方式，按传输方式的不同，可分为有线电视和应用电视两大类型。在许多场合下两者又可以结合在一起，组成一个多功能的综合的闭路电视系统。第三节、应用电视的种类与发展方向一、应用电视的分类应用电视系统一般按使用部门、使用环境进行分类。㈠通用工业电视主要用于工业生产、试验、研究等现场的监视。安装后可提高工作效率、保证安全生产、改善工作环境。㈡教学电视电化教学已经逐渐地被认识和接受，并逐步得到普及。电化教学以直观、形象、生动、感染力强等特点使学生理解深、记忆牢，有助于加快教学进度和提高教学质量。同时降低教师的劳动强度，节省师资和教学设备。㈢医用电视应用电视系统在医疗领域具有广泛的发展前景。它不仅能进行一般的医疗监护，还可以配合其它电子医疗设备进行病理检查和治疗工作。另外，显微电视还能进行高难度的手术治疗。㈣交通管理电视在交通运输部门安装应用电视可以实现对城市交通要道、车站、港口、机场、隧道等现场的远距离监视，掌握交通要道的车辆情况，起到疏导旅客、保障运输畅通、防止事故发生的作用。㈤通信电视通信电视又称信息传递电视。在当今的信息时代，信号传输包括着巨大的信息流，应用电视可以传递图像信息和数据资料。㈥检测电视应用电视不仅可以传输供眼睛观看的图像信号，而且还具有非接触性质的电视测量，并且测量速度高、输出信号易于处理。这种电视系统配以电子计算机可以对移动目标的检测信号通过处理后转变成数字信号，输入计算机再进行处理。因此在宇宙观测和航天工程上得到广泛的应用。㈦军事电视这种电视可应用于观察火箭发射、原子反应堆运行情况，也可用于战场侦察、目标瞄准、电视制导、空间遥感遥测、空间摄像等方面。在国际方面，应用电视以成为现代化的侦察工具之一，尤其是红外夜视电视。㈧矿井下电视这种电视主要用于光照度很低的井下采矿业和地质勘探的井下现场，配以自动控制系统还可实现自动化生产。㈨农业电视主要用于森林防火、大型养殖场和大型水库水位及河水水位的监视。㈩水下电视将特制的水下摄像机沉入海底，可看到美丽的海洋世界，研究海底的地质结构，探索沉船，检查桥坝、桥墩等水下建筑物。同时水下摄像机也越来越多地使用在水上项目的体育比赛中。二、闭路电视的发展方向随着科学技术的发展，闭路电视系统也不断地进步，同时以其巨大的优势而不断得到认可和普及。闭路电视的发展方向可归纳为如下几点：·大型化，多路化。·系统功能更强。·能进行双向传输。·采用光纤作为传输介质。采用光导纤维作传输介质可为扩大用户量、增加功能、提高传输质量、延长传输距离、实现大容量双向传输提供了有利条件，是目前闭路电视的发展前途。·数字化、网络化。·集成化。在当今的电视系统应用中，传统意义上功能单一电视系统已经远远不能满足实际需要，因此各种弱电系统与电视系统的有机结合将形成一个综合性的弱电集成系统，如火灾自动报警系统、扩音音响系统、防盗报警系统、出入口控制系统、电子巡更系统、楼宇自控系统等。第四节、安全防范应用电视系统的组成应用电视系统一般由前端信号摄取部分、信号传输部分、中心控制部分、信号处理显示部分等四部分组成。小到单路系统，大到上百路、上千路系统，无论功能多少，都可以清楚地区分各部分的不同设备。一、前端信号摄取部分：这部分设备包括摄像机、镜头、云台、解码器、灯光、报警探头、防抢开关、监听器、支架、防护罩等等。可以根据不同的需要选择不同的设备，如银行柜员制系统只需选择摄像机、镜头及防护装置即可。该部分的器材选择原则是能够全方位清楚、真实地监视并反映现场情况。二、信号传输部分：信号的传输需要不同的电缆，一般需有视频同轴电缆、带屏蔽层的多芯控制电缆、电源线等，其选择尤其是视频同轴电缆应选择优质电缆以避免由于电缆质量问题使视频信号的传输质量降低。必要时还可选择使用视频放大器、视频线缆补偿器等器材。三、中心控制部分：中心控制部分是闭路电视系统的心脏，有了这一部分才能实现相应的控制功能，而系统功能强弱、档次高低在很大程度上取决于中心控制部分器材的选择。一般情况下，该部分包括视频切换器、音频切换器、报警处理器、时间日期发生器、画面分割器、云台镜头动作控制器、视频分配器、其它自动控制设备等。中心控制设备的种类、品牌很多，选用原则是根据实际需要功能，选择性价比高、能真实还原前端摄取信号的产品。四、图像处理及显示部分：该部分包括器材有录像机、电视机或专业监视器等。有时也将该部分与中心控制部分合并。录像机、监视器的选用原则是与前端设备相配合，做到档次一致。如前端选择460线以上的清晰度较高的摄像机，则监