校園安全防范電視監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

郭永麒

摘要：本文對(duì)校園安全防范電視監(jiān)控系統(tǒng)的架構(gòu)、運(yùn)行原理及其具體實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了闡述，該系統(tǒng)包括微波電視監(jiān)控子系統(tǒng)與紅外線報(bào)警子系統(tǒng)兩個(gè)組成部分，通過無線分布式布置，以此達(dá)到校園安全防范目的，通過該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)校園環(huán)境的無線式監(jiān)控，可有效節(jié)約系統(tǒng)成本的投入。

關(guān)鍵詞：校園安全;安全防范;電視監(jiān)控系統(tǒng);系統(tǒng)設(shè)計(jì)

近年來，校園安全問題日益受到國家重視，這也使我國有關(guān)部門從制定了一系列的法律法規(guī)來保障校園安全，并強(qiáng)調(diào)學(xué)校作為教書育人的重要場所，在智慧校園建設(shè)中必須要設(shè)計(jì)與應(yīng)用安全防范系統(tǒng)。對(duì)于學(xué)校來說，其安全防范電視監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)包括兩大部分，分別是微波圖像電視監(jiān)控子系統(tǒng)與紅外線報(bào)警子系統(tǒng)，通過這兩個(gè)子系統(tǒng)的結(jié)合運(yùn)用，以此實(shí)現(xiàn)對(duì)校園各個(gè)監(jiān)控點(diǎn)的安全防范。為此，以下便深入分析校園安全防范電視監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。

一、校園安全防范系統(tǒng)架構(gòu)及運(yùn)行原理

在校園安全防范系統(tǒng)架構(gòu)中，其主要由兩個(gè)子系統(tǒng)所組成，即微波圖像電視監(jiān)控子系統(tǒng)與紅外線報(bào)警子系統(tǒng)，以下便對(duì)這兩個(gè)子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)進(jìn)行逐一分析。

（一）微波電視監(jiān)控系統(tǒng)

微波圖像電視監(jiān)控子系統(tǒng)對(duì)圖像信號(hào)的傳輸是通過微波方式來實(shí)現(xiàn)的，圖像信號(hào)的傳輸頻率保持在0.9GHZ至2.4 GHZ之間，該傳輸頻率要超過電視的信號(hào)頻率，但低于數(shù)據(jù)網(wǎng)頻率，這使得圖像信號(hào)在傳輸過程中并不會(huì)受到外界電波的干擾。而且，為了實(shí)現(xiàn)對(duì)校園范圍的信號(hào)覆蓋，只需采取200MW以內(nèi)的微波發(fā)射機(jī)即可。

微波圖像電視監(jiān)控子系統(tǒng)的主頻段共包括4個(gè)，各頻段則劃分成4個(gè)頻點(diǎn)，現(xiàn)階段在該類產(chǎn)品在頻點(diǎn)數(shù)量上共包括20個(gè)。由于校園建筑在地理分布上較廣，如果采用50MW機(jī)來進(jìn)行信號(hào)傳輸可能無法實(shí)現(xiàn)對(duì)校園的全面覆蓋，而采用超過1W的發(fā)射機(jī)，又會(huì)使圖像信號(hào)的傳輸范圍過大，因此需采用1.2GHz的200mW發(fā)射機(jī)，并設(shè)置8個(gè)頻點(diǎn)，通過點(diǎn)對(duì)點(diǎn)來實(shí)現(xiàn)微波信號(hào)傳輸，考慮到單個(gè)發(fā)射機(jī)僅能對(duì)一路視頻信號(hào)進(jìn)行接入，當(dāng)視頻信號(hào)是以CCD為直接來源時(shí)，則僅能對(duì)八個(gè)CCD進(jìn)行接入，這無法達(dá)到校園的安全防范要求。因此需利用4畫面或8畫面分割器來接入各個(gè)發(fā)射機(jī)，使CCD在分割器中的接入數(shù)量達(dá)到4至8個(gè)，由此便可使CCD的最大接入數(shù)量達(dá)到64個(gè)，進(jìn)而達(dá)到校園對(duì)各個(gè)場所的安全監(jiān)控要求。通過對(duì)各處監(jiān)控點(diǎn)進(jìn)行無線分布布置，以此實(shí)現(xiàn)分布式監(jiān)控。監(jiān)控室中，微波信號(hào)被天線接收后，會(huì)通過對(duì)應(yīng)頻點(diǎn)的接收機(jī)進(jìn)行解調(diào)，以此實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)監(jiān)控點(diǎn)中視頻信號(hào)的轉(zhuǎn)換，通過將轉(zhuǎn)換后的視頻信號(hào)發(fā)送至視頻矩陣切換器，通過程序控制即可對(duì)各個(gè)頻點(diǎn)信號(hào)進(jìn)行錄像、監(jiān)視與回放。

（二）報(bào)警系統(tǒng)

在無線紅外報(bào)警子系統(tǒng)中，紅外信號(hào)通過無線調(diào)頻來進(jìn)行傳輸.其信道頻率范圍需控制在36.100MHZ至37.500MHZ之間，無線紅外報(bào)警子系統(tǒng)的發(fā)射功率需采用不超過2W的調(diào)頻發(fā)射機(jī)，以確保發(fā)射距離不會(huì)過大。此外，該系統(tǒng)還安裝了被動(dòng)紅外雙鑒探測器，該探測器的硬件結(jié)構(gòu)包括微處理器、紅外傳感器以及調(diào)頻發(fā)射電路。在該子系統(tǒng)中，采取8位二進(jìn)制編碼，當(dāng)人在行動(dòng)過程中處于探測器探測范圍內(nèi)時(shí)，探測信號(hào)會(huì)進(jìn)行放大與比較處理，然后發(fā)送到微處理器中，微處理器會(huì)將探測信號(hào)轉(zhuǎn)換成脈寬信號(hào)，并通過調(diào)制電路進(jìn)行調(diào)頻，使脈寬信號(hào)能夠控制在信道頻率范圍內(nèi)發(fā)射。

對(duì)于接收機(jī)而言，其包括微機(jī)系統(tǒng)與調(diào)頻接收解調(diào)電路，接收機(jī)會(huì)對(duì)接收信號(hào)利用解調(diào)電路進(jìn)行還原，使其成為相應(yīng)的脈寬信號(hào)，并通過微處理器進(jìn)行檢測與處理，然后對(duì)報(bào)警信號(hào)進(jìn)行輸出。通過微處理器來進(jìn)行編程，接收機(jī)可具備以下功能：其一，能夠針對(duì)不同防區(qū)的安全防范要求來進(jìn)行靈活的布防與撤防;其二，能夠?qū)σ恢軆?nèi)的報(bào)警信息資料進(jìn)行存儲(chǔ)與查詢;其三，具備定時(shí)警戒與全時(shí)警戒功能;其四，通過編碼探頭，以實(shí)現(xiàn)分組管理和報(bào)警輸出。

二、校園安全防范電視監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

（一）監(jiān)控點(diǎn)布置

按照類別來劃分防范監(jiān)控點(diǎn)的重要等級(jí)，可分為一般與重要兩個(gè)等級(jí)，針對(duì)一般等級(jí)的防范監(jiān)控點(diǎn)，只需對(duì)紅外探頭進(jìn)行安裝。而針對(duì)重要等級(jí)的防范監(jiān)控點(diǎn)，除了要對(duì)紅外探頭進(jìn)行安裝以外，還要對(duì)CCD進(jìn)行安裝，當(dāng)有人闖入防范監(jiān)控點(diǎn)的監(jiān)控范圍時(shí)，通過紅外報(bào)警信號(hào)來對(duì)矩陣器進(jìn)行觸發(fā)，以確保對(duì)應(yīng)頻點(diǎn)信號(hào)的切換，然后通過VCR來進(jìn)行錄像。

（二）微波電視監(jiān)控系統(tǒng)的安裝及調(diào)試

在微波電視監(jiān)控子系統(tǒng)中，通過螺旋定向天線來實(shí)現(xiàn)信號(hào)收發(fā)，考慮到微波信號(hào)容易被障礙物所阻擋，因此天線需要安裝在建筑物頂部，同時(shí)每棟建筑上的發(fā)射天線需要依據(jù)其方位角指向的不同來進(jìn)行安裝，以確保接收天線的方位角能夠在45度以上，防止相鄰頻點(diǎn)信號(hào)產(chǎn)生干擾?？紤]到實(shí)際調(diào)試中各個(gè)建筑物在物理位置上存在限制，因此無法保證相鄰頻點(diǎn)信號(hào)的指向方位角在45度以上，因此需對(duì)近距離信號(hào)源的接收天線指向線極化波方向進(jìn)行選擇。

（三）報(bào)警系統(tǒng)的安裝及調(diào)試

在對(duì)紅外探測器進(jìn)行安裝時(shí)，需對(duì)紅外輻射進(jìn)行考慮，確保背景處于固定不動(dòng)狀態(tài)，同時(shí)應(yīng)避開窗戶來進(jìn)行安裝。而且安裝紅外探測器的位置不能產(chǎn)生振動(dòng)，否則易出現(xiàn)誤報(bào)問題。

（四）備式電源供電

考慮到校園安全防范電視監(jiān)控系統(tǒng)要全天候運(yùn)行，為避免出現(xiàn)斷電，需通過后備式電源來對(duì)監(jiān)控設(shè)備及探測設(shè)備進(jìn)行供電。而在監(jiān)控室中，也要進(jìn)行后備電源供電，除了監(jiān)視器以外，以此確保系統(tǒng)能夠進(jìn)行全天候的安全防范。

三、結(jié)語

綜上所述，本文針對(duì)校園安全防范需要，提出了一種校園安全防范電視監(jiān)控系統(tǒng)，并對(duì)該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了探討，通過該系統(tǒng)的有效應(yīng)用，可實(shí)現(xiàn)校園安全的全天候防范，有效節(jié)約系統(tǒng)成本的投入。

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