智能建筑視頻監(jiān)控及周界防范系統(tǒng)設(shè)計(jì)

張佑春，張公永，蓋昊宇，潘曉君

(1.安徽工商職業(yè)學(xué)院 應(yīng)用工程學(xué)院，安徽 合肥 231131；2. 濱州學(xué)院 電氣工程學(xué)院，山東 濱州 256600；3.安徽工商職業(yè)學(xué)院 信息工程學(xué)院，安徽 合肥 231131)

0 引言

在智能建筑安全防范體系中，視頻監(jiān)控及周界防范系統(tǒng)擔(dān)任著十分重要的角色.該系統(tǒng)能夠遠(yuǎn)程控制攝像機(jī)及相關(guān)輔助設(shè)備，清晰觀察監(jiān)視場(chǎng)所所有情況，將監(jiān)控圖像實(shí)時(shí)傳送到控制中心并予以記錄，從而作為后期事件處理的重要依據(jù)與證據(jù)來源.

近年來，許多研究者也紛紛出謀劃策.如：李紅[1]、吳延昌[2]、袁森等[3]就校園安全提出了安防要以技術(shù)防范為主，從前端設(shè)備、信號(hào)傳輸和監(jiān)控中心3部分努力打造和諧、平安校園.程博琛[4]、梁鴿[5]、姜占海[6]分別就石化、交通行業(yè)安防系統(tǒng)的實(shí)時(shí)定位功能做了闡述，確保特殊行業(yè)運(yùn)行安全、可靠.萬文華[7]、柯志勇[8]、廖秉宇[9]、張海民[10]、張佑春等[11]分別運(yùn)用“互聯(lián)網(wǎng)+”、物聯(lián)網(wǎng)、GPRS、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、總線技術(shù)構(gòu)建智慧安防與視頻監(jiān)控系統(tǒng)，提供了諸多寶貴思路.本文從實(shí)際運(yùn)用出發(fā)，在完成視頻監(jiān)控與周界防范聯(lián)動(dòng)控制功能的同時(shí)，提高系統(tǒng)視頻檢測(cè)效率.系統(tǒng)數(shù)字硬盤錄像機(jī)與視頻矩陣切換器為兩大控制核心，成功設(shè)計(jì)了一套視頻監(jiān)控與周界防范控制系統(tǒng).

1 原理框圖設(shè)計(jì)

系統(tǒng)主要由視頻矩陣切換器、數(shù)字硬盤錄像機(jī)、CRT、LED監(jiān)視器、紅外攝像機(jī)、槍式攝像機(jī)、高速球攝像機(jī)、一體化攝像機(jī)、門磁開關(guān)、紅外對(duì)射探測(cè)器等設(shè)備組成，原理框圖如圖1所示.可完成對(duì)管理中心、出入口、停車場(chǎng)、設(shè)備間等重點(diǎn)區(qū)域的視頻監(jiān)控，還可以與安防系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)報(bào)警聯(lián)動(dòng).

圖1 視頻監(jiān)控系統(tǒng)原理框圖

2 硬件線路連接

2.1 系統(tǒng)整體線路連接

視頻矩陣切換器是一種用于多路信號(hào)切換的輸出設(shè)備，可以將一路或多路視音頻信號(hào)分別傳輸給一個(gè)或者多個(gè)顯示設(shè)備.數(shù)字硬盤錄像機(jī)采用嵌入式Linux操作系統(tǒng)，借助G.711音頻壓縮與H.264視頻壓縮技術(shù)，可有效提高畫質(zhì)和分析細(xì)節(jié)，且具有錄像、回放、監(jiān)視、音視頻同步等功能.本文通過四路攝像機(jī)采集不同地點(diǎn)的視頻，一方面通過矩陣切換器實(shí)時(shí)傳輸?shù)紺RT和LED監(jiān)視器，另一方面轉(zhuǎn)至數(shù)字硬盤錄像機(jī)存儲(chǔ)、監(jiān)視、聯(lián)動(dòng)與報(bào)警等.圖2為視頻監(jiān)控系統(tǒng)整體線路連接示意圖.

圖2 視頻監(jiān)控系統(tǒng)整體線路連接示意圖

圖3 室內(nèi)云臺(tái)與數(shù)字解碼器線路連接示意圖

2.2 室內(nèi)云臺(tái)與數(shù)字解碼器線路連接

一體化攝像機(jī)安裝在室內(nèi)萬向云臺(tái)上，與數(shù)字解碼器連接線路有方向控制(上、下、左、右、自動(dòng))、鏡頭控制(變焦、聚焦)、公共端等.數(shù)字解碼器具有RS485通訊接口，可以和視頻矩陣切換器、數(shù)字硬盤錄像機(jī)等連接；此外，通過內(nèi)置的3組撥碼開關(guān)，完成視頻傳輸協(xié)議類型、波特率與地址等參數(shù)的配置.圖3為室內(nèi)云臺(tái)與數(shù)字解碼器線路連接示意圖.

2.3 周界防范線路連接

數(shù)字硬盤錄像機(jī)自帶多路輸入輸出報(bào)警功能，通過紅外對(duì)射探測(cè)器及門磁開關(guān)，可以檢測(cè)其中兩路報(bào)警信號(hào)，分別送至硬盤錄像機(jī)1、2號(hào)報(bào)警輸入通道，如遇警情，通過預(yù)先激活軟件報(bào)警功能，報(bào)警輸出通道會(huì)自動(dòng)閉合，將聲光報(bào)警器接入電源回路，從而發(fā)出聲光報(bào)警訊息.圖4為周界防范線路連接示意圖，圖5為常閉報(bào)警輸入示意圖.

圖4 周界防范線路連接示意圖

圖5 常閉報(bào)警輸入示意圖

3 調(diào)試與運(yùn)行

系統(tǒng)調(diào)試主要分為視頻矩陣調(diào)試和數(shù)字硬盤錄像機(jī)調(diào)試.視頻矩陣調(diào)試包括矩陣切換、隊(duì)列切換和云臺(tái)控制3部分.在矩陣切換時(shí)，需將監(jiān)視器切換到輸入通道1，且矩陣輸出5連接到監(jiān)視器的輸入1；在隊(duì)列切換時(shí)，可通過“MENU”鍵進(jìn)入鍵盤菜單，完成從系統(tǒng)配置、時(shí)序切換設(shè)置、群組切換設(shè)置等十余項(xiàng)功能設(shè)置；在云臺(tái)控制時(shí)，需要預(yù)先將室內(nèi)萬向云臺(tái)的地址設(shè)置為1，通訊協(xié)議選擇Pelco-D，波特率為2 400 bps.數(shù)字硬盤錄像機(jī)調(diào)試需要將其視頻輸出連接到監(jiān)視器的視頻輸入2，完成對(duì)高速球型云臺(tái)攝像機(jī)的運(yùn)行控制，調(diào)試步驟包括高速球解碼器通訊參數(shù)配置，云臺(tái)控制，預(yù)置點(diǎn)的設(shè)置、調(diào)用與順序掃描，手動(dòng)與定時(shí)錄像，系統(tǒng)報(bào)警及聯(lián)動(dòng)等.設(shè)備地址與通訊參數(shù)配置情況如表1所列.

表1 設(shè)備地址與通訊參數(shù)配置表

4 結(jié)束語

傳統(tǒng)云鏡控制器的視頻監(jiān)控系統(tǒng)，僅支持視頻監(jiān)視等功能，已遠(yuǎn)不能滿足現(xiàn)代智能建筑發(fā)展需求，本文采用矩陣切換器與數(shù)字硬盤錄像機(jī)雙控制核心，所設(shè)計(jì)的智能建筑視頻監(jiān)控與周界防范系統(tǒng)方案，具有控制便捷、報(bào)警與聯(lián)動(dòng)及時(shí)等優(yōu)點(diǎn).利用RS485作為控制總線，使得整個(gè)系統(tǒng)線路連接大為簡(jiǎn)化.此外，還可以利用計(jì)算機(jī)視頻監(jiān)控軟件及IE瀏覽器，進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控操作，本文不再贅述.通過試驗(yàn)運(yùn)行，該系統(tǒng)工作穩(wěn)定.