《安防行业技术动态与发展》(第11期).pdf

中国中国安防安防行业网：行业网： 安防行业技术动态与发展安防行业技术动态与发展（第11期）来源：中国安防行业网 目录目录 1、楼宇对讲从独立发展到联网技术运用成熟.1 2、静电感应系统在监狱第二道防线解决方案.2 3、谈谈电视台监测系统的电视墙设计与方案.3 4、ARM 设计高速数据采集远程监控系统技术.4 5、分析与指导如何选择合适的液晶拼接方案.5 内容内容 1、楼宇对讲从独立发展到联网技术运用成熟楼宇对讲从独立发展到联网技术运用成熟 楼宇对讲系统从独立系统发展到联网系统，从通过各种总线方式联网发展到半数字联网，进一步发展到运用成熟的 TCP/IP 网络技术联网，从功能单一型到智能综合控制型，发展非常迅速。而 2010 年的今天楼宇可视对讲更是融入了我们的生活中。楼宇可视对讲数字化 中国楼宇对讲市场正经历着从模拟向数字，从总线制向 TCP/IP 联网的变革。2007 年以前 TCP/IP 楼宇对讲产品的具体实施还停留在概念阶段，而到 2008 年，TCP/IP 楼宇对讲技术日渐成熟，成为真正的产品，并开始投放市场。诸多业内人士普遍反映，相比于 2007 年，2008 年对讲产品的数字化、IP 网络化、集成化明显处于普及状态。数字化、TCP/IP 技术开始在用户市场被广为接受，半数字对讲产品、全数字对讲产品都进入实质性应用阶段。通过 2008 年北京安防展的情况发现，全 TCP/IP 技术、半数字对讲产品已经相当普遍。诸多厂家的模拟和数字相结合的半数字产品引人注目，而部分厂家推出的全数字对讲产品则成为 2008 年北京安防展对讲系列的突出亮点，可见，数字化对讲产品已经成为了对讲厂家技术发展的重要指标。如松本智能的数字家园 880 系列就是全 IP 网络传输的数字楼宇对讲系统，从室内分机至门口机，再到管理中心(PC 机)均采用 TCP/IP 数字传输，由于网络构架基于 IP 网络，具有最快的网络通讯速度及全方位的户户通话功能，另外还具备非常强大的系统扩展功能。现阶段，尽管传统的模拟对讲系统仍占有较大的市场份额，但它的缺点也日渐突出。比如在布线结构上，模拟系统将信号传输网络分为主干总线(联网)和分支总线(单元)。设备从管理机、小区门口机、单元门口机、住户二次确认门口机、室内分机形成自上向下的分级总线结构。管理机至小区门口机、单元门口机是小区联网主干总线，而单元门口机到住户二次确认门口机、室内分机是二级分支总线。无论是主干总线还是分支总线，语音、视频、控制等信号线都需要单独敷设专用线缆，所以线缆种类和数量会较多，这都给系统造价和工程带 中国中国安防安防行业网：行业网： 来麻烦。现在，半数字方式的联网方式已经比较普遍，即 TCP/IP 组网到单元门口机，单元门口机到住户门口机及室内机仍采用传统总线方式。据了解，其原因在于 TCP/IP 联网在布线、组网、信号传输、系统可扩展性、功能可扩展性、系统易维护性、联网抗干扰性、多通道通讯能力等等方面都具有明显的优势。再比较全数字 TCP/IP 对讲系统，布线少且简单得多，各种信号(音视频、控制)全数字化综合在一起仅用一根网线传输，简化了布线，使系统设备的安装、调试、维护都变得简单。TCP/IP 联网不仅能实现声音、图像、控制等信号的传输，还实现了幢楼、小区对讲设备全部网络化。因系统技术基于数字化和网络化，系统可采用集成音视频编解码模块的 ARM 平台，其强大的数据处理能力及上百兆的带宽使得原先多种类信号变成为单一的数字信号，使信号传输变得“简单”，信号质量大幅提升，抗干扰能力极大提高，并能实现与小区周界报警、门禁控制、一卡通、社区服务等系统进行无缝整合。与传统的总线制模拟对讲相比，突出感受到 IP 数字对讲具有如下特点：传输距离不受地域限制，扩展升级极方便；传输的音视频、控制等信号效果远远优于传统总线方式；可实现家庭报警、家电控制、远程监控、社区服务等多种功能集成；安装调试方便，缩短了工程周期，节省了工程开支。楼宇可视对讲集成化 对讲系统一般包括有：中心管理机、围墙机、单元门口机、二次确认门口机、室内分机等，通过专用网络组网。可视对讲基本功能包括双向呼叫、可视通话、门口机监视、遥控开锁等功能，随着开发力度的增强和用户对附加功能的需求，现在的对讲系统还衍生出图像抓拍存储功能、留影留言功能、通话录音录像功能、户户通功能、梯控功能等。并且能与门禁系统集成，实现门禁系统通过 IP 网络的透明传输。下面分述对讲系统主要设备的功能表现。室内分机：基本功能为对讲(可视对讲)、(紧急)呼叫、遥控开锁。按功能可分为对讲及可视对讲两大类产品，还可衍生出住户留言功能、户户通功能、梯控功能等。门口机：除呼叫住户，密码开锁等基本功能外，还需具备呼叫管理中心的功能，红外补光、夜间键盘辅助背光等也是门口机必须具备的。此外，门口机还能与门禁读卡器集成一起，使对讲系统与门禁系统协同工作，住户能用 ID/IC 卡通过门口机控制开门。现在的新款门口机还会具有以下附加功能：图像抓拍存储功能、留影留言功能、广告播放功能等。甚至有的门口机摄像头可被室内机遥控上下左右全方位调整视场角度，确保可视范围足够大，以适用于对特高、特矮访客的可视。由此可见门口机性能正日趋完善和人性化。中心管理机：一般具有呼叫、对讲、报警接收等基本功能，是小区对讲联网系统的基本设备。如果中心管理机与电脑连接，或直接使用电脑作为管理中心机，则能极大地扩展楼宇对讲系统的功能。现在有很多厂家还不遗余力地在管理机软件上下功夫，使得管理机集成有三表抄送、信息发布、信息查询、报警记录查询等功能。2、静电感应系统在监狱第二道防线解决方案静电感应系统在监狱第二道防线解决方案 监狱安全保卫工作的现状 监狱是关押管理犯罪人员的场所，在押人员多为刑事犯罪分子，关押与管理不容易，安全是首要需保障的问题。监狱的周界防范措施是监狱现代化管理的有力工具，现在大部分监狱只有一道防线，使用的是高压电网系统。监狱的周界安全保卫工作漏洞：中国中国安防安防行业网：行业网： 监狱围墙极高，且安装有高压电网，同时有狱警 24 小时监视围墙周围；看似万无一失的防护体系，其实有一些漏洞的。高压电网是电子产品，有时必定会有系统故障，导致某些防区不能正常工作，出现防区漏洞隐患。维修人员可能无法及时赶到现场，隐患长时间无法解决。人无完人，狱警不可能做到毫无漏洞的监视。针对监狱周界保卫工作的漏洞，在一些监狱出现了在警戒线上，或者围墙中间使用可靠的安防报警设备，架设第二道防线。设备必须具备以下要求：1.服刑人员不能在监狱内出现生命安全问题，所选设备具有绝对的安全性，伤害度为零。2.周界报警设备必须要具备较高的阻挡功能，使服刑人员产生心理压力望而却步，或者尽可能的阻挡入侵者，延长入侵时间。3.因经费原因，所选设备在具备高性价比的同时，使用寿命要在 5 年以上。4.周界报警设备具备较高的抗击打能力，且修复设备过程简单、代价极低。静电感应系统在监狱第二道防线的应用优势：1.静电电缆上无任何电压，对人体伤害度为零 2.具有极高的阻挡功能，有人靠近静电电缆 10-15 公分系统就报警，且翻越围栏比较困难；及时的阻挡 犯人，避免其实逃跑行为.3.防范严密无死角可以依据地形任意架设，没有死角，消除安全盲点 4.误报率低能有效防止小鸟、恶劣天气等造成的误报.5.能与安防、IT 系统联网可以与监控联动，当报警时，摄像机转向相应位置开始录像.3、谈谈电视台监测系统的电视墙设计与方案谈谈电视台监测系统的电视墙设计与方案 传统的电视台多路节目监看是采用多个监视器，这种方式使用大量的监视器，设备投资大，维护费用高，而且对空间要求较大。近年来，随着广播电视的迅猛发展，电视信号也由模拟向数字转化，电视台的传输部门要监看的电视节目成倍增加，这给电视监看带来新的挑战（机房空间、人员等）。下面结合本台实际谈谈新的电视墙解决方案。新的解决方案，电视墙的结构框图如图 1 所示。整个系统由三套设备组成：多路解调器；多画面监测系统；等离子电视。多路解调器用来接收射频信号并实时输出视音频信号；多画面监测系统用来监测输人的视音频信号、多画面分割，输出合成 VGA 信号；等离子电视用来接收多画面监测系统送来的 VGA 信号输出。针对传统电视墙存在的问题，我们提出了电视墙系统的实时监测报警功能给值机人员带来了很大的便利，系统会在第一时间内向值机人员报告出现故障的准确原因，以便值机人员在最短的时间内解决问题。具体的监测报警功能如下：(l）系统具有精确的静帧检测、黑场检测、视频丢失检测、音频丢失、音频过载警示等监测功能。对出现的问题提供了声、光、电等报警信号（网络报警、声音报警、短消息报警），值班人员在任何地点都能对多机房的情况了如指掌，发现问题及时解决。(2）对出现故障的节目进行录像是本系统设计的又一亮点。系统能对出现故障的节目进行录像，录像长度可以根据实际需要设置（如在出现故障前 305 到故障结束后 105 录像），方便日后对出现故障情况的回看。系统的主要优点 方便监看、监听 中国中国安防安防行业网：行业网： (l）在多画面下，音频用 UV 音柱显示，改变了值机人员通过听声音来判断音频是否正常的历史。任何一路节目都可以做到全屏幕显示，同时可以监听该路节目的声音，所有的操作只要通过鼠标来完成。多画面显示系统在同一个大屏幕显示设备上显示很多画面，监看效果真实，在两个画面之间没有传统电视墙的电视机边缘框，给值机人员的视觉感很好。(2）每路节目的休息在画面上都有 OSD 显示，在上百路的节目中值机人员一眼就可找出要检查的节目。(3）显示的模式可以任意设置 7 画面、9 画面、16 画面等，还可以在某个节目通道上增加模拟、数字时 采用等离子监视的优点 (l）占地面积小。现在的多画面显示系统在一个大屏幕显示器上最多可以显示 16 个画面。在一个很狭小的空间就可以完成对很多节目信号的监看；如果用电视墙，16 台监视器就要占据很大的空间。(2）可以有效地显示监看信号的相关信息。如可以在画面的旁边显示信号内容的提示、通道信息、音频电平等等与监看信号相关的信息。传统的电视墙无法做到。(3）耗电量小及发热量少。一台监测系统及一台等离子电视就可以监看很多的节目信号。传统的电视墙需要一个信号配置一台监视器或电视接收机，大量监视器的使用会造成发热量和耗电量的大大增加，使机房中配置的空调和配电容量也大大增加。(4）辐射小。大屏幕等离子显示器显示电视画面，电视辐射量很小。传统的电视墙使用监视器，电视辐射量大，对长期从事电视行业的相关技术人员相当有害。(5）监看效果好。在一个大屏幕显示设备上显示很多画面，监看效果真实，在两个画面之间没有传统电视墙的电视机边缘框，给电视从业人员的视觉感也很好，等离子电视不会发生色度和亮度的变化。而监视器在长期使用后，会引起色度和亮度的差异，电视从业人员要看不同的画面，也必须由一个监视器转向另一个监视器，电视从业人员会感到很累，而且两个画面中间的监视器边框也会让他们感到很不舒服。本文所设计的电视墙不但可以在前端机房使用，还可以应用于转播车、信号监看中心、电视传送中心、播控中心、演播室及后期制作机房等，应用十分广泛。4、ARM 设计高速数据采集远程监控系统技术设计高速数据采集远程监控系统技术 随着信息化的不断发展，在工业自动化、电力设备、通信管理、智能终端、智能小区等领域，对数据采集的实时性、可靠性的要求也不断地提高。以往传统的单片机加采集卡的数据采集装置已经不能满足人们使用的要求。随着采集卡的采集频率不断地提升，其所属平台的工作频率也应跟上时代的步伐。同时，在某些情况下，装置的操控人员不可能到工作现场去执行，所以有必要对采集装置进行远程监察和控制。在各种设备的通信方式中，由于以太网具有速度快、通用性好、扩展性强等优点，已 13 渐成为设备之间进行通信的主要方式。本文提出了基于 ARM 的高速数据采集装置远程监控系统，在实现对数据的高速采集的同时，能保证数据的可靠性和实时性，并对各帧数据嵌入时间标志为后续数据处理做好准备，最后能将数据及时准确地存储到移动存储设备和服务器上。该装置包括现场监控模式和服务器监控模式。1 系统简介 本装置由硬件和软件两部分组成，如图 1 所示。系统硬件由高速数据采集平台和采集模块构成。采集模块根据设计要求，采用 DMM 一 32 一 AT 采集板。采集平台采用 ATMEL 公司 A791RM9200 作为主控芯片，附带 16kB 的 SDRAM 和 128kB 的 ROM。该芯片融合了 中国中国安防安防行业网：行业网： ARM920TARMThumb 处理器，当工作频率为 180MHz 时性能高达 200MIPS。带有 10100MBBaseT 型以太网卡接口，USB20 全速(12Mbps)主机设备接口。内含内存管理单元 MMU，含有调试通道的内部仿真器，便于开发调试。由于 AT91RM9200 具有功能全、功耗低和工业级等优点，可以使系统能运用到各种环境中。系统的下位机软件选择嵌入式 Linux 操作系统。嵌入式 Linux 是将日益流行的 Linux 操作系统进行裁剪修改，使之能在嵌入式计算机系统运行的一种操作系统，它既有无限的开放源代码资源，又有嵌人式操作系统的特性。通过对内核的重新配置、编译，即可将其移植到AqglRM9200 中；再建立 BootLoader 和文件系统，形成基于 ARM 的嵌入式 Linux 操作系统，最后在此平台上开发运用程序，实现装置的各个功能。2TCPIP 协议 在因特网上，TCPIP 协议每时每刻保证了数据的准确传输。参考开放系统互连(OSI)模型，TCPIP 通常采用一种简化的四层模型，分别为：应用层。网络应用层要有一个定义清晰的会话过程，如通常所说的 Http、Ftp、Telnet等。在本系统中，下位机系统传递来自 Ethernet 和数据终端的数据，应用层只对大的数据报进行打包拆包处理。传输层。传输层让网络程序通过明确定义的通道及某些特性获取数据，如定义网络连接的端口号等，实现该层协议的传输控制协议 TCP 和用户数据协议 UDP。TCP 服务提供了数据流传输、可靠性、有效流控制、全双工操作和多路复用技术等，在本系统中使用 TCP 数据报协议。网络层。网络层让信息可以发送到相邻的 TCPIP 网络上的任一主机上，IP 协议就是该层传送数据的机制。同时建立网络间的互连，提供 ARP 地址解析协议，从而实现从 IP 地址到数据链路物理地址的映像。链路层。由控制同一物理网络上的不同机器间数据传送的底层协议组成，实现这一层的协议并属于 TCPIP 协议组。在本系统中这部分功能由 ARM 控制网卡芯片 DM9161E 实现。在本系统中，利用 TCPIP 协议中的 TCP(传输控制协议)、IP(网络报文协议)、ARP(地址解析协议)及简单的应用层协议成功地实现了 ARM 装置和服务端的网络互联。既提高了数据传输的速度，又保证了数据传输的正确性，同时也扩展了数据传输的有效半径。3 下位机的通信实现 下位机作为客户端，它和服务器的 TCPIP 通信是通过对套接字编程实现的。套接字是网络通信的基本操作单元，最早是作为 BSD 规范提出来的，现已成为 Linux 操作系统下 TCPIP 网络编程标准。套接字提供了不同主机间进程双向通信的端点，这些进程在通信前各自建立一个 Socket，并通过对 Socket 的写操作实现网络通信功能。下文将讨论的 Winsock 也是一个用于 Windows 系列操作系统的 Sockets 版本。5、分析与指导如何选择合适的液晶拼接方案分析与指导如何选择合适的液晶拼接方案 液晶拼接显示单元因其纤薄的屏体而成为引领潮流的新型拼接显示技术，近年来，以液晶屏（LCD）为拼接单元的大屏幕系统，在大屏幕监控领域的应用逐渐受到关注，液晶屏的相关参数在提高，具有低功耗、重量轻、寿命长（一般可正常工作 5 万小时以上），具有无 中国中国安防安防行业网：行业网： 辐射、画面亮度均匀、色泽鲜艳等优点，且拼接缝隙逐渐缩小，达到单边拼缝最小 6.7mm，价格日趋下滑，用于工业控制、信息发布、图像监控等广泛领域的超窄液晶拼接显示系统的相对建设成本较低，这也是液晶拼接显示系统应运而生的必然原因。如何选择适合自己的拼接方案，也成为用户比较关注的问题，下面为您从几个方面来说明：显示规模的选择 DID 窄边液晶拼接显示系统主要有 40 寸和 46 寸两种规格。首先，要从房间的高度和宽度算起。例如，某室内显示墙预留区域为：宽 8.8 米，高 3.2 米。先用高度减去 1 米左右的底部支撑高度，3.1 米1 米=2.2 米。接下来要从显示高度选择显示器尺寸，16：9 的显示规格，40 寸的高度一般 520550mm，宽度一般 910950mm，46 寸的一般 600630mm，宽度一般 10401080mm，4。根据这个基本尺寸我们来计算堆叠的层数，40 寸：2200550=4，最高 4 层，46 寸：22006303.5，取整数，最高 3 层。跟着我们要确认显示宽度，8.8 米是房间的净尺寸，显示用的区域应该是中间的部分，需要减去两边的门或装饰宽度至少 3 米，就是说现实墙的宽度至多为 5.8 米，这时就可以来计算显示器的排列数量，40 寸：58009506.1，取整数，最多 6 列；46 寸：580010805.4 取整数，最多 5 列。这样，理论上的拼接规模就出来了：40 寸，46；46 寸，35。接下来，我们就要进行选择了。40 寸的适用选择：22，23，24，26，32，33，34，36，44，46；46 寸的适用选择：22，23，24，32，33，34，35。如果是视频监控大画面整屏显示一路图像或指挥调度室高分辨率图像显示用，建议选择合适的规格，一般为，22，33，44，因为是 16：9 的显示屏，所以一般选择的原则是列数行数，否则图形会扁长型显示。如果只是单屏显示，无组合放大显示用途，其拼接规模就可以按最大尺寸设计。这个举例中，比较合适的整墙选择是：33，46 寸；44，40 寸。二选一的最佳原则一般遵循同面积下，大尺寸优先，理由是大尺寸的拼接缝隙数量少，整体风格比较简洁。另一种选择方法就是，在同一平面上，显示画面的做多数量，一般用在视频图像监控数量较多的场合。中国中国安防安防行业网：行业网： 显示信号的需求分析及设备选择 信号分析：大屏幕拼接领域色显示信号总体划分为三类：视频、计算机、网络。DID 窄缝液晶拼接显示系统具有完善的视频和计算机接口，目前不具备网络接口，因此，主要以视频图像和计算机画面为主。视频接口一般提供：RCA 复合音视频输入一组，YCbCr 色差模拟输入一组；工业用接口采用 BNC 卡头。线缆规格常用为 75-3，75-5，75-9 三种，一般室内使用 75-3：传输距离控制在 100 米内；75-5：传输距离在 100 米300 米内，专业线缆：400-800 米；75-9：传输距离在 300 米300 米；800 米内，专业线缆：800-1600 米；800 米-20 公里，用光纤。20 公里以上，光纤+网络。计算机接口一般提供：VGA 模拟计算机输入一路；D-Sub15 针和 RGBHV 两种主要规格，线径一般为 75-2，75-3，75-5 三种。VGA 的传输距离 75-2 线，20 米-30 米，75-3 线，30 米-50 米，75-5 线 50 米-100 米。数字计算机接口一般提供：DVI 数字视频或 HDMI 数字音视频输入一路；常用规格为 1.8米-15 米。对于广告媒体宣传的应用场合，将会固定使用复合视频接口，或配置高清播放机使用色差、DVI、HDMI 接口；对于纯视频监控室，将只使用复合视频；对于指挥调度室和工业控制中心，将会以视频和计算机混合显示；对于工商企业办公大厅或营业中心，将以视频信号为主，主要用于业务宣传和信息发布，根据图像显示要求，可选择配置高清播放设备。图像处理设备：常用视频设备包括视频分配器，视频信号延长器、视频矩阵切换器、视频信号多画面处理器，视频信号转换器这几项主要设备。视频分配器，主要用于将源视频输出信号复制成多路输出；主要应用类型为 1 分 3，1分 4，1 分 8，1 分 16 四种规格。接口形式分为 RCA 和 BNC 两种。视频信号延长器主要用于视频信号衰减增补，视频信号的传输距离室内不超过 100 米，不需要配置信号放大器，超过 100 米的将使用信号延长器；视频矩阵切换器，主要用于多路视频信号的输入输出通道切换，实现 1 入对多出的数量 中国中国安防安防行业网：行业网： 选择。分为 RCA 和 BNC 两种接口。视频信号多画面处理器，主要用于多路输入信号在一块屏幕上显示的场合，常用规格为4 画面，6 画面，9 画面，13 画面，16 画面五种格式。视频信号转换器主要功能是将视频信号转换成计算机 VGA 信号输出。计算机信号处理设备主要包括 VGA 信号分配器、VGA 信号延长器，VGA 矩阵切换器或RGB 矩阵切换器。VGA 信号分配器用于将电脑的输出端口复制分解成多路 VGA 输出，常用规格为 1 分 2，1 分 4，1 分 8，1 分 16 四种。VGA 信号延长器，主要用于计算机信号的远距离传输，有双绞线传输和光纤传输两种方式，200 米以内采用双绞线传输，200 米以上必须要采用光纤传输。VGA 矩阵切换器或 RGB 矩阵切换器都是对计算机信号的多路输入输出通道选择，1 入对多出或多入对多出，可以任意交换。VGA 矩阵切换器使用电脑常用的 VGA 接口，RGB 矩阵切换器是指将计算机信号分解成红、绿、蓝、行频、场频 5 个独立通道，其传输信号稳定，距离较 VGA 远一些，常用 5BNC 接口。多屏拼接控制器：主要用于视频、计算机、网络信号的混合显示。可以远程网络登录管理，图像显示方便，可以整屏显示，开窗漫游显示，单屏多画面显示。多屏拼接控制器可以接入多达 32 路的视频输入（加扩展机箱可以接入更多），常规 4路 VGA 输入，2 路网络输入，输出线缆可以使用 VGA 或 DVI，输出通道数量和屏数一致。随着 DLP 背投，PDP 等离子拼接幕墙与 DID 液晶拼接的竞争日益白热化，液晶大屏幕的优势也逐渐地被更多的行业及领域认同，成为大多数客户的选择。