Главная
Форум
Статьи
Материалы
Приборы
Конструирование
Слаботочка
Хобби
Конструкции
Здания
Банька
Атлас
Металл
Лист
Санустройство
|
Перейти на главную Материалы
Системы видеонаблюдения - это просто!В первой части этой статьи мы начали иллюстративное описание построения системы видеонаблюдения на примере конкретного объекта. Был сформирован первый самостоятельный этап - фундамент системы видеонаблюдения. После того, как магистральные кабели проложены, решен вопрос с питанием, приступаем к установке непосредственно оборудования. Сгруппируем необходимое оборудование в основные монтажные модули - дальнейшие "кирпичи" в строительстве системы. Последовательность включения этих модулей в систему принципиального значения не имеет, определяется пожеланиями заказчика - что ему необходимо в первую, а что в последнюю очередь. Естественно, после установки и подключения первой камеры логично предоставить заказчику возможность сразу видеть изображение от нее, т.е. принимающая аппаратура в полном или частичном объеме должна устанавливаться сразу после или одновременно с первыми передающими модулями. Приведенная ниже последовательность вовсе не означает обязательно такую же последовательность установки аппаратуры на объекте. Устанавливается видеокамера. На нее необходимо подать питание и снять видеосигнал, который подать на вход кодера АПВС. С выхода кодера АПВС необходимо подать симметричный сигнал на выделенную витую пару магистрального кабеля ТППэп. Таким образом, помимо самой камеры необходимо установить на передающем конце: блок питания камеры, кодер АПВС, кроссовую колодку, подвести питание 220В. Все это логично расположить в монтажной коробке. В нашей практике, например, широко используется стандартная гермокоробка ЕСО - 11 - 16 (254x355x165), предусматривающая установку необходимого количества гермовводов для кабельных линий (см. рис.1). После выполнения всех соединений, показанных на рисунке, и подачи питания на сетевую розетку, стационарная камера оказывается включенной в систему. Включение управляемой камеры на поворотном устройстве с переменным фокусным расстоянием объектива показано на рис.2. Монтажная гермокоробка имеет тот же состав, что и для стационарной камеры, только на кроссовой колодке появляются три пары дополнительных контактов (в том случае, если на данной камере не заканчивается общая линия телеметрического управления). На рисунке эти дополнительные пары для наглядности показаны отдельно. Их назначение - обеспечить последовательное включение в линию управления (пара + общий проводник) приемника телеметрии. Для организации управления поворотным устройством и трансфокатором в непосредственной близости от камеры (обычно, вместе с гермокоробкой) устанавливается приемник телеметрический для управления поворотным устройством и трансфокатором СТ-ПП (см."БДИ" №4/99). Приемник выполнен в герметичном корпусе (та же серия корпусов ЕСО) и может устанавливаться под открытым небом. Через гермовводы в приемник заводятся кабели управления поворотным устройством и трансфокатором, тип которых зависит от типа применяемых устройств, которые подсоединяются к клеммам приемника в соответствии с инструкциями изготовителей поворотного устройства и объектива и маркировкой в приемнике. После того, как все подключения (рис.2) произведены, камера на поворотном устройстве с Zoom-объективом включена в систему. На рис.3 представлена схема центрального поста, куда сведены все пять магистральных линий. Линии передачи видеосигналов через кросс подключаются к входам декодеров. С выходов снимаем видеосигналы в изначальном виде и подаем их на коммутационное оборудование. Сигналы от охранных камер (16 шт.) подаются на мультиплексор; с поканальных выходов они же подаются на входы матричного коммутатора. Кроме того, на входы матричного коммутатора подается мультиэкранный выход с мультиплексора и видеосигналы от камер технологического контроля (6 шт.). Выходы матричного коммутатора через кодеры АПВС, установленные в монтажном шкафу, подаются на свои пары магистральных линий 4 и 5 и отправляются в удаленные посты - технологического контроля и кабинет директора. Коммутатор включается последовательно в линию управления (вход - с линии 3 и выход - в линию 5, или наоборот, это - не принципиально). После подачи питающего напряжения на всю аппаратуру, центральный пост должен функционировать в соответствии с возложенными на него функциями. Камеры контроля техпроцесса для поста охраны оказываются недоступны, так как пост не оснащен пультом телеметрического управления. Чтобы дать этому посту такую возможность, достаточно установить здесь же пульт, включить его последовательно в линию управления, а монитор подключить не непосредственно к мультиплексору, а к свободному выходу матричного коммутатора. Пост технологического контроля (см. рис.4). Видеовыход коммутатора с декодера, подключенного к паре передачи видеосигнала (линия 4), подается непосредственно на монитор. Управление матричным коммутатором и камерами на поворотных устройствах осуществляется с пульта, подключенного к линии управления (линия 3). После подачи питающего напряжения на аппаратуру пост начинает работать. В принципе, пост конструктивно является постом с полным набором функций. Если необходимо исключить доступ данного поста к охранным камерам, необходимо программно закрыть для него адреса этих камер - входы 1 - .17 матричного коммутатора, что легко может быть выполнено обслуживающим персоналом в соответствии с инструкцией изготовителя. Пост администрации (см. рис. 5), как любой удаленный пост в нашей концепции многопостовых систем, имеет идентичное построение. Передача выходного сигнала матричного коммутатора и сигналов управления осуществляется в одном магистральном кабеле - линия 5. Обращаясь с пульта к адресу необходимого канала коммутатора, на экране можем наблюдать полноформатное изображение от любой из 22 камер системы, мультиэкранное изображение от 16 охранных камер, можем управлять любой из шести камер контроля технологического процесса. Вот, собственно, вся система и построена в соответствии со всеми требованиями заказчика. Попутно оценим перспективы наращивания системы без дополнительных прокладок магистралей (при прокладке новых магистралей наращивать систему можно до бесконечности). На линии 1 (одна свободная пара) можно установить одну стационарную камеру или использовать эту пару для организации еще одного направления телеметрического управления. При этом в центральном посту необходимо установить повторитель - разветвитель телеметрии ПРТ-б. Тогда стационарные камеры можно установить на поворотные устройства, оснастить трансфокаторами объективов (хоть все девять); можно установить другие телеметрически управляемые устройства ("БДИ" №4/99) - включать локальное освещение по забору, открывать ворота; можно устанавливать сколь угодно много камер с локальной коммутацией через телеметрические коммутаторы и т.п. - всего до 15 устройств в линии 1. В линии 2 можно установить еще 3 стационарные камеры и/или организовать дополнительную линию телеметрии аналогично линии 1, при этом для всей системы достаточно одного ПРТ-6. В линии 3 можно установить еще 3 камеры (как стационарных, так и на поворотных устройствах, установить еще 9 устройств телеметрии, в т.ч. - локальные телеметрические коммутаторы). Можно организовать еще два дополнительных поста, либо непосредственно на линиях 4 и 5, либо с прокладкой отрезков ТППэп 5x2x0,5 до этих линий с последующей кроссировкой. При всех указанных вариантах все удаленные посты могут обладать полным набором функций центрального поста. Как видим, несмотря на, казалось бы, изначально сложную задачу, никаких особых расчетов нам не потребовалось. Все свелось в двум арифметическим действиям - суммированию числа видеосигналов и сигналов управления и умножения полученного результата на 2, чтобы выяснить тип необходимого кабеля. Все задачи и возможные проблемы решаются в данной структуре аппаратно. Не потребовалось видеоразветвителей, магистральных усилителей, усилителей - корректоров. Что действительно потребуется от инсталлятора, так это аккуратность при всех кроссировках линий, чтобы не допустить ошибок с выбором пар, а также обязательное ведение исполнительных схем для последующего обслуживания и наращивания системы. Итак, для построения системы в соответствии с заявленными в начале статьи требованиями заказчика, нам потребуются: видеокамера стационарная для внешней установки - 16 шт. х ~ $150-250; видеокамера внешняя с трансфокатором объектива - 6 шт. х ~ $600-650; аппаратура передачи видеосигнала АПВС (комплект) - 24 шт. х ~$175; поворотное устройство внешнее - 6 шт. х -$600-650; приемник управления поворотным устройством СТ-ПП - б шт. х -$240; коммутатор матричный 32 входа, 4 выхода СТ-ПКМ -1шт. х~$580; пульт управления СТ-ПУ - 2 шт. х~$180; мультиплексор 16-ти канальный - 1 шт. х-$900-1800; видеомагнитофон - 1 шт. х -$400-900; монитор - 3 шт. х -$160-360; монтажная гермокоробка с кроссом - 24 шт. х-$30-40; коммутационный шкаф с кроссом - 1 шт. х -$60-80; кабель ТППэп 10x2x0.5 - -2000 м х -$0,4; кабель ТППэп 5x2x0.5 - -700 м х -$0,3; кабель ШВВП 2x0,75 (по -20 метров на камеру) - -450 м х ~$0,2-0,3; кабель коаксиальный (по -20 метров на камеру) - -450 м х -$0,3-0,5; байонетные разъемы - -100 шт. х -$1,2 крепежные элементы. В принципе, такая система может быть отгружена как законченный товар на предприятии-изготовителе с подробной инструкцией по монтажу. Если у читателей журнала есть варианты иного оптимального, более простого и более дешевого решения данной задачи, с удовольствием их рассмотрим. В заключение, небольшая информация для тех, кто верит только цифрам. Чтобы окончательно убедить сомневающихся в том, что для передачи видеосигнала кабель ТППэп является оптимальным, на рис.6 приводим сравнительные характеристики затухания на 1000 метров для кабеля ТПП и AWG24 (5-я категория). Разница начального затухания -А (рис. 6.). И последнее, чтобы быть уверенным в том, в какой степени можно доверять АПВС, на рис.7 приводим качественные характеристики передачи видеосигнала на 2000 метров. В третьем номере журнала "БДИ" за 1999 год мы подробно рассмотрели вопрос передачи видеосигнала по витой паре на большие расстояния; в №4 за тот же год освещался вопрос организации управления. Вся система строится на едином магистральном кабеле (ТППэп Nx2xO,5(0,4)). В №4/2000 описывалась организация нескольких постов для одной системы с полным или ограниченным набором функций, рассматривался матричный коммутатор в качестве системного. Рассмотренные структуры построения систем приобретают в настоящее время все большую популярность. Например, многие монтажные организации, не желая иметь в перспективе борьбу с помехами, передают сигнал по витой паре на 100, а то и на 50 метров. Чтобы предложенные концепции "не повисли в воздухе", а также с целью оказания помощи монтажным организациям в самостоятельном проектировании систем, в грамотном поиске оптимальных решений, родилась идея проиллюстрировать практическое применение всех рассмотренных тем конкретным примером. Цель настоящей статьи - максимально наглядно показать ход рассуждений при поиске оптимального решения проектирования и построения систем, сделать этот процесс понятным всему кругу заинтересованных лиц, участвующих в договоре, и в обязательном порядке - заказчику. Поэтому иллюстрировать изложение будем абсолютно не Тестированными схемами, так как, поверьте, в кругу заинтересованных встречаются лица, которые не знают, что такое последовательное включение в цепь. Просьба не рассматривать изложенное ниже как готовый проект. Это -последовательный ход рассуждений, в результате чего рождается решение. А найденное решение по именно Вашему объекту Вы оформите в собственный проект в соответствии с требованиями Вашего заказчика. Не исключено, что Вы сами, являясь конечным потребителем, в состоянии самостоятельно спроектировать и смонтировать систему. Оказывается, ничего в этом особо сложного нет. Итак, рассматривается совершенно реальный объект с совершенно реальными задачами, поставленными реальным заказчиком. Это - нефтеперегонный завод в Западной Сибири. На рис.1 представлена принципиальная схема объекта. По периметру завод обнесен сплошным забором. Размеры периметра 350 х 400 метров. Объект небольшой, но для объекта с периметром 1500 х 1500 метров рассуждения были бы аналогичными. Существует проходная-въезд. Для целей охраны необходимо обеспечить визуальный контроль и запись видеоинформации внешней территории вдоль линии забора и зоны, прилегающей к проходной-въезду. Необходимо обеспечить возможность одновременного визуального контроля всей общей зоны безопасности (на схеме показана серым цветом) и видеозапись всех событий в этой зоне. Кроме того, есть необходимость контроля технологических процессов с возможностью детального просмотра изображений. Зоны технологического контроля показаны на схеме желтым цветом. Предусматривается одновременное наблюдение только за одним объектом. Необходимости в видеозаписи нет. На объекте необходимо предусмотреть три поста видеонаблюдения: Пост охраны. Персонал охраны должен располагать визуальной информацией от всех камер, контролирующих периметр и зону проходной - въезда. Информация от камер технологического контроля охраны не касается. Пост контроля техпроцесса. Должен располагать видеоинформацией только от камер технологического контроля, управлять этими камерами. Информация от "охранных" камер его не касается. Кабинет директора. Директор хочет (на то он и директор) получать всю информацию от всех камер, управлять камерами, если такие функции предусмотрены, иметь возможность одновременного просмотра изображений от охранных камер. Территориальное расположение постов показано на рис.1. Хотя цель настоящей статьи - показать, прежде всего, решение уже поставленной технической задачи, подразумевая, что таковая уже сформулирована в виде технического задания, все же вкратце остановимся на некоторых типовых моментах. Один из первых вопросов - сколько камер будет в системе? Сколько и каких их будет в окончательном варианте, до момента начала эксплуатации, как правило, не знает никто (конечно, речь идет о больших объектах с километровыми периметрами). Заказчик, как правило, хочет получить максимум возможностей при минимуме затрат. Далеко не на всех действуют убеждения. Очень многие предпочитают учиться на собственных ошибках. Источником информации клиента могут оказаться художественные фильмы. А клиент всегда прав. Кроме того, даже если ошибок на первом этапе не было, уже после начала эксплуатации могут выявиться новые необходимые зоны контроля. Не было бы системы, о них, возможно, и не узнали бы. Ну и, конечно, далеко не каждый в состоянии оплатить сразу все свои желания, поэтому и желания, и деньги распределяются во времени. Возможно, в будущем заказчик заведомо планирует заменить камеры более совершенными (тоже есть логика, Вы же не покупаете в качестве своей первой бытовой видеокамеры профессиональную аппаратуру за 35 - 40 тыс. долларов). Другое дело, что структура построения всей системы должна предусматривать все эти моменты, не должна зависеть от конкретного типа камер, позволять наращивать систему до прогнозируемой конфигурации без неоправданных затрат. На первом этапе наиболее типичен следующий подход. Поскольку необходима видеозапись от всех охранных видеокамер, очевидно, для их коммутации напрашивается мультиплексор. Наиболее широко применяются 16-ти канальные дуплексные, как правило, с детектором движения. Мультиплексоры на меньшее количество входов применять нецелесообразно, так как большие объекты меньшим количеством камер оснащать не эффективно, а цена двух 8-канальных больше одного 1б-канального. Преимущества дуплексного перед симплексным полностью оправданы разницей в цене. Использование 32-канальных (они практически исчезли с рынка) делает видеоинформацию в режиме мультиэкрана и видеозапись почти не воспринимаемой. Вот и получается, что стандартный типовой набор для первого этапа - шестнадцать камер и мультиплексор. Если система подразумевает заведомо большее число камер, это число, как правило, кратно 16. Этот объект исключением не явился, поэтому число охранных камер -16. Камеры стационарные, дабы обеспечить закрытие всего периметра независимо от управляющих действий оператора, полноценно использовать функцию детектора движения в мультиплексоре. Проходная выделена в отдельную зону контроля, т.е. одна из шестнадцати камер "уходит" на проходную. Остальные 15 равномерно распределяются по периметру - в среднем, через 100 метров. И количество камер, и их параметры -это всегда компромисс между "следует сделать" - "хочу иметь" - "в состоянии себе позволить". Полезно иметь мобильный комплект "камера - монитор", чтобы на фазе составления техзадания показать клиенту, что он реально "увидит" с реальных точек установки. Окончательное решение принимать заказчику - ему потом эксплуатировать систему, охранять свой объект. На технических характеристиках видеокамер останавливаться не будем. Они зависят от конкретного объекта, от условий освещенности, от требований конкретного заказчика, поэтому для Вашего объекта они все равно будут другими. Контроль технологического процесса заказчик решил осуществлять шестью внешними камерами на поворотных устройствах с 10-кратными трансфокаторами объективов. Тип поворотного устройства, кратность трансфокатора, тип камер никак не влияют на всю структуру будущей системы, это исключительно вопрос необходимой степени идентификации объекта наблюдения, Ваших предпочтений и платежеспособности заказчика. Ориентировочные места установки видеокамер контроля технологических процессов указаны заказчиком и нанесены на план-схему объекта (рис.1). Выясняем (у заказчика) возможные места прокладки магистральных кабелей. В нашем случае можно прокладывать магистрали вдоль забора; от поста охраны в пост технологического контроля; от поста охраны в кабинет директора. Возможные линии магистралей показаны на рис.1 пунктирными линиями. Поскольку система является многопостовой (3 поста), необходимо выделить какой-либо пост в качестве центрального. Подробно концепция единого центрального поста изложена в журнале "БДИ" №4/2000 ("Многопостовые системы видеонаблюдения"). Исходя из местоположения, возможности установки в дальнейшем дополнительного оборудования, выделения дополнительных площадей для размещения аппаратуры, целесообразным представляется объявить в качестве центрального поста системы пост охраны. Значит, в любом случае, видеосигналы от всех камер должны быть "для начала" переданы без искажений и помех в этот центральный пост. Так как все посты должны обладать независимыми функциями, в центральном посту необходимо, помимо всего прочего, установить матричный коммутатор. Для управления камерами контроля техпроцесса необходимо у каждой из этих камер установить телеметрический приемник управления. В удаленных постах необходимо установить пульты управления. Начинаем строить систему с фундамента, то есть - с магистральной сети. Для определения, сколько и каких кабелей необходимо проложить на объекте, проделаем следующее: (см. рис.2) Нанесем на нашу схему с привязкой к местам установки все видеокамеры и приемники телеметрического управления: К-видеокамера; ПП -приемник телеметрии для управления поворотным устройством и трансфокатором объектива; ПКМ - матричный коммутатор; ПУ - пульт управления. 0т всех видеокамер вдоль направлений возможных магистралей проведем условные линии видеосигналов по кратчайшему расстоянию в центральный пост. На рисунке линии видеосигналов показаны черными линиями. Нарисуем две линии групповых видеосигналов: матричный коммутатор - пост технологического контроля; матричный коммутатор - кабинет директора (на схеме обозначены зелеными пунктирными линиями). Управление приемниками телеметрии (коммутатор, пульты, приемники управления поворотными устройствами) осуществляется по интерфейсу RS485 . Поэтому все приемники должны быть соединены последовательно. Нарисуем эту линию последовательного соединения по кратчайшему маршруту вдоль возможных магистральных направлений. На схеме эта линия показана красным цветом. Направления эта линия не имеет, приемники могут включаться в нее в любой последовательности, исходя исключительно из удобства коммутации. Единственные ограничения - общая протяженность такой линии не должна превышать 2 км; общее количество приемников на одной линии не должно превышать 16. ("БДИ" №4/99). Если какое-либо из этих ограничений не выполняется, необходимо установить в линии повторитель-разветвитель ПРТ, позволяющий организовать 5 дополнительных направлений, каждое протяженностью до 2-х км, содержащее до 15 дополнительных приемников. В нашем случае этого не требуется. Исходя из специфики объекта (высокий уровень индустриальных помех), протяженностей линий, целесообразности передачи видеосигнала и команд управления в едином магистральном кабеле, будем передавать видеосигналы от каждой камеры по витым парам магистрального кабеля ТППэп с помощью аппаратуры АПВС (см. "БДИ" №3/99). Таким образом, на нашей схеме (рис.2) каждая линия видеосигнала (черная линия) - это витая пара. Для каждого видеосигнала должна быть выделена своя собственная пара. Линия телеметрического управления для нормальной устойчивой работы на больших расстояниях (необходимо рассматривать общую длину линии с учетом последовательных соединений) требует витую пару + 1 общий провод. Кабель ТППэп имеет помимо пар один дренажный провод. В качестве общего провода может использоваться любой свободный проводник. Чтобы не запутаться при крос-сировках, в случае отсутствия отдельного дренажного провода будем использовать дополнительную витую пару (второй проводник пары все равно некуда применить). Теперь на нашем рисунке: черная линия - это витая пара, красная линия - витая пара + дренажный провод или две пары. В одном магистральном кабеле не следует передавать видеосигналы в противоположных направлениях. Линия управления направления не имеет и может проходить в одном кабеле с видеосигналами любого направления. Выходной сигнал с матричного коммутатора идет по направлению от центрального поста к технологическому (пунктирная линия). Видеосигналы же от камер технологического контроля идут в противоположном направлении. Значит, на этом участке одним магистральным кабелем не обойтись. Между центральным постом и кабинетом директора передается только групповой видеосигнал и сигнал управления. Здесь мы со спокойной душой загоняем их в общий магистральный кабель. Исходя из схемы, образуются пять групп сигналов, которые необходимо объединить в пять магистральных линий. Выбирая в качестве магистрального кабель ТППэп, напомним, что они бывают 5,10, 20, 50...500 - парные. Каждый видеосигнал (черная линия) - одна пара; линия телеметрического управления (красная линия) - одна пара + общий провод или две пары, если дренажный провод уже использован. Получаем (рис. 2): Линия 1 -.магистраль от К9 до К1 -девять пар - кабель ТППэп10х2хО,5 Линия 2 - магистраль от К10 до К16 - семь пар - кабель ТППэп10х2хО,5 Линия 3 - магистраль СА - б видеосигналов и одна линия управления, т.е. 7 пар + общий провод - кабель ТППэп10х2хО,5. В точках В и С логично произвести подключение "боковых" ответвлений магистрали через кроссы. Ответвление к камерам К17, К18 - 4 пары и 2 общих провода или 5 пар + 1 общий провод = кабель ТППэп 5x2x0,5. Рассуждая аналогично, для ответвлений К19 - В; К21Д22 - С; К20 - С получаем искомый кабель ТППэп 5x2x0,5. Линия 4 - групповой видеосигнал из центрального поста в пост технологического контроля - одна пара - кабель ТППэп 5x2x0,5. Линия 5 - 2 пары + 1 общий провод - кабель ТППэп 5x2x0,5. Вся кабельная сеть будущей системы, отвечающей всем изложенным выше требованиям заказчика, представлена на рис.3. Конечно, включение аппаратуры в магистраль производится обычно не прямо в многопарный кабель, а через некоторую монтажную коробку, обозначенную на схеме, как МК. Обычно, потому что нам приходилось сталкиваться с монтажом, где просто взрезалась изоляция магистрального кабеля, вытаскивалась необходимая пара, подключалась к кодеру АПВС, а место разреза изоляции герметизировалось изолентой. Справедливости ради отметим, что такой "варварский" подход к монтажу никак не сказался на качестве передачи видеосигнала (цветного) и на работе всей системы, имеющей на приемном конце весьма сложную аппаратуру обработки видеоинформации. Мы же будем исходить из "цивилизованного" монтажа. Монтажные коробки (на них остановимся ниже) следует располагать на магистрали максимально близко к видеокамере, чтобы на отрезке коаксиального кабеля и кабеля питания не "набрать" помеху. Если магистраль проходит в непосредственном контакте с атмосферной средой, все коммутационное оборудование должно располагаться в гермокоробках. Сегодня рынок располагает достаточным многообразием таких изделий, и этот момент не представляет каких-либо реальных трудностей. Примечание. Мы не останавливаемся подробно на задаче обеспечения питания. Этот вопрос следует решать в привязке к конкретной системе. Возможно, придется прокладывать питающий кабель вдоль всех магистралей; возможно использование питания на местах. Все зависит от реальных условий на объекте и задач, которые ставятся перед будущей системой. Мы должны проинформировать заказчика о всех достоинствах и недостатках каждого возможного варианта, но не будем ему ничего навязывать, при этом подробно отразим окончательное решение в техническом задании. Вот мы и спроектировали фундамент нашей будущей системы, изображенный на рис.3. Полностью сформировался первый самостоятельный этап. Систему уже можно начинать строить. А именно, прокладывать магистральные многопарные кабели в соответствии с намеченной схемой. В местах установки монтажных гермокоробок следует оставлять по 0,7 - 1 метра слабины. Для надежной идентификации конкретной пары необходимо "распушить" кабель ТППэп приблизительно на 0,5 метра. После того, как магистральные кабели проложены, решен вопрос с питанием, приступаем к установке непосредственно оборудования. Эта задача обычно рещается на объектах в несколько этапов, определяемых исходя из первоочередных задач и экономических возможностей заказчика. О голубой воде и мембранной технологии. Анатомия современной лестницы. Мягкий цвет и тепло натурального дерева. Древесно-цементная плита. Достойная замена древесно-стружечной плите. Перейти на главную Материалы |