总线制图像传输技术在大空间消防系统中探究和应用

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1、总线制图像传输技术在大空间消防系统中探究和应用　　摘要本文对总线制图像传输技术在大空间消防系统中的设计应用作了比较深入的研究与探讨。文中主要分析了图象传输总线接口的硬件设计及总线制图像传输技术在大空间消防领域如何应用。关键词总线制图像传输技术大空间智能型主动喷水灭火装置人工手动干预中图分类号：TU998.1文献标识码：A文章编号：一引言近年来，随着大空间消防产业的不断发展，对于在大空间场所使用的各种智能型主动喷水灭火装置(以下简称为灭火装置)的工作可靠性、灵活性的要求也越来越高。由于各种因素（如装置探测、水压、管网等误差）的存在，导致装置在工作可靠

2、性及定点射水灭火的准确性上存在不稳定因素。因此，若能结合图像传输技术，通过观察现场的图像信号对灭火装置进行人工手动干预，则可以使灭火装置大大提高其工作可靠性及灵活性。6本文笔者根据自己所做的总线制图像传输实验，结合目前大空间场所使用的灭火装置，对总线制图像传输技术在应用上如何设计及对此项技术在大空间领域的应用前景进行比较深入的研究及探讨。二、总线制图像传输设计为了避免复杂的现场布线，图像采用总线制传输。把每个安装固定在灭火装置上的摄像头的视频信号线通过总线切换的方式接入现场的图像传输总线。如图1所示。(一)传输介质与摄像头的选取目前，用来传输图像信

3、号的介质主要有同轴电缆、双绞线和光纤。由于同轴电缆的自身特性，当视频信号在同轴电缆内传输时其受到的衰减与传输距离和信号本身的频率有关。视频信号在同轴电缆内传输时不仅信号整体幅度受到衰减，而且各频率分量衰减相差很大，因此同轴电缆只适合用于传输距离200米左右的视频。光纤是为了解决远距离传输而使用的。由于光纤整体传输系统价格太高，光纤铺设、连接需要专门设备，安装调试困难，故障排查难，线路不易维修，因此对于在2000米以内近距离视频传输而言，光纤并不是一个很经济的办法。6而相对于同轴电缆，双绞线具有较强的抗共模干扰能力；在不加装传输器与中继器的情况下，双

4、绞线传输距离相对远，若加装双绞线传输器，传输距离可达1000米，并可保持原图象的亮度、色彩及实时性；另外双绞线安装布线简单、工作可靠、价格低廉，其传输器安装调试容易、维修方便，系统造价相对同轴电缆和光纤来说是最低的，而且一般大空间主动喷水灭火系统布线距离不长，因此使用双绞线作为总线制图像传输的传输介质是最佳选择方案。在摄像头的选取上，应选取体积不宜过大的摄像头以便安装固定在灭火装置上，注意一定要选取防水型的（例如微型防水彩色摄像头）。摄像头视频输出信号格式可灵活选用，具体选取与监视器的输入信号格式相匹配。另外在摄像头像素及工作温度等参数的选取也应能

5、满足实际要求。(二)总线制图象传输接口的设计及要解决的问题引入总线制传输图像信号，多个摄像头挂在总线上时，总线接口电路设计应加入相应的处理以减少总线上信号传输的负载效应和反射问题，以提高图像传输的可靠性及抗干扰能力。电路原理图如图2所示。图2总线接口设计原理图图中只是画出总线接口电路设计部分，摄像头工作电源的切入及继电器的动作均由灭火装置来控制，图中未予以画出。1接口设计6图像的传输是实现一对一选择呼叫工作的，以免造成信号的重叠，使信号传输陷入瘫痪。即每次只可选择其中一台摄像头工作，传输现场视频信号给监视器。因此除了摄像头电源采取单独供电形式外，还

6、需对各接入总线的摄像头视频信号采用总线切换的方式，以防止摄像头的相互干扰（即产生负载效应）。总线的切换选取双刀双掷的继电器来完成(即图中的RELAY1、RELAY2、RELAYn)，继电器的动作受灭火装置控制。选择摄像头工作时，即由灭火装置控制命令使继电器动作及打开摄像头电源，把此台摄像头的视频输出线接入总线，实现图像信号传输。图中Rs,Re为终端匹配电阻。其作用是防止图像信号在总线传输时产生的反射干扰问题。在总线分支距离不长的情况下，只须在总线的最始端及最末端分别加入电阻Rs和Re，即可起到很好的抗干扰作用。电阻Rs或Re阻值的选取应通过具体的实

7、验获取，阻值选取参考标准为摄像头的视频输出阻抗。笔者用视频输出信号为1Vp-p75Ω，Negative的摄像头做实验，通过实验后选取电阻Rs或Re为100Ω。2总线制图像传输要解决的问题(1)抗干扰处理除上面提到的在接口设计所采用的一些抗干扰措施外，为了防止地环路对图像信号的干扰，视频信号的地线与灭火装置的地线实行电气隔离，以提高图像传输的抗干扰能力。(2)远距离图像传输问题6图像信号在传输过程中会出现信号衰减，随着传输距离的加长，衰减会变大。从笔者把图像信号通过总线切换后直接在双绞线上传输的实验得出，选取像素为30万的摄像头，在传输距离为600m

8、范围内能满足要求，而且600m的传输距离也基本能达到一般大空间场所的要求。但若随着大空间场所的传输距离的增大，图像直接在双