[科普中国]-闭路控制

背景和现状

经过20多年的发展，中国工业自动控制系统装置制造行业取得了长足的发展，尤其是20世纪90年代以来，中国工业自动控制系统装置制造行业的产量一直保持在年增长20%以上。2011年，中国工业自动控制系统装置制造行业取得了令人瞩目的成绩。全年完成工业总产值2056.04亿元;产品销售收入1996.73亿元，同比增长24.66%;实现利润总额202.84亿元，同比增长28.74%。国产自动控制系统相继在火电、化肥、炼油领域取得了突破。

目前，中国的工业自动化市场主体主要由软硬件制造商、系统集成商、产品分销商等组成。在软硬件产品领域，目前中高端市场几乎全部由国外著名品牌产品垄断，并将在近年仍维持此种局面;在系统集成领域，跨国公司占据制造业的高端，具有深厚行业背景的公司在相关行业系统集成业务中占据主动，具有丰富应用经验的系统集成公司充满竞争力;在产品分销领域，大型跨国公司的重要分销商是行业内的领先者，主要有上海海得控制系统股份有限公司、福大自动化科技有限公司、汕头众业达电器有限公司等。

在工业自动化市场，供应和需求之间存在错位。客户需要的是完整的能满足自身制造工艺的电气控制系统，而供应商提供的是各种标准化器件产品。行业不同，电气控制的差异非常大，甚至同一行业客户因各自工艺的不同导致需求也有很大差异。这种供需之间的矛盾为工业自动化行业创造了发展空间。

中国拥有世界最大的工业自动控制系统装置市场，传统工业技术改造、工厂自动化、企业信息化需要大量的工业自动化系统，市场前景广阔。工业控制自动化技术正在向智能化、网络化和集成化方向发展。基于工业自动化控制较好的发展前景，预计2015年工业自动控制系统装置制造行业市场规模将超过3500亿元。

随着工业自动控制系统装置制造行业竞争的不断加剧，大型工业自动控制系统装置制造企业间并购整合与资本运作日趋频繁，国内优秀的工业自动控制系统装置制造企业愈来愈重视对行业市场的研究，特别是对产业发展环境和产品购买者的深入研究。正因为如此，一大批国内优秀的工业自动控制系统装置品牌迅速崛起，逐渐成为工业自动控制系统装置制造行业中的翘楚!

闭路控制简介在无人参与下，能自动控制受控对象工作的整套设备。如发电机的自动控制，导弹自动控制系统等。自动系统主要由施控和受控两个主要部分组成。一般可分为开路控制和闭路控制两种类型。

开路控制的控制设备，只接受给定的作用信号，即输出控制信号。如无人驾驶飞机的起飞程序控制，按一定时间输出信号控制飞机起飞。在开路控制系统中，系统输出只受输入的控制，控制精度和抑制干扰的特性都比较差。开路控制系统中，基于按时序进行逻辑控制的称为 顺序控制系统；由顺序控制装置、检测元件、执行机构和被控工业对象所组成。主要应用于机械、化工、物料装卸运输等过程的控制以及机械手和生产自动线。

闭路控制的控制设备除了接受给定的作用信号外，还接收受控对象输出的信号。如导弹的制导设备除接收目标偏差信号外，还接收导弹受控系统的反馈信号，以免导弹修正过头。

闭路闭路是相对于开路而言的，输入输出路径系统比较封闭，有统一路径，只有封闭在系统之内才可以，不像开路那样可以任意接受和发送。多用在控制系统或者信号系统中，如闭路电视、闭路控制系统等。图像信号只在有限区域内通过电缆传送给电视的系统。视频监控系统是常见的闭路系统。

图像信号只在有限区域内通过电缆传送给电视的系统。比如:卫星电视系统和闭路电视系统，发送和接收方式不同，也就是输入和输出路径是不一样的!视频监控系统是常见的闭路系统。

闭路控制组成前端部分前端完成模拟视频的拍摄，探测器报警信号的产生，云台、防护罩的控制，报警输出等功能。主要包括：摄像头、电动变焦镜头、室外红外对射探测器、双监探测器、温湿度传感器、云台、防护罩、解码器、警灯、警笛等设备（设备使用情况根据用户的实际需求配置）。摄像头通过内置CCD及辅助电路将现场情况拍摄成为模拟视频电信号，经同轴电缆传输。电动变焦镜头将拍摄场景拉近、推远，并实现光圈、调焦等光学调整。温、湿度传感器可探测环境内温度、湿度，从而保证内部良好的物理环境。云台、防护罩给摄像机和镜头提供了适宜的工作环境，并可实现拍摄角度的水平和垂直调整。解码器是云台、镜头控制的核心设备，通过它可实现使用微机接口经过软件控制镜头、云台。1

传输部分这里介绍的传输部分主要由同轴电缆组成。传输部分要求在前端摄像机摄录的图像进行实时传输，同时要求传输具有损耗小，可靠的传输质量，图像在录像控制中心能够清晰还原显示。

控制部分该部分是安防监控系统的核心，它完成模拟视频监视信号的数字采集、MPEG-1压缩、监控数据记录和检索、硬盘录像等功能。它的核心单元是采集、压缩单元，它的通道可靠性、运算处理能力、录像检索的便利性直接影响到整个系统的性能。控制部分是实现报警和录像记录进行联动的关键部分。

硬盘录像机嵌入式硬盘录像机：现在市场上用到最多到，无论从性价比、稳定性、维护性还是防病毒上都有优势.

它性能高的原因：从硬件上主要体现在其内部板卡都集成在一块或两块主板上，经过产家在技术上的整合，其配置上要比PC机的要低，而运行的性能上能与高它一定硬件配置PC机的相比并不逊色；从软件上主要体现，其系统与硬盘录像机的操作系统完美的结合在一起，是直接对硬件进行调用，加快了反应时间，提高了运行速度，减少了很多不必要的额外功能运行，而基于Linux 、Windows 操作系统之上的硬盘录像机是绝对做不到的。

稳定性：

嵌入式硬盘录像机的稳定性高的原因：从硬件上主要体现在各部分都集成在一块主板上，对抗震、灰尘多等恶劣环境的适应能力要好；从软件上主要体现在其系统与硬盘录像机（DVR）的监控系统完整的结合在一起，不容易受到一些额外的因素影响，如操作系统的自身不稳定性和冗余的附带功能所引起的不良因素。不过也有一些劣质的嵌入式硬盘录像机的稳定性很差。

维护性：

嵌入式硬盘录像机的易维护性低的原因：主要体现在硬件上，嵌入式因集成度过高，对维护人员的专业素质同要求相当高，这对中国的国情来讲，这样的人才太小，一出问题基本都要发回产商进行维修，其维修成本可想而知，尤其是过了保修期。而这个过程少则一个星期，多则一两个月，这给客户使用和下次一选购造成严重的内心反感，也给很多的工程商带来相当多的麻烦，甚至客户流失；从软件上来讲，嵌入式的软件基本不需要维护，其软件维护成本远比基于Windows和Linux操作系统之上的监控系统要低得多。

抗病毒性：

嵌入式硬盘录像机的抗病毒性高的原因：主要是因为其硬件、软件都是专用的，芯片存储的数据只读，不可写，并且软件的附带功能非常少，因此，病毒根本无从入手。

电视墙显示部分该部分完成在系统显示器或监视器屏幕上的实时监视信号显示和录像内容的回放及检索。系统支持多画面回放，所有通道同时录像，系统报警屏幕、声音提示等功能。它既兼容了传统电视监视墙一览无余的监控功能，又大大降低了值守人员的工作强度且提高了安全防卫的可靠性。终端显示部分实际上还完成了另外一项重要工作——控制。这种控制包括摄像机云台、镜头控制，报警控制，报警通知，自动、手动设防，防盗照明控制等功能，用户的工作只需要在系统桌面点击鼠标操作即可。

防盗报警部分在重要出入口、楼梯口安装主动式红外探头，进行布防，在监控中心值班室（监控室）安装报警主机，一旦某处有人越入，探头即自动感应，触发报警，主机显示报警部位，同时联动相应的探照灯和摄像机，并在主机上自动切换成报警摄像画面，报警中心监控用计算机弹出电子地图并作报警记录，提示值班人员处理，大大加强了保安力度。报警防范系统是利用主动红外移动探测器将重要通道控制起来，并连接到管理中心的报警中心，当在非工作时间内有人员从非正常入口进入时，探测器会立即将报警信号发送到管理中心，同时启动联动装置和设备，对入侵者进行警告，可以进行连续摄像及录像。

系统供电电源的供给对于保证整个闭路监控报警系统的正常运转起到至关重要的作用，一旦电源受破坏即会导致整个系统处于瘫痪状态。系统的供电可以采用集中供电和分散供电两部分，用户可以根据实际的需要进行选择。

闭路电视监控系统闭路电视监控系统是一个跨行业的综合性保安系统，该系统运用了世界上最先进的传感技术、监控摄像技术、通讯技术和计算机技术，组成一个多功能全方位监控的高智能化的处理系统。闭路电视监控系统因其能给人最直接的视觉、听觉感受，以及对被监控对象的可视性、实时性及客观性的记录。2

闭路监控系统的发展历史闭路监控系统是随着电视和摄像机的出现发展壮大起来。在这短短的几十年的发展历程中，伴随着新技术革命的不断冲击，经历了如下几个阶段。

1、 一对一监控系统

2、控制电路系统

3、处理器监控系统

4、外挂多媒体的监控系统

5、过渡型数字视频监控系统

6、数字媒体监控管理系统

设计1、架构合理：就是要采用先进合理的技术来架构系统，使整个系统安全平稳的运行，并具备未来良好的扩展条件。

2、稳定性和安全性：系统的技术先进性是系统高性能的保证和基础，同时可有效地减少使用人员和系统维护人员的麻烦。良好的可扩展性则是为了用户的发展考虑。

随着安防工程公司对监控系统应用时间的增长，未来对安防监控系统的要求会更高。可扩展性保证当用户有更多的要求时，引入的新设备可以顺利地与本次配备的设备共同工作，进一步扩展与提高闭路监控系统的性能。

3、产品主流：闭路监控系统是否采用当今主流产品，关系到系统的整体质量和未来能否得到良好技术支持以及完整的技术文档资料。

特点闭路监控系统提供远近距离的监视和控制。根据国家有关技术规范，系统应设置安防摄像机，电视监视器、录像机(或硬盘录像机)和画面处理器等，使用户能随时调看任意一个画面，遥控操作任一台摄像机等。

闭路监控系统一般由三部分组成：前端设备、传输部分、后端设备(包括控制设备和显示设备)。

闭路监控系统主要组成部分是：采集图像的摄像机或成像装置，图像的传输与控制设备，图像的处理与显示设备。闭路电视监控系统的技术要求有：摄像机的清晰度、系统的传输带宽、视频信号的信噪比、电视信号的制式、摄像机达到较高画质和操作的功能，以及系统各部分的环境适应程度。

办公楼闭路监控系统方案、大楼闭路监控系统方案、大厦闭路监控系统方案，在我国各行业中广泛使用的闭路监控系统大多为模拟方式。

其主要特点是：系统采用矩阵主机控制，通过电视墙监视前端目标，采用长延时模拟录像机进行录像和回放；

其主要缺点：当录像资料需要长时间备份时，需要大量的录像磁带，消耗大量的人力和物力，并且在录像回放检索时操作不方便。因此，基于数字存储技术的硬盘录像系统经过几年的发展，至今，技术已经完全成熟，很好地解决了传统图像存储及回放等技术难题。

数字硬盘录像系统不仅存储费用低、效率高，而且还具有网络传输、远程传输和循环存储等优点。与此同时，硬盘录像系统的数字化和传输网络化等先进技术可以实现与防盗报警等系统联网联动，及时准确地反馈现场信息，为报警事件提供充分可靠的依据。

组成一个完整的闭路电视监控系统主要由前端音视频数据采集设备、传送介质、终端监看监听设备和控制设备组成。通过在监控区域内安装固定摄像机或全方位摄像机，对监控区域进行实时监控。通过传输线路将摄像机所收集到的信号传至图像分配器或放大器，然后再传入监视器，实现对监控区域的全面监视。

前端设备：是指系统前端采集音视频信息的设备。操作者通过前端设备获取必要的声音、图像及报警等需要被监视的信息。系统前端设备主要包括摄像机、镜头、云台、解码控制器、和报警探测器等。

传送介质：是将前端设备采集到的信息传送到控制设备及终端设备的传输通道。主要包括视频线、电源线和信号线，一般来说，视频信号采用同轴视频电缆传输，也可用光纤、微波、双绞线等介质传输。

控制设备：是整个系统的最重要的部分，它起着协调整个系统运作的作用。人们正是通过控制设备来获取所需的监控功能。满足不同监控目的的需要。控制设备主要包括音、视频矩阵切换控制器、控制键盘、报警控制器和操作控制台。

终端设备：是系统对所获取的声音、图像、报警等信息进行综合后，以各种方式予以显示的设备。系统正是通过终端设备的显示来提供给人最直接的视觉、听觉感受，以及被监控对象提供的可视性、实时性及客观性的记录。系统终端设备主要包括监视器、录像机等。

闭路电视监控系统是应用光纤、同轴电缆、微波在其闭合的环路内传输电视信号，并从摄像到图像显示构成独立完整的电视系统。它能实时、形象、真实地反映被监控对象，不但极大地延长了人眼的观察距离，而且扩大了人眼的机能，它可以在恶劣的环境下代替人工进行长时间监视，让人能够看到被监视现场的实际发生的一切情况，并通过录像记录下来。