一、需求分析
某市供电局共有几十个变电所，其中大部份变电所实行了无人值守，为了保证变电所的安全，同时，也为了提高服务质量、增强管理意识，对所有的变电所实行了监控。我们对变电所设计配置矩阵硬录集成系统，当地监控的同时实现远程监控。
所有的变电所都设计32路左右摄像头，分别安装在各个重要设备及机房内外。其中有些地方还装了解码器用来控制云台镜头，另外，设计报警地址发生器可以接入多路报警量及控制量，我们在重要的出入口和设备处安装了红外/微波双鉴报警器，在变电站四周围墙墙头设计安装红外对射报警器均接入报警地址发生器，在每个房间，安装了双鉴报警探测传感器，有些房间，通过联动装置，可以控制照明设备。解码器通过td总线与监控主机相连，在某些设备的房间，还安装了监听器。
所有的变电所的监控主机通过供电局的内部网联接到市供电局监控中心，市供电局为每个变电所提供了2m的带宽，所以可以保证每个变电所可以切换上传1到4路音视频图像。
监控主机接受各种视频、音频及报警数据，在有人值守的变电所，可以通过切换操作在显示器上观看到每路视频的图像及报警。通过设置，可以进行录像、自动切换，对于室内摄像头，可以设置动态检测录像，即视频变化即产生录像，不变化不录像。对于无人值守的变电所，可以通过远程设置，实现同样的功能。监控主机可以将报警信息和音视频录像保存在本地硬盘，当本地硬盘满时，可以设置自动清除过期的录像，同时，监控主机还作为网络服务器，接受监控中心的数据和音视频请求。根据监控中心的请求，将视频和数据传送到指定的地点。
在网络监控中心，我们设立专门的计算机对各变电所进行监控，监控中心可以轮流对各变电所的视频及数据进行巡视，当变电所有报警发生时，变电所监控主机会主动将报警上传，报警信息将存入监控中心数据库，相对应的视频图像即自动切换到当前画面。同时，会有声音提示，工作人员进行判断，如果需要进行维护，则可以立即打印出派工单，并通知相关人员。在供电局监控中心，除了网络监控主机，还可以在网络别的节点，如局长室对各变电所进行巡视，以了解变电所的情况。大大方便了管理。
二、设计原则
1、先进性、实用性、经济性及合法性
本系统设计时充分考虑设备和技术的先进性，系统采用先进技术，时整个系统达到先进性；所有集成设备均选购目前同类产品中先进的产品，保证几年内不落后、不被淘汰；在保证系统的先进性的同时还应考虑系统的实用性，即所选设备是成熟的系统，所有的功能都是实用的；并考虑系统的经济性，选择性能价格比高的产品。所有设备都是经国家有关部门批准生长和通过质量检测的产品。
2、良好的扩充性
考虑到工程的实际情况，在进行系统设计时，我们充分考虑了系统增容的可扩充性：系统设计均采用模块化结构，所有设备管理主机均可扩容，以后系统增容时，只需直接将管理设备与系统进行连接，不需对线路进行改造；系统主机均采用大容量产品，为将来的扩充保留充分的冗余空间和设备接口。
3、系统安全可靠性
凡设计到业主经济利益的系统，稳定可靠性是至关重要的。系统的产品涉及到经济利益，我们设计选型时作了慎重考虑，选用的设备都是经过大量用户使用并且相当成熟的产品。使系统具有更强的安全性和稳定性。
4、系统超前性
整个系统的先进性，取决于设计者是否具有超前意识，掌握这一行业的最新技术以及边缘科学在此领域的应用，同时必须了解和预见到今后几年社会发展对闭路监控及报警系统方面提出的要求。因此，不仅要求设计严密、布局合理，能与技术、新产品接轨，而且所选择的设备应在系统实施若干年后，亦能保持其功能完善、齐全，不至于落后。
5、系统的可操作性
设备齐全、功能完善、综合管理、便于维护、操作简便且易于掌握。系统的设计，要求在操作人员与设备之间建立起友好的界面，使操作者无论对系统的设置还是日常运行，通过键盘进行简单的操作即可完成，即使对没有接触过此类设备的操作者，只需稍加培训，即能掌握一般操作。
6、系统的安全性
雷电发生时将产生强大的冲击电流，如果不采取有效防御措施，极容易造成被雷电击坏。对系统的防雷击方面，我们设计采取：所有设备额外供电，配备专用ups电源，防止雷击发生时超高压强电流通过强电系统破坏弱电系统；所有设施保证良好接地，当强电流通过时可以分散电流，室外可安装避雷针。
三、设计依据
系统配置是根据业主提供的要求及国家或行业批准发布的相关产品/系统标准而设计的。
gbj16-83《建筑电气设计技术规范》
ga/t75-94《安全防范工程程序与要求》
ga/t70-94《安全防范工程费用概算编制办法》
ga/t70-94《安全防范系统通用图形符号》
gb50198-94《民用闭路监视电视系统工程技术规范》
gbj232-82《电气装置安装工程施工及验收规范》
gbj300-86《建筑安装工程质量检验评定统一标准》
gbj57-83《建筑物防雷设计规范》
gbj303-88《建筑电气安装工程质量检验评定标准》
hyd41-01-1999《电子工程建设概预算编制办法电子设备安装工程费用定额》及《电子工程建设预算定额》
ga16796-97《安全防范报警设备安全要求和实验方法》
四、设备选型
根据用户对电视监控系统的具体要求，综合我公司以往所做工程的经验，特别郑重推荐使用以下电视监控系列产品。
1、矩阵主机
天地伟业数码科技有限公司生产的tc-8632-8ii型矩阵主机
系统支持32路音视频同步输入，8路音视频同步输出。
系统支持一级主控设备（可选主控键盘或主控计算机），15级分控设备（可选分控键盘、分控计算机或红外分控等）。
系统可接入32路报警探测区。
主控设备全面享有对所有监控现场云台、镜头、快球、雨刷、灯光、电源的控制。
经授权后，分控设备可有限享有对某些监控现场云台、镜头、快球、雨刷、灯光、电源的控制。
矩阵主机与主、分控设备及解码器之间采用rs-485通讯方式，布线简单，扩展性强。
系统支持主控键盘或主控计算机两种主控设备，但同时只允许接入其中一种。
主控设备选用主控计算机时，可通过主控软件用鼠标实现快球的全功能控制，同时系统提供了软件锁定功能，视频满屏功能，并可附有电子地图、硬盘录像、语音控制、视频报警四大功能模块可供用户选配。主控软件具备普通切换和便捷控制等多种方便灵活的切换方式，并提供布/撤防状态、灯光、电源、雨刷、广播、自动等状态的任意多点组合控制和查询。
主分控键盘可通过摇杆控制快球或云台方向及编程参数选择，同时具备键盘锁定功能。
红外分控具备分控键盘的主要功能，操作更为灵活。
分控设备（分控键盘、分控计算机）均需授权，这种授权规定了键盘——监视器、键盘——摄像机、监视器——摄像机的访问权限。
系统支持万能切换功能，通过编程可设定监视器——摄像机的顺序切换权限及驻留时间，切换时音视频同步切换，每个监视器可存储多达120点的切换序列。
每路视频输出上都有字幕叠加，屏幕显示包括时间、日期、监视器编号、摄像机编号及8个任意标识字符，黑边框字幕保证光照变化时的字幕效果。系统提供可视化字幕调整方式，可在屏幕的任意位置叠加字幕信息。
报警方式可选并行报警或串行报警，各报警点输入可任选断路报警或短路报警方式，以防止人为破坏。
可手动、定时自动开关每个报警点的信号检测，各点布/撤防状态可在编程中查询。消警方式可选自动消警、延时消警和手动消警。
系统具备强大的报警联动功能，报警后报警点现场电源接通、灯光打开，主机蜂鸣器鸣响，报警开关启动。
报警后，报警点音视频信息将按照系统编程设定的参数在授权监视器上切换，视频上叠加“报警”提示字样，每个监视器可存储多达120点的报警切换序列。
报警记录查询。可查询最近256个报警点的报警时间。
开关机时间查询。可查询最近256次开关机的时间。
多级密码保护。系统启动、键盘锁定、报警布/撤防、调用预置景点均需输入密码。
工作温度：-10℃-+55℃
工作电压：ac220v/50hz(±10%)
功耗：20w
音频输入：32路（两线制/三线制）
音频输出：16路(750mv/600ω)
频率响应：150hz～15khz
音频通道隔离度：>40db
视频通道隔离度：>56db
视频信噪比：>56db
视频通道带宽：15mhz(±3db)
视频输入阻抗：75ω1vpp
视频输出阻抗：75ω1vpp
外形尺寸：482mm*344mm*88mm(长*宽*高)
2、控制软件
系统采用矩阵硬录集成控制软件，应用于由天地伟业的tc8632-8ii矩阵和tc2808av-m4硬录主机组成的多媒体监控系统，它将先进的多媒体技术利用在传统的监控系统中，不但大大简化了硬件设备和器材，而且使得处理和控制更加精确、可靠。同时它具备windows环境下应用软件的诸多功能，可以方便的完成预置编程、录像、图像抓拍打印、电子地图、视频报警，远程监控的支持等多媒体功能。
支持网络和互联
分为服务器端计算机软件和网络分控端计算机软件两部分
界面友好，完全中文化，易于使用
按键图标会意化设计，操作简单直观
具有可管理性，存档、查询方便
周到的软件选项，满足用户的各种需求
字幕与影像分离。提高画面清晰度，并有多种字幕显示，随心所欲，尽如人意
兼容中西文windowsxx操作系统
分控计算机软件不限节点数，可随意配置
安装简单，硬盘占用量小，升级容易
采用多级电子密码进行系统操作，实现安全管理
编辑方便、发送快捷的汉字传送功能。汉字录入方便。字符传送快捷。汉字随时修改、随时发送，无次数限制。
图标会意化按键设计，功能明确，使用便捷，关键时刻不致手忙脚乱，不需专业培训即可操作。
工作状态指示明确，采用指示型按键，使按键状态一目了然。
将一些常用功能设置为按键（象编程、话筒、灯光以及雨刷等按键），方便监控系统操作。
抓拍图像以通用格式存储，方便进一步处理和打印。
画面质量可调，并在下次启动系统时，保留此设置。
操作简单但功能强大的菜单选项。
通过选择“串口设置”菜单，完成串口、波特率等参数的设定。
通过选择“编程”键的选择，完成组切时间、字幕选择、分控设定、时间设定等参数的设定。
通过对“察看状态”菜单的选择，可快速完成对现场电源、灯光、自动扫描处于何种工作状态的察看。
实时多媒体报警。独具一格的报警联动模块，保证布防后警情发生时主控计算机监视器画面的及时切换，直至撤防。
可选配电子地图功能。
报警画面可存至计算机硬盘。
可实现报警资料的长期存储，便于查询。
3、云台、解码器
设计使用天地伟业tc－2209a型室外全球解码器一体化云台和tc-2207a型室内全球解码器一体化云台。
全球云台,内置解码器。
转动角度：水平：358°,垂直：0°~90°
转动速度：水平：12°/秒,垂直：6°/秒
电压：24vac输入
4、摄像机
选用honywell（gc－755a1型）摄像机。
像素：625电视线（pal）
扫描系统：2:1隔行扫描
水平扫描频率：15.625khz
垂直扫描频率：50khz
图像传感器：1/4″彩色ccd高清晰数码摄像机
总像素：795(h)x596(v)470k
有效像素：752(h)x582(v)440k
信噪比：超过49db
水平分辨率：480电视线
视频输出：1.0vp-p，75ω
镜头：20倍光学变倍(f1.6,f=3.9-85.8)自动变焦
数字放大比率：10倍(总放大比率：220倍)，2~10倍可变
变倍速度：5秒
镜头观察角度：水平：47°(w)/3°(t)
最低照度：0.001lux
同步方式：内方式
背光补偿：on/off
彩色/黑白：on/off
焦点模式：自动/手动
白平衡：自动/半自动
模糊控制：手动
锐化控制：手动
快门速度：1/50~1/10000sec
电源：dc12±0.5v
功耗：4.2w/350ma
尺寸：60mm×60.4mm×103mm
重量：345g
5、网络分控计算机
网络分控计算机采用配置：
cpu：piii1g以上
内存：256m以上
显卡：geforce显卡mx200以上
网卡：10m/100mpci网卡
软件平台：windowsxxprofessional
五、系统拓扑结构
一、需求分析
某市供电局共有几十个变电所，其中大部份变电所实行了无人值守，为了保证变电所的安全，同时，也为了提高服务质量、增强管理意识，对所有的变电所实行了监控。我们对变电所设计配置矩阵硬录集成系统，当地监控的同时实现远程监控。
所有的变电所都设计32路左右摄像头，分别安装在各个重要设备及机房内外。其中有些地方还装了解码器用来控制云台镜头，另外，设计报警地址发生器可以接入多路报警量及控制量，我们在重要的出入口和设备处安装了红外/微波双鉴报警器，在变电站四周围墙墙头设计安装红外对射报警器均接入报警地址发生器，在每个房间，安装了双鉴报警探测传感器，有些房间，通过联动装置，可以控制照明设备。解码器通过td总线与监控主机相连，在某些设备的房间，还安装了监听器。
所有的变电所的监控主机通过供电局的内部网联接到市供电局监控中心，市供电局为每个变电所提供了2m的带宽，所以可以保证每个变电所可以切换上传1到4路音视频图像。
监控主机接受各种视频、音频及报警数据，在有人值守的变电所，可以通过切换操作在显示器上观看到每路视频的图像及报警。通过设置，可以进行录像、自动切换，对于室内摄像头，可以设置动态检测录像，即视频变化即产生录像，不变化不录像。对于无人值守的变电所，可以通过远程设置，实现同样的功能。监控主机可以将报警信息和音视频录像保存在本地硬盘，当本地硬盘满时，可以设置自动清除过期的录像，同时，监控主机还作为网络服务器，接受监控中心的数据和音视频请求。根据监控中心的请求，将视频和数据传送到指定的地点。
在网络监控中心，我们设立专门的计算机对各变电所进行监控，监控中心可以轮流对各变电所的视频及数据进行巡视，当变电所有报警发生时，变电所监控主机会主动将报警上传，报警信息将存入监控中心数据库，相对应的视频图像即自动切换到当前画面。同时，会有声音提示，工作人员进行判断，如果需要进行维护，则可以立即打印出派工单，并通知相关人员。在供电局监控中心，除了网络监控主机，还可以在网络别的节点，如局长室对各变电所进行巡视，以了解变电所的情况。大大方便了管理。
二、设计原则
1、先进性、实用性、经济性及合法性
本系统设计时充分考虑设备和技术的先进性，系统采用先进技术，时整个系统达到先进性；所有集成设备均选购目前同类产品中先进的产品，保证几年内不落后、不被淘汰；在保证系统的先进性的同时还应考虑系统的实用性，即所选设备是成熟的系统，所有的功能都是实用的；并考虑系统的经济性，选择性能价格比高的产品。所有设备都是经国家有关部门批准生长和通过质量检测的产品。
2、良好的扩充性
考虑到工程的实际情况，在进行系统设计时，我们充分考虑了系统增容的可扩充性：系统设计均采用模块化结构，所有设备管理主机均可扩容，以后系统增容时，只需直接将管理设备与系统进行连接，不需对线路进行改造；系统主机均采用大容量产品，为将来的扩充保留充分的冗余空间和设备接口。
3、系统安全可靠性
凡设计到业主经济利益的系统，稳定可靠性是至关重要的。系统的产品涉及到经济利益，我们设计选型时作了慎重考虑，选用的设备都是经过大量用户使用并且相当成熟的产品。使系统具有更强的安全性和稳定性。
4、系统超前性
整个系统的先进性，取决于设计者是否具有超前意识，掌握这一行业的最新技术以及边缘科学在此领域的应用，同时必须了解和预见到今后几年社会发展对闭路监控及报警系统方面提出的要求。因此，不仅要求设计严密、布局合理，能与技术、新产品接轨，而且所选择的设备应在系统实施若干年后，亦能保持其功能完善、齐全，不至于落后。
5、系统的可操作性
设备齐全、功能完善、综合管理、便于维护、操作简便且易于掌握。系统的设计，要求在操作人员与设备之间建立起友好的界面，使操作者无论对系统的设置还是日常运行，通过键盘进行简单的操作即可完成，即使对没有接触过此类设备的操作者，只需稍加培训，即能掌握一般操作。
6、系统的安全性
雷电发生时将产生强大的冲击电流，如果不采取有效防御措施，极容易造成被雷电击坏。对系统的防雷击方面，我们设计采取：所有设备额外供电，配备专用ups电源，防止雷击发生时超高压强电流通过强电系统破坏弱电系统；所有设施保证良好接地，当强电流通过时可以分散电流，室外可安装避雷针。
三、设计依据
系统配置是根据业主提供的要求及国家或行业批准发布的相关产品/系统标准而设计的。
gbj16-83《建筑电气设计技术规范》
ga/t75-94《安全防范工程程序与要求》
ga/t70-94《安全防范工程费用概算编制办法》
ga/t70-94《安全防范系统通用图形符号》
gb50198-94《民用闭路监视电视系统工程技术规范》
gbj232-82《电气装置安装工程施工及验收规范》
gbj300-86《建筑安装工程质量检验评定统一标准》
gbj57-83《建筑物防雷设计规范》
gbj303-88《建筑电气安装工程质量检验评定标准》
hyd41-01-1999《电子工程建设概预算编制办法电子设备安装工程费用定额》及《电子工程建设预算定额》
ga16796-97《安全防范报警设备安全要求和实验方法》
四、设备选型
根据用户对电视监控系统的具体要求，综合我公司以往所做工程的经验，特别郑重推荐使用以下电视监控系列产品。
1、矩阵主机
天地伟业数码科技有限公司生产的tc-8632-8ii型矩阵主机
系统支持32路音视频同步输入，8路音视频同步输出。
系统支持一级主控设备（可选主控键盘或主控计算机），15级分控设备（可选分控键盘、分控计算机或红外分控等）。
系统可接入32路报警探测区。
主控设备全面享有对所有监控现场云台、镜头、快球、雨刷、灯光、电源的控制。
经授权后，分控设备可有限享有对某些监控现场云台、镜头、快球、雨刷、灯光、电源的控制。
矩阵主机与主、分控设备及解码器之间采用rs-485通讯方式，布线简单，扩展性强。
系统支持主控键盘或主控计算机两种主控设备，但同时只允许接入其中一种。
主控设备选用主控计算机时，可通过主控软件用鼠标实现快球的全功能控制，同时系统提供了软件锁定功能，视频满屏功能，并可附有电子地图、硬盘录像、语音控制、视频报警四大功能模块可供用户选配。主控软件具备普通切换和便捷控制等多种方便灵活的切换方式，并提供布/撤防状态、灯光、电源、雨刷、广播、自动等状态的任意多点组合控制和查询。
主分控键盘可通过摇杆控制快球或云台方向及编程参数选择，同时具备键盘锁定功能。
红外分控具备分控键盘的主要功能，操作更为灵活。
分控设备（分控键盘、分控计算机）均需授权，这种授权规定了键盘——监视器、键盘——摄像机、监视器——摄像机的访问权限。
系统支持万能切换功能，通过编程可设定监视器——摄像机的顺序切换权限及驻留时间，切换时音视频同步切换，每个监视器可存储多达120点的切换序列。
每路视频输出上都有字幕叠加，屏幕显示包括时间、日期、监视器编号、摄像机编号及8个任意标识字符，黑边框字幕保证光照变化时的字幕效果。系统提供可视化字幕调整方式，可在屏幕的任意位置叠加字幕信息。
报警方式可选并行报警或串行报警，各报警点输入可任选断路报警或短路报警方式，以防止人为破坏。
可手动、定时自动开关每个报警点的信号检测，各点布/撤防状态可在编程中查询。消警方式可选自动消警、延时消警和手动消警。
系统具备强大的报警联动功能，报警后报警点现场电源接通、灯光打开，主机蜂鸣器鸣响，报警开关启动。
报警后，报警点音视频信息将按照系统编程设定的参数在授权监视器上切换，视频上叠加“报警”提示字样，每个监视器可存储多达120点的报警切换序列。
报警记录查询。可查询最近256个报警点的报警时间。
开关机时间查询。可查询最近256次开关机的时间。
多级密码保护。系统启动、键盘锁定、报警布/撤防、调用预置景点均需输入密码。
工作温度：-10℃-+55℃
工作电压：ac220v/50hz(±10%)
功耗：20w
音频输入：32路（两线制/三线制）
音频输出：16路(750mv/600ω)
频率响应：150hz～15khz
音频通道隔离度：>40db
视频通道隔离度：>56db
视频信噪比：>56db
视频通道带宽：15mhz(±3db)
视频输入阻抗：75ω1vpp
视频输出阻抗：75ω1vpp
外形尺寸：482mm*344mm*88mm(长*宽*高)
2、控制软件
系统采用矩阵硬录集成控制软件，应用于由天地伟业的tc8632-8ii矩阵和tc2808av-m4硬录主机组成的多媒体监控系统，它将先进的多媒体技术利用在传统的监控系统中，不但大大简化了硬件设备和器材，而且使得处理和控制更加精确、可靠。同时它具备windows环境下应用软件的诸多功能，可以方便的完成预置编程、录像、图像抓拍打印、电子地图、视频报警，远程监控的支持等多媒体功能。
支持网络和互联
分为服务器端计算机软件和网络分控端计算机软件两部分
界面友好，完全中文化，易于使用
按键图标会意化设计，操作简单直观
具有可管理性，存档、查询方便
周到的软件选项，满足用户的各种需求
字幕与影像分离。提高画面清晰度，并有多种字幕显示，随心所欲，尽如人意
兼容中西文windowsxx操作系统
分控计算机软件不限节点数，可随意配置
安装简单，硬盘占用量小，升级容易
采用多级电子密码进行系统操作，实现安全管理
编辑方便、发送快捷的汉字传送功能。汉字录入方便。字符传送快捷。汉字随时修改、随时发送，无次数限制。
图标会意化按键设计，功能明确，使用便捷，关键时刻不致手忙脚乱，不需专业培训即可操作。
工作状态指示明确，采用指示型按键，使按键状态一目了然。
将一些常用功能设置为按键（象编程、话筒、灯光以及雨刷等按键），方便监控系统操作。
抓拍图像以通用格式存储，方便进一步处理和打印。
画面质量可调，并在下次启动系统时，保留此设置。
操作简单但功能强大的菜单选项。
通过选择“串口设置”菜单，完成串口、波特率等参数的设定。
通过选择“编程”键的选择，完成组切时间、字幕选择、分控设定、时间设定等参数的设定。
通过对“察看状态”菜单的选择，可快速完成对现场电源、灯光、自动扫描处于何种工作状态的察看。
实时多媒体报警。独具一格的报警联动模块，保证布防后警情发生时主控计算机监视器画面的及时切换，直至撤防。
可选配电子地图功能。
报警画面可存至计算机硬盘。
可实现报警资料的长期存储，便于查询。
3、云台、解码器
设计使用天地伟业tc－2209a型室外全球解码器一体化云台和tc-2207a型室内全球解码器一体化云台。
全球云台,内置解码器。
转动角度：水平：358°,垂直：0°~90°
转动速度：水平：12°/秒,垂直：6°/秒
电压：24vac输入
4、摄像机
选用honywell（gc－755a1型）摄像机。
像素：625电视线（pal）
扫描系统：2:1隔行扫描
水平扫描频率：15.625khz
垂直扫描频率：50khz
图像传感器：1/4″彩色ccd高清晰数码摄像机
总像素：795(h)x596(v)470k
有效像素：752(h)x582(v)440k
信噪比：超过49db
水平分辨率：480电视线
视频输出：1.0vp-p，75ω
镜头：20倍光学变倍(f1.6,f=3.9-85.8)自动变焦
数字放大比率：10倍(总放大比率：220倍)，2~10倍可变
变倍速度：5秒
镜头观察角度：水平：47°(w)/3°(t)
最低照度：0.001lux
同步方式：内方式
背光补偿：on/off
彩色/黑白：on/off
焦点模式：自动/手动
白平衡：自动/半自动
模糊控制：手动
锐化控制：手动
快门速度：1/50~1/10000sec
电源：dc12±0.5v
功耗：4.2w/350ma
尺寸：60mm×60.4mm×103mm
重量：345g
5、网络分控计算机
网络分控计算机采用配置：
cpu：piii1g以上
内存：256m以上
显卡：geforce显卡mx200以上
网卡：10m/100mpci网卡
软件平台：windowsxxprofessional
五、系统拓扑结构