視頻監(jiān)控一線通技術(shù)探析

鐘傳潮，鐘天彤

（大慶油田信息技術(shù)公司創(chuàng)業(yè)分公司，黑龍江 大慶 163000）

1 前言

監(jiān)視器主機(jī)通過電源線為監(jiān)控?cái)z像探頭供電，攝像探頭通過視頻線向監(jiān)視器主機(jī)回傳視頻信號(hào)。視頻監(jiān)控能夠正常工作，必須保證電源線、視頻線不能出現(xiàn)問題。鋪設(shè)在水泥路面下的、冬天在北方，埋設(shè)于地下的電源線、視頻線出現(xiàn)問題后，維修及更換很困難。即使能夠更換，費(fèi)用也較高。

2 一線通技術(shù)主要內(nèi)容

如果同一條線即傳輸視頻信號(hào)又能為監(jiān)控探頭供電，又互不干擾，就能達(dá)到同一條線即傳輸視頻信號(hào)又傳電信號(hào)。只要傳輸視頻信號(hào)的同軸電纜或供電的電源線有一條是好的，就能使出現(xiàn)故障的監(jiān)控?cái)z像探頭恢復(fù)正常工作。我們新研制的轉(zhuǎn)換器，可以將探頭回傳的視頻信號(hào)，通過轉(zhuǎn)換器后轉(zhuǎn)換為射頻信號(hào)，疊加到為攝像機(jī)供電的直流供電電路中，到達(dá)監(jiān)視器前在通過另一個(gè)轉(zhuǎn)換器分離出視頻信號(hào)，并隔離直流電流，達(dá)到同一條線傳輸視頻信號(hào)和供電功能，而且互不干擾。當(dāng)電源線或視頻線出現(xiàn)故障，只要視頻線或電源線其中一條是好的，通過加裝一對，我們新研制的轉(zhuǎn)換器，就能使出現(xiàn)故障的監(jiān)控恢復(fù)正常，不用重新布線，大大降低查修故障的時(shí)間，節(jié)省人力、節(jié)省材料、節(jié)省費(fèi)用。

新建攝像探頭到監(jiān)視器主機(jī)，只需架設(shè)一條傳送視頻信號(hào)的同軸電纜即可，無須另架電源線，節(jié)省材料，施工簡便。該技術(shù)通過改變轉(zhuǎn)換器的抬升頻段，還可以實(shí)現(xiàn)在同一條傳送視頻信號(hào)的同軸電纜上串接10個(gè)攝像探頭，對10個(gè)攝像探頭同時(shí)供電、10個(gè)攝像探頭同時(shí)回傳視頻信號(hào)，而且互不干擾。該技術(shù)一條線就可以替代，原技術(shù)20條線才能完成的工作，施工極其簡便。

圖1

2.1 結(jié)構(gòu)原理

用晶振電路，抬升與還原頻率，實(shí)現(xiàn)視頻信號(hào)與射頻信號(hào)之間的來回轉(zhuǎn)換。利用電感通直隔交、電容通交隔直的原理，制作射頻信號(hào)與電源直流的隔離電路。射頻信號(hào)到達(dá)監(jiān)視器前，能將射頻信號(hào)從直流電源中完整的分離出來，還原為監(jiān)控主機(jī)可識(shí)別的視頻信號(hào)，并隔離直流電源。攝像探頭后加裝的射頻與電源分離電路又可還原完成，為攝像機(jī)供電的還是電源線，攝像探頭回傳視頻信號(hào)的還是視頻線的功能。這樣攝像機(jī)探頭的視頻信號(hào)，就能疊加在直流供電路中，互不干擾?？蓪?shí)現(xiàn)同一線路上即傳輸視頻信號(hào)又為攝像機(jī)供電。

2.2 主要技術(shù)指標(biāo)

視頻信號(hào)的帶寬為0~6MHz，供電電路的直流電源信號(hào)的理想頻率為0Hz，但實(shí)際上很難達(dá)到理想狀態(tài)。視頻信號(hào)與電源信號(hào)一條線纜傳輸，會(huì)出現(xiàn)視頻信號(hào)與電源信號(hào)相互疊加的情況，很難分離出視頻信號(hào)，導(dǎo)致視頻信號(hào)不完整。將視頻信號(hào)的頻率抬升至10MHz以上，變?yōu)樯漕l信號(hào)。射頻信號(hào)到達(dá)監(jiān)控主機(jī)前再通過，射頻視頻轉(zhuǎn)換器，將頻率抬升的射頻信號(hào)降低為抬升之前的頻率，即還原為監(jiān)控主機(jī)可識(shí)別的視頻信號(hào)。就可以避免電源信號(hào)對射頻信號(hào)的干擾。860MHz以下是同軸電纜的低損耗區(qū)，理論上視頻信號(hào)通過不同頻率的晶振電路，可將視頻信號(hào)的頻率抬升至10~860MHz之間的任意頻段，但由于120MHz以下的晶體振蕩器是主流產(chǎn)品，價(jià)格較低，比較常用。視頻信號(hào)的帶寬為0~6MHz，按照10MHz 一個(gè)頻段，就可以將視頻信號(hào)的帶寬全部載入。即使使用120 MHz 以下的晶體振蕩器，監(jiān)控主機(jī)也可以實(shí)現(xiàn)在同一條同軸電纜上對10個(gè)攝像機(jī)探頭同時(shí)供電，10個(gè)攝像探頭同時(shí)回傳視頻信號(hào)，而且互不干擾。

3 一線通技術(shù)應(yīng)用情況

監(jiān)控?cái)z像探頭出現(xiàn)故障，如果查明是同軸電纜或電源線出現(xiàn)的問題?？扛鼡Q同軸電纜或電源線來解決。就要幾十米、幾百米的更換，需要大量的人力、物力，不但浪費(fèi)嚴(yán)重，而且處理障礙的時(shí)間很長。我的這項(xiàng)研究成果已獲得國家專利，專利號(hào)：201732415，并找廠家做出了產(chǎn)品?，F(xiàn)已在信息技術(shù)公司實(shí)際查修監(jiān)控?cái)z像探頭故障的工作中試用，效果很好，節(jié)省的費(fèi)用也很可觀。

杏五井幼兒園，園門處的攝像探頭不工作，經(jīng)過檢查是電源線老化斷裂，無法對攝像探頭供電，導(dǎo)致攝像探頭不工作。穿電源線的管很細(xì)，老化斷裂的電源線拉不出來，新的電源線無法穿進(jìn)去。立桿架設(shè)明線又不美觀。使用我發(fā)明的新技術(shù)，把監(jiān)控主機(jī)為攝像探頭供電的直流電流，疊加到攝像探頭回傳視頻信號(hào)的同軸電纜上。實(shí)現(xiàn)了在同一條同軸電纜上，探頭的視頻信號(hào)回傳，監(jiān)控主機(jī)為攝像機(jī)探頭供電同時(shí)進(jìn)行，互不干擾。使出現(xiàn)故障的監(jiān)控?cái)z像探頭恢復(fù)正常。使用近2年，效果很好，供電穩(wěn)定、圖像清晰。

4 一線通技術(shù)應(yīng)用后能夠產(chǎn)生的效益

信息技術(shù)公司目前維護(hù)著各二級單位的1萬多個(gè)視頻監(jiān)控探頭，傳送視頻信號(hào)的同軸電纜及為監(jiān)控?cái)z像探頭供電的電源線2萬余條。按照年均3%的故障率計(jì)算，全公司每年就要有300余條，有障礙的同軸電纜或電源線需更換。攝像探頭到監(jiān)視器主機(jī)之間的距離一般在50~600m，平均按200m計(jì)算，同軸電纜每米9.65元，電源線每米10元，更換一條200m左右有障礙的同軸電纜或電源線，一般需2人配和，半天時(shí)間才能完成。每更換一條200m以上有障礙的同軸電纜或電源線，最低材料費(fèi)1930元。平均車輛、人工費(fèi)用200元，300×（1930+200）=639000元。一對轉(zhuǎn)換器的制作成本60元左右。300×60=18000元，639000-18000=621000元。有障礙的同軸電纜或電源線不需更換，每年就可節(jié)省費(fèi)用62萬余元。

5 結(jié)語

隨著城市的美化，越來越多的架空線路改入地下，或直埋或進(jìn)入管道。城市中每天綠化、改造等各類施工不斷，傷及同軸電纜或電源線的概率確越來越大。如果靠更換同軸電纜或電源線來解決問題，不但費(fèi)時(shí)、費(fèi)力而且費(fèi)錢。通過加裝一對轉(zhuǎn)換器，達(dá)到同一條線傳輸視頻信號(hào)和供電功能，而且互不干擾。只要同軸電纜或電源線有一條是好的，都能使出現(xiàn)故障的監(jiān)控恢復(fù)正常。大大縮短了障礙歷時(shí)，同時(shí)降低了更換故障同軸電纜或電源線的成本。這項(xiàng)技術(shù)如果推廣成功，每年可為信息技術(shù)公司節(jié)省，更換故障同軸電纜或電源線的費(fèi)用62萬元以上，效益很可觀。如果加上新建攝像探頭節(jié)省的費(fèi)用，效益會(huì)更高