时间：2023-03-08 15:38:39
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Abstract: In the age of 90 closed-circuit television monitoring system has been widely applied to public security, finance, traffic, business important material storage and security and other fields, has become one of the modern management logo. This paper mainly from the system the basic control mode, each part of the system composition and application, the basic design of the closed-circuit television monitoring system is briefly introduced.
Key words: closed-circuit television monitoring; system; control; application
中图分类号：TU2
一、概述
闭路电视监控系统（CCTV）是安全技术防范体系中的一个重要组成部分，是一种先进的、防范能力极强的综合系统。闭路电视监控系统在安全系统中的应用已经有很多年的历史了。现在，大多数安全系统中都需要同时使用几种不同的安全技术，如报警系统、火警探测系统、侵入防范和探测技术、门禁系统。
闭路电视监控系统从摄像机到监控主机一般为点对点的连接，以监控主机为中心构成星形网络。为了控制摄像机云台和镜头的转动方向，通常使用云台镜头控制器。为了能够做到实时监控，当系统较大时由监视器组成电视墙。为达到长期保存现场录像的目的，一般还安装长延时录像机，并配备大容量录像设备（数字硬盘录像监控系统）以备查询使用。
二、基本控制方式
闭路电视监控系统的主要目的是了解被监视目标的形体变化、活动情况或亮度明暗变化信息等，黑白电视系统完全可以满足这些功能的要求，而造价和对现场环境的照度要求都较彩色系统低的多，故采用黑白电视系统。闭路电视监控系统的基本控制方式有直接控制方式、间接控制方式、数据编码微机控制方式三种。
1.直接控制方式
适用于摄像机台数较少的小型系统（一般摄像机台数在10台以下），这时视频信号由视频切换器进行切换；摄像机控制项目较少，基本采用定焦距镜头、自动光圈控制及采用固定支架；传输距离较近（一般不超过100m）；系统基本无增容及控制项目扩展的要求。摄像机的焦距、镜头等的控制以及云台方向和防护套功能的控制，采用多芯线连接于控制器，于监控室直接操纵控制。
2. 间接控制方式
适用于摄像机台数较多的中型系统（一般摄像机台数为10~50台）；传输距离一般不超过200m。间接控制方式，实际上都由计算机控制来实现，在一般的大中系统，对摄像机的镜头、云台、护套控制，以及视频信号切换、视频信号的时序显示、字符显示等等的控制信号，采用由总线以串行或并行的并码信号传输方式，控制形式为编码——译码驱动的形式。即于控制盘将各种操作指令进行编码成并码传输信号，经总线输至设在现场的译码控制箱，译码后的控制信号分配至各摄像机的接收驱动器，从而以电流或电压的形式实现对摄像机的功能控制。
3. 数据编码微机控制方式
适用于摄像机台数较多的大中型系统；摄像机控制项目较多；传输距离较远；需要实行多级控制；系统需要根据使用性质及要求的变化考虑进一步扩容及调整。
闭路电视监控系统的主要功能是辅助安防系统对防范的重要方位和现场实况进行实时监视。通常情况下，由多台电视摄像机监视楼内的公共场所（如各个楼门口、地下停车场）、重要出入口（如电梯口、楼层通道）等处 的人员活动情况。当安防系统发生警报时会联动摄像机开启，并将该报警所监视区域的画面切换到主监视器或屏幕上，同时启动录像机记录现场实况，供管理人员和保安人员及时、迅速、准确地处理。
三、组成及作用
闭路监控系统由管理主机、视频矩阵切换器、摄像机、录像机等组成。按照设备的功能不同，闭路电视监控系统可以分为以下几个部分：摄像部分、传输部分、控制部分、以及显示部分和记录部分。传输部分将摄制的图像信号传输给监控中心显示、记录；控制部分将传送来的信号处理之后进行显示和记录。
1、摄像部分包括：摄像机、镜头和云台等。其作用是负责摄取现场景物并将其转换为电信号（或数字信号），经视频电缆线将电信号传动到控制中心，通过解调、放大将电信号转换成图象信息，显示在监视器上。
1．1摄像机
（1）选择摄像机 通常由高灵敏成像的CCD固体摄像器件、调整镜头与光圈组成。 靶面尺寸有1/2英寸、1/3英寸、2/3英寸。应根据监视目标的照度选择不同灵敏度的摄像机。室内安装的固定黑白摄像机，为保证夜间正常监控，同时达到美观隐蔽性，可选用红外夜视半球摄像机。其特点是：摄像机、镜头、红外灯、半球护罩一体化；集成度高，体积小巧、美观隐蔽，安装简便；自动开启红外灯，为摄像机提供补偿光源。
⑵ 安装摄像机 首先，应确定监视点。主要有建筑物的出入口、大厅、电梯前室、楼梯口及通向室外的主要出入口的通道。其次，应注意安装在监视目标附近不易受外界损伤的地方，高度为室内距地2.5~5m为宜。位置以不影响现场设备运行和人员正常活动为准则。
1.2 镜头
⑴选择通常有1/2英寸、1/3英寸、2/3英寸的，选择时应与摄像机尺寸相匹配，一般要大于等于摄像机尺寸。① 摄取固定监视目标时可用定焦距镜头； ②当视距较小而视角较大时用广角镜头； ③当视距较大时用望远镜头，即长焦距镜头； ④当视角变化或视角范围较大时用变焦距镜头；⑤若摄取的监视目标是连续移动的，或者监视区域空间范围较大，而监视目标的位置及距离不确定且不需同时监视多个目标，或者既需在平时拥有很大的监视范围，又要求在根据情况看清局部范围内监视目标的细部特征时，选用带遥控全方位电动云台变焦距镜头。
⑵ 安装摄像机镜头应避免强光直射，一般顺光源方向对准监视目标。必须做逆光安装时，应降低监视区域的对比度，或采用三可变（光圈、焦距、倍数）自动光圈镜头。
1.3云台需要监看较大面积的场景时，应使用云台。这种设备可以上下左右转动摄像机，可取得较大的拍摄角度。
1.4解码器 对主机送来的控制信号进行解码（译码），然后对镜头、云台的各个参数进行控制。
2、显示部分显示记录是把现场传来的电信号转换成图像在监视设备上显示，如有必要，还可以用录像机录下来。显示记录安放在控制室内，主要有监视器、录像机和一些视频处理设备。
2.1.监视器 由摄像机传送来的视频信号由监视器再现为图像，分黑白和彩色两大类。宜采用屏幕尺寸为23~51cm的监视器。监视重点部位的监视器的屏幕尺寸应略大于其他监视器。黑白监视器的清晰度应不低于600线，彩色监视器的清晰度应不低于350线，且监视器的清晰度应略高于系统摄像机的清晰度。
2.2录像机 用于24小时对监视系统的录像或报警录像。录像机有两种：一种是连续式，像银行、博物馆等处，需长期录像：一种是间歇式，可设置为多种间隔模式或周期性自动录像，也可以设置为收到报警信号后，自动进入连续录像状态。
在同一系统中，录像机的制式和磁带规格应一致。录像机输入、输出信号，视、音频指标均应与整个系统的技术指标相适应。需作长时间监视目标记录时，应采用低速录像机或具有多种速度选择的长时间记录的录像机。
2.3画面分割器多画面分割器可以在一台监视器上同时连续地显示多个图象画面。目前常用的有4、9和16画面分割器。通过分割器，可以用一台录像机同时录制多路视频信号，回放时还能选择任意一幅画面在监视器上全屏放映。
2.4视频矩阵切换主机 可将一路视频信号送到多个显示与记录设备。包括视频输入、输出模块；通信控制模块；报警处理模块；电源装置。
3、传输部分把现场摄像机发出的信号传送到控制中心。一般包括线缆、调制解调设备、线路驱动设备等。
3.1 传输方式： 传输距离小于2.5km时，宜采用同轴电缆传输视频基带信号的视频传输方式（400m以上距离加线路补偿放大器）；传输距离较远，监视点分布范围广或需进有线电视网时，宜采用同轴电缆传输射频调制信号的射频传输方式；长距离传输或需要避免电磁场干扰的传输，宜采用传输光调制信号的光缆传输方式。
3.2线路敷设：对于小型系统，线路少，采用金属管或金属线槽敷设；对于大型系统，线路多，用电缆桥架敷设，并加金属盖板保护。电源线、图像信号线和控制信号线等应分管敷设，且不与其他系统的管路、线槽、桥架或电缆合用。信号传输线与低压电力线的平行及交叉间距不小于0.3m，与通信线平行及交叉间距不小于0.1m.
1、引言
随着越来越多的核电站投入使用，核材料的安全愈来愈引起人们的重视。核电站实物保护系统主要是针对核材料以及核电站安全运行服务的。实物保护系统是按照法规要求针对确定的设计基准威胁设置适当有效的探测、延迟和响应的功能，确保核设施及核材料的安全。
核电站实物保护系统由集成控制及管理系统、出入口控制系统、周界探测报警系统、电视监控系统、供电系统等系统组成。
电视监控系统作为实物保护系统重要的组成部分，它担负着监控、录像、报警复核以及应急响应等方面的工作。根据《核设施实物保护 HAD501/02》的要求：不论在白天、黑夜或其他自然环境不利的条件下都能正常运行；图像应能覆盖到整个受保护的区域，不出现盲区和死角；图像质量应清晰到可以对报警部位作出正确评估，可以辨认出入侵者的基本特征；在发生系统失效、受外界搅扰等事件时，迅速发出报警信号。
在核电站监控区域中，最容易出现盲区和死角的部位是保护区双围栏，该区域形状不规则，且围栏长度较长，摄像机位置设置不合理或镜头选择不合适，都将产生盲区，或是造成远处的物体图像不清晰，不能满足规范要求。如果在施工图设计阶段未将盲区问题考虑周全，在施工检验阶段发现问题后，修补极为困难。在长期工程实践中总结出采用摄像机视野覆盖图的方法解决盲区问题.
双围栏摄像机图像受环境影响较大，为了确保图像的稳定性还需要从安装工艺、BNC焊接、线缆敷设以及防雷等各方面进行综合考虑。
2、保护区双围栏
核电站防护区区域分为控制区、保护区、要害区和要害部位。核电站实物保护电视监视系统用于监视区域分布为：各区域出入口、保护区双围栏、要害区围栏以及重要部位。
保护区双围栏一般是由间隔6米的实体屏障围成，围栏高度为3.5米，围栏上以及围栏内设置多种报警探测装置，该区域的摄像机用于复核围栏内报警系统，同时进行24小时的录像。围栏内设置照明灯，夜晚地面为20lux的照度，保证摄像机在夜晚工作时图像要求。
保护区双围栏长度大约1600米，围栏上设置若干出入口，围栏呈不规则状。
规范要求摄像机能够满足从监视器上判断在观察区内任何位置的人的姿势、人员数量及其运动方向；同时消除相邻摄像机对重要区域监视的盲区。保护区双围栏摄像机的布置设计比较其他区域难度较大，不仅需要考虑技术因素还需考虑环境因素。
3、保护区双围栏摄像机布置原则
保护区双围栏摄像机布置应遵循以下原则：保护区双围栏摄像机监控距离小于100米；区段宽度最大15米（区段长度100米时）。沿栅栏等距离或均匀布置。内层和外层栅栏均在视场中。保护区双围专门为电视监控系统配置了照明系统，照明灯杆应高于摄像机高度，否则会在摄像机图像上留下光斑，影响图像的清晰度。一般双围栏灯杆高度为10米，摄像机杆高度为4.5米-6米。
4、摄像机的布置设计
一般摄像机在靠近镜头附近有一定的盲区，根据每个摄像机的安装方式不同，也会造成一定范围的盲区。因为保护区双围栏形状不规则，并且是封闭双道围栏，所以需要考虑盲区覆盖问题。
盲区的大小与周界安装在高度、镜头的型号以及成像要求有关。
4.1确定摄像机安装高度
由于双围栏的高度为大约3.5米，摄像机安装高度需大于围栏高度，所以摄像机的安装高度需要大于3.5米，理论上摄像机安装高度越高，视角范围越好，但是盲区也越大，同时给日后设备检修造成一定的困难，所以一般安装在4.5米～5米的位置上。
4.2确定成像要求
目前核设施成像要求是根据IEEE标准692规定，0.3米的被观察的物体在监视器里的显像水平不少于屏幕的1%宽，也就是30米宽度的物体需要占满监视器的屏幕。在各个核电站及核设施摄像机的成像要求均高于此项标准，有些核电站的要求是1.2%～1.6%。确定成像要求才能确定镜头参数。
4.3选择镜头类型
镜头的种类根据CCD靶面规格分为1/3〃、1/2〃、2/3〃和1〃等，由于其靶面尺寸不同，镜头的垂直视角角度和水平视角均不同，造成不同型号镜头的摄像机在相同安装条件下盲区大小不一致。以下是各种镜头的CCD靶面规格尺寸图。设计需要根据监控区域、目标尺寸，结合各镜头的靶面尺寸，选择所需要的镜头。如果监视的物体距离摄像机很近，且物体较长或较宽，就需要选择靶面大的摄像机。
核电站保护区双围栏宽度6米，每段监视区域不超过100米，所以目前核电站常用镜头为1/3〃。
为了便于现场施工，目前工程均采用自动光圈手动变焦镜头，调试时可以根据现场实际情况调整到所需的焦距上。
4.4镜头焦距计算
依据镜头焦距计算公式：F=wD/W
其中：F为镜头焦距，w为图像宽度（被摄物体在CCD靶面上成像宽度），D为被摄物体至镜头的距离，W为被摄物体的宽度。
如果采用0.3米的被观察的物体在监视器里的显像水平不少于屏幕的1.2%宽的标准，那么25米宽的物体需要占满整个屏幕。根据焦距计算公式，在周界地带若选用的1/3〃CCD摄像机，观察100米远距离，则：
4.5盲区计算
图二为盲区计算示意图。如图所示，β角为摄像机的垂直视角，β= 2arc tg（h/2f），β为垂直视场角，f 为镜头的焦距，w为摄像机靶面的水平宽度，h为摄像机靶面的垂直高度。
盲区q=摄像机安装高度/tg（β）
例如，1/3〃焦距为20mm的摄像机，式中α为水平视场角
垂直视场角为：β= 2arc tg（h/2f）=2arctg（3.6/40）=10.290
水平视场角为：α= 2arctg（w/2f）=2arctg（4.8/40）=13.70
当摄像机安装高度为4.5米时，盲区q=4.5/tg（10.29O）=30.3米
4.6绘制摄像机视野图
根据以上计算出数据，绘制出摄像机视野图，以20mm摄像机为例，如图所示：视野长度为100米，水平视场为13.700，盲区为30米。
在AUTOCAD上以实际的监视区域长度、水平视场角度和盲区长度，绘制出镜头视野图。
4.7绘制保护区双围栏视野覆盖图
在双围栏建筑图上，确定好部点起始地点、布点顺序；因摄像机靶面长时间受到强光的照射，会降级摄像机的清晰度，所以布点时需要考虑到摄像机朝向，南北方向上，摄像机尽量朝北；东西方向上，摄像机尽量朝西。
从围栏起点开始，将20mm镜头的视野图布置在图上，后面的摄像机将前面的盲区进行覆盖，在最后的一个摄像机或转角处前加一个摄像机，对转角一个摄像机进行盲区覆盖，要求每个摄像机的盲区都能被下一个摄像机覆盖。
在布点过程中会发现监视区域只有几十米的区域，需要根据以上步骤计算出镜头的焦距、盲区和水平视角，绘制这种型号的镜头得视野图。在双围栏图纸上进行布置。
绘制围栏视野覆盖图时，需要注意拐角处摄像机的盲区，这些拐角处都需要加盲区覆盖摄像机。
当双围栏为不规则形状时，把围栏分成不同的段，每个段加一对摄像机进行盲区覆盖，摄像机的参数根据每段的长度进行计算，进行视野覆盖时，转动摄像机视野图角度，检查是否能将所监控的区域覆盖。
当双围栏视野覆盖图完成后，逐个检查每个监视区域，确定每个区域均被监控，每个摄像机盲区均被覆盖。这样所有的摄像机布点位置即可确定。运用视野覆盖图可以在部点过程中考虑到盲区的消除问题，并能确定每个摄像机监视范围，为摄像机调试工作打下基础。图四为双围栏视野覆盖图布点示意图。
5、摄像机的防雷设计
室外摄像机防雷一般需要对直击雷和感应雷进行防护。在保护区双围均安装了照明灯杆，灯杆高度一般为10米，摄像机位于照明灯杆下面，所以在双围栏摄像机设计中无须考虑直击雷。只需要对感应雷进行防护。
双围栏上摄像机信号通过铜轴电缆引到位于双围栏的光端机箱，通过光端机将视频信号传到保安控制中心。所以需要分别在光端机箱体和摄像机杆（防护罩内）安装铜轴+电源二合一防雷模块，防雷模块距离设备的距离不能超过1.5米。
结束语
通过以上采用摄像机视野覆该法对核电站双围栏电视监控系统进行设计有效地消除了盲区，同时按照现场实际情况进行实施，取得良好的效果，希望能够给其他设计者以借鉴。
参考文献
中图分类号：TK414.3+5 文献标识码：A
1 设计原则
项目方案设计遵循技术先进、功能齐全、性能稳定、节约成本的原则。并综合考虑施工、维护及操作因素，将为今后的发展、扩建、改造等因素留有扩充的余地。本系统设计内容是系统的、完整的、全面的；设计方案具有科学性、合理性、可操作性。
2 方案设计
根据设计原则、设计规范和依据及国际、国内标准，并根据用户的需求，以及所提供的图纸及相关资料，并接合项目的实际情况及未来的发展趋势，对该项目的闭路电视监控进行方案设计。
2.1 系统构成及原理
闭路电视监控系统分别由前端系统、传输系统、控制系统、显示系统4个部分构成。还具有对图像信号的分配切换、存储、处理、还原等功能。
2.2 设备选型及配置
2.2.1 前端系统
摄像部分的主体是摄像机，其功能为观察、收集信息。摄像机的性能及其安装方式是决定系统质量的重要因素。光导管摄像机目前已被淘汰，由电荷耦合器件简称CCD摄像机所取代。其主要性能及技术参数要求如下：
色彩：摄像机有黑白和彩色两种，通常黑白摄像机的水平清晰度比彩色摄像机高，且黑白摄像机比彩色摄像机灵敏，更适用于光线不足的地方和夜间灯光较暗的场所。黑白摄像机的价格比彩色便宜。但彩色的图像容易分辨衣物与场景的颜色，便于及时获取、区分现场的实时信息。
清晰度：有水平清晰度和垂直清晰度两种。摄像机的清晰度一般是用水平清晰度表示。水平清晰度表示人眼对电视图像水平细节清晰度的量度，用电视线TVL表示。目前选用黑白摄像机的水平清晰度一般应要求大于500线，彩色摄像机的水平清晰度一般应要求大于400线。
照度：单位被照面积上接受到的光通量称为照度。Lux(载克斯)是标称光亮度(流明)的光束均匀射在1m2面积上时的照度。目前一般选用黑白摄像机的最低照度，当相对孔径为F／1.4时，最低照度要求选用小于0.1Lux；选用彩色摄像机的最低照度，当相对孔径为F／1.4时，最低照度要求选用小于0.2Lux。
同步：要求摄像机具有电源同步、外同步信号接口。对电源同步而言，使所有的摄像机由监控中心的交流同相电源供电，使摄像机场同步信号与市电的相位锁定，以达到摄像机同步信号相位一致的同步方式。对外同步而言，要求配置一台同步信号发生器来实现强迫同步，电视系统扫描用的行频、场频、帧频信号，复合消隐信号与外设信号发生器提供的同步信号同步的工作方式。系统只有在同步的情况下，图像进行时序切换时就不会出现滚动现象，录、放像质量才能提高。
电源：摄像机电源一般有交流220V，交流24V，直流12V。可根据现场情况选择摄像机电源，但推荐采用安全低电压。
自动增益控制(ACC)：在低亮度的情况下，自动增益功能可以提高图像信号的强度以获得清晰的图像。目前，市场上CCD摄像机的最低照度都是在这种条件下的参数。
自动白平衡：当彩色摄像机的白平衡正常时，才能真实地还原被摄物体的色彩。彩色摄像机的自动白平衡就是实现其自动调整。
电子亮度控制：有些CCD摄像机可以根据射入光线的亮度，利用电子快门来调节CCD图像传感器的曝光时间，从而在光线变化较大时可以不用自动光圈镜头。使用电子亮度控制时，被摄景物的景深要比使用自动光圈镜头时要小。
逆光补偿：在只能逆光安装的情况下，采用普通摄像机时，被摄物体的图像会发黑，应选用具有逆光补偿的摄像机才能获得较为清晰的图像。
2.2.2 传输系统
监视现场和控制中心总有一定距离，从监视现场到控制中心需要图像信号传输图像信号，同时从控制中心的控制信号要传送到现场。所以传输系统包括视频信号和控制信号传输两部分。
2.2.2.1 视频信号传输。一般采用同轴电缆传输视频基带信号。也可采用光缆传送电视信号以及用平衡电缆对也就是利用电话电缆传送。由于电缆对外界的静电场和电磁波有屏蔽作用，可减少串扰，传输损失也较小。但当电缆作为长距离传送媒体时。会发生对地不平衡低频地电流的影响，有时也会有高频干扰。信号传输带宽为50Hz-4MHz，当传输距离在200m以内时，用同轴电缆传送，其衰减的影响一般可不予考虑；当传输距离大于200m时，电缆衰减量较大，为了能把整个带宽内不同频率的信号进行传输，必须使用电缆补偿放大器。某些场合，布线非常困难时，可以采用无线传输如微波定向传输，但它要占用频率资源。需经无线电管理委员会核准。
2.2.2.2 控制信号传输。对于CCTV，常用的控制方式有直接控制、编码控制、同轴视控。目前直接控制由于线缆过多，很少采用。编码控制是将全部控制命令数字化(调制)后再传输，到控制设备后再解调，还原成直接控制量，可节约线缆。这种方式传输距离长，目前工程中采用较多。同轴视控就是控制信号与视频信号共用一条同轴电缆，利用频率分割或视频信号消隐期传输控制信号的方式传输，但价格较贵。
2.2.3 控制系统
2.2.3.1 模拟控制系统
a.视频矩阵切换器。对多路视频输入信号和多路视频输出信号进行切换和控制，可以通过电子开关，组成切换矩阵，使任一路输入可切换至任一路输出。设计时应满足必要的视频输入／输出容量，并易扩展。一个CCTV系统除主控键盘外，还可根据需要设置分控键盘。b.双工多画面视频处理器。能把多路视频信号合成一幅图像，达到在一台监视器上同时观看多路摄像机信号。常用的16画面分割器。又称为多画面视频处理器，双工的另一个用途是用一台录像机同时录制多路视频信号，并具有单路回放的功能，即能选择同时录下的多路视频信号的任意一路在监视器上回放。c.多画面分割器。将多个画面通过视频数字处理合并成分割状的一个画面，就出现了多画面分割器。现有4画面分割器、9画面分割器、16画面分割器。这样用一台监视器，一台录像机上能同时监看、记录4、9、16个画面，多画面分割器通常分为3类。d.单工画面处理器。单纯监看一个画面，记录分割画面。双工画面处理器：在监视单画面、分割画面同时。可以进行记录。全双工画面处理器：在监视、记录的同时，可以进行记录信号回放。e.视频分配器。一路视频信号可同时分配成多路视频输出。
2.2.3.2摘要：为了进一步满足社会经济发展与人们文明生活的高标准要求，创造一个安全、舒适、温馨、高效的办公与生活环境，并随着视频软、硬压缩技术的发展和网络技术的日渐成熟的今天。建立一个由计算机系统管理的一体化集成系统，提供一个投资合理、又拥有高效、数字化、网络化、智能化监控系统已引起了各方面的高度重视。
关键词：闭路电视监控系统；压缩技术
中图分类号：TK414.3+5 文献标识码：A
1 设计原则
项目方案设计遵循技术先进、功能齐全、性能稳定、节约成本的原则。并综合考虑施工、维护及操作因素，将为今后的发展、扩建、改造等因素留有扩充的余地。本系统设计内容是系统的、完整的、全面的；设计方案具有科学性、合理性、可操作性。
2 方案设计
根据设计原则、设计规范和依据及国际、国内标准，并根据用户的需求，以及所提供的图纸及相关资料，并接合项目的实际情况及未来的发展趋势，对该项目的闭路电视监控进行方案设计。
2.1 系统构成及原理
闭路电视监控系统分别由前端系统、传输系统、控制系统、显示系统4个部分构成。还具有对图像信号的分配切换、存储、处理、还原等功能。
2.2 设备选型及配置
2.2.1 前端系统
摄像部分的主体是摄像机，其功能为观察、收集信息。摄像机的性能及其安装方式是决定系统质量的重要因素。光导管摄像机目前已被淘汰，由电荷耦合器件简称CCD摄像机所取代。其主要性能及技术参数要求如下：
色彩：摄像机有黑白和彩色两种，通常黑白摄像机的水平清晰度比彩色摄像机高，且黑白摄像机比彩色摄像机灵敏，更适用于光线不足的地方和夜间灯光较暗的场所。黑白摄像机的价格比彩色便宜。但彩色的图像容易分辨衣物与场景的颜色，便于及时获取、区分现场的实时信息。
清晰度：有水平清晰度和垂直清晰度两种。摄像机的清晰度一般是用水平清晰度表示。水平清晰度表示人眼对电视图像水平细节清晰度的量度，用电视线TVL表示。目前选用黑白摄像机的水平清晰度一般应要求大于500线，彩色摄像机的水平清晰度一般应要求大于400线。
照度：单位被照面积上接受到的光通量称为照度。Lux(载克斯)是标称光亮度(流明)的光束均匀射在1m2面积上时的照度。目前一般选用黑白摄像机的最低照度，当相对孔径为F／1.4时，最低照度要求选用小于0.1Lux；选用彩色摄像机的最低照度，当相对孔径为F／1.4时，最低照度要求选用小于0.2Lux。
同步：要求摄像机具有电源同步、外同步信号接口。对电源同步而言，使所有的摄像机由监控中心的交流同相电源供电，使摄像机场同步信号与市电的相位锁定，以达到摄像机同步信号相位一致的同步方式。对外同步而言，要求配置一台同步信号发生器来实现强迫同步，电视系统扫描用的行频、场频、帧频信号，复合消隐信号与外设信号发生器提供的同步信号同步的工作方式。系统只有在同步的情况下，图像进行时序切换时就不会出现滚动现象，录、放像质量才能提高。
电源：摄像机电源一般有交流220V，交流24V，直流12V。可根据现场情况选择摄像机电源，但推荐采用安全低电压。
自动增益控制(ACC)：在低亮度的情况下，自动增益功能可以提高图像信号的强度以获得清晰的图像。目前，市场上CCD摄像机的最低照度都是在这种条件下的参数。
自动白平衡：当彩色摄像机的白平衡正常时，才能真实地还原被摄物体的色彩。彩色摄像机的自动白平衡就是实现其自动调整。
电子亮度控制：有些CCD摄像机可以根据射入光线的亮度，利用电子快门来调节CCD图像传感器的曝光时间，从而在光线变化较大时可以不用自动光圈镜头。使用电子亮度控制时，被摄景物的景深要比使用自动光圈镜头时要小。
逆光补偿：在只能逆光安装的情况下，采用普通摄像机时，被摄物体的图像会发黑，应选用具有逆光补偿的摄像机才能获得较为清晰的图像。
2.2.2 传输系统
监视现场和控制中心总有一定距离，从监视现场到控制中心需要图像信号传输图像信号，同时从控制中心的控制信号要传送到现场。所以传输系统包括视频信号和控制信号传输两部分。
2.2.2.1 视频信号传输。一般采用同轴电缆传输视频基带信号。也可采用光缆传送电视信号以及用平衡电缆对也就是利用电话电缆传送。由于电缆对外界的静电场和电磁波有屏蔽作用，可减少串扰，传输损失也较小。但当电缆作为长距离传送媒体时。会发生对地不平衡低频地电流的影响，有时也会有高频干扰。信号传输带宽为50Hz-4MHz，当传输距离在200m以内时，用同轴电缆传送，其衰减的影响一般可不予考虑；当传输距离大于200m时，电缆衰减量较大，为了能把整个带宽内不同频率的信号进行传输，必须使用电缆补偿放大器。某些场合，布线非常困难时，可以采用无线传输如微波定向传输，但它要占用频率资源。需经无线电管理委员会核准。
2.2.2.2 控制信号传输。对于CCTV，常用的控制方式有直接控制、编码控制、同轴视控。目前直接控制由于线缆过多，很少采用。编码控制是将全部控制命令数字化(调制)后再传输，到控制设备后再解调，还原成直接控制量，可节约线缆。这种方式传输距离长，目前工程中采用较多。同轴视控就是控制信号与视频信号共用一条同轴电缆，利用频率分割或视频信号消隐期传输控制信号的方式传输，但价格较贵。
2.2.3 控制系统
2.2.3.1 模拟控制系统
a.视频矩阵切换器。对多路视频输入信号和多路视频输出信号进行切换和控制，可以通过电子开关，组成切换矩阵，使任一路输入可切换至任一路输出。设计时应满足必要的视频输入／输出容量，并易扩展。一个CCTV系统除主控键盘外，还可根据需要设置分控键盘。b.双工多画面视频处理器。能把多路视频信号合成一幅图像，达到在一台监视器上同时观看多路摄像机信号。常用的16画面分割器。又称为多画面视频处理器，双工的另一个用途是用一台录像机同时录制多路视频信号，并具有单路回放的功能，即能选择同时录下的多路视频信号的任意一路在监视器上回放。c.多画面分割器。将多个画面通过视频数字处理合并成分割状的一个画面，就出现了多画面分割器。现有4画面分割器、9画面分割器、16画面分割器。这样用一台监视器，一台录像机上能同时监看、记录4、9、16个画面，多画面分割器通常分为3类。d.单工画面处理器。单纯监看一个画面，记录分割画面。双工画面处理器：在监视单画面、分割画面同时。可以进行记录。全双工画面处理器：在监视、记录的同时，可以进行记录信号回放。e.视频分配器。一路视频信号可同时分配成多路视频输出。
2.2.3.2 数字化图像监控系统
以同轴电缆传输视频信号。称之为传统的模拟信号传输方式，这种方式传输，在较短距离内(如200m左右)视频信号的衰减不大，如果超过200m，则必须对视频信号进行补偿放大。常规的闭路电视监控系统较适合在一座建筑物或较小的地域范围内使用。
数字化监控系统是将计算机网络技术、多媒体技术与闭路电视技术相结合，适用于远距离传输多路视、音频信号。实际上就是将模拟信号进行数字化，并对其压缩编码，通过计算机网络及数字多媒体技术来传输视频图像。
数字化监控系统将计算机网络技术、多媒体技术与图像监控技术有机结合在一起，能高清晰、同步地传输图像信号，是一项全新的安保电视系统，它已成为现代化楼宇管理的有力工具。
数字化图像监控系统可实现远程图像监控，把分散在各地的监控点通过计算机网络有机联系在一起并利用了多媒体技术，增强了整体安全和图像监控的自动化管理能力。
参考文献
[1]白忠山,路海蛟.论闭路电视监控系统信息资料在侦查中的运用[J].辽宁警专学报，2009-01-10.数字化图像监控系统
以同轴电缆传输视频信号。称之为传统的模拟信号传输方式，这种方式传输，在较短距离内(如200m左右)视频信号的衰减不大，如果超过200m，则必须对视频信号进行补偿放大。常规的闭路电视监控系统较适合在一座建筑物或较小的地域范围内使用。
数字化监控系统是将计算机网络技术、多媒体技术与闭路电视技术相结合，适用于远距离传输多路视、音频信号。实际上就是将模拟信号进行数字化，并对其压缩编码，通过计算机网络及数字多媒体技术来传输视频图像。
数字化监控系统将计算机网络技术、多媒体技术与图像监控技术有机结合在一起，能高清晰、同步地传输图像信号，是一项全新的安保电视系统，它已成为现代化楼宇管理的有力工具。
监控系统是安全技术防范体系中的一个重要组成部分，是一种先进的、防范能力强的综合系统。通过遥控摄像机及其辅助设备（镜头、云台等）直接观看大厦内的一切情况，做到看得见、看的全，可以把被监视场所的图像内容传送到监控中心，使被监控场所的情况一目了然。电视监控系统还可以与防盗报警等其他安全技术防范体系联动运行，使电视监控系统在实现了自动跟踪、实时处理等方面有了很大发展，从而使电视监控系统在整个安全防范体系中具有举足轻重的地位。电视监控系统的另一特点是它可以把监视场所的图像清楚的纪录下来，这样就为日后对某些事件的处理提供了便利条件及重要依据。总之，电视监控系统已成为安全技术防范体系中不可缺少的重要组成部分，其系统图如4.2所示。
图4.2 电视监控系统
（一）用户需求
根据设计图纸要求，监控点主要设置在首层主要出入口，各层楼梯前室，电梯厅及电梯轿厢，主要通道，地下停车场及出入口，服务台设紧急按钮。
（二）设计原则
根据甲方要求，地下车库的出入口设置红外一体化摄像机和红外高清摄像头，在大楼首层出入口设置红外高清摄像机，电梯选择电梯专用摄像机，大楼的各个出口选用匀速球型摄像机。保证大楼的各个出口都在监控范围之内，看的清，看的全，不留监控死角。
（1）系统指标
图像水平清晰度，摄像机不低于420电视线;图像画面的灰度不低于8级;系统的各视频信号，在监视器输入端的电平值1VP-P+3dB;系统在低照度使用时，监视画面达到可用图像，其系统信噪比不低于30dB;
（2）综合评估
系统图像质量的随机信噪比不低于40dB，图像质量按五级图像质量标准评定，图像质量不低于四级。
（3）灵敏度的要求
当前所用的摄像机照度范围为（0.01～0.06）LUX.。 摄像机的照度与镜头的相对孔径有及其重要的关系，因此当被防范目标的照度经常变化时，应选用自动光圈镜头，用视频信号的变化量来改变镜头的相对孔径，调节摄像机的入光量，以保证取得良好的图像。
（4）分辩率的要求
对被防范目标的识别，不但取决于摄像机的分辨率，更取决于被监视的现场，也就是说取决于镜头焦距。作为宏观监控摄像机的分辨率要清晰。对环境的要求：摄像机必须在现场环境条件下长期稳定的工作。对供电的要求：所有摄像机都能在标准电源正常变化的情况下工作。但由于我国的电源电压变化较大，因此要求摄像机有更大的电源变化范围。 系统在设计上采用统一的技术规范及通信格式，将所有的系统有机的集成一起，其系统与系统之间可相互通信，数据共享，使其构成一个高度智能化、自动化的闭路电视监控系统。同时要考虑到所采用的系统设备不但在日后运行时起到对外的监控作用，系统本身也能具有自身防破坏及报警功能，并且可长时间可靠运行。综合上述的设计目标，我们在监控系统的中心控制端采用AB的主控设备。
在镜头方面，根据不同的监控范围选取不同焦距的镜头，以适应不同的监控要求。考虑到环境光线的变化，所以所有的监控点配备自动光圈的镜头。
本系统的闭路电视监控中心采用中央矩阵控制系统，从而实现整个系统的无缝连接和统一控制，所有摄像机及监视器都可在管理中心上控制其运行，每一个摄像机的图像都可在多个监视器上输出，实时显示送来的直播图像，达到实时监控该区域的目的，同时允许在同一界面上对CCTV进行画面显示切换。系统对视频信号的处理和储存是通过操作中心设备进行的，可在中心内所有得到许可的管理员进行对监控系统的控制和观察，并可在中心控制设备上设定其权限。
（三）方案说明
此项目的监控系统主机容量要求满足现在及今后扩容需要。具体配置如下。
（1）传输部分：所有摄像机采用集中供电，每台摄像机引1条视频电缆经过弱电间至中控室。
（2）控制部分：在此系统中，控制设备有矩阵主机、画面分割器、键盘、解码器、云台控制器等设备。此控制部分在本系统中是十分重要的，可谓系统的心脏部位，本系统中矩阵主机选用加拿大AB主控设备AB-D2050R系统。其中控设备――矩阵主机是一智能型的真正实现了即插即用的可操作设备，可以进行菜单编程、年月日、中英文输入，还有报警功能。
（3）显示、记录部分：系统配置日本松下专业监视器进行监视，进行录像。
随着人们对生活要求的越来越高，在越来越多的大厦当中，使用大厦电视监控系统会越来越多。它的广泛使用，将不断提高人们的生活居住的质量。
参考文献：
1 电力调度系统的定义及应用效果
（1）定义。电力调度自动化系统主要包括电力监控、电力数据采集及各种应用软件，是一种专门服务于电力配网调度运行的一种新型系统。它也是一个新生事物，在推广过程中，要首先做好设计规划工作，要正确定位系统功能，先试点，后推广，并定期总结经验，发现问题，及时调整。
（2）应用效果。当前智能电网调度监控工作的两大特点是信息可视化和全面化，同时，综合应用当前工业控制领域主要的先进技术。良好的电力调度监控系统主要有以下应用效果：a.可以通过当前的电力通信网把变电站的实时远程图像及信息传送到巡检中心等部门，相关部门可以利用这些资料进行日常监控、现场决策及应急分析，确保供应电量的可靠性，提高电网设备运行及维护的效率。b. 在监控中心可以远程全天候监控现场的环境和设备，及时发现设备隐患，有效处理事故或故障。c. 可以实时传送监控现场的状况到电力调度等职能管理部门，实行分专业管理，减少管理的中间环节，提高整体自动化水平及供电管理效率，降低供电管理成本。
2 电力调度设立综合监控系统的主要设计要求
对电力系统进行网络综合管理的主要目的是全面监控电网，并统一有效地管理通信设备。对电力调度设立综合网络管理系统应符合以下几个主要的设计要求：
（1）确保数据正常可靠。由于数据是电网正常可靠运行的关键，所以良好的电力调度监控系统应保证电网数据可以完整地进行交换和传输，信息可以有效传递，而且也可以全面、完整及统一地记录和管理设备与网络资源。
（2）能有序管理与记录数据及信息。电力调度监控系统的可靠性直接影响着电网的安全运行，良好的监控系统可以有序地记录和管理网络通讯中的设备和网络资源，例如，数据传输、交换和信息传递等。
（3）应配备全套的动力设备。良好的网络管理系统需要配备较高要求的硬件，为了确保系统的正常运行，电网中站点机房应配备全套的动力设备，起到准确、及时地监控与管理系统的作用。
（4）应满足各种需求。良好的系统除了能够满足电网的全面需求外，还应当满足不同层次的工作需求，同时对它们进行有效监管。
（5）要兼顾系统的实施条件和经济性。还应当考虑实施该系统方案需要具备的各类条件，例如，经济条件、技术条件等。同时应根据实际要求选择适合的监控系统实施条件，并确保将设计成本控制在合理的预算范围内，保障系统实施的经济性。
3 电力调度监控系统的主要硬件配置
（1）前置服务器。a. 作用及运作原理。它的主要作用是预处理它接收到的数据。先按照规定转化上传的报文，转化的意思是把接收到的原始报文转译成为变电站遥信及遥测数据的原始值，同时把这些转译后的数据传送给实时服务器。b. 硬件配置要求。为了确保前置服务器的正常运作，相关的硬件应符合更高的要求。例如，计算机处理实时通讯的速度要符合规定标准，同时，计算机的性能也要满足工作需求，数据的处理质量及速度均要达标。
（2）实时服务器。a. 作用及运作原理。它的主要作用是对实时状态数据进行记录并存储，所以它是系统的数据处理中心。接收到前置服务器传送过来的数据后，实时服务器进行数据处理，通过数据获取变电站遥信及遥测数据的实际值，并在固定周期内将数据记录入库，同时，还把这些真实可靠的实时数据传送给其他系统或应用模块。b. 硬件配置要求。为了确保实时服务器的正常运作，对相关的硬件也有一定的要求。例如，最主要的要求是计算机有较强的计算能力，同时，计算机的内存及CPU还要具备较好的性能，能满足系统的容量扩展，提升系统的服务质量。
4 遵循电力调度监控系统方案的主要设计原则
（1）重视系统的可靠性原则。为了确保系统在出现问题故障时还可以正常运行，电力调度监控系统内部设有双机备份，当其监控设备发生异常时，可以通过备份的控制系统获取信息，继续进行操作指令的下达和发送。
（2）重视系统兼容性扩展原则。随着工业控制技术及高新科技的不断发展及进步，在对电力监控系统进行硬件选择时，要确保系统能同时兼容后期添加的最新设备及其扩展功能，这样就可以保障系统与多重更新设备实现科学融合。
（3）重视系统分层控制的原则。在设计电力调度监控系统方案时，要以变电站、调度中心及集控中心为核心基础，构建好分层次的三级监控网络机构，科学有序地进行最终数据的采集和分析，保障信息的可靠性和科学性，为正常可靠的调度操作提供数据参考。
5 电力调度监控系统的实施重点分析
（1）有机协调网络与各大系统，建立综合管理平台。电力调度监控系统是一项工作量大且操作复杂的工程，要实现有效监控，确保电力调度的安全稳定操作，就需要把各个系统联合起来，进行综合管理。例如，可以把机房环境监测、调度自动化系统监测及网络监测联合起来，建立调度为主的综合监管平台，对安全隐患进行多种形式的警告和监测。
（2）通过监控系统与上下位机联网，实现数据共享。监控系统与上下位机实现联网，方便监管人员对数据进行及时、准确的分析，了解整w电网的运行情况，及早发现突发事故，并及时制定处理方案，减小损失及危害。
（3）安装自动警报装置。其实，电力监控系统上的很多故障都是可以预防的，但却往往未能及时发现和处理，导致发生巨大损失。如果在系统上安装自动报警装置，就可以及时发现一些不易被发现的问题，例如，服务器内存不足、温度失常等，使问题得到及时解决。
（4）加强运行程序的检测，保证监控系统的正常工作。为了合理利用监控系统中的资源，应建立安全稳定的维护机制，同时，还要建立维护系统安全的管理工具，当监控系统的软件设备和硬件设备出现异常时，可以随时待命进行修复。
6 结束语
综上所述，随着全球经济一体化的发展，任何一个行业只有通过不断完善和不断创新，才可以生存。电力调度监控系统发展的必然趋势是自动化、智能化及科技化，这也是世界发展的必然选择。通过对电力调度监控系统的全面分析和研究，希望促进电力管理部门进一步改进现有的监控系统，真正实现全社会范围的安全用电。
参考文献
[1]孙学黔.电力调度监控系统的方案设计与实现[J].科技风，2014，01：52.
1.1设计目的
广播电视发射台是一个完整的局部工作系统，具有调频发射机、电视发射机等直接工作系统，还有供电系统、空调系统、室内环境监测系统等辅助工作系统。要保持广播电视发射台的正常运转，在工作性能方面要求发射台能够被远程控制启动、关闭，还能够实时向监控中心反馈调频参数和发射机参数等，供监控中心进行设备性能评估。在安全性能方面要求能够实现对发射台系统进行保卫安全和环境安全控制，在保卫安全方面要实现门禁系统远程控制，在环境安全控制方面，要求实现对室内温度、湿度、烟感等因素的控制。
1.2用户需求分析
广播电视发射台远程监控系统的最终要求是安全、可靠、稳定的实现广播电视信号发射，具体的用户需求分为管理需求和使用需求两个层次，管理需求主要针对广播电视台的内部工作需求，要求广播电视发射台的工作参数能够实时传输到控制大厅，供总部工作人员对反馈回来的音频、视频的质量进行评估，对广播电视节目进行传输、变换和调整，对远程广播电视发射台进行安全状况控制，对异常广播电视发射台进行及时的断电、关闭、故障预报警等。从使用需求层面看，主要是为现场维修人员提供故障参考依据，包括故障来源、故障表现、故障时间、故障发生频率等，将广播电视发射台的故障数据进行在线储存，有助于形成历史数据，科学的分析、评估广播电视发射台的工作稳定性，对其远程监测控制系统的优化升级提供必要的参考依据。
1.3系统功能需求分析
1.3.1发射机监控系统发射机监控系统在用户权限管理功能方面，需要根据管理人员的分工、角色、职能等不同，划分不同的用户登录权限，在本广播电视发射台监控系统中，将用户分为普通用户、一级用户、二级用户和最高用户四个种类，其中普通用户是最基本的用户，他们只具有浏览监控系统的职能，一级用户比普通用户多了对指定内容进行浏览和操作的职能，二级用户比一级用户多了对指定内容进行修改的职能，最高用户则具有监控系统的所有权限，他们可以向二级用户下达系统修改指令。权限管理功能中对用户权限的界定，主要通过用户角色划分实现，用户角色的划分是在用户账号开通时就设定好的，所以用于登录监控系统必须同时输入用户名和密码，当用户进入系统后，根据其权限的不同，自动进入权限限制模式。发射台监控系统的设备管理功能需要包括设备设置、设备添加/删除、设备参数设定等，广播电视发射台监控系统中包括调谐发射台和电视发射台，通过社保设置功能设定其型号，建立设备的电子档案，设备添加或删除主要是对监控系统硬件进行更改，通过添加/删除功能实现硬件的升级，设备参数设定主要是对一些常规参数进行设定，例如发射频率等，以实现设备功能的最大化利用。发射台监控系统的核心功能是数据采集功能，数据采集是否准确、采集系统能否稳定工作，直接关系到监控质量。广播电视发射台的监控系统采用“分布式”的控制结构，即每个数据采集控制器对应一部发射机，并且通过采集控制器实现对二者的数据连接，擦剂控制器需要对发射台的工作参数做出系统、全面、准确的采集，并且采用数字通信技术，将采集的数据与监控系统进行连接，实现数据擦剂和数据传输，使远程监控建立在安全的通信技术基础之上。1.3.2环境监控系统广播电视发射台的环境与其工作安全性和稳定性关系密切，室内的温度和湿度对监控系统的电缆疲劳寿命构成直接影响，湿度过大或者室内防水效果不佳，可能直接浸泡电缆，或则引发短路事故。环境因素导致的发射台故障通常不易被发现，特别是通信部件的老化，对这些潜在的隐患如果不能及时排除，可能造成重大的损失。环境监控系统充分利用温度传感器和湿度传感器，将采集的数据传输到监控系统中，并通过数字显示进行数据分析，监控系统可以利用蜂鸣器报警、预报警、报警停机等设置，实现对环境监控数据的最大化利用。
2广播电视发射台远程监控系统的设计
2.1系统设计原则
广播电视发射台远程监控系统的设计应该遵循可靠性、先进性、实时性、开放性、可扩展性和易操作性等原则。可靠性要求监控系统能够准确、全面的进行发射台的信息采集，并且将视频和音频数据高质量的传输到监控系统中，此外，对于环境数据的采集要求准确，并以数字形式显示。先进性要求系统的开发在数据库设计方面要具有通用性，便于今后对监控系统的升级，在硬件配置方面要以质量为首要选择因素。实时性要求监控系统能够对发射台数据进行实时采集，并对出现的故障及时报警。开放性要求系统的硬件配置具有良好的接口开放特征，便于与各种外设硬件进行连接。可扩展性要求系统的软件设计具有扩容功能，特别当广播电视发射台数量增多时，监控系统内相应的功能模块都要随之进行容量增加。易操作性是当前监控系统人性化设计的重要原则，在交互界面设计方面要注重人性化，方便各类级别的管理员都能够熟练学习、掌握和应用。
2.2系统总体结构
广播电视发射台远程监控系统的总体结构主要包括台内子系统、远程监控管理系统和远程数据通信三部分。总体结构的划分主要按照地理位置的不同进行的，其内子系统主要布置在发射台内部，用于对发射机的实际运行情况进行实时监控，还用于对发射台内的环境因素进行监控。远程监控管理系统的主要功能是总部管理，即管理员在总部对监控系统的管理员权限、故障报警参数等进行调整。远程数据通信系统是连接台内子系统和远程监控管理系统的数据桥梁，保障监控数据和管理指令能够舒畅到达目的地。
2.3系统功能模块设计
系统功能模块的设计以台内子系统设计为例（如图1所示），主要包括用户层、应用层和数据层，其中用户界面设计是用户层的主要内容，业务逻辑处理是应用层的主要内容，常规的业务逻辑处理主要包括权限认证、设备校时、设备自动化、设备管理、设备状态显示、空调监控、电力监控、门禁管理、圣光短信报警等。数据层的设计主要包括数据处理、数据存储、数据接口三个方面，数据处理主要包括从发射机的数据采集到日志数据汇总的全程设计，数据存储主要是数据在数据库中的存储设计，数据接口包括数据导入、数据查询、数据转换和数据备份等。
2.4系统数据库设计
广播电视发射台远程监控系统的数据库设计采用Mi-crosoftSQLServer2005数据库，这种数据库能够满足发射台分布式存在现状，这种多线程、并行式的数据库，能够提供完整的软件数据包，提供系统的安全性和完整性。远程监控系统设计的第一步是概念模型设计，其中权限认证功能的概念模型如图2所示，以权限认证为中心，对其余六项常规功能进行数据交互。设备管理功能的概念模型如图3所示，其数据交互类型与权限认证类似基于概念模型进行逻辑结构设计，因为概念模型采用ER结构，所以结构模型采用关系模型，利用DBMS的功能对ER结构转换，并对得到的初步逻辑模型进行修改，确定数据之间的依赖关系，获得准确的逻辑模型。
1.通信电源设备及监控系统原理
通过系统设计来实现对通信电源设备的智能远程监控，了解通信电源设备的构成模块和监控系统的工作原理是前提。
1.1通信电源设备模块构成
组成通信电源设备的模块有交流配电、整流柜、直流配电和监控模块。交流配电柜的功能是在市电和油机电之间进行切换以及交流输出的分配，对其性能的要求一般具备单面操作维护、实时状态显示和警告功能；直流配电柜的功能是能够完成直流输出路线的分配、电池接入和负载边接，可自由出线、可双面操作维护，可实现柜内和柜外并机，并能够检测到每一路熔断器的通断状态；整流柜的功能是将输入交流电转换为满足通信要求的直流电，一般由多台整流模块并联组成，共同分担负载；电源模块一般采用低压差自入均流技术，使模块间的电流不均衡度在3%以下，并具有输出短路故障自动恢复功能。
1.2监控系统原理
整个监控系统主要由主控站、数据实时采集、PLC监控模块、交/直流配电监控模块等组成。实时数据采集部分的功能主要负责检测油机转速的实时参数，将采集到的非线性非电信号转为线性电信号，经过A/D转换后发送到PLC。PLC的功能是将数字信号通过编码后转换为RS-232通讯协议数据格式，经MODEM传输到PSTN，在计算机端处理后显示在监控屏幕上。若在接受到紧急情况时，PLC能够控制自动负载转换开关对交/直瓶进行控制切换。
2.系统监控模块设计
系统监控模块设计的功能主要是实现收集、处理、上送配电等监控板的数据，并根据数据变化情况对蓄电池进行智能化管理，同时也要对交流配电柜和直流低阻配电柜也进行智能化设计。
2.1主控站监控模块设计
首先，主监控台需要跟程控机整流监控系统连接起来，连接的方式一般是通过RS-232或者MODEM，同时，RS-232接口和MODEM接口是PLC模块和主监控计算机的通讯接口，用户可以根据实际使用需求进行选择。如果在机房距离柴油机房不超过30米，且柴油发电机只有一台的情况下，可以采用RS-232通讯方式；如果柴油发电机不只有一台，且监控中心和柴油发电机的距离不超过5千米，则可以采用MODEM通讯方式。
2.2中间层监控模块
直/交流屏监控模块和柴油机监控模块通过RS-232通讯接口将数据发送到PLC监控模块进行汇总处理，PLC监控模块再按照既定格式将数据通过MODEM传输到公用电话网，最后经过巡检MODEM发到主监控台计算机作进一步处理，计算机会根据对数据处理的结果启动自动化管理及报警控制。中间层监控模块的设计，首先是调制好PLC监测的运行参数，比如柴油机输出电压、电流、频率；电网电压、电网电流、电网频率；柴油发电机的转速、油压、油位等参数；其次，设计PLC实现可通过获取故障信息自动启动报警功能。在这里需要调制好直流配电个输出支路熔断器通断状态、蓄电池组熔断器通断状态，设计蓄电池的最大电流量、电压值等，并且通过监测柴油发电机转轴转速、油压、油位、水箱水温的异常情况和数据的变化来启动自动报警功能；最后，设计PLC对系统的控制实施功能。PLC可以通过判断油机的开启状态、运转速度以及油机的油门大小，从而实现对交流屏中的自动负载转换开关进行控制和控制各电路输入输出回路的通断。PLC监控模块通过汇集、整理、分析各数据和工作状态，并向监控计算机进行报告，在应急情况下自动启动处理措施。
2.3底层监控模块
鉴于环境因素的影响，在设计交、直流配电屏监控模块和柴油发电机监控模块上只需要通过分立元件采集数据的模式经过调制接入RS-232连接到PLC进行处理。直流屏监控的功能主要是负责监测蓄电池的充、放电电流、程控交换机的负载电流、各路负载熔断器通断状态，以及监测蓄电池是否过压、欠压，充电是否过流等情况，并能够接收来自监控中心的指令做出自动接通或是断开蓄电池的充、放电操作；交流屏监控部分的功能是负责对交流三相电压、电网是否过压、欠压、缺相、停电等现象进行监控。当发生停电时，在接收到控制指令时自动负载转换开关会断开并自动接通蓄电池为程控交换机过渡供电，同时启动柴油发电机，并通过AC/DC整流模块向程控交换机供电，当恢复市电时，会自动切断柴油发电机线路并通过ATS自动接通市电给程控交换机。在设计该系统的时候主要是要对程控交换机提供后备供电的各类柴油发电机切换屏进行远程监控管理，通过实时采集监测柴油机的运行参数，随时通过计算机监控台提供控制操作。
3.结束语
本文为日后可以根据使用需要，对整个智能监控系统进行扩展进行了论述，在设计系统的时候可以采用集散式测量系统和双重测量控制管理模式的设计思路，尽量降低由监控系统引起的故障因素，而且还需要实现通讯线路的纠错功能，只有这样才能实现监控系统的智能化远程操控。 [科]
【参考文献】
引言
随着燃气轮机在工业现场的广泛使用，对控制性能的要求越来越高，其控制系统也迅速从液压机械式控制器发展为模拟式电子控制系统,进而发展成数字电子控制系统。到20世纪90年代,燃气轮机开始全面配置数字电子控制系统。近年来，国外燃气轮机的数字电子控制系统已经实现了标准化、系列化，实现了模块化,并配置了菜单式的开发软件。模块化控制系统中通信总线是系统内部数据交换的桥梁，总线的可靠性是系统可靠性的保障，总线速度也直接影响到整个控制器的性能，因此必须选择实时、可靠的通信总线。MIL-STD-1553B、ARINC-429等传统的现场总线可靠性高、使用灵活，工程上已经得到了广泛应用，但却遭受速度瓶颈。工业实时以太网技术具有速度快、实时性好、可靠性高等特点，它的发展使工业控制在通用化、模块化、数据交换等方面都面临新的技术革命，特别适用于分布式控制系统设计。EtherCAT是由德国Beckhoff公司开发。采用以太网帧，以特定环状拓扑发送数据的技术，拥有杰出的通讯性能，接线简单，并对其它协议开放。
1.总体方案
1.1燃机模块式电子控制系统方案
系统的控制对象是某型舰用中档功率系列燃气轮机，控制系统采用开放性的模块结构。电子控制器采用标准化、系列化的模块设计，各模块间采用最新的工业实时以太网Ethercat连接，控制软件设计成可选择、可配置的标准模块和接口，液压执行机构设计成通用的模块化的部件和组件。这就使整个控制系统的设计变为功能模块的选择、匹配和调整——根据燃机控制系统的信号数量和接口类型选择合适的硬件模块，根据特定控制规律和控制系统要求选择、配置相应的软件模块，根据燃油和导叶的控制要求选择合适液压执行机构。采用的是成熟的模块使各模块功能、性能都有了保证，各部件仅需要进行部分调整就能满足要求，既缩短研发周期，又提高系统的可靠性，同时也便于今后实现性能改进和功能扩展。
1.2燃机控制系统组成
燃机控制系统包括综合电子控制柜、系统软件、液压执行机构、电气系统等。液压机械装置采用模块化设计方法，包括高压燃油泵、燃油计量装置、导叶调节装置等。各模块可根据具体燃机要求配合使用。电子硬件通用模块包括：电子控制器模块、独立保护模块。系统软件包含控制软件和应用软件。控制系统接收来自控制室或监控台的控制信号，对燃气轮机的起动、加速、减速、稳态工况运行以及停车和重要参数限制实施全面的自动控制和安全保护，能实现对燃机辅助系统的监测和控制，能实现对燃机的故障诊断和重要参数的记录、存贮和通讯。
2.控制软件设计
2.1电子控制器方案介绍
电子控制器由主CPU模块与AD模块、DA模块、FI模块、IO模块等低级模块组成，各模块自带CPU处理器，模块之间通过工业以太网连接，控制系统采用基于网络通讯技术模块化设计，控制器的各种功能模块之间用实时以太网进行连接，完成数据交互。各模块可以集中在一起也可以分散到燃机的各部分，通过工业总线实现实时信息交流和控制。
2.2控制软件分层设计
控制软件包含CPU模块的控制应用软件、其它通用模块底层软件组成。底层软件与模块一一对应。模块的底层软件主要是实现通用模块采集、输出或信息交互功能，并与其它模块通讯，传递和接受信息，实现控制系统功能。CPU模块的控制应用软件通过与底层软件，根据模块的特点进行功能的初始选择和配置。初步设计的控制软件层次结构如图1所示，该层次结构适用于主CPU模块与所有低级功能模块。由于低级功能模块的任务都比较简单，所以并无必要采用实时内核，主CPU模块也需根据实际情况决定采用传统的顺序结构还是基于实时内核的并行结构。同一功能的器件在驱动程序层向顶层提供一致的接口，在这一层次中需要制定对器件读、写、模式设置、中断、轮询等操作的驱动程序函数模版。整理电子控制器硬件设计中常用的接口器件资料，针对这些器件编写驱动程序并用数据库进行驱动程序模块的管理。
2.3控制软件模块化设计
控制软件采用模块设计，将燃机的主要控制过程、各种控制规律形成标准程序模块。模块划分可层层分解，步步细化，当针对具体燃机时只要选用合适的模块进行组合，并进行对参数设置连接就可形成控制程序。程序的框架设计要保证其可扩展性，根据燃机控制要求的变化，不断的增加先进控制规律、控制算法模块提高整个系统的性能。在对燃机控制系统的特点进行充分分析的基础后，建立对燃机控制软件的通用框架结构、模块划分准则与模块配置策略，通过更改模块配置信息、模块整体更换等方式灵活构建可靠的燃机控制软件。软件模块化按照由粗到细、由繁到简的指导方针，按步骤逐级细化，最终生成最基本的模块单元。根据燃机控制系统的功能，将控制软件划分为基本数值计算模块库、信号处理模块库、故障处理模块库、起动控制模块库、燃机运行控制模块库、停车控制模块库、辅助系统控制模块库、底层软件模块库、通讯协议模块库。模块一般采用标准C语言编写，与CPU相关的代码采用汇编语言编写，考虑到不同CPU的字长、对齐方式等特性，模块内部均采用自定数据类型，且可通过外部进行设置。
3.通讯软件设计
EtherCAT通讯程序包括网络收发模块、EtherCAT接口模块、EtherCAT设备模块、主站模块和从站模块。网络收发模块完成底层网络数据包的发送和接收功能。EtherCAT接口模块实现EtherCAT通讯程序与功能软件的接口功能。EtherCAT设备模块实现EtherCAT设备扫描和软件初始化工作。主站模块实现主站初始化命令和循环命令的发送处理，实现和维护主站的状态机。从站模块实现从站设备的配置，同时维护从站设备的状态机。
3.1Ethercat协议
EtherCAT是用于过程数据的优化协议，凭借特殊的以太网类型，它可以在以太网帧内直接传送。EtherCAT帧可包括几个EtherCAT报文，每个报文都服务于一块逻辑过程映像区的特定内存区域，该区域最大可达4GB字节。数据顺序不依赖于网络中以太网端子的物理顺序，可任意编址。从站之间的广播、多播和通讯均得以实现。当需要实现最佳性能，且要求EtherCAT组件和控制器在同一子网操作时，则直接以太网帧传输就将派上用场。然而，EtherCAT不仅限于单个子网的应用。EtherCATUDP将EtherCAT协议封装为UDP/IP数据报文，这就意味着，任何以太网协议堆栈的控制均可编址到EtherCAT系统之中，甚至通讯还可以通过路由器跨接到其它子网中。显然，在这种变体结构中，系统性能取决于控制的实时特性和以太网协议的实现方式。因为UDP数据报文仅在第一个站才完成解包，所以EtherCAT网络自身的响应时间基本不受影响。另外，根据主/从数据交换原理，EtherCAT也非常适合控制器之间（主/从）的通讯。自由编址的网络变量可用于过程数据以及参数、诊断、编程和各种远程控制服务，满足广泛的应用需求。主站/从站与主站/主站之间的数据通讯接口也相同。从站到从站的通讯则有两种机制以供选择。一种机制是，上游设备和下游设备可以在同一周期内实现通讯，速度非常快。由于这种方法与拓扑结构相关，因此适用于由设备架构设计所决定的从站到从站的通讯，如打印或包装应用等。而对于自由配置的从站到从站的通讯，则可以采用第二种机制—数据通过主站进行中继。这种机制需要两个周期才能完成，但由于EtherCAT的性能非常卓越，因此该过程耗时仍然快于采用其他方法所耗费的时间。EtherCAT仅使用标准的以太网帧，无任何压缩。因此，EtherCAT以太网帧可以通过任何以太网MAC发送，并可以使用标准工具。
3.2主站软件设计
EtherCAT可以在单个以太网帧中最多实现1486字节的分布式过程数据通讯。其它解决方案一般是，主站设备需要在每个网络周期中为各个节点处理、发送和接收帧。而EtherCAT系统与此不同之处在于，每周期仅需要一个或两个帧即可完成所有节点全部通讯，因此，EtherCAT主站不需要专用的通讯处理器。主站功能几乎不会给主机CPU带来任何负担，处理任务的同时，还可处理应用程序，因此EtherCAT无需使用昂贵的专用有源插接卡，只需使用无源的NIC卡或主板集成的以太网MAC设备即可。EtherCAT主站容易实现，尤其适用于中小规模的控制系统和有明确规定的应用场合。EtherCAT映射不是在主站产生，而是在从站产生，此时过程映像已经完成排序。该特性进一步减轻了主机CPU的负担。可以看到，EtherCAT主站完全在主机CPU中采用软件方式实现，相比之下，传统的慢速现场总线系统通过有源插接卡方可实现主站的方式则要占用更多的资源，甚至服务于DPRAM的有源卡本身也将占用可观的主机资源。
3.3从站软件设计
子站模块划分为A/D采样模块、频率量模块、LVDT及振动信号处理模块、热电阻信号处理模块、热电偶信号处理模块、压力信号处理模块、电流电压信号处理模块、开关量输入模块、开关量输入1模块、开关量输入2模块、开关量输出模块、模拟量输出模块1、模拟量输出模块2，备份槽。主程序通过不同的功能要求调用软件块。软件模块设计的基本原则是数据隐藏，即各模块内部数据私有，并提供外部接口访问这些私有数据，各模块之间相互独立，从而降低各模块之间的耦合程度。整个框架提供诸多配置接口，具有一定的通用性。子站模块实现的功能为DSP外设初始化；获取通道信息；获取开关量输入、拟量输入、频率量输入信号；输出开关量、PWM信号；FLASH存储器操作；定时器的启停、看门作等。
4.结束语
在国内航空发动机电子控制系统研制的技术积累基础上，开展基于网络通讯技术的燃机模块式电子器研究工作，研制具有自主知识产权的、具有国际先进水平的燃机模块式电子控制系统，不仅可以创造经济效益，而且能够打破燃机电子控制系统被国外公司垄断的局面，极大提高燃机市场的核心竞争力。
参考文献
[1]周向阳.模块式燃机电子控制系统软件设计技术研究.南京航空航天大学硕士论文.2010-03-01
[2]EtherCAT——技术介绍及发展概貌.国内外机电一体化技术.2006-11-30
吉兆公司根据我们提出的要求,生产出一台13、15CH共用备份的5KW发射机,其主备发射机具有自动切换控制系统,配置同轴开关控制的软硬件接口,兼容其他公司的发射机。
1.监控系统。这台发射机是本地、远程遥控发射机,包括自动开、关机,状态控制,重点参数的调整,模拟量、开关量的获取,主备激励器自动切换;实时监测、显示发射机各单元的重要运行参数,实现超限报警、故障报警、故障自动定位、故障自动记录、故障查询;系统具有报警功能,当出现设备故障或参数超限时,系统做声光报警;可兼容、监测国内外其他厂商的同类设备;可定制巡检、排障、报表等日常事务,可根据运行参数分析设备的状态;各机房实现数据共享,所有数据通过电信网或专线传输到监控中心;组网方式灵活,可根据用户条件,使用现有网络;完全兼容未来的数字发射机测控需求。
2.实现了“1备2”的功能。双激励器备份配置改为13CH-15CH双激励器工作方式,激励器控制软件关闭自动切换控制部分,增加单激励器开关遥控功能,主控单元控制软件做相应修改,增加同轴开关遥控功能;发射机系统中所有的分配、合成器等无源设备远离采用13CH、15CH宽带器件;末级功放模块采用13CH、15CH均可使用的宽带功放。
3.监控系统软件。吉兆公司生产的这台发射机主控单元设置“手动/自动”两种控制模式。
手动状态。切换到手动控制模式后,将切断控制部分电源,自动控制停止运行。同时,手动主备机控制有效。
自动模式。上电状态:打开电源后,LCD显示“BEIJIN GIGAMEGA”,同时报警器响。此时系统在上电自检和初始化状态,用户设置存储于EEPROM中,处于初始化状态,自动读取所有参数;1秒钟后LCD显示“Op0.00KwRp0W”,这是主通路的输出和反射功率。
待机状态:如果当前系统时间在运行时间区间(用户设置的启动自动控制时间区间)之外,系统工作与待机状态,只采集数据,不控制。正常运行状态:在运行时间区间内,系统在主通道正常工作,无报警,循环监测系统状态,存储数据,分析状态。
编辑状态:用户使用面板或遥控接口修改系统参数时,系统进入编辑状态。在这种状态下,只采集数据,不控制。完成修改后,恢复到编辑前的状态。过载:在正常运行状态,采集完数据后,进入分析程序。如果主备通路的反射功率高于100W,则报警“HIGH VSWR!”,停止控制进程,切换同轴开关回到主通道。用户如果未接反射功率检测,则无系统过载报警。
在社会经济的推动下，我国的广播电视有了较大进步，各类广播节目不断涌现，丰富了人们的日常生活，也成为人们喜闻乐见的娱乐方式。广播节目的安全播出有着重要作用，不仅能较好满足人们的听觉需求，而且能促进民族团结，维护国家稳定。但是实际运作中，广播电视的运作过程受到了较多因素的干扰，所以技术人员可以对发射监控技术进行应用，对广播信号进行实时监测，从而更好帮助工作人员消除各类干扰因素，维护广播电视的安全播出。
1 广播电视信号系统中发射监控技术的应用分析
发射监控技术能够较好地对广播信号进行实时监控，为工作人员的相关工作提供依据，从而更好维持广播电视的正常运作。在广播电视信号系统中对发射监控技术进行应用时，技术人员须从整体性进行考虑，对广播电视信号系统以及发射监控技术的特性进行合理分析，促进两者和谐统一，充分发挥出发射监控技术的作用，这样才能更好保障广播电视安全运作。技术人员在对发射监控系统进行设计时，可以依据广播设备微机监控系统的相应特性，一般可应用分布式微机监控系统进行发射监控系统的设计处理。实际情况中，分布式微机监控系统属于PLC以及局域网结构，其包含多种技术，包括数据库技术、信息技术、多媒体技术等，能够较好地对广播电视信号系统中电视、调频等设备进行智能遥控，从而给技术人员实时提供广播电视信号系统的运作情况，然后再采取相应措施进行解决。广播电视发射设备微机监控系统的结构主要属于分层式，一般包含多层结构，主要包括前置处理层、数据采集层、应用层以及集成通信层。其中前置处理层主要对控制机进行实时监控，对相关数据进行收集以及整合，再将整合后的数据传送至其他子模块。前置处理层包含的内容较多，主要包括菜单模块、数据处理模块、通信模块等，每个模块都有着自身特性。应用层与其他子功能模块存在着紧密联系，且应用层主要通过局域网实现数据传送等功能；在系统中，应用层包含的内容较多，主要包括数据库模块、管理模块、工作模块等，且每种模块具有一定的扩展性。数据采集层主要对所需数据进行采集，并与其它层进行数据联系；数据采集层中主要包括现场操作设备以及控制机，其中控制机主要对现场操作设备进行数据采集处理，并能有效控制设备发射功能的开始和暂停。集成通信层主要包括局域网以及服务器，在局域网以及服务器的作用下，技术人员能够通过计算机对微机监控系统进行远程控制，从而实时获取所需数据内容，并根据实际情况采取有效措施处理存在的干扰问题，维持系统安全性。
在实际情况中，广播设备微机监控系统具有较多优势，不仅能帮助技术人员实时了解广播电视信号系统的运作情况，而且能较好避免各类干扰因素对广播电视的运作造成影响，最终实现广播电视的安全运作。广播设备微机监控系统中包含多种技术，主要包括控制网技术、PLC技术、数据库技术等，在多种先进技术的作用下，广播设备微机监控系统能够维持正常运作，具有一定的稳定性及安全性；广播设备微机监控系统中存在着多种分层结构以及大量的子模块，所以在操作及相应部件的检修方面给技术人员带来了较大便利，从而更好发挥出广播设备微机监控系统的作用，实现对广播电视信号的有效监控，消除各种不良因素，促进广播电视安全播出。广播设备微机监控系统具有多种功能，而且在操作方面简单方便，获取的相关信息准确度较高，能够为工作人员相应工作提供依据，而且能与外网共享数据，从而及时解决各种干扰问题，维持广播电视的安全运作。
2 广播电视信号系统抗干扰方法
基于广播电视的特性，其信息的接受和发射过程会受到多种干扰因素的影响，所以技术人员必须合理应用发射监控系统对广播电视信号进行实时监测，获取相关干扰因素的信息，从而更方便技术人员对干扰因素进行处理，维持广播电视安全播出。在实际情况中，高频干扰的方式较多，主要包括大气中电磁波辐射干扰、接地线干扰、取样信号干扰等，干扰信号在这些途径下进入到计算机系统，并产生各种隐患。在对大气中电磁波干扰进行处理时，技术人员可以设置计算机屏蔽室，优化计算机运作环境。在发射机中，虽然采用了宽紫铜带接地法，但是在高频状态下，地线会存在一定电感，进而提高阻抗；在这种情况下，有些地线的干扰电压会变得很高，但取样信号电压较低，进而给发射监控系统正常运作带来不利。所以技术人员必须对接地方式进行准确设计，一般在低频电路中可采用一点接地法，避免地线产生过多的地环路，进而较小干扰电压。在高频电路中可采用多点入地，对干扰电压进行分散，以维持系统安全性。
技术人员还可以运用平衡方式将传感器输出端和前端机的输入端进行连接，一般可以应用平衡双绞线进行操作。系统中前端机会对平衡信号进行转换，形成不平衡信号，而平衡双绞线则能对干扰信号进行有效清除，从而降低干扰信号对发射信号的影响。一般情况下，技术人员可以对二芯屏蔽双绞线进行应用，并将屏蔽层与高频接地系统进行连接，从而更好消除各种干扰信号所产生的隐患，维持广播电视的安全播出。
3 结束语
广播电视在人们的日常生活中有着重要作用，不仅能丰富人们的日常生活，而且是政府宣传相关政治思想的重要途径，因此，提高广播电视运作的安全性至关重要。但是在实际情况中，广播电视的正常运作会受到多种干扰因素的影响进而产生多种安全隐患。因此，技术人员可以将发射监控技术引进广播电视信号系统中，实现对信号的的实时监控，消除各种干扰因素，确保信号正常发送，从而维持广播电视正常运行。
参考文献
[1]潘宏亮.浅析广播电视信号系统发射监控技术问题[J].数字技术与应用，2011，（9）：228-228.
[2]柳玉海.浅析广播电视信号系统发射监控技术问题[J].科技创新导报，2012，（18）：75-75.
[关键词]多点检测 PLC 无线射频传输 节能高效
中图分类号：F224-39 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）16-0261-01
目前大多数温湿度监控控制方案，都是采用温湿度传感器放在异地然后直接与PLC进行连接，一个PLC接多个温湿度传感器的弊端是占用的AD/DA功能模块居多，经济性差，而且需要PLC进行大量的数据分析，对PLC的编程比较复杂，而处理过后的数据的精度也不是很高。
鉴于以上控制方案的弊端，本系统在PLC和各个温湿度监测点之间架上一STM32单片机作为数据处理和传输的中转站，用STM32对温湿度传感器进行AD采集，STM32有1～3个12位的逐次逼近性ADC，精度较高，每路ADC有18个通道，对于一个多点温湿度监控系统来说，AD采集通道足够用。然后将处理以后的数据通过NRF24L01发送给PLC进行控制，这样只需要占用PLC极少的模块就可以完成高精度的温湿度检测，达到了经济性的要求。同时本系统采用台达组态监控软件DIAView进行监视和数据的更改。
1、系统方案介绍
本系统的整个控制过程的关键所在就是单片机如何实现数据的分析和中转。
其数据的分析采用STM32自带的AD功能进行数据的分析，分析完成之后采用RS232串行通信方式将数据发送给PLC。
DHT11数字温湿度传感器是一款含有已校准数字信号输出的温湿度复合传感器，它应用专用的数字模块采集技术和温湿度传感技术。传感器包括一个电阻式感湿元件和一个NTC测温元件，并与一个高性能8位单片机相连接。因此该产品具有品质卓越、超快响应、抗干扰能力强、性价比极高等优点。每个DHT11传感器都在极为精确的湿度校验室中进行校准。校准系数以程序的形式存在OTP内存中，传感器内部在检测型号的处理过程中要调用这些校准系数。单线制串行接口，使系统集成变得简易快捷。在苛刻应用场合的最佳选择。产品为4针单排引脚封装，连接方便。
无线通信模块原理：NRF24L01是一款新型单片射频收发器件，工作于2.4～2.5GHzISM频段，具有通信速度快的优点，经实测通信距离也比较远。内置频率合成器、功率放大器、晶体振荡器、调制器等功能模块，并融合了增强型ShockBurst技术，其中输出功率和通信频道可通过程序进行配置。NRF24L01功耗低，使检测更节能。
1.1 系统硬件设计
温湿度监控系统的设计制作过程涉及到电气控制原理、PLC控制技术、传感器技术、工业组态技术、模拟电子、数字电子技术知识。这个设计要求制作者有较高的程序设计能力，对于开发者的硬件设计能力以及软硬件结合能力要求也高。因此，制作者需要具备扎实的基础和良好的动手能力及创新能力。温湿度监控系统能够检测监控地点的温湿度，并且能够将数据通过远程信号模块实时传送到本地。因此，本系统最核心的地方就是温湿度检测、温湿度数据远程传送。所以，要尽力地做好软件设计和硬件设计，并使其完好的结合，最终做出一套完整稳定可靠的温湿度监控系统。
为了达到这个目的，首先应该选择好模拟式温湿度传感器，然后查看它的接口说明，焊接好应用电路。温湿度数据检测成功后，下一步应该进行数据传送。因为多个监控，所以本系统采用了2.4GHZ射频通讯技术，最终调试出整个系统各个区域之间的良好通讯。这时，温湿度监控系统的核心功能基本完成了，下面再做一定的完善工作，最终使系统更加完善、运行更加稳定。
温湿度监控系统各个模块紧密相关、密切联系，因此不能单独的选择各个模块而不考虑与其他模块之间的关系。要结合各个模块所起的作用以及已选模块的技术规格，经过理论分析和试验选择合适的硬件方案，使每个功能模块都能协调起来，最终构成一个完整稳定的温湿度监控系统。
2、系统软件设计
整个系统的软件设计包括PLC的程序设计和单片机的程序设计以及NRF24L01的数据传输设计，由单片机进行对温湿度传感器的数据的分析并通过NRF24L01以RS232数据形式发送给PLC，实现与PLC的通讯，然后PLC根据DIAView组态软件的设置的数据进行比较，控制报警系统和控制温度湿度调节器来调节温湿度，实现温湿度的监控和调节。
3、系统整体数据传输示意图
STM32单片机通过AD采集温湿度传感器的模拟量，然后通过NRF24L01无线射频技术将其发射出去，射频接收端接收传输过来的数据并以RS232串行通讯方式发送给PLC。
4、方案规划创新性和有实用价值
1）创新性
传统采用传感器直接连接PLC，并用PLC的AD/DA模块进行数据的采集和处理，这样如果对于一个较大的且点数较多的多点检测系统来讲，需要多个AD/DA模块去拼差，而且接线比较麻烦，编程比较复杂。鉴于如此本系统在中间采用了成本较低的STM32单片机作为数据的中转处理系统，可以一次处理多个不同点的温湿度数据，并用NRF24L01无线通讯模块发送出去。相比于先存在的多点温湿度检测系统本系统所设计的基于射频技术的多点温湿度控制系统有如下有点：
1.通过无线射频和RS232串行通讯实现多路温湿度模拟量信号的采集，相比于传统采用PLC的AD模块的方案降低了成本，提高了可靠性。
2.系统采用STM32自带的12位的模数转换器精度更加的准确。
2）使用价值
在现实生活中，很多产业对环境温湿度有着非常高的要求。比如，在食品产业中，不合适的温湿度会带来食品变质，引发安全问题；档案管理中的纸张对温湿度极为敏感，不当的保存会使纸质变差、字迹模糊，会严重缩短档案保存时间；温室中的植物对于温湿度要求极为严格，不当的温湿度下，植物会减产、甚至死亡。综上，温湿度监控系统应用范围非常广泛。它能够彻底摆脱传统的人工轮流值班、人工巡回查看抄录模式，从而避免了很多人为因素而导致的重大事故。因此极其有必要设计一套完整的温湿度监控系统，这对科学的社会生产有着重大的意义。
