摘要:本文就民防自備電站的功能、工作原理和特點的詳論，揭示了在高科技團隊的帶領下新產(chǎn)品的良好發(fā)展趨勢。

關鍵詞:民防自備電站;視頻矩陣;模擬視頻

中圖分類號:G304 文獻標識碼:A文章編號:1672-8122(2010)10-0177-02

一、引 言

現(xiàn)代的高科技、多媒體、自動化均在高速發(fā)展的進程中，民防自備電站的發(fā)展也在逐步適應現(xiàn)代技術的發(fā)展需求。

隨著無線電技術的不斷升級和網(wǎng)絡技術及計算機技術的迅速發(fā)展，多媒體、自動化必將是民防在防災、救災工作發(fā)展中的重要條件。目前，全國有許多民防機構(gòu)基本上實現(xiàn)了自動化、多媒體的控制功能，取消了需要自行發(fā)電解決通訊問題的較原始落后的設備。但在比較落后邊遠的少數(shù)地區(qū)，由于存在某些客觀因素的影響，還不能實現(xiàn)先進的自動化的裝備。民防電站仍然是通訊網(wǎng)絡的重要組成部分，發(fā)展民防自備電站是適應網(wǎng)絡技術發(fā)展的要求。對此，應該引起有關部門的重視。

當前，各級政府和有關部門對自行發(fā)電已有了相應的解決方式和措施。

二、發(fā)展中的電站應具備的功能

我們現(xiàn)有發(fā)電站使用的還是傳統(tǒng)型發(fā)電機組來進行發(fā)電的。對于設備的安全保護措施和自動控制程序，以及機器設備本身所產(chǎn)生的噪音都是亟待解決的問題。首先，對電機在運轉(zhuǎn)過程中產(chǎn)生的過熱保護，就是一個不可忽視的問題。電氣設備集成中，就要考慮到，在機器運轉(zhuǎn)的工作中，時間過長的過熱保護電路。其二，應具備監(jiān)視監(jiān)聽的控制功能。這種功能就是要使工作人員在控制中心能從監(jiān)視屏上清晰，方便的觀測到機器的工作情況，聽到設備的運行正常與否的判斷。其三，設置燈光效應?？赏ㄟ^燈光強弱的變化，在保證光線正常狀態(tài)下，查獲清晰地視頻信號。同時，還可用于安防報警。報警裝置應和監(jiān)控設施、攝像設備實現(xiàn)互聯(lián)。當攝像鏡頭和監(jiān)控設備發(fā)現(xiàn)隱患信號時，能自動切換到報警裝置上，由報警裝置程序發(fā)出警報信號。如果出現(xiàn)電壓不穩(wěn)定情況而造成的工作異常，如:燈光閃爍鳴響報警，就彌補了監(jiān)控攝像報警的不足。另外，設備的管理與系統(tǒng)程序管理和記錄會給用戶提供操作記錄和使用權(quán)限，給設備的維護與保養(yǎng)提供考證依據(jù)。

隨著大規(guī)模的集成電路技術的發(fā)展，用數(shù)字監(jiān)控來完成上述功能，解決問題，已不再是隔山遙望了。無論是多媒體，還是自動化，它均是以計算機和網(wǎng)絡技術為基礎上而發(fā)展起來的，音頻、視頻信號均要對各類信號進行濾波、篩選后，再進行壓縮復合，然后進行傳輸。在數(shù)據(jù)的傳輸中，要確保信息傳輸?shù)目煽啃院涂垢蓴_性及重要信息的實時性。在進行數(shù)字信號處理的過程中，首先是將模擬信號數(shù)字化之后，針對數(shù)字化后的視頻數(shù)據(jù)進行壓縮編碼來減少數(shù)據(jù)量，使視覺效果不受影響。如何選擇編碼方式，應根據(jù)傳輸?shù)男诺纴矶ā?/p>

對各種信號的采集壓縮及復合編碼都可以在發(fā)電站中運用。先將采集好的數(shù)據(jù)，傳送到監(jiān)控中心，實現(xiàn)多媒體信息，在管理中心和網(wǎng)絡傳輸兩種模式中任意選擇。一種是點對點的傳輸方式，另一種是廣域網(wǎng)絡傳輸模式。點對多點的傳輸方式可以模仿常規(guī)運動系統(tǒng)的實現(xiàn)模式，即:用視頻矩陣方式將多個攝像頭連接，其輸出時，通過信道控制與電站報警及音頻信息一起壓縮編碼后，在信道上傳輸，在終端恰好是過程的逆向，采取信道控制器對傳輸信息解碼后進行顯示。而廣域的實現(xiàn)方式，是取代了點對多點實現(xiàn)模式中的信道控制。視頻矩陣的輸出信號，通過視頻采集壓縮，輸入到計算機內(nèi)存，與壓縮過的其它報警、控制、音頻信號一起發(fā)送到廣域網(wǎng)絡，實現(xiàn)綜合傳輸，其優(yōu)勢就在于可直接采用數(shù)字來演示。但，目前就廣域模式而言，也還是存在有一些問題的。例如:網(wǎng)絡的塞堵，傳輸?shù)牟铄e等，都會降低信息的傳輸質(zhì)量，影響系統(tǒng)的可靠性和它的延時功能。目前，國際組織中已經(jīng)有了支持多媒體通訊的協(xié)議如:RSVP、RTP 等，均可彌補IPV4在通訊方面的不足?；赥CP/CP的網(wǎng)絡模式是自動化技術的發(fā)展方向，所以從技術發(fā)展的角度將講，廣域網(wǎng)的民防電站自動化具有廣闊的前景。

三、視頻矩陣工作原理

(一)矩陣切換系統(tǒng)的作用、分類和使用場合

(1)矩陣的作用。 矩陣有一個最重要的作用，就是可以做到音頻和視頻的同步切換，通過視頻矩陣和監(jiān)視器的配合，可以在任何一個分控點看到任意一個攝像機的圖像。視頻矩陣帶有音頻切換功能。通過交叉開關相互切換的方法，將X路視頻輸入信號任意輸出至Y路的監(jiān)看設備或其它的電子裝置(設備)，在任何場合均可以運用。所以說矩陣的用途很廣泛。

(2)矩陣的種類。矩陣的種類也很多，一般可以根據(jù)處理的信號類別，可以劃分為模擬矩陣與數(shù)字矩陣，同時也還有混合矩陣。混合型視頻矩陣的概念比較廣，既可以是模擬和數(shù)字和混合，也可以是CVBS和RGB矩陣的混合等;

(二)模擬視頻矩陣系統(tǒng)工作原理介紹

目前使用的矩陣較多為模擬視頻矩陣，其主要用來對模擬視頻信號進行切換和分配，一般情況下矩陣主機內(nèi)含音視頻輸入模塊、音視頻輸出模塊、中心控制模塊、報警模塊、電源模塊等。

視頻矩陣各個模塊的作用。(1)視頻輸入模塊其對輸入的模擬視頻信號進行隔離、緩沖和放大處理。主要目的是將視頻信號轉(zhuǎn)換為符合切換要求的信號。常見的視頻信號緩沖隔離電路采用分立三極管組成的同相放大電路形式，也有采用集成電路芯片對視頻信號進行緩沖放大處理。(2)視頻輸出模塊對切換后的音視頻信號進行再次處理，滿足顯示或者記錄設備的信號輸入要求。(3)中心控制模塊此模塊是矩陣切換系統(tǒng)的控制核心。一般由CPU(MCU微處理器)、存儲器、通信芯片、漢字庫芯片等組成。(4)報警模塊報警模塊通常是用來檢測報警輸入和報警檢測處理的。(5)矩陣切換器的工作原理是:當矩陣切換器收到信號輸入切換指令后，將對應的輸入切換到對應的輸出。切換部分的核心就是通過控制交叉點開關的斷開和閉合來實現(xiàn)X方向的任意輸入和Y方向的輸出互聯(lián)。通過電子開關的閉合、斷開，可以實現(xiàn)在任意一個監(jiān)視器上看到任意一個攝像畫面。

(三)數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)的原理

數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)主要由攝像部分﹑傳輸部分﹑控制部分以及顯示記錄部分四大部分組成。數(shù)字視頻監(jiān)控是相對于模擬視頻監(jiān)控而言的，數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)光頭發(fā)射的光信號是數(shù)字信號，即0或1對應光信號強、弱兩種狀。數(shù)字視頻監(jiān)控相對于模擬視頻監(jiān)控在信號的處理、多路信號同傳引起的交調(diào)失真以及系統(tǒng)穩(wěn)定性方面具有很大的優(yōu)勢。

四、數(shù)字視頻矩陣系統(tǒng)的工作原理及特點

隨著電視技術向數(shù)字化發(fā)展，電視監(jiān)控行業(yè)也出現(xiàn)了很多數(shù)字設備，數(shù)字系統(tǒng)已成為目前的熱點，于是出現(xiàn)了數(shù)字視頻矩陣的概念。目前數(shù)字化系統(tǒng)主要有下面兩種情況:一是按著模擬視頻矩陣的概念，對輸入的數(shù)字視頻信號(數(shù)據(jù)流)建立通道式的連接(多少入對多少出)，通過網(wǎng)絡交換機來實現(xiàn)數(shù)字流的切換，實質(zhì)上只是在并行地進行多路的圖像變換和編解碼處理，而且輸入信號通常是模擬的視頻信號。輸出則可能是數(shù)字信號或模擬信號。 其特點是:數(shù)字視頻信號在多次傳輸、記錄和處理過程中，圖像質(zhì)量不會降低。同時，既能實現(xiàn)分布式存貯，又能做到集中的圖像調(diào)用、記錄和統(tǒng)一地管理。圖像檢索處理比較方便、網(wǎng)絡布線方便，系統(tǒng)的可擴展性和可升級性好、保密性強。

多媒體、自動化是未來發(fā)展的新技術，在程序控制和電路設計方面還會有許多不完善的地方。一是控制軟件還有待于提高。這是由于軟件設計開發(fā)研制，在系統(tǒng)間的兼容性中還有缺陷，需要不斷完善;二是信號效果不穩(wěn)定影響 。由于受寬帶與數(shù)字圖像解壓之影響，圖像信號容易出現(xiàn)不穩(wěn)定現(xiàn)象，還需要技術上的不斷完善;三是系統(tǒng)的可靠性在運用中也會減弱。由于電站本身就內(nèi)存有一定的電磁干擾，所以它對傳感器、探測器等的正常運行會帶來一定的影響，導致報警信號傳輸有誤差。但也仍存在一些亟待提高的問題:中心監(jiān)控室不能同時獲得系統(tǒng)全部的實時圖像。還達不到模擬系統(tǒng)的水平。更重要的一點是，產(chǎn)品尚未完全成熟、接口關系不統(tǒng)一，沒有形成基本的標準和統(tǒng)一。盡管如此，這種方式將是電視監(jiān)控系統(tǒng)從模擬向數(shù)字化過渡的最佳且必然的途徑?，F(xiàn)在市場上銷售的視頻矩陣主機，很大一部分還是傳統(tǒng)的模擬視頻矩陣，數(shù)字矩陣只是其中的少部分，隨著技術的進步數(shù)字化進程，不可否認，數(shù)字矩陣將是未來的發(fā)展趨勢。在數(shù)字矩陣面臨很多問題沒有完全解決之前，模擬矩陣和數(shù)字矩陣將會在市場上共存。另外，因受技術能力的限制，初期投資會很高，正常的維護也會有一定的難度，再加之這一類設備不是常用，也會增加投資成本。

綜上所述，該類設備的建設與運用中所存在的問題，應該以風味兒地去對待，從多方面考慮克服困難、解決問題。首先，應考慮軟、硬件間的互容性和標準化的問題，其次，還要考慮適合民防系統(tǒng)傳輸信道的要求，再次，要考慮元器件的互動、互換及互溶性。另外，新產(chǎn)品、新設備的質(zhì)量、性能技術和成本投入也是需要適當考慮的因素。

參考文獻:

[1]趙連明.中國人民防空第169期[M].中國人民防空雜志社，2007.

[2]劉淑華，燃油發(fā)電機使用與維修技術[M].機械工業(yè)出版社，2009.

[3]任清晨.風力發(fā)電機組工作原理和技術基礎[M]，機械工業(yè)出版社，2010.

[4]張凱.軟件演化過程與進行化論[M].清華大學出版社，2009.