孫樹陽

（山東金嶺鐵礦機(jī)械動(dòng)力部，山東淄博 255022）

0 引言

山東金嶺礦業(yè)股份有限公司于2000 年開始陸續(xù)安裝攝像機(jī)系統(tǒng)，前期均為模擬攝像機(jī)系統(tǒng)，經(jīng)過10 年的時(shí)間，發(fā)展到了高清攝像機(jī)系統(tǒng)，隨后，POE（Power Over Ethernet，以太網(wǎng)供電）高清攝像機(jī)系統(tǒng)逐漸得到實(shí)踐應(yīng)用。

監(jiān)控系統(tǒng)的供電方式有3 種：獨(dú)立供電、集中供電和POE供電。監(jiān)控系統(tǒng)分為模擬監(jiān)控系統(tǒng)、普通高清監(jiān)控系統(tǒng)和POE供電監(jiān)控系統(tǒng)，其中高清監(jiān)控系統(tǒng)和POE 供電監(jiān)控系統(tǒng)同為高清監(jiān)控系統(tǒng)，一般指的是基于數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化傳輸方式的監(jiān)控系統(tǒng)攝像機(jī)，監(jiān)看及錄像分辨率至少要達(dá)到1280×720（即720 P）以上。由于技術(shù)上的限制，傳統(tǒng)模擬監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)看和錄像分辨率目前最高只能達(dá)到D1（704×576）的效果，因此，無論模擬攝像機(jī)是多少線，均不屬于高清的范疇。

1 POE 供電

POE 供電指的是在現(xiàn)有的以太網(wǎng)Cat.5 布線基礎(chǔ)架構(gòu)，不作任何改動(dòng)的情況下，為其他基于IP 的終端提供傳輸數(shù)據(jù)與直流供電的技術(shù)。

POE 供電簡(jiǎn)答來說就是網(wǎng)線供電，同一根網(wǎng)線上既傳輸數(shù)據(jù)又傳輸電力。標(biāo)準(zhǔn)的5 類雙絞線網(wǎng)絡(luò)電纜中有4 對(duì)雙絞線電纜，其中只有兩對(duì)用于10 M base-t 和100 M base-t。以太網(wǎng)供電標(biāo)準(zhǔn)IEEE 802.3 AF 允許兩種用途：用空閑引腳供電時(shí)，引腳4、5 接正極，引腳7、8 接負(fù)極；使用數(shù)據(jù)引腳供電時(shí)，在傳輸變壓器中點(diǎn)增加直流電源，不影響數(shù)據(jù)的傳輸。這樣，線路對(duì)1、2 和線路對(duì)3、6 可以有任意極性，如圖1 所示。因此，POE 供電主要應(yīng)用于高清網(wǎng)絡(luò)數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)，也就是網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控。

圖1 POE 供電原理

2 POE 供電系統(tǒng)

一個(gè)完整的POE 系統(tǒng)包括PSE（Power Sourcing Equipment，供電端設(shè)備）和PD（Powered Device，受電端設(shè)備）兩部分，連接示意見圖2。

圖2 POE 系統(tǒng)連接示意

PSE 設(shè)備是為以POE 網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)為基礎(chǔ)的供電設(shè)備，是整個(gè)POE 高清監(jiān)控系統(tǒng)的管理者。PD 設(shè)備是接收電源端子的負(fù)載，即POE 系統(tǒng)的客戶端設(shè)備，如前端報(bào)警設(shè)備、前端高清攝像機(jī)等。兩者都是基于IEEE 802.3AF 標(biāo)準(zhǔn)建立接收端設(shè)備的連接情況、設(shè)備類型、功耗水平等方面的信息連接，并以此為基礎(chǔ)，根據(jù)PS 向PD 提供電源。

3 POE 監(jiān)控系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)

（1）性能穩(wěn)定。POE 高清監(jiān)控系統(tǒng)摒棄了傳統(tǒng)的外置電源，采用POE 交換機(jī)直接給高清攝像機(jī)供電的方式，大大的降低了整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)的故障率。同時(shí)省去了電源線、外置電源等物件，通過一條網(wǎng)線既解決了供電需要，同時(shí)也傳輸了信號(hào)和圖像。布線簡(jiǎn)潔、美觀。

（2）工程成本降低。POE 高清監(jiān)控系統(tǒng)無需敷設(shè)電源線、安裝外置電源，可節(jié)省一部分材料，同時(shí)降低成本和工作量，降低POE 高清監(jiān)控系統(tǒng)的故障率，降低后期維修維護(hù)的成本和工作量。

（3）系統(tǒng)安全穩(wěn)定。首先，POE 高清監(jiān)控系統(tǒng)采用POE 交換機(jī)集中供電模式，保證了各高清攝像機(jī)的供電穩(wěn)定。其次，POE交換機(jī)上行接口接入高清硬盤錄像機(jī)中，備份簡(jiǎn)單、安全。同時(shí)，可采用適當(dāng)容量的UPS 電源在斷電規(guī)定的時(shí)間內(nèi)持續(xù)供電，保證系統(tǒng)安全可靠運(yùn)行。

（4）適用范圍廣泛。POE 高清監(jiān)控系統(tǒng)以其前端攝像機(jī)無需外接電源，直接通過網(wǎng)線傳遞一切數(shù)據(jù)和電源的這一特點(diǎn)，可為易燃易爆等特定場(chǎng)所提供選擇，如加油站、存放易燃易爆物品的倉庫、存放炸藥的火藥庫等。

（5）核心部件POE 網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)。POE 網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)采用POR技術(shù)，為前端網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)提供電源輸出達(dá)到100 m 的距離，從而簡(jiǎn)化監(jiān)控布線，節(jié)省人力和財(cái)力，降低項(xiàng)目成本。POE 交換機(jī)采用多重散熱設(shè)計(jì)，增強(qiáng)產(chǎn)品使用壽命的同時(shí)，又能保證系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。千兆POE 交換機(jī)強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理能力，確保各類網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)兼容使用，保證了網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定運(yùn)行，確保圖像系統(tǒng)清晰流暢。

（6）加強(qiáng)管理。POE 系統(tǒng)具有SNMP 功能，可對(duì)AP、IP 攝像頭等PD 設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控和管理。

（7）前景廣闊。可廣泛應(yīng)用于IP 話機(jī)、無線AP、便攜設(shè)備充電器、讀卡器、攝像頭、數(shù)據(jù)采集等終端，市場(chǎng)應(yīng)用前景廣闊。

4 POE 監(jiān)控系統(tǒng)與傳統(tǒng)監(jiān)控系統(tǒng)的比較

（1）適用范圍廣泛，布局靈活多變。POE 高清監(jiān)控系統(tǒng)相比于傳統(tǒng)監(jiān)控系統(tǒng)更能適應(yīng)復(fù)雜多變的施工現(xiàn)場(chǎng)，其布線簡(jiǎn)單，前端設(shè)備可傳輸距離更遠(yuǎn)。部分施工現(xiàn)場(chǎng)沒有220 V 交流電，POE高清監(jiān)控系統(tǒng)則更好地解決了這個(gè)問題。POE 高清攝像頭安裝更加靈活多變。

（2）縮短施工周期、節(jié)省勞動(dòng)力。POE 高清監(jiān)控系統(tǒng)相較傳統(tǒng)監(jiān)控系統(tǒng)，POE 交換機(jī)與前端高清攝像機(jī)之間僅通過一個(gè)網(wǎng)線即可實(shí)現(xiàn)電源、圖像、音頻、報(bào)警等信號(hào)的傳輸，安裝簡(jiǎn)單快捷，省去了各前端攝像機(jī)的電源線和電源適配器。

（3）后期維修維護(hù)成本低。POE 高清監(jiān)控系統(tǒng)所有傳輸都通過網(wǎng)線，牢固可靠。即使網(wǎng)線出故障，尋線儀能及時(shí)查出故障點(diǎn)。傳統(tǒng)監(jiān)控系統(tǒng)包括視頻線、電源線、電源適配器、光端機(jī)、光端機(jī)電源等，后期器件老化導(dǎo)致接觸不良等問題較多，而POE高清監(jiān)控系統(tǒng)使用網(wǎng)線，接觸不良故障率大大降低，節(jié)省人力，降低維修維護(hù)成本。

（4）供電簡(jiǎn)潔，安裝后美觀大方。POE 高清監(jiān)控系統(tǒng)相較于傳統(tǒng)監(jiān)控系統(tǒng)，無需每個(gè)前端攝像機(jī)自帶電源適配器供電方式，而是通過POE 交換機(jī)集中供電模式，簡(jiǎn)單穩(wěn)定。同時(shí)，施工項(xiàng)目完工后，每個(gè)前端攝像機(jī)下只有一根網(wǎng)線和攝像機(jī)，美觀大方。

（5）安全性能高。POE 系統(tǒng)為安全低壓直流供電，無強(qiáng)電危險(xiǎn)，攝像頭可配置網(wǎng)絡(luò)防雷模塊，設(shè)備一般采用感應(yīng)隔離電路，可保證防雷安全，部分設(shè)備還支持故障監(jiān)控功能，整個(gè)系統(tǒng)具有較高的安全性。傳統(tǒng)的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)通過交流電與各點(diǎn)相連，存在非標(biāo)施工縫、老化線路短路、進(jìn)水短路等安全隱患。

5 應(yīng)用案例

山東金嶺礦業(yè)股份有限公司質(zhì)量檢驗(yàn)科存放危險(xiǎn)化學(xué)物品庫房，需要在室內(nèi)安裝3 個(gè)POE 高清攝像機(jī)，結(jié)合屋內(nèi)存放物品的屬性要求，決定使用POE 高清監(jiān)控系統(tǒng)，分別在室內(nèi)需要安裝攝像機(jī)的位置安裝3 根網(wǎng)線至攝像機(jī)，然后將POE 交換機(jī)接上網(wǎng)線放置在隔壁沒有危險(xiǎn)化學(xué)品的屋內(nèi)。安裝硬盤錄像機(jī)，通過POE 交換機(jī)并入礦網(wǎng)，將監(jiān)控視頻傳輸?shù)奖O(jiān)控中心（圖3）。可以看出，POE 監(jiān)控系統(tǒng)能夠勝任更高級(jí)的安防需要。先進(jìn)的供電方式能夠?qū)崿F(xiàn)更加安全、穩(wěn)定的監(jiān)控效果。

圖3 監(jiān)控中心監(jiān)控室畫面