专利名称：安全防范工程中的多媒体计算机-可编程序控制器结构的制作方法
技术领域：
本实用新型是一种由多媒体计算机与工业控制设备可编程序控制器相结合而构成的安全防范系统，既可属于国际专利分类的H04类，又可属于G11类。
现有的安全防范系统结构，是以手动/自动视频顺序切换器或矩阵式视频切换/控制器为核心，实现对视频信号输入的切换选择，对安装摄像机云台上下左右及旋转运动的控制，对摄像机的变焦镜头作变倍控制，对摄像机外罩内雨刷、风扇、加热除霜器等进行动作控制，对显示图象的监视器作指定选择，实时接收来自各类传感器的报警输入信号，产生报警信号输出等；所有的切换/控制动作是通过面板操作或控制键盘实现的。近年推出的安全防范系统逐步引入了微型计算机，用作视频图象信号的处理及声音提示；但是计算机和来自传感器的报警信号之间的实时通讯均要经由报警控制器和调制解调器经电话线而完成，如附图1所示。此外，在大多数系统中，计算机的控制作用比较局限于作为视频矩阵切换/控制器一个操作键盘的扩展而已，指令控制功能不够明显，其核心作用未能得到突出，这也是与计算机本身具有丰富资源的状况不相适应的，造成这种状况的原因是视频矩阵切换/控制装置的通用功能不强，特别是实时响应报警后的向上通迅功能不强。
本实用新型的目的在于引入新型高档可编程序控制器，利用其特有的主动发送通信功能，使多媒体计算机一可编程序控制器这种组合成为安全防范系统的优选结构。
本实用新型的目的通过下述技术方案实现，由图2所示具有层次性结构的三级结构组成。
第一级为输入输出装置，包括产生视频信号的摄像机视频输入装置[1]，接受输出信号的摄像机云台和变焦镜头变倍控制装置[2]；产生触发信号的各类防盗报警传感器触发装置[3]，以及将任一台摄像机图象在指定监视器上显示的监视器显示装置[6]；还包括声音监听输入装置[5]和灯光控制装置[6]。
第二级为高档可编程序控制器[7]，选用日本OMRON公司最新推出的SYSMACCQM1中小型可编程序控制器，型号为CQM1-CPU41-E，具有高档PLC特征，最大输入/输出点数为192点，程序区储存容量是7.2K，数据区6K，处理速度0.5us，指令137条，有4点中断输入；还具备发送和接收数据指令来实现通信功能，这样一旦安防系统中的各类传感器探头有报警信号产生，使得CQM1中的数据被改变，CQM1能够自动作数据发送，直接输出到上位计算机，确保高速响应。同时由于PLC有较强的开关量输出驱动能力，因此可以直接输出而取消解码控制器等硬件装置，简化了系统结构，这样既能方便地与第一级设备相连接，又能实时地接收(输入)或馈送(输出)第一级的输入/出信号，真正完成承上启下的作用。
第三级为多媒体计算机[8]，属于控制的最高级，它在WINDOWS和VISUALBASIC等工具软件的支持下，运行系统监控调度管理软件，除对第一级发送来的输入/出信号作实时响应和进行视频图象处理外，也发出各类控制指令使第一级设备完成指定的控制功能。第三级可以前后台方式工作。
摄像机视频输入装置通过视频电缆线与第二级的可编程序控制器的输入端子连接。防盗报警传感器触发装置通过双绞屏蔽线与可编程序控制器的输入端子连接。摄像机云台和变焦镜头变倍控制装置、声音监听输入装置、灯光控制装置、监视器显示装置通过多芯电缆与可编程序控制器的输出端子连接。
本实用新型与原有技术比较具有如下优点本实用新型提出了安全防范系统一种新的结构体系，它由下列三级组成，第一级为各类输入输出和控制设备，属于常规配置；第二级采用高档可编程序控制器，具有主动通讯功能，这样不仅易于与第一级设备相连，而且在一旦有报警信号产生时，能够实时地将报警信号向上传送，这是其它安防系统所没有的，第三级为多媒体计算机，在WINDOWS和VISUAL BASIC等工具软件的支持下，运行系统监控调度管理软件，完成闭路电视监控和防盗报警处理功能，并可实现前后台作业。
而原有的视频矩阵切换/控制装置的功能可以概括如下①选择多路视频图象的切换性输入，接收输入图象。
②将所接收的图象切入到指定的监视器上进行显示。
③实现对摄像机电源的开关，有24VAC、220VAC和12VDC等种类，均通过继电器触点实现开关。
④对摄像机云台的运动进行控制，执行动作为对云台给出继电器开关触点，选择与接通控制运动的正、负电源，分别控制向上、下、左、右和扫描运动。
⑤对摄像机镜头的光圈、聚焦和变焦进行控制。典型的镜头连接控制是以8--18VDC的正极性电源作为光圈打开用，以负极性电源作为光圈关闭；分别以+12VDC电源控制变倍增大和聚焦近处，以-12VDC控制变倍减小和聚焦远处。
⑥接收各种报警传感器产生的报警输入信号，这些信号全部是继电器触点，为开关量输入信号。
⑦根据需要产生输出报警信号，为开关量输出信号。
⑧要求能与上位控制或管理装置进行通信，最理想的是实时通信。
由上述分析可见，视频矩阵切换/控制装置的功能绝大部分是继电器触点控制，属于开关量输入输出控制的范畴。
而在工业控制领域，可编程序控制器(PLC--programmable logiccontroller)正是开关量控制系统发展的趋势，占据着工业控制机市场的最大份额，具有结构简单、性能优异、编程方便、可靠性高等优点，是实现开关量控制理想的工具。
总之，本实用新型使常规需凭经验设计的安全防范系统更为标准化，使系统结构层次分明、施工方便、性能价格比更优、扩展与维护更容易，同时由于可编程序控制器作为工业控制设备具有抗干扰能力强的特点，将使安全防范系统的可靠性大为提高。
图1为多媒体计算机----可编程序控制器结构的安全防范系统。
1摄象机视频输入装置2摄象机云台和变焦镜头变倍控制装置3防盗报警传感器触发装置4声音监听输入装置5灯光控制装置6监视器显示装置7高档可编程序控制器8多媒体计算机图2.为常规安全防范系统的基本结构。
9摄象机10解码控制器11报警传感器12切换/控制专用装置13报警控制器
14调制解调器15微型计算机实施例如图1所示，预先将Visual basic软件以及监控管理调度软件装入多煤体计算机[8]中，并在高档可编程序控制器[7]中运行数据采集通讯报警软件，当防盗报警传感器触发装置[3]检测到有报警信号产生时，高档可编程序控制器[7]实时响应防盗报警传感器触发装置[3]产生的报警信号，一方面将信息主动传送到多媒体计算机[8]，多媒体计算机[8]将这一信息进行分析、存储、打印，并将对应的图象切换到监视器显示装置[6]；另一方面，高档可编程序控制器[7]直接将相应的控制信号输出，启动灯光控制装置[5]。实现图象、声、光联动报警功能。
权利要求1一种由摄象机视频输入装置，摄象机云台和变焦镜头变倍控制装置，防盗报警传感器触发装置，声音监听输入装置，灯光控制装置，监视器显示装置，可编程序控制器，多媒体计算机构成的安全防范工程中的多媒体计算机-可编程序控制器结构，其特征在于由呈层次型结构的三级组成，第一级输入输出装置，其构成是a由摄像机组成的视频输入装置，该装置通过视频电缆线与可编程序控制器的输入端子连接，b由各种防盗报警传感器组成的触发装置，该装置的报警信号通过双绞屏蔽线与可编程序控制器的输入端子连接，c摄像机云台和变焦镜头变倍控制装置、声音监听输入装置、灯光控制装置、监视器显示装置，这些装置通过多芯电缆与可编程序控制器的输出端子连接，第二级为带有主动通讯传输功能的高档可编程序控制器(PLC-Programmable Logic Controller)，通过三芯屏蔽电缆与多媒体计算机连接，第三级为多媒体计算机。
专利摘要本实用新型提出了安全防范系统一种新的结构体系，它由下列三级组成，第一级为各类输入输出和控制设备，属于常规配置；第二级采用高档可编程序控制器，具有主动通讯功能，这样不仅易于第一级设备相连，而且在一旦有报警信号产生时，能够实时地将报警信号向上传送，第三级为多媒体计算机，在Windows和Visual Basic等工具软件的支持下，运行系统监控调度管理软件，完成闭路电视监控和防盗报警处理功能，并可实现前后台作业。
文档编号G06F19/00GK2257040SQ95218278
公开日1997年6月25日 申请日期1995年8月4日 优先权日1995年8月4日
发明者陈龙 申请人:中国科学院自动化研究所