Видеонаблюдение

Очевидно, что для устранения искажений необходимо разорвать все «паразитные» контуры заземления.

Существует несколько вариантов их устранения. Во-первых, нужно применять камеры видеонаблюдения с изоляцией корпуса и разъемов от термокожуха и кронштейна. Экран (оплетка) кабеля и разъемы подключения к видеокамере должны быть тоже изолированы от заземления. Но при наличии собственного питания видеокамеры в удаленной точке, от сети 220В, все равно образуется «паразитный» контур через цепи блока питания и нулевого провода электросети, а последний, как правило, заземлен. Поэтому будет более правильно, передавать видеосигнал от камеры на приемное оборудование не напрямую, а через некую развязку, которая не обеспечивает прямого контакта передающей линии связи с приемной.

Наибольшее распространение получили изолирующие видеотрансформаторы и оптоэлектронные развязки. Схема их подключения довольно проста, она изображена на рисунке 12. При этом, видеотрансформатор может устанавливаться как на передающей, так и на приемной стороне. При таком подключении «блуждающие» токи промышленной частоты на оплетке кабеля исключается. Оптоэлектронная развязка действует аналогично, но требует источника электропитания, в связи с этим их, как правило, устанавливают на приемной стороне кабельных линий.[5]

Результат - устранения «блуждающих» токов, и как следствие – нормализация изображения с камер видеонаблюдения.

Теперь несколько слов о помехах и искажениях видеосигнала, возникающих при отсутствии «паразитных» контуров заземления, но с проявлением, аналогичным рассмотренным выше. Речь идет о периодической импульсной помехе, которая распространяется по нулевому проводу сети 220 В. Как правило, такие помехи возникают при использовании на объекте, импульсных блоков питания. Тактовая частота этих блоков питания – несколько десятков килоГерц. Путь, по которому помеха попадает в изображение - емкости между обмотками трансформаторов блоков питания видеооборудования и цепи, связанные с нулевым проводником сети 220 В.

 

 

Рисунок 12 - Подключение изолирующих видеотрансформаторов и оптоэлектронных развязок

В последнее время широкое распространение получили цифровые системы регистрации видеосигнала на базе обычных компьютеров (PC). Однако, в многоканальных системах на базе  PC, при длине кабельных линий в несколько десятков метров и выше, на изображении образуются помехи с широким частотным спектром, источником которых являются конструктивные особенности импульсных источников питания компьютера. Также следует отметить, что при замене цифрового видеорегистратора на базе РС на аналогичный автономный регистратор «none PC», искажения существенно снижаются или устраняются полностью. Разница в конструкции и схемотехнике бытового компьютера и специализированного автономного видеорегистратора дает о себе знать. В любом случае искажения и помехи изображения устраняются путём подключения всех видеокамер к компьютеру через гальванические развязки и видеотрансформаторы.

Не менее распространённой причиной искажений изображения являются электромагнитные помехи и наводки на кабельные линии.

Электрические провода кабельных линий (коаксиальный кабель или витая пара) характеризуются  волновым сопротивлением и ёмкостью, ограничивающими максимальную дистанцию передачи видеосигнала от передатчика до приемника.

При подборе кабельной продукции следует отдавать предпочтение качественным отечественным изделиям и зарекомендовавшим себя импортным производителям. Стоит отметить, что кабельная продукция отечественного производства находится «на высоте» и, как правило, превосходит большинство импортных аналогов.

На промышленных объектах, огромное количество сигнальных кабельных линий и кабелей питания, образуют большую, широкополосную антенну, принимающую электромагнитные поля излучаемые различными источниками. В их числе могут быть наводки от соседних кабелей, радиоизлучения, магнитные и электромагнитные излучения трансформаторов, импульсных источников питания, ЛЭП, дросселей энергосберегающих ламп и т.п. Так же стоит учитывать, что медная или алюминиевая оплетка коаксиального кабеля абсолютно не защищает широкополосный видеосигнал от низкочастотных, промышленных наводок и помех. Механизм образования синфазных, относительно земли, помех показан на рисунке 13. Синфазные помехи, также отрицательно воздействуют на цепи питания оборудования системы видеонаблюдения. Поэтому, на промышленных объектах, длинные цепи питания с малым напряжением постоянного тока, рекомендуется прокладывать в экране или заземленном метало-рукаве. Воздействие наведенных напряжений Е1 и Е2 Рис. на центральную жилу и экран коаксиального кабеля, приводит к возникновению напряжения помехи Е3, суммирующуюся с полезным видеосигналом. Значение Е3 зависит от величины наведенных помех Е1 и Е2, параметров линии связи и множества других факторов. Далее вступает нехитрый закон соотношения Сигнал – Шум. Соответственно, если уровень Шума (Е3) будет выше уровня полезного сигнала – возникнут искажения последнего или его полное замещение. При этом, стоит учитывать, что аналоговый видеосигнал является широкополосным, а отдельные его части могут быть совсем небольшого уровня, что также влияет на возникновение помех и искажений.[5]

 

 

Рисунок 13 - Механизм образования синфазных, относительно земли, помех показан

 

Синфазные помехи, и как следствие искажения и помехи видеоизображения, присутствуют в любой системе видеонаблюдения, но из-за их незначительного уровня, как правило, не вызывают значительных проблем и могут быть совершенно не заметны. Другое дело, когда результат их воздействия становится неприемлемым с точки зрения качества изображения, и необходимо принимать меры, исключающие их негативное влияние.

Источниками синфазных помех могут являться:

• станки, электромоторы, газоразрядные лампы;
• трансформаторные подстанции и высоковольтные ЛЭП;
• импульсные преобразователи, блоки питания и источники бесперебойного питания;
• электросварка;
• электротранспорт;
• передающие антенны;
• грозовые разряды;
• кабели питания всего перечисленного оборудования и многое другое.

Визуальные проявления синфазных помех зависят от их мощности и частотного диапазона. Характер искажений свидетельствует о наличии синфазных помех от оборудования со случайным, импульсным энергопотреблением. Зачастую на промышленных объектах имеется множество источников помех, и проложить коаксиальные кабеля таким образом, чтобы исключить наведение синфазных помех на изображении оказывается невозможным. Радиочастотные наводки, от расположенных в непосредственной близости передающих антенн, приводят к искажениям изображения и мерцанию картинки на экране монитора.

Значительно менее подвержены синфазным помехам симметричные линии передачи видеосигнала на основе витой пары. Применение же экранированной витой пары позволяет, на промышленном объекте, получить максимальную дистанцию передачи видео, гораздо большую, по сравнению с коаксиальными кабелями. Следует отметить, что максимальная дистанция передачи видеосигнала по коаксиальному кабелю ограничивается внешними помехами и наводками, и составляет до 400м., а по витой паре – частотными потерями видеосигнала в линии связи, и может достигать 600м., при использовании пассивного оборудования, и 2500м. при использовании активного оборудования передачи видеосигнала. Но универсальным средством, работающим как на симметричных, так и на несимметричных линиях и устраняющим весь «мусор» от воздействия синфазных помех служат специализированные широкополосные фильтры. Фильтр включается в разрыв любой двухпроводной линии связи и уменьшает искажения изображения до приемлемой величины, не внося при этом потери в видеосигнал. Стоит отметить, что такие фильтры, как правило, уже встроены в активное оборудование передачи видеосигнала по Витой паре.

Идеальным же способом передачи видеосигнала, не подверженному ни одним из перечисленных форм наводок, помех и искажений, является оптоволоконная передача видеосигнала, однако и она не исключает возникновение искажений, вызванных помехами по питанию оборудования.

Из вышеизложенного можно сделать следующие выводы:

• в условиях промышленных объектов существуют разнообразные причины возникновения помех и искажений видеосигнала;
• вероятность искажений повышается с увеличением протяжённости и количеством линий передач видеосигналов;
• наиболее типичными причинами образования помех являются «блуждающие» токи заземления и синфазные наводки на сигнальных кабелях системы видеонаблюдения.

Основными методами борьбы с помехами изображения являются:

• экранирование и заземление;
• гальваническая развязка;
• фильтрация синфазных наводок по линиям передачи видеосигнала;
• фильтрация помех по цепям электропитания видеооборудования;
• разнесение и ориентация линий связи относительно силовых цепей и источников помех;
• выбор качественной кабельной продукции;
• использование симметричных проводных линий связи на основе витой пары;
• использование волоконно-оптических линий связи.

При проектировании системы видеонаблюдения и выборе ее компонентов рекомендуется  обращаться за консультацией к производителям и установщикам видеооборудования, а по возможности, прибегнуть к услугам профессионалов. Специалисты помогут Вам выбрать, из всего многообразия, приборы оптимальные для Вашей конкретной задачи. Не забывайте, что качество системы закладывается именно на этапе ее проектирования. В техническом проекте или техническом задании на построение системы видеонаблюдения должно быть предусмотрено дополнительное оборудование, обеспечивающее качество передачи видеоизображения. В противном случае ошибки Вам гарантированы. К сожалению, в обычной практике выбор в пользу того или другого оборудования основывается, зачастую, не на технических характеристиках, а только на ценой.

 

 

 

 

 

 

 

 

3 Экономический  расчет

 

При установке оборудования рассчитаем следующие показатели:

• капитальные вложения(К);
• стоимость монтажных работ.

 

 

1. Расчет капитальных вложений

 

 

Капитальные вложения включают в себя сумму затрат на приобретение оборудования, расход на упаковку, транспортно-заготовительные расходы и определяются по формуле

 

К= Коб  +Куп  +Ктр.заг.                                                                          (1)

 

где    К - капитальные затраты;

Коб  - капитальные затраты на приобретение оборудования;

Куп  - затраты на тару и упаковку;

Ктр.заг.-  транспортно-заготовительные расходы.

 

 

3.2 Определим стоимость оборудования исходя из таблицы 4.

 

 

Таблица 4 - Расчет стоимости оборудования

 

Наименование	Количество, ед.	Стоимость, руб	Общая стоимость, руб.
Оборудование оператора
Оборудование клиента Active Cam AC-A421IR	6	2990,00	17940,00
Axis Q7406 VIDEO ENCODER	1	59684,00	59684,00
Коаксальный кабель	34 м	11,26	382,84
Итого	-	-	78006.84

 

 

 

3.3 Определим затраты на  тару и упаковку по формуле

 

 

Куп=Коб*%уп/100%                                                                          (2)

 

где    Коб  - капитальные затраты на приобретение оборудования;

Куп  - затраты на тару и упаковку;

%уп  -процент на упаковку (0,5% от стоимости оборудования).

Куп =78006.84*0,5/100=390.0342руб.

 

 

4. Определим транспортные и заготовительно-складские затраты по формуле

 

 

Ктр.заг.=Коб*%тр.заг/100%                                                               (3)

 

где    Коб  - капитальные затраты на приобретение оборудования;

Ктр.заг.-  транспортно-заготовительные расходы.

%уп  -процент на транспортно-заготовительные  расходы (5% от стоимости оборудования).

 

Куп =78006.84*5/100=3900.342.руб