弱电系统入门电视监控系统97问第三期
电动云台是承载摄像机进行水平和垂直两个方向转动的装置。它的应用，增大了摄像机的拍摄视角和监控范围，提高了电视监控的防范能力。电动云台内装有两个电动机，一个负责水平方向的转动，转角一般为0°~°；另一个负责垂直方向的转动，转角最大为90°。水平及垂直转动角的大小可以通过限位开关进行设定调整。云台分室内、室外两种，室内云台承重较小，为1.5~7kg，没有防雨功能；室外云台承重较大，为7~50kg，有防雨功能，同时电动机有防冻加温功能。室内云台一般使用24V交流电，也有用直流电的小型云台，室外云台多使用V交流电。云台多数用线连接控制，固定部位与转动部分之间有软螺旋线保护连接。
46云台的基本结构是什么？云台的种类较多，其外形结构不尽相同，机械传动机构也不完全一样，但它们的电气原理是一样的，即都是在加在不同端子上的交流控制电压的驱动下，由云台内部的电动机通过机械传动机构带动云台台面向指定方向运动，并因此使台面上的摄像机随云台台面一起转动，从而实现对大范围场景的扫描监视或对移动目标的跟踪监视。
47什么是水平云台？水平云台也叫扫描云台，多数限于室内应用环境，少量用于室外环境，如图11所示。驱动电动机是云台的核心部件，由于要做正反两个方向的运动，因此，驱动电动机一般都有两个绕组，可绕于一体，也可分别绕制，其中一组控制电动机做正向转动，另一组则控制电动机反向转动。接线时应按照使用说明接线以实现正反转。
图11所示为云台外形结构。
图11云台
48什么是全方位云台？全方位云台又叫万向云台，不仅可以水平转动，还可以垂直转动，因此，它可以带动摄像机在三维立体空间对场景进行全方位的监视。
全方位云台与水平云台相比，在云台的垂直方向上增加了一个驱动电动机，该电动机可以带动摄像机座板在垂直方向±60°范围内做仰俯运动。由于部件增多，全方位云台在尺寸与重量上都比水平云台大，图12所示为一种室内全方位云台的外形结构图。图中的定位卡销由螺钉固定在云台的底座外沿上，旋松螺钉时可以使定位卡销在云台底座的外沿上任意移动。当云台在水平方向转动且拨杆触及到定位卡销时，该拨杆可切断云台内的水平行程开关使电动机断电，而云台在水平扫描工作状态时，水平限位开关则起到转动换向的作用。
49云台控制器有几种？云台控制器分为水平云台控制器和全方位云台控制器两种，它的输出控制电压有24V、V、V三种。
图12室内高速全方位云台及内部结构
50云台控制器的电路原理是什么？云台控制器具有单路和多路之分，其中多路控制器实际上是将多个单路控制器做在一起，由开关选择各路数，共用控制键。控制器的电压输出主要有24V和V两种，分别用于对24V或V云台进行控制。图13所示为单路全方位云台控制器原理图。
图13单路全方位云台控制器原理图
在图13中，SB1为自锁按钮开关，用于云台自动扫描或手动控制扫描的状态切换；SB2、SB3、SB4、SB5均为非自锁按钮开关，用于向云台的对应端子输出控制电压。控制器的输出端口2为公共端，直接与交流电压的一个输入端与零线端相连，而其输出端口5和输出端口6分别对应云台的上、下运动控制，则分别在SB4或SB5按钮被按下时才会与交流电压的另一个输入端（火线端）相连，从而使云台实现向上或向下运动。当自动扫描按钮SB1处于正常状态时，继电器K不吸合，则SB2、SB3通过继电器K的常闭触点后，与SB4、SB5按钮一样也与交流电压的另一个输入端（火线端）相连，使得在按下SB2或SB3按钮后，可将交流电压输出到控制器的输出端口3或4（分别对应云台的左、右运动控制），从而使水平云台做向左或向右方向的旋转。一旦自动扫描按钮SB1被按下，继电器K便吸合工作，从而使交流电压的火线端通地继电器K的吸合触点加到控制器的输出端口1（对应云台的自动扫描控制），使水平云台自动扫描运动。此时，SB2或SB3按钮的通路被继电器K切断，不再起作用。
51云台镜头控制器的功能是什么？在实际应用中很少有单独的镜头控制器出现，云台镜头控制器不仅可控制云台，还可控制电动镜头，电动镜头的控制电压一般为直流6~12V。
52解码器的功能是什么？解码器为闭路电视监控系统的前端设备，它一般安装在配有云台及电动镜头的前端摄像机附近，并通过多根控制线（通常云台需6根、镜头需4根、辅助开关需1~4根）与云台、电动镜头及其他外接设备连接，用于向这些设备输出控制电压或开关量，另有一对通信线直接连到系统主机，用于接收主机的指令，还可以向主机返送报警信号。有时，为了防止室外恶劣环境的侵蚀，解码器也可以安装在距室外摄像机不太远的室内（室内解码器的成本通常比室外解码器低）。在某些特殊场合，当摄像机与监控室相距不太远时，也可以将解码器直接放在中控室内的系统主机旁，但通信线及控制线的连线方式均不变。
53解码器的原理图如何构成？图14示出了解码器的原理图。由图可见，解码器也是一个基于CPU的控制系统，不过在实际应用中，该CPU通常都由单片机（MCS-51系列单片机）来取代它接收系统主机的控制指令，对其译码并执行主控端要求的动作。
图14解码器原理框图
通用型解码器支持多种监控系统主机的多种协议。这种解码器通常有一个用于选择通信协议的拨码开关（通常是1~4位，可选择4~16种不同的通信协议），当需要与某个品牌的系统主机配合使用时，只需将解码器的协议选择拨码开关设置到那个系统主机支持的通信协议上，并按要求设定自身地址编号（即ID号），即可将解码器并入该系统中使用。
除了可能有的协议选择拨码开关外，每个解码器上都有一个8~10位的地址拨码开关，它决定了该解码器的编号，因此，在使用解码器时首先必须对该拨码开关进行设置，在一个系统中，每个解码器的地址是不能重复设的。
提示：为了工程调试上的方便，解码器大多有现场测试功能（其内部设置了自检及手检开关，该开关有时与上述ID拨码开关多工兼用）。当解码器通过开关设置工作于自检及手检状态时，便不再需要远端主机的控制。其中，在自检状态时，解码器以时序方式轮流将所有控制状态周而复始地重复，而在手检状态时，则通过ID拨码开关的每一位的接通状态来实现对云台、电动镜头、刮水器及辅助照明开关工作有关方面的调整。例如，通过手检使云台左右旋转，从而确定云台限位开关的位置。这种现场测试方式实际上是将解码器内驱动云台及电动镜头的控制电压直接经手检开关加到了被测的云台及电动镜头上。
54解码器的工作流程是什么？由上述功能需要可见，解码器加电后始终工作于受命状态，它会根据自身的初始设置正确响应系统主机传来的控制指令。图15给出了解码器MCU的工作流程（未包括报警检测及回传部分）。
对某些系统来说，在解码器的安装调试过程中，还要用一个类似万用表式的现场调试器去检测解码器的功能。该调试器的内部有微处理器及通信芯片，并固化有与大系统主机完全相同的通信控制协议。因此它实际上是一个简单的单片应用系统，可以从其串行通信端口发出支持解码器控制协议的串行指令。在使用中，只需用一段通信电缆直接与解码器的串行通信接口端子相连，通过在调试器面板上对相关旋钮，按钮的操作即可完成对解码器所有功能的测试。这种方式不仅能检测解码器的各种输出状态，还可同时检测解码器的通信芯片是否能正常工作。
图15解码器MCU的工作流程
55电脑控制型解码器如何应用？在电视监控系统中，如果配备了矩阵主机就必须配备相对应型号的解码器，解码器和矩阵必须同时使用。解码器还有一个很重要的作用，就是使逐级到矩阵之间的控制电缆数量减少到两根。在以前没有矩阵和解码器的电视监控系统中，要想控制一台摄像机及镜头、云台，至少需要九根电缆。
智能型解码器是硬盘录像机配套使用的一种前端控制设备，硬盘录像机通过智能型解码器可实现对云台、镜头、辅助开关等设备的控制。
智能型解码器能装配多种协议的数字硬盘录像机，无须设置协议，解码器能够自动根据内部协议码迅速解码，实现对前端设备的控制。
解码器安装在摄像机及云台附近，它的功能是将总控制台发出的代表控制命令的编码信号（由总线传送的串行数据，支持最为流行的R辱通信接口兼容多种控制协议）解码还原为对摄像机和云台的具体控制信号，它可以控制的内容有，摄像机的开机、关机，镜头的光圈大小、变焦、聚焦，云台的水平与垂直方向的转动，防护罩加温、降温以及雨刷动作等。
56电脑控制型解码器系统如何自检？按“自检”开关可对云台、镜头功能进行自检控制，自检时，将对每一项进行为时一秒钟的动作，通过自检，可以听到解码器内继电器动作的声音（采用双向晶闸管的控制电路听不到声音），看到主板上LED的闪亮，以及云台镜头的动作，从而方便检测解码器的好坏，及云台、镜头接线是否正确等。
通信协议选择：“协议选择”开关是解码器通信协议选择开关，系统最多可提供16种协议供用户选择。需要根据表4（注：不同的解码器地址的设置原理基本相同）所列，为系统以及解码器选择一个最合适的协议书，并设定之。
注：协议选择不正确，解码器将无法正常工作。
57电脑控制型解码器的比特率如何选择？比特率的选择是为了使解码器与控制设备之间有相同的数据传输速度，比特率选择不正确，解码器无法正常工作，比特率选择见表5。
在解码器中，每一种协议均有自己的通信速率（比特率），因此必须按照上表，将系统和解码器的比特率设置正确。例如：系统是PELCO-D，比特率为bps，那么，解码器应选择第1项PELCO-D通信协议，比特率选择bps，即协议开关8~10为ON，7为OFF，（比特率选择开关）11为ON，12为OFF。
58电脑控制型解码器的地址如何设置?在同一系统中，每一个解码器都必须有唯一的地址码供系统识别。应将解码器的地址设定为与摄像机号码一致。例如：第八台摄像机有云台、镜头，安装有解码器，那么，应将解码器的地址设定成八。
有些系统地址是从0开始的，如天地伟业、天大天财矩阵系统和IDRS数字硬盘录像系统等，若遇此情况应将解码器的地址设置成从0开始。即第一台摄像机所接的解码器地址设为0，其他依此类推。
解码器多采用二进制拨码开关来设置解码器的地址，共有六位，最多可设定64个地址，表6为地址和拨码对照表，供用户参考。
地址计算方法（以下是开关状态在OFF时的值）：
地址号等于开关所对应的值相加。
59解码器如何连接？解码器采用RS通信方式，“+”和“-”为信号接线端，“GND”为屏蔽地，它们需与主控设备对应连接，如图16所示。
图16RS多个解码器连接示意图
RS设备至解码器之间采用二芯屏蔽双绞线相连，连接电缆的最远累加距离不超过m，多个解码器连接应在最远一个解码器的数据线两端之间并接一个Ω的匹配电阻或将解码器“终结开关”短接。
提示：架设通信线时，应尽可能地避开高压线路或其他可能的干扰源。
——END——
需要弱电资料可以私我。
我叫老梁。一个从业12年的弱电爱好者。
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