ПЕРЕДАЮЩИЙ МОДУЛЬ СИСТЕМЫ МНОГОКАНАЛЬНОГО ВИДЕОАУДИОНАБЛЮДЕНИЯ Российский патент 2005 года по МПК G08B25/08 H04N7/10 

Изобретение относится к устройствам (кабельным передатчикам) для преобразования видео- и аудиосигналов в радиочастотный телевизионный сигнал, его “подмешивания” в кабельную коаксиальную магистраль для просмотра на телевизионных приемниках, телевизионных тюнерах компьютеров или иных телевизионных устройствах, используемых в системах многоканального видеоаудионаблюдения для круглосуточной охраны технических помещений, подъездов жилых домов, лестничных площадок, прилегающих к жилым домам территорий, автостоянок, технических объектов, памятников культуры и т.п.

Известны системы видеоаудионаблюдения, содержащие передающий модуль, передающий телевизионный сигнал через телефонную сеть (с использованием модема) или по телевизионному каналу (US, №4916737).

Известно устройство, используемое в системе многоканального видеоаудионаблюдения и обеспечивающее адаптацию (согласование по включению и способам воспроизведения) устройств, отвечающих за прием, управление, обработку информации от систем телевидеоаудионаблюдения со стандартными бытовыми системами записи и воспроизведения. Выполнение устройства сопряжения, позволяет системе телевидеоаудионаблюдения обеспечить возможность использования ее в качестве бытовой системы наблюдения и охраны. Телевизионный сигнал с каждой из камер наблюдения поступает на устройство сопряжения, которое согласует по включению, воспроизведению (записи) и выбору изображения от N камер с воспроизводящей (телевизор) или записывающей (видеомагнитофон) системой. Блок выбора обеспечивает согласование выбранных каналов с помощью управляющего сигнала. Блок управления

обеспечивает согласованное включение камер и воспроизведение (запись) с помощью управляющего сигнала. Выполнение устройства сопряжения обеспечивает возможность использования бытовой телевизионной и видеотехники в системе наблюдения (RU №2129304, 1999 г.).

Наиболее близким аналогом является система, используемая как охранное средство для закрытых жилых и нежилых помещений, открытых периметров складов, гаражей, административных и производственных зданий, а также видеодомофонов и реализуемый ей способ. Эта система обеспечивает использование коаксиальной разводки коллективной антенны для передачи телевизионного сигнала на телевизоры пунктов наблюдения без создания помех на сигналы телевизионных станций вещания. Система содержит телевизоры, кабельные распределители, блок видеоаудионаблюдения, узел согласования телевизионного сигнала, подводящий кабель, усилитель подводящего кабеля, причем блок видеоаудионаблюдения включает видеокамеру, микрофон, преобразователь видеосигнала, усилитель, модулятор, управляющий фильтр, управляемый фильтр, гетеродин, а узел согласования телевизионного сигнала включает частотно-независимый аттенюатор, амплитудный выравниватель и блок подмешивания сигнала (RU №2149460, 2000 г.).

Описанный выше ближайший аналог обеспечивает создание телевизионной системы наблюдения с использованием коаксиальной разводки коллективной антенны для передачи одного телевизионного сигнала на два и более бытовых телевизоров. Ближайший аналог не предназначен для сведения информации в единый пункт охраны (диспетчерскую) и не обеспечивает прием видеоаудиосигнала от нескольких видеокамер с микрофонами на один блок видеоаудионаблюдения.

Задачей, решаемой предлагаемым изобретением, является устранение недостатков ближайшего аналога.

Техническим результатом, достигаемым при использовании изобретения является обеспечение передачи изображения и звука в реальном масштабе времени от нескольких видеокамер с микрофонами через единую многоканальную системную магистраль (коаксиальный кабель) в пункт охраны (диспетчерскую). При этом предлагаемое устройство - передающий модуль обеспечивает расширение возможностей системы видеоаудионаблюдения за счет передачи по одному коаксиальному кабелю до 64 синхронизированных со звуком видеосигналов (цветных PAL или черно-белых, микрофон с АРУ и регулировкой АЧХ и чувствительности).

В отличие от ближайшего аналога, предлагаемое техническое решение позволяет использовать единую магистраль, образованную коаксиальным кабелем, для высококачественной одновременной передачи к единому пульту управления сигналов от нескольких блоков видеоаудионаблюдения, находящихся в разных местах.

Возможность передачи нескольких высокочастотных сигналов по одному коаксиальному кабелю известна из уровня техники. Однако попытки осуществить передачу от нескольких видеокамер, находящихся на разном расстоянии от единого пункта наблюдения, наталкивались на ряд технических трудностей, не позволяющих получить качественную передачу сигнала от нескольких видеокамер на единый пульт наблюдения. В частности, к таким трудностям относятся различия в уровне суммируемого сигнала и группового спектра телевизионных сигналов в блоке сложения диапазонов (сумматоре), наличие в системе побочных излучений, дающих помехи на телевизионные радиочастотные сигналы, стоящие выше по частоте, чем телевизионный сигнал, передаваемый с какой-либо видеокамеры, рассогласование волнового сопротивления магистрали и, как следствие, наличие перекрестных помех, переотражений, затуханий и биений других сигналов магистрали. При наличии разветвленной коаксиальной магистрали требуется достаточно сложный и трудоемкий расчет падения напряжения на разных типах кабеля и разных длинах магистрали для того, чтобы обеспечить реализуемость и работоспособность системы.

Предлагаемый передающий модуль (кабельный передатчик) обеспечивает возможность наращивания объема системы видеоаудионаблюдения простым подключением дополнительных модулей к имеющейся магистрали без капиталовложений в проводные коммуникации. Такая возможность реализуется за счет того, что все информационные потоки осуществляются независимо друг от друга с разделением по частоте в едином магистральном коаксиальном кабеле, а питание осуществляют через передающий модуль с центральной жилы коаксиального кабеля единой кабельной магистрали.

Кабельный передатчик обеспечивает:

- отсутствие рассогласования волнового сопротивления магистрали и как следствие - отсутствие перекрестных помех, переотражений, затуханий и биений других сигналов магистрали;

- отсутствие помех на вышестоящих по частоте телевизионных сигналах магистрали;

- возможность выравнивания уровня с групповым спектром телевизионных сигналов и как следствие нормальная работа последующего оборудования магистрали (магистральные телевизионные усилители, эквалайзеры, делители, ответвители и т.п.);

- питание самого себя, телевизионной камеры (видеокамеры) и т.д. от произвольного напряжения питания в магистрали. Отсутствует необходимость трудоемкого расчета падения напряжения на разных типах кабеля и разных длинах магистрали;

- нормальное прохождение сигналов (поднесущих частот) обратного управления в магистрали, то есть сигналов от потребителя к источникам.

Технический результат достигается за счет того, что вход передающего модуля - кабельного передатчика (формирователя магистрали для преобразования низкочастотного видеоаудиосигнала в высокочастотный модулированный телевизионный сигнал) выполнен с возможностью подключения к выходу соответствующей видеокамеры и микрофона или микрофонного усилителя НЧ, а выход кабельного передатчика выполнен с возможностью подключения к входу блока сложения диапазонов, при этом кабельный передатчик включает в себя блок фильтрации системы подачи питания, выполненный с возможностью подключения к центральной жиле коаксиального кабеля, по которой осуществляется питание системы, а также включает в себя последовательно соединенные TV модулятор, фильтр гармоник (ФВЧ), усилитель высокой частоты и аттенюатор.

TV модулятор предназначен для переноса спектра телевизионного низкочастотный сигнала на радиочастоту TV сигнала (аудио- и видеорадиочастотного телевизионного сигнала), при этом на вход кабельного передатчика подают низкочастотный телевизионный сигнал с выхода видеокамеры и низкочастотный сигнал с выхода микрофонного усилителя, на вход которого поступает сигнал с микрофона. Блок фильтрации системы подачи питания включает в себя последовательно соединенные блок заградительной фильтрации телевизионных сигналов при отборе тока питания, блок заградительной фильтрации сигналов обратной связи и управления магистрали и стабилизатор, при этом вход блока фильтрации системы подачи питания соединен с центральной жилой магистрали, по которой поступает питание от источника питания системы. К выходу блока фильтрации системы подачи питания подключены системы питания видеокамеры, микрофона, микрофонного усилителя низкой частоты и усилителя высокой частоты кабельного передатчика. Выход аттенюатора кабельного передатчика соединен с входом блока сложения диапазонов (сумматора) системы видеоаудионаблюдения.

Изобретение поясняется чертежами, на которых изображено:

на фиг.1 - принципиальная схема телевизионной видеоаудиосистемы охраны домов с единой диспетчерской;

на фиг.2 - передающий модуль системы видеоаудионаблюдения, включающий

блок видеоаудионаблюдения с видеокамерой и микрофоном;

на фиг.3 - ввод питания от источника питания.

Система видеоаудионаблюдения представляет собой комплекс, размещаемый на обслуживаемой территории и построенный по модульному принципу. Все оборудование соединяется между собой единым коаксиальным кабелем в произвольную конфигурацию. Весь информационный обмен и электропитание производится также по единому коаксиальному кабелю.

Интегрированная высокочастотная система многоканального видеоаудионаблюдения содержит блоки видеоаудионаблюдения с видеокамерой 1 и микрофоном 2, кабельный передатчик 6, служащий для преобразования низкочастотного видеоаудиосигнала в высокочастотный модулированный телевизионный сигнал с заданной несущей частотой, телевизионную кабельную магистраль 5 и пульт управления 10 с блоком визуализации и/или записи (в качестве которого может быть использован, например, компьютер).

Работа системы многоканального видеоаудионаблюдения заключается в том, что осуществляют видеоаудионаблюдение за состоянием ряда объектов. Система содержит соответствующее количество блоков видеоаудионаблюдения, каждый из которых включает видеокамеру 1 и микрофон 2. Полученный низкочастотный сигнал от каждой из S видеокамер 1 с микрофоном 2 (или от видеокамеры 1 и микрофонного усилителя НЧ 3) преобразуют в высокочастотный телевизионный модулированный сигнал. Полученный сигнал вводят через блок сложения диапазонов 4 (сумматор) в телевизионную кабельную магистраль 5, образованную коаксиальным кабелем, по которой в конечном итоге передаются высокочастотные телевизионные модулированные сигналы, имеющие каждый свою несущую частоту. В качестве одного из элементов блока сложения диапазонов 4 могут быть использованы, например, циркулятор, направленный ответвитель и т.п. С выхода блока сложения диапазонов 4, встроенного в коаксиальную магистраль 5, высокочастотные сигналы поступают на вход пульта управления 10, включающего в себя компьютер 7 или телевизионный приемник, снабженные платой расширения, позволяющей принимать и выводить одновременно на экран изображения нескольких объектов наблюдения. Питание элементов системы осуществляется от единого блока питания по центральной жиле коаксиального кабеля магистрали 5.

Система, установленная, например, в многоподъездном доме (см. фиг.1), состоящем, к примеру, из подъездов и автомобильной стоянки, имеет несколько видеокамер 1 и микрофонов 2 (по числу объектов мониторинга). Выход каждого блока видеоаудионаблюдения (видеокамеры и микрофона) соединен с входом передающего модуля - кабельного передатчика 6 (формирователя магистрали для преобразования низкочастотного сигнала от видеокамер 1 с микрофонами 2 в высокочастотный телевизионный модулированный сигнал).

Кабельный передатчик 6 - формирователь сигнала для магистрали осуществляет преобразование низкочастотных видео- и аудиосигнала, поступающих с видеокамеры 1 с микрофоном 2, в высокочастотный модулированный телевизионный сигнал, то есть формирует радиочастотный (40 - 400 МГц) телевизионный сигнал и транслирует его в один коаксиальный телевизионный кабель (системную магистраль 5).

Кабельный передатчик 6 включает в себя блок фильтрации системы подачи питания, а также последовательно соединенные TV модулятор 16, фильтр гармоник (ФВЧ) 17, усилитель высокой частоты 18 и аттенюатор 19. TV модулятор 16 предназначен для переноса спектра телевизионного низкочастотный сигнала на радиочастоту TV сигнала (аудио- и видеорадиочастотного телевизионного сигнала), при этом на вход кабельного передатчика 6 подают низкочастотного телевизионный сигнал с выхода видеокамеры 1 и низкочастотный сигнал с выхода микрофонного усилителя 3, на вход которого поступает сигнал с микрофона 2. Блок фильтрации системы подачи питания включает в себя последовательно соединенные блок 20 заградительной фильтрации телевизионных сигналов при отборе тока питания, блок 21 заградительной фильтрации сигналов обратной связи и управления магистрали и стабилизатор 22, при этом вход блока фильтрации системы подачи питания (блок 20 заградительной фильтрации телевизионных сигналов) соединен с центральной жилой магистрали, по которой поступает питание от источника питания системы. К выходу блока фильтрации системы подачи питания (стабилизатору 22) подключены системы питания видеокамеры 1, микрофона 2, микрофонного усилителя низкой частоты 3 и усилителя высокой частоты кабельного передатчика 18. Выход аттенюатора 19 кабельного передатчика соединен с входом блока сложения диапазонов (сумматора) 4.

Телевизионная кабельная магистраль 5 образована коаксиальным кабелем с разъемами (или зажимами), расположенными на стыках участков магистрали. Телевизионные сигналы с выходов кабельных передатчиков 6 поступают на вход блока сложения диапазонов 4, на выходе с которого получают комплексный видеоаудиосигнал от всех видеокамер с микрофонами, находящихся на объектах. Блок сложения диапазонов 4 (сумматор) содержит цепь прохода питания в обход собственно цепей суммирования, представляющую собой блок пропускания постоянного тока 14 (дроссель) и дополнительно содержит регулятор 15 уровня по одному входу для выравнивания уровней входящих и суммируемого сигналов.

Полученный комплексный видеосигнал поступает на вход пульта управления 10, включающего в себя компьютер 7 с монитором (цветным или четно-белым). Компьютер оснащен телевизионной (TV-) платой расширения, которая осуществляет демодуляцию принятых телевизионных сигналов и разделение на S низкочастотных сигналов для одновременной подачи нескольких изображений на экран монитора.

Цветной ВЧ монитор компьютера выполняет функцию блока визуализации. На монитор выводится информация от одной до S видеокамер (количество “картинок” определяется возможностями оператора воспринимать визуальную информацию).

Монитор имеет видеоаудиовыход на магнитофон или плату НЧ видеоввода, возможна также параллельная работа с компьютером, автосвитчинг с программируемым временем перелистывания каналов (система автоматического переключения каналов телевизора, используемого как ВЧ монитор).

ВЧ коммутатор коаксиальных магистралей для ВЧ мониторов позволяет принимать до 512 ВЧ видеосигналов с управлением от последовательного порта (RS-232) или от платы ввода ВЧ видеосигналов в персональный компьютер (ВЧ мультиплексор).

По команде оператора (щелчок “мыши” по соответствующему сектору экрана монитора) на монитор выводится один из каналов, то есть информация от выбранного блока видеоаудионаблюдения, при этом поступает полный видеоаудиосигнал и обеспечивается, наряду с просмотром “картинки”, прослушивание звуковой обстановки от микрофона любой видеокамеры.

Блок питания 12 подключают к системе энергоснабжения и через фильтр 13 к коаксиальному кабелю (магистрали 5), что позволяет обеспечить питанием все компоненты системы. Фильтр 13 предназначен для непропускания TV сигналов в блок питания и их незатухания, а также для согласования волнового сопротивления с магистралью.

Таким образом, обеспечивается ввод питания в центральную жилу коаксиального кабеля. Ввод питания от источника питания может быть конструктивно совмещен с блоком сложения диапазонов 4 для развязки по питанию магистрали и входа в пульт управления 10.

Изобретение относится к устройствам для преобразования видео- и аудиосигналов в радиочастотный телевизионный сигнал и подмешивания его в кабельную коаксиальную магистраль для просмотра в телевизионных приемниках и может использоваться для охраны помещений. Достигаемый технический результат - обеспечение передачи изображения и звука от нескольких видеокамер с микрофонами через единую многоканальную системную магистраль в пункт охраны. Кабельный передатчик содержит последовательно соединенные модулятор, который предназначен для переноса спектра телевизионного низкочастотного сигнала на радиочастоту, фильтр гармоник, усилитель высокой частоты и аттенюатор, а также блок фильтрации системы подачи питания, при этом выход кабельного передатчика выполнен с возможностью подключения к входу блока сложения диапазонов единой телевизионной магистрали, образованной коаксиальным кабелем. 3 ил.

Кабельный передатчик, содержащий последовательно соединенные модулятор, который предназначен для переноса спектра телевизионного низкочастотного сигнала на радиочастоту, фильтр гармоник, усилитель высокой частоты и аттенюатор, а также блок фильтрации системы подачи питания, при этом выход кабельного передатчика выполнен с возможностью подключения к входу блока сложения диапазонов единой телевизионной магистрали, образованной коаксиальным кабелем, блок фильтрации системы подачи питания включает в себя последовательно соединенные блок заградительной фильтрации телевизионных сигналов при отборе тока питания, блок заградительной фильтрации сигналов обратной связи и управления магистрали и стабилизатор, вход блока фильтрации системы подачи питания соединен с центральной жилой коаксиального кабеля единой телевизионной магистрали, блок сложения диапазонов единой телевизионной магистрали содержит цепь прохода питания в обход собственно цепей суммирования, представляющую собой блок пропускания постоянного тока, к выходу блока фильтрации системы подачи питания подключена система питания усилителя высокой частоты, а выход аттенюатора соединен с входом блока сложения диапазонов единой телевизионной магистрали.