智能楼宇自动化(教学设计).doc

教案首页课程名称智能楼宇技术课 号授课班级授课日期基本课题视频监控系统的接线教学目标（一）知识目标1了解视频监控系统的功能2掌握常见摄像机的安装方法3掌握视频线缆的制作与安装（二）能力目标1能够正确安装摄像机。2能够按照图纸，完成本项目的接线。3能够根据工艺要求进行布线。4根据项目要求，能够进行测试。（三）情感目标1具有爱岗敬业、吃苦耐劳的精神。2具有团队协作、计划、组织管理能力。3具有文字组织和语言表达能力。4具有安全施工的意识教学内容摘要及学时分配重点难点重点：1.掌握系统的接线图2.熟练掌握视频线缆的制作难点：1.系统的测试课后作业教学方法引导式教 具 多媒体、实训装置任课教师编制时间审核批准审核时间 年 月 日教 案 附 页教 案 内 容附记一、教学设计本次课程是采用多媒体教学、任务式教学和学做一体化教学相结合的方式展开的，其教学过程通过以下六个环节完成： 图1-2第一环节：资讯(获取信息)此过程通过学生在课外通过网络搜索、市场调研等方式展开，并结合着动画介绍此过程在实际中的应用场合。通过完成课外任务引入本次课内工作任务，可使学生直观了解整个视频监控设计实施的过程。本环节的设计意图：通过网络搜索、市场调研等方式来引入本次课程的任务。因为学生普遍对网络具有较强的兴趣，通过网络搜索、市场调研比较容易激发学生的兴趣，因此比较容易引起学生的共鸣，并能激发学生对于学习本任务的兴趣。第二环节：任务分析与计划通过此过程进行任务分析，并引出本任务的培养目标。并引出该任务的重点和难点。根据任务书分析制定流程进行小组分工，学生小组根据任务要求完成任务计划表。本环节的设计意图： 学生借助于资料、材料和信息自己做一个工作任务；或由教师给出任务，由学生根据任务要求，查阅相关资料、信息。在该过程中，教师起到引导作用。第三环节：决策此过程需要老师参与，通过任务单将此工作任务进行详细讲解，通过实例的讲解把工作任务的难点给学生介绍，并提出一些问题。本环节的设计意图：因为学生在学习过程中，如果老师直接教学生怎样做，学生照做的话，就不能很好的理解老师提出的难点和问题，老师通过引导的方式让学生自己动手，并解决问题。第四环节：任务书实施此过程即将让学生进行的工作任务引出，并结合此任务的控制工艺、设计难点和设计要点引出，并让学生根据任务书上的要求进行实训，这样能够让学生更加有目的性的进行思考和实训。本环节设计意图：因为实训任务书上对任务设计要求的描述比较抽象，很多学生在进行任务书的解读时会理解错误，因此通过教师的讲解将每个过程形象的展示出来，便于学生更加容易的理解任务的设计要求。第五环节：学生成果检查与展示该环节让实训完成得较好的工作小组通过多媒体将自己工作小组的机械手安装及调试结果展示出来，然后老师对展示的过程进行总结，通过这种师生互动和生生互动的方式增强学习的积极性和兴趣。本环节的设计意图：该环节通过让学生展示自己设计成果的方式进行互动。第六环节: 评价该环节是对学生实训成果进行点评，指出学生设计中的存在优点和缺点。然后通过此环节评出优秀小组。本环节的设计意图：学生展示完后老师再通过多媒体进行点评，能让学生更加深刻的理解自己设计中的不足和优点。同时为了能够让学生更好的学习下一个工作任务，点评出优秀小组。这六个教学环节的设计，都是围绕着多媒体技术进行的，这样设计能够更好的将任务驱动在教学中比较抽象的控制环节展示出来，能够使学生更加明确自己所要学习的内容和目标。二、教学内容一、 视频监控系统的概述1、 系统的主要功能 对视频信号进行时序、定点切换、编程。 查看和记录图像，应有字符区分并作时间（年、月、日、小时、分）的显示。 接收安全防范系统中各子系统信号，根据需要实现控制联动或系统集成。 闭路电视监控系统与安全防范报警系统联动时，应能自动切换、显示、记录报警部位的图像信号及报警时间。 输出各种遥控信号，如对云台、镜头、防护罩等的控制信号。 系统内外的通信联系。其中，系统的集成和控制联动需要认真考虑才能做好。因为在闭路电视监控系统中，设备很多，技术指标又不完全相同，如何把它们集成起来发挥最大的作用，就需要综合考虑。控制联动是把各子系统充分协调，形成统一的安全防范体系，要求控制可靠，不出现漏报和误报。2、 系统结构观看视频及演示动画（附件）视频监控系统一般由摄像、传输、控制、显示与记录四部分组成，各个部分之间的关系如图1所示。图1 视频监控系统的功能关系（1）摄像部分摄像部分一般安装在现场，它的作用是对所监视区域的目标进行摄像，把目标的光、声信号变成电信号，然后送到系统的传输部分。 摄像机是摄像部分的核心设备，它是光电信号转换的主体设备。（2）传输部分传输部分的任务是把现场摄像机发出的电信号传送到控制中心，它一般包括线缆、调制与解调设备、线路驱动设备等。传输的方式有两种，一是利用同轴电缆、光纤这样的有线介质进行传输；二是利用无线电波这样的无线介质进行传输。（3）显示与记录部分显示与记录部分是把从现场传送来的电信号转换成图像在监视设备上显示并记录，它包括的设备主要有监视器、录像机、视频切换器、画面分割器等。（4）控制部分控制部分一般安放在控制中心机房，通过有关的设备对系统的摄像、传输、显示与记录部分的设备进行控制与图像信号的处理，其中对系统的摄像、传输部分进行的是远距离的遥控。被控制的主要设备有电动云台、云台控制器和多功能控制器等。二、 视频监控系统的主要设备认识闭路电视监控系统的主要设备有摄像机、镜头、云台、防护罩、云台镜头控制器、画面处理器、视频处理器、监视器、录像机等。1摄像机在闭路电视监控系统中，摄像机是摄像头和镜头的总称。（1）按照性能分类 普通摄像机：工作于室内正常照明或者室外白天。 暗光摄像机：工作于室内无正常照明的环境里。 微光摄像机：工作于室外月光或星光下。 红外摄像机：工作于室外无照明的场所。（2）按照功能分类 视频报警摄像机：在监视范围内，如果有目标在移动时，就能向控制器发出报警信号。 广角摄像机：用于监视大范围的场所。 针孔摄像机：用于隐蔽监视局部范围。（3）按照使用环境分类 室内摄像机：摄像机外部无防护装置，使用环境有要求。 室外摄像机：用于室外的监视，必须考虑室外恶劣的工作环境。在摄像机外要安装防护罩，内设遮阳罩、降温风扇、雨刷、加热器等。（4）按照结构分类 固定式摄像机：用于监视固定目标。 旋转式摄像机：带旋转云台的摄像机，可做上、下、左、右旋转。 球形摄像机：可以根据监视的范围，进行90垂直旋转、360水平旋转、预置旋转等。 半球形摄像机：吸顶安装，可做上、下、左、右旋转。 （5）按照图像颜色分类 黑白摄像机：图像颜色只有黑白两种颜色，清晰度和灵敏度高，但不能显示图像的真实颜色。适用于光线不足和一般监视。 彩色摄像机：能够显示图像的真实颜色，适用于景物细部辨别等要求较高的监视。2镜头摄像机镜头是视频监视系统的最关键设备，它相当于人眼的晶状体，如果没有晶状体，人眼就看不到任何物体。镜头质量的优劣直接影响摄像机的整体质量。镜头类型有手动光圈和自动光圈之分。手动光圈镜头适合于亮度不变的应用场合。自动光圈镜头因亮度变化时其光圈也进行自动调整，故适用于亮度变化的场合。3云台摄像机云台是用来安装摄像机的工作台，有手动和电动两种。电动云台是在微电机的带动下进行水平和垂直旋转，它与摄像机配合使用能够达到扩大监视范围和跟踪目标的目的。有的电动云台还具有自动巡视功能，这就需要增加云台的自动控制。云台的旋转速度可分为恒定速度和可变速度。普通云台的转速是恒定的，可变速度云台需要根据使用要求选择水平和垂直旋转的速度。云台的安装方式有侧装和吊装两种，即云台可以安装在墙壁和天花板上。4防护罩防护罩主要用来保护摄像机。防护罩种类很多，主要分为室内、室外和特殊类型等几种。室内型防护罩以装饰性、隐蔽性和防尘为主要目标，又可分为简易防尘、防水型和通风冷却型两种。5云台镜头控制器云台镜头控制器简称云镜控制器，能实现对电动镜头、电动云台以及防护罩的附属功能的自动控制。云镜控制器按照控制路数的多少可分为单路和多路两种，按照控制功能可分为水平云镜控制器和全方位云镜控制器两种。6画面处理器画面处理器是用一台监视器显示多路摄像机图像或一台录像机记录多台摄像机信号的装置。画面处理设备可以分为两大类：画面分割器和多工处理器。（1）画面分割器画面分割器是将多个视频信号进行数字化处理，经过像素压缩法把每个单一画面压缩成为几分之一，分别放置在不同位置，在监视器上组合成多个画面显示。画面分割器有4分割、9分割、16分割几种。（2）多工处理器多工处理器也称为图框压缩处理器，是按图像最小单位（场或帧）依序编码个别处理（场切换按1/60s处理，帧切换按1/30s处理），按照摄像机的顺序依次录在磁带上，编上识别码，录像回放时取出相同识别码的图像集中存放在相应的图像存储器上，再进行像素压缩后送给监视器以多画面方式显示。7视频处理器视频处理器包括视频放大器和视频运动检测器。视频放大器是对经过长线传输产生了衰减的视频信号进行放大，以保证信号达到正常的幅值。8监视器监视器是用来显示摄像机传送来的图像信息的终端显示设备。监视器和电视机的主要区别在于监视器是接收视频基带信号，而电视机接收的是经过调制的高频信号。监视器是按工业标准生产的，其稳定性和耐用性比电视机高很多。监视器按照色彩可分为黑白监视器和彩色监视器。 9录像机录像机是记录和重放设备，通过它可以对摄像机传送来的视频信号进行实时记录，以备查用。与普通的家用录像机相比，闭路电视监控系统使用的录像机还应有如下特殊功能：记录时间，闭路电视监控系统使用的专用录像机录像时间远比家用录像机长，最多可达960h；要能够进行自动循环录像； 近年来出现的硬盘录像机，是计算机技术与录像机技术结合的产物，它能把音视频信号用数字方式记录在硬盘里并能将选定的图像重放出来，是一种数字化的录像和存储，可以确保图像质量和海量存储。现在已经得到了大量使用。三、 视频线缆的制作视频电缆即同轴电脑，视频电缆的的制作，其实质是bnc（q9）接头的制作。bnc 接头有压接式、组装式和焊接式，制作压接式 bnc 接头需要专用卡线钳和电工刀。本操作以焊接式 bnc接头为例。步骤：1、 剥线同轴电缆由外向内分别为保护胶皮、金属屏蔽网线（接地屏蔽线）、乳白色透明绝缘层和芯线（信号线），芯线由一根或多根铜线构成，金属屏蔽网线是由金属线编织的金属网，芯线和屏蔽网之间用乳白色透明绝缘物填充。剥线时，可用小刀将同轴电缆外层保护胶皮剥去 1-2cm，尽量不要割断金属屏蔽线，再将芯线外的乳白色透明绝缘层剥去 0.5-1cm，使芯线裸露。下图为同轴电缆结构图：2、 芯线的连接bnc接头一般由 bnc接头本体、芯线插针、屏蔽金属套筒三部分组成，芯线插针用于连接同轴电缆芯线。在剥线之后，将芯线插入芯线插针尾部的小孔，使用卡线钳前部的小槽用力夹一下，使芯线压紧在小孔中。当然，也可以使用电烙铁直接焊接芯线与芯线插针，焊接时注意不要将焊锡流露在芯线插针外表面。如果没有专用卡线钳可用电工钳代替，需要注意将芯线压紧以防止接触不良，但要用力适当以免造成芯线插针变形。3、 装配bnc接头连接好芯线后，先将屏蔽金属套筒套入同轴电缆，再将芯线插针从 bnc 接头本体尾部孔中向前插入，使芯线插针从前端向外伸出，最后将金属套筒前推，使套筒将外层金属屏蔽线卡在bnc接头本体尾部的圆柱体内。4、 压线保持套筒与金属屏蔽线接触良好，用卡线钳用力夹压套筒，使bnc接头本体固定在线缆上。重复上述方法在同轴电缆另一端制作 bnc 接头即制作完成。待bnc电缆制作完成，最好用万用电表进行检查后在使用，断路和短路均会导致信号传输故障。5、 测试使用万用电表检查视频电缆两端 bnc 接头的屏蔽金属套筒与屏蔽金属套筒之间是否导通，芯线插针与芯线插针之间是否导通，若其中有一项不导通，则视频电缆断路，需重新制作。使用万用电表检查视频电缆两端 bnc 接头的屏蔽金属套筒与芯线插针之间是否导通，若导通，则视频电缆短路，需重新制作。四、 任务实施根据任务单，完成系统的接线与测试五、 考核与评价填写考核表这里要动手操作，操作时给学生重点强调：连接时应注意电磁换向阀与气缸之间的连接.检查气路要注意各个气缸的初始状态附表：任务名称: 视频监控系统的接线姓 名日 期任务：1、 视频监控系统的主要功能2、 视频监控系统的主要设备3、 视频线缆制作的工艺4、 任务实施过程中的记录5、 小组讨论、总结思考1、作业1、 矩阵主机和硬盘录像机的功能及设置。项目* 视频监控系统的接线班级： 工位号： 组号： 日期：任务名称：i/o口的读写操作姓 名序 号评分标准配分得分得分得分得分一、主要功能（5分）1、能正确概述主要功能5