CN2720732Y - 宽带调制器、解调器和智能小区系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种宽带调制器、解调器和智能小区系统，将视频、音频和数据调制在已设好的频率上，经过混合器混合，送入同轴电缆中，接收端通过解调器将视频、音频和数据解调出来，只需一根同轴电缆，其造价低、连网距离远、抗干扰、布线简单，安装维护方便，防水防潮，能同时传输多路、多种不同的信号，并能把多个智能化子系统集成在一个系统中运行，完全能适应小区智能化发展的要求。

Description

宽带调制器、解调器和智能小区系统

【技术领域：

本实用新型涉及一种宽带调制器、解调器和智能小区系统。

【背景技术】：

近年来，随着中国大步跨入了信息化社会，人们的工作、生活与通信和信息的关系日益紧密，信息化社会在改变我们生活方式与工作习惯的同时，也对传统住宅的建设标准提出了挑战，社会、经济及技术的进步改革，更使人们的观念随之变化。从而也给住宅小区智能化技术的发展带来了机遇，并在近几年中有了长足的进步。目前在国内一些大中城市中，住宅小区智能化工程建设已进入实质性发展的阶段，并建成了一大批示范小区，据不完全统计仅上海一个地区已建、在建和拟建的智能化小区就有几十个。随着国家的重视和支持力度的加大、技术和市场的日益成熟以及人们对居住质量的要求和购房能力的提高，在新世纪中，我国的智能住宅小区建设将会进入一个新的发展时期。

智能化的住宅小区一般都具有以下一些共同的功能特征：1.住宅内部具备完善的、综合了安保防灾措施与生活服务的智能控制器。2.住宅小区与社会之间具有高度的信息交互能力。3.小区内部具备完善的安保措施、全面的公用设施监控管理和信息化的社区服务管理。4.为小区内住户提供多媒体的多种信息服务。

一般智能化都包含以下系统：1、楼宇对讲系统；2、监控系统；3、安防报警系统；4、门禁系统；5、抄表系统；6、背景音乐系统；7、停车场系统；8、寻更系统。

各种智能化系统所采用的信号传输方式大致有如下几种：

一、在普通楼宇对讲中通常使用的信号传输方式：

a、普通直按对讲系统所用信号线包括：1，喇叭线  2，咪头线  3，呼叫线  4，地线  5，开锁线  6，报警+  7，报警-  8，控制线  9，视频线  10，电源线。

b、普通数码式对讲系统所用线包括：1，音频线  2，信号线(RS485+)  3，信号线(RS485-)  4，地线  5，视频线  6，电源线。

C、联网系统所用信号传输线包括：1，音频线  2，信号线(RS485+)  3，信号线(RS485-)  4，地线5，视频线。

可见，所需布线数较多。

二、普通监控系统中通常使用的信号传输方式

云台镜头控制信号采用RS485，或曼码传输方式，每个摄像头使用一根同轴电缆传输基带视频信号的方式。

三、普通背景音乐系统中通常使用的信号传输方式

一般在前端使用大功率功放的定压传输方式，由于使用了变压器进行信号耦合，所以音质，相对较差。

四、普通感应卡系统，抄表系统等只传输数据系统常使用的信号传输方式

和其它系统的数据传输方式一样，通常只用RS485的信号传输方式。

普通智能化系统所存在的问题如下：

1、信号传输距离短，稳定性差，传统系统信号传输线连接一般都要求使用串联(形象地称手拉手)方式。

a、用RS485传输的数据信号，由于传输线路上分布电容，电阻，电感的存在。并且在每个分支的参数都不一样，由此造成的码变形也不一样。另外由于RS485传输的数据信号，是方波信号，包含的谐波多，到各个分支后产生的反射波也更加无规律可循。使码变形更加复杂。此种表现，现在线路越长，用线越细，分支点越多，接入设备越多表现越明显。在调试时的直观表现是，在距离较短，联网设备不多时一般不要并电阻，即可调通；在设备多一些，距离不太长时，通过简单并电阻可以调通。而当设备多，线路长时，虽然多处并电阻，但还会有些设备通，有些设备不通。

b、视频传输也必须按手拉手的方式进行连接，按照星型连接的视频，会因分支节点越多而反射波越严重，如必须要星型连接，则需要加视频分配器，而加视频分配器后，在线路上只能传输单向的视频，而楼宇对讲系统中，却要求联网线的视频是双向的，所以这时视频线还必须是手拉手连接。为解决此问题楼宇对讲厂家开发了集线器可把整个小区分成多个大片区，每个片区的信号再串联。但只能解决40个单元以下的问题，对于大型小区还是无法适应。

c、对于基带传输的视频本身的传输距离受到限制(1KM)，所以对大小区的适应能力更差，并且随着单元的增多而减小。

2布线复杂：由于对讲就需要五根线，再加上其它系统，每个点需要十多根线，单元口需要的线则更多，因此布线复杂。若想做成多通道系统，则布线问题就是一个瓶颈。

3 维护维修困难

在目前的楼宇对讲系统中，由于生产成本和技术等原因，普遍使用的是基带传输的音频、视频和控制信号，数据信号通常用RS485的方式传输，所以，一般的楼宇对讲系统，通常至少采用四芯线(一根音频线、两根信号线、一根地线)加一根视频线的传输方式。此种信号传输方式，用线多；布线复杂、信号传输距离近、成本高、接线、调试困难。串联的联网方式，增加了线路的传输距离，更增加了出现上述问题的机率。一旦网络出现故障时，少则半天时间，多则在厂家配合和指导下还需几天时间，才能修复系统。小区物业管理人员，对智能化系统的维护上过于依赖厂家，一旦厂家服务跟不上，则会对小区的物业管理带来很多负面影响，

智能建筑中所安装的智能化子系统也越来越多，然而由于各智能化子系统由不同厂家生产、相互独立、单独布线、使整个系统过于复杂、维修、维护困难，出了问题，各厂家和工程商之间有相互推诿。使智能化系统在很多小区，不但没有发挥其应有的作用，反而成了小区的负担。

【发明内容】：

本实用新型的目的就是为了解决以上问题，提供一种宽带调制器、解调器和智能小区系统，造价低、连网距离远、布线简单，安装维护方便，能同时传输多路、多种不同的信号，并能把多个智能化子系统集成在一个系统中运行，以适应小区智能化发展的要求。

为实现上述目的，本实用新型提出一种宽带调制器，包括由相互连接的锁相环、调制电路组成一路或多路调制单元，与各路调制单元相连的中央处理单元，其特征是：还包括视频阻抗匹配电路、音频阻抗匹配电路和数据阻抗匹配电路中的至少一路或多路，分别与每一路调制电路的输入端相连，各路调制电路的输出端与混合电路相连。

为实现上述目的，本实用新型还提出一种宽带解调器，包括一路或多路带通滤波电路，每路带通滤波电路与一个由解调电路和锁相环相连的解调单元相连，解调单元与中央处理单元相连，其特征是：所述解调电路是视频解调电路、音频解调电路和数据解调电路中的一个或多个，分别通过一个带通滤波电路与射频信号输入端相连。

为实现上述目的，本实用新型还提出一种宽带智能小区系统，包括对讲管理机、报警管理机、抄表中心机、门禁中心机和监控中心机中的一个或多个，它们分别通过同轴电缆和分支分配器与一个或多个智能小区单元相连，相应的，每个智能小区单元包括楼宇对讲系统、家居安防系统、远程抄表系统、门禁系统和家居安防系统中的一个或多个，其特征是：在所述对讲管理机、报警管理机、抄表中心机、门禁中心机、监控中心机、楼宇对讲系统、家居安防系统、远程抄表系统、门禁系统和家居安防系统中，与同轴线连接的部位有宽带调制器或宽带解调器，用于将视频、音频和数据调制在已设好的频率上，经过混合器混合，送入同轴电缆中，或接收端通过解调器将视频、音频和数据解调出来；所述宽带调制器包括由相互连接的锁相环、调制电路组成一路或多路调制单元，与各路调制单元相连的中央处理单元，还包括视频阻抗匹配电路、音频阻抗匹配电路和数据阻抗匹配电路中的至少一路或多路，分别与每一路调制电路的输入端相连，各路调制电路的输出端与混合电路相连；所述宽带解调器包括一路或多路带通滤波电路，每路带通滤波电路与一个由解调电路和锁相环相连的解调单元相连，解调单元与中央处理单元相连；所述解调电路是视频解调电路、音频解调电路和数据解调电路中的一个或多个，分别通过一个带通滤波电路与射频信号输入端相连。

采用以上方案的有益效果：将视频、音频和数据调制在已设好的频率上，经过混合器混合，送入同轴电缆中，接收端通过解调器将视频、音频和数据解调出来，只需一根同轴电缆，其造价低、连网距离远、布线简单，安装维护方便，防水防潮，能同时传输多路、多种不同的信号，并能把多个智能化子系统集成在一个系统中运行，完全能适应小区智能化发展的要求。

【附图说明】：

图1是本实用新型一线通宽带调制与解调器在楼宇对讲系统中的应用示意图。

图2是本实用新型一线通宽带调制与解调器在监控系统中的应用示意图。

图3是本实用新型一线通宽带调制与解调器在防盗报警系统中的应用示意图。

图4是本实用新型一线通宽带调制与解调器在集中抄表系统中的应用示意图。

图5是本实用新型一线通宽带调制与解调器在门禁控制系统中的应用示意图。

图6是本实用新型一线通宽带智能小区系统结构示意图。

图7是本实用新型一线通宽带调制器结构示意图。

图8是本实用新型一线通宽带解调器结构示意图。

【具体实施方式】：

下面通过具体的实施例并结合附图对本实用新型作进一步详细的描述。

本实用新型的一线通智能小区系统是树型结构，管理中心机房为原点，通过同轴电缆与分支分配器传到每个点上。每个点的信号也通过它传回管理中心，它是一个双向网络，管理中心出去的频率带宽为5-65MHz，各点回管理中心的频率带宽为85-860MHz，65-85MHz为隔离带。

将视频、音频和数据调制在已设好的频率上，经过混合器混合，送入同轴电缆中，接收端通过解调器将视频、音频和数据解调出来，具体实现电路如下：

由振荡器产生一个载波，经过锁相环锁定频率，通过调制电路把视频、音频和数据分别调制在不同频率上，再经过滤波、放大，经混合后进入同轴电缆传输，如图7所示。信号经过CATV放大器放大，到达接收端，通过分配器分配给视频、音频和数据的解调电路，经过混频、检波把信号还原出来，见图8。

采用此方案后，本系统所用信号线仅有两条：1，视频线2，两芯电源线(以后电源也将利用视频线传输)，大大减少了布线数。技术指标如下：同轴电缆阻抗75欧，射频输入、输出阻抗75欧。射频输出电平100dB，视频、音频输入、输出电平1Vpp，接头为F头。

采用上述一线通宽带调制器和解调器形成的各子系统介绍如下：

1、“一线通宽带智能小区系统”在楼宇对讲系统中的应用，如图1所示。

其主要特点：使用双向有线电视网开发的楼宇对讲系统，整个小区网络呈树形结构，由于采用了多个通道传输信号，音视频、数据信号采用调制方式传输，可使小区联网不再受距离和规模的限制。安装调试方便。小区内的各个单以及用于小区管理的管理中心机均可单线就近接入网络。

系统设计方案说明：

把双向有线电视网的若干通道，划分给楼宇对讲系统使用，考虑到若大型小区正常运行时，若采用平级结构，数据量可能会过大，造成网络冗塞，使系统在同一时间等待设备过多。本方案把整个系统分成三级结构：第一级为单元系统、第二级为分区系统、第三级为小区系统。每级使用的信号通道相同，通过各级的信号控制切换器对各级信号进行隔离，在同一级内进行的信号传输和对讲，均在同一级内完成，当需要和外界进行信号交换时，通过本级的信号控制切换器和其它级进行信息交换。

2、在监控系统中的应用，如图2所示。

对于监控系统而言，由于使用了双向有线电视网的信号传输模式，摄像头放置地点不在受距离限制，可放到有双向有线电视网的任何地方。同时仅一条线就可把多达16路的监控图像传回管理中心，并进行远程控制、监听。从而节省了大量的线材，降低了系统的维护难度，从而带来了良好的社会效应和经济效应。当监控点超过16路时，可以把整个小区分成若干片区的方法解决，使双向有线电视网传输监控视频信号的能力成倍增加(可扩展到32、48，64路)如图所示。

3、在防盗报警系统中的应用，如图3所示。

现在防盗报警产品主要以电话报警产品为主，无线、RS-485总线局域网的产品为辅，由于无线价格提高，RS-485传输方式受传输距离限制，一般仅能在一个小区内使用，而电话报警虽有距离传输远、价格低的特点，但其信号传输速度慢，如遇线路故障或接警一方电话忙，报警信号很难传输过去，只是无一种能够信号传输距离远、价格低、传输速度快的产品来取代之。才有其生成的空间。利用双向有线电视网的防盗报警系统，可以很容易地连接成一个低价、高效的城市报警网。

4、在集中抄表系统中的应用，如图4所示。

基于双线有线电视网的远程抄表管理系统适用于一个城市或区域范围内的水表、电表、气表等的远程集中管理。它既可组成单独的(水、电、气)自动抄表管理系统，又可组成综合的二表或三表管理系统。具有软、硬件任意组态，扩充方便等特点，从而满足了用户的各种需求。该系统由管理中心计算机、集中器、采集器、智能模块和各类计量表组成四级网络。

系统具有定时和实时抄表、分时段计费、违章反向控制、状态监测、数据管理、统计查询、报表打印等功能。并根据实际系统的实施情况，分成多户集中抄表和单户用家庭智能控制终端两种情况抄表。

5、在门禁控制系统中的应用，如图5所示。

门禁系统通过门禁机来判别出入人员所持IC卡合法身份。门禁机所读取的IC卡信息经由门禁控制器判断分析：准入才电锁打开，人员方可自行通过。进而控制大厦、小区的主要出入口的大门或专用通道，利用IC卡门禁管理系统进行出入口的管理，出入的人员全凭有效IC卡出入。

本门禁系统一改传统总线传输方式，由门禁读卡器、控制器接出信号后，经门禁转换器、门禁调制器将原有485总线信号调制为射频信号通过单根同轴电缆接入一线通网络系统中，将门禁信号传输至监控中心，同时在监控中心安装门禁中心机将射频信号解调为485信号送到管理计算机，进而进行门禁系统的设置、调试及相关的信息管理。

除此之外，系统的扩展功能非常强大，可以做如下扩展：1、在线巡更系统的数据连接。2、小区其他应用系统的数据连接。3、小区内消费系统的联网。

本实用新型具有如下技术优势：一线通宽带智能小区系统的数据传输率，最高可达19.2kbps，误码率为10^-7。为了和其他系统匹配，一般把速率设定在2.4kbps，仍采用重复发码措施，以保证数据准确无误。

“一线通宽带智能小区系统”系统的主要特点：

1、“多系统”的集成：在一线通宽带智能小区系统的系统中可集成楼宇对讲，监控系统，家庭报警，三表集抄，感应卡门禁，小区信息发布等几乎所有的小区智能化系统，并预留了数据通讯接口，为其它厂家生产的传输数据的子系统集中到此网上提供了便利条件。

2、“单同轴电缆”的布线方式：系统使用单同轴树型电缆网的布线方式，各个子系统中的每一个设备，均使用一根同轴电缆，就近接入网中就可运行，扩充，扩展特别方便。

3、“远距离”的信号传输：突破了普通系统联网距离不能超过一公里的限制，一线通宽带智能小区系统系统把语音，视频和数据均经过调制后进行传输，可同时传输多路、多种不同的信号，且传输距离可达五公里，如使用光纤，则信号传输将不再受距离的限制。并且小区的规模越大，它与普通系统相比的优势就越明显。

4、“抗干扰”能力强：由于信号传输采用射频传输，能有效避开低频干扰，另由于信号在CATV同轴电缆内传输，也可屏蔽外界干扰。

5、“智能化”的系统检测：由于网络为树型结构网，系统运行时采用计算机对整个网络设备进行实时检测，不但能及时地检测出故障设备，而且还能很容易地判断出系统网络出现故障时的故障点。产品生产厂家可通过小区内管理中心计算机的互联网接口或电话接口，远程对小区网络进行检测，以指导用户对系统进行安装调试及维修。既可使售后服务及时准确，又可大幅度降低售后服务的成本。

6、“防雷性能”好：因整个系统采用单根同轴电缆连接，系统线路少，防雷设计容易。容易建成一套完善的三级防雷系统，以保证系统的正常运行。

Claims (7)

1.一种宽带调制器，包括由相互连接的锁相环、调制电路组成一路或多路调制单元，与各路调制单元相连的中央处理单元，其特征是：还包括视频阻抗匹配电路、音频阻抗匹配电路和数据阻抗匹配电路中的至少一路或多路，分别与每一路调制电路的输入端相连，各路调制电路的输出端与混合电路相连。

2.如权利要求1所述的宽带调制器，其特征是：还包括依次串联的第一滤波电路、放大电路和第二滤波电路，其中第一滤波电路的输入端与混合电路的输出端相连，第二滤波电路的输出端为整个调制电路的射频信号输出端。

3.一种宽带解调器，包括一路或多路带通滤波电路，每路带通滤波电路与一个由解调电路和锁相环相连的解调单元相连，解调单元与中央处理单元相连，其特征是：所述解调电路是视频解调电路、音频解调电路和数据解调电路中的一个或多个，分别通过一个带通滤波电路与射频信号输入端相连。

4.如权利要求3所述的宽带解调器，其特征是：还包括一路或二路放大电路和至少一路整形电路，其输入端分别与视频解调电路、音频解调电路和数据解调电路的输出端相连，其输出端分别为视频输出、音频输出和数据输出。

5.一种宽带智能小区系统，包括对讲管理机、报警管理机、抄表中心机、门禁中心机和监控中心机中的一个或多个，它们分别通过同轴电缆和分支分配器与一个或多个智能小区单元相连，相应的，每个智能小区单元包括楼宇对讲系统、家居安防系统、远程抄表系统、门禁系统和家居安防系统中的一个或多个，其特征是：在所述对讲管理机、报警管理机、抄表中心机、门禁中心机、监控中心机、楼宇对讲系统、家居安防系统、远程抄表系统、门禁系统和家居安防系统中，与同轴线连接的部位有宽带调制器或宽带解调器，用于将视频、音频和数据调制在已设好的频率上，经过混合器混合，送入同轴电缆中，或接收端通过解调器将视频、音频和数据解调出来；所述宽带调制器包括由相互连接的锁相环、调制电路组成一路或多路调制单元，与各路调制单元相连的中央处理单元，还包括视频阻抗匹配电路、音频阻抗匹配电路和数据阻抗匹配电路中的至少一路或多路，分别与每一路调制电路的输入端相连，各路调制电路的输出端与混合电路相连；所述宽带解调器包括一路或多路带通滤波电路，每路带通滤波电路与一个由解调电路和锁相环相连的解调单元相连，解调单元与中央处理单元相连；所述解调电路是视频解调电路、音频解调电路和数据解调电路中的一个或多个，分别通过一个带通滤波电路与射频信号输入端相连。

6.如权利要求5所述的宽带智能小区系统，其特征是：所述宽带调制器还包括依次串联的第一滤波电路、放大电路和第二滤波电路，其中第一滤波电路的输入端与混合电路的输出端相连，第二滤波电路的输出端为整个调制电路的射频信号输出端。

7.如权利要求5或6所述的宽带智能小区系统，其特征是：所述宽带解调器还包括一路或二路放大电路和至少一路整形电路，其输入端分别与视频解调电路、音频解调电路和数据解调电路的输出端相连，其输出端分别为视频输出、音频输出和数据输出。

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