專利名稱：異頻式的有線網路保全系統的制作方法
技術領域：
本發明是一種異頻式的有線網路保全系統，尤指一種只需以一條傳輸線及數只不同頻率對應的信號分配器適當配置，即能形成差頻式的工作網站。
現有的保全監控系統分為兩種，第一種陽春型監控系統，具有個別連接于影像傳輸線與音訊雙絞線兩端的一攝影機，與一終端顯示器構成，這種監控系統的信號傳送分成兩部分，一部分是影像信號藉傳輸線的傳送而完成，而另一部分的聲音信號，則是借雙絞線傳送來完成，其布線數量相當多且施工麻煩，操作方式繁難更必須考慮電源的供應。因為攝影機端必須供應一電源插座，且顯示器的監控端亦需有一電源插座，若無插座，則必須再利用兩條線(電源線與地線)拉至攝影端取得電源。另一完整型的現有保全監控系統，具有多種“偵測發射裝置(60)”與相對的接收裝置61，其中一組如圖9所示，由CCD攝影機601、麥克風602及承載攝影機的旋轉盤控制單元604，和紅外線偵測器有超音波偵測器等的非影像偵測單元603，組成一個偵測發射裝置60。其中非影象偵測單元603除前述線外線偵測器、超音波檢知器外，并包括常被應用的煙霧偵測器及微濾偵測器等。前述接收裝置61中的監視器611、喇叭613與控制單元612，與電腦共同構成中央控制端。該現有保全系統，其臨控中心連接著多數組設在不同地點的監控裝置，其中每一組監控裝置與監控中心之間，至少就要使用包括地線L1與電源線L2各一條、影像信號傳輸線L3(同軸傳輸線線)一條、控制CCD攝影機的信號線L4(RX、TX、GND、使用RS-232AK RS-485)共三條、聲音信號線L5二條、偵測信號線L6一組兩條、轉盤控制信號線L7(上、下、左、右、自動、共地線等)七條，共需16條線；因此如果要安裝一組以上的偵測/接收/裝置，則至少要用16條線乘以組別數來連接，譬如五組就需要80條線，這樣，不僅布線麻煩需要眾多的人工，而且用于購置傳輸線的費用有接收裝備的費用相形增加。
再者，上述保全監控系統無法在各布線路徑上任意取一點做立即的收訊臨控，而必須回終端監控中心才能執行監控，因此在保全人員(尤其是社會的管理員)定時巡哨的空檔，就成為歹垂直下手做案的最佳時間，此現象在現實生活與電影情節中均不乏實例。因此對保全業者而言，實是極欲克服的問題。
提供一種可在保全網路上形成偵測及監控的保全系統，是為本發明的第一目的。
本發明的第二目的，是在于提供一種保全系統其借由不同的信號分配器(為一種頻率分配器)在傳輸線(同軸電纜)上的插入，而形成一種差頻式的工作節點，配合適當的發射裝置及接收裝置，就可成為一種可發送/接收電視信號，又可發射/接收低頻偵測及控信號的工作網路。
本發明的第三目的，是提供一種可在信號分配器連線任一點加置一電源供應器模組、影像/聲音調變模組、攝影機、低頻發射器(如FM低頻發射器、紅外線感應器、超音波感知器)的發射及偵測裝置，也可以在信號分配器的另一端，加置另一種可與發射及偵測裝置相匹配的特性阻抗終端器接收裝置(如終端機、電視接收機、FM低頻接收機、超音波警報器等)，而成為發射偵測/接收對應的網站分配。
本發明的第四目的，是對保全系統的信號傳送損失提供輔補，使網路可以達兩百公尺以上，而適當做社區、大樓的保全配置。
上述目的是借一用于傳輸信號的傳輸線(同軸電纜)，及可在網路上任一點形成特定頻率耦合工作站的信號分配器，和包含影像及非影像偵測器的偵測發射裝置，與包含影像及非影像接收器的特性阻抗終端器接收裝置，跟頻道選臺器或含有頻道選臺器的電視及至少一組以上的系統電源供應器模組達達。一種異頻式的有線網路保全系統，可供應用于單一同軸電纜網路之保全網路的影傳送及監控系統，包括多數偵測發射裝置設于各監控點、至少接收裝置借傳輸線與上述偵測發射裝置連接，并有一電源裝置供應電流予上述系統；上述傳輸線是單一同軸傳輸線，預先布設于欲保全監控的區域，且其末端接有上述接收裝置或一匹配器，形成電視與監控信號的單一網路；上述每一偵測發射裝置，至少包括一攝影機、一具有調變電路單元的影/音調變模組，將上述攝影機之影/音訊號調變為不相同于其他偵測發射裝置之頻道的訊號，并有一具有位址產生器之低頻發射器，將上述調變后的信號發射；以及一低頻接收器；上述各偵測發射裝置依序沿上述傳輸線布設于各偵測點；上述接收裝置至少包括一具有位址解碼器之接收器、一影/音接收機或終端機連接著上述接收器以顯示影/音或其他訊號、一連結著編碼器之低頻控制訊號發射器，其發射訊號經編碼匹配后耦合于上述偵測發射裝置之低頻接收器其中之一、以及一選臺器供選擇頻道；上述低頻控制訊號發射器所發射的頻道，不同于上述偵測發射裝置之低頻發射器的發射頻道；且上述接收裝置借們號分配在上述傳輸線的任一點，與該傳輸線耦合獲知各上述偵測發射裝置之偵測狀態，并可對上述偵測發射裝置其中一執行控制。
其中上述電視信號是借超高頻以上之電視頻道傳送。
其中上述偵測發射裝置與上述接收裝置的電視頻道隔離寬度至少13.5MHZ。
其中上述偵測發射裝置之調變電路單元是雙旁波帶影音調變電路單元，其輸出位準的調變至少為20dbmv，且可調變頻范圍在50MHZ-250MHZ間。
其中上述雙旁波帶影/音調變電路單元的調變輸出位準為30dbmv以上。
其中上述影/音調變模組有低頻信號輸出電路單元，是借高頻扼流線圈限制超高頻信號或極高頻信路通過，并取得直流及低頻信號。
其中上述偵測發射裝置之低頻發射器輸入端，可接有紅外線感應器/或超音波檢知器信號源/或其他盜警或火警、煙霧偵測信號源。
其中上述接收裝置的接收器，包括一觸發端末負載的警報器。
其中上述偵測發射裝置的攝影機，是借低頻接收器之接收訊號解碼后控制云臺或轉盤，并控制其攝影角度與鏡頭之焦距交圈或快門。
本發明具有以下優點第一可利用一條同軸傳輸線線的串接，而達到傳送影像、聲音、偵測控制信號的目的，并且，可透過電源灌入器在纜線上的連線，而使電源供應器上之電源可源源不絕的供應至和頻率耦合工作站。
第二可于同軸傳輸線經過的任一點，將信號取出做影音信號及偵測信號的監控，并且，可于該信號取出點或任一工作臺加入控制信號，使其可透過FM低頻率調變器將其反向傳送至被監控的器材上，使CCD攝影機的鏡頭伸縮，及被用于載送攝影機的旋轉臺可作轉向控制，而其他偵測裝置的設定值可被改變。
第三影像/聲音信車的傳送與接收不同時進行而不變FM低頻變信號的影響。
綜上所述，一種有效率低本分的(異頻式的有線網路保全系統)，可在適當的頻道分配及頻率復合動用下，使其可透過有線網路的傳送，讓影像信號及聲音調變模組、低頻發射器、信號分配器、頻道選臺器、FM低頻妝收器、特性阻抗終端器的搭配組合，而形成一種有效的電視信號高頻傳送，但其偵測/控制信號低傳送的網路系統，達成一種網站間信號傳送與監制實施并行的要求，而是，提出如后的專利請求，請貴局予以審曬并公告之圖面說明
圖1是本發明的系統方塊圖。
圖2是圖1系統內偵測及發射設置的組件連接方塊圖。
圖3是圖1的系統內接收及警報設置的組件連接方塊圖。
圖4是本發明的影像、聲音調變模組的電路圖。
圖5是圖2的載波頻道分隔示意圖。
圖6是本發明的FM低頻發射器電路方塊圖。
圖7是本發明的電源供應器模組電路方塊圖。
圖8是本發明的低頻接收器電路方塊圖。
圖9是本發明的多頻道選臺器的電路方塊圖。
圖10是本發明的信號分配器等效電路圖。
圖11是本發明的特性阻抗終端匹配電路圖。
圖12是已知傳送影音信號設備的示意圖。
如圖1、圖2及圖3所示，本發明異頻式的線網路保全系統主要包括多數偵測發射裝置3設于各監控點、至少一接收裝置4借傳輸線1與偵測發射裝置3連接，以及一電源裝置5供應系統。前述傳輸線1是一單一同軸傳輸線，預先備設于欲保全監控的區如一樓客廳、二樓客訶、二樓臥室等地，且其末端接有接收裝置4，如不連設接收裝置，即最好連設一匹配器6，形成電視與監控信號的單一網路。圖1中的方塊1B-5B皆是接收裝置4；方塊1A-4A是偵測發射裝置3，且可與電源與電源供應器模組5組合為一體。
本發明的每一偵測發射裝置3，參考圖2，具有一低頻接收器且至少包括一攝影機33，一具有調變電路單元的影/音調變模組31，將攝影機33的影/音訊號調變為各不相同于其他偵測發射裝置的頻道的訊號、一具有位址產生器的低頻發射器32，將調變后的信號發射以及一低頻接收器。前述接收器的典型電路如圖5將詳述于后各偵測發射裝置3如前所述，是依序沿傳輸線1布設于各偵測點。同時，本發明提供的接收裝置4至少有一個，該接收裝置4有一連結著編碼器的低頻控制訊號發射器，其發射訊號經編碼匹配后耦全于各偵測發射裝置3的低頻接收器其中之一，以及一具有位址解碼器的接收器，且進一步至少包括一影/音接收機如電視接收機42、FM低頻接收機43或終端機41，連接著接收器以顯示影/音、以及一選臺器45供選擇頻道。接收裝置4內之低頻控制訊號發射器所發射的頻道，不同于偵測發射裝置3內的低頻發射器的發射頻道；且接收裝置4藉信號分配器2在傳輸線1的任一點，可與該傳輸線1耦臺獲知各偵測發射裝置3的偵測狀態，并可對偵測發射裝置3其中之一立即執行控。
上述實施例的各組件，可利用如圖5至10所顯示的典型電路增刪修改。
較佳的傳輸線選擇，是采用RG-6型或RG-11或其他類型的同軸傳輸線1，RG-6的特性為每100公尺/60MHZ衰減量為4.9db，在110MHZ時，衰減量為6.7db，回路電阻(直流電阻)為12Ω/100m，特性阻抗為75Ω。借由接頭的連接，同軸傳輸線1可與無數個信號分配器2相連接，而后再由信號分配器2與偵測發射裝置3或接收裝置4連接，使它成為一種有相對于信號分配器2數量的監測站或工作站。而在另一方面，由于此系統所采用的信號分配器2可配合如圖4的信號耦合電路單元314使用，所以，此系統可以形成一種同頻率(如各低頻接收器)的多工作站。或不同頻率(如各發射器)的多工作站模式。
如圖1所示，由于本系統的網路是采用單一的傳輸線1傳送，所以，可以只用一組電源供應器模組5，在圖1中，是表示于方塊3A配有可供應系統連作的電源。至于，本系統的偵測發射裝置3及特必阻抗終端器接收裝置4可以將信號傳送多遠的距離而不失真，可由后述的數據來推知。
圖4所示的是影像/聲音調變模組31典型電路，該一電路，包括一雙旁波帶影像/聲音調變電路單元311、一放大電路單元312、一低通濾波電路單元313、一信號耦合電路單元314、一直流穩壓電路單元315、一低頻信號輸出電路單元316、一組直流饋送開關317、一CCD攝像機信號連接單元318、一75Ω特性阻抗傳輸單元319等。其中，雙旁波帶影像/聲音調變電路單元311是為一電視信號調變器，可將視頻及聲頻信號各以振幅(AM)調變及頻率(FM)調變的方式，調變為一可在超高頻(VHF)或極高頻(UHF)頻道傳送的脈波。
為了避免相鄰頻道間的干擾及經濟的考量，本系統的影像調變模組，采用雙旁波帶調變方式，因此，影像載波的頻道間隔(又稱警戒頻寬GUARD BAND)為+4.5MHZ+0.5MHZ＝10.0MHZ以上，但是，雙旁波帶調變方式會產生聲音載波的二次拍差為P±4.5MHZ·2＝P±9MHZ，因此為避免聲音的二次拍差落入相鄰的頻道而干擾到影像，故載波與載波間須做更適當的間隔才行，此音隔通常是利用一4.5MHZ的寬度來防止影像中頻與聲音中頻的溢漏干擾，因此以前述的影橡頻道間隔寬度再加上4.5MHZ即求得13.5MHZ的頻寬隔離，參圖2所示的頻道間隔示意圖中。但本系統為了讓一般的電視接收機也能夠接收其訊號，因此采用標準的NTSC的頻道分配(我國及美國、日本等國家采用此制)方式來進行，其載波頻率分別為61.25MHZ、77.25MHZ、91.25MHZ及109.25MHZ(頻道號碼分別為03、05、95、98)，而只要防止影像與影像的頻道信號干擾及聲音信號的侵入干擾，則合成信號的二次拍差及三次諧波失真即可利用電視接收機的解調電路、本地振蕩電路、自動頻率控制電路及影像/聲音調變電路單元311裹的低通濾波電路單元313而加以消除。
上述雙旁波帶影像/聲音調變電路單元311調變的輸入位準，約為20dbmv，其調變頻率范圍50MHZ-50MHZ可調，以便于與系統內的信號分配器、同軸傳輸線及電視VHF或UHF頻道相匹配。至于，影像/聲音調變模組31的放大電路單元312的主要目的，是使前述雙旁波帶影像/聲音調變電路單元311調變輸出位置，從20dbmv調變為40dbmv，以便補償信號耦合器的損失。另外，雙旁波帶影像/聲音調變單元311裹的低通波波電路單元313設置目的，主要是為濾除調變單元的輸出諧波失真及頻帶外雜訊，以防止二次諧波以上的失真及作為通頻帶寬度的限定，以及拍差干擾。而接設在低通濾波電路單元313后端的信號耦合電路單元314，其目的是在于，讓所攝取或是準備作為發射信號用的影像/聲音信號，可以在經由調變、放大、通頻帶寬度限制處理后，能夠被耦合至同軸傳輸線1的一端接頭上，以便使同軸傳輸線1另端所取出的信號備準，可以衰減至原雙旁波帶影像/聲音調變電路單元311的調變輸出位準20dbmv，以方便經過同軸傳輸線線傳至接收裝置4的解調、放大及輸出顯示再處理。
此外，在本級調變電路里的直流穩壓電路單元315，其利用一穩壓積體電路I.C(如三端穩壓器7805等)及一高頻扼流圈L1，而取得一穩定的直流輸出，以供應CCD攝影機、變壓器模組、偵測器發射及控制信號的接收機電流，而在次級的低頻信號輸出電路單元316里，可以借由該低頻信號輸出電路單元316的高頻扼流圈L2(2.2μH)作用，而阻止超高頻信號VHF的進入，取出低頻信號，其原理為XL＝2πFL若F＝50MHZ則阻抗XL＝6.28×50×10×2.2×10所以阻抗XL＝690.8Ω(高頻高阻抗，可阻隔高頻信號)同理若F降為5MHZ則，阻抗XL＝69.08Ω(低頻低阻抗，可阻隔低頻信號)至于，在圖2所顯示的直流饋送開關單元317，其作用，主要是作為直流電壓(實施例里為DC12V)的供應與否設計，當其閉路為DCIN時，則電源供應器可由此輸入電源，以供應圖1中方塊1A、2A、3A、4A等模組電源，因此，由第1圖可看出由2A或3A模組插入電源供應器以供電，而在同軸傳輸線上及各信號分配器是可以通過直流信號的。
參閱圖3所示的FM低頻發射器電路方塊圖，包括一供應5V直流的三端穩壓器321，及一可取出直流信號的LC濾波電路322，和門鎖電路323、一計時器324，一開關電路325，一放大器326，FM發射器327，一位址產生器328，一低頻振蕩電路329。該FM低頻發射器，可在輸入端接上紅外線感應器34或超音波檢知器35，作為偵測信號源，以啟動此FM發射器，使其輸出信號位準為20dbmf及5MHZ的頻率，其電路并可與圖2的電路設法合并；再看圖4的典型電源供應器模組電路5，其包括有一組變壓器T、一組整流器D、一只三端穩壓器IC1、一保險開關(FS)、一電源指示燈LED1及一高頻扼流圖L3，由上由可輸出系統所需的電源(與圖2標號317DCIN相接)，而供應4組攝影機及影像/聲音調變器模組電路31所需。至于圖5所顯示的典型FM低頻接收機電路方塊圖，其是為一種可和頻道選臺器搭配的低頻接收電路，其包括有一一帶通濾波器431，一放大器432，一FM解調器4322，一位址解碼器434，一警報器435，多數個與位址解碼器434相接的指示燈組436，使FM低頻接收機有能力在接收端，接收并解調發射端所傳送過來的偵測信號(如紅外線感應信號、超音波檢知信號等)，并判斷是那個位址的偵測器偵測到異物侵入而解發端末負載警報，以為警示。至于前述頻道選臺器45，其電路顯示在圖6里，包括有一可與FM低頻接收機43相連接的濾波電路452、一組調器452、一只放大器453、一只表面聲波振蕩器SAW Filter454。一只電視影像中頻解調器455、一組緩沖器456、一只相位環鎖器457、一微控制器458、一頻道顯示器459、一頻道選擇開關4591，使接收端可將聲音及影像信號解調出來，并可設定掃描頻道及掃描時間。而顯示在圖7的是們號分配器2等效電路圖，其是以一高阻抗的電阻R1及電容C1，與75Ω之電阻R2及一微調帶做成75Ω之特性線21，和三個樞接在同軸傳輸線兩端及電阻側一端的F接頭，跟一層可將前述F接頭、同軸傳輸線、匹配電阻包覆的遮蔽外殼P所構成。其中，樞接在微調帶特性線21兩端的一F接頭(A點及B點所示位置)，是被用來傳處直流電及高頻/低頻信號，到同軸傳輸線1可及的系統網路，而電阻端的F接頭(C點所示位置)，則是將信號傳處至接收端的頻道選臺器45或電視機。對于信號的分配損失，A與B點間為1db，B與C點用A點均各自為12db，其A點之F接頭，可通直流電及RF射頻們號及低頻5MHZ或6HZ信號，C點之F接頭，可傳送信號至頻道選臺器45或電視機及FM接收機、發射機；設若在同軸傳輸線末端未接接收機或電視機，則必須借由一圖8所示的特性阻抗終端匹配器6來匹配，該匹配器，是由一75Ω特性電阻R3，及一高容抗電容C3所構成一匹配器內部，而后再以一金屬殼罩覆于外頭，此種匹配器，主要的目的，就在于幫助們號的輸輸/輸入匹配。
上述實施例之控制信號是以載波頻率5MHZ、5.5MHZ、6MHZ的低頻，分別經FM方式調變使用于控制端之聲音頻道、FSK調變使用于控制端之攝影信號，進入/攝影信號輸出及云臺或轉盤轉向控制，FSK調變使用于遠方受控端之偵測器或CCP攝影影回傳信號的傳送，其所使用之頻率可互換并可選擇其他頻率來加以實施，如選擇4.5MHZ、6.5MHZ、8.5MHZ……等，只要頻率不會和電視信號中的影像信號及聲音信號產生溢漏干攏即可，且可選擇市面上已有的濾波器實施，只要注意兩級濾波器之頻道的間隔是否能夠保有60db以上之衰減，并注意四個區間如果同時做信號之傳送時，必須避免同一頻率之使用即可，以免發生信號之誤判因此為節省成本并使系統運作更順利，可配合遙控器之使用，而讓資料在傳送時才啟動振蕩器(即以FSK調變之時間分配Time-sharing)發送信號，并使接收端以編碼的方式來實施位址接收，如此只須一組FSK調變器即可進行中央控制。
因此，以上述方式實施之本創作，其僅須一條同軸電纜以及一個電源插座(電源供應器模組)，即可供應系統的影像偵測器CCD攝影機或非影像偵測器紅外線偵測器使用，而且，可進行一般電視機或選臺器之電視信號或監視信號接收，更可在傳輸線經過的任一點插入不同的偵測發射裝置與特性阻抗終端器接收裝置，以作為接收及控制。
權利要求
1.一種異頻式的有線網路保全系統，可供應用于單一同軸電纜網路之保全網路的影傳送及監控系統，包括多數偵測發射裝置設于各監控點、至少接收裝置借傳輸線與上述偵測發射裝置連接，并有一電源裝置供應電流予上述系統；其特征在于上述傳輸線是單一同軸傳輸線，預先布設于欲保全監控的區域，且其末端接有上述接收裝置或一匹配器，形成電視與監控信號的單一網路；上述每一偵測發射裝置，至少包括一攝影機、一具有調變電路單元的影/音調變模組，將上述攝影機之影/音訊號調變為不相同于其他偵測發射裝置之頻道的訊號，并有一具有位址產生器之低頻發射器，將上述調變后的信號發射；以及一低頻接收器；上述各偵測發射裝置依序沿上述傳輸線布設于各偵測點；上述接收裝置至少包括一具有位址解碼器之接收器、一影/音接收機或終端機連接著上述接收器以顯示影/音或其他訊號、一連結著編碼器之低頻控制訊號發射器，其發射訊號經編碼匹配后耦合于上述偵測發射裝置之低頻接收器其中之一、以及一選臺器供選擇頻道；上述低頻控制訊號發射器所發射的頻道，不同于上述偵測發射裝置之低頻發射器的發射頻道；且上述接收裝置借們號分配在上述傳輸線的任一點，與該傳輸線耦合獲知各上述偵測發射裝置之偵測狀態，并可對上述偵測發射裝置其中一執行控制。
2.如權利要求1所述異頻式的有線網路保全系統，其特征在于其中上述電視信號是借超高頻以上之電視頻道傳送
3.如權利要求2所述異頻式的有線網路保全系統，其特征在于其中上述偵測發射裝置與上述接收裝置的電視頻道隔離寬度至少13.5MHZ。
4.如權利要求1所述異頻式的有線網路保全系統，其特征在于其中上述偵測發射裝置之調變電路單元是雙旁波帶影音調變電路單元，其輸出位準的調變至少為20dbmv，且可調變頻范圍在50MHZ-250MHZ間。
5.如權利要求4所述異頻式的有線網路保全系統，其特征在于其中上述雙旁波帶影/音調變電路單元的調變輸出位準為30dbmv以上。
6.如權利要求1所述異頻式的有線網路保全系統，其特征在于其中上述影/音調變模組有低頻信號輸出電路單元，是借高頻扼流線圈限制超高頻信號或極高頻信路通過，并取得直流及低頻信號
7.如權利要求1所述異頻式的有線網路保全系統，其特征在于其中上述偵測發射裝置之低頻發射器輸入端，可接有紅外線感應器/或超音波檢知述偵測發射裝置之低頻發射器輸入端，可接有紅外線感應器/或超音波檢知器信號源/或其他盜警或火警、煙霧偵測信號源。
8.如權利要求1所述異頻式的有線網路保全系統，其特征在于其中上述接收裝置的接收器，包括一觸發端末負載的警報器。
9.如權利要求1所述異頻式的有線網路保全系統，其特征在于其中上述偵測發射裝置的攝影機，是借低頻接收器之接收訊號解碼后控制云臺或轉盤，并控制其攝影角度與鏡頭之焦距交圈或快門。
全文摘要
一種異頻式的有線網路保全系統,是在一傳輸線任意一點連接電源供應器模組以獲得電源,并可在該傳輸線上選擇任意點或多數點,設置相對數的不同頻率信號分配器,使形成差頻式的頻率工作站,各工作站可任意連接或配置CCD攝影機、超音波檢知器等偵測發射裝置及特性阻抗終端器接收裝置,使成偵測接收之網站對應,由頻道選臺器,可執行影音監控信號的異頻式的有線網路保全系統傳送,讓保全網路可無限延伸,并在任意點執行監控。
文檔編號H04B3/46GK1187075SQ96114070
公開日1998年7月8日 申請日期1996年12月31日 優先權日1996年12月31日
發明者宋瑞萍 申請人:宋瑞萍