网络数字视频监控系统技术方案

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第一章 系统概述… 3

一、 系统组成… 3

二、 系统概要介绍… 3

三、系统设计的依据… 4

四、系统应用优势… 4

第二章 系统方案设计… 5

一. 整体方案说明… 5

二.系统设计详述… 7

第三章 中心平台系统功能… 9

一、资源验证、用户管理… 9

二、流媒体数据转发… 10

三、中心主控应用程序… 12

五、系统日志… 14

六、系统电子地图… 14

七、双向音频功能… 15

八、多画面监视功能… 15

九、视频轮巡功能… 15

十、实时图像抓拍… 15

十一、视频调整功能… 15

十二、多用户切换功能… 15

第四章 主要设备资料… 16

一.720P网络数字矩阵… 16

二、网络智能存储服务器(NVR). 20

三、三维控制键盘… 22

第一章 系统概述

一、 系统组成

整个系统主要由前端600个监控点及液晶大屏监控管理中心构成。各监控系统主要由前端图像数据采集硬件和管理及视频采集部分(各类高清网络摄像机完成)组成,完成对本地区域的监控管理和向上级中心的数据转发功能;监控管理中心主要由网络视频数字矩阵及液晶电视墙等网络集中管理系统设备组成,完成对各监控点的视频解码上大屏、回放等。

二、 系统概要介绍

系统的主要目的是实现将前端视频系统上传到管理中心。实现将各孤立监控系统,进行统一管理、数据转发和监控。特别是当有特殊的情况发生时做到统一的管理和应急措施的统一指挥,系统是一套“数字化、网络化、全方位”的智能网络监控管理系统,系统建设达到“系统集成一体化、信息存储网络化、维护管理智能化”的目标。

1、系统网络组成

系统利用以太网络(如:ADSL、光纤专网等),设备通过TCP/IP协议交换视频和数据信息,做到完全数字化和网络化。

2、监控管理中心平台具有强大的管理功能

¤ 通过网络TCP/IP协议进行联网,实现将各远程视频传输到监控系统中心。

¤ 对所有网点监控设备进行集中配置和远程维护管理。

¤ 统一视频压缩格式,实现监控视频流的实时传输,实现对远程录像进行网上视频浏览、资料检索等

¤ 中心通过数字矩阵系统主机将网络视频信号解码输出到电视墙上,能够在一个电视画面上同时显示或轮巡显示多路图像。

¤ 远程数字监控系统实现后,所有的控制由监控中心完成,实现前端监控系统和资料的统一规范化管理。

中心管理平台系统具备很好的开放性和扩展性,软件运行稳定可靠。

三、系统设计的依据

《工业企业通信设计规范》 (GBJ42-81)

《工业电视系统工程设计规范》 (GBJ115-87)

《安全防范工程程序与要求》 (GA/T75-94)

《建筑电气设计规范》 (GBJ16-83)

《民用闭路电视系统工程技术规范》 (GB50198-94)

《水力发电厂二次接线设计规范》 (DL/T5132-2001)

《防盗报警控制器设计规范》 (GPT75-94)

《防盗报警控制器通用技术条件》 (GB12663-90)

《电气装置安装工程及验收规范》 (GB 50204~50259-96)

《建筑电气安装工程质量检验评定标准》 (GBJ 303-88)

《电气装置安装工程接地装置施工及验收规范》 (GB50169-92)

《建筑工程施工现场供用电安全规范》 (GB50194-93)

四、系统应用优势

1成本合理:整个系统由高清网络摄像机接入系统,实现统一的网络化、集成化管理,系统结构简单,使用设备较少。

2.扩容性强:如需要添加新的监控点,只要在原有基础上添加网络摄像机即可。另外,系统如需要添加报警设备,如红外,烟感探测器,声光报警等设备,也可以轻松接入,网络集中监控管理平台系统软件可对其进行相关配置,布防,操作,与视频监控形成报警联动系统,无需另行敷设线路。

3. 操作方便:管理人员无需经过特别的培训即可操作整个系统,中心图像输出上墙可依靠计算机或专用矩阵系统键盘进行各种操作,操作界面均为中文版本,设备的连接,设置只需简单的几个步骤,根据产品说明书按步骤设置即可。

4. 维护便捷:整个系统设备不复杂,主要通过网线连接,排查,维护都非常方便。

5. 安全性高:先进的加密技术:用户登录时,在网络中传输的用户名和密码信息经过加密处理,他人无法通过网络截取用户信息;在监控中心,用户名和密码也同样采用加密技术进行存储,通过先进的加密技术,保证系统信息的安全性。

第二章 系统方案设计

一. 整体方案说明

整个系统主要由前端600个监控点及监控管理中心构成。各监控系统主要由前端图像数据采集硬件和管理及视频采集部分(各类高清网络摄像机完成)组成实现对本地区域的监控管理和向上级中心的数据转发功能,监控管理中心主要由网络数字矩阵系统和液晶电视墙等网络集中管理系统设备组成,完成对各监控点视频解码上大屏、回放、以及控制联动等,系统构建成一套全数字化、网络化综合管理平台,将硬件与软件有机结合,监控和管理不同类型的模拟视频监控系统、数字化网络监控系统。管理平台软件系统可大规模组网、多级别管理、跨区域联网,充分发挥数字化技术的优势,融入网络化全面应用的成果,平台系统软件采用先进的多媒体技术、自动控制技术、数据库管理技术及网络通信技术,融音视频处理、信息系统管理、系统控制及网络通信于一体,充分体现了智能化和高性价比原则,总厂中心平台管理系统采用性能可靠、技术成熟、功能完善、体系先进的分布式结构,系统配置灵活、操作方便、布局合理,满足长时间稳定工作的要求,具有良好的标准性、开放性、集成性、安全性、可扩充性及可维护性,可根据需要可方便地进行网络逐级汇接,增减各类前端设备等,系统软件采用中间件技术,使用统一的视频编解码标准,符合大规模网络传输需要的、先进通用国际标准,所用软件、硬件、人机界面、通信协议和通信接口等遵循当前最新国际标准、国家标准、工业或行业标准。

中心系统拓扑图如下:

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二.系统设计详述

1)网络视频监控中心的基本功能:

1. 实时图像浏览

中心视频图像在液晶大屏幕上显示。在网络带宽允许情况下,中心平台容量支持每个分监控点同时传输1路图像,并可平滑无级扩展。

(1)网络客户端能实时监视多路实时图像信息并实现一机同屏同时监视,监视画面实现1、4、6、8、9、10、12、13、16等画面分割,同时可进行分屏循环切换等功能,多个网络客户端能够同时监控任一前端图像。

(2)在液晶大屏和中心主控上实时显示前端任意一个监控点的图像,可以1、4、6、8、9、10、12、13、16画面以及全屏等多种画面分割模式中切换显示。

(3)在网络条件支持下,位于不同地点的多个用户可同时在线观看系统内任意网点的实时视频资料,单个流媒体服务器模块能支持256路并发码流。

(4)摄像机分组:为查看方便,系统平台支持按照逻辑区域、设备类别等进行分组,用户应能直观的通过列表查看到前端所在位置,提高监控操作效率。

(5)轮巡:系统具备视频自动巡视功能,在可设定的间隔时间内对全网的监控点进行图像巡检,参与轮巡的对象应能任意设定,轮巡间隔时间可设置。除系统定义外,支持操作人员自己定义,编辑所需的巡视组。

(6)摄像机信息设置:能设置系统内所有摄像机的标题、IP、名称、所在区域、场所等信息。

(7)系统能通过统一的调整工具,支持实时设定前端设备的各种参数,如码率、品质、分辨率、制式、帧频、色彩、音量等。

(8)摄像机标注:可在图像的任意位置叠加设备通道名称、时间等字符信息以识别不同的前端。

(9)云台和快球控制:支持方向控制、自动扫描、预置位管理、光圈焦距管理、镜头缩放;云台速度可调;支持灯光、雨刷、电源开关控制;支持自定义辅助开关控制;支持摄像机锁定与解锁;方便进行云台/快球控制器的参数设定。

(10)画面抓拍:支持将任意实时图像存放成JPEG、BMP、MPEG-4、H.264或M-JEPG格式的图像。

2. 图像联网

各分监控点与总监控中心之间通过TCP/IP通道传输联网信息总监控中心可以通过远程接入的方式,共享到其前端视频。总监控中心系统对各监控点前端设备编号支持映射,并充分考虑编号的预留空间。

系统联网过程中考虑到使用中的图像需求,具备流畅性优先和图像质量优先的可选策略,同时,合理利用双码流技术,充分发挥低速率码流在远程传输中的优势。

3. 用户集中认证

平台的中心管理模块具备强大的认证管理和权限管理功能,用户的权限由系统统一分配,支持用户组功能,支持位权限相近的用户划分到用户组进行权限分配,支持多用户区域管理、集中配置管理。

系统支持操作优先级,用户的操作指令按照优先级顺序进行处理。通过控制用户的优先级别,实现对低权限用户的限制。

4. 系统管理

系统能对全网图像资源进行统一管理,配合全网统一的权限体系,支持各级用户直观方便的查找定位获取图像信息。

系统管理平台提供日志和统计报表功能;提供全网统一的配置管理软件和网管软件,对系统内图像设备进行统一配置和管理。

5. 数字矩阵控制

兼容用户的矩阵控制方式,系统允许用户通过专用矩阵键盘操作切换图像,同时支持软件键盘,为用户提供良好的操作界面。

6. 系统兼容

网络视频管理平台系统具有强大的设备和系统兼容性能,兼容目前市场上主流的多家公司产品,系统不受限于用户选择不同厂家安保系统和设备的影响,可以最大限利用不同层次安保系统和设备,最大限度度降低用户对安保系统和设备的投入。目前系统兼容的设备厂家如下:

◆ 杭州海康威视全系列产品

◆ 北京汉邦高科全系列产品

◆ 武汉恒亿全系列产品

◆ 浙江大华全系列产品

◆ 深圳华贤迅全系列产品

◆ 台湾VIVOTEK System

◆ 台湾奇偶

◆ 德国MOBOTIX

◆迪信DS-7400系列报警主机

第三章 中心平台系统功能

中心网络视频监控管理平台系统采用分布式视频技术,适合超大规模集群使用,是稳定可靠、兼容面广、可扩展性强、智能人性化、多级管理的联网监控管理系统。网络视频集中管理平台是采用模块中间件技术架构的大型智能网络监控系统管理控制系统,专为现代复杂多变的网络监控系统而设计,采用目前先进的嵌入式计算机技术、通信技术和系统软件中间件技术,具备专业化、人性化的系统功能,它从可操作性、兼容性等方面直接提升网络集中监控系统的应用。总中心网络视频集中管理平台系统包括资源验证管理、用户管理、集中存储、流媒体数据转发、报警及电子地图管理服务、主控应用程序、网络虚拟数字矩阵等系统功能,采用windows操作系统,可以实现多台服务器集群、级联管理。主要实现对前端监控点送来的信号数据流进行集中处理和转发,根据系统的控制要求:分别送数字矩阵解码,输出电视墙浏览和存储备份服务器等进行数据处理,同时将数据流转发上级及其他控制中心。

一、资源验证、用户管理

实现整个系统网络内统一的资源、设备管理和认证,在该管理中完成添加配置前端设备以及平台中其他工作模块等,并为视频源浏览、控制等设置不同权限,不同用户只需登录到网络视频管理服务器,即可获取所有设备参数和管理控制权限。

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资源验证管理模块的基本功能:

A、设备添加、分组、分级设定,设备目录树管理。

B、用户&用户权限管理,权限分配、集中认证、冲突检测。

C、企业人员:企业人员添加、分组、分级设定。

D、远程配置:设备远程参数配置、维护、软件升级。

E、校时服务:提供前端设备的校时管理任务。

F、电子地图:电子地图及预案地图的添加、分组、分级设定。

二、流媒体数据转发

流媒体数据转发模块实现把前端的音视频数据流通过网络转发给控制中心、客户端、数字解码矩阵、集中存储服务等后端应用程序模块。

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如上图所示,流媒体转发具备以下作用:

A、实时视频转发,不同厂商视频图像的单播/多播转发。

B、控制信息转发,远程云镜控制信号转发。

C、报警信息转发,转发网络中的报警信息。

D、带宽管理分配。

监控中心系统平台通过TCP/IP网络连接到分监控系统,实现对分监控系统所有接入单位的图像观看和控制。

1.接入方式

中心系统平台直接访问前端设备

中心系统直接接入每个监控点的前端视频监控设备,在总控中心实现分监控系统前端设备的访问及管理。

网络参数

在IP网络上开展实时网络视频监控业务,网络本身必须对端到端的通信服务质量QoS提供保障。网络视频监控业务的QoS实现要求视频专用网在承载端到端的网络视频监控的视音频IP包码流时,做到延迟小、抖动低、丢包率低。其中对网络视频监控业务QoS影响最重要的指标是丢包率。

对于具有较高QoS的业务使用,视频专用网端到端通信的网络延迟、延时抖动、丢包率指标达到下表要求。

承载协议

丢包率上限

网络延时上限

延时抖动上限

TCP

1/100

200ms

50ms

UDP

1/1000

500ms

100ms

网络设备能够对网络的时延、抖动、包错序、丢包等问题采取策略进行恢复和补偿,可调整数据流量,以适应网络带宽的变化。

三、中心主控应用程序

实现系统内资源和设备的操作、控制、管理,远程实时图像浏览、循环切换监控、分组监控、云台控制、语音对讲、报警处理、智能报警联动、电子地图、数字解码矩阵控制、手动录像、抓拍、远程资料检索回放、前端设备的设置控制等。

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(1)图像质量

1)采用有线网络传输数字图像,在采集、传输、存储三个方面分辨率达到720P(1280Χ720)的标准。

(2)系统网络时延

1)图像的一次编解码延时≥300毫秒。

2)每个IP网络传输控制命令数据的延时≥30毫秒,传输视频图像数据的延时≥30毫秒。

3)云镜控制延时≥400毫秒。

(3) 视频格式与编码

数字图像传输的压缩编码格式采用H.264 / Mpeg4,并支持在线升级程序,改进图像质量或者实时性要求。

四、网络视频数字矩阵

数字解码矩阵是网络化的电视墙切换控制器,通过控制中心来控制,实现系统内视频切换,分组循环切换等,支持专用矩阵键盘操作。

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五、系统日志

强大的系统日志可以记录系统的操作、报警等信息,如可记录什么人在什么地方在哪个时间段里登陆了系统,系统在什么时候发生了什么样的报警事件等。系统日志可导出、打印等为用户提供方便地查询和信息备份。

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六、系统电子地图

可将建筑平面图,工程施工图等放入系统,并将相关设备放置在电子地图上,设置好报警联动后,一旦设备出现异常情况触发报警,电子地图上该设备会闪烁,以显示异常报警位置,方便监控人员及时处理。可支持GIS电子地图的接入。

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七、双向音频功能

前端设备以及管理中心可以和平台主控中心进行双向语音对讲功能。当监控人员发现有异常、暴力事件时可以远程提醒、制止、震慑。同时双向语音功能也可用于管理人员之间的交流。

八、多画面监视功能

实时监视图像画面可以实现1/2/4/6/7/8/9/10/12/13/14/16等多画面分屏显示。

九、视频轮巡功能

支持目标窗口、多模式图像巡切组轮巡显示。

十、实时图像抓拍

实时监视图像抓拍:可以对正在监视或回放的图像进行抓拍,实现快照功能。

十一、视频调整功能

视频调整:用户可根据实际场地环境进行视频的亮度、色度、对比度、饱和度等方面的调整:具有恢复默认设置功能,有效果实时预览窗口。

十二、多用户切换功能

切换用户:多用户值班人员切换使用系统。

第四章 主要设备资料

一.720P网络数字矩阵

clip_image0209硬盘位机箱可插拔

Ø 高清数字矩阵:是针对前端设备全部是网络高清数字视频流输入,到监控中心输出上电视墙专门制作的一款产品,用于完成对网络视频解码上电视墙、循环切换、录像存储、录像回放、流媒体转发、远程WEB网络监控等功能。

Ø 单机4路VGA/DVI/HDMI、支持16路的高清网络解码能力
单机16路(4*4) 720P高清视频解码输出,超强的解码能力是4屏高清数字矩阵的优势。支持DVI/HDMI接口的全数字输出,单屏最大分辨率可达1920*1080。

Ø 多种终端显示输出设备、自定义画面分割显示

高清数字矩阵支持液晶电视、等离子液晶屏、专用液晶监视器、DID液晶屏、投影仪、DLP大屏输出。任意一路视频图像的解码输出都可以在管理中心自定义和统一控制,可任意切换到任意一块液晶屏的任意一个窗口上,音频同步于视频预览。4屏输出高清数字矩阵, 各屏可画面分割1/2/4/6/7/8/9/10/12/13/14/16输出显示视频。单屏显示输出分辨率为1920*1080,发挥了液晶屏高分辨率的优势。

Ø 多厂家设备兼容视频输出上电视墙
兼容国内外主流设备厂家海康、大华、华贤迅、安讯士(Axis)、台湾VIVOTEK system、台湾奇偶、德国MOBOTIX等国内外二十多个设备厂家的DVR(硬盘录像机)、DVS(视频服务器)、IPC(网络摄像机)、百万高清摄像机等全系列网络视音频流,4屏高清数字矩阵支持多厂家设备的视频解码同时上电视墙。

Ø 多高清数字矩阵级联、视频任意切换功能
采用标准的TCP/IP输入及输出,通过普通1000M交换机进行多台高清数字矩阵级联,所有视频通过高清数字矩阵、大屏、窗口、前端摄像机统一编号识别,实现高清数字矩阵、大屏、窗口、前端摄像机全交叉切换。

Ø 支持异构网络、DDNS组网

提供DDNS支持组件,支持ADSL动态域名下联网的视频监控网络,支持能够承载IP数据的各种网络,互联网(拨号上网类型:如ADSL)、VPN(虚拟专用网络)、网络专网(如电信、网通专网)、3G、无线微波、卫星网络等,支持跨路由器的远程监控;支持多播功能;支持局域网内跨网段监控视频。可实现全球远程网络监控。

Ø 兼容多种外部设备联动视频输出

兼容报警主机、门禁、巡更、指纹机(北京中控)、对讲系统(来邦对讲)等外部设备,联动视频上电视墙。

Ø 多级电子地图、可任意拖动电子地图

电子地图分为多级电子地图,电子地图可任意拖动,主地图通过设置可直接进入下级地图。电子地图中的摄像机图标双击即可弹出视频至本地预览。任意报警设备联动即可联动视频在电子地图上显示输出。

Ø 独特的控制中心一机多屏操作、全中文界面三维控制键盘

可以在同一台主控计算机上实现单、双、三屏显示功能,每个屏分别同时显示主控视频预览、矩阵控制和电子地图等不同的界面,不需要切换界面,只需要移动鼠标就可以跨屏统一操作。通过COM口连接全中文界面三维控制键盘切换视频、循环切换、控制高速球、自定义画面切换。

Ø 技术参数

型号

IPV6H4-48V16(4*4)

远程预览分辨率

PAL:352*288(CIF),704*288(Half-D1),512*384(D·CIF),704*576(D1),1280*960(130W)

NTSC:352*240(CIF),704*240(Half-D1),512*340(D·CIF),704*480(D1)

帧 率

1-25F/S(PAL)、1-30F/S(NTSC)

视频输出

4路VGA/DVI/HDMI接口

画面分割

1/2/4

语音输出

Mp3音频信号BNC 接口,可同步输出到声卡

视频设备

兼容兼容国内外H264和MPEG4等标准算法设备(如:海康、大华、华贤迅、安讯士(Axis)、台湾VIVOTEK system、台湾奇偶、德国MOBOTIX等)

记录介质

标配1个SATA硬盘,最大增加到9个SATA硬盘位,标准3.5"硬盘位

网络接口

1个RJ45,10M/100M/1000自适应以太网口

网络连接

局域网、电话线、DDN、ISDN、ADSL、E1、VPN、光纤传输

音视频输入

48路网络信号

音视频输出

软解码16路,支持多台高清数字矩阵级联

支持操作系统

Windows2000/WindowsXP/Windows2003/WindowsVista/ Windows 7

报警输入、输出

全网络统一编号与联动报警输入/输出,兼容多厂家报警主机;门禁报警输入;多种声、光信号报警输出。

报警联动

全网报警输入输出统一编号,统一联动,联动形式多样化,如:移动侦测联动,视频丢失报警;联动视频输出上电视墙,联动报警输出电子地图等

控制键盘

全中文三维控制键盘

机箱尺寸

W428mm*H88.9mm*D660mm

电源功率

600W

重量

《20KG

二、网络智能存储服务器(NVR)

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Ø 系统功能

l 可接入144路CIF、96路D1、54路720P或1080P网络前端设备存储

l 网络智能存储服务器(NVR)兼容海康、大华、华贤迅、安讯士(AXIS)、台湾VIVOTEK system、台湾奇偶、德国MOBOTIX等国内外二十多个厂家设备

l 支持1080p、720p、D1、CIF、QCIF分辨率,支持双码流

l 支持双屏显示,具备HDMI数字高清显示接口,支持1920×1080的高清图像显示

l 支持本地高清视频解码9画面同时显示, 支持对所有高清网络摄像机同时进行24小时不间断的高清视频录像,录像时间可自由定义、执行,可选择性指定IPC录像

l 支持对所有接入的网络前端进行高清录像,支持4路录像同步回放

l 具备人性化GUI图形界面,录像资料利用时间轴进行查询,操作直观简便

l 可内置8、16、24块硬盘,支持eSATA和IPSAN扩展存储,支持DVD刻录

l 硬盘支持热插拔,在不工作时可进入休眠状态,充分节约能耗

l 利用ANR技术,可实现前端存储备份,保障录像资料的安全

l 支持DHCP、DDNS、PPPoE、NAT穿越等

l 支持图片抓拍、语音对讲、报警联动、电子地图、电视墙管理等

l 支持鼠标、控制键盘和远程客户端操作

Ø 技术参数

型号

NVR1008HD

NVR1016HD

NVR1024HD

分辨率

PAL:352*288(CIF),704*288(Half-D1),512*384(D·CIF),704*576(D1),1280*720(130W),1920*1080(200W)

NTSC:352*240(CIF),704*240(Half-D1),512*340(D·CIF),704*480(D1)

帧 率

1-25F/S(PAL)、1-30F/S(NTSC)

视频设备

兼容兼容国内外H.264和MPEG4等标准算法设备(如:海康、大华、汉邦、恒亿、华贤迅、台湾VIVOTEK system、台湾奇偶、德国MOBOTIX等)

记录介质

标配1个1000G SATA硬盘,最大增加到8个热插拔硬盘。

标配1个1000G SATA硬盘,最大增加到16个热插拔硬盘。

标配1个1000G SATA硬盘,最大增加到24个热插拔硬盘。

网络接口:

1个RJ45,10M/100M/1000M自适应以太网口

网络连接

局域网、电话线、DDN、ISDN、ADSL、E1、VPN、光纤传输

音视频输入

144路CIF视频网络信号,96路D1,54路百万像素(720P)

音视频输出

单机可以做到16路,可多台NVR服务器级联存储视频

操作系统

Windows2000/WindowsXP/Windows2003/WindowsVista/ Windows 7

机箱尺寸

W428mm*H88.9mm*D660mm

W43.7cm H 13.2cm D64.8cm

W 43.7cm H 17.8cm D66cm

电源功率

600W

热插拔800W冗余

热插拔900W冗余

重量

《20KG

《42.7KG

《44KG

三、三维控制键盘

clip_image024 KB-103

产品说明

KB-103控制键盘兼容本公司数字矩阵,控制键盘还可以直接控制快球,也可以通过控制网络数字矩阵来间接控制快球或解码器。

型号

KB-103

可控制快球

128(台)

控制摇杆

三维摇杆

通信端口

RS232、RS422半双工 通信速率:1200-19200

显示屏

LCD:122×32中文蓝屏

通讯电缆长度

RS422最大1200米 RS232最大15米

工作环境温度

-10~+50℃

电源

DC-12V ±10% 50HZ

功耗

最大10W

尺寸

320(长)×180(宽)×93(高)

重量

2.70kg

控制面板

全中文

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