工业电视系统的概述及特性

精品文档 1欢迎下载 一 一 系统的概述系统的概述 工业电视监控系统主要用于监视厂区内关键部位 它为运行人员提供了足不出户而直 接监视建筑物内 外情况 现场设备运行情况的手段 使运行人员在控制中心便可监视整 个厂区内外的情况 从而大大加强了保安的效果 工业电视监控系统除起到正常的监视作 用外 还可与控制系统联动 及时发现故障点和提醒值班人员 观察并录下相关的现场及 设备运行情况 对可能出现的任何异常情况尽早发现 尽早处理 并在事后重点分析 数字监控系统是安全防范技术体系中的一个重要组成部分 是一种先进的 防范能力 极强的数字综合系统 它可以通过遥控摄像机及其辅助设备 云台 镜头等 直接观看被 监视场所的情况 一目了然 同时它可以把被监视场所的图像全部或部分的记录下来 这 样就为日后对某些事件的处理提供了方便条件及重要依据 二 二 系统的组成及功能系统的组成及功能 1 1 前端部分前端部分 工业电视监控系统前端部分包括摄像机 监听头 云台 防护罩 解码器等设备 1 摄像机是把现场景物的光信号 即景物的明暗不同处 变成电信号 即视频信号 的装置 2 监听头即拾音器 是将声音信号变成电信号 即音频信号 的装置 景物的光信 号和声音信号变成电信号后 便于进行远距离传送 放大 存储记录和再现 3 云台是承载摄像机的载体 载有摄像机的云台在其电动机驱动下作水平方向或垂 直方向的转动 或者水平与垂直方向同时转 以扩大摄像机的视场角 增大视野范围 选 取最佳角度和最佳焦距摄取所需监视的景物图像 4 防护罩主要用于摄像机 云台等摄像设备的保护 具有防尘 防雨 防露 降低 云台运转噪声的作用 还兼有摄像机的安全防范 例如防盗 防硬物撞击摄像机镜头 等 功能 5 解码器是将数字控制信号变成模拟电压信号的装置 即把控制中心送来的控制信 号 即数字信号 变成相应的电压 即模拟信号 去控制云台的上 下 左 右转动或摄 像镜头的变焦 聚焦 光圈等 2 2 信号传输部分信号传输部分 精品文档 2欢迎下载 信号传输部分包括多种电缆 相应音频电缆等 光缆 视频放大器 射频调制与解调 器 高频放大器 光端机等 它们的主要作用是将视频信号和音频信号在尽可能是小的衰 减及失真情况下 传送到远端的控制中心机房 同时将中心机房计算机和视频矩阵或控制 器等控制设备输出的控制信号传送到前端设备 对具有多种报警功能的系统来说 信号传输部分还包括把报警信号传送到控制中心计算机 同时将中心机房计算机等发送的控制信号传送到前端报警检测与控制器的网络系统 3 3 显示部分显示部分 显示部分包括监视器 或带有 AV 输入端口的电视机 视频多画面处理器 计算机的 显示器等 它们主要作用是再现前端报像机摄到的图像和监听头拾取的声音 对监控点的 目标进行监视和监听 还可以对计算机检索到录制内容进行重放再现 4 4 控制部分控制部分 控制部分是整个系统的控制和指令中心 包括多媒体计算机 视频矩阵 音频矩阵等 控制设备 其主要作用如下 1 控制视频信号与音频信号同步切换 选择需要重点监视的监控点图像和声音到主 画面监视器进行全屏显示和声音监听 也可同时在计算机操作员的显示器上进行全屏显示 和声音监听 还可控制视频矩阵进行巡回切换 分组切换 循环切换 群组切换显示等 2 根据实际需要发送相应的控制信号 该信号经传输线路 或网络系统 送到前端 部分的解码器进行解码 再去控制云台的上 下 左 右转动 控制摄像机镜头的变焦 聚焦 光圈等 3 控制记录系统的录制与重放 对需要重点监视和监听的监控点景物图像和声音录 制 对发生的事件实时记录 对录制的图像 声音和事件可根据时间 地点 事件性质等 进行自动检索 并可随时调出重放 以便进行查阅 4 对具有多种报警功能的系统来说 还可以发出相应的控制信号 去控制报警系统 前端部分的报警控制器 5 5 记录部分记录部分 记录部分包括普通 VHS 录像机 长延时录像机 又称时滞录像机 硬盘记录器或硬盘 录像机等 它们主要的作用是将图像 声音信号 报警信息等即时记录下来 作为资料存 以便重放 工业电视监控系统中的录像机要求具有自动检索功能 可方便查询 便于重放 再现 6 6 工业电视监控系统和网络监控系统的特点工业电视监控系统和网络监控系统的特点 精品文档 3欢迎下载 1 工业电视监控系统的特点 可从多路摄像机的输入图像中任选一路或多路在屏幕上作画面动态显示 数字化硬盘存储 及视频压缩功能 可完整地记录下摄像机的高清晰度画面 使画面回放时也能达到了极高 的清晰度 评价多画面分割显示性能优劣的关键是影像处理与显示更新速度和画面的清晰 程度 响应报警及联动输出功能 图像经硬件压缩后通过公共电话线或者局域网 广域网 远程传输 再以软件解压重现压缩后的视频图像 通过一对调制调解器在公共电话线或者 局域网 广域网上发送与接收 在接收端通过软件解压重现画面 2 网络视频监控系统的特点 全数字化网络监控系统的两个特点就是全数字化和网络化 a 布控区域广阔 也没有度和信号衰减的限制 b 系统肯有几乎有限的无缝扩展能力 在无需扩充网络带宽的条件下可以任意扩展系统设 备 c 可以组成非常复杂的监控网络 联动方式灵活 可以由用户自己定义 能够充分满足任 何特殊 复杂应用系统的要求 7 7 设计依据设计依据 根据数字网络视频监控系统的要求和国家有关法规的要求 经研究 分析设计本系统 方案 该系统具有性能先进 质量可靠 经济实用等特点 而且该系统具有方便扩展 与 其它信息系统实现无缝连接的能力 安全范工程技术规范 GB50348 2004 民用建设电气设计规范 JGJ T16 92 工业电视系统工程设计规范 GBJ115 87 中华人民共和国公共安全行业标准 GA T74 94 民用闭路监视电视系统工程技术规范 GB50198 94 防盗报警控制器通用技术条件 GB12663 90 8 三 三 系统设备的描述与选型系统设备的描述与选型 1 1 前端摄像设备前端摄像设备 摄像机是拾取图像信号的设备 也就是说 被监视的画面是由摄像机将其光信 画面 号变为电信号 图像信号 的 目前 无论是彩色摄像机还是黑白摄像机 其光电转换的 器件均采用 CCD 器件 即 电耦合 器件 摄像机通过它的镜头把被监视场所的画面成像 在 CCD 片子 靶面 上 通过 CCD 本身的电子扫描 即 CCD 电荷转移 把成像的光信号变 为电信号 再通过放大 整形等一系列信号处理 最后变为标准的电视信号输出 精品文档 4欢迎下载 摄像机的选型需参照以下几点 1 使用场所 工业电视监控系统的摄像机要能适应工业现场的要求 特别是用于高温 易燃 易爆等恶 劣环境时 要选择对应工业生产环境要求的摄像机产品 2 色彩 摄像机有黑白和彩色两种 通常黑白摄像机的水平清晰度比彩色摄像机高 且黑白摄像机 比彩色摄像机灵敏 更适用于光线不足的地方和夜间灯光较暗的场所 黑白摄像机的价格 比彩色便宜 但彩色的图像容易分辨衣物与场景颜色 便于及时获取 区分现场的实时信 息 3 CCD 尺寸 电视监控摄像机的 CCD 尺寸各类较多 有 1 3in 2 3in 和 3 4in 等 近年来用于电视监控 摄像机的 CCD 尺寸以 1 3in 为主流 4 像素数 分辨率与清晰度 监控摄像机的像素数指的是摄像机 CCD 传感器的最大像素数 有些给出了水平及垂直 方向的像素数 有些则给出了前两者的乘积值 对于一定尺寸的 CCD 芯片 像素数越多则 意味着每一像素单元的面积越小 因面由该芯片构成的摄像机的分辨率也就越高 摄像机的分辨率是指当摄像机摄取等间隔排列的黑白相间条纹时 在监视器 比摄像 机的分辨率要高 上能够看到的最多线数 当超过这一线数时 屏幕上就只能看到灰蒙蒙 的一片 而不能分辨出黑白相间的线条 CCD 摄像机的分辨率在保证镜头的分辨率与视频 信号带宽 6MHZ 的前提下 主要取决于图像传感器的像素数 分辨率与 CCD 和镜头有关 还与摄像头电路通道的频带宽度直接相关 通常规律是 1MHZ 的频带宽度相当于清晰度为 80 线 频带越宽 图像越清晰 线数值则相对越大 清晰度有水平和垂直两种 垂直方向的清晰度受到电视制式的限制 有一个最高的限 度 由于我国电视信号均为 PAL 制式 PAL 制垂直清晰度为 400 行 因此摄像机的清晰度 一般是用水平清晰度表示 水平清晰度表示人眼对电视图像水平细节清晰度的量度 用电 视线 TVL 表示 目前选用黑白摄像机的水平清晰度一般应要求大于 500TVL 彩色摄像 机的水平清晰度一般应要求大于 400TVL 5 照度 灵敏度 单位被照面积上接受到的光通量称为照度 在镜头光圈大小一寂的情况下 获取规定信号 电平所需要的最低靶面照度即为灵敏度 6 信噪比 信噪比是指信号电压与噪声电压的比值 通常用 S N 来表示 一般情况下 信号电压远高 于噪声电压 比值非常大 信噪比的单位用 dB 来表示 一般摄像机给出的信噪比值均是在 自动增益控制关闭时的值 因为当自动增益控制接通时 会对小信号进行提升 使得噪声 精品文档 5欢迎下载 电平也相应提高 信噪比的典型值为 45dB 55dB 若为人 50 dB 则图像有少量噪声 但图像质量良好 若为 60 dB 则图像质量优良 不出现噪声 7 色温 色温是表示光源光谱质量最通用的指标 一般用 Pa 表示 色温是按绝对黑体来定义的 当 光源的辐射在可见区和绝对黑体的辐射完全相同时 黑体的温度就称此光源的色温 低色 温光源的特征是能量分布中 红辐射相对要多此 通常称为 暖光 色温提高后 能量分 布集中 蓝辐射的比例增加 通常称为 冷光 通常人眼所见到的光线 是由 7 种色光的 光谱所组成 但其中有些光线偏蓝 有些则偏红 色温就是专门用来量度光线的颜色成分 的 8 白平衡 白平衡 white balance 从字面上的理解是白色的平衡 白平衡是描述显示器中红 绿 蓝三基色混合后生成白色精确度的一项指标 白平衡是电视摄像领域一个非常重要的概念 通过它可以调节色彩还原和色调处理的一系列问题 白平衡只用于彩色摄像机 用于实现 摄像机图像能精确反映景物状况 9 黑平衡 黑平衡也是摄像机的一个重要参数 它是指摄像机在拍摄黑色景物或者盖上镜头盖时 输 出的三个基色电平应相等 使监视器屏幕上呈现出黑色 广播级摄像机都有黑平衡调整电 路 但在电视监控系统中 一方面要求显示的图像尽可能清晰 明快 另一个方面又考虑 到黑平衡对人眼视觉的影响远不如白平衡对人眼视觉影响那样强烈 因此视频监控摄像机 一般不设黑平衡调整电路 2 2 镜头镜头 摄像机是通过镜头将监视目标成像在图像传感器靶面上 在视频监控系统中 摄像机 一般是指不包括镜头的裸机 因此 在实际使用中需根据应用的具体要求 选择一个合适 的镜头与摄像机配套 镜头的类型很多 除了按成像尺寸和接口形式做成各种性能参数镜 头外 主要是由光圈 焦距的不同形式组合派生出各种类型的镜头 镜头的选型可参照以下几点 1 成像尺寸 靶面尺寸一般分为 25 4mm L in 16 9mm 2 3in 12 7mm 1 2in 8 47mm 1 3in 和 6 35mm 1 4in 等几种 分别对应着不同的成像尺寸 选用镜头时 应使用镜头的成 像尺寸与摄像机的靶面尺寸大小相吻合 2 焦距 焦距就是透镜中心到焦点的距离 对于摄像物镜而言 在实际应用中 往往物距远大于像 距 即 S S 所以可以近似认为 S f 镜头的焦距决定了该镜头拍摄的物体在 CCD 上所 精品文档 6欢迎下载 形成影像的大小 焦距越短 拍摄范围就越大 这种镜头适合在距离拍摄较大的场景 也 就是广角镜头 只有变焦镜头的焦距是连续可变的 手动调焦镜头调节调焦环并不改变焦 距 3 相对孔径 在镜头里都有一个光圈 光圈的相对孔径等于镜头的有效孔径与镜头焦距之比 镜头的相 对孔径表征了物镜的集光能力 相对孔径越大 通过的光就越多 因此 选用相对孔径大 的镜头 可以降低对景物照明条件要求 4 光圈指数 光圈指数 F 是相对孔径的倒数 即光圈数 在光圈指数序列中 前一个标值正好是后一个 标值对应曝光量的 2 倍 5 视场角 镜头有一个确定的视野 镜头对这个视野的高度和宽度的张角称为视场角 6 镜头的种类 镜头的种类按焦距可分为短焦距 中焦距 长焦距和变焦距镜头 按视场分类有广角 标 准 狭窄或远摄镜头 按结构分类有固定光圈定焦 手动光圈定焦 自动光圈定焦 手动 变焦 自动光圈电动变焦 电动三可变 指光圈 焦距 聚焦这三者均可变 和针孔等镜 头类型 1 广角镜头 指视角在 90 度以上 一般用于电梯轿厢内 大厅小视距大视角场所 2 标准镜头 视角在 30 度左右 一般用于走道及小区周界等场所 3 长焦镜头 视角在 20 度以内 焦距的范围从几十毫米到上百毫米 用于远距离监 视 4 变焦镜头 指镜头的焦距范围可变 可从广角变到长焦 用于景深大 视角范围 广的区域 5 固定光圈定焦镜头 固定光圈定焦镜头仅设有手动调整对焦调整环 环上标有若 干距离参考值 左右旋转该环使 CCD 靶面的成像最为清晰 由此在监视器屏幕上得到最为 清晰的图像 固定光圈镜头光圈不可调整 进入镜头的光通量不能通过改变镜头因素而改 变 只能通过改变被摄现场光照度来调整 一般应用于光照度比较均匀的场合 其他场合 需与带有自动电子快门功能的 CCD 摄像机合用 目前市面上绝大多数的 CCD 摄像机均带有 自动电子快门功能 通过电子快门的调整来模拟光通量的变化 6 手动光圈定焦镜头 手动光圈定焦镜头的特点是增加光圈调整环 光圈的调整范 围一般可从 F1 2 或 F1 4 到全关闭 安装时通过手动调整适应被摄现场的光照度 因此 这种镜头一般也是应用于光照度比较均匀的场合 其他场合也需与带有自动电子快门功能 的 CCD 摄像机合用 由电子快门的调整来模拟光通量的变化 精品文档 7欢迎下载 7 自动光圈定焦镜头 自动光圈镜头控制原理与人眼控制进光原理相同 可变孔径 光阑相当于人眼的瞳孔 CCD 光电传感器相当于人眼的视网膜 当人眼感觉到现场光线过 强时 大脑控制肌肉动作会使瞳孔收缩 以减少眼球的进光 当人眼感觉到现场光线太暗 时 大脑控制肌肉动作使瞳孔扩张 以增加眼球的进光量 这样视网膜上始终感受到的是 合适的光强 自动光圈定焦镜头在手动光圈定焦镜头的光圈调整环上增加齿轮合传动微型 电机 由摄像头驱动电路输出 3 或 4 芯线控制自动光圈镜头 使镜头内的微型电机进行相 应的正向或反向转动 从而调节光圈的大小 自动光圈迎头痛击分为含放大器 视频驱动 型 与不含放大器 直流驱动型 这两种规格 自动光圈定焦镜头使用在室外 当环境照 度变化范围远大于摄像机自动增益控制范围时 应采用自动光圈镜头 8 手动变焦镜头 手动变焦镜头的特点是焦距手动可变 手动变焦镜头有一个焦距 调整环 可以在一定范围内调整镜头的焦距 焦距一般在 3 6mm 8mm 之间变化 在实际 工程应用中 通过手动调节镜头的变焦环 可以方便地选择监视现场的视场角 9 自动光圈电动变焦镜 自动光圈电动变焦镜特点与前述自动光圈定焦镜头相比增 加了两个微型电动机 其中一个电动机与镜头的变焦环啮合 当其受控而转动时可改变镜 头的焦距 另一个电动机与镜头的对焦环啮合 当其受控而转动时可完成镜头的对焦 由 于该镜头增加了两个可摇控调整的功能 因而此种镜头也称作电动两可变镜头 10 电动三可变镜头 电动三可变镜头与两可变镜头结构相差不多 只是对光圈 调整电动机的控制方式由自动改为通过控制器进行手动控制 因此 它包含 3 个微型电动 机 一组 6 芯控制线与云台 镜头控制器及解码器相连 3 3 解码器解码器 1 解码器的功能 解码器在视频安防监控系统中是前端设备 解码器是为带有云台 变焦镜头等可控设备提 供驱动电源并与控制设备 如矩阵进行通信的终端设备 解码器用在配有系统主机的控制 台 由控制台发送控制信号 必须与系统主机配合使用 安装在配有云台及电动镜头的摄 像机附近 由多芯控制线与云台 摄像机 防护罩相连 另有通信线与系统主机相连 通 信线通常选用两芯带护套或两芯屏蔽线 解码器可以控制云台的上 下 左 右旋转 实现对变焦镜头的变焦 聚焦和光圈以及对 防护罩雨刷器 摄像机电源和灯光设备的控制 还可以提供若干个辅助功能开头 2 解码器的分类 解码器按供电电压可分为交流解码器和直流解码器 按工作环境可分为室内解码器与室外 解码器 按通信方式可分为单向通信解码器和双向解码器 4 4 红外灯红外灯 为了使摄取的图像层次清楚 对比度合适 必须保证摄像机的最佳照度 在环境要求 精品文档 8欢迎下载 不能满足时 需要配置辅助照明设备以达到时摄像要求 1 红外灯的原理 采用常规的可见光照明 会暴露监控目标 在居民小区还有扰民问题 隐蔽的夜视监控 目前都采用红外摄像技术 红外摄像技术分为被动红外摄像技术和主动红外摄像技术 被 动红外摄像技术利用任何物质在绝对零度以上都有红外光发射的现象 人体和热机发出的 红外光较强 其他物体发出的红外光很微弱 利用特殊的红外摄像机可以实现夜间监控 由于这种特殊的红外摄像机造价昂贵 而且不能反映周围环境状况 因此在夜视系统中不 被采用 在夜视系统中经常采用主动红外摄像技术 即采用红外辐射 照明 产生人眼看 不见而普通摄像机能捕捉到的红外光 辐射 照明 景物和环境 应用普通低照度的黑白 摄像机 彩转黑摄像机或红外敏感型低照度彩色摄像机 捕捉周围环境反射回来的红外光 实现夜视 2 红外灯的种类和各自特性 红外灯按其红外光辐射机理分为半导体固体发光 红外发光二极管 红外灯和热辐射红外 灯两种植 其原理及特性介绍如下 红外发光二极管 LED 红外灯由红外发光二极管矩阵组成发光体 红外发光二极管由红外 辐射效率高的材料 常用砷化镓 Ga As 制成 PN 结 外加正向偏压向 PN 结注入电流激发 红外光 其光谱功率分布中心波长 830nm 950nm 半峰带宽约 40nm 左右 它是窄带分 布 为普通 CCD 黑白摄像机可感受到的范围 红外发光二极管 采用 940nm 950nm 波长 的红外发光二极管 最在的优点是可以安全无红暴 红暴为有可见红光 或仅有微弱红暴 而且寿命长 红外发光二极管的发射功率用辐照度 uW m 2 表示 一般来说 其红外辐射 功率与正向工作电流成正比 但批准接近正向电流的最大额定值时 器件的温度因电流的 热耗而上升 使光发射功率下降 红外发光二极管电流过小 将影响其辐射的发挥 但工 作电流过大将影响其寿命 甚至使红外发光二极管烧毁 红外发光二极管辐射功率随环境 温度的升高 包括其本身的发热所产生的环境温度升高 会使其辐射功率下降 红外灯特 别是远距离红外灯 热耗是设计和选择时应注意的问题 红外发光二极管最大辐射强度一 般在光轴的正前方 并随辐射方向与光轴夹角的增加而减小 辐射强度为最大值的 50 的 角度称为半强度辐射角 不同封装工艺型号的红外发光二极管的辐射角度有所不同 热辐射红外灯利用的是热辐射原理 物体在温度较低时产生的热辐射全部是红外光 因此 人眼不能直接观察到 当加热到 500 左右时 才会产生暗红色的可见光 随着温度的上 升 光变得更亮和更白 在热辐射光源中通过加热灯丝来维持它的温度 供辐射继续不断 地进行 维持一定的温度使从外部提供能量与因辐射而减少的能量来达到平衡 辐射体在 不同加热温度时 辐射的峰值波长是不同的 其光谱能量分布也是不同的 经特殊设计和 工艺制成的红外灯泡 其红个光成分最高可达到 92 95 其光谱范围是很宽的 普通 黑白摄像机的光谱频率范围也是很宽的 且红外灯泡一般可制成比较大的功率和大的辐照 角 因此可用于远距离红外灯 这是它最大的优点为 其最大不足之处是包含可见光成分 即有红暴 且使用寿命短 如果每天工作 10h 5000h 只能使用一年多 考虑散热问题 寿 命还要短些 精品文档 9欢迎下载 5 5 防护罩防护罩 1 防护罩的功能 摄像机防护罩的主要功能是用于保护摄像机和镜头 以提高其工作的可靠性 延长其使用 寿命 使摄像机在有灰尘 雨水 高低温等情况下能正常工作 另外防护罩还具有安全性 可防止人为破坏 这种防护罩装有防拆开关 一旦防护罩被打开将发出报警信号 可以防 止对摄像机和镜头的人为破坏 室内防护罩的主要功能是用于摄像机的密封防尘 并有一定的安全防护 隐蔽作用 有的还配有刮水器和喷淋器等设备 室内防护罩必须能够保护摄像机和镜头 使其免受灰 尘 杂质和腐蚀性气体的污染 同时要能够配合安装地点达到防破坏的目的 室内防护罩 一般使用涂漆或经氧化处理的铝材 涂漆钢材或塑料制成 如果使用塑料 应当使用耐火 型或阻燃型 防护罩必须有足够的强度 安装界面必须牢固 视窗应该是清晰透明的安全 玻璃或塑料 聚碳酸酯 电气连接口的设计位置应该便于安装和维护 室外防护罩必须具 有防热 防晒 防冷 除霜 防雨 防尘等功能 摄像机工作温度为 5 45 而最 合适的温度是 0 30 否则会影响图像质量 甚至损坏摄像机 因此室外防护罩要 适应各种气候条件 如风 雨 雪 霜 低温 暴晒 沙尘等 室外防护罩因使用的地点 的不同 配置如遮阳罩 内 外装风扇 加热器 除霜器 雨刷器 清洗器等辅助设 首先 室外防护罩的密封性要高 以避免雨水进入 同时进线口要开在防护罩的下方 避免雨水 沿线缆倒流入防护罩 在防护罩前方还应安装雨刷 以便及时清理所积雨水和污垢 使摄 像机能通过玻璃 摄取清晰的图像 防护罩前部或玻璃上的除霜器可在视窗上积霜 积雪 时将其融化 其次 防护罩内应装有加热器 在温度较低的环境中进行加热 提升防护罩 内部温度 确保摄像机 镜头正常工作 内装或外装风扇可以使防护罩内空气流通 降低防 护罩内的温度 室外型防护罩的辅助设备控制功能有自动控制和手动控制两种 如加热器 除霜器 风 扇都是由防护罩内部的温度传感器自动启动或自动关闭的 室外防护罩一般使用铝材 带 涂层钢材 不锈钢或可以在室外环境使用塑料制造 制造材料必须能够耐受紫外线的照射 否则会很快出现裂纹 褪色和强度降低等老化现象 对于要求耐用 安全底高和可抵抗人 为破坏的环境中应该使用不锈钢防护罩 经过适当处理的铝防护罩也是一种性能优良的防 护罩 处理方法有三种 聚氨酯烤漆 阳极氧化 阳极氧化加涂漆 在有腐蚀性气体的环 境中不应选用铝制或钢制材料 在盐雾环境中应使用不锈钢或特殊塑料制成的防护罩 2 防护罩的分类 防护罩一般分为通用型和特殊用途两种 又可分为室内型和室外型两种 按照形状划分 一般分为枪式 球型和坡型等 枪式防护罩是监控系统最为常见的防护罩 其成本低 结实耐用 尺寸多样 样式美观 室内枪式防护罩不需要进行特殊的防锈处理 一般使用涂漆或阳极氧化处理的铝材 钢材 或高抗冲塑料 如聚氯乙烯 PVC 工程塑料 ABS 或聚碳酸酯等材料 枪式防护罩的开 启结构有顶盖拆卸式 前后盖拆开式 滑道抽出式 顶盖撑杆式和顶盖滑动式等 各种结 精品文档 10欢迎下载 构方式都是以安装 检修 维护方便为目标的 球型防护罩有半球型和全球型两种 一般室外应用大多采用全球型球罩 室内应用中则会 根据现场环境选择半球或全球型防护罩 全球型防护罩一般是支架悬吊式或吸顶式的安装 方式 半球型防护罩最常见的是吸顶式和天花板嵌入的方式 3 支架 摄像机前端的支架有摄像机支架和云台支架 摄像机支架用于加固定摄像机的部件 根据 应用的环境不同 支架的形状也各异 摄像机支架一般均为小型支架 有注塑型和金属型 两类 可直接固定摄像机 也可以通过防护罩固定摄像机 所有的摄像机支架都具有万向 调节功能 能过对支架的调整 即可以将摄像机的镜头准确地对向被摄现场 云台支架一般均为金属结构 且尺寸也比摄像机支架大 考虑到云台自身已具有方向调节 功能 因此 云台支架一般不再有方向调节功能 有些支架为配合无云台场合的中大型防 护罩使用 在支架的前端配有一可上下调节的底座 大型室外云台一般采用摄像机支架作 为大型支架 四 四 传输系统传输系统 监控现场和控制中心是有一定距离的 从监控现场到控制中心需要传输图像信号 同 时 控制中心也需要向现场传送控制信号民 因此从信号类别的角度传输系统包括视频信 号和控制信号传输两大主要部分 同时还有报警 电源等 视频信号在传输中要多次复用 分配 视频信号的传输分配部分的作用是将摄像机输出的视频 有时包括音频 信号传送 到中心机房或其他监视点 按传输方式划分 CCTV 系统的传输一般采用以视频信号本身的 基带传输 有时采用载波传送或脉冲编码调制传送 按传输介质划分 有电缆传输 光缆 传输 无线电磁波传输等多种方式 采用光缆为传输介质的系统都采用光通信方式传送 控制信号的传输按功能也可归属于控制部分 控制信号由控制中心的控制设备发出 以控 制镜头 云台等设备 传输部分即是最简单也是最复杂的部分 说简单主要相对于监控中 心设备 说复杂主要体现在视频的光通信 数字网络技术的应用都采用了最新的通信技术 同时信号传输对于分布范围较大的监控区域 由于传输距离远 存在信号衰减 电磁干拢 大 如果需要实现在无端对各个前端治安监控点的统一监控 就必须利用有效手段将各个 监控点的图像传输到监控中心 同时又要从成本 传输效果 传输速度和工作方式等角底 综合考虑 1 同轴电缆传输同轴电缆传输 传输系统使用的传输介质有同轴电缆 光缆等 近距离传输时一般采用同轴电缆信号传输 同轴电缆有屏蔽作用 对外界的静电场和电磁波有屏蔽作用 可减少串拢 传输损失也较 小 但当电缆长距离传送信号时 会受到对地不平衡低频电流的影响 有时也会有高频干 扰 同轴电缆传输的可以是视频基带信号 也可以是射频信号 信号传输带宽为 50HZ 4MHZ 当传输距离在 200m 以内时 用同轴电缆传送 其衰减的影响一般可不予考虑 当传 输距离大于 200m 时 电缆衰减量较大 为了能传输整个带宽内不两只频率的信号 必须使 精品文档 11欢迎下载 用电缆补偿放大器 在某些场合 当布丝非常困难时 可以采用无线传输 如微波定向传 输 但它要占用频率资源 需经无线电管理委员会批准 远距离传输的方式是采用光缆传 送电视信号 2 光纤传输光纤传输 监控信号的光纤传输是一种典型光纤通信技术的应用 光纤是光导纤维的简称 由高 纯度的 SiO2 制成 是一种利用光的反射原理制造的光传导工具 它在折射率较高的光传输 层之外加上折射率较低的包裹层 光在两种介质交界面上的全反射现象 将以光的形式出 现的能量约束在波导内 并引导光沿着与轴线平行的方向传播 3 双绞线传输双绞线传输 双绞线是网络工程中最常用的一种传输介质 它特别适用于较短距离的信息传输 采 用双绞线的局域网的带宽取决于所用导线的质量 长度及传输技术 精心选择和安装双绞 线 采用特殊的传输技术 在有限距离 100m 内 传输率可达 100Mb s 155Mb s 双绞 线分为屏蔽双绞线和非屏蔽两大类 为减小辐射 可采用屏蔽双绞线电缆 4 无线传输无线传输 在一些情况下 由于受到地理环境等限制 视频传输采用有线网络可能无法实现等 这时 采用无线网络就具有较大的优越性 它不仅组网灵活 扩展性好 其维护费用也较 低 无线视频传输可行的是无线局域网技术 遵循 802 11 标准 但由于 802 11 速率最高只能 达到 2Mb s IEEE 小组又相继推出了 802 11b 和 802 11a 两个新标准 802 11b 标准采用 一种新的调制技术 使得传输速率能根据环境变化 速度最高可达到 11Mb s 而 802 11a 标准的传输率则可达到 25Mb s 完全能满足语音 数据和图像等业务的需要 五 五 控制系统控制系统 1 1 控制种类控制种类 控制部分是在中心机房通过有关设备对系统的摄像和传输分配部分的设备进行远距离 遥控 这一部分是整个系统的核心 相当于系统的 心脏 和 大脑 控制部分要求对整 个系统实施控制 主要是对前端设备进行远程控制 对摄像机 镜头和云台等进行控制 别外就是对终端设备的操作控制 2 2 控制设备控制设备 精品文档 12欢迎下载 控制部分控制的对象主要包括前端设备中的一体化摄像机 解码器和云台等 控制设 备是指矩阵 键盘等 也是可以通过软件而操作的 DVR 数字监控设备等 在模拟系统中 控制部分的主要设备有集中控制器 电动云台 云台控制器和微机控制器等 集中控制器需使用控制键盘配合一些辅助设备 可以对摄像机工作状态 如电源的接 通 关断 水平旋转 垂直俯仰和远距离广角变焦等进行遥控 电动云台用于安装摄像机 云台在控制电压 云台控制器输出的电压 的作用下 进行水平和垂直转动 使摄像机能 在大范围内对准并摄取所需要的观察目标 云台控制器与云台配合使用 其作用是在集中 控制器输出的控制电压作用下 输出交流电压至云台 以此驱动云台内电机转动 从而完 成旋转动作等 微机控制器是一种较先进的多功能控制器 它采用的是微处理技术 1 焦距控制器 集中控制器一般安装在中心机房 高度室或某些监视点上 可分为主控制台和辅助控制台 主控台通常将系统控制单元与视频矩阵切换器集成一体 其主要功能是对摄像机 镜头 云台和防护罩等进行遥控 以完成对被监视场所的全面 详细监视 使单台监视器 录像 机 能够很方便地轮换显示 记录 多个摄像机摄取的图像 产生的信号 集中控制器可 同时处理多路控制指令 供多个使用者同时使用系统 2 电动云台 云台不仅起到支撑和安装摄像机的作用 更重要的是扩大了摄像机的视野范围 因而从某 种意义上来说 它起到了变一台摄像机为多台摄像机的作用 云台内部主要是伺服电机 伺服电机又称执行电机 在自动控制系统中是执行元件 它把所收到的电信号转换成电动 机轴上的角位移或角速度输出 伺服电机分为直流和交流伺服电动机两在类 其主要特点 是 当信号电压为零时无自转现象 转速随着转矩的增加而匀速下降 云台还要求具有防 侵蚀密封 超负荷保护 承载量较大和预置功能 3 云台控制器 云台控制器用于现场操纵云台及电动镜头动作的设备 输出交流电压 对云台 或直流电 压 对电动镜头 使云台或电动镜头作相应动作 为降低成本 监控系统中的控制器一般 都是由简单逻辑电路去控制电磁继电器或固体继电器而输出控制电压的 六 六 摄像机的种类和参数摄像机的种类和参数 根据目前市场上的摄像机类型 大致可分为半球摄像机 枪型摄像机 一体化摄像机 红外一体化摄像机 智能球型摄像机和云台 摄像机 1 球型 球型摄像机摄像机 精品文档 13欢迎下载 半球摄像机 顾名思义就是形状是个半球 仅仅是针对外形命名的 半球式摄像机 由于体积小巧 外型美观 比较适合办公场所以及装修档次高的场所使用 其内部 由摄像机 自动光圈手动变焦镜头 密封性能优异球罩和精密的摄像机安装支架组成的 半球摄像机 其最大的特点是设计精巧 美观且易于安装 半球摄像机图像的生成当前主要是来自 CCD 半球摄像机 CCD 是电荷耦合器件 charge coupled deice 的简称 它能够将光线变为电荷并将电荷存储及转移 也可 将存储之电荷取出使电压发生变化 因此是理想的摄像机元件 以其构成的CCD 摄像 机具有体积小 重量轻 不受磁场影响 具有抗震动和撞击之特性而被广泛应用 性能参数性能参数 以天地伟业 TC NC6432S 为参考 根据现场实际情况选型 成像组件1 3 SONY CCD 分辨率420 线超高水平清晰度 精品文档 14欢迎下载 照度0 015LUX 镜头3 6 mm 电子快门1 50 1 120 000 秒连续 PAL 制式 1 60 1 120 000 秒连续 NTSC 制式 信噪比52dB 最小 60dB 最大 自动增益关闭 处理器单元ASIC 操作系统嵌入式 Linux 操作系统 视频压缩H 264 音频压缩G 711 ADPCM 图像分辨率720 576 720 288 352 288 帧率25 帧 秒 PAL 制式 30 帧 秒 NTSC 制式 码率范围64k 3M bps 音频采样率8K s 32bit sample 视频参数对比度 亮度 色度 饱和度可独立调整 IE 访问内建 WEB SERVER 默认 IP192 168 1 2 网络接口10BaseT 100BaseTX 以太网接口 网络协议TCP UDP HTTP MULTICAST 传输模式主 副码流 IP 地址静态 动态 域名解析 OSD时间 日期 自定义字符 系统时钟内置时钟 支持外同步 精品文档 15欢迎下载 远程管理支持网络远程升级 工作环境工作温度 10 50 湿度 0 95 RHG 分分类类 CCD 半球摄像机大致可分为下列几大类 依成像色彩划分 1 彩色摄像机 适用于景物细部辨别 如辨别衣着或景物的颜色 因有颜色 而使信息量增大 信息量一般认为是黑白摄像机的10 倍 2 黑白摄像机 是用于光线不足地区及夜间无法安装照明设备的地区 在仅 监视景物的位置或移动时 可选用分辨率通常高于彩色摄像机的黑白摄像机 依半球摄 像机分辨率划分 1 影像像素在 25 万像素 pixel 左右 彩色分辨率为 330 线 黑白分辨率 420 线左右的低档型 2 影像像素在 25 万 38 万之间 彩色分辨率为 420 线 黑白分辨率在 500 线上下的中档型 3 影像在 38 万点以上 彩色分辨率大于或等于 480 线 黑白分辨率 570 线以上的高分辨率 依半球摄像机灵敏度划分 1 普通型 正常工作所需照度为 1 3Lux 2 月光型 正常工作所需照度为 0 1 Lux 左右 3 星光型 正常工作所需照度为 0 01 Lux 以下 4 红外照明型 原则上可以为零照度 采用红外光源成像 按半球摄像机摄像元件的 CCD 靶面的大小划分 1 l inch 靶面尺寸为宽 12 7mmX 高 9 6mm 对角线 16mm 2 2 3inch 靶面尺寸为宽 8 8mmX 高 6 6mm 对角线 11mm 3 1 2inch 靶面尺寸为宽 6 4mmX 高 4 8mm 对角线 8mm 4 1 3inch 靶面尺寸为宽 4 8mmX 高 3 6mm 对角线 6mm 5 1 4inch 靶面尺寸为宽 3 2mmX 高 2 4mm 对角线 4mm 精品文档 16欢迎下载 6 1 5inch 正在开发之中 尚未推出正式产品 此外CCD 半球摄像机有 PAL 制和 NTSC 制之分 还可以按图像信号处理方式划分或按半球摄像机结构 特特点点 半球摄像机专指由专制的摄像机 专配的自动光圈手动变焦镜头 密封性能优异球 罩和精密的摄像机安装支架组成的半球摄像机 其最大的特点是集摄像机 镜头以及安 装系统为一体 设计精巧且易于安装 半球摄像机是近年来随着安防监控摄像机广泛深入的应用 为追求安装调试方 便 又追求与建筑环境充分协调 既美观和隐蔽而研发的 其已在电视监控工程中被广 泛使用 尽管其在组成上与枪式摄像机有许多相似之处 比如都是固定摄像机 但是半 球摄像机具有自带的精致防护罩和安装支架 而枪机则需要另外配置防护罩 半球摄像 机自带变焦境头 一般其变焦范围较小 而且镜头都不易更换 而枪机的变焦范围取决 于选用的镜头 可从几倍到十数倍 并镜头更换非常方便 半球摄像机大多用于室内小 范围的监控场合 例如重要部位出入口 通道 电梯轿箱等 而枪式摄像机的应用范围 非常宽广 可根据选用不同镜头 实现远距离或广角监控 应用的场合要比半球广泛得 多 随着监控应用领域的日益拓宽 半球摄像机凭借安装调试的方便性 监控隐蔽 性等优点 被大量地应用于室内监控 比如有吊顶 光线变化又不大的应用场合 目前 半球摄像机技术变化也非常快 包括摄像机功能已与高性能的枪机无差别 只是小型化 镜 头也是自动光圈 手动变焦 变焦范围也逐渐增大 球罩整体密封性能更好 特别是下 球罩 制作得薄而均匀 透光率更好 光损更小 安装支架机械设计更精巧 使得摄像 机位置调整非常方便 近年已见三维可调的万向关节型支架 有用户一定还会问选购半球摄像机要注意些什么呢 立方体认为首先要看图像 的还原性 因为下球罩是曲率半径很小的球体 其厚薄不均匀或采用较差的聚炳烯材料 制作都会严重影响到图像质量 要看图像是否会有明显的变形和光损 其次再看图像的 清晰度 色还原性 灵敏度等 还要看供电方式 最好是交直流自适应或是交流 24VAC 供电的 最后要看安装调节的方便性和适应性 半半球球摄摄像像机机的的结结构构 镜头 半球罩 底座 摄像机板固定架 调节倾斜度 视频接口 电源接口 DC12V 机壳安装孔 摄像机水平角度螺丝 调节水平度 核核心心技技术术 精品文档 17欢迎下载 1 1 色色彩彩还还原原 色彩还原是指景物经过拍摄 彩色摄影画面的色彩和原景物色彩的一致程度 影响色彩还原的因素有摄影镜头的质量 光线的色温 CCD 的性能和数字信号处理电 路的设计等 2 2 超超高高解解像像技技术术 CCD 器件作为感光元件的模拟摄像机 其水平清晰度不但取决于 CCD 芯片的性 能 同时与 DSP 数字信号处理电路的设计水平和处理能力密切相关 随着安防技术的 进步 高清晰监控是今后安防发展的方向 摄像机从最早的330 线 发展到 420 线 480 线 现在 540 线成为摄像机的主流 3 3 超超低低照照度度技技术术 随着监控要求的提高 24 小时监控的要求逐渐增多 目前 摄像机市场上出现 越来越多的 超低照度 摄像机 实现方式多样 如慢速快门场累积技术 日夜两用彩色黑 白转换技术等等 4 4 透透雾雾引引擎擎技技术术 最新数字信号处理技术 可自动侦测图像中的灰度雾像数据 并统计全区图像 的亮度数据 经由高精细图像处理算法 结合图像处理芯片灰阶曲线变换 针对各点计算 出最佳修正曲线及对比度 实时地调整图像的动态范围曲线并强化色彩还原度 用以减 少雾气对图像所产生之原始的影像干扰 还原真实图像 5 5 自自动动暗暗区区补补偿偿 A AB BS S 先进数字信号处理技术 可自动侦测图像的暗部 并统计全区图像的亮度数据 经由高精细图像处理算法 针对各点计算出最佳修正曲线及对比色彩 实时地调整图像 动态范位及暗部区域 用以呈现最佳清晰图像 6 6 红红绿绿灯灯辨辨识识技技术术 细微动态侦测技术 针对图像高亮度区域执行细微检知 透过自动动态选取计 算实时地调整所选取图像的对比度及色浓度 同时启动智能全域图像侦测 藉由全域加 总平均亮度的数据 判断对比度与启动时机 用以提高夜间红绿灯辨识力 解决夜间交通 灯号反白问题 7 7 防防雷雷保保护护 雷击通常有三种形式 一是带电的云层与大地上某一点之间发生迅猛的放电现 象 叫做 直击雷 二是带电云层由于静电感应作用产生的 二次雷 或称 感应雷 三是 球形雷 雷击常常造成设备主要部件损坏 修复成本高昂 用户损失很大 因此 防雷击对于保护摄像机正常运转 提升产品寿命有很大的作用 通过在 电路板设立防雷击保护电路 可以确保当雷击发生时摄像机主要元器件不会受到损害 精品文档 18欢迎下载 如电路板 电机 雷击时产生的电流从保护电路导出 流入大地 不进入摄像机工作 电路 从而保护电路的安全 为使用者提供更大的保障 1 1 熟熟悉悉产产品品性性能能 工程商和用户在拿到半球摄像机产品后 应熟悉该产品的技术参数 如输入电 压是多少 功率多大 有什么 功能等 尽量做到心里有数 2 2 检检查查 安装前应对半球摄像机进行检测和调整 使摄像机处于正常的工作状况 3 3 安安装装方方式式 施工前 可以根据环境和安全性 美观性等出发 采用壁装或者吊装等安装方 式 4 4 安安装装角角度度 半球摄像机的安装角度直接影响到监控图像的范围 所以安装时需要更多地按 实地需求来操作 如安装在小区门口小于6 米处时 摄像机的角度建议最好是 30 60 若安装在收银台时 摄像机的角度应考虑在 15 20 等 总之 摄像机尽可能避免 逆光摄像情况的出现 这样方能尽可能地达到客户的要求 5 5 视视频频接接口口的的处处理理 半球摄像机视频信号输出端口 电源输入端口 控制信号端口比较重要 安装 时应尽量做好防水 以及防氧化处理 以免日后出现不稳定 不受控制 甚至不显示图 像的现象 维护技巧半球摄像机一般都需要 24 小时不间断地工作 因此做好半球摄像机的维 护 则可以延长摄像机的寿命和保障摄像机图像效果的稳定性 具体应注意以下几点 应注意半球摄像机电压的稳定性 否则会影响图像的效果 甚至导致摄像机被 损坏 经常检查线材是否出现损坏 老化现象 避免异常情况发生 应尽量避免阳光或者强光长时间直射 以免造成摄像机CCD 损坏 需要经常对半球摄像机进行清洁 如经常清理摄像机的外壳表面灰尘等 尽量 不打开外壳 如需要打开 则先断电 建立半球摄像机档案 以便日后方便检查 检测 精品文档 19欢迎下载 2 枪型摄像机 针对枪型摄像机 之所以叫做枪型 仅是针对外形 内在配置和质量有很大的差异 在中低端市场上可以看到很多外形完全一样的产品 但其质量和价格或许有天大的差别 大家主要注意设备的几个基本参数就可以了 枪型摄像机监控的主要要求 枪型摄像机 适用于光线不充足地区及夜间无法 安装照明设备的地区 在仅监视景物的位置或移动时 可选用枪式摄像机 下面是小编 从枪式摄像机的参数方面总结得出的关于黑白摄像机的 性能参数性能参数 以 ABT KD5230 为参考 根据现场实际情况选型 主要参数主要参数产品类型 网络摄像机 产品功能 日夜转换 宽动态 产品外形 枪式 成像色彩 彩色 精品文档 20欢迎下载 硬件性能硬件性能成像器件 1 3 英寸 Progressive Scan CMOS 有效像素 130 万 最低照度 彩色 0 01Lux F1 2 黑白 0 001Lux F1 2 电子快门 1 25 秒至 1 100000 秒 视频参数视频参数分辨率 1280 x960 接口参数接口参数 视频输出 1Vp p Composite Output 75 BNC 音频输入 1 路 MIC IN Line IN 3 5mm 音频接口 音频输出 1 路 3 5mm 音频接口 线性电平 阻抗 600 报警输入 1 路 报警输出 1 路 网络接口 10Base T 100Base TX RJ 45 控制接口 RS 485 其它参数其它参数网络协议 TCP IP HTTP DHCP DNS DDNS RTP RTSP PPPoE SMTP NTP SNMP HTTPS FTP 802 1x QoS SIP SRTP IPv6 可选 电源电压 DC 12V 10 电源功率 5 5W MAX 当 ICR 切换时 8 5W MAX 产品尺寸 68 64 9 144 8mm 产品重量 500g 环境温度 10 60 环境湿度 小于 90 无凝结 基基本本功功能能分分析析 精品文档 21欢迎下载 1 1 像像素素数数 像素数指的是枪式摄像机 CCD 传感器的最大像素数 有些给出了水平垂直方向的 像素数 如 500H 582V 有些则给出了前两者的等待乘积值 如30 万像素 对于一 定尺寸的 CCD 芯片 像素数越多则意味着每一像素单元的面积越小 因而由该芯片构成 的枪式摄像机的分辨率也就越高 2 2 分分辨辨率率 分辨率是衡量 黑白枪式摄像机优劣的一个重要参数 指的是当 枪式摄像机摄 取等间隔排列的黑白相间条纹时 在监