第4章閉路視頻監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)

會(huì)計(jì)學(xué)1第4章閉路視頻監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)4.2閉路視頻監(jiān)控系統(tǒng)的組成

典型的閉路視頻監(jiān)控系統(tǒng)主要由前端設(shè)備和后端設(shè)備這兩大部分組成，其中后端設(shè)備可進(jìn)一步分為中心控制設(shè)備和分控制設(shè)備。 如圖所示，閉路視頻監(jiān)控系統(tǒng)由攝像部分、傳輸部分、控制部分以及顯示和記錄部分四大塊組成解碼器攝像機(jī)攝像機(jī)解碼器主機(jī)(視頻切換、動(dòng)作、控制、字符發(fā)生)操作鍵盤視頻傳輸線控制線監(jiān)視器第1頁(yè)/共24頁(yè)4.2閉路視頻監(jiān)控系統(tǒng)的組成一、攝像部分

攝像部分主要由攝像機(jī)、鏡頭、防護(hù)罩、安裝支架和云臺(tái)等組成。它負(fù)責(zé)攝取現(xiàn)場(chǎng)景物并將其轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，經(jīng)視頻電纜將電信號(hào)傳送到控制中心，通過(guò)解調(diào)、放大后將電信號(hào)轉(zhuǎn)換成圖像信號(hào)，送到監(jiān)視器上顯示出來(lái)。1.攝像機(jī) 攝像機(jī)有彩色和黑白二種，一般根據(jù)監(jiān)視對(duì)象的環(huán)境和要求來(lái)選取。攝像機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)為CCD尺寸、像素?cái)?shù)、分辨率、最低照度和信噪比等。CCD尺寸指的是CCD圖像傳感器感光面的對(duì)角線尺寸，常見的規(guī)格為1/3英寸、1/2英寸、2/3英寸等。1/2英寸彩色CCD攝像機(jī)1/3英寸彩色CCD攝像機(jī)1/4英寸彩色CCD攝像機(jī)第2頁(yè)/共24頁(yè)4.2閉路視頻監(jiān)控系統(tǒng)的組成1.攝像機(jī) 像素?cái)?shù)指的是攝像機(jī)CCD傳感器的最大像素?cái)?shù)。 分辨率指的是當(dāng)攝像機(jī)攝取等間隔排列的黑白相間條紋時(shí)，在監(jiān)視器（應(yīng)比攝像機(jī)的分辨率高）上能夠看到的最多線數(shù)。工業(yè)監(jiān)視用攝像機(jī)的分辨率通常在380~460線之間，廣播級(jí)攝像機(jī)的分辨率則可達(dá)到700線左右。 低照度指的是當(dāng)被攝景物的光亮度低到一定程度而使攝像機(jī)輸出的視頻信號(hào)電平低到某一規(guī)定值時(shí)的景物光亮度值。 信噪比也是攝像機(jī)的一個(gè)主要參數(shù)。 攝像機(jī)的安裝方式有固定和帶云臺(tái)二種。帶云臺(tái)的攝像機(jī)可以進(jìn)行水平和垂直方向的轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使攝像機(jī)能覆蓋的角度、面積更大。如果要設(shè)計(jì)全方位的視頻監(jiān)控點(diǎn)，則攝像機(jī)需要安裝在云臺(tái)之上。第3頁(yè)/共24頁(yè)4.2閉路視頻監(jiān)控系統(tǒng)的組成2.鏡頭 鏡頭與攝像機(jī)聯(lián)合使用，目前閉路視頻監(jiān)視系統(tǒng)中，常用的鏡頭種類有：手動(dòng)/自動(dòng)光圈定焦鏡頭和自動(dòng)光圈變焦鏡頭，如圖所示。自動(dòng)變焦鏡頭常用視頻驅(qū)動(dòng)和直流驅(qū)動(dòng)兩種驅(qū)動(dòng)方式。1/3英寸手動(dòng)變焦鏡頭1/3英寸電動(dòng)變焦鏡頭第4頁(yè)/共24頁(yè)4.2閉路視頻監(jiān)控系統(tǒng)的組成3.云臺(tái) 如果一個(gè)監(jiān)視點(diǎn)上所要監(jiān)視的環(huán)境范圍較大，則在攝像部分中必須設(shè)置云臺(tái)。云臺(tái)是承載攝像機(jī)進(jìn)行水平和垂直兩個(gè)方向轉(zhuǎn)動(dòng)的裝置，如圖所示。云臺(tái)內(nèi)裝兩個(gè)電動(dòng)機(jī)。這兩個(gè)電動(dòng)機(jī)一個(gè)負(fù)責(zé)水平方向的轉(zhuǎn)動(dòng)，另一個(gè)負(fù)責(zé)垂直方向的轉(zhuǎn)動(dòng)?？砂惭b攝像機(jī)的云臺(tái)裝置第5頁(yè)/共24頁(yè)4.2閉路視頻監(jiān)控系統(tǒng)的組成4.解碼器 解碼器是屬于前端設(shè)備的，它一般安裝在配有云臺(tái)及電動(dòng)鏡頭的攝像機(jī)附近。 解碼器的作用是對(duì)專用數(shù)據(jù)電纜接收的來(lái)自控制主機(jī)的控制碼進(jìn)行解碼，放大輸出，驅(qū)動(dòng)云臺(tái)的旋轉(zhuǎn)，以及變焦鏡頭的變焦與聚焦的動(dòng)作。第6頁(yè)/共24頁(yè)4.2閉路視頻監(jiān)控系統(tǒng)的組成二、傳輸部分

圖像信號(hào)是通過(guò)攝像機(jī)攝取的，聲音信號(hào)是通過(guò)另配的監(jiān)聽頭拾取的，控制信號(hào)則由控制中心的控制設(shè)備發(fā)出，以控制鏡頭、云臺(tái)等設(shè)備。1.傳輸方式 目前閉路視頻監(jiān)控系統(tǒng)大多數(shù)采用視頻基帶傳輸方式，即通過(guò)視頻同軸電纜傳輸信號(hào)。如果在攝像機(jī)距離控制中心較遠(yuǎn)的情況下，視頻同軸電纜已超過(guò)最大傳輸距離的限制，這時(shí)閉路視頻監(jiān)控系統(tǒng)可以采用射頻傳輸方式或光纖傳輸方式。

第7頁(yè)/共24頁(yè)4.2閉路視頻監(jiān)控系統(tǒng)的組成2.傳輸線纜 通常情況下，傳輸系統(tǒng)采用多種傳輸介質(zhì)來(lái)傳輸不同類型的信號(hào)。攝像機(jī)輸出的視頻信號(hào)采用同軸電纜連接。監(jiān)聽頭輸出的音頻信號(hào)采用2芯屏蔽線連接。報(bào)警探測(cè)器輸出的是開路或短路的開關(guān)量信號(hào)，可通過(guò)普通（非屏蔽）2芯線連接。由中心控制主機(jī)發(fā)出的控制指令則通過(guò)2芯屏蔽雙絞線與前端解碼器連接。前端設(shè)備前端設(shè)備多條視頻電纜多條視頻電纜通信電纜第8頁(yè)/共24頁(yè)4.2閉路視頻監(jiān)控系統(tǒng)的組成

常用的視頻同軸電纜為75Ω的同軸電纜，其結(jié)構(gòu)如圖所示。通常使用的電纜型號(hào)為SYV—75—3和SYV—75—5。芯線絕緣介質(zhì)外導(dǎo)體護(hù)套第9頁(yè)/共24頁(yè)4.2閉路視頻監(jiān)控系統(tǒng)的組成三、控制部分

閉路視頻監(jiān)控系統(tǒng)的控制設(shè)備一般放置在監(jiān)控室內(nèi)，控制設(shè)備主要包括：視頻矩陣切換主機(jī)、視頻分配器、視頻放大器、視頻切換器、多畫面分割器、時(shí)滯錄像機(jī)、控制鍵盤及控制臺(tái)等。1.視頻矩陣切換主機(jī) 視頻矩陣切換主機(jī)包括視頻輸入、輸出模塊，通信控制模塊，報(bào)警處理模塊，電源裝置。視頻矩陣切換主機(jī)的主要技術(shù)指標(biāo)為主機(jī)的容量，它指的是輸入與輸出的視頻信號(hào)的數(shù)量，如圖所示。視頻矩陣切換器一般有4路、8路或32路甚至更多的視頻輸入接口，使用BNC插頭或復(fù)合視頻接口。視頻矩陣切換器第10頁(yè)/共24頁(yè)4.2閉路視頻監(jiān)控系統(tǒng)的組成2.視頻分配器和視頻放大器 視頻分配器用于將一路視頻信號(hào)變換出多路信號(hào)，輸送到多個(gè)顯示與控制設(shè)備。3.視頻切換器和多畫面分割器 視頻切換器用于視頻切換。多路視頻信號(hào)進(jìn)入視頻切換器后，通過(guò)切換器的切換輸出，便能達(dá)到用少量的監(jiān)視器去監(jiān)視多個(gè)監(jiān)控點(diǎn)的目的。 目前常用的有4、9和16畫面分割器，如圖所示為4路視頻多畫面分割器。通過(guò)分割器，可用一臺(tái)錄像機(jī)同時(shí)錄制多路視頻信號(hào)，回放時(shí)還能選擇任意一幅畫面在監(jiān)視器上全屏放映。4路視頻多畫面分割器第11頁(yè)/共24頁(yè)4.2閉路視頻監(jiān)控系統(tǒng)的組成4.時(shí)滯錄像機(jī) 閉路視頻控制系統(tǒng)的錄像機(jī)可以將前端系統(tǒng)傳輸?shù)囊曨l和音頻信號(hào)同時(shí)錄制，用于24小時(shí)對(duì)監(jiān)視系統(tǒng)錄像或報(bào)警錄像。5.控制鍵盤和控制臺(tái) 控制鍵盤是監(jiān)控人員控制閉路視頻監(jiān)控設(shè)備的平臺(tái)，通過(guò)它可以切換視頻、遙控?cái)z像機(jī)的云臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)或鏡頭變焦等，它還具有對(duì)監(jiān)控設(shè)備進(jìn)行參數(shù)設(shè)置和編程等功能。如圖所示為常用的控制鍵盤。

常用的控制鍵盤第12頁(yè)/共24頁(yè)4.2閉路視頻監(jiān)控系統(tǒng)的組成四、顯示部分顯示部分一般由幾臺(tái)或多臺(tái)監(jiān)視器（或帶視頻輸入的普通電視機(jī)）組成。它的功能是將傳送過(guò)來(lái)的圖像一一顯示出來(lái)。在多監(jiān)控點(diǎn)的系統(tǒng)中，用畫面分割器把幾臺(tái)攝像機(jī)送來(lái)的圖像信號(hào)同時(shí)顯示在一臺(tái)監(jiān)視器上，也就是在一臺(tái)較大屏幕的監(jiān)視器上，把屏幕分成幾個(gè)面積相等的小畫面，每個(gè)畫面顯示一個(gè)攝像機(jī)送來(lái)的畫面。這樣可以大大節(jié)省監(jiān)視器，并且操作人員觀看起來(lái)也比較方便。為了節(jié)省開支，對(duì)于非特殊要求的閉路視頻監(jiān)控系統(tǒng)，監(jiān)視器可采用有視頻輸入端子的普通電視機(jī)。第13頁(yè)/共24頁(yè)4.3閉路視頻監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案中小型電視監(jiān)控系統(tǒng)1.簡(jiǎn)單的定點(diǎn)監(jiān)控系統(tǒng)

這類監(jiān)控系統(tǒng)仍可歸屬于簡(jiǎn)單的定點(diǎn)系統(tǒng)，以某超市的閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)為例，由于該超市的營(yíng)業(yè)面積較大（上下兩層總計(jì)約16000㎡），貨架較多，總共安裝了48臺(tái)定點(diǎn)黑白攝像機(jī)。這48臺(tái)攝像機(jī)的信號(hào)被分成了3組，分別接到了對(duì)應(yīng)的16畫面分割器、17英寸黑白監(jiān)視器和24小時(shí)錄像機(jī)。如圖所示顯示出了該超市閉路視頻監(jiān)控系統(tǒng)的構(gòu)成。第14頁(yè)/共24頁(yè)某超市閉路視頻監(jiān)控系統(tǒng)的構(gòu)成16畫面分割器16畫面分割器16畫面分割器監(jiān)視器監(jiān)視器監(jiān)視器錄像機(jī)錄像機(jī)錄像機(jī)攝像機(jī)1~16攝像機(jī)17~32攝像機(jī)33~48第15頁(yè)/共24頁(yè)4.3閉路視頻監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案2.簡(jiǎn)單的全方位監(jiān)控系統(tǒng) 全方位監(jiān)控系統(tǒng)是將上述定點(diǎn)監(jiān)控系統(tǒng)中的定焦鏡頭換成電動(dòng)變焦鏡頭，并增加可上下左右運(yùn)動(dòng)的全方位云臺(tái)，使每個(gè)監(jiān)視點(diǎn)的攝像機(jī)可以進(jìn)行上下左右的掃視，其所配鏡頭的焦距也可在一定范圍內(nèi)變化（監(jiān)視場(chǎng)景可拉遠(yuǎn)或推進(jìn)）。云臺(tái)及電動(dòng)鏡頭的動(dòng)作由控制器或與系統(tǒng)主機(jī)配合的解碼器來(lái)控制。 在上述的某招待所的定點(diǎn)監(jiān)控系統(tǒng)中，也可考慮將監(jiān)視停車場(chǎng)情況的定點(diǎn)攝像機(jī)改為全方位攝像機(jī)（更換電動(dòng)變焦鏡頭并增加全方位云臺(tái)），再在控制室內(nèi)增加一臺(tái)控制器，這樣就可以把對(duì)停車場(chǎng)的監(jiān)視范圍擴(kuò)大了，既可以對(duì)整個(gè)停車場(chǎng)進(jìn)行掃視，也可以對(duì)某個(gè)局部進(jìn)行監(jiān)視。特別是當(dāng)推進(jìn)鏡頭時(shí)，還可以看清車牌號(hào)碼。如圖所示，圖為增設(shè)一個(gè)全方位監(jiān)視點(diǎn)的閉路監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。第16頁(yè)/共24頁(yè)

增設(shè)一個(gè)全方位監(jiān)視點(diǎn)的閉路監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖監(jiān)視器錄像機(jī)攝像機(jī)云臺(tái)16畫面分割器控制器第17頁(yè)/共24頁(yè)4.3閉路視頻監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案3.具有視頻矩陣切換主機(jī)的監(jiān)控系統(tǒng) 一般來(lái)說(shuō)，當(dāng)閉路視頻監(jiān)控系統(tǒng)中的全方位攝像機(jī)數(shù)量達(dá)到3~4臺(tái)以上時(shí)，就可考慮使用小型系統(tǒng)主機(jī)。 使用視頻矩陣切換主機(jī)會(huì)增加整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)的造價(jià)。但是，視頻矩陣切換主機(jī)集成了報(bào)警探測(cè)器模塊，可以方便地將防盜報(bào)警系統(tǒng)與閉路視頻監(jiān)控系統(tǒng)整合于一體。當(dāng)有探測(cè)器報(bào)警時(shí)，該視頻矩陣切換主機(jī)還可自動(dòng)地將主監(jiān)視器畫面切換到發(fā)生警情的現(xiàn)場(chǎng)攝像機(jī)所拍攝的畫面。如圖所示為采用視頻矩陣切換主機(jī)的閉路視頻監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。

解碼器視頻矩陣切換主機(jī)錄像機(jī)監(jiān)視器第18頁(yè)/共24頁(yè)4.3閉路視頻監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案4.具有聲音監(jiān)聽的監(jiān)控系統(tǒng) 有些閉路視頻監(jiān)控系統(tǒng)除了進(jìn)行視頻監(jiān)控外，還經(jīng)常需要對(duì)現(xiàn)場(chǎng)聲音進(jìn)行監(jiān)聽，例如銀行柜員制監(jiān)控系統(tǒng)。為此，在原有的視頻控制系統(tǒng)基礎(chǔ)之上，還應(yīng)增加聲音監(jiān)控的子系統(tǒng)。要實(shí)現(xiàn)聲音監(jiān)控就是要增加監(jiān)聽頭以實(shí)現(xiàn)對(duì)聲音信號(hào)的采集，并通過(guò)音頻電纜將聲音信號(hào)傳輸?shù)娇刂浦行?，以便進(jìn)行監(jiān)控。第19頁(yè)/共24頁(yè)4.3閉路視頻監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案大中型閉路視頻監(jiān)控系統(tǒng) 大中型閉路視頻監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)置的監(jiān)視點(diǎn)數(shù)很多，除了定點(diǎn)監(jiān)視點(diǎn)外，還包含了大量的全方位監(jiān)視點(diǎn)。視頻監(jiān)控系統(tǒng)還經(jīng)常與防盜報(bào)警系統(tǒng)集成為一體?？刂葡到y(tǒng)的中心控制室匯集了大量的視頻和語(yǔ)音信號(hào)，因此控制中心需要安裝多個(gè)視頻和語(yǔ)音處理設(shè)備進(jìn)行信號(hào)集中控制管理。1.大中型閉路視頻監(jiān)控系統(tǒng)的特點(diǎn) 大中型閉路視頻監(jiān)控系統(tǒng)都是由攝像部分、傳輸部分、控制部分以及顯示和記錄部分四大塊組成。大中型閉路視頻監(jiān)控系統(tǒng)具有以下特點(diǎn)：第20頁(yè)/共24頁(yè)4.3閉路視頻監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案（1）系統(tǒng)的規(guī)模大。（2）復(fù)雜程度高，作業(yè)難度大，傳輸條件惡劣。2.多主機(jī)多級(jí)電視監(jiān)控系統(tǒng) 以某大型工廠的監(jiān)控系統(tǒng)為例，用戶要求在其每一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的廠區(qū)都安裝一套閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)，各廠區(qū)內(nèi)有獨(dú)立的監(jiān)控室，管理人員可以對(duì)本系統(tǒng)進(jìn)行任意操作控制。而整個(gè)工廠還要建立一個(gè)大型監(jiān)控系統(tǒng)，將各廠區(qū)的子系統(tǒng)組合在一起，并設(shè)立大型閉路視頻監(jiān)控中心，在該中心可以任意調(diào)看某一廠區(qū)中某一個(gè)攝像機(jī)的圖像，并對(duì)該攝像機(jī)的云臺(tái)及電動(dòng)變焦鏡頭進(jìn)行控制。這就提出了由各廠區(qū)的多臺(tái)視頻矩陣切換主機(jī)共同組成大型閉路視頻監(jiān)控系統(tǒng)的要求。如圖：第21頁(yè)/共24頁(yè)多級(jí)視頻矩陣切換主機(jī)連接控制系統(tǒng)圖SP8000/8200/8300系列矩陣主機(jī)二級(jí)系統(tǒng)SP8055N網(wǎng)絡(luò)型主控制鍵盤SP8000/8200/8300系列矩陣主機(jī)SP8000/8200/8300系列矩陣主機(jī)SP8000/8200/8300系列矩