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视频监控内部培训资料2010.7目录•1、监控系统的发展•1.1第一代视频监控CCTV•1.2第二代基于“PC＋多媒体卡”数字视频监控系统(DVR)•1.3“模拟-数字”监控系统(DVR)的延伸—DVS•1.4数字化视频监控的优点•1.5第三代视频监控：完全使用IP技术的视频监控系统IPVS•1.6关于无线监控•2、视频监控系统的组成•2.1摄像部分•2.2传输部分•2.3控制记录部分•2.4显示部分•2.5模拟监控系统拓扑图•2.6模拟监控与数字监控•2.7数字监控系统拓扑图•2.8模拟监控与数字监控对照表•2.9模拟监控与数字监控成本对比•3、视频监控系统设计•3.1简单的定点监控系统•3.2简单的全方位监控系统•3.3具有小型主机的监控系统•3.4具有声音监听的监控系统•3.5大中型电视监控系统•3.6多主机多级电视监控系统•4、监控系统的发展前景1、监控系统的发展•视频监控系统发展了短短二十几年时间，从最早的模拟监控到这些年火热的数字监控再到方兴未艾的网络视频监控，发生了翻天覆地变化。在IP技术逐步统一全球今天，我们有必要重新认识视频监控系统发展历史。•从技术角度出发，视频监控系统发展划分为第一代模拟视频监控系统(CCTV)，到第二代基于“PC＋多媒体卡”数字视频监控系统(DVR)，到第三代完全基于IP网络视频监控系统(IPVS),以及介于第二代和第三代之间的DVS。1.1第一代视频监控CCTV•在20世纪90年代初以前，主要是以模拟设备为主的闭路电视监控系统，称为第一代模拟监控系统。图像信息采用视频电缆，以模拟方式传输，一般传输距离不能太远，主要应用于小范围内的监控，监控图像一般只能在控制中心查看。主要由摄像机、视频矩阵、监视器、录像机等组成，利用视频传输线将来自摄像机的视频连接到监视器上，利用视频矩阵主机，采用键盘进行切换和控制，录像采用使用磁带的长时间录像机；远距离图像传输采用模拟光纤，利用光端机进行视频的传输。•传统的模拟闭路电视监控系统有很多局限性：有线模拟视频信号的传输对距离十分敏感；有线模拟视频监控无法联网，只能以点对点的方式监视现场，并且使得布线工程量极大；有线模拟视频信号数据的存储会耗费大量的存储介质（如录像带），查询取证时十分繁琐。1.2第二代基于“PC＋多媒体卡”数字视频监控系统(DVR)20世纪90年代中期，基于PC的多媒体监控随着数字视频压缩编码技术的发展而产生。系统在远端有若干个摄像机、各种检测和报警探头与数据设备，获取图像信息，通过各自的传输线路汇接到多媒体监控终端上，然后再通过通信网络，将这些信息传到一个或多个监控中心。监控终端机可以是一台PC机，也可以是专用的工业控制机。这类监控系统功能较强，便于现场操作；但稳定性不够好，结构复杂，视频前端（如CCD等视频信号的采集、压缩、通信）较为复杂，可靠性不高；功耗高，费用高；需要有多人值守；同时，软件的开放性也不好,传输距离明显受限。PC机也需专人管理，特别是在环境或空间不适宜的监控点，这种方式不理想。这其实是半模拟--半数字的监控系统，目前在一些小型的、要求比较简单的场所用的比较广泛。只是随着技术的发展，工控机变成了嵌入式的硬盘录像机，该机性能较好，可无人值守，还有网络功能。1.3“模拟-数字”监控系统(DVR)的延伸—DVS•以视频网络服务器和视频综合管理平台为核心的数字化网络视频监控系统。•基于嵌入式技术的网络数字监控系统不需处理模拟视频信号的PC，而是把摄像机输出的模拟视频信号通过嵌入式视频编码器直接转换成IP数字信号。嵌入式视频编码器具备视频编码处理、网络通信、自动控制等强大功能，直接支持网络视频传输和网络管理，这类系统可以直接连入以太网，省掉了各种复杂的电缆，具有方便灵活、即插即看等特点，使得监控范围达到前所未有的广度。•除了编码器外，还有嵌入式解码器、控制器、录像服务器等独立的硬件模块，它们可单独安装，不同厂家设备可实现互连。•DVS目前比较主流的监控系统，性能优于第一代和DVR，比第三代有价格优势，技术也相对成熟，虽然某些时候施工布线会比较复杂，但总体来说瑕不掩瑜。1.4数字化视频监控的优点•数字视频监控的优点是克服了模拟闭路电视监控的局限性：（1）数字化视频可以在计算机网络（局域网或广域网）上传输图像数据，不受距离限制，信号不易受干扰，可大幅度提高图像品质和稳定性；（2）数字视频可利用计算机网络联网，网络带宽可复用，无须重复布线；（3）数字化存储成为可能，经过压缩的视频数据可存储在磁盘阵列中或保存在光盘、U盘中，查询十分简便快捷；（4）不需要庞大的布线工作，减少了施工量。1.5第三代视频监控：完全使用IP技术的视频监控系统IPVS•全IP视频监控系统与前面三种方案相比存在显著区别：•该系统优势是摄像机内置Web服务器，并直接提供以太网端口，摄像机内集成了各种协议，支持热插拔和直接访问。•这些摄像机生成JPEG或MPEG-4数据文件，可供任何经授权客户机从网络中任何位置访问、监视、记录并打印，而不是生成连续模拟视频信号形式图像。•更具高科技含量的是可以通过移动的3G网络实现无线传输，你可以通过笔记本、手机、PDA等无线终端随处查看视频。1.6关于无线监控•无线监控比较常用的有：模拟微波视频传输，数字微波视频传输，无线网桥，或者用电信和移动的通讯网络CDMA，TD-SCDMA（这种方式价格昂贵，而且图像不实时，每秒也就几贞图像，延时大概有10几秒钟，图像大小大概也就352*288），前面两种方式是目前比较常用的。•模拟微波传输就是把视频信号直接调制在微波的信道上（微波发射机，HD-630），通过天线（HD-1300LXB）发射出去，监控中心通过天线接收微波信号，然后再通过微波接收机（RECORD8200）解调出原来的视频信号。如果需要控制云台镜头，就在监控中心加相应的指令控制发射机（HD-2050），监控前端配置相应的指令接收机（HD-2060），这种监控方式图像非常清晰，没有延时，没有压缩损耗，造价便宜，施工安装调试简单，适合一般监控点不是很多，需要中继也不多的情况下使用。•数字微波传输就是先把视频编码压缩(HD-6001D)，然后通过数字微波(HD-9500)信道调制，再通过天线发射出去，接收端则相反，天线接收信号，微波解扩，视频解压缩，最后还原模拟的视频信号，也可微波解扩后通过电脑安装相应的解码软件，用电脑软解压视频，而且电脑还支持录像，回放，管理，云镜控制，报警控制等功能；这种监控方式图像有720*576和352*288的分辨率选择，前者造价更高，视频有0.2-0.8秒左右的延时，造价根据实际情况差别很大，但也有一些模拟微波不可比的优点，如监控点比较多，环境比较复杂，需要加中继的情况多，监控点比较集中它可集中传输多路视频，抗干扰能力比模拟的要好一点，等等...优点，适合监控点比较多，需要中继也多的情况下使用。2、视频监控系统的组成•典型的视频监控系统主要由前端设备和后端设备这两大部分组成，其中后端设备可进一步分为中心控制设备和分控制设备。前、后端设备有多种构成方式，它们之间的联系（也可称作传输系统）可通过电缆、光纤或微波等多种方式来实现。•视频监控系统由摄像机部分（有时还有拾音器）、传输部分、控制记录以及显示部分四大块组成。在每一部分中，又含有更加具体的设备或部件。前端设备传输设备终端设备记录控制显示2.1摄像部分•摄像机基础知识介绍•（1）摄像机有黑白、彩色之分，后来随着技术的日益成熟，慢慢有了彩色转黑白、红外一体机等。•（2）按摄像机外形来分有半球、普通枪机、一体机、球机、云台、烟感、针孔、飞碟等，球机有匀速球、高速球和智能高速球等。还有集成了网路协议的网络摄像机。•（3）有定焦和变焦之分•（4）摄像机的清晰度用电视线TVL表示。常见的有420TVL、480TVL、520TVL、580TVL等.高清监控摄像机已经达到1080P。•420TVL相当于25万像素，480TVL相当于38万像素以上。•（5）视频监控属于弱电行业，所以摄像机以及配套产品（云台、视频服务器）的电源一般选用12V、24V（机房设备除外）。2.2传输部分•视频传输选用75Ω的同轴电缆，通常使用的电缆型号为SYV—75—3和SYV—75—5。它们对视频信号的无中继传输距离一般为300-500m，当传输距离更长时，可相应选用SYV—75—7、SYV—75—9或SYV—75—12的粗同轴电缆（在实际工程中，粗缆的无中继传输距离可达1km），在视频信号衰减而图像变模糊可考虑使用信号放大器。•大的系统电源线是按交流220V布线，在摄像机端再经适配器转换成直流12V，这样做的好处是可以采用总线式布线且不需很粗的线，小的系统也可采用12V直接供电的方式，因为有衰减，所以距离不能太长。•控制电缆通常指的是用于控制云台及电动3可变镜头的多芯电缆，它一端连接于控制器或解码器的云台、电动镜头控制接线端，另一端则直接接到云台、电动镜头的相应端子上。•如果在摄像机距离控制中心较远的情况下，也有采用射频传输方式或光纤传输方式。2.3控制记录部分•控制部分是整个系统的“心脏”和“大脑”，是实现整个系统功能的指挥中心。•总控制台中主要的功能有：视频信号放大与分配、图像信号的较正与补偿、图像信号的切换、图像信号（或包括声音信号）的记录、摄像机及其辅助部件（如镜头、云台、防护罩等）的控制（遥控）等等。•硬盘录像机DVR：PC式和嵌入式（1）PC型硬盘录像机实质上就是一部专用工业计算机，利用专门的软件和硬件集视频捕捉、数据处理及记录、自动警报于一身。操作系统一般采用WINDOWS系列。不足之处是其操作系统基于WINDOWS运行，不能长时间连续工作，必须隔时重启，且维护较为困难。（2）嵌入式硬盘录像机可用面板、遥控、鼠标来操作，操作系统采用自行研发的操作系统。优点是操作简便，稳定，能长时间连续工作。2.4显示部分•显示部分一般由几台或多台监视器（或带视频输入的普通电视机）组成。它的功能是将传送过来的图像一一显示出来。•也可采用矩阵+监视器的方式来组建电视墙。一个监视器显示多个图像，可切割显示或循环显示。•目前采用的有等离子电视，液晶电视，背投，LED屏、DLP拼接屏等。2.5模拟监控系统拓扑图2.6模拟监控与数字监控•视频监控按传输的信号分有模拟监控和数字监控。编码器（视频服务器）来完成模拟信号到数字信号的转变。数字监控是通过网络来传输的。有编码就有解码，解码就是把数字信号转回模拟信号再输出。•各个视频网络服务器都有独立的IP地址,将数字化的视频压缩信号直接连接到LAN/WAN中作为整个网络的视频共享资源。•综合管理平台作为主服务器,安装有监控系统服务器端的软件,包括数据库系统。服务器将所有前端网络视频服务器及前端监控设备管理起来,并维护同它们的网络连接;同时,对所有网络中的用户实现授权管理,所有用户可通过网络上上任一台计算机登录到服务器系统,根据不同权限对图像进行监视、查询、录像回放等。•视频服务器传输图像在25帧/秒、分辨率352×288像素时，平均占用带宽仅为250kbps。2.7数字监控系统拓扑图2.8模拟监控与数字监控对照表模拟监控方案数字监控方案功能器材线缆器材线缆视频采集硬盘录像机从点到监控室距离等长线缆视频服务器摄像机与视频服务器距离等长线缆音频采集从点到监控室距离等长线缆拾音器与视频服务器距离等长线缆云台控制从点到监控室距离等长线缆云台与视频服务器距离等长线缆电视墙显示矩阵、矩阵控制器需要视频线数字视频矩阵(解码平台)软件完成视频录制硬盘录像机从矩阵至硬盘录像机距离等长线缆中心控制台（主要由软件完成）无需线缆音频录制硬盘录像机从矩阵至硬盘录像机距离等长线缆现场开关控制从矩阵至监控点距离等长线缆2.9模拟监控与数字监控的成本对比•从上表中看出,使用传统方案,每一个监控点必须都有专门的线缆铺设至中心,包括音频线、视频线、控制线,如果某学校有100个监控点,都要报警上传、开关量下传、语音对讲(双向)、视频监看、云台控制,那么将会有6*100条线缆拉入中心