闭路视频监控系统设计

视频监控系统视频监控系统设计重点内容：闭路视频监控系统的组成系统摄像部分系统控制部分闭路视频监控系统设计方案难点内容：系统控制部分组成及应用闭路视频监控系统设计方案闭路视频监控系统的概述闭路视频监控系统是安全防范系统的一个组成部分，是目前智能大厦和智能小区必备的系统。在我国国家标准《智能建筑设计标准》（GB/T50314-2000）和建设部1999年月12月颁发的《全国住宅小区智能化系统示范工程建设要点与技术导则》中都明确安全防范系统应配备闭路视频监控系统。闭路视频监控系统主要是辅助保安人员对于大厦内、住宅小区主要通道、公共场所等的现场实况进行实时监视。闭路视频监控系统的外围设备，可以通过系统辅助通讯接口进行联动控制。例如，门禁、广播系统等都可以直接由闭路视频监控系统控制台控制闭路视频监控系统的组成典型的闭路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。如图所示，闭路视频监控系统由摄像部分、传输部分、控制部分以及显示和记录部分四大块组成解码器摄像机摄像机解码器主机(视频切换、动作、控制、字符发生)操作键盘视频传输线控制线监视器闭路视频监控系统的组成一、摄像部分摄像部分主要由摄像机、镜头、防护罩、安装支架和云台等组成。它负责摄取现场景物并将其转换为电信号，经视频电缆将电信号传送到控制中心，通过解调、放大后将电信号转换成图像信号，送到监视器上显示出来。1.摄像机摄像机有彩色和黑白二种，一般根据监视对象的环境和要求来选取。摄像机的主要技术参数为CCD尺寸、像素数、分辨率、最低照度和信噪比等。CCD尺寸指的是CCD图像传感器感光面的对角线尺寸，常见的规格为1/3英寸、1/2英寸、2/3英寸等。1/2英寸彩色CCD摄像机1/3英寸彩色CCD摄像机1/4英寸彩色CCD摄像机闭路视频监控系统的组成1.摄像机像素数指的是摄像机CCD传感器的最大像素数。分辨率指的是当摄像机摄取等间隔排列的黑白相间条纹时，在监视器（应比摄像机的分辨率高）上能够看到的最多线数。工业监视用摄像机的分辨率通常在380~460线之间，广播级摄像机的分辨率则可达到700线左右。低照度指的是当被摄景物的光亮度低到一定程度而使摄像机输出的视频信号电平低到某一规定值时的景物光亮度值。信噪比也是摄像机的一个主要参数。摄像机的安装方式有固定和带云台二种。带云台的摄像机可以进行水平和垂直方向的转动，从而使摄像机能覆盖的角度、面积更大。如果要设计全方位的视频监控点，则摄像机需要安装在云台之上。闭路视频监控系统的组成2.镜头镜头与摄像机联合使用，目前闭路视频监视系统中，常用的镜头种类有：手动/自动光圈定焦镜头和自动光圈变焦镜头，如图所示。自动变焦镜头常用视频驱动和直流驱动两种驱动方式。1/3英寸手动变焦镜头1/3英寸电动变焦镜头闭路视频监控系统的组成3.云台如果一个监视点上所要监视的环境范围较大，则在摄像部分中必须设置云台。云台是承载摄像机进行水平和垂直两个方向转动的装置，如图所示。云台内装两个电动机。这两个电动机一个负责水平方向的转动，另一个负责垂直方向的转动。可安装摄像机的云台装置闭路视频监控系统的组成4.解码器解码器是属于前端设备的，它一般安装在配有云台及电动镜头的摄像机附近。解码器的作用是对专用数据电缆接收的来自控制主机的控制码进行解码，放大输出，驱动云台的旋转，以及变焦镜头的变焦与聚焦的动作。闭路视频监控系统的组成二、传输部分图像信号是通过摄像机摄取的，声音信号是通过另配的监听头拾取的，控制信号则由控制中心的控制设备发出，以控制镜头、云台等设备。1.传输方式目前闭路视频监控系统大多数采用视频基带传输方式，即通过视频同轴电缆传输信号。如果在摄像机距离控制中心较远的情况下，视频同轴电缆已超过最大传输距离的限制，这时闭路视频监控系统可以采用射频传输方式或光纤传输方式。闭路视频监控系统的组成2.传输线缆通常情况下，传输系统采用多种传输介质来传输不同类型的信号。摄像机输出的视频信号采用同轴电缆连接。监听头输出的音频信号采用2芯屏蔽线连接。报警探测器输出的是开路或短路的开关量信号，可通过普通（非屏蔽）2芯线连接。由中心控制主机发出的控制指令则通过2芯屏蔽双绞线与前端解码器连接。前端设备前端设备多条视频电缆多条视频电缆通信电缆闭路视频监控系统的组成常用的视频同轴电缆为75Ω的同轴电缆，其结构如图所示。通常使用的电缆型号为SYV—75—3和SYV—75—5。芯线绝缘介质外导体护套闭路视频监控系统的组成三、控制部分闭路视频监控系统的控制设备一般放置在监控室内，控制设备主要包括：视频矩阵切换主机、视频分配器、视频放大器、视频切换器、多画面分割器、时滞录像机、控制键盘及控制台等。1.视频矩阵切换主机视频矩阵切换主机包括视频输入、输出模块，通信控制模块，报警处理模块，电源装置。视频矩阵切换主机的主要技术指标为主机的容量，它指的是输入与输出的视频信号的数量，如图所示。视频矩阵切换器一般有4路、8路或32路甚至更多的视频输入接口，使用BNC插头或复合视频接口。视频矩阵切换器闭路视频监控系统的组成2.视频分配器和视频放大器视频分配器用于将一路视频信号变换出多路信号，输送到多个显示与控制设备。3.视频切换器和多画面分割器视频切换器用于视频切换。多路视频信号进入视频切换器后，通过切换器的切换输出，便能达到用少量的监视器去监视多个监控点的目的。目前常用的有4、9和16画面分割器，如图所示为4路视频多画面分割器。通过分割器，可用一台录像机同时录制多路视频信号，回放时还能选择任意一幅画面在监视器上全屏放映。4路视频多画面分割器闭路视频监控系统的组成4.时滞录像机闭路视频控制系统的录像机可以将前端系统传输的视频和音频信号同时录制，用于24小时对监视系统录像或报警录像。5.控制键盘和控制台控制键盘是监控人员控制闭路视频监控设备的平台，通过它可以切换视频、遥控摄像机的云台转动或镜头变焦等，它还具有对监控设备进行参数设置和编程等功能。如图所示为常用的控制键盘。常用的控制键盘闭路视频监控系统的组成四、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。在多监控点的系统中，用画面分割器把几台摄像机送来的图像信号同时显示在一台监视器上，也就是在一台较大屏幕的监视器上，把屏幕分成几个面积相等的小画面，每个画面显示一个摄像机送来的画面。这样可以大大节省监视器，并且操作人员观看起来也比较方便。为了节省开支，对于非特殊要求的闭路视频监控系统，监视器可采用有视频输入端子的普通电视机。4.3闭路视频监控系统设计方案中小型电视监控系统1.简单的定点监控系统这类监控系统仍可归属于简单的定点系统，以某超市的闭路电视监控系统为例，由于该超市的营业面积较大（上下两层总计约16000㎡），货架较多，总共安装了48台定点黑白摄像机。这48台摄像机的信号被分成了3组，分别接到了对应的16画面分割器、17英寸黑白监视器和24小时录像机。如图所示显示出了该超市闭路视频监控系统的构成。某超市闭路视频监控系统的构成16画面分割器16画面分割器16画面分割器监视器监视器监视器录像机录像机录像机摄像机1~16摄像机17~32摄像机33~48闭路视频监控系统设计方案2.简单的全方位监控系统全方位监控系统是将上述定点监控系统中的定焦镜头换成电动变焦镜头，并增加可上下左右运动的全方位云台，使每个监视点的摄像机可以进行上下左右的扫视，其所配镜头的焦距也可在一定范围内变化（监视场景可拉远或推进）。云台及电动镜头的动作由控制器或与系统主机配合的解码器来控制。在上述的某招待所的定点监控系统中，也可考虑将监视停车场情况的定点摄像机改为全方位摄像机（更换电动变焦镜头并增加全方位云台），再在控制室内增加一台控制器，这样就可以把对停车场的监视范围扩大了，既可以对整个停车场进行扫视，也可以对某个局部进行监视。特别是当推进镜头时，还可以看清车牌号码。如图所示，图为增设一个全方位监视点的闭路监控系统结构图。增设一个全方位监视点的闭路监控系统结构图监视器录像机摄像机云台16画面分割器控制器闭路视频监控系统设计方案3.具有视频矩阵切换主机的监控系统一般来说，当闭路视频监控系统中的全方位摄像机数量达到3~4台以上时，就可考虑使用小型系统主机。使用视频矩阵切换主机会增加整个监控系统的造价。但是，视频矩阵切换主机集成了报警探测器模块，可以方便地将防盗报警系统与闭路视频监控系统整合于一体。当有探测器报警时，该视频矩阵切换主机还可自动地将主监视器画面切换到发生警情的现场摄像机所拍摄的画面。如图所示为采用视频矩阵切换主机的闭路视频监控系统的结构。解码器视频矩阵切换主机录像机监视器闭路视频监控系统设计方案4.具有声音监听的监控系统有些闭路视频监控系统除了进行视频监控外，还经常需要对现场声音进行监听，例如银行柜员制监控系统。为此，在原有的视频控制系统基础之上，还应增加声音监控的子系统。要实现声音监控就是要增加监听头以实现对声音信号的采集，并通过音频电缆将声音信号传输到控制中心，以便进行监控。闭路视频监控系统设计方案大中型闭路视频监控系统大中型闭路视频监控系统设置的监视点数很多，除了定点监视点外，还包含了大量的全方位监视点。视频监控系统还经常与防盗报警系统集成为一体。控制系统的中心控制室汇集了大量的视频和语音信号，因此控制中心需要安装多个视频和语音处理设备进行信号集中控制管理。1.大中型闭路视频监控系统的特点大中型闭路视频监控系统都是由摄像部分、传输部分、控制部分以及显示和记录部分四大块组成。大中型闭路视频监控系统具有以下特点：4.3闭路视频监控系统设计方案（1）系统的规模大。（2）复杂程度高，作业难度大，传输条件恶劣。2.多主机多级电视监控系统以某大型工厂的监控系统为例，用户要求在其每一个相对独立的厂区都安装一套闭路电视监控系统，各厂区内有独立的监控室，管理人员可以对本系统进行任意操作控制。而整个工厂还要建立一个大型监控系统，将各厂区的子系统组合在一起，并设立大型闭路视频监控中心，在该中心可以任意调看某一厂区中某一个摄像机的图像，并对该摄像机的云台及电动变焦镜头进行控制。这就提出了由各厂区的多台视频矩阵切换主机共同组成大型闭路视频监控系统的要求。如图：多级视频矩阵切换主机连接控制系统图SP8000/8200/8300系列矩阵主机二级系统SP8055N网络型主控制键盘SP8000/8200/8300系列矩阵主机SP8000/8200/8300系列矩阵主机SP8000/8200/8300系列矩阵主机一级系统SP8055N网络型主控制键盘SP8055N网络型主控制键盘本章总结随着智能大厦、智能小区的不断建设，闭路视频监控系统的应用越来越广。要掌握好闭路视频监控技术，关键是掌握系统的工作原理、组成结构以及各子系统的常用设备的特性，还要认真理解各种中小型闭路视频监控系统的设计方案。视频监控技术发展很快，作为技术人员必须及时掌握各种新技术、新安装工艺，并将新技术引入到设计方案中，这样才能为用户提供技术先进、造价合理的视频监控方案。谢谢观赏