电视监控系统

1系统概述电视监控系统（CCTV）是在利用前端摄像机获得视频信号源，并通过同轴电缆、双绞线、光纤或微波等信号传输到监控中心，监控中心的后端设备将获得的信号进行处理、显示和存储等构成完整的监控系统。闭路电视监控系统能实时、形象、真实地反映被监控对象，不但极大地延长了人眼的观察距离，而且扩大了人眼的机能，它可以在恶劣的环境下代替人工进行长时间监视，让人能够看到被监视现场的实际发生的一切情况，并通过录像记录下来。闭路电视监控系统是智能楼宇安防系统的一个重要组成部分，是一种先进的，防范能力极强的综合系统。采用摄像机对被控现场进行实时监视，能实时、形象、真实地反映被监控的对象，使得保安人员在控制室中能观察到大楼内所有重要地点的情况，为保安系统提供了视听觉效果，为消防、防盗和楼内各种设备的运行和人员活动提供了监视手段，极大地提高了管理效率和自动化水平。周边安防系统的技术防范是在小区周边设置探测器或利用画面移动侦测技术，探测任何试图非法进入小区的行为，一旦发生非法进入行为，系统联动现场和控制室声光报警器，给入侵者以威吓并通知保安人员进行处理，同时自动启动24小时不间断录像保存系统，及时记录现场的入侵行为，以备查询分析，寻找可疑线索。两系统作为智能安防系统的一部分，成为智能楼宇安全自动化的基本组成模块。本系统采用半数字化监控系统结构。半数字化监控系统是在模拟监控系统上发展起来的，既有模拟部分又有数字部分，其视频图像生成、传输大多采用模拟的；图像的分割既可以采用模拟装置，也可以通过电子计算机以软件的形式来实现；其中最突出的是图像的记录，采用了以数字的方式存储，这种方式不仅容量大，而且能快速读取和检索。2结构原理3主体配置序号器件名称单位数量备注1彩色监视器台1两路视、音频输入输出2硬盘录像机台13硬盘台180G，SATA接口4枪型摄像机台1PS5自动光圈镜头个12.8mm6变速球机个17一体机芯个18红外摄像机台19室内全方位云台台110智能解码器台111拾音器个112主动红外对射探测器个113被动红外幕帘探测器个114声光警号个14各种器件的认识及选用4.1彩色监视器监视器是监控系统的终端设备，所以被摄物体的图像最终都要在监视器上显现。因此，监视器所表现出来的各种图像质量，最终可以衡量系统的好坏。监视系统的监视器与广播电视接收机相似，但其结构上没有高频头，中频放大和伴音通道，只有视频输入、外同步、场同步和行同步。随着彩色CCD摄像机普遍使用，彩色监视器的使用也越来越普遍。彩色监视器中最重要的是使用了解码器把彩色全电视信号恢复出亮度信号和红（R）、绿（G）、蓝（B）3色信号，以获得彩色图像的重现。彩色监视器的清晰度一般在300-370TVL(电视线)之间，其频带宽度一般为6MHZ。本项目选用14寸彩色监视器。两路AV(BNC)输入、一路S端子输入和两路AV环通（BNC）输出；可视图像对角线尺寸为34CM。4.2硬盘录像机硬盘录像机（DVR）即是DigitalVideoRecorder(也叫:Personalvideorecorder即PVR)——数字视频录像机或硬盘录像机，我们习惯上称为硬盘录像机。它是一套进行图像存储处理的计算机系统，具有对图像/语音进行长时间录像、录音、远程监视和控制的功能，DVR集合了录像机、画面分割器、云台镜头控制、报警控制、网络传输等五种功能于一身，用一台设备就能取代模拟监控系统一大堆设备的功能，而且在价格上也逐渐占有优势。DVR采用的是数字记录技术，在图像处理、图像储存、检索、备份、以及网络传递、远程控制等方面也远远优于模拟监控设备，DVR代表了电视监控系统的发展方向，是目前市面上电视监控系统的首选产品。本实训项目中选用的中国大华的0404L(N)-S型硬盘录像机。本硬盘录像机是专为安防领域设计的一款优秀的数字监控产品，采用嵌入式LINUX操作系统，系统运行稳定，采用通过的视频压缩和音频压缩技术实现了高画质，低码率，特有的单帧播放功能，可重现细节回放，利于实现细节分析。本设备功能强大，可实现以下功能：实时监控手动/自动录像录像查询及回放（支持多种回放模式）录像备份云台、镜头控制视频检测及联动控制外部报警与报警联动录像远程网络操作功能硬盘录像机的外形与前后面板说明如下图所示：1.电源开关2.播放/暂停键3.倒放/暂停键4.快放键5.慢放键6.播放下一段键7.播放上一段键8.辅助功能键9.功能切换键10.录像键11.取消键12.左方向键13.下方向键14.确认键15.右方向键16.上方向键1.音视频输入/输出区：视频输入/输出接口、音频输入输出接口；2.LINESPKMIC：蓝色(LINE)为线路输入：电平：2Vrms，输入阻抗：10kohms，绿色(SPK)为线路输出：电平：2Vrms，输出阻抗：10kohms，粉色(MIC)为麦克风输入：电平：10mV-200mVp-p，输入阻抗：600kohms-20kohms；3.RS232接口、VGA接口；4.鼠标/网络接口：2个USB2.0高速接口、10M/100M自适应以太网口5.主功能区：C1/O1：报警输出1/公共端C2/O2：报警输出2/公共端，+12V：+12V/100mA输出，A～B：RS485接口，1～4：报警输入接口，G：接地6.电源控制区：电源插槽（AC100V-240V50HZ/60HZ）；4.3摄像机摄像机处于监控系统的最前端，是将监控现场的光信号（画面）变成电信号（图象信号），为系统提供信号源的设备。目前市场上最常用的摄像机是“电荷耦合式”摄像机（简称“CCD”摄像机），其光电转换器件均采用了CCD器件，即“电荷耦合器件”。摄像机通过镜头把被监视现场的画面成像在CCD片子（靶子）上，通过CCD本身的电子扫描（即CCD电荷转移），把成像的光信号变成电信号，再通过放大、整形等一系列信号处理，最后变为视频信号输出。摄像机种类繁多,其分类如下:依成像色彩划分彩色监控摄像机：适用于景物细部辨别，如辨别衣着或景物的颜色。黑白监控摄像机：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，可选用黑白监控摄像机。依分辨率灵敏度等划分影像像素在38万以下的为一般型，其中尤以25万像素（512*492）、分辨率为400线的产品最普遍。影像像素在38万以上的高分辨率型。按监控摄像机形状划分监控摄像机按外形分主要有：枪式监控摄像机、针孔型监控摄像机、半球型监控摄像机。按CCD靶面大小划分1英寸——靶面尺寸为宽12.7mm*高9.6mm，对角线16mm。2/3英寸——靶面尺寸为宽8.8mm*高6.6mm，对角线11mm。1/2英寸——靶面尺寸为宽6.4mm*高4.8mm，对角线8mm。1/3英寸——靶面尺寸为宽4.8mm*高3.6mm，对角线6mm。1/4英寸——靶面尺寸为宽3.2mm*高2.4mm，对角线4mm。按扫描制式划分PAL制和NTSC制。摄像机成像质量的好坏直接影响到整个监控系统的性能，因此怎样正确选择摄像机是设计、组建闭路电视监控系统的一项很重要的工作。CCD摄像机的技术指标有很多，其中CCD尺寸、像素和分辨率等对摄像机的成像质量有很大的影响，是衡量摄像机性能高低的重要依据。SONY：生产厂家。市场上大部分摄像头采用的是日本SONY、SHARP、松下、LG等公司生产的芯片，现在韩国也有能力生产，但质量就要稍逊一筹。彩色：与黑白摄像机相对应。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。因为颜色而使信息量增大，信息量一般认为是黑白摄像机的四倍。黑白摄像机适用于光线不充足的地区及无法安装照明设备的地区，在只监视景物的位置和移动时，可选用分辨率通常高于彩色摄像机的黑白摄像机。30万像素：CCD的像素，反映图像分辨率和清晰度的一个重要指标，像素的高低与成像质量之间并没有直接联系，只是像素越高则能冲印更大尺寸的照片。比如，1/3英寸的300万像素效果通常好于1/4英寸的400万像素(后者的感光面积只有前者的45%)。同尺寸的CCD像素增加会导致单个像素的感光面积缩小，有曝光不足的可能；如果在增加CCD像素的同时维持现有的图像质量，就必须在维持单个像素面积大小的基础上增大CCD的总面积。420电视线:CCD的分辨率，是衡量图像清晰度的参数，常以电视线数（TVL）来表示。指的是当摄像机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）上能够看到的最多条线数，线数越多，表示清晰度越高。在选配监视器的时候，应选取监视器的的分辨率比摄像机的分辨率高一些，才能完全表现摄像机的分辨率。系统中采用3种不同的摄像机，分别为枪型摄像机、红外摄像机和一体化彩色摄像机。枪型摄像机：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。因为颜色而使信息量增大，信息量一般认为是黑白摄像机的四倍。摄像机为枪式结构，利用机身上或下方的安装位(1/4〞-20攻丝孔)固定在专用监控摄像机支架上；视频输出和电源输入接头在后端盖上，电压配置DC12V；在机身上配有配有4孔的自动光圈镜头驱动信号插座，其端子引脚定义如下表；配置有电平调节电位器，当摄像机配接DC驱动的自动光圈镜头时，调节它可使摄像机获得合适的图象效果；LENS自动光圈镜头驱动方式切换开关，当开关置于“VIDEO”时配接视频驱动自动光圈镜头，当开关置于“DC”时配接DC（直流）驱动自动光圈镜头。其外形和接线如下所示：序号视频控制电源控制1+12VDAMP+2NCDAMP-3VIDEODRIVE+4GNDDRIVE-表：枪型摄像机自动光圈镜头驱动信号插座端子引脚定义表枪型摄像机的外形及接线示意图1.前端头2.机身3.后端盖4.CS接圈固定螺丝5.摄像机支架安装位(1/4〞-20攻丝孔6.光学镜头安装座7.视频信号输出接头8.自动光圈镜头驱动信号插座9.电源输入接口(DC12V)10.电源指示灯11.电平调节电位器12.自动光圈驱动方式切换开关13.功能切换开关14.固定螺丝红外摄像机:配置的防护罩,具有防水功能；配有红外灯板夜视状态下，会发出人们肉眼看不到的红外光线去照亮被拍摄的物体，红外线经物体反射后进入镜头进行成像；机身后面引出两条线，一个是视频接头通过BNC接头接到监视器或硬盘录像机，另外一个是DC12V接头，外接DC12V电源，为镜头和红外灯板提供电源。摄像机配有支架，可安装在专用的监控安装支架上其外形和接线如下所示：红外摄像机的外形及接线示意图1.防护罩2.镜头3.红外灯板4.支架5.视频接头（BNC）6.电源接头（DC12V）一体化彩色摄像机：一体化摄像机其技术从家用摄像机技术发展而来,传统摄像机相比，一体机体积小巧、美观，在安装方面具有优势，比较方便，其电源、视频、控制信号均有直接插口，不似传统摄像机有麻烦的连线。一体机成像系统（镜头）、CCD、DSP技术专利均被国际知名大厂所掌握，相对传统摄像机来说，一体机质量可以得到较好的控制。同时，一体化摄像机监控范围广、性价比高。传统摄像机定位系统不够灵活，多需要手动对焦，而一体化摄像机最大的优点就是具有自动聚焦功能4.4镜头镜头是闭路电视监控系统中必不可少的部件，镜头与CCD摄像机配合，可以将远距离目标成像在摄像机的CCD靶面上。其外形如下图所示：镜头的种类很多，其特性也各有不同，所以正确选用摄像机镜头是非常重要的，因为它直接影响到系统组成后在系统末端监视器上所看到的被监视面画的效果能否满足系统的设计要求(就画面范围或图像细节而言)，所以正确的选用摄像机镜头可以使系统得到最优化设计并可获得良好的监视效果。镜头的选择：摄像机镜头就光圈而言可分为手动光圈镜头及自动光圈镜头两种，就焦距而言又可分为短焦距、标准焦距和长焦距镜头等。(一)手动、自动光圈镜头的选用取决于使用环境的照度是否恒定。对于在环境照度恒定的情况下，如电梯轿箱内、封闭走廊里、无阳光直射的房间内，均可选用手动光圈镜头，这样可在系统初装调试中根据环境的实际照度，一次性整定镜头光圈大小，获得满意亮度画面即可。对于环境照度处于经常变化的情况，如随日照时间