第4章 閉路視頻監(jiān)控系統(tǒng)設計

1、第4章 閉路視頻監(jiān)控系統(tǒng)設計,重點內容：閉路視頻監(jiān)控系統(tǒng)的組成系統(tǒng)攝像部分系統(tǒng)控制部分閉路視頻監(jiān)控系統(tǒng)設計方案難點內容：系統(tǒng)控制部分組成及應用閉路視頻監(jiān)控系統(tǒng)設計方案,4.1 閉路視頻監(jiān)控系統(tǒng)的概述,閉路視頻監(jiān)控系統(tǒng)是安全防范系統(tǒng)的一個組成部分，是目前智能大廈和智能小區(qū)必備的系統(tǒng)。在我國國家標準《智能建筑設計標準》（GB/T 50314-2000）和建設部1999年月12月頒發(fā)的《全國住宅小區(qū)智能化系統(tǒng)示范工程建設要點與

2、技術導則》中都明確安全防范系統(tǒng)應配備閉路視頻監(jiān)控系統(tǒng)。 閉路視頻監(jiān)控系統(tǒng)主要是輔助保安人員對于大廈內、住宅小區(qū)主要通道、公共場所等的現(xiàn)場實況進行實時監(jiān)視。 閉路視頻監(jiān)控系統(tǒng)的外圍設備，可以通過系統(tǒng)輔助通訊接口進行聯(lián)動控制。例如，門禁、廣播系統(tǒng)等都可以直接由閉路視頻監(jiān)控系統(tǒng)控制臺控制,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)主要由前端設備和后端設備這兩大部分組成，其中后端設備可進一步分為中心控制設備和分控制設

3、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,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、鏡頭、防護罩、安裝支架和云臺等組成。它負責攝取現(xiàn)場景物并將其轉換為電信號，經視頻電纜將電信號傳送到控制中心，通過解調、放大后將電信號轉換成圖像信號，送到監(jiān)視器上顯示出來。1.攝像機攝像機有彩色和黑白二種，一般根據(jù)監(jiān)視對象的環(huán)境和要求來選取。攝像機的主要技術

4、參數(shù)為CCD尺寸、像素數(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,1/3英寸彩色CCD攝像機,1/4英寸彩色CCD攝像機,4.2 閉路視頻監(jiān)控系統(tǒng)的組成,1.攝像機像素數(shù)指的是攝像機CCD傳感器的最大像素數(shù)。分辨率指的是當攝像機攝取等間隔排列的黑白相間條紋時，在監(jiān)視器（應比攝像機的分辨率高）上能夠看到的最多

5、線數(shù)。工業(yè)監(jiān)視用攝像機的分辨率通常在380~460線之間，廣播級攝像機的分辨率則可達到700線左右。 低照度指的是當被攝景物的光亮度低到一定程度而使攝像機輸出的視頻信號電平低到某一規(guī)定值時的景物光亮度值。 信噪比也是攝像機的一個主要參數(shù)。 攝像機的安裝方式有固定和帶云臺二種。帶云臺的攝像機可以進行水平和垂直方向的轉動，從而使攝像機能覆蓋的角度、面積更大。如果要設計全方位的視頻監(jiān)控點，則攝像機需要安裝在云臺之上。,4.2 閉

6、路視頻監(jiān)控系統(tǒng)的組成,2.鏡頭鏡頭與攝像機聯(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/自動光圈定焦鏡頭和自動光圈變焦鏡頭，如圖所示。自動變焦鏡頭常用視頻驅動和直流驅動兩種驅動方式。,4.2 閉路視頻監(jiān)控系統(tǒng)的組成,3.云臺如果一個監(jiān)視點上所要監(jiān)視的環(huán)境范圍較大，則在攝像部分中必須設置云臺。云臺是承載攝像機進行水平和垂直兩個方向轉動的裝置，如圖所示。云臺內裝兩個電動機。這兩個電動機一個負責水平方向的轉動，另一個負責

7、垂直方向的轉動。,可安裝攝像機的云臺裝置,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備的，它一般安裝在配有云臺及電動鏡頭的攝像機附近。 解碼器的作用是對專用數(shù)據(jù)電纜接收的來自控制主機的控制碼進行解碼，放大輸出，驅動云臺的旋轉，以及變焦鏡頭的變焦與聚焦的動作。,4.2 閉路視頻監(jiān)控系統(tǒng)的組成,二、傳輸部分 圖像信號是通過攝像機攝取的，聲音信號是通過另配的監(jiān)聽頭拾取的，控制信號則由控制中心的控制設備發(fā)

8、出，以控制鏡頭、云臺等設備。 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，即通過視頻同軸電纜傳輸信號。如果在攝像機距離控制中心較遠的情況下，視頻同軸電纜已超過最大傳輸距離的限制，這時閉路視頻監(jiān)控系統(tǒng)可以采用射頻傳輸方式或光纖傳輸方式。,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)采用多種傳輸介質來傳輸不同類型的信號。攝像機輸出的視頻信號采用同軸電纜連接。監(jiān)聽頭輸出的音頻信號采用2芯屏蔽線連

9、接。報警探測器輸出的是開路或短路的開關量信號，可通過普通（非屏蔽）2芯線連接。由中心控制主機發(fā)出的控制指令則通過2芯屏蔽雙絞線與前端解碼器連接。,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，其結構如圖所示。通常使用的電纜型號為SYV—75—3和SYV—75—5。,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)的控制設備一般放置在監(jiān)控室內，控制設備主要包括：視頻矩陣切換主機、視頻分配器、視

10、頻放大器、視頻切換器、多畫面分割器、時滯錄像機、控制鍵盤及控制臺等。 1.視頻矩陣切換主機視頻矩陣切換主機包括視頻輸入、輸出模塊，通信控制模塊，報警處理模塊，電源裝置。視頻矩陣切換主機的主要技術指標為主機的容量，它指的是輸入與輸出的視頻信號的數(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插頭或復合視頻接口。,視頻矩陣切換器,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

11、頻分配器用于將一路視頻信號變換出多路信號，輸送到多個顯示與控制設備。 3.視頻切換器和多畫面分割器視頻切換器用于視頻切換。多路視頻信號進入視頻切換器后，通過切換器的切換輸出，便能達到用少量的監(jiān)視器去監(jiān)視多個監(jiān)控點的目的。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。通過分割器，可用一臺錄像機同時錄制多路視頻信號，回放時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,4.2 閉路視頻監(jiān)控系

12、統(tǒng)的組成,4.時滯錄像機閉路視頻控制系統(tǒng)的錄像機可以將前端系統(tǒng)傳輸?shù)囊曨l和音頻信號同時錄制，用于24小時對監(jiān)視系統(tǒng)錄像或報警錄像。 5.控制鍵盤和控制臺控制鍵盤是監(jiān)控人員控制閉路視頻監(jiān)控設備的平臺，通過它可以切換視頻、遙控攝像機的云臺轉動或鏡頭變焦等，它還具有對監(jiān)控設備進行參數(shù)設置和編程等功能。如圖所示為常用的控制鍵盤。,常用的控制鍵盤,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或多臺監(jiān)視器（或帶視

13、頻輸入的普通電視機）組成。它的功能是將傳送過來的圖像一一顯示出來。在多監(jiān)控點的系統(tǒng)中，用畫面分割器把幾臺攝像機送來的圖像信號同時顯示在一臺監(jiān)視器上，也就是在一臺較大屏幕的監(jiān)視器上，把屏幕分成幾個面積相等的小畫面，每個畫面顯示一個攝像機送來的畫面。這樣可以大大節(jié)省監(jiān)視器，并且操作人員觀看起來也比較方便。 為了節(jié)省開支，對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 。,4.3 閉路視頻監(jiān)控系統(tǒng)設計方案,中小型電

14、視監(jiān)控系統(tǒng) 1.簡單的定點監(jiān)控系統(tǒng)這類監(jiān)控系統(tǒng)仍可歸屬于簡單的定點系統(tǒng)，以某超市的閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)為例，由于該超市的營業(yè)面積較大（上下兩層總計約16000㎡），貨架較多，總共安裝了48臺定點黑白攝像機。這48臺攝像機的信號被分成了3組，分別接到了對應的16畫面分割器、17英寸黑白監(jiān)視器和24小時錄像機。如圖所示顯示出了該超市閉路視頻監(jiān)控系統(tǒng)的構成。,某超市閉路視頻監(jiān)控系統(tǒng)的構成,4.3 閉路視頻監(jiān)控系統(tǒng)設計方案,2.簡單的全方位監(jiān)

15、控系統(tǒng)全方位監(jiān)控系統(tǒng)是將上述定點監(jiān)控系統(tǒng)中的定焦鏡頭換成電動變焦鏡頭，并增加可上下左右運動的全方位云臺，使每個監(jiān)視點的攝像機可以進行上下左右的掃視，其所配鏡頭的焦距也可在一定范圍內變化（監(jiān)視場景可拉遠或推進）。云臺及電動鏡頭的動作由控制器或與系統(tǒng)主機配合的解碼器來控制。在上述的某招待所的定點監(jiān)控系統(tǒng)中，也可考慮將監(jiān)視停車場情況的定點攝像機改為全方位攝像機（更換電動變焦鏡頭并增加全方位云臺），再在控制室內增加一臺控制器，這樣就可以

16、把對停車場的監(jiān)視范圍擴大了，既可以對整個停車場進行掃視，也可以對某個局部進行監(jiān)視。特別是當推進鏡頭時，還可以看清車牌號碼。如圖所示，圖為增設一個全方位監(jiān)視點的閉路監(jiān)控系統(tǒng)結構圖。,增設一個全方位監(jiān)視點的閉路監(jiān)控系統(tǒng)結構圖,4.3 閉路視頻監(jiān)控系統(tǒng)設計方案,3.具有視頻矩陣切換主機的監(jiān)控系統(tǒng)一般來說，當閉路視頻監(jiān)控系統(tǒng)中的全方位攝像機數(shù)量達到3~4臺以上時，就可考慮使用小型系統(tǒng)主機。使用視頻矩陣切換主機會增加整個監(jiān)控系統(tǒng)的造價 。

17、但是，視頻矩陣切換主機集成了報警探測器模塊，可以方便地將防盜報警系統(tǒng)與閉路視頻監(jiān)控系統(tǒng)整合于一體。當有探測器報警時，該視頻矩陣切換主機還可自動地將主監(jiān)視器畫面切換到發(fā)生警情的現(xiàn)場攝像機所拍攝的畫面。如圖所示為采用視頻矩陣切換主機的閉路視頻監(jiān)控系統(tǒng)的結構。,4.3 閉路視頻監(jiān)控系統(tǒng)設計方案,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)除了進行視頻監(jiān)控外，還經常需要對現(xiàn)場聲音進行監(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)

18、基礎之上，還應增加聲音監(jiān)控的子系統(tǒng)。要實現(xiàn)聲音監(jiān)控就是要增加監(jiān)聽頭以實現(xiàn)對聲音信號的采集，并通過音頻電纜將聲音信號傳輸?shù)娇刂浦行?，以便進行監(jiān)控。,4.3 閉路視頻監(jiān)控系統(tǒng)設計方案,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)設置的監(jiān)視點數(shù)很多，除了定點監(jiān)視點外，還包含了大量的全方位監(jiān)視點。視頻監(jiān)控系統(tǒng)還經常與防盜報警系統(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音信號，因此控制中心需要安裝多個視頻和語音處理設備進行信號集

19、中控制管理。1. 大中型閉路視頻監(jiān)控系統(tǒng)的特點大中型閉路視頻監(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：,4.3 閉路視頻監(jiān)控系統(tǒng)設計方案,（1）系統(tǒng)的規(guī)模大。 （2）復雜程度高，作業(yè)難度大，傳輸條件惡劣。2. 多主機多級電視監(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相對獨立的廠區(qū)都安裝一套閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)，各廠區(qū)內有獨立的監(jiān)控室，管理人員可以對本

20、系統(tǒng)進行任意操作控制。而整個工廠還要建立一個大型監(jiān)控系統(tǒng)，將各廠區(qū)的子系統(tǒng)組合在一起，并設立大型閉路視頻監(jiān)控中心，在該中心可以任意調看某一廠區(qū)中某一個攝像機的圖像，并對該攝像機的云臺及電動變焦鏡頭進行控制。這就提出了由各廠區(qū)的多臺視頻矩陣切換主機共同組成大型閉路視頻監(jiān)控系統(tǒng)的要求。如圖：,多級視頻矩陣切換主機連接控制系統(tǒng)圖,本章總結,隨著智能大廈、智能小區(qū)的不斷建設，閉路視頻監(jiān)控系統(tǒng)的應用越來越廣。要掌握好閉路視頻監(jiān)控技術，關鍵是掌握系