第4章 閉路視頻監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、第4章 閉路視頻監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì),重點(diǎn)內(nèi)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(shè)計(jì)方案難點(diǎn)內(nèi)容：系統(tǒng)控制部分組成及應(yīng)用閉路視頻監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)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(gè)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(biāo)準(zhǔn)《智能建筑設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T 50314-2000）和建設(shè)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(shè)要點(diǎn)與

2、技術(shù)導(dǎo)則》中都明確安全防范系統(tǒng)應(yīng)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(nèi)、住宅小區(qū)主要通道、公共場所等的現(xiàn)場實(shí)況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)視。 閉路視頻監(jiān)控系統(tǒng)的外圍設(shè)備，可以通過系統(tǒng)輔助通訊接口進(jìn)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(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)

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

4、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),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

5、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二種。帶云臺的攝像機(jī)可以進(jìn)行水平和垂直方向的轉(zhuǎn)動，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(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/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(qū)動和直流驅(qū)動兩種驅(qū)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(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。云臺是承載攝像機(jī)進(jìn)行水平和垂直兩個(gè)方向轉(zhuǎn)動的裝置，如圖所示。云臺內(nèi)裝兩個(gè)電動機(jī)。這兩個(gè)電動機(jī)一個(gè)負(fù)責(zé)水平方向的轉(zhuǎn)動，另一個(gè)負(fù)責(zé)

7、垂直方向的轉(zhuǎn)動。,可安裝攝像機(jī)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(shè)備的，它一般安裝在配有云臺及電動鏡頭的攝像機(jī)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(jī)的控制碼進(jìn)行解碼，放大輸出，驅(qū)動云臺的旋轉(zhuǎn)，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(jī)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(shè)備發(fā)

8、出，以控制鏡頭、云臺等設(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，即通過視頻同軸電纜傳輸信號。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。,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)來傳輸不同類型的信號。攝像機(jī)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(bào)警探測器輸出的是開路或短路的開關(guān)量信號，可通過普通（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(jié)構(gòu)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(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

10、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,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(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。多路視頻信號進(jìn)入視頻切換器后，通過切換器的切換輸出，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。通過分割器，可用一臺錄像機(jī)同時(shí)錄制多路視頻信號，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,4.2 閉路視頻監(jiān)控系

12、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和音頻信號同時(shí)錄制，用于24小時(shí)對監(jiān)視系統(tǒng)錄像或報(bào)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(shè)備的平臺，通過它可以切換視頻、遙控?cái)z像機(jī)的云臺轉(zhuǎn)動或鏡頭變焦等，它還具有對監(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,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(jī)）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(diǎn)的系統(tǒng)中，用畫面分割器把幾臺攝像機(jī)送來的圖像信號同時(shí)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(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(jī) 。,4.3 閉路視頻監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案,中小型電

14、視監(jiān)控系統(tǒng) 1.簡單的定點(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臺定點(diǎn)黑白攝像機(jī)。這48臺攝像機(jī)的信號被分成了3組，分別接到了對應(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。,某超市閉路視頻監(jiān)控系統(tǒng)的構(gòu)成,4.3 閉路視頻監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)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(diǎn)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(yùn)動的全方位云臺，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)視場景可拉遠(yuǎn)或推進(jìn)）。云臺及電動鏡頭的動作由控制器或與系統(tǒng)主機(jī)配合的解碼器來控制。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)視停車場情況的定點(diǎn)攝像機(jī)改為全方位攝像機(jī)（更換電動變焦鏡頭并增加全方位云臺），再在控制室內(nèi)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(kuò)大了，既可以對整個(gè)停車場進(jìn)行掃視，也可以對某個(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。,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,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)一般來說，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)會增加整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)的造價(jià) 。

17、但是，視頻矩陣切換主機(jī)集成了報(bào)警探測器模塊，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)有探測器報(bào)警時(shí)，該視頻矩陣切換主機(jī)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(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)。,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)常需要對現(xiàn)場聲音進(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)

18、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)娇刂浦行模员氵M(jìn)行監(jiān)控。,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。控制系統(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(gè)視頻和語音處理設(shè)備進(jìn)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(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)：,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，管理人員可以對本

20、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，并對該攝像機(jī)的云臺及電動變焦鏡頭進(jìn)行控制。這就提出了由各廠區(qū)的多臺視頻矩陣切換主機(jī)共同組成大型閉路視頻監(jiān)控系統(tǒng)的要求。如圖：,多級視頻矩陣切換主機(jī)連接控制系統(tǒng)圖,本章總結(jié),隨著智能大廈、智能小區(qū)的不斷建設(shè)，閉路視頻監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用越來越廣。要掌握好閉路視頻監(jiān)控技術(shù)，關(guān)鍵是掌握系