《闭路电视监控系统》PPT课件.ppt

闭路电视监控系统,闭路电视系统的特点和组成 摄像机及其选择 显示与记录设备 闭路电视监控系统控制设备 传输系统 闭路电视监控系统的工程设计 网络型数字化电视监控系统,主 要 内 容,闭路电视监控系统概述,闭路电视监控系统是安全技术防范体系中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，它可以通过遥控摄像机及其辅助设备（镜头、云台等）直接观看被监视场所的一切情况，能实时、形象、真实地反映被监视控制对象的画面，已成为人们在现代化管理中监控的一种极为有效的观察工具。CCTV(Closed Circuit Television)是应用光纤、同轴电缆、微波在其闭合的环境内传输电视信号，从摄像到图像显示构成独立完整的电视系统，它能适时、形象、真实的反映被监控对象。不但极大的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控，让人能够看到被监视现场的实际发生的一切情况，通过闭路电视监控系统录像记录下来，更加保护了人身和财产的安全。闭路电视监控系统既省时间省费用，又提高了工作效率，实现适时指挥和调度、处理和保存。因此闭路电视监控系统已被广泛的应用各种场所：工业现场、商业场所、医疗单位、物业小区、道路交通、饭店、超市、文化场所及其他特殊办公地点等。同时它也可以结合多媒体技术、计算机网络技术的一种系统。,第一节 闭路电视系统的特点和组成,一、闭路电视系统的特点： 1、 广播电视 ：主要用途是作为大众传媒。 2、应用电视：指除广播电视系统以外。,二、闭路电视监控系统的基本组成,闭路电视监控系统简图,电视监控系统组成,电视监控系统由摄像机部分（有时还有麦克）、传输部分、记录和控制部分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。 1、 摄像部分 摄像机就像整个系统的眼睛一样，把它监视的内容变为图像信号，传送给控制中心的监视器上。 对于摄像部分来说，在某些情况下，特别是在室外应用的情况下，为了防尘、防雨、抗高低温、抗腐蚀等，对摄像机及其镜头还应加装专门的防护罩，甚至对云台也要有相应的防护措施。 2、 传输部分 传输部分就是系统的图像信号通路。我们这里所讲的传输部分，通常是指所有要传输的信号形成的传输系统的总和(电源传输、视频传输、控制传输等)。 在传输方式上，目前电视监控系统多半采用视频基带传输方式。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。特殊情况下还可采用无线或微波传输。 3、控制部分 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 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。,三、闭路电视监控系统的组成形式,第二节 摄像机及其选择,半球摄像机,枪型摄像机,红外一体摄像机,智能球型摄像机,一体化摄像机,云台+摄像机,摄像机的几个重要技术参数,A. CCD芯片的尺寸 CCD的成像尺寸常用的有1/2、1/3、1/4等，成像尺寸越小的摄像机的体积可以做得更小些。在相同的光学镜头下，成像尺寸越大，视场角越大。CCD是Charge Coupled Device(电荷耦合器件)的缩写，它是一种半导体成像器件，因而具有灵敏度高、抗强光、畸变小、体积小、寿命长、抗震动等优点。 B. 分辨率的选择 评估摄像机分辨率的指标是水平分辨率，其单位为线对，即成像后可以分辨的黑白线对的数目。常用的黑白摄像机的分辨率一般为420-650，彩色为380-530，其数值越大成像越清晰。一般的监视场合，用420线左右的黑白/彩色摄像机就可以满足要求。而对于医疗、图像处理等特殊场合，用600线的摄像机能得到更清晰的图像。 C. 成像灵敏度(照度) 通常用最低环境照度要求来表明摄像机灵敏度，黑白摄像机的灵敏度大约是0.02-0.5Lux (勒克斯)，彩色摄像机多在1Lux以上。0.1Lux的摄像机用于普通的监视场合；在夜间使用或环境光线较弱时，推荐使用0.02Lux的摄像机。与近红外灯配合使用时，也必须使用低照度的摄像机。 D. 电子快门 电子快门的时间在1/50-1/100000秒之间，摄像机的电子快门一般设置为自动电子快门方式，可根据环境的亮暗自动调节快门时间，得到清晰的图像。有些摄像机允许用户自行手动调节快门时间，以适应某些特殊应用场合。,摄像机的选择和分类,根据芯片划分：目前我国尚无能力制造，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。 依成像色彩划分: 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。 黑白摄像机：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CCD靶面大小划分: 目前采用的芯片大多数为1/3“和1/4“。在购买摄像头时，特别是对摄像角度有比较严格要求的时候，CCD靶面的大小，CCD与镜头的配合情况将直接影响视场角的大小和图像的清晰度。,按扫描制式划分 PAL制, NTSC制 中国采用隔行扫描（PAL）制式（黑白为CCIR），标准为625行，50场，只有医疗或其它专业领域才用到一些非标准制式。另外，日本为NTSC制式，525行，60场（黑白为EIA）。 依供电电源划分 110VAC（NTSC制式多属此类）， 220VAC，24VAC，12VDC或9VDC（微型摄像机多属此类）。 按照度划分 普通型 正常工作所需照度13LUX 月光型 正常工作所需照度0.1LUX左右 星光型 正常工作所需照度0.01LUX以下 红外型 采用红外灯照明，在没有光线的情况下也可以成像 按外观分 有机板型、针孔型、半球型。,摄像机的选择 1、环境工作条件 2、环境照度条件 3、被监视目标的要求,摄像机基本设置,(1) AGC ON/OFF（自动增益控制） (2) ATW ON/OFF（自动白平衡） (3) ALC/ELC（自动亮度控制/电子亮度控制） (4) BLC ON/OFF（背光补偿开关） (5) LL/INT（同步选择开关） (6) VIDEO/DC（镜头控制信号选择开关） (7) SOFT/SHARP（细节电平选择开关） (8) FLICKERLESS（无闪动方式） (9) LEVEL (电平调节旋钮) (10) Video Out (视频输出BNC接头) (11) Power (电源) GND （地） (12) LENS （镜头光圈输出）,四、镜头及其选择 镜头的作用是把被观察目标的光像聚集于摄像管的靶面或CCD传感器件上，在传感器件上产生的图像将是物体的倒像，尽管用一个简单的凸透镜就可实现上述目的，但这时的图像质量不高，不能在中心和边缘都获得清晰的图像，为此往往附加若干透镜元件，组成一组复合透镜。,1、镜头的种类 2、镜头特性参数 3、镜头的选择,常用镜头 特殊镜头：广角、针孔等,焦距、光圈、视场角、镜头安装接口、景深,成像尺寸、镜头焦距,闭路监控系统摄像机镜头展示,固定光圈、手动调焦,手动光圈、手动调焦,自动光圈、手动调焦,光圈、焦距、聚焦 3可变,自动光圈/手动调焦镜头使用及调节指南,一、安装方法： 1、 取下镜头防尘罩，取下摄像机镜头安装防尘罩； 2、 将镜头旋入摄像机镜头安装处； 3、 将镜头“自动光圈插线”插入摄像机侧面（或后面板）LENS处，注意此插头有个对正的凸点。 二、调节方法： 1、 将摄像机通电，并将摄像机视频BNC输出连接到显示设备上； 2、 根据镜头光圈驱动方式，选择摄像机后面板拨码开关“Video或DC”位置； 3、 逆时钟方向旋松“焦距调节”锁紧镙丝，在查看显示画面效果的同时，先旋转 “焦距调节”环，使您要看的物体全部在画面显示内； 4、 逆时钟方向旋松“视场角调节”锁紧镙丝，在查看显示画面效果的同时，慢慢旋转 “视场角调节”环，使您要看的物体达到最清晰的效果； 5、 仔细来回调整两环，保证最终画面所拍摄物面积和效果均良好，锁紧两个调节镙丝。,补充说明： 对于自动光圈镜头的控制信号又可分为DC及VIDEO控制两种 ， 即直流电压控制及视频信号控制。 在自动光圈镜头的类型选用上，摄像机自动光圈镜头插座的连接方式上，以及选择自动光圈镜头的驱动方式开关上，三者注意协调配合好即可。 在镜头规格(镜头规格一般分为1/3、1/2和2/3等)一定的情况下 ，镜头焦距与镜头视场角的关系为：镜头焦距越长，其镜头的视场角就越小；在镜头焦距一定的情况下，镜头规格与镜头视场角的关系为：镜头规格越大，其镜头的视场角也越大。所以由以上关系可知：在镜头物距一定的情况下，随着镜头焦距的变大，在系统末端监视器上所看到的被监视场景的画面范围就越小，但画面细节越来越清晰；而随着镜头规格的增大，在系统末端监视器上所看到的被监视场景的画面范围就增大，但其画面细节越来越模糊。在镜头规格及镜头焦距一定的前提下，CS型接口镜头的视场角将大于C型接口镜头的视场角。,五、云台和防护罩的选择 1、云台 （1）云台的原理和构成 它是一种机械电气产品。云台靠电动机驱动，驱动电机是关键部件。,（2）云台的主要技术参数 云台的原理和构成 云台的主要技术参数 负重能力 转角限制 水平转速 限位、定位功能 外型及安装尺寸、重量 环境适应性能,常用防护罩及安装支架,室内外球罩,壁装支架件,吊装支架件,室外全能护罩,室外重型云台,室内轻型云台,室内外护罩,安装支架,I 型铝支架,L 型铝支架,2、 防 护 罩,第三节 显示与记录设备,显示与记录设备安装在控制室内，主要有监视器和录像机。 一、监视器 1、监视器的分类与技术指标要求,使用功能份 监视器的屏幕尺寸分 性能及质量分,清晰度 灰度等级 通频带等,2、监视器的基本组成,显示设备（Monitor）,作用：用于显示摄像机所观测之图像。 监视器可分为黑白及彩色两种，搭配CAMERA使用时，黑白有EIA（美规）与CCIR（欧规），彩色则有NTSC（美规）与PAL（欧规）。 按显像原理分：CRT管和液晶 目前监视器有14、15、17、20、21等机型；,CRT管监视器,LCD监视器,监控辅助设备-画面分割器,分割器（QUAD，MULTIPLEX） 有四分割、九分割、十六分割等、可把多个影像同时显示在一个屏幕上。可以在一台监视器上同时显示 4、9、16个摄像机的图像，也可以单独显示某一画面的全屏。 四分割是最常用的设备之一，其性能价格比也较好，图像的质量和连续性可以满足大部分要求。九分割和十六分割价格较贵，而且分割后每路图像的分辨率和连续性都会下降，录像效果不好。大部分分割器除了可以同时显示图像外，也可以显示单幅画面，可以叠加时间和字符，设置自动切换，联接报警等。,画面分割器,4画面效果图,二、记录设备及其选择： 1、记录时间 2、重放功能 3、遥控功能 （一）磁带录像 （二）数字录像,录像存储设备（数字式硬盘录像机DVR）,有PC型和单机型(嵌入式) 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。目前硬盘录像机一般可同时记录视频1-32路。其优点是控制功能和网络功能较为完善；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。 单机型(嵌入式)硬盘录像机外形看来更像一部家用录像机，操作采用面板上的按键控制，不再采用鼠标和键盘。操作系统采用自行研发的操作系统。优点是操作简便，能长时间连续工作；不足之处是其控制功能和网络功能较为不完备。,嵌入式DVR,PC式DVR,第四节 闭路电视监控系统控制设备,一、矩阵切换主机 是电视监控系统的核心设备之一。 作用：使单台监视器（录像机）能够很方便地轮换显示（记录）多个摄像机摄取的图像（产生的信号）；单个摄像机摄取的图像（产生的视频信号）可同时送到多台监视器上显示（录象机上进行记录）；可同时处理多路控制指令，供多个使用者同时使用系统。,1、矩阵切换主机的分类 （1）按系统的连接方式分类 （2）按系统的容量大小分类 2、几种常用矩阵切换主机介绍 （1）HN-4301（A）（B）简介,视频矩阵系统,矩阵主机 矩阵主机最基本功能就是把任何一个通道的图像显示在任何一个监视器上，且相互不影响,又称“万能切换“,现在一般还增加了更多的如序列切换、分组切换、群组切换、图象巡游等功能。 所谓32路进5路出是指可以接32路视频输入,5路视频输出。 带环通是指外部接入一路视频信号给矩阵主机的同时,矩阵还可以把这路视频信号传给别的设备,如录像机,这样就可以省一个一分二的视频分配器。,小型矩阵（自带键盘及控制）,大型矩阵主机 矩阵键盘,二、操作键盘 三、解码器 主要负责将各操作键盘发送来的指令进行译码，并根据译码的结果为云台、镜头、摄像机、聚光灯、护罩等前端设备提供电源，以驱动前端设备动作。 同时，还可以将前端报警探头产生的报警信号回传至控制中心，以实现报警联动功能。,控制设备-解码器,解码器 在具体的闭路电视监控系统工程中，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，有多芯控制电缆直接与云台及电动镜头相联，另有通信线（通常为两芯护套线或两芯屏蔽线）与监控室内的系统主机相联。 同一系统中有很多解码器，所以每个解码器上都有一个拨码开关，它决定了该解码器在该系统中的编号（即ID号），在使用解码器时首先必须对拨码开关进行设置。在设置时，必须跟系统中的摄像机编号一致。如不一致，会出现操作混乱，例如：当摄像机的信号连接到主机第一视频输入口，即CAM1，而相对应的解码器的编号应设为1。否则，操作解码器时，很可能在监视器上看不见云台的转动和镜头的动作，甚至可能认为此解码器有故障。,室外型（外置解码器）,智能球（内置解码器）,四、多媒体电脑控制平台 1、系统组成 2、系统功能 3、系统配置要求,第五节 传输系统,一、视频信号的传输 二、控制信号的传输 1、直接控制 2、多线编码的间接控制 3、通信编码的间接控制 4、同轴视控,电视监控系统配线技术,1、电源线 电视监控系统中的电源线一般都是单独布设，在监控室安置总开关，以对整个监控系统直接控制。一般情况下，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，当然在防火安全方面要符合规范（穿钢管或阻燃PVC管），并与信号线离开一定距离。 有些小系统也可采用12V直接供电的方式，即在监控室内用一个大功率的直流稳压电源对整个系统供电。在这种情况下，电源线就需要选用线径较粗的线，且距离不能太长，否则就不能使系统正常工作。 电源线一般选用：RVV2*0.5、RVV2*0.75、RVV2*1.0等 2、视频电缆 视频电缆选用75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300500m，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以上），当然也可考虑使用视频放大器。一般来说，传输距离越长则信号的衰减越大，频率越高则信号的衰减也越大，但线径粗则信号衰减越小。当长距离无中继传输时，由于视频信号的高频成分被过多的衰减而使图像变模糊（表现为图像中物体边缘不清晰，分辨率下降），而当视频信号的同步头被衰减得不足以被监视器等视频设备捕捉到，图像便不能稳定地显示了。 视频同轴电缆的结构，其中外导体用铜丝编织而成。不同质量的视频电缆其编织层的密度（所用的细铜丝的根数）是不一样的，如80编、96编、120编、128编等,3、RS485通信转换 RS485通信的标准通信长度约为1.2km，如增加双绞线的线径，则通信长度还可延长。实际应用中，用RVVP2*1.0的两芯护套线作通信线，其通信长度可达2km。 4、音频电缆 音频电缆通常选用2芯屏蔽线，虽然普通2芯线也可以传输音频，但长距离传输时易引入干扰噪声。在一般应用场合下，屏蔽层仅用于防止干扰，并于中心控制室内的系统主机处单端接地，但在某些应用场合，也可用于信号传输，如用于立体声传输时的公共地线（2芯线分别对应于立体声的两个声道）。 常用的音频电缆有RVVP2*0.3或RVVP2*0. 5 5、控制电缆 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。由于控制电缆提供的是直流或交流电压，而且一般距离很短（有时还不到1M），基本上不存在干扰问题，因此不需要使用屏蔽线。常用的控制电缆大多采用6芯电缆或10芯电缆，如RVV6/0.2、RVV10/0.12等。其中6芯电缆分别接于云台的上、下、左、右、自动、公共6个接线端。10芯电缆除了接云台的6个接线端外还包括电动镜头的变倍、聚焦、光圈、公共4个接线端。,其它辅助设备,视频分配器（VIDEO DISTRIBUTIER） 将一个图像信号分配给多个接收源，例如一台CAMERA要接四台MONITOR。因为并联视频信号衰减较大，送给多个输出设备后由于阻抗不匹配等原因，图像会严重失真，线路也不稳定。 视频分配器除了阻抗匹配，还有视频增益，使视频信号可以同时送给多个输出设备而不受影响。 视频放大器（VIDEO AMPLIFIER） 一般CAMERA的传输距离为300M，而放大器可增强信号强度，使传输距离更远。 当视频传输距离比较远时，最好采用线径较粗的视频线，同时可以在线路内增加视频放大器增强信号强度达到远距离传输目的。视频放大器可以增强视频的亮度、色度和同步信号，但线路内干扰信号也会被放大，另外，回路中不能串接太多视频放大器，否则会出现饱和现象，导致图像失真。 另有：音频/视频切换器、云台镜头控制器、射频信号调制器/解调器、无线传输设备、光纤传输设备、双绞线传输设备、抗干扰设备、报警联动设备等,辅助照明设备-红外灯,红外线照明器（INFRARED LAMP） 红外线只可被摄像机感应，无法被肉眼看见，可用于夜晚辅助照明，而又不让人知道。按红外灯功率划分有10m、20m、 30m、50m、100m之分 。,大功率红外灯,大功率红外灯,红外一体摄像机,红外一体摄像机,红外一体半球机,红外一体智能球机,第六节 闭路电视监控系统的工程设计,一、设计要求与步骤 二、系统的控制方式和类型 三、系统的性能指标 四、设备的选用 五、摄像点的布置 六、监控中心室 七、闭路电视监控系统工程举例,典型设备选型,枪型摄像机配置 选 型：IC-2680C / IC-2680CB 防护罩：普通防护罩 / IP-8009 支 架：IP-8105A / 定做 镜 头：SVV0358GNB / 普通定焦镜头