安防监控系统介绍.doc

目目 录录 1 什么是安防监控 什么是安防监控 2 2 安防监控带给企业的好处 安防监控带给企业的好处 3 2 1 管理上带来的好处 3 2 2 安全上带来的好处 4 2 3 监控带来的心理感受 4 2 4 远程监控的作用 4 3 安防监控系统的组成 安防监控系统的组成 4 3 1 表现层 4 3 2 控制层 4 3 3 处理层 5 3 4 传输层 5 3 5 执行层 5 3 6 支撑层 5 3 7 采集层 6 4 安防监控系统的分类 安防监控系统的分类 6 5 安防监控摄像机 安防监控摄像机 6 5 1 安防监控摄像机分类 6 5 2 安防监控摄像机参数说明 8 5 3 高速球说明 14 6 硬盘录像机 硬盘录像机 17 6 1 什么是硬盘录像机 17 6 2 监控 硬盘录像机选择 18 6 3 市场主流监控硬盘录像机说明 20 7 远程控制 远程控制 22 8 常用技术指标解释 常用技术指标解释 24 徐州苏创信息技术有限公司 技术部 联系电话 0516 80107116 传真 0516 80101213 1 1 什么是安防监控 什么是安防监控 什么是安防监控 什么是安防 好像是个非常明确的问题 其实不然 为 什么装在工厂流水线上的电视系统是工业电视 而装在仓库 周界的电视就是 安防监控 要搞清楚这个问题 首先要了解安防监控的特点 安防监控是一门应用技术 它是把其它学科的技术拿来 实现自己安全的 目的 从这个意义上讲 安防监控的范围很广 涉及的领域很多 只要能用来 实现安全的技术都可能视为安防技术 早期的安防系统就是这样 把泊来 拿 来的各种技术和设备去构成安防系统 大家知道 一个完整的安防系统应具有如 下三个基本要素 1 探测探测 能及时地发现防范区域内的各种异常现象 安防系统探测的对象主要是人 或人的行为 非法的行为我们称之谓入侵 所以安防系统的探测又称入侵探测 实现探测的设备为报警 探测 器 红外探测和微波探测是最常用的探测技术 早期探测器设计的很简单 比如被动红外探测器 与门控用和节水用的红外传 感器没有什么差别 因此 误报警率很高 其它一些报警器也是如此 所以误 报警率高成了困扰早期安防系统的一大难题 2 环境监控环境监控 安防系统要能对探测的结果作出评价 判断其真伪 要能控制事件发生的 过程 了解事件处置的结果 必须具备监控的手段 在早期安防系统中用声音 来进行监控较多 成本也比较低廉 随着电视技术的成熟和普及 图像监控成 了主要的手段 由于图像信息量大 实时性好 并具有主动探测的能力 逐渐 成了安防系统的核心技术 在安防系统中占有很大的比重 现如今 有安防必 有视频监控已成了定式 3 周界管理和出入控制周界管理和出入控制 安防系统要有明确的防范区域 即周 边 界 通过各种物理的 技术 电子 的手段 组成一个封闭的周界 并通过与周界结合的出入口 对人 物的出入 进行管理和控制 安防系统应保证合法出入防范区域的人和物的通畅 有效地 发现和阻止非法的出入 显然 门禁是适合出入控制的常用设备 高强度的门 配高安全的 防盗 锁是最古老的门禁设备 电子控制 采用特征识别技术的系 统是现代门禁的典型方式 但两者的构成要素是相同的 当安全表现为一种明显的社会需求 采用拿来主义 借鉴和应有相关的技 术 很快地实现安全的基本要素 满足社会的安全需求是自然的事 是必然的 过程 但是这种方式一定会陆续发现一些严重的问题和不足 就像上面提到的 误报警率高的问题 于是 人们开始改造这些拿来的技术 形成安防监控的研 究方向 开始出现安防特有的技术和产品 这就是安防监控发生 发展的轨迹 下面我们作个归纳和总结 一项技术 产品 被用于安全的目的 由此产生了功能 结构以及系统运行 管理上的特点 这些特点是由安全目标的特殊性 安防系统探测对象的特殊性 所决定 它包括特殊的功能和性能要求 特定的体系结构 应用模式 以及特别 的评价标准和方法 为适应这些特点所进行的研究成为安防监控研究的一个方 向 一个个方向构成了安防监控的体系 产生了安防系统的专用的技术 产品 徐州苏创信息技术有限公司 技术部 联系电话 0516 80107116 传真 0516 80101213 2 视频监控就是一门被用于安全的技术 早期的应用就是实时监视 作为报 警系统的复核手段 如同一般工业电视系统 逐渐地 人们开始开发它更多的 功能 以满足安全特殊的要求 利用视频监控人在特殊环境下获得图像信息 于是 出现了日 夜转换 红外摄像 特殊的防护装置等高灵敏度 适应严酷环 境的安防专用摄像设备 数字视频技术的出现 极大地促进了视频监控在安防系 统中的应用 产生专门应用于安防系统的产品和系统 如数字视频记录设备 DVR 视频网关 远程视频监控系统等 这些产品和应用模式是安防系统所 独具的 是为满足安全需求而产生的 随着数字视频应用的深入 实时监控已不 能满足安全的需求了 对图像的自动理解 使之具有探测和预警功能 成为视 频监控技术主要的研究方向 也成为拉动安防监控发展的主导技术 因此 可 以说 安防系统是电视技术的一个重要的应用领域 也可以说 视频监控 特别 是上述的专用技术和产品 是安防监控的一个重要的部份 其它一些技术也是如此 比如 红外探测技术是最早应用在安全领域的探 测手段 但是安防系统的特殊要求 探测的真实性 促使安防科技人员进行了探 测元结构 信号处理技术上的改进和专业化的设计 使之成为独具特色的入侵 探测设备和系统 一门应用技术的发展 除了要充分利用其它通用技术的提供的基础外 注 意突出自己的特点是很重要的 凡事预则立 不预期则废 突出了特点 就找 到了方向 就会有许多课题摆在我们面前 以往 我们比较注意强调安全应用 的特点 或强调安全应用目的的重要性 用一种神秘感和特殊性把安防监控隐 蔽起来 这样会忽略了去寻找和建立 形成 技术上的特点 从而影响了安防监 控自身的发展 突出安防监控的特点 就是要深层次地理解安全的需求 要探索安全领域 潜在的需求 加强应用基础研究 加强前沿学科的研究和探索 实现技术导向 促进安防监控的发展 安防监控是在其它学科的基础上 在通用的技术环境下 技术 平台 芯片等 发展起来 逐渐地形成了自己的产品 系统 形成了自 己的特点和专门的技术方向 在这些方向上开展的基础研究 应用基础研究 将会产生安防所特有的技术 平台 芯片等 这时 我们会说 安防监控是一 门独立的学科 而这个学科最主要的特点是处于其它学科的边缘和多学科交叉 2 安防监控带给企业的好处 安防监控带给企业的好处 视频监控是通过摄像头监看 服务器对监视的画面进行录像 并具备视频 采集与处理功能 管理功能和控制功能 它不仅可以对监控现场进行不间断实 时监视 还可通过各种存储媒体将监视内容清晰地记录下来以备随时查证 因 此 在企业内建立一套完善的监控系统 可以改善现场管理 加强安全保卫防 范力度 并可为企业实现安全现代化管理创造极有利的条件 提高综合生产管 理水平 视频监控作为一种安防 管理的手段 将为你带来以下作用 2 12 1 管理上带来的好处管理上带来的好处 由于有监控监视 可以直接提高员工 员工 服务员 保安 收银员 经理 的工作效率 起到监督员工的效果 徐州苏创信息技术有限公司 技术部 联系电话 0516 80107116 传真 0516 80101213 3 公司的领导在外面也可以随时随地通过监控了解单位的运作 可以发现 老板不在时出现的问题 并及时解决企业管理出现的问题 安装了监控就每个出入口进出厂门的车辆 人员进行完全监控 车辆包 括车牌 车型 人员包括面孔 所携物品等 2 22 2 安全上带来的好处安全上带来的好处 减少被盗 抢劫等暴力突发案件发生 即使发生也可以通过监控找出嫌犯 保护了客户的财产损失 避免员工 遗失 物品纠纷案件发生 有了监控 从心理直接让他们望 而止步 公安局可以通过厂矿里安装的监控点录像的调用 可以大大的提高破案 及抓捕犯罪嫌疑人的效率 让嫌疑人从心理不敢和 你 接近 离开不必要的 危险和麻烦 针对企业内部发生的打架闹事事件进行视频录像 然后可以拷贝送到相 关部门 2 32 3 监控带来的心理感受监控带来的心理感受 对员工 有一种无形的督促 对客户 安全系数比较高 对管理者 老板多了一双千里眼 2 42 4 远程监控的作用远程监控的作用 借助于远程监控可以实现现场运行数据的实时采集和快速集中 获得现场 监控数据 为远程故障诊断技术提供了物质基础 通过远程监控 技术人员无 须亲临现场或恶劣的环境就可以监视并控制生产系统和现场设备的运行状态及 各种参数 从而减少值守工作人员 最终实现远端的无人或少人值守 达到减 员增效的目的 越来越多的企业集团呈跨地域的发展趋势 利用网络技术实现 远程监控 对企业降低生产成本 提高劳动生产率 提高企业产品的科技含量 以及增强企业的综合竞争实力等方面都具有十分重要的意义 3 安防监控系统的组成 安防监控系统的组成 对于安防监控系统 根据系统各部分功能的不同 我们将整个安防监控系 统划分为七层 表现层 控制层 处理层 传输层 执行层 支撑层 采集 层 当然 由于设备集成化越来越高 对于部分系统而言 某些设备可能会同 时以多个层的身份存在于系统中 3 13 1 表现层表现层 表现城是我们最直观感受到的 它展现了整个安防监控系统的品质 如监 控电视墙 监视器 高音报警喇叭 报警自动驳接电话等等都属于这一层 3 23 2 控制层控制层 控制层是整个安防监控系统的核心 它是系统科技水平的最明确体现 通 常我们的控制方式有两种 模拟控制和数字控制 模拟控制是早期的控制方 式 其控制台通常由控制器或者模拟控制矩阵构成 适用于小型局部安防监控 徐州苏创信息技术有限公司 技术部 联系电话 0516 80107116 传真 0516 80101213 4 系统 这种控制方式成本较低 故障率较些 但对于中大型安防监控系统而言 这种方式就显得操作复杂且无任何价格优势了 这时我们更为明智的选择应该 是数字控制 数字控制是将工控计算机作为监控系统的控制核心 它将复杂的 模拟控制操作变为简单的鼠标点击操作 将巨大的模拟控制器堆叠缩小为一个 工控计算机 将复杂而数量庞大的控制电缆变为一根串行电话线 它将中远程 监控变为事实 为 Internet 远程监控提供可能 但数字控制也不是那么十全十 美 控制主机的价格十分昂贵 模块浪费的情况 系统可能出现全线崩溃的危 机 控制较为滞后等等问题仍然存在 3 33 3 处理层处理层 处理层或许该称为音视频处理层 它将有传输层送过来的音视频信号加以 分配 放大 分割等等处理 有机的将表现层与控制层加以连接 音视频分配 器 音视频放大器 视频分割器 音视频切换器等等设备都属于这一层 3 43 4 传输层传输层 传输层相当于安防监控系统的血脉 在小型安防监控系统中 我们最常见 的传输层设备是视频线 音频线 对于中远程监控系统而言 我们常使用的是 射频线 微波 对于远程监控而言 我们通常使用 Internet 这一廉价载体 值 得一提的是 新出现的传输层介质 网线 光纤 大多数人在数字安防监控上 存在一个误区 他们认为控制层使用的数字控制的安防监控系统就是数字安防 监控系统了 其实不然 纯数字安防监控系统的传输介质一定是网线或光纤 信号从采集层出来时 就已经调制成数字信号了 数字信号在目前已趋成熟的 网络上跑 理论上是无衰减的 这就保证远程监控图像的无损失显示 这是模 拟传输无法比拟的 当然 高性能的回报也需要高成本的投入 这是纯数字安 防监控系统无法普及最重要的原因之一 执行层执行层 执行层是我们控制指令的命令对象 在某些时候 它和我们后面所说的支 撑诚 采集层不太好截然分开 我们认为受控对象即为执行层设备 比如 云 台 镜头 解码器 球等等 支撑层支撑层 顾名思义 支撑层是用于后端设备的支撑 保护和支撑采集层 执行层设 备 它包括支架 防护罩等等辅助设备 采集层采集层 采集层是整个安防监控系统品质好坏的关键因素 也是系统成本开销最大 的地方 它包括镜头 摄像机 报警传感器等等 4 安防监控系统的分类 安防监控系统的分类 依传输部分的传输方式分类 安防监控系统主要分为如下几类 1 同轴电缆传输监控系统 雷电防护重点在于传输电缆的两端线路接口 防护及传输电缆自身的保护 2 双绞线传输监控系统 雷电防护重点在于 前端及终端的电源防护及 双绞线接口防护 徐州苏创信息技术有限公司 技术部 联系电话 0516 80107116 传真 0516 80101213 5 3 光缆传输监控系统 雷电防护重点在于 前端及终端的电源防护及光 缆自身屏蔽铠层及加强筋的防护 4 微波传输监控系统 防护重点在于 前后两站无线设备的自身直击雷 防护 5 安防监控摄像机 安防监控摄像机 5 15 1 安防监控摄像机分类安防监控摄像机分类 摄象机分类 安全防范系统中 图像的生成当前主要是来自 ccd 摄像机 ccd 是电荷耦合器件 charge coupled deice 的简称 它能够将光线变为电荷并将电 荷存储及转移 也可将存储之电荷取出使电压发生变化 因此是理想的摄像机 元件 以其构成的 ccd 摄像机具有体积小 重量轻 部受磁场影响 具有抗震 东和撞击之特性而被广泛应用 ccd 摄像机大致可分为下列几大类 5 1 15 1 1 依成像色彩划分依成像色彩划分 1 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 因有 颜色而使信息量增大 信息量一般认为是黑白摄像机的 10 倍 2 黑白摄像机 是用于光线不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 可选用分辨率通常高于彩色摄像机的黑白摄像 机 5 1 25 1 2 依摄像机分辨率划分依摄像机分辨率划分 1 影像像素在 25 万像素 pixel 左右 彩色分辨率为 330 线 黑白分 辨率 420 线左右的低档型 2 影像像素在 25 万 38 万之间 彩色分辨率为 420 线 黑白分辨率在 500 线上下的中档型 3 影像在 38 万点以上 彩色分辨率大于或等于 480 线 黑白分辨率 570 线以上的高分辨率 5 1 35 1 3 依摄像机灵敏度划分依摄像机灵敏度划分 1 普通型 正常工作所需照度为 1 3lux 2 月光型 正常工作所需照度为 0 1 lux 左右 3 星光型 正常工作所需照度为 0 01 lux 以下 4 红外照明型 原则上可以为零照度 采用红外光源成像 5 1 45 1 4 按摄像元件的按摄像元件的 ccdccd 靶面的大小划分靶面的大小划分 1 l inch 靶面尺寸为宽 12 7mmx 高 9 6mm 对角线 16mm 2 2 3inch 靶面尺寸为宽 8 8mmx 高 6 6mm 对角线 11mm 3 1 2inch 靶面尺寸为宽 6 4mmx 高 4 8mm 对角线 8mm 4 1 3inch 靶面尺寸为宽 4 8mmx 高 3 6mm 对角线 6mm 5 1 4inch 靶面尺寸为宽 3 2mmx 高 2 4mm 对角线 4mm 6 1 5inch 正在开发之中 尚未推出正式产品 徐州苏创信息技术有限公司 技术部 联系电话 0516 80107116 传真 0516 80101213 6 此外 ccd 摄像机有 pal 制和 ntsc 制之分 还可以按图像信号处理方式划分 或按摄像机结构区分 5 25 2 安防监控摄像机参数说明安防监控摄像机参数说明 5 2 15 2 1 镜头镜头 镜头是摄像机的眼睛 为了适应不同的监控环境和要求 需要配置不同规 格的镜头 比如在室内的重点监视 要进行清晰且大视场角度的图像捕捉 得 配置广角镜头 在室外的停车场 既要看到停车场全貌 又要能看到汽车的细 部 这时候需要广角和变焦镜头 在边境线 海防线的监控 需要超远图像拍 摄 1 镜头的主要参数 镜头的主要参数 焦距 f 焦距是镜头和感光元件之间的距离 通过改变镜头的焦距 可 以改变镜头的放大倍数 改变拍摄图像的大小 当物体与镜头的距离很远的时 候 我们可用下面公式表达 镜头的放大倍数 焦距 物距 增加镜头的焦距 放大倍数增大了 可以将远景拉近 画面的范围小了 远景的细节看得更清楚 了 如果减少镜头的焦距 放大倍数减少了 画面的范围扩大了 能看到更大 的场景 镜头的主要参数 视场角 在工程实际中 我们常用水平视场角来反映画面的拍摄范围 焦 距 f 越大 视场角越小 在感光元件上形成的画面范围越小 反之 焦距 f 越 小 视场角越大 在感光元件上形成的画面范围越大 光圈 光圈安装在镜头的后部 光圈开得越大 通过镜头的光量就越大 图像的清晰度越高 光圈开得越小 通过镜头的光量就越小 图像的清晰度越 低 通常用 F 光通量 来表示 F 焦距 f 通光孔径 在摄像机的技术指标 中 我们可以常常看到 6mm F1 4 这样的参数 它表示镜头的焦距为 6mm 光 通量为 1 4 这时我们可以很容易地计算出通光孔径为 4 29mm 在焦距 f 相同 的情况下 F 值越小 光圈越大 到达 CCD 芯片的光通量就越大 镜头越好 2 镜头的分类 镜头的分类 2 1 按视角的大小分类 2 2 按光圈分类 5 2 25 2 2 提高图像清晰的根本在于提高摄像机的感光能力提高图像清晰的根本在于提高摄像机的感光能力 1 感光元件的作用 感光元件的作用 目前 主流监控摄像机的感光元件采用 CCD 元件 实际上就是光电转换 元件 和以前的 CMOS 感光元件相比 CCD 的感光度是 CMOS 的 3 到 10 倍 因此 CCD 芯片可以接受到更多的光信号 转换为电信号后 经视频处理电路滤 波 放大形成视频信号输出 接受到的光信号越强 视频信号的幅值就越大 视频信号连接到监视器或电视机的视频输入端便可以看到视频图像 提高图像 清晰的根本就在于提高摄像机的感光能力 2 镜头与 镜头与 CCD 感光元件的配置感光元件的配置 徐州苏创信息技术有限公司 技术部 联系电话 0516 80107116 传真 0516 80101213 7 在图一中我们可以看到 CCD 传感器上形成的图像比原始图像小 CCD 芯片成像面的尺寸规格不同 形成的图像大小也不同 CCD 的成像尺寸常用的有 1 2 英寸 1 3 英寸 CCD 的尺寸规格决定了摄 像机的规格 镜头与镜头与 CCD 感光元件的配置感光元件的配置 CCD 的成像尺寸 也就是摄像机画面宽度和高度的比例与电视机画面宽度 和高度比例一样 通常为 4 3 这样保证了摄像机的视频图像在显示器上的图 像不变形 镜头的规格也分为 1 2 英寸 1 3 英寸等 1 2 英寸的镜头可用于 1 2 英寸 1 3 英寸的摄像机 而 1 3 英寸的镜头只能用于 1 3 英寸的摄像机 不能用于 1 2 英寸的摄像机 这是因为 1 3 英寸镜头光通量只有 1 2 英寸镜头光通量的 44 不能满足 1 2 英寸的摄像机的光通量要求 镜头焦距的配置我们还是以图一来说明 确定合适的焦距 是决定图像质 量重要因素 f vD Vf hD H 其中 f 代表焦距 v 代表 CCD 成像尺寸的高度 V 代表被观测物体高度 h 代表 CCD 成像尺寸的宽度 H 代表被观测物体宽度 D 代表物体到镜头的距离 假设用 1 3 CCD 摄像头观测 被测物体宽 500 毫米 高 400 毫米 镜头焦点距物体 5000 毫米 由公式可以算出 焦距 f 4 8 5000 500 48 毫米或焦距 f 3 6 5000 400 45 毫米 5 2 35 2 3 如何在光照条件很差的环境中拍摄到清晰的图像如何在光照条件很差的环境中拍摄到清晰的图像 监控摄像机要求能在夜晚光照条件很差甚至是没有光的环境中 也能拍摄 到清晰图像 在摄像机的指标中 我们常常可以看到低照度这一项 1 照度的概念 照度的概念 照度是测量摄像机感光度的单位 用勒克司 Lux 表示 也就是摄像机 能在多暗的光照条件下拍摄到图像 勒克司 Lux 的值越低 表明摄像机能 在光照条件更低的情况下拍摄到清晰的图像 我们知道摄像机产生的视频信号 标称值为 1v 标准值为 700mv 比如采用光圈为 F1 2 的镜头 当被拍摄景物的 照度值为 0 02Lux 时 摄像机输出的视频信号幅值为标准幅值 700mv 的 33 50 这时摄像机的最低照度为 0 02Lux F1 2 测试最低照度值必须注意镜头光圈大 小 F 值越小 光圈越大 需要的照度越低 不同的光圈 最低照度值是不同 的 2 实现低照度摄象的方案 实现低照度摄象的方案 我们知道 CCD 摄像机可以分为彩色与黑白摄像机 普通摄像机的最低照 度见下表 普通摄像机的最低照度 可见光的波长范围为 380nm 780nm 可见光波长由长到短分为红 橙 黄 绿 青 兰 紫 波长比紫光短的称为紫外光 波长比红外光长的称为红 外光 CCD 传感器表面有一层吸收紫外的透明电极 所以 CCD 不能接受紫外 光 普通彩色摄像机的 CCD 芯片上有红 绿 蓝三色滤光条 所以彩色摄像机 不能感受红外光 而普通 CCD 黑白摄像机的光谱范围很宽 不仅能感受可见光 徐州苏创信息技术有限公司 技术部 联系电话 0516 80107116 传真 0516 80101213 8 而且可以感受红外光 根据以上原理 在光照条件很差的环境中 工程师们常常采用以下方案拍 摄到清晰的图像 1 普通低照度 普通低照度 CCD 黑白摄像机黑白摄像机 红外灯红外灯 在监控现场安装红外灯辐射 照明 产生人眼看不见而普通摄像机能捕捉 到的红外光 通过 CCD 黑白摄像机可以实现夜间拍摄 2 彩色转黑白摄像机 彩色转黑白摄像机 红外灯红外灯 所谓彩色转黑白摄像机就是指白天是彩色摄像机 到了晚上光照条件很差 的时候 利用黑白图像对红外线感度较高的特点 自动切换为黑白方式 在红外 线的配合下进行拍摄 和红外灯配合时候 低照度摄像机必须满足红外灯支持 的最低照度 3 红外低照度彩色摄像机 红外低照度彩色摄像机 红外低照度彩色摄像机的红外感度比一般摄像机高 4 倍以上 可以在零照 度 0Lux 下工作 红外低照度彩色摄像机红外低照度彩色摄像机 4 低速快门摄像机 低速快门摄像机 低速快门摄像机又称画面累积型摄像机 通过电脑连续存储多帧 最多达 128 帧 因光线不足而较模糊的画面 并累积起来 成为清晰的画面 借助 SLOWSHUTTER 技术 实现在 0 008LUX F1 2 照度下进行拍摄 这种低照度摄 像机适用于禁止红 紫外线破坏的博物馆 夜间生物活动观察 夜间军事海岸 线监视等 5 超低照度摄像机 超低照度摄像机 超低照度摄像机采用 EXVIEWHAD 技术大大提高了感光度 其彩色照度 可达 0 05LUX 黑白则可达 0 003 0 001LUX 当配用专用的红外设备 可以得 到高清晰度的黑白图像 实现 0Lux 下拍摄 5 2 45 2 4 摄像机的控制摄像机的控制 为了扩大监控范围 要求监控摄像机能实现旋转 变焦 变放大倍数 自 动聚焦等 这些功能的实现 需要数字硬盘录象机通过控制器对摄像机进行控 制 1 旋转控制 旋转控制 工程师们利用云台来安装和固定摄像机 云台分为固定云台和电动云台 固定云台适用于监视范围不大的情况 在固定云台上安装好摄像机后 调整摄 像机的水平和俯仰角度 达到最好的工作状态后锁定调整机构就可以了 电动 云台安装了步进电机 电机接受来自控制器的信号 带动摄像机旋转实现精确 定位 适用于大范围监控 云台根据其回转的特点可分为只能左右旋转的水平旋转云台和既能左右旋 转又能上下旋转的全方位云台 一般来说 水平旋转角度为 0 350 垂直旋 转角度为 90 恒速云台的水平旋转速度一般在 3 10 s 垂直速度为 4 s 左 徐州苏创信息技术有限公司 技术部 联系电话 0516 80107116 传真 0516 80101213 9 右 变速云台的水平旋转速度一般在 0 32 s 垂直旋转速度在 0 16 s 左 右 在一些高速摄像系统中 云台的水平旋转速度高达 480 s 以上 垂直旋转 速度在 120 s 以上 2 实现电动变焦 变倍 自动聚焦 实现电动变焦 变倍 自动聚焦 1 所谓一体化摄像机就是使镜头 CCD 芯片 视频处理电路 电源 机壳整合为一个整体 可以实现电动变焦 变倍 自动聚焦功能 能否快速 准确的实现自动聚焦是评价一体化摄像机品质的关键 好的产品可以一次性准 确聚焦 而品质不好的产品 在聚焦时会来回往复 需要多次才能定焦 目前 的一体化摄像机以 16 18 20 22 27 32 倍变倍为主流 发展趋势是照度越 来越低 光学倍数越来越高 注意这里的变焦倍数是指光学变倍 一体化摄像机的关键技术是镜头 CCD 和 DSP 处理模块 高档镜头主要 被日本厂商所掌握 如 Canon Camputar Avenir 等 CCD 芯片以日本 Sony 为主 SonyCCD 分为 SuperHAD 和 Exview 两种类型 其中 Exview 是最新技术 普遍采用 1 4 寸尺寸 性噪比高于 SuperHAD 在 DSP 处理芯片上 Sony 的 DSP 芯片可以很好的处理图像色彩 使图像看上去十分鲜艳 而 Canon Nikon 的 DSP 在捕光模式和对焦上比较好 2 采用电动变焦镜头 普通摄像机 把电动变焦镜头和普通摄像机结合起来 利用普通摄像机视频驱动的原理 实现镜头焦距 光圈 聚焦的自动控制 目前有些厂家开发出了超高倍率的 60 倍电动变焦镜头 D60 12 5 其 750mm 使用变焦扩展镜时可达 1500mm 的 焦距可以鲜明地识别 3 公里远处的人物 5 2 55 2 5 视频图像的网络传输视频图像的网络传输 1 模拟摄像机 模拟摄像机 数字硬盘录像机数字硬盘录像机 计算机网络系统计算机网络系统 这是目前应用最广泛的网络视频监控系统 通过设定端口 网关和路由 现场的数字硬盘录像机作为服务器 在远程客户的计算机上安装专用监控软件 或插件 用户便可以通过互联网看到数千里之外的现场 实现单路 多路视频 远程监控和录像 2 模拟摄像机 模拟摄像机 网络视频服务器网络视频服务器 计算机网络系统计算机网络系统 模拟摄像机输出的信号是模拟信号 计算机处理的信号是数字信号 在网 络中传输的也是数字信号 网络视频服务器 VideoServer 把模拟摄像机的模 拟信号转换成数字信号 再经过高效压缩芯片压缩 编码 输出可以在计算机 网络中传输的数字信号 实现在计算机网络中以数字信号的形式传输 因此 也可以把网络视频服务器称为视频编码器 VideoCoder 当视频服务器的一端 连接着模拟摄像机的输出信号 另一端插上计算机网线 然后在互联网中的任 一台计算机中设置好网关 路由 打开 IE 浏览器 输入 IP 地址或者域名就可 以在电脑中看到监控的画面了 如果模拟摄像机配置有云台 我们还可以通过 电脑对摄像机进行变焦 变倍 旋转等控制操作 在网络视频服务器中还得嵌 入实时操作系统 可以是 Linux 版本 也可以是 Windows 版本 从稳定性上讲 Linux 版本更胜一筹 采用网络视频服务器可以选择和配备不同的摄像机 具 有更多的灵活性 徐州苏创信息技术有限公司 技术部 联系电话 0516 80107116 传真 0516 80101213 10 3 网络摄像机 网络摄像机 计算机网络系统计算机网络系统 网络摄像机就是将模拟摄像机与网络视频服务器整合在一起 在摄像机里 面内置模 数转换 视频服务器功能 和网络视频服务器一样 按照网络协议实 现网络通讯和数据传输 还可以接收报警信号及向外发送报警信号 这更方便 了 只要把网络摄像机安装好 插上网线就可以浏览了 4 CDMA 无线网络视频监控系统无线网络视频监控系统 上面介绍的传输是有线传输 但是在移动的交通工具 汽车 偏远的矿 山 山区 采用有线传输显然是很困难的 我们可以利用成熟的无线通讯技术 这里的代表产品有中国联通的移视通 移视通 CDMA 无线网络视频监控系统是 把 CDMA 数据通讯功能和数字视频编码功能整合成一体的便捷式产品 它把摄 像机图像经过视频压缩编码模块压缩 通过智能无线通讯终端发射到 CDMA 网 络 实现视频数据的交互 发送 接收 加解密 编解码 链路的控制维护等功 能 该系统可以把实时动态图像传到距离用户最近的联通通信网络 可以通过 Internet 从系统中控端得到实时图像信息 系统整合了 CDMA 网络和 Internet 网 络的优势 随时随地的进行远程监控管理 5 35 3 高速球说明高速球说明 室外用高速球室外用高速球 一 一 高速球综述高速球综述 高速球是一种智能化摄像机前端 全名叫高速智能化球型摄像机 或者一 体化高速球智能球 或者简称快球 简称高速球 高速球是监控系统最复杂和 综合表现效果最好的摄像机前端 制造复杂 价格昂贵 能够适应高密度 最 复杂的监控场合 二 二 高速球的结构及原理高速球的结构及原理 高速球是一种集成度相当高的产品 集成了云台系统 通讯系统 和摄像 机系统 云台系统是指电机带动的旋转部分 通讯系统是指对电机的控制以及 对图象和信号的处理部分 摄像机系统是指采用的一体机机心 而几大系统之 间 起着横向的连接的是一块主控核心 cpu 和电源部分 电源部分通过与各大 系统之间供电 很多地方是采用的二极管 三极管等微电流供电 而核心 cpu 是实现所有功能正常运行的基础 高速球的原理实际上大致就是以上所说的 而具体来说 高速球采用 精 密微分步进电机 实现高速球的快速 准确的定位 旋转 所有这一切都是通过 cpu 发给的指令来实现的 然后将摄像机的图象 摄像机的功能写进高速球的 徐州苏创信息技术有限公司 技术部 联系电话 0516 80107116 传真 0516 80101213 11 cpu 实现在控制云台的时候 将图象传输出来 并且能将摄像机的很多功能 例如白平衡 快门 光圈 变焦 对焦等功能同时实现控制 一般高速球都分为球心部分 外壳部分及配件部分 任何厂家的高速球 都有一个用机架把包一体机机心 控制解码主板和电机云台系统的统一起来的 球心部分 然后球心部分跟外壳用螺丝或者别的方式连接起来 球心是核心部 分 外壳一般有多种外观 比如派尔高外观 松下外观 和自己设计的外观 外壳一般都是采用铝合金 也有塑料的 铝合金的一般又分为铸造和冲压的两 种外壳 铝合金的比塑料的好 冲压的比铸造的好 下外壳是透明罩部分 透 明罩必须采用光学透明罩 才能保证通光率和图象无变形 同时还要考虑防老 化 防破坏 防尘等问题 配件部分一般包括支架部分 加热器部分 扇热部 分 支架包括壁装支架 吊杆支架 表面贴装吸顶 嵌入式吸顶不需要支架 一般室外球都装有扇热的装置 而加热装置只有在严寒地区才选装 室内球原 则上没有扇热和加热部分 配件还包括电源 一般用的都是 24 伏 2 到 3 安电流 的变压器供电 高速球有几个主要的硬件部件 首先是电机 然后是滑环 然后是电源部 分和控制主板 传动的皮带也很重要 高速球的通讯问题还有就是涉及到通讯协议和通讯方式的问题 通讯协议 是指高速球跟主机系统相通讯时候 选择的通讯协议 比如 pelco 曼码 松下 菲利普协议等 通讯方式是指这些通讯协议采用什么方式来进行通讯 比如 485 通讯方式 232 通讯方式 422 通讯方式 同轴视控通讯方式 一般来讲 高速球都采用 485 通讯方式 而通讯协议各个不同厂家不同 三 高速球的功能特点三 高速球的功能特点 高速球有几个最基本的功能 第一是运行速度快 第二是运行平稳 第三 是定位精确 1 高速功能 要求预置位速度强调快 基本达到 250 度 秒以上 第二手 控速度强调平稳 控制灵敏灵活 不能过快 不能生硬 支持变速 2 预置位功能 必须带有 64 个以上的预置位 同时要求预置位必须准 确 断电后也能记忆该预置位 3 巡航扫描 必须可以设置高速球能在各个预置位之间巡航扫描功能 高速球还有有些高级功能 高速球还有有些高级功能 1 轨迹记忆功能 要求高速球能记忆多条任意的轨迹路线 同时能将轨 迹路线通过设置进行调用 2 菜单显示功能 能够显示一个完善的操作菜单 通过菜单进行对运行 速度 预置位停留时间 运行模式等的修改 通过菜单能进行摄像机参数的修 改 以及编程 自动跟踪 隐私遮蔽等功能 3 自带报警输入输出 在高速球上加一个报警输入输出模块 4 网络高速球 光纤高速球 在高速球里再集成网络视频服务器模块或 者光端机模块 四 四 高速球与球型云台 中速高速球与球型云台 中速球 匀速球的区别球 匀速球的区别 徐州苏创信息技术有限公司 技术部 联系电话 0516 80107116 传真 0516 80101213 12 1 中速球分两种 一种是精密微分步进电机的中速球 一种是带减速比 的步进电机的中速球 第一种相当于一种简化的高速球 而第二种纯粹在原理 上差异比较大 第二种的电机微分是通过减速比电机的电机本身实现的 而高 速球是通过控制芯片里的程序实现的 因此第二种的中速球会在预置位精确度 上和运行速度上远远逊于高速球 第一种高速球 一般是采用的普通单片机进 行控制的高速球 功能简化 开发平台较低 采用的元器件也比较低档 比如 在电源处理 核心芯片的选择 通讯部分等都是比较节省的方案 在稳定性 功能性 抗干扰 使用寿命等方面逊于高速球 2 匀速球 匀速球一般分为两种 一种是球型云台内置解码板 而且该 解码板也许带有预置位功能 不能旋转 360 度 这种匀速球实际是球型云台的 的外置解码器变成内置一块解码板 另一种匀速球就是采用的上诉中速球中的 带减速比的步进电机作为云台部分的匀速球 一般可以再加一个导电滑环可以 实现 360 度连续旋转 这种匀速球因为电机本身的扭矩和参数限制 速度提不 高 预置位不准 但是技术简单 不需要多少软件支持 3 球型云台 球型云台采用的电机完全跟高速球不一样 采用的是直流 电机 不需要程序 通过对电流的控制进行对电机的控制 即 通电即转 的原 理 直流电机制造简单 使用面广 成本低 但是寿命短 扭矩小 导致速度 慢 不容易控制 导致不平稳 不能精确定位 球型云台一般需要配置解码 器 而解码器的原理一般采用一组继电器对电流脉冲进行控制 然后实现对直 流电机的云台进行控制 这种继电器相对简单 成本低 用量广 但是控制电 流远远不如芯片指令的控制 属于一种很落后和简单的技术 4 以上是从原理上讲差别 在具体上 球型云台和采用减速比的步进电 机的中速球 一般是装一体机整机 不涉及到摄像机与球机的通讯问题 而高 速球采用的是摄像机机心 必须讲摄像机的端口协议及功能写入到高速球里 所以在选择高速球时 一般配置的一体机是不能让客户自己安装的 五 五 在销售中常遇到的客户的问题在销售中常遇到的客户的问题 1 首先询问客户的工程情况 根据工程情况给他选择合理的高速球 询 问工程使用场合 一般大型项目 机场 海关 交警 博物馆等采用的都是高 档的高速球 同时内置的一体机都采用的是最好的一体机 然后一般工厂 学 校 医院 大楼等采用的都是中档或者中档以下的高速球 而超市或者小区采 用的都是比价廉价的高速球或者低速球 2 询问安装的位置 不同的安装位置选择内置的摄像机机心不一样 安 装方式也不一样 一般室内的高速球采用纯彩色的一体机 变焦范围小一些 起始焦距小一些的 特别是具有广角镜头的一体机 比如采用 16 倍 LG 18 倍 sony 的 22 倍日立的 22 倍世林的等 室内球一般根据客户现场情况 采用 室内壁装悬挂 吊杆悬挂 室内表面吸顶 嵌入式吸顶等方式 室外的高速球 一般采用彩色低照度或者彩转黑的一体机 而且一般要采用质量更好的一体机 比如采用 LG22 倍 27 倍 世林 22 倍 sony18 倍 sony26 倍 日立 23 倍等彩 转黑一体机机心 根据客户的情况 选择价位不同的一体机机心 3 客户购买的时候 要注意考虑主机的配套问题 询问主机的控制协议 如果不匹配要准备协议转换器 徐州苏创信息技术有限公司 技术部 联系电话 0516 80107116 传真 0516 80101213 13 4 高速球最容易出现的损坏问题 客户的接线不当 防水没处理好导致 进水 雷击烧坏 球机本身的问题 5 高速球的使用场合 路口人流量比较集中的地方 跟踪活动目标的地 方 目标区域需要变焦放大的地方 需要联动报警录像的地方 六 六 我们的产品的主要优势我们的产品的主要优势 1 我们的高速球在硬件上没有做任何缩水 采用的是精密微分步进电机 导电滑环采用镀金的换向器 芯片采用的工业级防静电芯片 球心结构件是全 金属的 主要传动齿轮也是金属 保证了不变形 扇热良好 使用寿命长 外 壳是采用冲压的铝合金外壳 同时透明罩采用的光学镀膜防暴加硬透明罩 镀 膜具有增加透光率和防尘防静电作用 这种透明罩不是普通半球用的塑料 2 我们的高速球的开发平台比较先进 因为我们的高速球核心技术都是 采用美国 pelco 的技术 在主控 cpu 芯片部分采用的是高位处理器 比普通单 片机处理能力更强 更稳定 当然 这样的技术 开发难度高 开发成本也高 注 在国内 采用同类技术的只有我们一家公司 3 我们的控制程序部分是采用美国 pelco 的内核 这样的产品使得我们 的高速球的操作非常灵活 精确又平稳 不会出现操作生硬 死机等现象 4 我们的电源部分的处理是国内最好的 这部分我们完全移植了美国 pelco 公司高速球的电源部分处理 采用多级滤波 整流 美国凌特的开关电源 反馈保护电路等 5 目前我们的高速球能够通过拨码选择各种摄像机机心 包括 LG 世 林 索尼 日立 敏通 6 硬盘录像机 硬盘录像机 6 1 什么是硬盘录像机什么是硬盘录像机 硬盘录像机 嵌入式硬盘录像机是计算机技术 网络技术 数字视频技术 和传统视频 安防技术相结合的高科技产品 具有极高的技术含量 是 DVD 磁带式录像机的换代产品 可应用于电力远程监控 银行保安监控 楼宇智能 化 家庭防盗监控等领域 具有广阔的市场前景 硬盘录像机的基本功能是将模拟的音视频信 号转变为 MPEG 数字信号存储在硬盘 HDD 上 并提供与录制 播放和管理 节目相对应的功能 相对于传统的模拟视频录像机 采用硬盘录像 故常常被 称为硬盘录像机 也被称为 DVR 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 徐州苏创信息技术有限公司 技术部 联系电话 0516 80107116 传真 0516 80101213 14 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 代表了监 控系统的发展方向 是目前市面上监控系统的首选产品 总的来说 按系统结 构可以分为两大类 基于 PC 架构的 PC 式 DVR 和脱离 PC 架构的嵌入式 DVR PC 式硬盘录像机 DVR 这种架构的 DVR 以传统的 PC 机为基本硬 件 以 Win98 Win2000 WinXP Vista Linux 为基本软件 配备图像采集或 图像采集压缩卡 编制软件成为一套完整的系统 PCDVR 各种功能的实现都依 靠各种板卡来完成 比如视音频压缩卡 网卡 声卡 显卡等 这种插卡式的 系统在系统装配 维修 运输中很容易出现不可靠的问题 不能用于工业控制 领域 只适合于对可靠性要求不高的商用办公环境 嵌入式硬盘录像机 EM DVR 嵌入式系统一般指非 PC 系统 有计算机功能但又不称为计算机的设 备或器材 它是以应用为中心 软硬件可裁减的 对功能 可靠性 成本 体 积 功耗等严格要求的微型专用计算机系统 简单地说 嵌入式系统集系统的 应用软件与硬件融于一体 类似于 PC 中 BIOS 的工作方式 具有软件代码小 高度自动化 响应速度快等特点 特别适合于要求实时和多任务的应用 嵌入 式 DVR 就是基于嵌入式处理器和嵌入式实时操作系统的嵌入式系统 它采用 专用芯片对图像进行压缩及解压回放 嵌入式操作系统主要是完成整机的控制 及管理 此类产品没有 PCDVR 那么多的模块和多余的软件功能 在设计制造 时对软 硬件的稳定性进行了针对性的规划 因此此类产品品质稳定 不会有 死机的问题产生 而且在视音频压缩码流的储存速度 分辨率及画质上都有较 大的改善 就功能来说丝毫不比 PCDVR 逊色 嵌入式 DVR 系统建立在一体化 的硬件结构上 整个视音频的压缩 显示 网络等功能全部可以通过一块单板 来实现 大大提高了整个系统硬件的可靠性和稳定性 硬盘录像机的主要功能 包括 监视功能 录像功能 回放功能 报警功能 控制功能 网络功能 密 码授权功能和工作时间表功能等 6 2 监控监控 硬盘录像机硬盘录像机选择选择 界面的选择界面的选择 多数数字化监控主机选择了工控机箱作为外壳 外观做工印字要精致美观 笔者认为将软驱和电源开关用一道机械锁锁起来那种款式对减少人为故障有一 定帮助 如果能打开机盖 应注意观看一下用的什么风扇和电源 像奔腾 CPU 上的专用风扇平均无故障工作时间在 3 年以上 而一般风扇平均无故障 工作时间可能说不准确 这对每天都连续开机的数字化监控主机而言是一个故 障隐患 另外 注意观看后排的接口接线方式是否可靠 便利 为了操作方便 界面应是全中文的 将主要功能都能一目了然地反映在主 界面上 建议选择看上去很专业很漂亮的直观操作界面 最好能类似于 WINDOWS 操作菜单 功能扩展性要强 主要功能分为监视功能 录像功能 报警功能 控制功 能 网络功能 身份识别功能 工作时间表功能 如能有矩阵 双工对讲最好 这两点很多难做到 下面分别作一一介绍 功能的多样化功能的多样化 监视功能监视功能 监视功能是矩阵主机和数字化主机最主要的功能之一 监视功能无非是看 全 看清楚现场的景物 必要时应该有声音 注意是否视音频同步 主要通过 徐州苏创信息技术有限公司 技术部 联系电话 0516 80107116 传真 0516 80101213 15 清晰度 画面实 时程度和显示形式来决定监视的效果 和电视机显示不同 不 同显卡和采集卡观察的效果是不一样的 要比较监视的清晰度 应有一台好的 显示器来观看 笔者推荐 LG 未来窗等几款 清晰度较高的监视器 作为监视 清晰度的依据 一般每秒图像超过 17 帧时肉眼看上去是比较实时的图像 通 常可做一些手的快速动作来观察此功能 比如快速数数 拍手等 此效果应记 录下来作为录像的回放记录 显示形式一般有 1 4 7 9 10 16 等画面分割形式 也可将屏幕切到全屏 每一路的亮度 对比度 色彩 饱和 度等参数都应是连续可调的 不然在多画面时因为光线不均等原因无法很好观 看 这也 是数字主机优于普通画面分割器的地方 在全屏观察时 可以比较准确地反映画质 录像速度及显卡质量 录像 录像 录像效 果是数字主机的核心和生命力所在 在监视器上看去实时和清晰 的图像 录下