安防中的监控系统.doc

安防中的监控系统安防监控系统是一门被人们日益重视的新兴专业，就目前发展看，应用普及越来越广，科技含量越来越高。几乎所有高新科技都可促进其发展，尤其是信息时代的来临，更为该专业发展提供契机。但就监控业界而言，系统组成一直没得到明确的划分，这使工程商和用户之间谈到安防监控系统时沟通很不方便。安防监控系统是一门被人们日益重视的新兴专业，就目前发展看，应用普及越来越广，科技含量越来越高。几乎所有高新科技都可促进其发展，尤其是信息时代的来临，更为该专业发展提供契机。但就监控业界而言，系统组成一直没得到明确的划分，这使工程商和用户之间谈到安防监控系统时沟通很不方便。对于安防中的监控系统，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。安防中的监控系统1一、表现层21、监控电视墙 22、监视器 23、报警自动驳接电话 3二、控制层3三、处理层31、音视频分配器 32、音视频放大器 43、视频分割器 4四、传输层41、视频线传输，音频传输 52、网线传输 53、光纤传输 5五、执行层51、云台 62、镜头 63、解码器 6六、支撑层6七、采集层71、摄像机 72、摄像机宜安装位置 83、电梯内的安装 84、摄像机镜头避免强光直射 85、摄像机镜头方向选择 8八、后端设备81、PC+视频采集卡82、数字视频录像机 9一. 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。1.监控电视墙电视墙是由多个电视（现多由液晶监视器）单元拼接而成的一种超大屏幕电视墙体,是一种影像、图文显示系统。可看作是一台可以显示来自计算机VGA信号、多种视频信号的巨型显示屏，向电视墙传送视频或者计算机VGA信号. 使用电视墙进行监控有直观，方便的特点，便于监控人员实时发现被监控目标的异常状况。监控用电视墙一般采用专业监视器作为显示设备，配以钢板钣金喷塑墙体构成，有些还带有强制排风散热装置。在监控领域，由于电视墙监控只能实时监看，不能回放，因此往往需要与硬盘录像机及视频矩阵配合使用以形成完整的监控系统。2.监视器现在主流监视器主要采用液晶监视器，它是闭路监控系统（cctv）组成部分，是监控系统的显示部分，是监控系统的标准输出，有了监视器的显示我们才能观看前端送过来的图像。作为视频监控不可缺的终端设备，充当着监控人员的“眼睛”，同时也为事后凋查起到关键性作用。液晶监视器清晰度高、省电、寿命长（可达8万小时）、维护费用低，缺点是拼接的时候有拼缝，现在40、42、46寸的液晶监视器拼接缝隙以降至6.7MM，背投的特点是无拼缝，缺点是体积大、耗电、寿命短（一般5000小时要换灯泡）亮度低（中间亮四周暗） CRT该产品正被其余三种产品所替代。 等离子优点是亮度对比度高。缺点是不适合显示静态画面（容易造成屏幕灼伤），耗电大，拼接有拼缝。监视器也有分辨率，同摄像机一样用线数表示，实际使用时一般要求监视器线数要与摄像机匹配。 另外，有些监视器还有音频输入、S-video输入、RGB分量输入等，除了音频输入监控系统用到外，其余功能大部分用于图像处理工作。3.报警自动驳接电话自动报警系统智能读取SIM电话卡或按照已连接的固定电话线路，一旦发现报警情况自动拨打设置好的紧急电话，自动报警系统需要插入有话费的可以外拨电话的手机卡或固定电话线路，报警时首先短信告知主人报警防区，然后马上电话拨号报警。接通后您可以通过电话进行远程通知。二. 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系统，这种控制方式成本较低，故障率较小。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。三. 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。1. 音视频分配器分配器是监控传输系统中分配网络里最常用的部件，用来分配信号的部件。它的功能是将一路输入信号均等地分成几路输出，通常有二分配、三分配、四分配、六分配等。 监控网络的频率不断提升，功能不断加强，因此对分配器的要求不断提高。分配器主要技术要求。频率范围：分配器使用在整个监控网络中，因此应具有宽带的频率特性；输入输出阻抗：监控中的射频各种接口阻抗均应为75欧，以实现阻抗匹配，因此分配器输入端及输出端阻抗均应为75欧；分配损失：在系统中希望接入分配器损耗越小越好。2.音视频放大器放大器是增加信号幅度或功率的装置，它是智能监控技术工具中处理信号的重要元件。放大器的放大作用是用输入信号控制能源来实现的，放大所需功耗由能源提供。对于线性放大器，输出就是输入信号的复现和增强。对于非线性放大器，输出则与输入信号成一定函数关系。3.视频分割器在有多个摄像机组成的电视监控系统中，通常采用视频切换器使多路图像在一台监视器上轮流显示。但有时为了让监控人员能同时看到所有监控点的情况，往往采用多画面分割器使得多路图像同时显示在一台监视器上。当采用几台多画面分割器时，就有可能用与多画面分割器相同数量的监视器将所有摄像机传送来的多个画面同时显示。这样，既减少了监视器的数量，又能使监控人员一目了然地监视各个部位的情况。常用的画面分割器为四画面、九画面和十六画面。现在监控系统中，各种监控软件都自带画面分割功能，采用数字分割画面，不用另外添加硬件设备就可以实现视频的分割。四. 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。现在光纤传输已经走下了高价的平台，在各个领域的监控设计方案中，已经越来越多被采用。1. 视频线传输，音频传输视频传输主要应用同轴电缆，英文简称SYV,常有的有75-7，75-5，75-3，75-1等型号，特性阻抗都是75欧姆，以适应不同的传输距离。是以非对称基带方式传输视频信号的主要介质。视频同轴电缆的特征电阻是75 欧姆，这个值不是随意选的。物理学证明了视频信号最优化的衰减特性发生在77 欧姆。在低功率应用中，材料及设计决定了电缆的最优阻抗为75 欧姆。音频连接线，简称音频线，用来传播声音的线。由音频电缆和连接头两部分组成，其中：音频电缆一般为双芯屏蔽电缆，连接头常见的有RCA（俗称莲花头）、XLR（俗称卡侬头）、TRS JACKS（俗称插笔头）。2. 网线传输 通过网线传输的方式叫双绞线视频传输系统，双绞线之所以使用如此广泛，是因为它具有抗干扰能力强、传输距离远、布线容易、价格低廉等许多优点。所以视频信号在双绞线上要实现远距离传输，必须进行放大和补偿，双绞线视频传输设备就是完成这种功能。加上一对双绞线视频收发设备后，可以将图像传输到1至2km。双绞线和双绞线视频传输设备价格都很便宜，不但没有增加系统造价，反而在距离增加时其造价与同轴电缆相比下降了许多。3.光纤传输光纤传输主要是由视频光端机转换再通过光纤传输。视频光端机就是把1到多路的模拟视频信号通过各种编码转换成光信号通过光纤介质来传输的设备，由于视频信号转换成光信号的过程中会通过模拟转换和数字转换两种技术，所以视频光端机又分为模拟光端机和数字光端机。光端机原理就是把信号调制到光上，通过光纤进行视频传输。光纤的主要组成物质是二氧化硅（SiO2），这种矿物质在整个地球的矿物质中所占的比例比较大，通常在石头、砂粒中都可以提取到。由二氧化硅（SiO2）组成的光纤脆如玻璃，细若发丝。由它的内部组成来看，光纤分为单模光纤和多模光纤，单模光纤的芯径为9m，而多模光纤的芯径可分为50m和62.5m。由于光纤的组成成份，所以它具有传输距离远、不导电、抗干扰能力强、保密性好等特点，在远距离传输中，它通常是广大工程商的首选。五. 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。1. 云台云台是安装、固定摄像机的支撑设备，它分为固定和电动云台两种。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可调整摄像机的水平和俯仰的角度，达到最好的工作姿态后只要锁定调整机构就可以了。电动云台适用于对大范围进行扫描监视，它可以扩大摄像机的监视范围。电动云台高速姿态是由两台执行电动机来实现，电动机接受来自控制器的信号精确地运行定位。在控制信号的作用下，云台上的摄像机既可自动扫描监视区域，也可在监控中心值班人员的操纵下跟踪监视对象。 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0350，垂直旋转角度为+90。恒速云台的水平旋转速度一般在310/s，垂直速度为4/s左右。变速云台的水平旋转速度一般在032/s，垂直旋转速度在016/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.镜头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定焦镜头及变焦镜头两种。3.解码器云台解码器是把控制摄像机镜头和云台等功能的数码信号转换成可控制电信号的设备，使用很广泛。通常情况下，它有这样几个别名：云台解码器、云镜解码器(云台镜头解码器)。云台解码器指的是云台及镜头控制器。一般情况是镜头（摄像机）安装在云台上，云台可以上、下、左、右转动，镜头可以拉近、拉远（变焦）、聚焦、改变光圈大小等操作。控制这些动作的设备称为云镜控制器，也叫解码器。再配上控制键盘等控制设备，可以控制更多的云台设备，配合监示器组成一个简单的监控系统。随着发展。解码器可以放入云台内部（内置解码器），与控制设备的接口一般为RS-485，常用的通讯协议有：PELCO-D、PELCO-P、AD/AB、YAAN等。六. 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。七. 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。1. 摄像机摄像机：将被摄体的光信号变成电信号，然后送入系统的传输部分进行传送。摄像机宜选用CCD黑白、彩色摄像机。黑白摄像机水平清晰度400线，彩色摄像机水平清晰度270线。信噪比要求46dB。应根据监视目标的照度选择不同灵敏度的摄像机。监视目标的最低环境照度应高于摄像机最低照度的10倍。当需要遥控时，可选用具有光对焦、光圈开度、变焦距的遥控镜头装置。摄像机可选用体积小、重量轻、便于现场安装与检修的电荷耦合器件（CCD）型摄像机。根据工作环境应选配相应的摄像机防护套。防护套可根据需要设置调温控制系统和遥控雨刷等。固定摄像机在特定部位上的支承装置，可采用摄像机托架或云台。当一台摄像机需要监视多个不同方向的场景时，应配置自动调焦装置和遥控电动云台。摄像机需要隐蔽时，可设置在天花板或墙壁内，镜头可采用针孔或棱镜镜头。对防盗用的系统，可装设附加的外部传感器与系统组合，进行联动报警。监视水下目标的系统设备，应采用高灵敏度摄像管和密闭耐压、防水防护套，以及渗水报警装置。摄像机的设置位置、摄像方向及照明条件应符合下列规定：1）摄像机宜安装在监视目标附近不易受外界损伤的地方，安装位置不应影响现场设备运行和人员正常活动。安装的高度，室内宜距地面2.55m；室外应距地面3.510m，并不得低于3.5m。2）电梯厢内的摄像机应安装在电梯厢顶部、电梯操作器的对角处，并应能监视电梯厢内全景。3）摄像机镜头应避免强光直射，保证摄像管靶面不受损伤。镜头视场内，不得有遮挡监视目标的物体。4）摄像机镜头应从光源方向对准监视目标，并应避免逆光安装；当需要逆光安装时，应降低监视区域的对比度。摄像机：按颜色划分有彩色摄像机和黑白摄像机两种。摄像机靶面规格有：1英寸、1/2英寸、2/3 英寸、1/3英寸等。八.后端设备主要使用pc采集存储数据，或者由数字视频