智能小区安防系统设计

平顶山工业职业技术学院毕业设计说明书（论文） 毕 业 设 计（论文） （说 明 书） 题 目：智能小区安防系统设计 姓 名： 编 号： 平顶山工业职业技术学院 2014 年 月 日 平顶山工业职业技术学院毕业设计说明书（论文） 平顶山工业职业技术学院 毕 业 设 计 （论文） 任 务 书 姓名 专业 楼宇智能化工程技术 任 务 下 达 日 期 2014 年 1 月 10 日 设计（论文）开始日期 2014 年 1 月 10 日 设计（论文）完成日期 2014 年 3 月 25 日 设计（论文）题目： 智能小区安防系统设计 A编制设计 B设计专题（毕业论文） 指 导 教 师 系(部)主 任 2014 年 3 月 25 日 平顶山工业职业技术学院毕业设计说明书（论文） 平顶山工业职业技术学院 毕业设计（论文）答辩委员会记录 自动化与信息工程 系 楼宇智能化工程技术 专业，学生 于 年 月 日进行了毕业设计（论文）答辩。 设计题目： 智能小区安防系统设计 专题（论文）题目： 智能小区安防系统设计 指导老师： 答辩委员会根据学生提交的毕业设计（论文）材料，根据学生答辩情况， 经答辩委员会讨论评定，给予学生 毕业设计（论文）成绩为 。 答辩委员会 人，出席 人 答辩委员会主任（签字）： 答辩委员会副主任（签字）： 答辩委员会委员 ， ， ， ， ， ， ， ， ， ， 。 平顶山工业职业技术学院毕业设计说明书（论文） 平顶山工业职业技术学院毕业设计（论文）评 语 第 页 共 页 学生姓名： 专业 楼宇智能化工程技术 年级 11 级 毕业设计（论文）题目： 智能小区安防系统设计 评 阅 人： 指导教师： （签字） 年 月 日 成 绩： 系（科）主任： （签字） 年 月 日 毕业设计（论文）及答辩评语： 平顶山工业职业技术学院毕业设计说明书（论文） 摘要摘要 “智能建筑”是将结构、系统、服务、运营及相互联系全面综合，并达到最佳 组合，所获得的高效率，高功能与高舒适性的大楼。在智能建筑中，电视监控系统 的作用非常重要。它可以对事件发生前后的信息进行记录，以便事后对事件发生经 过进行分析，保护各种资产。 本文通过阐述智能建筑中电视监控系统的系统组成结构、系统主要设备的性能 特点、技术指标的参数，说明如何构建 CCTV 系统中选择性价比优秀的产品以及如 何构建性能良好、技术先进、安全可靠的电视监控系统；通过数字电视监控系统的 视频采集卡、嵌入式硬盘录像机的系统性能和技术参数、选择指标的比对以及模拟 电视监控系统和数字电视监控系统的优缺点的比对，说明如何建设数字电视监控系 统、通过比较同轴电缆、双绞线、光纤、射频调制传输的传输距离、传输频带和带 宽、信号的衰减程度等的优缺点，可以在工程中有效合理的选择信号的传输方式和 传输介质；通过阐述视频信号的各种压缩方式、视频采集卡的技术数据和选取标准， 说明在选择利用网络传输视频信号时如何有效合理的利用网络的传输速度、获得流 畅的视频流传输、清晰稳定的视频回放信号。 本文最后通过对一例校园监控系统构建的简单介绍,说明智能监控系统在实际 中的应用,及其所带来的高效快捷的报警联动,让警卫人员可以对突发事件进行有效 及时的处理。 关键词关键词：智能建筑闭路电视监控系统(CCTV)，视频压缩，嵌入式系统 平顶山工业职业技术学院毕业设计说明书（论文） 目录目录 第一章：绪论第一章：绪论.1 1.1 概述.1 1.2 设计原则.1 第二章：智能住宅小区的安防系统第二章：智能住宅小区的安防系统.3 2.1 安防系统的组成.3 2.2 安防系统设计原则.3 第三章：闭路电视监控系统第三章：闭路电视监控系统.5 3.1 需求分析.5 3.2 系统的组成.5 3.3 摄像机的性能分类和镜头.6 3.3.1 摄像机的分类.6 3.3.2 摄像机的性能.7 3.3.3 摄像机镜头.8 3.4 控制信号的传输方式.9 3.5 终端设备.11 第四章：入侵报警系统第四章：入侵报警系统.18 4.1 概述.18 4.2 入侵报警系统的组成.18 4.3 常用的入侵报警探测器.19 第五章：出入口控制、访客对讲与电子巡查系统第五章：出入口控制、访客对讲与电子巡查系统.25 5.1 出入口控制系统.25 5.1.1 系统概述.25 5.1.2 出入口控制系统的构成.26 5.1.3 身份识别技术.27 5.2 访客对讲系统.28 5.2.1 单对讲访客对讲系统.29 5.2.2 可视对讲系统.29 5.3 电子巡查系统.29 5.3.1 系统概述.29 5.3.2 系统功能.29 平顶山工业职业技术学院毕业设计说明书（论文） 5.3.3 系统组成 .30 5.3.4 系统分类 .30 第六章：施工管理、售后服务及用户培训第六章：施工管理、售后服务及用户培训.32 6.1 施工管理.32 6.2 售后服务.32 6.3 用户培训.33 第七章：浅谈智能小区监控系统建设第七章：浅谈智能小区监控系统建设.34 7.1 小区介绍.34 7.2 小区系统分布图.34 7.3 设备选型与设备清单.40 7.3.1 小区电视监控系统 .40 7.3.2 周界报警系统 .41 7.3.3 电子巡更系统 .41 7.3.4 车辆出入管理系统 .42 第八章：结论第八章：结论.43 致致 谢谢.44 参考文献参考文献.45 平顶山工业职业技术学院毕业设计说明书（论文） 0 第一章：绪论第一章：绪论 1.11.1 概述概述 随着人们生活水平的不断提高，家庭生活自动化、居住环境舒适化、安全化以 及逐步建立现代家庭办公的趋势使智能小区的出现成为必然。过去的家庭只用旧 式的拨号电话，随着生活步伐的转变、人们在家办公的机会增加，家庭办公的概 念渐渐普遍。高科技已与人们的生活密不可分，现代家庭除了具备各种办公设备以 外，很多家庭都设有家居娱乐设备，当中包括 ISDN 电话、传真、电视会议系统、 Internet 网络接入、Modem 数据接入、有线电视、网上购物、交互式电子游戏及视 频点播等。人们的起居自动化渐渐地离不开网络。为此都希望采用集中式的方式 实观住宅小区的管理智能化、楼宇控制自动化，这就需要对建筑或建筑群内的计算 机网络系统、电话系统、保安监控系统（闭路电视监控） 、出入口控制系统、停车 场收费管理系统（或住宅小区车辆进出管理系统） 、背景音乐系统、楼宇对讲系统、 楼宇自控系统、三表（水、电、煤气）远程自动抄收系统、传感报警系统等等进行 集成，同时需要在建筑设计及方案确定初期就将各楼宇的弱电系统列入智能化的设 计之中。 智能住宅在国内正在形成热潮、智能小区是指以一套先进、可靠的网络系统为 基础设施，将住户和公共设施连成网，以实现什住户及社区的生活设施、服务设施 的全自动化管理。智能小区的出现已被人们认为是一种前卫生活的体现。除了上 述的家居办公及家庭娱乐，家庭保安和管理也是智能小区不可分割的一部分。 当前先进完善的智能化小区，一般要求实现以下功能：家庭安防报警、远程自 动抄表、周边防越报警、闭路电视监控、巡更管理、车辆管理、物业信息管理、触 摸屏查询服务、电话语音服务、小区背景音乐、计算机网络、电话接入、有线电视 接入、Internet 接入。 1.21.2 设计原则设计原则 为使本系统达到技术先进，经济实用，安全可靠，质量优良的要求，设计中应 遵循以下原则： （1）先进性 在投资费用许可的情况下充分利用现代最新技术、最可靠的科技成果，以便该 平顶山工业职业技术学院毕业设计说明书（论文） 1 系统在尽可能长的时间内与社会发展相适应。并使系统具有强大的发展潜力。 （2）可靠性 必须考虑采用被证明为成熟的技术与产品，在设备选型和系统的设计中尽量提 高系统的可靠性。 （3）实用性和便利性 在满足社区安保等功能的要求和实际使用需要的基础上，采用实用的技术和设 备，确保设备使用方便、安全，并且经久耐用。 （4）可扩充性和经济性 为满足今后发展的需要，系统在使用的产品系列、容量及处理能力等方面必须 具备兼容性强，可扩充与换代的特点，确保整个系统可以不断得到充实、完善、改 进和提高。通过这种优化设计，不仅充分保护了原有投资，而且具有较高的综合性 能价格比。 （5）规范性和结构化 由于小区智能化系统是一个综合性很强的工程，在系统设计中必须着重参考更 多面的标准和规范，力求使各子系统做到结构化、标准化、模块化和系列化。 （6）安全性 保证系统工作的安全性，必须采用国家及国际安全认证的所有硬件设备。 （7）易操作性 系统必须提供规范的人机对话界面，使操作、维护简单易用，并易于掌握。 平顶山工业职业技术学院毕业设计说明书（论文） 2 第二章：智能住宅小区的安防系统第二章：智能住宅小区的安防系统 2.12.1 安防系统的组成安防系统的组成 安防系统主要由闭路电视监控系统、门禁管理系统、防盗报警系统、对讲系统、 巡更系统等组成。 闭路电视监控系统 采用电视摄像等手段监测被保护对象。 门禁管理系统 用卡片、按键、电子门锁等装置控制出入口门的开关。 防盗报警系统 采用运动物体监测器，监测接近被保护对象的运动物体。 对讲系统 利用可视电话来辨别访客身份。 巡更系统 是在保安人员巡逻路线上设置发信器，以确认保安人员的巡视记录、 时间等。 2.22.2 安防系统设计原则安防系统设计原则 小区安防系统的设计原则为：注重周界防范，将危险排除在小区之外；强调总 体防范，以小区为中心进行防范；立体交叉防范，多种防范手段相结合。 （1）安全性 智能化小区将来面对的是普通住户，安全是居民的首要要求，安全防范设计必 须放在智能化系统的核心地位，要做到万无一失。 （2）易用性 “科技以人为本” ，本着这一精神思想该系统应最大限度地服务于小区的使用 者和管理者，系统的稳定性和方便性必须贯穿于智能化系统设计的始终。 （3）先进性 系统应充分遵循现有的国际通行设计规范。在设计和实施时，最大限度地利用 当今先进、成熟、具有发展前途的计算机技术、通信技术、自动化技术，执行所采 用技术的开放性，全部采用国际标准或事实上的国际标准，从而保证系统能够随科 技的发展而平滑升级。 （4）可扩展性 平顶山工业职业技术学院毕业设计说明书（论文） 3 随着小区的功能扩展和智能化技术的发展，各个智能系统都要面对系统设备数 量上增加和技术上的提升的局面。在小区智能化设计初期的设计中，应尽量选择具 有发展潜力的技术和扩展性好的设备，以满足用户将来不断提高的生活质量要求。 （5）经济性 任何先进的技术和产品都不能脱离国情，都必须以服务大众为基础，先进但不 能贵族化，要考虑普通居民的承受能力。同时还要考虑系统投资的渐进性、合理性、 重要性，三者缺一不可。 在充分考虑了住宅的实际情况，结合当地的消费能力及 周边环境的配套条件，以经济、合理为原则，为住宅设计一整套的智能化系统解决 方案，让智能化系统在小区建设中更具可行性。 （6）可靠性 智能化系统的产品选用应把可靠性放在首位。因系统投入后将长期使用，必 须能经受在各种复杂的环境中的考验，保证系统长期正常运行。可靠性较高的产品 可有效的提高安全防护系数，并降低系统的维护费用，而且更易于管理。 平顶山工业职业技术学院毕业设计说明书（论文） 4 第三章：闭路电视监控系统第三章：闭路电视监控系统 3.13.1 需求分析需求分析 对小区出入口、周界区域进行监视； 为了满足夜间低照度时，前端设备采用较低照度黑白摄像机，提供系统灵敏度， 小区 主出入口采用低照度一体化彩色摄像机； 小区管理中心监视系统实现云台控制、图像的切换、控制、分割和记录等功能； 系统可与周界报警系统联动进行图像跟踪及记录，当监控中心接到报警时，监 控中心图像视屏上立即弹出与报警相关的摄像机图像信号； 视频失落及设备故障报警； 前端摄像机视频信号接入管理中心数字视频矩阵，并接受管理中心数字矩阵主 机的控制管理信号。 3.23.2 系统的组成系统的组成 闭路电视系统主要由前端(摄像)、传输、终端（显示与记录）与控制 4 个主要 部分组成（见图 3.1） ，并且有对图像信号的分配、切换、存储、处理、还原等功 能。 控制 控制 摄像传输显示与记录 图 3.1 CCTV 系统的组成 （1）前端设备 前端设备的主要任务是为了获取监控区域的图像和声音信息。 主要设备是各种摄像机及其配套设备。由于摄像机需公开或隐蔽地安装在防范区内。 平顶山工业职业技术学院毕业设计说明书（论文） 5 除需长时间不间断地工作外，其环境变化无常，有时还需要在相当恶劣的条件下工 作，如风、沙、雨、雷、高温、低温等，因此要满足“全天候”工作的要求。所以， 前端设备应有较高的性能和可靠性。对于电视摄像机通常还需配有自动光圈变焦镜 头、多功能防护罩、电动云台以及接口控制设备（解码器）等。电视摄像机有黑白 和彩色之分。黑白电视摄像机的灵敏度、清晰度较高，价格便宜，安装调试方便。 彩色电视摄像机除传送亮度信号外，还能传送彩色信息，能全面的反映现场景物的 图像和色彩，但灵敏度、清晰度相对比较低，而且技术条件要求高，价格较贵。对 于一般的安全保卫来说，有时并不需要去追求五彩缤纷的图像而主要是要求有较高 的灵敏度和清晰度。目前国内大多数电视监控系统仍采用黑白电视摄像机。 （2）传输系统 传输系统的主要任务是将前端图像信息不失真地传送到终端 设备，并将控制中心的各种指令送到前端设备。根据监控系统的传输距离、信息容 量和功能要求的不同，主要分为有线传输和无线传输两种方式。有线传输通常利用 电话线、同轴电缆和光纤来传送图像信号。无线传输无线传输是利用电磁波、分发 射部分和接收部分，发射部分由产生高频信号的振荡器，将音频信号加到电磁波上 的调制器和高频功率放大器，最后由天线发射到空间去。接收部分由接收天线，高 频放大，变频器，中频放大器，检波器和音频功率放大器等组成，最后由喇叭还原 出声音。目前国内在大型的电视监控系统中大多采用光纤来作为传输线。 （3）终端设备（控制、显示与记录） 终端设备是电视监控系统的中枢。它 的主要任务是将前端设备送来的各种信息进行处理和显示，并根据需要，向前端设 备发出各种指令，由中心控制室进行集中控制。终端设备主要有显示、记录设备和 控制切换设备等。如监视器、录像机、录音机、视频分配器、时序切换装置、时间 信号发生器、同步信号发生器以及其他一些配套控制设备等。 3.33.3 摄像机的性能分类和镜头摄像机的性能分类和镜头 3.3.13.3.1 摄像机的分类摄像机的分类 按 CCD 靶面大小(aXb)分有 lin，23in，12in，l3in，l4in 等，见表 31。 按组合方式分有：分体式摄像机，即只有摄像机机身、镜头、防尘罩、云台等， 根据需要自由配置。一体化普通摄像机，即摄像机、镜头、防尘罩设计为一体。还 有快球型摄像机，即摄像机、镜头、防尘罩、快速云台设计成一体，外形为球形或 半球形。 平顶山工业职业技术学院毕业设计说明书（论文） 6 CCD 管径 像场 尺寸 1 in （25.4m m） 2 2/3 in (17 m m) 1 1/2 in (13 m m) 1/3 in (8.5mm) 1/4 in (6.5mm) 相场 高 a/mm9.6 6 6.6 4 4.6 . 3.6 . 2.4 像场 宽 b/mm12.8 8 8.8 6 6.4 . 4.8 . 3.2 表3.l CCD摄像机靶面像场值 因此在选择摄像机时，应首先确定选择何种类型，以便满足使用要求。在一般 的电视监控系统中多选择 1312in，PAL 制，380480 线 AC220V 或 DCl2V 的 CCD 摄像机。这样既符合中国国情又能满足一般摄像需求 3.3.23.3.2 摄像机的性能摄像机的性能 摄像部分的主体是摄像机，其功能是观察、收集信息。摄像机的性能及其安装 方式是决定系统质量的重要因素。目前光导摄像机已被淘汰，由电荷耦合器件简称 CCD 摄像机所取代。其主要性能及其技术参数要求如下： （1）色彩 有黑白和彩色两种。 （2）清晰度 有水平和垂直清晰度两种。 （3）照度 单位被照面积上接受到的光通量被称为照度。1lx（勒克司）是 1lm（流明）的光束均匀射在 1m面积上时的照度。 （4）同步 要求摄像机具有电源同步、外同步信号接口。 平顶山工业职业技术学院毕业设计说明书（论文） 7 （5）电源 摄像机电源一般有交流 220V、直流 24V、直流 12V，可根据现场 情况选择摄像机电源，但推荐采用安全低电压。 （6）自动增益控制（AGC） 在低亮度的情况下，自动增益功能可以提高图像 信号的强度以获得清晰图像。 （7）自动白平衡 当彩色摄像机的白平衡正常时，才能真实地还原被摄物体 的色彩。 （8）电子亮度控制 有些 CCD 摄像机可以根据射入光线的亮度，利用电子快 门来调节 CCD 图像传感器的曝光时间，从而在光线变化较大时还可以不用自动光圈 镜头。 （9）光补偿 在只能逆光安装的情况下，采用普通摄像机时，被摄物体的图 像会发黑，应选用具有逆光补偿的摄像机才能获得较为清晰地图像。 3.3.33.3.3 摄像机镜头摄像机镜头 摄像机光学镜头的作用是把被观察目标的光像聚焦于摄像管的靶面或 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，方能得到满意的图像。 （1）镜头按功能和操作可以分为常用镜头和特殊镜头 常用镜头。常用镜头又分为定焦距(固定)镜头和变焦距镜头两种。 平顶山工业职业技术学院毕业设计说明书（论文） 8 图3.2镜头按功能和操作的分类 定焦距(固定)镜头焦距是固定的，采用手动聚焦操作，光圈调节有手动和自动 两种。通常用在监视固定场所。 变焦距镜头焦距是可调的，既可以电动调焦，聚焦操作，也可以手动调焦，聚 焦操作。变焦距镜头光圈分电动和自动两种。自动光圈镜头也是常用的一种镜头。 由于它的光圈是自动的(由摄像机输出的电信号去自动控制光圈的大小)，所以适于 光照度经常变化的场所。又由于它的焦距是电动可变的，因而可对所监视场所的视 场角及目的物进行变焦距摄取图像。适合远距离观察和摄取目标。常用在监视移动 物体。 2）特殊镜头。这种镜头是根据特殊的工作环境或特殊的用途专用设计的镜头。 短焦距镜头：入射角较宽，可提供较宽的视景中焦距镜头：标准镜头，焦距 长度视 CCI)光靶尺寸而定。 长焦距镜头：入射角较窄，故仅能提供狭窄的视景，适用于远距离监视。变焦 距镜头：通常为电动式，可作广角，标准或远望镜头使用。 （2）根据镜头的性能及外形区分，目前有 P 型、E 型、L 型和自动变焦镜头等 固定焦镜头手动聚焦操作手动光圈 自动光圈 变距镜头手动聚焦操作 电动聚焦操作 手动光圈 自动光圈 平顶山工业职业技术学院毕业设计说明书（论文） 9 类型。 3.43.4 控制信号的传输方式控制信号的传输方式 传输系统将电视监控系统的前端设备和终端设备联系起来，是前端设备产生的 图像视频信号、音频监听信号和各种报警信号送至中心控制室的终端设备，并把控 制中心的控制指令送到前端设备。 根据电视监控系统的规模大小、覆盖面积、信号传输距离、信号容量以及对系 统的功能及质量指标和造价的要求采用不同的传输方式。主要分为有线与无线传输 方式，这主要介绍有线传输方式。 （1）当摄像机安装位置离控制中心较近（几百米以内） ，多采用视频基带传输 方式。基带传输方式的原理图见图 3.3 图3.3 基带传输方式的原理框图 （2）当摄像机的位置距离控制中心较远时，往往采用射频有线传输和光缆传 输方式。 射频传输方式组成框图见图 3.4 平顶山工业职业技术学院毕业设计说明书（论文） 10 图3.4 射频传输方式组成框图 光缆模拟射频多电路电视系统框图见图 3.5 图3.5 光缆模拟射频多路电视系统框图 混 合 器 光 发 射 端 机 光 接 收 端 机 多 路 解 调 器 摄像机 摄像机 摄像机 调制器 调制器 调制器 多路视频输出 光 缆 摄像机 摄像机 摄像机 调制器 调制器 调制器 解调器 解调器 解调器 控制台 混 合 器 分 波 器 平顶山工业职业技术学院毕业设计说明书（论文） 11 （3）当距离更远且不需要传送标准动态时图像时，也可采用窄带电视电话线 路传输方式。视频平衡传输方式见图 3.6 图3.6视频平衡传输原理框图 3.53.5 终端设备终端设备 （1）视频信号分配放大器 在电视监控系统中，视频信号配接的标准阻抗是 75，视频信号输出的标准 电平是 1Vp-p(峰值)正极性，其中图像信号是 07Vp-p，同步信号是 03vp-p， 这在视频设备的设计及系统设备的配置时要注意，否则会引起信号失真或反射、重 影等。在视频信号分配时，尤其要遵守信号幅度相适应和阻抗匹配原则。有时电梯 中的监控摄像为克服电梯变频系统频率接近视频信号而产生的干扰，可将视频信号 调制成射频传送后再解调成视频信号。电视监控系统中心控制室(机房)的视频信号 都来自各摄像机，并由 75 同轴电缆送人机房。当一路视频信号只送到一个监视 器时，可直接把 75 同轴电缆送来的视频信号接到监视器的视频输入端，监视器 输入阻抗开关拨到 75 即可视频分配放大器可将接收到的每一路视频输入信号 复制成同一振幅的多个输出信号。如 CM9760- MDA 型视频分配放大器，有十六路视 频输入，每个输入有四路视频输出。在这里只把监视器作为视频设备来举例，对于 其他视频设备(如录像机等)的配接，也同样要用上述方法来处理。 平顶山工业职业技术学院毕业设计说明书（论文） 12 图3.7视频放大器的典型配置图 （2）矩阵(视频信号切换器) 在电视监控系统中使用更多的是多个摄像机送来的信号要由一台或几台监视器 显示，这就要用视频信号切换装置进行切换，也叫做矩阵切换。在一个比较大或大 的电视监控系统(摄像机数量大于 10 台)中，使用矩阵切换不但可以节省监视器的 数量，减小监控机房的面积，而且可以使监控人员更方便、更科学地进行监控工作 (试想有几十台监视器，监控人员很难观察和操作，设备成本也大大增加)。 一般情况下，摄像机的数量要大于监视器的数量，所以要通过中央控制器(图 像切换控制器)(Video Switch)进行切换控制。中央控制器是大容量图像切换控制 器。有以大规模视频专用芯片为视频切换矩阵电路的多路多通道小型视频矩阵切换 器，可以接收来自系统操作键盘的控制数据，并按其指令进行工作，同时把状态信 息回送给系统主控制器。图像切换器也可单独作为通用视频矩阵箱在其他系统中应 用。 图像切换器有多种型号，每种型号的切换矩阵容量不等，可以合理选用各种型 号的一台或多台组合成所需的视频切换矩阵系统，组合灵活方便。每台图像切换器 和各个视频切换通道均像一台独立的图像切换器一样，可独立设置为自动切换和手 动切换。在自动切换状态，可设置自动切换时间、切换路数等参数。设置后的工作 状态在重新设置前将永久保留。 图像切换器具有微处理器自动复位功能，保证系列在二级切换系统中的系统可 靠性。操作键盘与图像切换器之间的控制指令数据、状态回传信息均在单一双芯屏 蔽电缆中双向传递，系统连网十分方便。用多台视频切换器并联，可以组合成一套 较大规模的视频切换矩阵，具有系统简洁、性能价格比较高的优点。在同步摄像系 统中，它具有场消隐期内切换功能，保证切换时画面不跳动、无噪声完整的全功 平顶山工业职业技术学院毕业设计说明书（论文） 13 能微处理矩阵切换器具有强大的功能，一般可支持 l8 个控制键盘，16 个、32 个、 64 个、208 个、256 个等视频输入，4 个、16 个、32 个等视频输出，并配有相 应的报警输入及继电器输出(用于接报警器或控制录像机)，配有时间、日期、字符 叠加、自动巡视切换、多画面处理控制、支持计算机联网等功能。有的还带有音频 切换功能，有的可以通过简单易用的键盘和屏幕编程窗口来实现系统编程，每个合 法用户均可通过任一键盘访问系统，并且每个用户由自己的用户配置文件决定访问 权限。有的还有串行通信端口及打印机接口可进行视频打印等。 （3)终端控制器(End Control ler)(操作键盘) 微机图像控制系统中的控制器也称为操作键盘(Key Board)。对整个系统中的 图像分配、切换编程、功能实现、时间设定、定时布防或撤防、报警驱动、报警显 示均由键盘发出相应的指令。程序编制选单由监视器显示，每个功能键均标出汉字。 图3.8终端控制器(键盘) 控制键盘在电视监控系统中是人机对话的工具，能够实现各种控制功能。它采 用串行通信方式，具备多种控制接口；可以实现视频、音频信号切换的操作，编程 设置报警点的设防、撤防，云台、镜头控制，报警信号采集记录设备的驱动；可以 实现对前端译码器、视频矩阵切换器、报警信号控制器等设备的连机控制：可以实 现多键盘连接，有优先级控制。在智能化住宅小区中，闭路电视系统中的信息量与 信息处理的工作量都很大，因此控制台的操作一般都采用了计算机系统，以用户软 件编程的全键盘方式来完成驱动云台巡视、视频切换、报警处理、设备状态自检等 工作。 现在出现的数字视频监控报警系统采用计算机多媒体技术，以 CCD 摄像机作为 报警探测器，摄像机将获取的视频信号传输到主机，主机里的高速图像处理器对视 频信号进行数字化处理，将视频信号形成的图像与背景图像进行分析比)较，若发 平顶山工业职业技术学院毕业设计说明书（论文） 14 现有差异就报警，因为这是一种全屏幕报警，因而不易漏报。同时主机自动采集报 警图像并存入计算机，事后用户可根据时间、地点随时查阅报警现场的图像，以了 解报警原因。系统将电视监控系统与报警合二为一，实现了监视、报警与图像记录 的同步进行，而且这种系统中没有录像机，没有视频分配器，一切报警记录都在计 算机的硬盘内，所有操作都根据屏幕上的软件提示动作，对使用者来说是一种全新 概念的安全防护系统。 控制系统的切换方式主要有如下三种： 单步切换方式：使用控制键盘把任一路输入视频信号切换到主监视器上。 顺序切换方式：使用控制键盘编制的顺序切换方式程序，把系统中若干路输入 视频信号编为一个程序，程序运行时，其画面可按预先设定的时间在主监视器上按 顺序滚动或逆序滚动。 分组切换方式：使用控制键盘编制的分组切换程序，把几台摄像机分为一组， 依次将若干组变为一个程序。该程序运行时，各组画面同步按设定的时间在一组监 视器上轮流按顺序或逆序滚动。在程序运行时，用户根据实际需要可以暂停，改变 运行方向、退出或重新运行。 （4)报警扩展打印器 报警扩展打印器是完整的图像监控与报警联动专用配套设备，它具有报警自动 打印、报警声光数字显示及地址输出等功能。 （5）字符发生器、电梯层楼叠加显示器 字符发生器是为每个监视器上叠加汉字地址而设计的。每一路最大汉字数为 7 个可以放在监控点前端，体积小，也可以放在后端，汉字位置可以自由设定。亮 度可调，字符清晰。当图像电平变化时，叠加字符稳定，无跳动，效果好，使用方 便，并有分配功能，即一进二输出。电梯层楼叠加显示器是为电梯内的摄像机能在 监视器的图像上显示电梯运行实时情况的设备，便于观察和录像。 （6）终端解码器(Receiver) 终端解码器是图像监控系统中的各监控点的功能执行机构，它接收来自中心控 制器的各种操作指令，使云台、电动三可变镜头、摄像机电源、全天候防护罩的雨 刮、除霜等功能的相应的动作协调。它可以带一个报警接口，具有联动功能，并具 有自检功能和自动复位功能。 （7）终端控制器(Remote Control Units) 平顶山工业职业技术学院毕业设计说明书（论文） 15 这是图像监控系统中用于固定摄像监控点的电源控制器。它有独立的地址码， 有一个报警接口和一路灯光控制，有报警联动功能 （8）多画面分割器 闭路电视监视系统中摄像机的数量很多，监视器的数量受机房面积的限制要远 远小于监视器的数量。而且监视器数量太多也不利于值班人员全面巡视。为了实现 全景监视，即让所有的摄像机信号都能显示在监视器屏幕上，就需采用多画面分割 器。多画面分割器把多路视频信号合成为一路输出，输入一台监视器，这样就可在 屏幕上同时显示多个画面。目前常用的分割方式有 4 画面、9 画面及 16 画面。使 用多画面分割器可在一台监视器上同时观看多路摄像机信号，而且它还可以用一台 录像机同时录制多路视频信号 多画面分割器的基本工作原理是采用图像压缩和数字化处理的方法，把几个画 面按同样的比例压缩在一个监视器的屏幕上有些较好的多画面分割器还具有单路 回放功能，即能选择同时录下的多路视频信号的任意一路在监视器上满屏放。有的 多画面分割器还带有内置顺序切换器的功能，此功能可将各摄像机输入的全屏画面 按顺序和间隔时间轮流输出显示在监视器上，并可用录像机按上述的顺序和时间间 隔记录下来，其间隔时间是可调的。双工型多画面处理器在录像状态下可以监视多 画面分割图像或全画面，在放像时也可监视全画面或分割画面；而单工型录像时只 能显示一个单画面图像，不可监视分割画面，但放像时可监视全画面和分割画面。 全双工多画面处理器可以连接两台监视器和两台录像机，一台录像机用于录像，另 一台用作录像带回放用，同时具备了录像和回放功能。 （9）视频移动探测器 视频移动探测器是对比每帧画面的变化情况(含照度的突变)，如前后两帧画面 发生变化，则会给出相应的控制信号，用于控制报警器、控制录像机，这样可大大 地节省录像带或节省录像硬盘容量，延长硬盘录像时间，给检索查看需要的画面带 来方便。一般视频移动探测器应具有如下功能：能保持一致的探测水平并具有抗高 度噪声的能力。其灵敏度可调，并且可以自动补偿光线的缓慢变化。一旦探测到物 体的移动，一个扬声器被激活报警(有时不用)，一个辅助控制被输出(可控制一台 延时录像机)，自动开始录像(录像延时可以根据需要设置)。视频输入可以和视频 输出形成一个视频回路，以便在关闭移动物体探测器时不会丢失图像。视频移动录 像非常有用，因为大多数摄像信号都没有必要进行录像的，如银行下班后的夜间， 如没有事件发生，从头到尾进行监控录像，只会得到 10 多个小时的固定不变的图 像，既浪费磁带，又给检索查看带来麻烦，毫无意义。采用移动录像录下的画面一 平顶山工业职业技术学院毕业设计说明书（论文） 16 定是有事件发生的场景。 （10）视频信号放大器 摄像机如果距离监控机房 300m 以上，视频信号衰减过大，就应该增加使用视 频放大器，以保证完整的视频信号幅度、对比度和清晰度。选择时可根据实际电缆 的长度选有效距离与之相适应的视频放大器，如果距离特别远(如 5km 以上)时考虑 选择光纤传输，因为很弱的视频信号过分放大的同时噪声信号也将被放大，信噪比 将严重下降，无法得到满意的图像。 （11）隔离接地环路变压器 主要用于消除接地环路干扰。若在电视监控系统中某台摄像机的信号受到干扰， 可选择使用隔离接地环路变压器。它是一个 l：1 的特殊变压器，可传送从 Dc 至 200MHz 以上频率的信号，但对电源线频率具有很高的共模隔离作用。 隔离接地变压器有助于视频信号通过在不同接地电位的点之间的电缆上传 输接地电位差异的原因一般是电源线负载不平衡，幅值可从 010V 不等。在长 距离传输时易出现较高电压差。短距离(200m 以内)一般不易出现，同一建筑物两 点问的电位差较小(O5V 左右)，两建筑物间的电位差可能会较大(1lov 左右)。 因为隔离接地环路变压器一般是无源和全天候的，所以适于安装在存在接地环路电 压的同轴电缆中的任何位置，一般装于控制机房内较方便。在接地环路电压幅值超 过 lOV 时，可能需要一台以上的隔离接地环路变压器才能消除接地电位差带来的干 扰。 平顶山工业职业