《视频监控系统》PPT课件

视频监控系统讲解 1安徽安强机电工程有限公司 王平 第1章：视频监控系统概述 2 1.1 视频监控系统的概念 视频监控系统是安全技术防范系统的重要组成部分，利用视频探测技术、监视设防区域并实时显示、记录现场图像的电子系统或网络系统。 3 1.2 视频监控系统组成视频监控系统集成了预防、监视、控制取证和管理等功能从逻辑上可分为：前端、传输、控制、记录和显示四部分，如图所示。通常我们所说的终端设备也就是控制、记录和显示2个部分。 4 5模拟视频监控系统结构 网络视频监控系统 6 1.2.1前端部分 前端部分由摄像机、镜头、防护罩、安装支架、云台、解码器等组成，主要用于对设防区域进行摄像。 在石化，监视设防区域主要体现在： 公共安全区域：门、围墙、道路、停车场、办公区域等 生产装置区域：主要易燃易爆区域和关键设备、人员操作易发生危险行为区域以及人员不方便检测的区域（为生产做辅助）。 7 摄像机基本概念模拟摄像机：组成：主要由镜头、影像传感器（CCD/CMOS）、ISP(Image Signal Processor图像处理器)及相关电路组成工作原理：被摄物体经镜头成像在影像传感器表面，形成微弱电荷并积累，在相关电路控制下，积累电荷逐点移出，经过滤波、放大后输入DSP进行数字信号处理，最后形成视频信号（CVBS）输出 8 网络摄像机：组成：主要由镜头、影像传感器（CCD/CMOS）、ISP(Image Signal Processor)、DSP（Digital Signal Processor）及相关电路组成工作原理：被摄物体经镜头成像在影像传感器表面，形成微弱电荷并积累，在相关电路控制下，积累电荷逐点移出，经过滤波、放大后输入DSP进行图像信号处理和编码压缩，最后形成数字信号输出。 9 10 枪机+镜头11摄像机：一体化摄像机机芯 标示摄像机清晰度的参数，通常用水平电视线（TVL）来表示现阶段常见的分辨力参数有 420TVL、480TVL、540TVL 600TVL、650TVL 700TVL、720TVL 12 摄 像 机 主 要 性 能 指 标 分 辨 率 分辨率=像素数=长*宽线数就是“水平清晰度”，是扫描线数，数值上等于分辨率的“宽”。因此540线=720*540 （4：3）720p就是720线，p代表逐行扫描720p多为16：9，所以为1280*720 13 14 视频制式 PAL（ Phase Alternating Line）：供电频率为50Hz、场频为每秒50场、帧频为每秒25帧、扫描线为625行 图像彩色误差较小，与黑白电视的兼容也好 中国、德国 NTSC （National Television System Committee）：供电频率为60Hz，场频为每秒60场，帧频为每秒30帧，扫描线为525行 美国、日本 SECAM（Sequentiel Couleur A Memoire ）：按顺序传送彩色与存储 俄罗斯、法国、埃及 15 16 摄 像 机 主 要 性 能 指 标 日 夜 转 换 模 式日 夜 转 换低 照 度 场 景 中 转 换 为 黑 白 模 式 可 有 效 提 升 摄 像 机 的 灵 敏 度 彩色 黑白 照度：是指摄像机在摄取影像时，对周围环境照明亮度的需求。标示摄像机能够正常输出图像的最低照度值，有时被称为“灵敏度”p单位：Lux（勒克斯）以摄像机正常工作照度范围划分：p普通型：13 Luxp月光型：0.1 Lux左右 p星光型：0.01 Lux以下p红外型：0 Lux，采用红外照明17 摄 像 机 主 要 性 能 指 标 照 度 最低照度： 1LUX大约等于1烛光在1米距离的照度。我们在摄像机参数规格中常见的最低照度，表示该摄像机只需在所标示的LUX数值下，即能获取清晰的影像画面，此数值越小越好，说明CCD的灵敏度越高。一般情况：夏日阳光下为100，000LUX；阴天室外为10000LUX；室内日光灯为100LUX；距60W台灯60CM桌面为300LUX；电视台演播室为1000LUX；黄昏室内为10LUX；夜间路灯为0.1LUX；烛光（20CM远处）1015LUX。 18 19 摄 像 机 主 要 性 能 指 标 自 动 增 益 AGC（Auto Gain Control）将来自图像传感器的信号放大到可以使用水准的视频放大器，其放大量即增益，并自动根据信号电平调整增益幅度优点是提升了摄像机的动态范围，缺点是将噪声一同放大 20 摄 像 机 主 要 性 能 指 标 白 平 衡n用于彩色摄像机，确保在不同色温环境下正确表示色彩n分为手动白平衡和自动白平衡两种p手动白平衡p自动白平衡 n采用背光补偿技术，让摄像机找到拍摄最佳图像的参考亮度，然后自动提供适当的光补偿量，帮助用户很好地识别一个背部光照很强的物体。背光补偿往往针对目标图像的特定区域有效。 21 摄 像 机 其 他 重 要 功 能 背 光 补 偿 n针对逆光场景，宽动态技术在后景区域使用短快门曝光，在前景区域使用长快门曝光，生成合成图像。所以能看清图像暗处的细节，而图像亮处又不过曝。宽动态技术可获得比背光补偿技术更加清新、艳丽的图像。 22 摄 像 机 其 他 重 要 功 能 宽 动 态 23 摄 像 机 其 他 重 要 功 能 低 照 度n对图像进行噪声滤除、电子防抖动、自动曝光控制等技术，将摄像机灵敏度提高了10%以上，在超低照度下，仍可获高清晰度、亮丽的图像。 镜头 24 焦距：焦距的大小决定着视场角的大小，焦距数值小，视场角大，所观察的范围也大，但距离远的物体分辨不很清楚；焦距数值大，视场角小，观察范围小，只要焦距选择合适，即便距离很远的物体也可以看得清清楚楚。 25 镜头最重要的参数焦距 焦距的计算f=wD/W或f=hD/H（1）镜头焦距=图像高度*物距/ 物体高度 （2）镜头焦距=图像宽度*物距/ 物体宽度26 f： 镜 头 焦 距 L： 被 摄 物 体 至 镜 头 的 距 离 w： 图 象 的 宽 度 （ 被 摄 物 体 在 ccd靶 面 上 成 象 宽 度 ） W： 被 摄 物 体 宽 度 H： 被 摄 物 体 的 高 度 h： 图 象 高 度 （ 被 摄 物 体 在 ccd靶 面 上 成 像 高 度 ） 视 场 （ 摄 取场 景 ） 高 度 27 CCD规 格 图 像 宽 图 像 高1 /3 CCD 4 .8 3 .61 /2 CCD 6 .4 4 .82 /3 CCD 8 .8 6 .61 CCD 1 2 .7 9 .6ccd靶 面 规 格 尺 寸 ： 单 位 mm假 设 用 1/3” CCD摄 像 头 观 测 ， 被 测 物 体 高 1.8米 ， 镜 头 焦 点 距物 体 5米 。 由 公 式 可 以 算 出 ： 焦 距 f=3.6X500/180=10毫 米 n估算法(适用于4mm以上的镜头)p例：某人距离摄像机10米要看清人脸，用20mm左右的镜头要看清人体轮廓，用10mm左右的镜头要监控人的活动画面，用5mm左右的镜头 28 29 摄像机的选择摄像机的选择根据设防区域的具体情况决定其类型 1）定焦或手动变焦摄像机：监视固定物体（例如：重要机组监控落地开关） 2）电动变焦摄像机或一体化摄像机：监控非固定距离区域（例如：生产装置可旋转一体化摄像仪，需要时可变焦显示区域内某一具体设备的清晰画面） 30 防护罩的基本概念 防护罩用于保护摄像机和镜头工作的可靠性，延长其使用寿命。除此之外，防护罩还可以尽量防止对摄像机和镜头的人为破坏。防护罩一般分为通用型防护罩和特殊用途型防护罩，又可分为室内型防护罩和室外型防护罩两种，同时防护罩可选配加热器、雨刮器、遮阳罩等配件。 31 IP防护等级Ingress Protection 32 IP 防护等级 防 尘 防 水0 无防护 无防护1 防止大于50mm的固体物体侵入 防止滴水侵入2 防止大于12mm的固体物体侵入 倾斜15度时仍可防止滴水侵入3 防止大于2.5mm的固体物体侵入 防止喷洒的水侵入、防雨4 防止大于1.0mm的固体物体侵入 防止飞溅的水侵入5 完全防止外物侵入，虽不能完全防止灰尘进入，但侵入的灰尘量并不会影响正常工作 防止喷射的水侵入6 完全防止外物侵入，且可完全防止灰尘进入 防止大浪的侵入7 防止浸水时水的侵入 8 防止沉没时水的侵入 n IP（Ingress Protection）防护等级由IEC制定，由两位数字组成，含义如下表所示： 数字防护范围说明0无防护对外界的人或物无特殊的防护1防止直径大于50mm的固体外物侵入防止人体（如手掌）因意外而接触到电器内部的零件，防止较大尺寸（直径大于50mm）的外物侵入2防止直径大于12.5mm的固体外物侵入防止人的手指接触到电器内部的零件，防止中等尺寸（直径大于12.5mm）的外物侵入3防止直径大于2.5mm的固体外物侵入防止直径或厚度大于2.5mm的工具、电线及类似的小型外物侵入而接触到电器内部的零件4防止直径大于1.0mm的 固体外物侵入防止直径或厚度大于1.0mm的工具、电线及类似的小型外物侵入而接触到电器内部的零件5防止外物及灰尘完全防止外物侵入，虽不能完全防止灰尘侵入，但灰尘的侵入量不会影响电器的正常运作6防止外物及灰尘完全防止外物及灰尘侵入33 IP后 第 一 位 数 字 :防 尘 等 级 34 数字防护范围说明0无防护对水或湿气无特殊的防护1防止水滴浸入垂直落下的水滴（如凝结水）不会对电器造成损坏2倾斜15度时，仍可防止水滴浸入当电器由垂直倾斜至15度时，滴水不会对电器造成损坏3防止喷洒的水浸入防雨或防止与垂直的夹角小于60度的方向所喷洒的水侵入电器而造成损坏4防止飞溅的水浸入防止各个方向飞溅而来的水侵入电器而造成损坏5防止喷射的水浸入防止来自各个方向由喷嘴射出的水侵入电器而造成损坏6防止大浪浸入装设于甲板上的电器，可防止因大浪的侵袭而造成的损坏 7防止浸水时水的浸入电器浸在水中一定时间或水压在一定的标准以下，可确保不因浸水而造成损坏8防止沉没时水的浸入电器无限期沉没在指定的水压下，可确保不因浸水而造成损坏 IP后 第 二 位 数 字 :防 水 等 级 防爆等级防爆设备定义：在规定条件下不会引起周围爆炸性环境点燃的电气设备。主要分为两类： 类：煤矿井下电气设备； 类：除煤矿、井下之外的所有其他爆炸性气体环境用电气设备。 类又可分为 A、 B、 C类,标志 B的设备可适用于 A设备的使用条件； C可适用于 A、 B的使用条件。防爆标志 IEC 防爆等级标准格式:Ex(d) C T6p Ex：防爆公用标志p d：防爆型式（具有隔爆外壳的电气设备）p ：设备组别 p C：气体组别p T6：温度组别35 T1 T2 T3 T4 T5 T6450 300 200 135 100 85 36 温 度 组 别爆 炸 性 环 境 用 电 气 设 备 按 其 最 高 表 面 温 度 划 分 为 T1-T6组 别 37 云台的基本概念云台就是由水平和竖直电机组成的安装平台，实现摄像机的上、下、左、右旋转。 38 云台的选择对云台的选择可以按下列分类来加以区分。在挑选云台时要考虑安装环境、安装方式、工作电压、负载大小，也要考虑性能价格比和外型是否美观。 39 1、从能够承受负载能力划分轻载云台 最大负重磅（9.08公斤）。中载云台 最大负重磅（22.7公斤）。重载云台 最大负重磅（45公斤）。防爆云台 用于危险环境下、能够防爆和防粉尘点燃的云台，带高转矩交流电机和可调螺杆驱动，可负重磅。 40 41 、按使用环境分为室内型和室外型，主要区别是室外型密封性能好，防水、防尘，负载大。、从运动方向划分水平旋转云台 仅能实现水平旋转运动，故亦称为转台。全方位云台 既能够作水平旋转运动，也能够作垂直俯仰运动，有的还能够做结合两者的复合运动。、从回转范围划分水平旋转有度云台，两端设有限位开关，还有度自由旋转云台，可以作任意个度旋转。垂直俯仰均为度（球形云台为0-90度） 、从云台使用电压类型划分220VAC云台、24VAC云台、直流供电云台 云台解码器 42 云 台 解 码 器 是 把 控 制 摄 像 机 镜 头 和 云 台 等 功 能 的 485信 号 转 换 成 可 控 制 电机 的 开 关 量 信 号 设 备 。一 般 情 况 是 摄 像 机 安 装 在 云 台 上 ， 通 过 解 码 器 ， 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 。早 期 解 码 器 协 议 不 统 一 ， 造 成 居 多 不 便 ， 后 统 一 为pelco协 议 。 43 云台+解码器+护罩（摄像机） 44 45 云台由早期带限位355度主要原因是为了防止导线缠绕损坏后期通过电旋转连接器,俗称导电滑环，实现了云台的360度连续旋转缺点：损耗件，现场大部分发生左右旋转时视频画面闪、黑屏，停止时画面正常的情况几乎为此件不灵敏，且更换麻烦云台转折性部件360度连续旋转 46 一体化摄像仪概念：护罩、云台、解码器一体，一根连接电缆 石化行业摄像机选型公共安全区域：跟民用摄像机选型一致，多采用云台摄像仪、球形摄像仪以及定点摄像仪等。 47 生产装置区域： 1）定点摄像仪：采用防爆护罩内置摄像机+镜头 或者防爆护罩内置一体化摄像机的模式 2）全方位摄像仪：采用防爆一体化云台摄像仪对监控区域全方位检测 建议：生产装置区采用防爆一体化云台摄像仪内置星光低照度摄像机机芯，配置防雷模块等保护措施（不推荐使用红外灯，装置区有灯光，在灯光不强的情况下，红外灯开启，画面彩色转成黑白模式，清晰度下降且雪花点增多，没有直接采用低照度星光级摄像仪效果好，灯光特别缺少的情况下增加照明） 48 为什么石化生产装置区域不推荐使用美观的防爆球形摄像仪？ 49 两点原因： 1）装置区很大部分摄像仪安装的高度比检测区域低，球形摄像仪无法抬头仰望，有很大的局限性 2）装置区环境比较复杂，球形玻璃罩更容易脏，且不好清洁其次，生产装置区摄像仪云台摄像仪安全稳定比球机的快速美观更显得有优势 50 1.2.2 传 输 部 分 视 频 信 号 的 传 输 与 摄 像 器 件 的 研 究 是 经 典 电 视发 展 的 两 个 核 心 ， 而 带 信 号 的 传 输 一 直 是 主 要 方式 。 高 质 量 的 图 像 传 送 是 电 视 监 控 系 统 应 用 的 关键 。 它 决 定 监 控 系 统 应 用 的 范 围 、 领 域 、 方 式 。 51 目 前 ， 在 监 控 系 统 中 用 来 传 输 图 象 信 号 的 介质 主 要 有 同 轴 电 缆 、 双 绞 线 和 光 纤 ， 对 应 的 传输 设 备 分 别 是 同 轴 视 频 放 大 器 、 双 绞 线 视 频 传输 设 备 和 光 端 机 。 要 组 建 一 个 高 质 量 的 监 控 网络 ， 就 必 须 搞 清 楚 这 三 种 主 要 传 输 方 式 的 特 点和 使 用 环 境 ， 以 便 针 对 实 际 工 程 需 要 采 取 合 适的 传 输 介 质 和 设 备 。 52 同 轴 电 缆 传 输 同 轴 电 缆 是 使 用 最 广 泛 的 视 频 传 输 介 质 ， 一 般 用 于中 短 距 离 的 视 频 信 号 的 传 输 。 同 轴 电 缆 的 电 气 特 征使 得 它 非 常 适 合 传 送 摄 像 机 到 监 视 器 的 全 视 频 信 号（ cctv视 频 信 号 是 由 分 布 很 广 的 低 频 信 号 和 高 频 信号 组 成 的 ） 。 53 视 频 电 缆 一 般 是 选 用 75的 同 轴 电 缆 ， 通 常 使 用 的电 缆 型 号 为 SYV753和 SYV755。 它 们 对 视频 信 号 的 无 中 继 传 输 距 离 一 般 为 300-500m， 当 传输 距 离 更 长 时 ， 可 相 应 选 用 SYV757、 SYV759或 SYV7512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 ） 。 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。当长距离传输时，由于视频信号的高频成分被过多的衰减而使图像变模糊（表现为图像中物体不清晰，分辨率下降），而当视频信号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。 54 视频电缆的优点： 1）结构简单、施工方便 2）不需要增加其他设备直接传输 3）连接至设备端方便 55 视频电缆缺点： 1）传输距离短（同轴电缆只适合于近距离传输图象信号，当传输距离达到200米左右时，图象质量将会明显下降，特别是色彩变得暗淡，有失真感。 2）受气候影响大（温度、湿度） 3）电缆老化快（同轴使用36年后,传输信号的衰减约增加1.2-1.5倍。 ） 4）抗干扰能力差（同轴电缆抗干扰能力有限，无法应用于强干扰环境） 5）受雷击影响（视频电缆前后端均需要做防雷保护措施） 6）布线根数多（一根视频电缆只可以传输一路视频信号） 7）易损坏56 由于同轴电缆自身的特性，当视频信号在同轴电缆内传输时其受到的衰减与传输距离和信号本身的频率有关。视频信号在同轴电缆内传输时不仅信号整体幅度受到衰减，而且各频率分量衰减量相差很大，特别是色彩部分衰减最大，因此同轴电缆只适合于传输距离200米左右的视频。 在当时光纤传输不普及的情况下，出现了一种抗干扰性强、价格低廉且传输距离长的传输方式 双绞线传输。 57 双 绞 线 传 输 58 通 常 的 视 频 信 号 ， 是 一 种 非 平 衡 方 式 的 视 频 基 带 信 号 ，适 合 在 同 轴 电 缆 这 种 非 平 衡 传 输 方 式 的 线 缆 中 传 输 。 而 双 绞线 是 一 种 平 衡 传 输 方 式 的 线 缆 ， 所 以 要 使 用 双 绞 线 传 输 视 频信 号 ， 必 须 将 视 频 信 号 转 换 成 平 衡 信 号 ， 到 了 监 控 终 端 ， 由于 录 像 、 显 示 等 大 部 分 监 控 设 备 的 输 入 端 口 都 是 非 平 衡 方 式的 ， 所 以 需 要 将 双 绞 线 传 输 过 来 的 平 衡 信 号 再 转 换 成 非 平 衡信 号 。 也 就 是 ， 使 用 双 绞 线 代 替 视 频 线 传 输 视 频 信 号 ， 需 要在 线 缆 的 前 、 后 端 均 加 平 衡 /非 平 衡 转 换 器 ， 也 就 是 我 们 通 常所 说 双 绞 线 发 射 器 和 接 收 器 。 59 l 双 绞 线 传 输 的 优 点1） 传 输 距 离 远 、 传 输 质 量 高 。 可 以 达 到 1KM以 上 视 频 信 号的 传 输 。2） 布 线 方 便 、 线 缆 利 用 率 高 。 一 对 普 通 电 话 线 就 可 以 用 来传 送 视 频 信 号 。 另 外 ， 一 根 5类 缆 内 有 4对 双 绞 线 ， 如 果 使用 一 对 线 传 送 视 频 信 号 ， 另 外 的 几 对 线 还 可 以 用 来 传 输 音频 信 号 、 控 制 信 号 、 供 电 电 源 或 其 它 信 号 ， 提 高 了 线 缆 利用 率 ， 同 时 避 免 了 各 种 信 号 单 独 布 线 带 来 的 麻 烦 ， 减 少 了工 程 造 价 。 3） 抗 干 扰 能 力 强 。4） 价 格 便 宜 ， 取 材 方 便 、 使 用 方 便 。 1）一根双绞线只能传输一路图像，不适合应用在大 中型监控中；2）双绞线质地脆弱抗老化能力差，不适于室外传输；3）双绞线传输衰减量和失真度远大于同轴电缆，图 像画面颜色会受到很大损失。 60 l 双 绞 线 传 输 的 致 命 缺 点 61 光 纤 传 输 光纤按传输模式分为单模光纤和多模光纤光纤分为多模光纤和单模光纤两种类型，多模光纤传输距离较短，单模光纤传输可达几十公里，单模光纤的纤芯直径很小, 在给定的工作波长上只能以单一模式传输，传输频带宽，传输容量大。多模光纤是在给定的工作波长上，能以多个模式同时传输的光纤。在监控工程中多使用单模光纤。 62 光缆光纤传输系统中直接使用的通常是光缆而不是光纤。一根光缆由一根至多根光纤组成，外面再加上保护层。光缆中的光纤数有2芯、4芯、6芯、甚至更多（48芯、96芯、576芯等多种），一般单芯光缆和双芯光缆用于光纤跳线，多芯光缆用于室内室外的布线 63 64 光 缆 结 构 图 一 些 光 缆 实 物 图 结 构 图 65 光纤配套产品在使用光纤做工程时，首先要了解光纤及配套产品，比如光纤终端盒，光纤接续盒，光纤尾纤，光纤耦合器，ODF配线架等。只有充分了解了配套产品，才能提供一份详细的设备清单进行采购。 66 光纤接续盒、终端盒 67 壁挂式 帽式机架式接续包 落地式 68 69 光纤尾纤常用的接口类型有ST，FC，SC，FC/APC，SC/APC等，要根据使用的光端机或光纤收发器等设备光纤接口类型选择接口相对于的尾纤接口。 70 尾纤、跳线、耦合器 耦合器:又称法兰盘，是实现光纤活动连接的重要器件之一，它通过尺寸精密的开口套管在适配器内部实现了光纤连接器的精密对准连接，保证两个连接器之间有一个较低的连接损耗。 71 光纤跳线：光纤跳线是两端带有光纤连接器的光纤软线 72 光端机工作过程：光端机发射端将视频信号先进行脉冲频率调制后，再进行电-光转换，光信号传到接收端后，进行光-电转换，然后进行解调，恢复出视频信号。 现阶段主要为数字光端机：数字式光端机是将多路模拟的视频、音频、数据进行高分辨率数字化，形成高速数字流，然后将多路数字流进行复用，通过发射光端机进行发射，然后通过另一端的接收光端机进行接收，解复用，恢复成各路数字化信号，再通过数字模拟变换（A/D模数转换）恢复成模拟视频、音频、数据。 73 光 端 机 74 数 字 光 端 机点 对 点 袖 珍 式 8路 壁 挂 式16路 机 架 式 75 光 纤 收 发 器 l 光纤传输的优点 1） 当长距离的传输时，光纤传输系统的保真度和画面清晰度比电线或电缆传输系统要高得多; 2）光纤可以使用1芯传输多路的视频、控制、音频信号 3）光纤不受电磁辐射与雷击等任何电气干扰的影响，并且光纤是绝缘体，它可与高压电气设备或电力线接触，而不会导致任何问题 ; 4）光纤传输非常安全; 5）光缆不会生锈或腐蚀，不会老化; 6）光缆敷设方式简单，槽盒、架空、壁挂、直埋等 7）光缆本身价格低廉 8）光纤如果发生断损，可以检测出断损位置可以通过短距离更换接续来修复 76 1）敷设不美观：光纤敷设方法简单，敷设要求很高，遇到直角拐弯必须绕圈敷设，无法横平竖直敷设 2）连接麻烦：光缆的接续需要专业人员使用光纤熔接机连接 3）光端机价格相对较高：且前端在防爆控制箱内夏天温度过高无法散热，电源容易损坏 77 l 光纤传输的缺点 78 网 络 传 输是 解 决 城 域 间 远 距 离 、 点 位 极 其 分 散 的 监 控 传输 方 式 ， 采 用 音 视 频 压 缩 格 式 传 输 监 控 信 号 。 采 用 网 络 视 频 服 务 器 作 为 监 控 信 号 上 传 设 备 ，只 要 有 Internet网 络 的 地 方 ， 安 装 上 远 程 监 控 软件 就 可 监 看 和 控 制 。 79 无 线 传 输 无 线 视 频 传 输 占 用 资 源 多 、 设 备 复 杂 ， 但 应 用 灵活 、 适 于 移 动 和 临 时 性 业 务 。 例 如 WIFI 、 无 线 电 、 4G 80 1.2.1终端设备 81 82 视 频 矩 阵 ， 最 重 要 的 一 个 功 能 就 是 实 现 对 输 入 视 频 图 像 的 切 换 输 出 。准 确 概 括 那 就 是 ： 将 视 频 图 像 从 任 意 一 个 输 入 通 道 切 换 到 任 意 一 个 输 出通 道 显 示 。 一 般 来 讲 ,一 个 M N矩 阵 ： 表 示 它 可 以 同 时 支 持 M路 图 像 输入 和 N路 图 像 输 出 。 这 里 需 要 强 调 的 是 必 须 要 做 到 任 意 ， 即 任 意 的 一 个输 入 和 任 意 的 一 个 输 出 。 83 控 制 键 盘 是 监 控 人 员 控 制 闭 路 视 频 监 控 设 备 的 平 台 ， 通 过 它 可 以 切换 视 频 、 遥 控 摄 像 机 的 云 台 转 动 或 镜 头 变 焦 等 ， 它 还 具 有 对 监 控 设 备 进行 参 数 设 置 和 编 程 等 功 能 。 如 图 所 示 为 常 用 的 控 制 键 盘 。 84 硬 盘 录 像 机 （ Digital Video Recorder， 简 称 DVR） ， 即 数 字 视 频 录像 机 ， 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 。 85 86 87 88 89 90 91 码 流 /8*3600秒 *24小 时 *1台 =一 天 占 用 的 空 间 /0.9=一 天 实 际 占 用 的 空 间1KB=1024B； 1MB=1024KB=1024 1024B字 节 单 位 B=码 流 /8 92 93 94 95 化 肥 煤 栈 桥 电 视 监 控 系 统 96 97 98 油 品 罐 区 及 泵 房 电 视 监 控 系 统 99 100 101 蜡 油 加 氢 电 视 监 控 系 统 102 103 104 105 106 107 108 炼 油 1号 门 化 肥 门 视 频 平 台 服 务 器存 储 服 务 器 其 他 区 域 监 控 系 统 109 模 拟 摄 像 机网 络 摄 像 机 混 合 式 硬 盘 录 像 机交 换 机 小 平 台 服 务 器 客 户 端 企 业 网 模 拟 摄 像 机网 络 摄 像 机 混 合 式 硬 盘 录 像 机交 换 机 小 平 台 服 务 器 客 户 端 视 频 平 台 服 务 器存 储 服 务 器 厂 区 管 理 平 台 终 端 中 石 化 后端 平 台客 户 端 调 度 中 心 会 议 中 心 领 导 办 公 室 第2章 视频安防监控系统的设计 110 2.1 相关设计标准 安全防范工程技术规范 GB 50348-2004; 视频安防监控系统工程设计规范 GB 50395-2007; 视频安防监控数字录像设备 GB20815-2006; 视频安防监控系统技术要求 GA/T 367-2001; 智能建筑工程质量验收规范 GB 50339-2003; 111 2.2 视频安防监控系统的功能、性能设计 视频安防监控系统工程设计规范 GB 50395-2007 中 第5部分 系统功能、性能设计 中有相关规定（详见 规范5.0.1-5.0.10）. 112 2.3 视 频 安 防 监 控 系 统 的 设 备 选 型 与 设 置 视 频 安 防 监 控 系 统 工 程 设 计 规 范 GB 50395-2007 中 第 6部 分 设 备 选 型 与 设 置 中 有 相 关 规定 （ 详 见 规 范 6.0.1-6.0.10） 。 2.4 视频安防监控系统的设计原则对于视频安防监控系统，要得到一个最可靠的安全防范系统。要想达到预期的目的，就需拿出一个科学的、合理的设计方案。为此，工程设计人员必须首先做到两“清”：一是搞清各种安全防范设备及器材的特点(包括各种技术指标及其质量情况)、适用范围及其局限性；二是勘察清楚被保护的场所所处的政治、经济、军事地位及其现场的地理位置、结构和环境情况。本着两“清”的精神，对防范报警系统中的各组成部分进行认真细致的设计，这样，实现一个理想的安全可靠的安全防范系统工程是不难的。 113 2.4.1 前端部分： 1） 被保卫的目标在军事上、政治上或经济上的重要程度，防范或保卫的级别要与被保卫目标的重要程度相适应。 需要进行风险评估 2）对被保护的现场情况及环境影响要作详细勘察。 除以上所谈到的按控制范围来选择安装位置之外，还应该从各种前端设备的工作原理、技术特点来选择合适的位置进行安装。 114 2.4.2 信道传输部分 1） 传输系统的重要性 一个可靠的传输系统必须具备以下四个基本要求：每当探测器触发一次，监控中心应有一次相应的报警显示；信号传输必须快：信号必须明白无误；传输系统必须稳定，不受环境及外界的影响，并具有防破坏的保护设施。 115 2） 传输系统的保护 （1） 对电磁波干扰的排除：在有电磁环境中选定传输线，应考虑加上避雷器、屏蔽或滤波电路。 （2） 潮湿环境下的传输保护：选择具有良好保护层的室外用铠装电缆和导线：若用普通线可以把金属导线穿入保护管内(金属管或塑料管)，并把管子端头和接口处部采取密封措施等。 （3）对人为破坏的监视防护 116 2.4.3 专用线路的设计 1）导线规格的选择 铜线：SIL/54.4 U 铝线：S=IL/34 U 式中：I 导线中通过的最大电流(A) L 导线的长度(m) U 允许的电压降(V) S 导线截面(mm2) 117 2） 导 线 选 色 和 标 号 有 标 准 的 执 行 标 准 ， 没 标 准 的 自 己 配 色 和 编号 ， 这 样 会 使 众 多 的 导 线 层 次 清 楚 ， 对 下 道 工 序和 维 修 都 方 便 。 3）导线配管 (穿管时应注意以下几点) (1)不同电源电压回路的导线，在没有采取电路隔离措施时，一般不得穿在同一管内 . (2)穿在管内的导线不得有接头，否则检查维修不方便。 (3)穿在管内导线的总截面积(包括绝缘层)不应超过管内截面积的40。 4）传输线路布局 整个系统传输线路的布局走向设计，应从整个系统防护区域的整体着眼，查明地形结构及环境情况后，选择安全、易施工和距离最短的路线。 118 2.4.4 监控中心部分设计 监控中心部分设计时要考虑以下两点。 1） 监控中心的作用及设计中应注意的问题： (1) 室内要有合适的可视度，关键是光照度必须适当 。 (2) 监控中心必须要有适度的空间，以容纳一定数量的工作人员。 (3) 要注意维修的可达性。对于工作人员所使用的各种设备，如通信设备等都应按人机工程学的原理安排，以使工作人员能快速、有序且尽可能舒适地进行工作。 119 120 2） 监控设备的配置 监控设备是整个防范系统中的中心设备，是整个系统的司令部。由此看来，它的选择是至关重要的大事。应从整个系统的实际需要出发来选配监控设备的种类、容量和功能等需求，当然还应该考虑其价格和其质量。 121 2.4.5 验证和警卫部分1）验证： 一般加监听系统比视频安防监控系统要廉价得多，所以可增加监听系统。验证系统主要弥补误报警问题，进一步验证发出报警信息的准确性。2） 警卫部分： 只有将人防和技防结合起来，才算得上是一个完整的安全防范方案。只有技防和人防密切结合起来，才能真正达到安全防范的目的。 122 2.5 电源系统的设计 要确保安全防范系统的供电系统的安全是至关重要的。根据相应的设计规范，为了保证系统工作稳定，必需使用UPS不间断电源。 UPS电源可以解决电源断电、电压下陷、电源浪涌、减幅振荡、电源干扰、电源突波、电源波动、交换瞬变及谐波失真等由市电电源质量差对前端设备造成的危害。 123 2.5.1 UPS不间端电源的工作原理 UPS电源按工作方式可分为后备式和在线式。 后备式UPS电源在市电正常供电时，市电通过交流旁路通道直接向负载供电，此时主机上的逆变器不工作，只是在市电停电时，才由蓄电池供电，经逆变器驱动负载。因此它对市电品质基本没有改变。 在线式UPS电源却有所不同，在市电正常时，它首先将交流变成直流电，然后进行脉宽调制、滤波，再将直流电重新变成交流电源向负载供电；一旦市电中断，立即改为蓄电池逆变器对负载供电；因此，在线式UPS电源输出的是与市电网完全隔离的纯净的正弦波电源，大大改善了供电的品质，保护了负载安全、有效的工作。 124 2.5.2 UPS额定输出容量的选择 首先计算前端的负载功率，为确保UPS的系统高效率和尽可能地延长UPS的使用寿命，一般负载功率应满足UPS额定功率的60%-70%。 125 2.5.3 计 算 蓄 电 池 的 工 作 时 间 蓄 电 池 的 基 本 参 数 ： 电 压 (2V、 6V、 12V等 )、容 量 (65AH、 100AH等 )。 在 实 践 过 程 中 ， 我 们 总 结 出 下 面 的 公 式 ， 可 以计 算 出 蓄 电 池 的 工 作 时 间 ： 蓄 电 池 组 容 量 电 压 /主 机 额 定 功 率 0.75(功 率 因 数 )=满 载 时 蓄 电 池 工作 时 间 。 2.5.4 配线选择 合理选择配线是很重要的，线径太细，电流太大，容易发热而引起火灾；线径太粗，则造成浪费。根据金属导线的电气特性，一般多股铜芯线容量为6A/mm2，铝线容量为4A/mm2，确定主机功率后，可以参考相关资料选择配线和空气开关。2.5.5 选择品牌 在购买UPS电源时，应主要考虑下列因素：输入电压范围、输出电压范围、输出频率范围、旁路逆变零切换以及抗突波、干扰、谐波失真的能力，另外，售后服务也很重要。 126 2.6 避雷系统设计 随着安全监控系统在银行、交通、小区、库房管理中的迅速普及应用，监控系统设备因雷击破坏的可能性就大大增加了。其后果可能会使整个监控系统运行失灵，并造成难以估计的经济损失。 2.6.1 雷害成因 直击雷：雷电直接击在露天的摄像机上造成设备损坏；雷电直接击在架空线缆上造成线缆熔断。127 雷电波侵入：安防系统的电源线、信号传输或进入监控室的金属管线到雷击或被雷电感应时，雷电波沿这些金属导线侵入设备，造成电位差使设备损坏。 雷电感应：电磁感应和静电感应称为感应雷，又叫二次雷。它对设备的损害没有直击雷来的猛然，但它要比直击雷发生的机率大得多。 128 2.6.2 前端设备的防雷 前端设备有室外和室内安装两种情况。 前端设备如摄像头应置于接闪器（避雷针或其它接闪导体）有效保护范围之内。 为防止雷电波沿线路侵入前端设备，应在设备前的每条线路上加装合适的避雷器，如电源线（220V或DC12V）、视频线、信号线和云台控制线。 室外的前端设备应有良好的接地，接地电阻小于4，高土壤电阻率地区可放宽至 10。 129 2.6.3 传输线路的防雷 视频安防监控系统主要是传输信号线和电源线。室外摄像机的电源可从终端设备处引入，也可从监视点附近的电源引入。 控制信号传输线和报警信号传输线一般选用芯屏蔽软线，架设（或敷设）在前端与终端之间。架空线传输时应在每一电杆上做接地处理，架空线缆的吊线和架空线缆线路中的金属管道均应接地。 中间放大器输入端的信号源和电源均应分别接入合适的避雷器。 130 2.6.4 终端设备的防雷 在安全防范系统中，监控室的防雷最为重要，应从直击雷防护、雷电波侵入、等电位连接和电涌保护多方面进行。 监控室所在建筑物应有防直击雷的避雷针、避雷带或避雷网。 进入监控室的各种金属管线应接到防感应雷的接地装置上。架空电缆线直接引入时，在入户处应加装避雷器，并将线缆金属外护层及自承钢索接到接地装置上。 131 监控室内应设置一等电位连接母线（或金属板），该等电位连接母线应与建筑物防雷接地、PE线、设备保护地、防静电地等连接到一起防止危险的电位差。各种电涌保护器（避雷器）的接地线应以最直和最短的距离与等电位连接母排进行电气连接。一般电源上应设置三级避雷保护。(总配主控配设备) 在视频传输线、信号控制线，入侵报警信号线进入前端设备之前或进入中心控制台前应加装相应的避雷保护器。良好的接地是防雷中至关重要的一环。接地电阻值越小过电压值越低。监控中心采用专用接地装置时，其接地电阻不得大于4。采用综合接地网时，其接地电阻不得大于1。 132 2.6.5 防雷设计总结： 雷电对安全监控系统的损害途径是多方面的。防雷保护是一个比较复杂的问题，对安全监控系统的防雷保护设计不仅取决于防雷装置的性能，更重要的是在监控系统的设计施工之前，就要考虑到监控系统所处的地理环境，设计合适的线缆布放方式、屏蔽及接地方式。总之，防雷保护设计应综合考虑，才能获得良好的效果。 133 第3章 施工与调试 134 3.1 视频安防监控系统的施工3.1.1 前端设备安装 1)云台的安装 (1) 检查云台转动是否平稳、刹车是否有回程等现象，云台的回转范围、承载能力、旋转速度和使用的电压类型应符合设计要求及标准（规范）规定。 (2) 支架与建筑物、支架与云台均应牢固安装，转动时无晃动。负载安装的位置不应偏离回转中心， (3) 所接电源线、视频信号线及控制线接出端应固定，且留有一定的余量，以不影响云台的转动为宜。安装高度以满足防范要求为原则。 135 2)解码器的安装 解码器（箱）应安装在云台附近的建筑物上，但不应影响建筑的美观，可在吊顶内，但须有检修孔，以便维修或拆装，解码器应固定牢固，不能倾斜，不能影响云台（摄像机）的转动。 136 3)摄像机的安装 (1) 摄像机宜安装在监视目标附近不易受到外界损伤的地方，也不应影响附近现场人员的工作和正常活动，同时应满足监视目标视场范围要求，并具有防损伤，防破坏能力； (2) 安装高度：室内距离地面不低于2m，室外距离地面不低于3. 5m（生产装置区尽可能的以方便维护的位置）； (3) 电梯厢内的摄像机应安装在电梯厢门左侧（或右侧）上角（或顶部），并应能有效监视电梯厢内乘员。摄像机的光轴与电梯厢的两个面壁成45角，与电梯天花板成45俯角为宜； 137 (4)安装前应对摄像机进行逐个检测和初步调整，使摄像机处于正常工作状态。摄像机经功能检查，监视区域的观察和图像质量达标后方可固定；(5)在高压带电的设备附近安装摄像机时，应遵守带电设备的安全规定；(6)摄像机应牢固地安装在云台上，所留尾线长度以不影响云台（摄像机）转动为宜，尾线须加保护措施；(7)摄像机配套装置（防护罩、支架、雨刷等器材）安装应灵活牢固；(8)摄像机转动过程尽可能避免逆光摄像；(9)室外摄像机若明显高于周围建筑物时，应加避雷措施。(10) 在搬动、安装摄像过程中，不得打开摄像机头盖。 138 3.1.2中心控制设备的安装1)一般要求a.监视器应端正、平稳地安装在监视器机柜上，小屏幕监视器也可安装在控制台操作柜上，安装在柜内时，应有良好的通风散热措施，并注意电磁屏蔽；b.主监视器距监控人员的距离应为主监视器荧光屏对角线长度的4-6倍；c.避免日光或人工光源直射荧光屏；荧光表面背景光照度不得高于100lx；d.监视器机柜（架）的背面与侧面距墙不应小于0.8m；e.监视器的外部可调部分应处于适当位置以便操作。 139 2)控制设备的安装(1)控制台应端正、平衡安装，机柜内设备应安装牢固，安装所用的螺钉、垫片、弹簧、垫圈等均应按要求装好，不得遗漏；(2)控制台或机架柜内的插件设备均应接触可靠，安装牢固，无扭曲、脱落现象；(3)监控室内的所有引线均应根据监视器、控制设备的位置设置电缆槽和进线孔；(4)所有引线在与设备连接时，均要留有余量，并做永久性标志，以便维修和管理。 140 3.1.3供电与接地1)测量所有接地极电阻，必须达到设计要求。达不到要求时，可在接地极回填土中加入无腐蚀性的长效降阻剂或更换接地装置。2)系统的防雷接地安装，应严格按设计要求施工。接地安装最好配合土建施工同时进行。 141 3.2视 频 安 防 监 控 系 统 的 调 试3.2.1一般要求1)电视监控系统的调试应在建筑物内装修和系统施工结束后进行；2)电视监控系统调试前应具备施工时的图纸资料和设计变更文件，以及隐蔽工程的检测与验收资料等；3)调试负责人必须有中级以上专业技术职称，并由熟悉该系统的工程技术人员担任；具备调试所用的仪器设备，且这些设备符合计量要求；4)检查施工质量，做好与施工队伍的交接。 142 3.2.2调试前的准备工作1)核对设备器材 按设计要求，对照图纸逐一或抽查检查设备的规格、型号、数量、备品备件等；2)电源检测 接通控制台总电源开关，检测交流电源电压；检查稳压电源上电压表读数；合上分电源开关，检测各输出端电压、直流输出极性等，确认无误后，给每一回路通电。3)线路检查 检查各种接线是否正确，用250V兆欧表对控制电缆进行测量，线芯与线芯、线芯与地绝缘电阻不应小于0.5M；用500V兆欧表对电源电缆进行测量，其线芯间、线芯与地间绝缘电阻不应小于0.5M，对于错线、开路、虚焊、短路等应进行处理 143 4)接地电阻测量 监控系统中的金属护管、电缆桥架、金属线槽、配线钢管和各种设备的金属外壳均应与地连接，保证可靠的电气通路。系统接地电阻应小于4。5)器材质量检查 摄像机与镜头的配合、控制和功能部件、（如云台、变焦、光圈及防护覃等）的技术状态应合理、正常。符合产品技术标准，应无明显逆光现； 144 3.2.3摄像机的调试在调整时要注意有足够的照度和必要的逆光处理等 1)闭合控制台、监视器电源开关，若设备指示灯亮，即可闭合摄像机电源，监视器屏幕上应会显示图像； 2)调节光圈（电动光圈镜头）及聚焦，使图像清晰； 3)改变焦镜头的焦距，并观察变焦过程中图像清晰度； 4)遥控云台，若摄像机静止和旋转过程中图像清晰度变化不大，则认为摄像机工作正常。 145 3.2.4云台的调试1)遥控云台，使其上下、左右转动到位，若转动过程中无噪音（噪音应小于50dB）、无抖动现象、电机不发热，则视为正常。2)在云台大幅度转动时，如遇以下情况就及时处理。a.摄像机、云台的尾线被拉紧；b.转动过程中有阻挡物，如解码器、对讲器、探测器等是否阻挡了摄像机转动；c.重点监视部位是否有逆光摄像情况。 146 3.2.5视频矩阵的调试 要调整操作程序的软件使其设置功能正常，切换功能正常，字符叠加功能正常。例如，标明摄像机位置、时间、日期等字符，电梯内图像画面是否叠加有楼层字符等显示标识。所有显示应稳定正常。云台镜头遥控功能应正常和其他功能也应正常。 147 3.2.6统调 调整监视器、录像机、视频打印机、图像处理器、同步机、编码器、解码器等设备使其工作正常，单机要确保系统达到相关指标。 1)系统调试在单机设备调试完后进行； 2)按设计图纸对每台摄像机编号； 3)用综合测试卡测量系统水平清晰度和灰度； 4)检查系统的联动性能； 5)检查系统的录像质量； 6)在现场情况允许、建设单位同意的情况下，改变灯光的位置和亮度，以提高图像质量。 在系统各项指标均达到设计要求后，可将系统连续开机24小时，若无异常，则调试结束。 148 第3章：视频监控系统其他应用 149 基于摄像机和软件的智能分析功能 150 智能跟踪 151 152 153 154 应用：报警联动我们以火灾报警系统举例首先了解一个云台功能 预置位 当用户通过控制设备操作终端的监控云台监视目标时，操作人员可以把当前监视目标设置一个预置位，比如一个动点云台，可以360度全方位旋转监视；操作人员可以把一个需要监视的地点设置为预置位；设置好的预置位可以通过控制设备软件操作把当前位置保存在终端监控云台的解码器上。当用户需要快速监视某个监视目标时候；可以通过控制设备的调用命令来调出需要监视的位置。这就是预置位功能的含义。 155 与火灾报警系统的联动摄像机联动一般情况下是指探测器发出报警信号时，摄像机云台自动转动至探测区域（这个探测区域是首先设置的预置位） 例如：某火灾探测器处于X位置，首先把附件的Y号摄像机云台对准X位置设置预置位n，将火灾报警主机与监控系统控制主机连接，当此火灾探测器发出报警信号，监控后端控制系统自动触发Y摄像机的n预置位，Y摄像机则自动转动对准X位置；在后端网络平台的情况下，后端系统还可以将此画面自动投放到大屏幕显示并发出报警等。其他报警设备如周界防范等系统方式类似 156 157 报 警 探 测 器 、 报 警 主 机 监 控 主 机 、 平 台 设 定 预 置 位 的 云 台显 示 在 大 屏 上正 常 情 况 下 报 警 的 联 动 特殊设备报警联动，是指摄像机自己分析出危险源，从而发出报警信号。 158 特 殊 设 备 的 报 警 联 动热 成 像 双 视 摄 像 机 监 控 主 机 、 平 台 声 光 、报 警主 机 159 手机客户端监控手机客户端监控 160 网络红外小半球网络红外小半球网络录像机（最好带POE供电）网线路由器手机安装个APP 红绿灯卡口摄像机 161 162 163 视频检测闯红灯抓拍过程 系统对每辆闯红灯车辆拍摄三张照片，拍摄过程如下：（1）在红灯信号期间，如果行驶车辆触碰停车线内的虚拟线圈，则高清抓拍机拍下第一张照片，示意图片如下： 164 （2）当车辆整体离开虚拟线圈，高清抓拍机拍下第二张照片，延时拍下车辆离开停车线并继续前行的第三张照片，图片如下： 165 自动识别车牌记录违章数据上传 166 其他应用讨论 167 168