安全防范工程设计与施工技术讲座电视监控系统基础课件

安全防范工程设计安全防范工程设计 与与 施工技术施工技术讲座讲座 (3)6/16/20246/16/20241 1 安全防范工程设计8/9/20231第3章 电视监控系统基础电视监控系统是一种先进的安全、防范能力极强的综合系统。它的主要功能是通过遥控摄像机及其辅助设备来监视被控场所，并把监测到的图像、声音内容传送到监控中心。重点讨论以下内容：重点讨论以下内容：电视监控系统；电视监控系统；电视监控系统的前端设备；电视监控系统的前端设备；电视监控系统的传输设备和传输方法；电视监控系统的传输设备和传输方法；电视监控系统的控制台；电视监控系统的控制台；电视监控系统的中心设备；电视监控系统的中心设备；数字监控系统和远程监控系统。数字监控系统和远程监控系统。6/16/20246/16/20242 2第3章 电视监控系统基础电视监控系统是一种先进的安全、防3.1 电视监控系统3.1.1 电视监控系统的特点安防领域的电视监控系统，国外又称闭路电视安防领域的电视监控系统，国外又称闭路电视CCTV（Closed Circuit Television），为区别国内普遍），为区别国内普遍称为的闭路电视称为的闭路电视CATV，我国将，我国将CCTV称为应用电视。根称为应用电视。根据监控区域的大小及实际需要，电视监控系统可有大、据监控区域的大小及实际需要，电视监控系统可有大、中、小型系统之分。一般电视监控系统均由前端设备、中、小型系统之分。一般电视监控系统均由前端设备、传输系统、中心控制和显示组成。传输系统、中心控制和显示组成。电视监控系统通常都采用同轴电缆（或光缆）作为电视电视监控系统通常都采用同轴电缆（或光缆）作为电视信号的传输介质，其特点都是不向空间发射频率，故称信号的传输介质，其特点都是不向空间发射频率，故称为闭路电视。电视监控系统在信号传输有两种传输方式，为闭路电视。电视监控系统在信号传输有两种传输方式，一种是射频信号传输；另一种是视频信号传输。一种是射频信号传输；另一种是视频信号传输。6/16/20246/16/20243 33.1 电视监控系统3.1.1 电视监控系统的特点8/9/综上所述，闭路电视系统具有以下 6 特点：1CCTV系统与扩散型的广播电视不同，是集中型，一般供作监测、控制、管理使用。2CCTV系统的信息来源于多台摄像机，多路信号要求同时传输、同时显示。3用户是在一个或几个有限的点上，比较集中，目的是收集或监视信息，传输的距离一般较短，多在几十米到几公里的有限范围内。4一般都采用闭路传输，极少采用开路传输方式。一公里以内用电缆传输，一公里以上可以用光缆传输。5一般用视频直接传输，不用射频传输。视频传输又称基带传输，即不经过频率变换等任何处理，直接传送摄像机等设备输出的视频信号。6除向接收端传输视频信号外，还要向摄像机传送控制信号和电源，因此是一种双向的多路传输系统。6/16/20246/16/20244 4 综上所述，闭路电视系统具有以下 6 特点：8/93.1.2 电视监控系统组成 电视监控系统由前端、传输、电视监控系统由前端、传输、控制和显示四部分组成，其控制和显示四部分组成，其结构请参见中国电力出版社结构请参见中国电力出版社安全防范工程设计与施工安全防范工程设计与施工技术技术(2008.1)第第1版的第版的第85页图页图3-1。6/16/20246/16/20245 53.1.2 电视监控系统组成 电视监控系统由前端、图3-1中：前端部分包括摄像机、镜头、防护罩、解码器和云台等；传输部分包括电视信号传输方式、控制信号传输方式、图像传输设备和图像传输方法；控制和显示部分包括控制台监视器、画面分割器、矩阵切换主机、录像机、嵌入式数字硬盘录像机、操作键盘。6/16/20246/16/20246 6 图3-1中：8/9/20236 6/16/20246/16/20247 7 8/9/20237 一般要求的电视监控系统由摄一般要求的电视监控系统由摄像机、镜头、视频传输线路及像机、镜头、视频传输线路及控制信号总线、监视器等组成。控制信号总线、监视器等组成。它的主要功能是通过摄像机捕它的主要功能是通过摄像机捕获监视场所的图像信号。信号获监视场所的图像信号。信号传输采用视频基带传输方式，传输采用视频基带传输方式，适用于距离较近、较小的电视适用于距离较近、较小的电视监控系统。监控系统。6/16/20246/16/20248 8 一般要求的电视监控系统由摄像机、镜头、视频传输线路及控制信314 特别要求的电视监控系统6/16/20246/16/20249 9314 特别要求的电视监控系统8/9/20239 特别要求的电视监控系统分为以下 3 类：1.有声音拾取功能的电视监控系统有声音拾取功能的电视监控系统该系统可以把被监视的图像和声音内容一起传送到控制该系统可以把被监视的图像和声音内容一起传送到控制中心，它的信号传输一般采用声音和图像分别传送、也中心，它的信号传输一般采用声音和图像分别传送、也可以将声音信号调频到可以将声音信号调频到6.5MHz上，与图像信号一起传送上，与图像信号一起传送到控制中心，再把声音信号解调出来。到控制中心，再把声音信号解调出来。2.与防盗报警系统联动的电视监控系统与防盗报警系统联动的电视监控系统该系统在控制台上设有防盗报警的联动接口，在有防盗该系统在控制台上设有防盗报警的联动接口，在有防盗报警信号时，控制台上发出报警并启动录像机自动对有报警信号时，控制台上发出报警并启动录像机自动对有警报的场所进行录像。警报的场所进行录像。该系统由电视监控系统和防盗报警系统两部分组成，控该系统由电视监控系统和防盗报警系统两部分组成，控制中心通过控制台将两部分合在一起进行联动运行。制中心通过控制台将两部分合在一起进行联动运行。3.具有自动跟踪和锁定功能的电视监控系统具有自动跟踪和锁定功能的电视监控系统最先进的自动跟踪和锁定系统采用最先进的自动跟踪和锁定系统采用“数字式电视监控系统数字式电视监控系统”。数字式电视监控系统的核心是多媒体计算机及其配套。数字式电视监控系统的核心是多媒体计算机及其配套的其它设施。该系统的工作方式是将入侵目标的图像及的其它设施。该系统的工作方式是将入侵目标的图像及声音信号变为计算机文件，从中提取目标信号，然后反声音信号变为计算机文件，从中提取目标信号，然后反馈给摄像机及电动云台，以控制摄像机及云台进行跟踪馈给摄像机及电动云台，以控制摄像机及云台进行跟踪锁定。另外，还将自动启动该摄像机附近其它关联的摄锁定。另外，还将自动启动该摄像机附近其它关联的摄像机或报警装置，以便进行继续跟踪和锁定。像机或报警装置，以便进行继续跟踪和锁定。6/16/20246/16/20241010 特别要求的电视监控系统分为以下 3 类：8/9/2023132 电视监控系统的前端设备电视监控系统的前端设备有：电视监控系统的前端设备有：摄像机；摄像机；镜头；镜头；防护罩；防护罩；云台；云台；前端控制器；前端控制器；解码器。解码器。6/16/20246/16/2024111132 电视监控系统的前端设备电视监控系统的前端设备有：8/321摄像机摄像机就像电视监控系统的眼睛一样，它是拾取图像摄像机就像电视监控系统的眼睛一样，它是拾取图像信号的设备。对被监视场所通过摄像机将画面的光信信号的设备。对被监视场所通过摄像机将画面的光信号变为电信号（图像信号）。无论是彩色还是黑白摄号变为电信号（图像信号）。无论是彩色还是黑白摄像机，其光电转换的器件均采用像机，其光电转换的器件均采用CCD器件，即器件，即“电耦合电耦合”器件。摄像机布置在被监视场所的某一位置，使其视器件。摄像机布置在被监视场所的某一位置，使其视场角能覆盖整个被监视的各个部位。场角能覆盖整个被监视的各个部位。摄像机通过镜头把被监视场所的画面在摄像机通过镜头把被监视场所的画面在CCD片子上成片子上成像。通过像。通过CCD的电子扫描（的电子扫描（CCD电荷转换），把成像电荷转换），把成像的光信号变为电信号，再通过放大、整形等一系列信的光信号变为电信号，再通过放大、整形等一系列信号处理，最后变为标准的电视信号输出。号处理，最后变为标准的电视信号输出。如果摄像机输出的图像信号经过传输部分、控制部分如果摄像机输出的图像信号经过传输部分、控制部分之后到达监视器上，则到达监视器上的图像信号噪声之后到达监视器上，则到达监视器上的图像信号噪声比将下降，这是由于传输及控制部分的线路、放大器、比将下降，这是由于传输及控制部分的线路、放大器、切换器等引入了噪声的原因。切换器等引入了噪声的原因。6/16/20246/16/20241212321摄像机摄像机就像电视监控系统的眼睛一样，它是拾取图 1.摄像机种类摄像机种类电视监控系统摄像机有多种。种类可分为：按所摄取的图像种类来分：黑白电视摄像机；彩色电视摄像机；数字电视摄像机。按适用照度来分：普通摄像机 要求照度较高，在白天和较深灯光下才能摄取到满意的图像，最低照度一般均大于10勒克斯（LUX）以上。低照度摄像机 可以工作在照度较低的环境中（如黎明、黄昏、暗光下），最低照度为0.10.5LUX。微光摄像机如果以工作在月光、星光甚至伸手不见五指的阴天、漆黑的夜间、最低照度可达0.0001LUX。6/16/20246/16/20241313 1.摄像机种类8/9/202313 按摄像器件的种类来分按摄像器件的种类来分摄像管摄像机摄像管摄像机摄像管是一种真空电子管，它是利用电子束扫摄像管是一种真空电子管，它是利用电子束扫描把景场的光学图像转换成电信号的，现在已描把景场的光学图像转换成电信号的，现在已使用光电导摄像管。它是在管内设置光电导靶，使用光电导摄像管。它是在管内设置光电导靶，利用光电效应来实现光电转换的。利用光电效应来实现光电转换的。固体摄像器件摄像机（又称固体摄像机）固体摄像器件摄像机（又称固体摄像机）它是采用它是采用CCD电荷藕合器件，现已取代摄像管。电荷藕合器件，现已取代摄像管。6/16/20246/16/20241414 按摄像器件的种类来分8/9/202314 按适用光谱范围来分按适用光谱范围来分可见光电视摄像机可见光电视摄像机只能摄取被可见光照射下的景物图像，一只能摄取被可见光照射下的景物图像，一般常用的、通用性摄像机均为可见光电视般常用的、通用性摄像机均为可见光电视摄像机。摄像机。非可见光电视摄像机非可见光电视摄像机包括包括X射线摄像机、红外摄像机和紫外线摄射线摄像机、红外摄像机和紫外线摄像机，像机，非可见光电视摄像机一般是指红外线电视、非可见光电视摄像机一般是指红外线电视、紫外线电视和紫外线电视和X射线电视摄像机，它是将人射线电视摄像机，它是将人们眼睛看不见的信息转变为可见光图像信们眼睛看不见的信息转变为可见光图像信息，适用于特殊业务场合。息，适用于特殊业务场合。6/16/20246/16/20241515 按适用光谱范围来分8/9/202315 1)红外电视摄像机红外电视摄像机 红外电视摄像机分为主动红外、被动红外二种红外电视摄像机分为主动红外、被动红外二种 主动红外电视摄像机主动红外电视摄像机 主动红外是利用红外光源照射被摄物体，由红主动红外是利用红外光源照射被摄物体，由红外电视摄像机摄取从物体反射回来的红外线光学外电视摄像机摄取从物体反射回来的红外线光学图像，并转换成电信号后在监视器屏幕上显示出图像，并转换成电信号后在监视器屏幕上显示出来。来。被动红外电视摄像机被动红外电视摄像机 被动红外不同于主动红外电视摄像机，它不需被动红外不同于主动红外电视摄像机，它不需要红外光源，而是由红外摄像器件直接感受被摄要红外光源，而是由红外摄像器件直接感受被摄物体自身射出的红外来成像的。物体自身射出的红外来成像的。6/16/20246/16/20241616 1)红外电视摄像机8/9/202316 2)紫外电视摄像机紫外电视摄像机 紫外电视摄像机需要有特制的紫外光学镜紫外电视摄像机需要有特制的紫外光学镜头和紫外光源滤色镜以及紫外摄像管。头和紫外光源滤色镜以及紫外摄像管。紫外电视摄像机主要用于指纹鉴定、伪造、紫外电视摄像机主要用于指纹鉴定、伪造、涂改文件的识别。涂改文件的识别。3)X射线电视摄像机射线电视摄像机 X射线又称伦琴射线，波长很短，穿透能力射线又称伦琴射线，波长很短，穿透能力很强，对人体有伤害性、并能使胶片感光很强，对人体有伤害性、并能使胶片感光和对某些物体发荧光。和对某些物体发荧光。一般用于机场、港口、火车站等处的安全一般用于机场、港口、火车站等处的安全检查。检查。6/16/20246/16/20241717 2)紫外电视摄像机8/9/202317 （5）按摄像器件或像面的直径尺寸来分按摄像器件或像面的直径尺寸来分 有有1/2英寸、英寸、1/3英寸、英寸、2/3英寸、英寸、11/4英寸等不英寸等不同成像面尺寸的摄像机，常用的有同成像面尺寸的摄像机，常用的有1/2、1/3、2/3英寸。英寸。（6）按摄像机的使用环境来分）按摄像机的使用环境来分 演播室用摄像机演播室用摄像机 体积大、需要安装在云台或三角架上。体积大、需要安装在云台或三角架上。便携式摄像机便携式摄像机 演播室一便携两用机演播室一便携两用机 电视监控用摄像机电视监控用摄像机（7）按摄像机的用途来分）按摄像机的用途来分电视广播用的摄像机；电视广播用的摄像机；业务用的摄像机；业务用的摄像机；家庭用摄像机。家庭用摄像机。6/16/20246/16/20241818 （5）按摄像器件或像面的直径尺寸来分8/9/202318（8）按结构组成来分摄录一体化机；摄录非一体化机；一体化摄像机(一体化全能监视用的摄像机)；快速球型摄像机（快球）；网络摄像机；自动跟踪的球型摄像机。6/16/20246/16/20241919（8）按结构组成来分8/9/202319 一体化摄像机一体化摄像机 一体化摄像机与普通的摄像机相比，它在结构、性能上有着质的区别，表现在：图象处理 一体化摄像机采用数据处理技术，图象更清晰。物理结构 采用微处理器对系统的状态进行检测，能处理许多模拟电路无法处理的功能。增加了内置的高倍变焦镜头，机身和镜头一体化设计，使体积变小。由于结构上的改进，使之有着显著的特色：防水功能好；封性能好，受外界影响小一体化摄像机寿命要比传统的摄像机短。快速球型摄像机（快球）快速球型摄像机是由云台、摄像机、变焦镜头以及球罩组成的一个整体、具有自动摇动、预置点设置、区域隐藏等功能，外观精美，安装方便的高价位产品。快速球型摄像机根据使用区域分为室内快速球摄像机、室外快速摄像机。室外快速球摄像机与室内型快速球摄像机相比，具有：耐热、耐寒、防雷击措施。快速球型摄像机能够进行360度全方位监控。6/16/20246/16/20242020 一体化摄像机8/9/20 网络摄像机网絡攝像机是传统摄像机与网络视频技术相结合的新一代产品。除了网絡攝像机是传统摄像机与网络视频技术相结合的新一代产品。除了具备一般传统摄像机所有的图像扑捉功能外具备一般传统摄像机所有的图像扑捉功能外,机内还内置了数字化压缩机内还内置了数字化压缩控制器和基于控制器和基于web的操作软件的操作软件,使得视频数据经过压缩加密后使得视频数据经过压缩加密后,通过局通过局域网域网internet或无线网络送至终端用户或无线网络送至终端用户,而远端用户可在自己的而远端用户可在自己的pc机上机上使用标准的网络浏览器使用标准的网络浏览器,根据网络摄像机自带的独立根据网络摄像机自带的独立IP地址地址,对网络摄对网络摄像机进行访问像机进行访问,实时监控目标现场的情况实时监控目标现场的情况,并可对图像资料实现编辑和并可对图像资料实现编辑和存储存储,还可以通过网络来控制摄像机的云台和镜头还可以通过网络来控制摄像机的云台和镜头,进行全方位的控制。进行全方位的控制。网络摄像机从功能看网络摄像机从功能看,它在内部增加了对模拟视频进行数字化处理的芯它在内部增加了对模拟视频进行数字化处理的芯片片(DSP芯片芯片)可从数字化的视频信号转换成符合网络传输协议可从数字化的视频信号转换成符合网络传输协议(如如TCP/IP协议协议)的数据流的数据流,送到网上传输送到网上传输;从结构上看从结构上看,是一种为内置镜头的一体化机种是一种为内置镜头的一体化机种,网络摄像机的镜头是固网络摄像机的镜头是固定的定的,用户一般是不更换的用户一般是不更换的.它的基本结构一般是由镜头、滤光器、影它的基本结构一般是由镜头、滤光器、影像传感器（像传感器（CMOS或或CCD）、图像处理器。压缩芯片和一个具有网络）、图像处理器。压缩芯片和一个具有网络连接的接口组成。每一个网络摄像机都有自己的连接的接口组成。每一个网络摄像机都有自己的IP地址。在组建网络地址。在组建网络视频监控系统时，再加一个视频服务器。视频监控系统时，再加一个视频服务器。6/16/20246/16/20242121 网络摄像机的主要优势是：节省费用；节省费用；可扩展性好；可扩展性好；即插即用；即插即用；系统性能高；系统性能高；网络中易于安装使用；网络中易于安装使用；灵活集成。灵活集成。自动跟踪的球型摄像机自动跟踪的球型摄像机自动跟踪（自动跟踪（AutoTrack）的球型摄像机）的球型摄像机(AutoDome)是一种新型的摄是一种新型的摄像机，它可以通过编程执行像机，它可以通过编程执行“智能巡逻智能巡逻”，即按照预先编程的巡逻路线，即按照预先编程的巡逻路线扫描一个区域，当发现运动后，摄像机会停止继续执行巡逻的程序，扫描一个区域，当发现运动后，摄像机会停止继续执行巡逻的程序，而对目标图像变焦放大，并跟踪目标，以便将运动录像，并发出报警。而对目标图像变焦放大，并跟踪目标，以便将运动录像，并发出报警。这些动作都不需要操作人员的帮助，使操作人员能处理报警或采取其这些动作都不需要操作人员的帮助，使操作人员能处理报警或采取其它行动。它行动。6/16/20246/16/20242222 网络摄像机的主要优势是：8/9/202322 摄像机的技术参数摄像机的技术参数 摄像机（成像元件是摄像机（成像元件是CCD）的技术参数有如下）的技术参数有如下18点：点：（1）尺寸）尺寸:（2）清晰度清晰度（3）灵敏度）灵敏度（4）电子光圈）电子光圈电子快门电子快门（5）自动增益控制（）自动增益控制（AGC）（6）信噪比（）信噪比（S/N）（7）输出信号的幅度）输出信号的幅度（8）分辨力）分辨力（9）伽马）伽马()校正校正(13)像素6/16/20246/16/20242323 摄像机的技术参数 （10）白平衡与色还原性）白平衡与色还原性（11）同步方式）同步方式 (12)背景光补偿（背景光补偿（BLC）(13)像素像素(14)镜头控制信号选择开关（镜头控制信号选择开关（VIDEO/DC）(15)细节电平选择开关（细节电平选择开关（SOFT/SHARP）(16)无闪动方式（无闪动方式（FLICKERLESS）(17)消耗功率消耗功率(18)供电方式供电方式6/16/20246/16/20242424 （10）白平衡与色还原性8/9/202324 摄像机摄像机18点技术参数点技术参数请参见中国电力出版社请参见中国电力出版社安全防范工程设计与安全防范工程设计与施工技术施工技术(2008.1)第第1版第版第 88 页页 到第到第 91 页的内容页的内容.6/16/20246/16/20242525 摄像机18点技术参数请参见中国电力出版社安全防范工 3摄像机常用的补偿器电缆摄像机摄取的图像信号通常要经过视频同轴电缆传输到监控中心，而同轴电缆对视频信号的衰减量是随着传输信号频率的升高而加大的，一般规律是电缆中信号的衰减量与信号频率的平方根成正比，也就是说，传输电缆的分布电感和分布电容会选成视频信号高频衰减的频率特性，或者说造成了高频分量跌落的现象。而且电缆越长，高频下跌得越厉害，这将严重影响传输图像的清晰度及信噪比，因此当电缆超过300800米左右时（因电缆型号不同而异，应在传输电缆的终端通过电缆补偿器又称电缆均衡器）根据电缆长度的不同来变化补偿量进行高频特性的提升。6/16/20246/16/20242626 3摄像机常用的补偿器电缆8/9/202326 目前，常用的电缆补偿器的产品有：目前，常用的电缆补偿器的产品有：日本松下公司日本松下公司 WV-621BN美国美国RCA公司的公司的V200VA日本索尼公司的日本索尼公司的VA-200E上海广播器材厂的上海广播器材厂的DJF-01型型822厂的厂的1320E型等型等常用的电缆产品有常用的电缆产品有:SYV-75-5 能传能传600米左右经补偿后能传米左右经补偿后能传2300米左右；米左右；SYV-75-7 能传能传650米左右经补偿后能传米左右经补偿后能传2500米左右；米左右；SYV-75-9 能传能传800米左右经补偿后能传米左右经补偿后能传3000米左右。米左右。6/16/20246/16/20242727 目前，常用的电缆补偿器的产品有：8/9/202327322 镜头1 镜头要考虑的要求镜头要考虑的要求镜头要考虑物空间的条件和像空间的要求镜头要考虑物空间的条件和像空间的要求:视场范围视场范围照明光的照度照明光的照度色温色温像空间的要求像空间的要求镜头接口尺寸镜头接口尺寸相对靶面的位置相对靶面的位置传感器灵敏度传感器灵敏度分解力分解力靶面尺寸靶面尺寸 物空间和像空间满足点对点、线对线、面对面一物空间和像空间满足点对点、线对线、面对面一一对应的光学系统。一对应的光学系统。6/16/20246/16/20242828322 镜头1 镜头要考虑的要求8/9/202328 镜头是实际的光学系统，它由一镜头是实际的光学系统，它由一片或一组光学原件组成。影响镜片或一组光学原件组成。影响镜头成像的限制因素主要有：头成像的限制因素主要有：(1)光阑光阑(2)渐晕渐晕(3)景深景深(4)请参见中国电力出版社安全防范工请参见中国电力出版社安全防范工程设计与施工技术程设计与施工技术(2008.1)第第1版的第版的第92页页 6/16/20246/16/20242929 镜头是实际的光学系统，它由一片或一组光学原 2镜头的技术参数镜头的技术参数镜头技术参数：镜头技术参数：（1）成像尺寸）成像尺寸（2）焦距）焦距（3）视场角）视场角（4）相对孔径与光圈数）相对孔径与光圈数（5）镜头安装接口）镜头安装接口（6）景深）景深6/16/20246/16/20243030 2镜头的技术参数8/9/202330 请参见中国电力出请参见中国电力出版社安全防范工版社安全防范工程设计与施工技术程设计与施工技术(2008.1)第第1版版的第的第92页到第页到第94页页的内容的内容.6/16/20246/16/20243131 请参见中国电力出版社安全防范工程设计与施工技术 光源的色温光源的色温 所谓色温，即光源的颜色温度，所谓色温，即光源的颜色温度，色温是用绝对温标来表示的，单色温是用绝对温标来表示的，单位为位为K。0K-273 273K0自然光和部分人工光源的色温请自然光和部分人工光源的色温请参见中国电力出版社安全防范参见中国电力出版社安全防范工程设计与施工技术工程设计与施工技术(2008.1)第第1版的第版的第94页表页表3-8。6/16/20246/16/20243232 光源的色温8/2镜头种类 摄像机使用的镜头可以分为以下三类：（1）定焦距镜头定焦距镜头 所谓定焦距镜头是指焦距不可变的，只能改变光圈的大小。它适用所谓定焦距镜头是指焦距不可变的，只能改变光圈的大小。它适用于拍摄焦距相对固定的目标。适合于可以直接确定监视区域的固定于拍摄焦距相对固定的目标。适合于可以直接确定监视区域的固定监控点；监控点；（2）自动范围、电动变焦距镜头）自动范围、电动变焦距镜头 常用的电动变焦距镜头有常用的电动变焦距镜头有6倍、倍、8倍、倍、10倍几种，它的指标一般为焦倍几种，它的指标一般为焦距从多少毫米至多少毫米（距从多少毫米至多少毫米（mm）。例如：某变焦镜头的焦距为）。例如：某变焦镜头的焦距为8.888mm，即为，即为10倍的变焦镜头。适合于室内外光线变化不大的全倍的变焦镜头。适合于室内外光线变化不大的全方位监视点方位监视点（3）自动光圈、自动聚焦、电动变焦镜头）自动光圈、自动聚焦、电动变焦镜头 使用这种镜头，可通过云台和电动变焦改变拍摄方向和目标时，不使用这种镜头，可通过云台和电动变焦改变拍摄方向和目标时，不需要人工来调整对景物的聚焦。适合于大范围远距离监视的全方位需要人工来调整对景物的聚焦。适合于大范围远距离监视的全方位监视点。监视点。6/16/20246/16/20243333 2 一般来说，镜头的焦距长时，视角就小。根据监视目标的视场大小及距离来选择镜头和焦距，焦距的计算公式如下：f=vD/Vf=hD/H其中：f：镜头的焦距（mm）v：被测物体的高度H：补测物体的水平宽度D：被测物体的距离V：靶观成像的高度h：靶观成像的水平宽度。6/16/20246/16/20243434 一般来说，镜头的焦距长时，视角就小。根据监视目标的 3.镜头的类型镜头的主要参数有不同组合，使得镜头的类型变化很多。除了按成像尺寸和接口型式做成各种性能参数的镜头外，主要是由光圈、焦距的不同型式组合派生出各种类型的镜头。日本日本CBC公公司的司的Computar镜头产品手册各种镜头镜头产品手册各种镜头分类请参见中国电力出版社安全防分类请参见中国电力出版社安全防范工程设计与施工技术范工程设计与施工技术(2008.1)第第1版的第版的第95页图页图3-7。6/16/20246/16/20243535 3.镜头的类型8/9/202335323 云台 云台是承载摄像机进行水平和垂直方向转动云台是承载摄像机进行水平和垂直方向转动,摄像机和防护罩安装在摄像机和防护罩安装在云台上，而云台带着摄像机可以作水平云台上，而云台带着摄像机可以作水平360旋转，垂直（俯仰）作旋转，垂直（俯仰）作小于小于90运动。云台可分为以下三类：运动。云台可分为以下三类：室内外使用的云台室内外使用的云台 室内使用的云台承重小，没有防雨设备。室外使用的云台承重大，室内使用的云台承重小，没有防雨设备。室外使用的云台承重大，配有防雨装置。配有防雨装置。承重的选择承重的选择 根据选用的摄像机及防护罩的总重量来选用不同的承重的云台。室根据选用的摄像机及防护罩的总重量来选用不同的承重的云台。室内云台承重量大约为内云台承重量大约为1.5kg-7kg左右，室外云台承重量大约为左右，室外云台承重量大约为7kg-50kg左右。左右。控制方式控制方式 通常的云台上有线控制的电动云台。控制线有五个输入端，其中一通常的云台上有线控制的电动云台。控制线有五个输入端，其中一个为电源的公共端，另外四个分为上、下、左、右控制端。当电源个为电源的公共端，另外四个分为上、下、左、右控制端。当电源的一端接在公共端上，电源的另一端接在的一端接在公共端上，电源的另一端接在“上上”控制端时，云台带动控制端时，云台带动摄偈机头向上转；接在摄偈机头向上转；接在“下下”控制端时，云台带动摄像机向下转。控制端时，云台带动摄像机向下转。当云台内装有继电器等控制电路时，云台有六个控制输入端，其中当云台内装有继电器等控制电路时，云台有六个控制输入端，其中一个为电源的公共端，一个是自动转动端和四个上、下、左、右控一个为电源的公共端，一个是自动转动端和四个上、下、左、右控制端。制端。云台有水平云台、全方位云台。云台有水平云台、全方位云台。6/16/20246/16/20243636323 云台 云台是承载摄像机进行水平和垂直 1.云台的构成 云台是一种机械电气产品、靠电动机驱动，而它在水平方位、垂直俯仰两个轴向的转动需要有传动和减速。考虑到不同的摄像机、镜头、防护罩构成的尺寸、重量、安装位置，云台的机械结构设计要在承重、转动性能、外观造型上力求完善。为了保证云台的转动要能连续工作，转动灵活，启动与停止惯性小，机械噪声小。云台的结构件，要求强度高、变形小，在保证承载能力、整体稳定的条件下，尽可能减轻自重。室外全方位云台，要具有全天候功能，为了保证电动机及其他电气零件不受雨水或潮湿的浸蚀，结构上要求密封防水。某些容易因电火花等导致爆炸的场所，使用防爆云台。6/16/20246/16/20243737 1.云台的构成8/9/202337 6/16/20246/16/20243838 8/9/202338 3云台的技术参数 云台的技术参数有：输入电压、负重能力、防输入电压、负重能力、防护等级、转速、转动角度、齿轮间隙（回护等级、转速、转动角度、齿轮间隙（回差）、扭矩、载重方式等。差）、扭矩、载重方式等。(1)输入电压 输入电压大多为交流24V，在欧美有交流115V,110V的，在我国有交流220V的云台可供选用。(2)输入功率（电流）6/16/20246/16/20243939 3云台的技术参数8/9/202339(3)负重能力 云台上的摄像机整体（摄象机、镜头、防护罩极其配件）的总重量不超过载重指标，否则水平旋转可能达不到额定速度，而垂直方向可能根本就无法扫描或是不能保持镜头处于水平而下垂。在云台载重选取时应该有适当余量，一般选取负载的1.31.5倍作为云台的载重指标。总载重量在6kg以下的云台，适合于室内/外安装一体化摄象机或定焦镜头摄象机；总载重量在12kg以下的云台，适合于室内/外安装一体化摄象机或小型变焦镜头；总载重量在25kg以下的云台，适合于安装较大变焦镜头、摄象机、防护罩；总载重量在25kg以上以下的云台，适合于安装特大型变焦镜头、摄象机、防护罩6/16/20246/16/20244040(3)负重能力8/9/202340(4)转动角度转动角度云台转动角度分为水平转角和垂直转角。云台转动角度分为水平转角和垂直转角。垂直转角垂直转角垂直转角与负载安装方式相关，一般顶装云台的垂直转角为垂直转角与负载安装方式相关，一般顶装云台的垂直转角为-90+40；侧装云台的垂直转角为侧装云台的垂直转角为100左右；左右；水平转角水平转角 水平转角一般都可以达到水平转角一般都可以达到255365实际设计中需要根据建设需要，实际设计中需要根据建设需要，尽量保证无监视死角尽量保证无监视死角.(5)转速转速交流云台转速：交流云台转速：水平水平69/秒、秒、垂直垂直36/秒；秒；直流云台转速：直流云台转速：水平水平2050/秒、垂直秒、垂直1030/秒。秒。6/16/20246/16/20244141(4)转动角度8/9/202341 （6）限位、定位功能）限位、定位功能 云台的限位切换、限位方式、位置予置等功能，云台的限位切换、限位方式、位置予置等功能，关系到云台的扫描和控制方式以及与云台控制器关系到云台的扫描和控制方式以及与云台控制器或解码器的接口关系。或解码器的接口关系。（7）回差）回差 回差也称齿轮间隙（回差也称齿轮间隙（Gear Backlash）。回差是）。回差是考察云台转动精度的重要指标。回差越小说明云考察云台转动精度的重要指标。回差越小说明云台的精确度越高，尤其是对于高速转动的云台或台的精确度越高，尤其是对于高速转动的云台或带预置位功能的云台来说十分重要。带预置位功能的云台来说十分重要。（8）扭矩）扭矩 扭矩对于一定载重量的云台来说，扭矩越大说明扭矩对于一定载重量的云台来说，扭矩越大说明云台抗拒非电机启动的力量越大，这对于比较恶云台抗拒非电机启动的力量越大，这对于比较恶劣的气候条件来说非常重要。劣的气候条件来说非常重要。（9）外形及安装尺寸、重量。）外形及安装尺寸、重量。（10）环境适应性能。）环境适应性能。6/16/20246/16/20244242 （6）限位、定位功能8/9/202342324 防护罩 防护罩是防护摄像机的装置，是电视监控系统的前端设备，防护罩是防护摄像机的装置，是电视监控系统的前端设备，是安防系统中摄像机所用防护罩，只是在构成上，随使用场是安防系统中摄像机所用防护罩，只是在构成上，随使用场所的环境条件防护罩而有所不同。它可能安装在室内或室外。所的环境条件防护罩而有所不同。它可能安装在室内或室外。防护罩一般分为两类：防护罩一般分为两类：室内防护罩室内防护罩 室内防护罩结构简单、价格便宜，主要功能是防止摄像机落室内防护罩结构简单、价格便宜，主要功能是防止摄像机落灰并起一定的安全防护作用，例如：防盗、防破坏等。室内灰并起一定的安全防护作用，例如：防盗、防破坏等。室内防护罩按其安装形式有：防护罩按其安装形式有：悬挂或安装于天花板上的；悬挂或安装于天花板上的；安装于支架或云台上的安装于支架或云台上的;有不同的大小和长度以适应连接镜头后长度不同的摄像机。有不同的大小和长度以适应连接镜头后长度不同的摄像机。室内的摄像机一般不易被破坏，但在某些场所如监狱或看守室内的摄像机一般不易被破坏，但在某些场所如监狱或看守所则需有防破坏的防护罩。所则需有防破坏的防护罩。6/16/20246/16/20244343324 防护罩 防护罩是防护摄像机的装置，是电视监 室外全天候防护罩室外全天候防护罩 室外防护罩具有降温、加温、防雨、防雷的室外防护罩具有降温、加温、防雨、防雷的功能，无论何种恶劣天气，均使摄像机在防护功能，无论何种恶劣天气，均使摄像机在防护罩内正常工作。罩内正常工作。室外全天候防护罩用于室外露天的场所，要能室外全天候防护罩用于室外露天的场所，要能经受风沙、霜雪、夏日、严冬，根据使用地域经受风沙、霜雪、夏日、严冬，根据使用地域的气候条件，可选择配置加热器的气候条件，可选择配置加热器/抽风机、除抽风机、除霜器霜器/去雾器、雨刷、遮阳罩、隔热体。由于去雾器、雨刷、遮阳罩、隔热体。由于放在室外，要有防破坏栓。护罩玻璃窗口的内放在室外，要有防破坏栓。护罩玻璃窗口的内外，在冬季由于温度和湿度相差大，玻璃表面外，在冬季由于温度和湿度相差大，玻璃表面易生雾气和结霜，影响摄像机图像的清晰度，易生雾气和结霜，影响摄像机图像的清晰度，因此需有除霜因此需有除霜/去雾的措施。去雾的措施。6/16/20246/16/20244444 室外全天候防护罩8/9/202344 6/16/20246/16/20244545 8/9/202345 2防护罩的适用场所防护罩的适用场所（1）室内防护罩）室内防护罩 室内防护罩按其安装形式有：室内防护罩按其安装形式有：悬挂或安装于天花板上的；悬挂或安装于天花板上的；安装于支架或云台上的安装于支架或云台上的;有不同的大小和长度以适应连接镜头后长有不同的大小和长度以适应连接镜头后长度不同的摄像机。度不同的摄像机。室内的摄像机一般不易被破坏，但在某些场室内的摄像机一般不易被破坏，但在某些场所如监狱或看守所则需有破坏的防护罩。所如监狱或看守所则需有破坏的防护罩。（2）室外全天候防护罩）室外全天候防护罩（3）特殊环境防护罩特殊环境防护罩6/16/20246/16/20244646 2防护罩的适用场所8/9/202346 特殊环境防护罩主要在某些有腐蚀性气体，易燃易爆气体，有大量特殊环境防护罩主要在某些有腐蚀性气体，易燃易爆气体，有大量粉尘的环境等情况下采用。有密封性能。在炼钢炼铁熔炉、燃烧锅粉尘的环境等情况下采用。有密封性能。在炼钢炼铁熔炉、燃烧锅炉前安装的摄像机，必须置于能耐高温的防护罩内，视窗使用了特炉前安装的摄像机，必须置于能耐高温的防护罩内，视窗使用了特种玻璃。视窗可经受种玻璃。视窗可经受164.5-1371.1的高温的高温,还有用于海底探察还有用于海底探察的摄像机。它的防护罩在密封防水及耐深水高压方面有特别的要求。的摄像机。它的防护罩在密封防水及耐深水高压方面有特别的要求。（4）室内半球型、球型防护罩室内半球型、球型防护罩为了装饰美观，或是隐蔽的需要，将摄像机防护罩制成吸顶式外型，为了装饰美观，或是隐蔽的需要，将摄像机防护罩制成吸顶式外型，这就是各种半球型、球型的防护罩。半球形、球型的外罩是固定安这就是各种半球型、球型的防护罩。半球形、球型的外罩是固定安装的，摄像机镜头的视场固定于空间某一指向，在安装好以后不便装的，摄像机镜头的视场固定于空间某一指向，在安装好以后不便调整。球型防护罩可选择调整。球型防护罩可选择360连续旋转。连续旋转。（5）全天候球形防护罩全天候球形防护罩全天候球形防护罩带有特定的云台和标准的加热器、抽风机，以及全天候球形防护罩带有特定的云台和标准的加热器、抽风机，以及可供选择的其他附件。可供选择的其他附件。（6）一体化球型防护罩一体化球型防护罩一体化球型防护罩实质上是一个完整的摄像机系统一体化球型防护罩实质上是一个完整的摄像机系统,它包括摄像机、它包括摄像机、电动变焦镜头、智能化云台以及微处理器芯片、存储芯片、解码器电动变焦镜头、智能化云台以及微处理器芯片、存储芯片、解码器等，集成于一个球形护罩内。严格说来它不能归类于防护罩系列，等，集成于一个球形护罩内。严格说来它不能归类于防护罩系列，仅就外形来说，属于球形防护罩的一种。仅就外形来说，属于球形防护罩的一种。6/16/20246/16/20244747 特殊环境防护罩主要在某些有腐蚀性气体，易燃易爆气体，有大量 3防护罩安装场合防护罩安装场合矩形防护罩安装场合：适用于室内室外环境；矩形防护罩安装场合：适用于室内室外环境；球形防护罩安装场合：适用于室内环境；球形防护罩安装场合：适用于室内环境；角装防护罩安装场合：适合于室内墙角安装场角装防护罩安装场合：适合于室内墙角安装场合；合；嵌入式防护罩安装场合：适用于室内隐蔽安装嵌入式防护罩安装场合：适用于室内隐蔽安装场合。场合。4防护罩尺寸防护罩尺寸 防护罩内部净尺寸的长宽高尺寸应该容纳摄象防护罩内部净尺寸的长宽高尺寸应该容纳摄象机、镜头组件，净尺寸是指防护罩标称内部尺机、镜头组件，净尺寸是指防护罩标称内部尺寸减去防护罩辅助设备和内部接线端子后的尺寸减去防护罩辅助设备和内部接线端子后的尺寸，同时需要考虑摄象机寸，同时需要考虑摄象机/镜头组件中变焦镜头镜头组件中变焦镜头控制时控制时 产生的尺寸增加、摄象机产生的尺寸增加、摄象机/镜头连线空镜头连线空间。间。6/16/20246/16/20244848 3防护罩安装场合8/9/2023483.2.5前端控制器在不配系统主机的小型电视监控系统的前端主要是摄像机、云台、在不配系统主机的小型电视监控系统的前端主要是摄像机、云台、防护罩、支架。支架一般是固定，用户不需要进行控制，但摄像机防护罩、支架。支架一般是固定，用户不需要进行控制，但摄像机有电动镜头、云台，必须配有操纵云台，电动镜头动作的控制器使有电动镜头、云台，必须配有操纵云台，电动镜头动作的控制器使云台或电动镜头作相应动作。云台或电动镜头作相应动作。1.云台控制器云台控制器云台控制器或云台、镜头控制器云台控制器或云台、镜头控制器,是在电视监控系统中不配系统主机是在电视监控系统中不配系统主机的小型系统中使用的一种控制设备。的小型系统中使用的一种控制设备。云台控制器在实际应用中有几种状态，如果按控制的功能来分可分云台控制器在实际应用中有几种状态，如果按控制的功能来分可分为：为：水平云台控制器水平云台控制器全方位云台控制器全方位云台控制器6/16/20246/16/202449493.2.5前端控制器在不配系统主机的小型电视监控系统的前端主 如果按控制路数来分，可分为：单路控制器多路控制器云台、镜头、防护罩多功能控制器如果按输出控制电压来分，可分为：输出24V的控制器输出110V的控制器轮子220V的控制器输出110V的控制器在我国基本不使用。6/16/20246/16/20245050 如果按控制路数来分，可分为：8/9/202350 现按控制路数方式来讨论小型电视监控系统的控制器。单路水平云台控制器单路水平云台控制器仅控制云台向左、向右的动作。端口2（公共端口），另一线通过继电器与SB2、SB3接通，控制水平云台向左、向右方向做动作。单路全方位云台控制器6/16/20246/16/20245151 现按控制路数方式来讨论小型电视监控系统的控制器。8/9/如果我们在水平云台控制器的基础上，使这之能够向上、向下运如果我们在水平云台控制器的基础上，使这之能够向上、向下运动，那么就被构成了上、下、左、右全方位的活动，便称为全方动，那么就被构成了上、下、左、右全方位的活动，便称为全方位云台控制器。位云台控制器。单路云台、镜头多功能控制器单路云台、镜头多功能控制器单路云台、镜头多功能控制器也是比较简单的，只须要了解了多单路云台、镜头多功能控制器也是比较简单的，只须要了解了多功能控制器的原理后，就一目了然。功能控制器的原理后，就一目了然。单路云台镜头多功能控制器的按钮有辅助按钮和自动按钮均为自单路云台镜头多功能控制器的按钮有辅助按钮和自动按钮均为自锁按钮，左、右、上、下为云台控制按钮（属非自锁按钮），光锁按钮，左、右、上、下为云台控制按钮（属非自锁按钮），光圈、聚焦、变焦为镜头控制键（是一自复位开关），具有上、下圈、聚焦、变焦为镜头控制键（是一自复位开关），具有上、下两组触点，当向上或向下拨动开关时，便可接通正极性或负极性两组触点，当向上或向下拨动开关时，便可接通正极性或负极性的镜头控制电源，作电动镜头作相应动作。的镜头控制电源，作电动镜头作相应动作。6/16/20246/16/20245252 如果我们在水平云台控制器的基础上，使这之能够向上、向下运 四路全方位控制器在上述已讨论过单路全方位云台控制器的原理，现在讨论四路状态下全方位云台控制器的原理结构。在工程中经常出现四路云台由一个控制器操纵的情况，其实也很简单，只要我们在单路全方位云台控制器的基础上，增加多个用于云台选通的继电器及选通按钮。6/16/20246/16/20245353 四路全方位控制器8/9/202353 2云台、镜头、防护罩多功能控制器在电视监控系统的前端设备中，经常会将自动镜头、全自动云台、防护罩的雨刷组装在一起使用。那么就要求控制器具有对云台、镜头、防护罩控制的功能。厂家一般把具有这种功能的控制器称为多功能控制器。现对云台、镜头、防护罩多功能控制器说明如下：电动镜头一般是靠小功率的直流电动机完成的，电流通常在612V。完成的动作是自动光圈、自动聚焦。RP：电位器，主对驱动电动镜头的控制电压调整幅值。7812、7912：变压板。SB1、SB2、SB3、SB4、SB5：用于说明。SB6：控制射灯；SB7：控制雨刷；SB8：控制清洗；SB9：控制加热；SB10：控制吹风。云台、镜头、防护罩、多功能控制器能够对三可变镜头，全方位云台，防护罩的雨刷、射灯、清洗、加热、吹风进行自动控制。电路相对而言复杂一些。6/16/20246/16/20245454 2云台、镜头、防护罩多功能控制器8/9/202354326 解码器1 解码器解码器在电视监控系统中是前端设备，它与前端的控制器不同点是：控制器是用在小型电视监控系统且不配系统主机直接由监控管理人员在监控室操作，而解码器是用于配有系统主机的控制台，由控制台发送控制信号，其功能与控制器类似，不同点是解码器一般不能单独使用，必须与系统主机配合使用，安装在带云台电动镜头的摄像机附近，有多芯控制线与云台、摄像机、防护罩相连，另有通信线与系统主机相连，（通信线通常选用两芯带护套或两芯屏蔽线）。选用的解码器应与选用的主机同一牌号，因为不同的厂家的解码器与系统主机的通信协议、编码方式不尽相同。每个解码器上都有一个810位的拨码开关，供解码器编号（也称ID号），解码器安装后应对所控制的摄像机设置拨码开关。6/16/20246/16/20245555326 解码器1 解码器8/9/202355 2 解码器的分类 解码器根据使用的工作环境不同可分为室内型解码器和室外型解码器。室内型解码器一般配备了AC24V全方位云台电压输出，根据用户需求可改为AC220V电压输出、DC6V、或DC12 V电动三可变镜头电压输出。室外型解码器一般配备了AC24V全方位云台电压输出。一般解码器接线的原理都类似，差异不大。解码器接收视频矩阵切换/控制主机发出控制信号的方式有多种类型。6/16/20246/16/20245656 2 解码器的分类8/9/202356 （1）按解码器所使用的工作环境可分为：室内型；室外型;模块化型。室内型解码器一般仅控制云台和镜头的动作，也有的具有报警输入端及灯光联动输出端。室外型解码器可控云台、镜头、防护罩上的雨刷，除霜加热器等。要求密封、防尘、防火等性能要好。（2）按解码器控制方式可分为：单路型；多路型。单路型仅控制一路摄像机，多路型解码器则可分别控制多种摄像机。（3）按解码器连接方式可分为：一种是利用屏蔽双绞线直接接收专用格式的动作控制码；一种是利用多芯电缆，采用RS-232接口来接收ASCII码控制数据一种是与视频信号共用同轴电缆来接收控制信号的方法。6/16/20246/16/20245757 （1）按解码器所使用的工作环境可分为：8/9/20235 解码器电路的接线解码器电路的类型很多，接线也不完全相同，但基本上是大同小异。请参见中国电力出版社安请参见中国电力出版社安全防范工程设计与施工技术全防范工程设计与施工技术(2008.1)第第1版的版的第第99页图页图3-10.图3-10是微机控制的某一型号的单路解码器接线图。图3-10的解码器共有5块板供接线用，即图3-10 中的1、2、3、4、5。（1）解码器通信线接法解码器的通信线接至监控中心的控制主板的串口（通常为PCOM2）上，通信线配有专用9针插头，9针插头输出的两线为一红一黑，分别接到解码器1号接线板最右端的标有RS232的两个接线端子上，靠这两根线来传送控制信号。6/16/20246/16/20245858 解码器电路的接线8/9/202358 （2）电源线接线法解码器的3号接线板主要为电源输入板，解码器的2号接线板主要为电源输出板。摄像机所需电源接在解码器2号接线板最右端标有12V的两个接线端子上：当控制AC24V云台时，解码器的电源线（AC220V）接在解码器3号接线板最右端的标有AC220V标志的两个接线端子上。而变压器输出的AC24V接在带有AC（1/2）标志的接线端子上。如果此解码器在出厂时即设置为控制AC24V云台。云台所需的AC24V从2号接线板的AC24V端子输入。当控制AC220V云台时，要将原来的AC（1/2）的接线端子换上AC220V电源线，原来的AC24V线将线头用胶布包好备用。云台所需的AC220V从2号接线板的AC220V端子输出。6/16/20246/16/20245959 （2）电源线接线法8/9/202359 （3）云台控制线的接法云台的控制线接在解码器4号接线板上，只要按线端子上的对应标志接上即可。（4.）镜头的控制线的接法镜头的控制线接在解码器5号接线板上，只要接线端子上的对应标志接上即可。（5）解码器地址的设置在每一个解码器板的右下侧都有一个jp的双排针，用来设置解码器工作在第几路上（即地址）请参见中国电力出版社安全防范请参见中国电力出版社安全防范工程设计与施工技术工程设计与施工技术(2008.1)第第1版的第版的第100页图页图3-11所示，利用在jp的双排针之间，插上或不插上短路指（或短路片）来进行地址的设置。图3-11中两针之间标有一半的线表示插上了短路指，无线者表示没有插上短路指，且最下方的jp双排针为地址的低位，最上方的jp双排针为地址的高位。若电路已确定插上短路指的为0，例如图3-11中第一路的地址为000，第二路的地址为001，第三路的地址为010等等。也就是说，利用8个这样的解码器来设置8个摄像机的地址，实现对8个摄像机动作的遥控，至于其它类型的解码器的使用方法虽然并不完全相同，对以上所说的解码器可进行举一反三。6/16/20246/16/20246060 （3）云台控制线的接法8/9/202360 4解码器控制信号的传输方式控制信号的传输方式有：有线传输和无线传输两种。有线传输有线传输可为双绞线、同轴电缆、光纤等。目前，解码器与中心控制主机的连接方式有二大类型，一种是摄像机输出的视频信号和遥