【正文】 黎連業(yè) 2020/11/4 1 安全防范工程設(shè)計(jì) 與 施工技術(shù) 講座 (3) 黎連業(yè) 2020/11/4 2 第 3章 電視監(jiān)控系統(tǒng)基礎(chǔ) ? 電視監(jiān)控系統(tǒng)是一種先進(jìn)的安全、防范能力極強(qiáng)的綜合系統(tǒng)。它的主要功能是通過(guò)遙控?cái)z像機(jī)及其輔助設(shè)備來(lái)監(jiān)視被控場(chǎng)所，并把監(jiān)測(cè)到的圖像、聲音內(nèi)容傳送到監(jiān)控中心。 重點(diǎn)討論以下內(nèi)容： ●電視監(jiān)控系統(tǒng)； ●電視監(jiān)控系統(tǒng)的前端設(shè)備； ●電視監(jiān)控系統(tǒng)的傳輸設(shè)備和傳輸方法； ●電視監(jiān)控系統(tǒng)的控制臺(tái)； ●電視監(jiān)控系統(tǒng)的中心設(shè)備； ●數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)和遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)。 黎連業(yè) 2020/11/4 3 電視監(jiān)控系統(tǒng) 電視監(jiān)控系統(tǒng)的特點(diǎn) ? 安防領(lǐng)域的電視監(jiān)控系統(tǒng)，國(guó)外又稱閉路電視 CCTV（ Closed Circuit Television），為區(qū)別國(guó)內(nèi)普遍稱為的閉路電視 CATV，我國(guó)將 CCTV稱為應(yīng)用電視。根據(jù)監(jiān)控區(qū)域的大小及實(shí)際需要，電視監(jiān)控系統(tǒng)可有大、中、小型系統(tǒng)之分。一般電視監(jiān)控系統(tǒng)均由前端設(shè)備、傳輸系統(tǒng)、中心控制和顯示組成。 ? 電視監(jiān)控系統(tǒng)通常都采用同軸電纜（或光纜）作為電視信號(hào)的傳輸介質(zhì)，其特點(diǎn)都是不向空間發(fā)射頻率，故稱為閉路電視。電視監(jiān)控系統(tǒng)在信號(hào)傳輸有兩種傳輸方式，一種是射頻信號(hào)傳輸；另一種是視頻信號(hào)傳輸。 黎連業(yè) 2020/11/4 4 綜上所述，閉路電視系統(tǒng)具有以下 6 特點(diǎn)： 1． CCTV系統(tǒng)與擴(kuò)散型的廣播電視不同，是集中型，一般供作監(jiān)測(cè)、控制、管理使用。 2． CCTV系統(tǒng)的信息來(lái)源于多臺(tái)攝像機(jī)，多路信號(hào)要求同時(shí)傳輸、同時(shí)顯示。 3．用戶是在一個(gè)或幾個(gè)有限的點(diǎn)上，比較集中，目的是收集或監(jiān)視信息，傳輸?shù)木嚯x一般較短，多在幾十米到幾公里的有限范圍內(nèi)。 4．一般都采用閉路傳輸，極少采用開(kāi)路傳輸方式。一公里以內(nèi)用電纜傳輸，一公里以上可以用光纜傳輸。 5．一般用視頻直接傳輸，不用射頻傳輸。視頻傳輸又稱基帶傳輸，即不經(jīng)過(guò)頻率變換等任何處理，直接傳送攝像機(jī)等設(shè)備輸出的視頻信號(hào)。 6．除向接收端傳輸視頻信號(hào)外，還要向攝像機(jī)傳送控制信號(hào)和電源，因此是一種雙向的多路傳輸系統(tǒng)。 黎連業(yè) 2020/11/4 5 電視監(jiān)控系統(tǒng)組成 電視監(jiān)控系統(tǒng)由前端、傳輸、控制和顯示四部分組成，其結(jié)構(gòu)請(qǐng)參見(jiàn)中國(guó)電力出版社《 安全防范工程設(shè)計(jì)與施工技術(shù) 》 ( )第 1版的第85頁(yè)圖 31。 黎連業(yè) 2020/11/4 6 圖 31中： ●前端部分包括攝像機(jī)、鏡頭、防護(hù)罩、解碼器和云臺(tái)等； ●傳輸部分包括電視信號(hào)傳輸方式、控制信號(hào)傳輸方式、圖像傳輸設(shè)備和圖像傳輸方法； ●控制和顯示部分包括控制臺(tái)監(jiān)視器、畫(huà)面分割器、矩陣切換主機(jī)、錄像機(jī)、嵌入式數(shù)字硬盤(pán)錄像機(jī)、操作鍵盤(pán)。 黎連業(yè) 2020/11/4 7 3 ． 1 ． 3 一般要求的電視監(jiān)控系統(tǒng) 一般要求的電視監(jiān)控系統(tǒng)如圖 3 2 所示。 圖 3 2 一般要求 的電視監(jiān)控系統(tǒng) 黎連業(yè) 2020/11/4 8 ? 一般要求的電視監(jiān)控系統(tǒng)由攝像機(jī)、鏡頭、視頻傳輸線路及控制信號(hào)總線、監(jiān)視器等組成。它的主要功能是通過(guò)攝像機(jī)捕獲監(jiān)視場(chǎng)所的圖像信號(hào)。信號(hào)傳輸采用視頻基帶傳輸方式，適用于距離較近、較小的電視監(jiān)控系統(tǒng)。 黎連業(yè) 2020/11/4 9 3． 1． 4 特別要求的電視監(jiān)控系統(tǒng) 特別要求的電視監(jiān)控系統(tǒng)統(tǒng)由攝像機(jī)、鏡頭、拾取聲音信號(hào)、終端解碼器、視頻傳輸線路及控制信號(hào)總線、監(jiān)視器等組成。 特別要求的電視監(jiān)控系統(tǒng)如圖 3 3 所示。 圖 3 3 特別要求的電視監(jiān)控系統(tǒng) 黎連業(yè) 2020/11/4 10 特別要求的電視監(jiān)控系統(tǒng)分為以下 3 類： 1. 有聲音拾取功能的電視監(jiān)控系統(tǒng) ? 該系統(tǒng)可以把被監(jiān)視的圖像和聲音內(nèi)容一起傳送到控制中心，它的信號(hào)傳輸一般采用聲音和圖像分別傳送、也可以將聲音信號(hào)調(diào)頻到 ，與圖像信號(hào)一起傳送到控制中心，再把聲音信號(hào)解調(diào)出來(lái)。 2. 與防盜報(bào)警系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)的電視監(jiān)控系統(tǒng) ? 該系統(tǒng)在控制臺(tái)上設(shè)有防盜報(bào)警的聯(lián)動(dòng)接口，在有防盜報(bào)警信號(hào)時(shí)，控制臺(tái)上發(fā)出報(bào)警并啟動(dòng)錄像機(jī)自動(dòng)對(duì)有警報(bào)的場(chǎng)所進(jìn)行錄像。 ? 該系統(tǒng)由電視監(jiān)控系統(tǒng)和防盜報(bào)警系統(tǒng)兩部分組成，控制中心通過(guò)控制臺(tái)將兩部分合在一起進(jìn)行聯(lián)動(dòng)運(yùn)行。 3. 具有自動(dòng)跟蹤和鎖定功能的電視監(jiān)控系統(tǒng) ? 最先進(jìn)的自動(dòng)跟蹤和鎖定系統(tǒng)采用“數(shù)字式電視監(jiān)控系統(tǒng)”。數(shù)字式電視監(jiān)控系統(tǒng)的核心是多媒體計(jì)算機(jī)及其配套的其它設(shè)施。該系統(tǒng)的工作方式是將入侵目標(biāo)的圖像及聲音信號(hào)變?yōu)橛?jì)算機(jī)文件，從中提取目標(biāo)信號(hào)，然后反饋給攝像機(jī)及電動(dòng)云臺(tái)，以控制攝像機(jī)及云臺(tái)進(jìn)行跟蹤鎖定。另外，還將自動(dòng)啟動(dòng)該攝像機(jī)附近其它關(guān)聯(lián)的攝像機(jī)或報(bào)警裝置，以便進(jìn)行繼續(xù)跟蹤和鎖定。 黎連業(yè) 2020/11/4 11 3． 2 電視監(jiān)控系統(tǒng)的前端設(shè)備 電視監(jiān)控系統(tǒng)的前端設(shè)備有： ? 攝像機(jī)； ? 鏡頭； ? 防護(hù)罩； ? 云臺(tái)； ? 前端控制器； ? 解碼器。 黎連業(yè) 2020/11/4 12 3． 2． 1攝像機(jī) ? 攝像機(jī)就像電視監(jiān)控系統(tǒng)的眼睛一樣，它是拾取圖像信號(hào)的設(shè)備。對(duì)被監(jiān)視場(chǎng)所通過(guò)攝像機(jī)將畫(huà)面的光信號(hào)變?yōu)殡娦盘?hào)（圖像信號(hào)）。無(wú)論是彩色還是黑白攝像機(jī)，其光電轉(zhuǎn)換的器件均采用 CCD器件，即“電耦合”器件。攝像機(jī)布置在被監(jiān)視場(chǎng)所的某一位置，使其視場(chǎng)角能覆蓋整個(gè)被監(jiān)視的各個(gè)部位。 ? 攝像機(jī)通過(guò)鏡頭把被監(jiān)視場(chǎng)所的畫(huà)面在 CCD片子上成像。通過(guò) CCD的電子掃描（ CCD電荷轉(zhuǎn)換），把成像的光信號(hào)變?yōu)殡娦盘?hào)，再通過(guò)放大、整形等一系列信號(hào)處理，最后變?yōu)闃?biāo)準(zhǔn)的電視信號(hào)輸出。 ? 如果攝像機(jī)輸出的圖像信號(hào)經(jīng)過(guò)傳輸部分、控制部分之后到達(dá)監(jiān)視器上，則到達(dá)監(jiān)視器上的圖像信號(hào)噪聲比將下降，這是由于傳輸及控制部分的線路、放大器、切換器等引入了噪聲的原因。 黎連業(yè) 2020/11/4 13 1. 攝像機(jī)種類 電視監(jiān)控系統(tǒng)攝像機(jī)有多種。種類可分為： ? 按所攝取的圖像種類來(lái)分： ●黑白電視攝像機(jī)； ●彩色電視攝像機(jī)； ●數(shù)字電視攝像機(jī)。 ? 按適用照度來(lái)分： ●普通攝像機(jī) ? 要求照度較高，在白天和較深燈光下才能攝取到滿意的圖像，最低照度一般均大于 10勒克斯（ LUX）以上。 ●低照度攝像機(jī) ? 可以工作在照度較低的環(huán)境中（如黎明、黃昏、暗光下），最低照度為 ～ 。 ●微光攝像機(jī) ? 如果以工作在月光、星光甚至伸手不見(jiàn)五指的陰天、漆黑的夜間、最低照度可達(dá) 。 黎連業(yè) 2020/11/4 14 按攝像器件的種類來(lái)分 ●攝像管攝像機(jī) ? 攝像管是一種真空電子管，它是利用電子束掃描把景場(chǎng)的光學(xué)圖像轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的，現(xiàn)在已使用光電導(dǎo)攝像管。它是在管內(nèi)設(shè)置光電導(dǎo)靶，利用光電效應(yīng)來(lái)實(shí)現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換的。 ●固體攝像器件攝像機(jī)（又稱固體攝像機(jī)） ? 它是采用 CCD電荷藕合器件，現(xiàn)已取代攝像管。 黎連業(yè) 2020/11/4 15 按適用光譜范圍來(lái)分 ●可見(jiàn)光電視攝像機(jī) ? 只能攝取被可見(jiàn)光照射下的景物圖像，一般常用的、通用性攝像機(jī)均為可見(jiàn)光電視攝像機(jī)。 ●非可見(jiàn)光電視攝像機(jī) ? 包括 X射線攝像機(jī)、紅外攝像機(jī)和紫外線攝像機(jī)， ? 非可見(jiàn)光電視攝像機(jī)一般是指紅外線電視、紫外線電視和 X射線電視攝像機(jī)，它是將人們眼睛看不見(jiàn)的信息轉(zhuǎn)變?yōu)榭梢?jiàn)光圖像信息，適用于特殊業(yè)務(wù)場(chǎng)合。 黎連業(yè) 2020/11/4 16 1) 紅外電視攝像機(jī) 紅外電視攝像機(jī)分為主動(dòng)紅外、被動(dòng)紅外二種 ● 主動(dòng)紅外電視攝像機(jī) 主動(dòng)紅外是利用紅外光源照射被攝物體，由紅外電視攝像機(jī)攝取從物體反射回來(lái)的紅外線光學(xué)圖像，并轉(zhuǎn)換成電信號(hào)后在監(jiān)視器屏幕上顯示出來(lái)。 ● 被動(dòng)紅外電視攝像機(jī) 被動(dòng)紅外不同于主動(dòng)紅外電視攝像機(jī)，它不需要紅外光源，而是由紅外攝像器件直接感受被攝物體自身射出的紅外來(lái)成像的。 黎連業(yè) 2020/11/4 17 2) 紫外電視攝像機(jī) 紫外電視攝像機(jī)需要有特制的紫外光學(xué)鏡頭和紫外光源濾色鏡以及紫外攝像管。 紫外電視攝像機(jī)主要用于指紋鑒定、偽造、涂改文件的識(shí)別。 3) X射線電視攝像機(jī) X射線又稱倫琴射線，波長(zhǎng)很短，穿透能力很強(qiáng)，對(duì)人體有傷害性、并能使膠片感光和對(duì)某些物體發(fā)熒光。 一般用于機(jī)場(chǎng)、港口、火車(chē)站等處的安全檢查。 黎連業(yè) 2020/11/4 18 （ 5） 按攝像器件或像面的直徑尺寸來(lái)分 有 1/2英寸、 1/3英寸、 2/3英寸、 11/4英寸等不同成像面尺寸的攝像機(jī)，常用的有 1/ 1/2/3英寸。 （ 6）按攝像機(jī)的使用環(huán)境來(lái)分 ● 演播室用攝像機(jī) 體積大、需要安裝在云臺(tái)或三角架上。 ● 便攜式攝像機(jī) ● 演播室一便攜兩用機(jī) ● 電視監(jiān)控用攝像機(jī) （ 7）按攝像機(jī)的用途來(lái)分 ●電視廣播用的攝像機(jī)； ●業(yè)務(wù)用的攝像機(jī)； ●家庭用攝像機(jī)。 黎連業(yè) 2020/11/4 19 （ 8）按結(jié)構(gòu)組成來(lái)分 ●攝錄一體化機(jī)； ●攝錄非一體化機(jī)； ●一體化攝像機(jī) (一體化全能監(jiān)視用的攝像機(jī) )； ●快速球型攝像機(jī)（快球）； ●網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)； ●自動(dòng)跟蹤的球型攝像機(jī)。 黎連業(yè) 2020/11/4 20 一體化攝像機(jī) 一體化攝像機(jī)與普通的攝像機(jī)相比，它在結(jié)構(gòu)、性能上有著質(zhì)的區(qū)別，表現(xiàn)在： ●圖象處理 一體化攝像機(jī)采用數(shù)據(jù)處理技術(shù)，圖象更清晰。 ●物理結(jié)構(gòu) 采用微處理器對(duì)系統(tǒng)的狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)，能處理許多模擬電路無(wú)法處理的功能。增加了內(nèi)置的高倍變焦鏡頭，機(jī)身和鏡頭一體化設(shè)計(jì)，使體積變小。由于結(jié)構(gòu)上的改進(jìn)，使之有著顯著的特色： ● 防水功能好； ●封性能好，受外界影響小 ? 一體化攝像機(jī)壽命要比傳統(tǒng)的攝像機(jī)短。 ? 快速球型攝像機(jī)（快球） ? 快速球型攝像機(jī)是由云臺(tái)、攝像機(jī)、變焦鏡頭以及球罩組成的一個(gè)整體、具有自動(dòng)搖動(dòng)、預(yù)置點(diǎn)設(shè)置、區(qū)域隱藏等功能，外觀精美，安裝方便的高價(jià)位產(chǎn)品。 ? 快速球型攝像機(jī)根據(jù)使用區(qū)域分為室內(nèi)快速球攝像機(jī)、室外快速攝像機(jī)。 ? 室外快速球攝像機(jī)與室內(nèi)型快速球攝像機(jī)相比，具有：耐熱、耐寒、防雷擊措施?？焖偾蛐蛿z像機(jī)能夠進(jìn)行 360度全方位監(jiān)控。 黎連業(yè) 2020/11/4 21 網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī) ? 網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)是傳統(tǒng)攝像機(jī)與網(wǎng)絡(luò)視頻技術(shù)相結(jié)合的新一代產(chǎn)品。除了具備一般傳統(tǒng)攝像機(jī)所有的圖像撲捉功能外 ,機(jī)內(nèi)還內(nèi)置了數(shù)字化壓縮控制器和基于 web的操作軟件 ,使得視頻數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)壓縮加密后 ,通過(guò)局域網(wǎng) inter或無(wú)線網(wǎng)絡(luò)送至終端用戶 ,而遠(yuǎn)端用戶可在自己的 pc機(jī)上使用標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)瀏覽器 ,根據(jù)網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)自帶的獨(dú)立 IP地址 ,對(duì)網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)進(jìn)行訪問(wèn) , 實(shí)時(shí)監(jiān)控目標(biāo)現(xiàn)場(chǎng)的情況 ,并可對(duì)圖像資料實(shí)現(xiàn)編輯和存儲(chǔ) ,還可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)來(lái)控制攝像機(jī)的云臺(tái)和鏡頭 ,進(jìn)行全方位的控制。 ? 網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)從功能看 ,它在內(nèi)部增加了對(duì)模擬視頻進(jìn)行數(shù)字化處理的芯片 (DSP芯片 )可從數(shù)字化的視頻信號(hào)轉(zhuǎn)換成符合網(wǎng)絡(luò)傳輸協(xié)議 (如TCP/IP協(xié)議 )的數(shù)據(jù)流 ,送到網(wǎng)上傳輸 。 ? 從結(jié)構(gòu)上看 ,是一種為內(nèi)置鏡頭的一體化機(jī)種 ,網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的鏡頭是固定的 ,用戶一般是不更換的 .它的基本結(jié)構(gòu)一般是由鏡頭、濾光器、影像傳感器（ CMOS或 CCD）、圖像處理器。壓縮芯片和一個(gè)具有網(wǎng)絡(luò)連接的接口組成。每一個(gè)網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)都有自己的 IP地址。在組建網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)時(shí)，再加一個(gè)視頻服務(wù)器。 黎連業(yè) 2020/11/4 22 網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的主要優(yōu)勢(shì)是： ? 節(jié)省費(fèi)用； ? 可擴(kuò)展性好； ? 即插即用； ? 系統(tǒng)性能高； ? 網(wǎng)絡(luò)中易于安裝使用； ? 靈活集成。 自動(dòng)跟蹤的球型攝像機(jī) ? 自動(dòng)跟蹤（ AutoTrack）的球型攝像機(jī) (AutoDome)是一種新型的攝像機(jī)，它可以通過(guò)編程執(zhí)行“智能巡邏”，即按照預(yù)先編程的巡邏路線掃描一個(gè)區(qū)域，當(dāng)發(fā)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)后，攝像機(jī)會(huì)停止繼續(xù)執(zhí)行巡邏的程序，而對(duì)目標(biāo)圖像變焦放大，并跟蹤目標(biāo)，以便將運(yùn)動(dòng)錄像，并發(fā)出報(bào)警。這些動(dòng)作都不需要操作人員的幫助，使操作人員能處理報(bào)警或采取其它行動(dòng)。 黎連業(yè) 2020/11/4 23 攝像機(jī)的技術(shù)參數(shù) 攝像機(jī)（成像元件是 CCD）的技術(shù)參數(shù)有如下18點(diǎn)： （ 1）尺寸 : （ 2）