【正文】 系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行 ，通過 生產(chǎn)現(xiàn)場對信號的采集并將信號傳輸?shù)郊厥遥缮衔粰C完成數(shù)據(jù)匯總和分析。在 IP 技術(shù)逐步統(tǒng)一全球今天，我們有必要重新認識視頻監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)展歷史。纜連接到專用模擬視頻設(shè)備，如視頻畫面分割器、矩陣、切換器、卡帶式錄像機 (VCR)及視頻監(jiān)視器等。這些攝像機生成 JPEG 或 MPEG4 數(shù)據(jù)文件，可供任何經(jīng)授權(quán)客戶機從網(wǎng)絡(luò)中任何位置訪問、監(jiān)視、記錄并打印，而不是生成連續(xù)模擬視頻信號形式圖像。目前，視頻監(jiān)控系統(tǒng)正處在數(shù)控模擬系統(tǒng)與數(shù)字系統(tǒng)混合應(yīng)用并將逐漸向數(shù)字系統(tǒng)過渡的階段。在 IDC 的最終用戶調(diào)研中，相當(dāng)一部分用戶出于保護既有投資的目的，往往在已建視頻監(jiān)控系統(tǒng)基礎(chǔ)的升級項目上，采用模擬 數(shù)字視頻監(jiān)控混合的解決方案。 有限可管理性 ： 您需要外部服務(wù)器和管理軟件來控制多個 DVR 或監(jiān)控點。 中國視頻監(jiān)控市場在快速發(fā)展的過程中，當(dāng)然也面臨相應(yīng)的挑戰(zhàn)：仍然缺乏統(tǒng)一的具有強制約束力的國家標(biāo)準(zhǔn)。行業(yè)用戶具體需求與項目實施之間存在一定的難度。 視頻監(jiān)控的發(fā)展方向 在廣度上，隨著用戶對視頻監(jiān)控系統(tǒng)投入的加大、應(yīng)用和依賴程度的加深，傳統(tǒng)的視頻監(jiān)控系統(tǒng)所包括的攝像頭控制、看現(xiàn)場以及回放等基本功能模塊已不能滿足當(dāng)今行業(yè)應(yīng)用的需求。 IDC 認為，視頻監(jiān)控系 統(tǒng)的建設(shè)甚至將成為未來 UC(統(tǒng)一通信 )基礎(chǔ)架構(gòu)的重要組成部分。 視頻監(jiān)控的 基本結(jié)構(gòu) 圖 21 頻監(jiān)控的基本結(jié)構(gòu) 前端部分： 前端完成模擬視頻的拍攝，探測器報警信號的產(chǎn)生，云臺、防護罩的控制，報警輸出等功能。溫、濕度傳感器可探測環(huán)境內(nèi)溫度、濕度，從而保證內(nèi)部良好的物理環(huán)境。以上各傳輸方式各自有其優(yōu)、缺點。它的核心單元是采集、壓縮、控制單元，它的通道可靠性、運算處理能力、錄像檢索的便利性直接影響到整個系統(tǒng)的性能。它既兼容了傳統(tǒng)電視監(jiān)視墻一覽無余的監(jiān)控功能，又大大降低了值守人員的工作強度且提高了安全防衛(wèi)的可靠性。 系統(tǒng)的供電可以采用集中供電和分散供電兩部分，用戶可以根據(jù)實際的需要進行選擇。 攝像部分一般安裝在現(xiàn)場 ,它包括攝像機、鏡頭、防護罩、支架和電動云臺。 圖 22 紅外線攝像機 圖 23 攝像機 在閉路監(jiān)控系統(tǒng)中，攝像機又稱攝像頭或 CCD（ Charge Coupled Device）即電荷耦合器件。原多為 1/2英寸，現(xiàn)在 1/3 英寸的已普及化， 1/4 英寸和 1/5 英寸也已商品化。 (3) 水平分辨率。 頻帶越寬，圖像越清晰，線數(shù)值相對越大。月光級和星光級等高增感度攝像機可工作在很暗條件， 2~3lux 屬一般照度，現(xiàn)在也有低于 1lux 的普通攝像機問世。交流有 220V、 110V、 24V，直流為 12V 或 9V。多為 1Vpp、 75Ω ，均采用 BNC 接頭。因有顏色而使信息量增大，信息量一般認為是黑白攝像機的 10倍。 C、 依攝像機靈敏度劃分 (1)普通型：正常工作所需照度為 1~31x (2)月光型：正常工作所需照度為 左右 (3)星光型：正常工作所需照度為 以下 (4)紅外照明型：原則上可以為零照度，采用紅外光源成像。 而在礦井中，前兩個條件基本具備，第三個條件，就來自工程商介紹的攝像機，因為普通攝像機的密封性能不可能阻止可燃氣體進入機體，而普通攝像機的電子元器件在正常工作時，都有可能產(chǎn)生火花、電弧和危險溫度，于是遇到進入機殼的可燃氣體，這樣安裝的攝像機不但起不到安全的初衷， 倒成為了一個 “ 定時炸彈 ” 。 一體化 攝像機 的介紹 現(xiàn)在通常所說的一體化攝像機應(yīng)專指鏡頭內(nèi)建、可自動聚焦的一體化攝像機嚴格來說，快速球型攝像機、半球型攝像機與一般的一體機不是一個概念，但所用攝像機技術(shù)是一樣的，因而一般也會將其歸為一體化范疇。傳統(tǒng)攝像機定位系統(tǒng)不夠靈活，多需要手動對焦，而一體化攝像機最大的優(yōu)點就是具有自動聚焦功能。 安防用一體化攝像機技術(shù)是從家用攝像機技術(shù)發(fā)展出來，摒棄了家用攝像機的便攜裝置、顯示界面和存儲設(shè)備等附加功能，只保留其適合 CCTV監(jiān)控的攝像功能。從 CCD（為攝像機優(yōu)劣的關(guān)鍵元素）看，供應(yīng)商以Sony為主， Sony 產(chǎn) CCD又以民用為主流， Sony CCD 分為 Super HAD 和 Exview兩種類型，其中 Exview 普遍采用 1/4 寸尺寸，性噪比高 于 Super HAD；Panasonic 和 Samsung 各自用自己的 CCD生產(chǎn)一體機；其他柯達、富士主要開發(fā)專業(yè)用的 CCD。 網(wǎng)絡(luò)與自動跟蹤功能是發(fā)展方向 ： 一體化攝像機技術(shù)發(fā)展方向可從幾個方面看： A、 成像技術(shù) —— 鏡頭倍數(shù)更高，拍攝距離更廣、更遠； B、 像素數(shù)更高 —— 提高圖像清晰度； C、 實用性 —— 開發(fā)商的思路、對市場的理解，決定其產(chǎn)品是否具有實用價值。網(wǎng)絡(luò)功能與自動跟蹤功能也是未來攝像機（包括一體化攝像機和普通攝像機）發(fā)展的方向。伸縮鏡頭由于在一個鏡頭內(nèi)能夠使鏡頭焦距在一定范圍內(nèi)變化，因此可以使被監(jiān)控 的目標(biāo)放大或縮小，所以也常被成為變倍鏡頭。其聚焦和變倍的調(diào)整，則只有電動調(diào)整和預(yù)置兩種，電動調(diào)整是由鏡頭內(nèi)的馬達驅(qū)動，而預(yù)置則是通過鏡頭內(nèi) 的電位計預(yù)先設(shè)置調(diào)整停止位，這樣可以免除成像必須逐次調(diào)整的過程，可精確與快速定位。由于攝 像 機 CCD 靶 面大小已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，如 1/2 英寸攝 像 機，其靶面為 ＊， 1/3 英寸攝 像 機為 ＊ 。 安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 11 (4) 光圈或通光量鏡頭的通光量以鏡頭的焦距和通光孔徑的比值來衡量，以Ｆ為標(biāo)記，每個鏡頭上均標(biāo)有其最大的Ｆ值，通 光量與Ｆ值的平方成反比關(guān)系，Ｆ值越小，則光圈越大。 標(biāo)準(zhǔn)鏡頭：視角 30 度左右，使用范圍較廣。 變焦鏡頭：鏡頭焦距連續(xù)可變，焦距可以從廣角變到長焦，焦距越長則成像越大。用于完成在監(jiān)控中心遙控攝像機的 。防護罩必須有足夠的強度，安裝界面必須牢固，視窗應(yīng)該是清晰透明的安全玻璃 ,PMMA 板或聚碳酸酯板。因此室外型防護罩一般配有溫度繼電器，在溫度高時自動打開風(fēng)扇冷卻，低時自動加熱。因而，室外全天侯防護罩不僅具有更嚴格的密封結(jié)構(gòu)，還具有雨刷、噴淋、升溫和降溫等多種功能。防護罩尺寸應(yīng)大于攝像機和鏡頭尺寸之和，否則，攝像機和鏡頭無法裝入。 高速球是一種集成度相當(dāng)高的產(chǎn)品，集成了云臺系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)、和攝像機系統(tǒng)，云臺系統(tǒng)是指電機帶動的旋轉(zhuǎn)部分，通訊系統(tǒng)是指對電機的控制以及對圖像和信號的處理部分，攝像機系統(tǒng)是指采用的一體機機心。 高速功能：要求預(yù)置位速度強調(diào)快，基本達到 250 度 /秒以上；第二手控速度強調(diào)平穩(wěn)，控制靈敏靈活，不能過快，不能生硬，支持變速。 B、 菜單顯示功能：能夠顯示一個完善的操作菜單，通過菜單進行對運行速度、預(yù)置位停留時間、運行模式等的修改，通過菜單能進行攝像機參數(shù)的修改，以及編程 ，自動跟蹤、隱私遮蔽等功能。所有這一切都是通過 cpu 發(fā)給的指令來實現(xiàn)的。外殼一般都是采用鋁合金，也有塑料的，鋁合金的一般又分為鑄造和沖壓的兩種外殼。支架包括壁裝支架、吊桿支架、表面貼裝吸頂、嵌入式吸頂不需要支架，一般室外球都裝有扇熱的裝置，而加熱裝置只有在嚴寒地區(qū)才選裝，室內(nèi)球原則上沒有扇熱和加熱部分。 高速球的通訊問題還有就是涉及到通訊協(xié)議和通訊方式的問題，通訊協(xié)議是指高速球跟主機系統(tǒng)相通訊時候，選擇的通訊協(xié)議，比如 pelco、曼碼、松下、菲利普協(xié)議等。為了在家用設(shè)備或者電腦上重放這些視頻和音 頻則需要用到解碼軟件，一般稱為插件。 雙絞線的介紹 （ Twisted Pair 是由兩條相互絕緣的導(dǎo)線按照一定的規(guī)格互相纏繞（一般以順時針纏繞）在一起而制成的一種通用配線，屬于信息通信網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)。把兩根 絕緣 的銅導(dǎo)線按一定密度互相絞在一起，可以降低信號干擾的程度，每一根導(dǎo)線在傳輸中 輻射 的電波會被另一根線上發(fā)出的 電波 抵消。這些我們稱之為 雙絞線電纜 。加上一對雙絞線視頻收發(fā)設(shè)備后，可以將圖像傳輸?shù)?1至 2km，如果采用中繼方式，還可以成倍增加傳 輸距離，而且，傳輸圖像的質(zhì)量可以與光端機媲美。如果采用中繼方式，傳輸距離會更遠。此外，一根 5類纜內(nèi)有 4 對雙絞線，如果使用一對線傳送視頻信號，另外的幾對線還可以用來傳輸音頻信號、控制信號、供電電源或其它信號，提高了線纜利用率，同時避免了各種信號單獨布線帶來的麻煩，減少了工程造價。 雙絞線分 為屏蔽雙絞線 (Shielded Twisted Pair， STP)與非屏蔽雙絞線(Unshielded Twisted Pair， UTP)。非屏蔽雙絞線電纜最早在 1881 年被用于貝爾發(fā)明的電話系 統(tǒng)中。有兩種廣泛使用的同軸電纜。同軸電纜的帶寬取決于電纜長度。 按同軸電纜的直徑大小分為：粗同軸電纜與細同軸電纜。相反 ,細纜安裝則比較簡單 ,造價低 ,但由于安裝過程要切斷電纜 ,兩頭須裝上基本網(wǎng)絡(luò)連接頭 (BNC),然后接在 T 型連接器兩端 ,所以當(dāng)接頭多時容易產(chǎn)生接觸不良的隱患 ,這是目前運行中的以太網(wǎng)所發(fā)生的最常見故障之一?！?寬帶 ” 這個詞來源于電話業(yè)，指比 4kHz 寬的頻帶。為了解決這個問題，人們已經(jīng)開發(fā)了兩種類型的寬帶系統(tǒng)：雙纜系統(tǒng)和單纜系統(tǒng) 在低速、短距離、無干擾的場合可以采用普通的雙絞線，反之，在高速、長線傳輸時，則必須采用阻抗匹配（一般為 120Ω ）的 RS485 專用電纜（ STP120Ω（ for RS485 amp。理論上，通信速率在 100Kpbs 及以下時， RS485 的最長傳安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 17 輸距離可達 1200 米，但在實際應(yīng)用中傳輸?shù)木嚯x也因芯片及電纜的傳輸特性而所差異。 RS是英文 “ 推薦標(biāo)準(zhǔn) ” 的縮寫， 232為標(biāo)識號， C 表示修改次數(shù)。傳輸距離短的另一原因是 RS232屬單端信號傳送，存在共地噪聲和不能抑制共模干擾等問題，因此一般用于 20m 以內(nèi)的通信。 單模光纖 ， 中心玻璃芯較細（芯徑一般為 9 或 10μm ），只能傳一種模式的光。例如： 600MB/KM 的光纖在 2KM 時則只有 300MB 的帶寬了。 單模光纖相比于 多模光纖 可支持更長傳輸距離，在 100MBPS 的 以太網(wǎng) 以至這行的 1G 千兆網(wǎng)，單模光纖都可支持超過 5000m 的傳輸距離。 圖 27 單模光 纖 產(chǎn)品選用指南：單模光纖的芯線標(biāo)稱直徑規(guī)格為（ 8～ 10） μm/125μm 。 施工、安裝要點 ： 由于光纖的纖芯是石英玻璃的，極易弄斷，因此在施工彎曲時，決不允許超過最小的彎曲半徑。當(dāng)敷設(shè)光纜工作完成，以及在應(yīng)有的位置上建立互連模組以安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 19 后，就可以將光纖連接器加到光纖末端上，并建立光纖連接。階躍型（ stepped）光纖一般較梯度型（ graded）光纖的帶寬為低。 多模光纖產(chǎn)品選用指南 ： 多模光纖的芯線標(biāo)稱直徑規(guī)格為 μm. 或 50μm/125μm. 。另有一個信號地 C，在 RS485 中還有一“ 使能 ” 端，而在 RS422中這是可用可不用的。接收器接收平衡線上的 電平范圍通常在 200mV 至 6V 之間。很多情況下，連接RS485通信鏈路時只是簡單地用一對雙絞線將各個接口的 “A” 、 “B” 端連接起來。 (2)EMI 問題：發(fā)送驅(qū)動器輸出信號中的共模部分需要一個返回通路，如沒有一個低阻的返回通道（信號地），就會以輻射的形式返回源端，整個總線就會像一個巨大的天線向外輻射電磁波。 RS（ Remended Standard）是英文 “ 推薦標(biāo)準(zhǔn) ” 的縮寫， 232 為標(biāo)識號， C表示修改次數(shù)。 RS232C 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，驅(qū)動器允許有 2500pF 的電容負載，通信距離將受此電容限制，例如，采用 150pF/m 的通信電纜時，最大通信距離為 15m；若安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 22 每米電纜的電容量減小，通信距離可以增加。所以，以 RS232C 為主來討論。由于通行設(shè)備廠商都生產(chǎn)與 RS232C 制式兼容的通信設(shè)備，因此，它作為一種標(biāo)準(zhǔn)，目前已在微機通信接口中廣泛采用。顯然，這個標(biāo)準(zhǔn)的有些規(guī)定及和計算機系統(tǒng)是不一致的，甚至是相矛盾的。 RS232C 標(biāo) 準(zhǔn) （協(xié) 議 ）的 全 稱 是 EIARS232C 標(biāo) 準(zhǔn) ，其 中 EIA (Electronic Industry Association) 代 表 美 國 電 子 工 業(yè) 協(xié) 會 ， RS（ remeded standard）代表推薦標(biāo)準(zhǔn)， 232 是標(biāo)識號， C 代表 RS232 的最新一次修改（ 1969），在這之前，有 RS232B、 RS232A。 例如，目前在 IBM PC 機上的 COM COM2 接口，就是 RS232C 接口。用來滿足國內(nèi)的需要。發(fā)射端將模擬視頻信號先進行 PFM 調(diào)制后，再進行電 光轉(zhuǎn)換，光信號傳到接收端后，進行光 電轉(zhuǎn)換，然后進行 PFM 解調(diào)，恢復(fù)出視頻信號。如以下缺點： a. 單根光纖實現(xiàn)多路圖象傳輸較困難，性能會下降，目前這種模擬光端機一般只能做到單根光纖上傳輸 4 路圖象 ； b. 抗干擾能力差，受環(huán)境因素影響較大，有溫漂； c. 由于采用的是模擬調(diào)制解調(diào)技術(shù)，其穩(wěn)定性不夠高，隨著使用時間的增加或環(huán)境特性的變化，光端機的性能也會發(fā)生變化，給工程使用帶來一些