【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 的重要發(fā)展方向，正在世界各國(guó)得到廣泛應(yīng)用，因此采用消防視頻監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)我國(guó)消防事業(yè)的現(xiàn)代化、信息化建設(shè)具有促進(jìn)作用。 課題的 研究現(xiàn)狀 隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的蓬勃興起，視頻監(jiān)控系統(tǒng)在眾多行業(yè)中得到了大量的應(yīng)用。 除了在傳統(tǒng)行業(yè)如通訊、交通、安全等領(lǐng)域外，視頻監(jiān)控系統(tǒng)正在快速向其他行業(yè)發(fā)展。進(jìn)入 20 世紀(jì)后，計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)、圖像處理、傳輸技術(shù)有了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，迎來(lái)了視頻監(jiān)控系統(tǒng)的黃金發(fā)展期。 社會(huì)治安日趨復(fù)雜，公共場(chǎng)所的安全問(wèn)題升級(jí)，城市 的犯罪現(xiàn)象攀升，犯罪手段逐漸更新、升級(jí)，視頻監(jiān)控系統(tǒng)的作用在現(xiàn)代社會(huì)的安全與消防中日漸突出。 我國(guó) 視頻監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展經(jīng)歷了三個(gè)重要階段。第一代 是模擬視頻監(jiān)控系統(tǒng)，在這一階段，視頻監(jiān)控系統(tǒng)剛剛興起，自動(dòng)化程度較落后， 監(jiān)控的區(qū)域的范圍小，僅適合小范圍內(nèi)監(jiān)控，視頻信號(hào)在傳輸?shù)倪^(guò)程中容易發(fā)生衰減，并且容易受到外界的干擾，而造成圖像質(zhì)量的變差。其次 ，模擬視頻監(jiān)控系統(tǒng)在安裝的過(guò)程中，布線的工作量較 大，需要預(yù)先整體規(guī)劃好，后期想要添加新的監(jiān)控設(shè)備進(jìn)去十分繁瑣。 模擬視頻監(jiān)控系統(tǒng)的視頻信號(hào)和音頻信號(hào)的傳輸方式和存儲(chǔ)方式均為模 擬形式，信息存儲(chǔ)不太方便，系統(tǒng)是使用磁帶來(lái)存儲(chǔ)信息，記錄的信息量有限，而且需要大量的磁帶，磁帶具有一定的局限性，在使用的過(guò)程容易發(fā)生變形，磁頭與磁帶間的摩擦現(xiàn)象嚴(yán)重，容易引起圖像信息的失真。 模擬視頻監(jiān)控系統(tǒng)主要由模擬攝像機(jī)、視頻矩陣、控制鍵盤、磁帶式錄像機(jī)、電視墻等部分組成，監(jiān)控系統(tǒng)的視頻信號(hào)是通過(guò)控制的主機(jī)進(jìn)行模擬信號(hào)處理的。 第二代是基于微機(jī)平臺(tái)的數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)， 該系統(tǒng)將微機(jī)技術(shù)和 windows 技術(shù)相結(jié)合，系統(tǒng)中安裝有視頻壓縮軟件，可以將距離在 12 公里內(nèi)的視頻信息傳輸回控制臺(tái)，相比第一代視頻監(jiān)控技術(shù)而 言，基于微機(jī)平臺(tái)的數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)視頻圖像、音頻信號(hào)的采集、存儲(chǔ)方式是數(shù)字形式，而不是采用磁帶了，與第一代視頻監(jiān)控系統(tǒng)相似， 需要鋪設(shè)光纜，才能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離的視頻信號(hào)傳輸，而且在光纜的兩端需要安裝視頻光端機(jī)設(shè)備，如果要建立起一套完整的視頻監(jiān)控系統(tǒng)，所需要投入的成本消防視頻監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 3 巨大，而且維護(hù)費(fèi)用昂貴，一旦發(fā)生故障，維修起來(lái)十分麻煩。第三代是全數(shù)字化網(wǎng)絡(luò) 視頻監(jiān)控系統(tǒng)，該系統(tǒng)是隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速發(fā)展和網(wǎng)絡(luò)的大面積使用應(yīng)運(yùn)而生的， 它的結(jié)構(gòu)為嵌入式，不需要在監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)安裝 PC 機(jī)，它主要由網(wǎng)絡(luò)攝像、網(wǎng)絡(luò)高速球、網(wǎng)絡(luò)視頻接入器等部分組成 ，其所輸出的信號(hào)為全數(shù)字式， 可直接在網(wǎng)上進(jìn)行傳輸， 24 小時(shí)全天候運(yùn)行， 圖像質(zhì)量高，此外，該系統(tǒng)還內(nèi)置Web 服務(wù)器，只要在網(wǎng)絡(luò)上得到授權(quán)的工作人員均可以進(jìn)行遠(yuǎn)程訪問(wèn)，并實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)資源的共享，可以實(shí)現(xiàn)不同局域網(wǎng)間的網(wǎng)絡(luò)互通，便于遠(yuǎn)距離的傳輸和控制。 據(jù)統(tǒng)計(jì)， 2021 年到 2021 年，數(shù)字 視頻 監(jiān)控在總體視頻監(jiān)控市場(chǎng)規(guī)模中所占的比例從 %增長(zhǎng)到了 %。與此同時(shí)，網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控市場(chǎng)正在穩(wěn)步增長(zhǎng)，所占比例由 2021 年的 %增長(zhǎng)到 2021 年的 %。 2021 年 9 月中國(guó)公安部正式啟動(dòng)城市聯(lián)網(wǎng)報(bào)警與監(jiān)控系統(tǒng)建 設(shè)，受此政策影響，以及 交通信息化建設(shè)、金融監(jiān)控、安全生產(chǎn)、智能家居等各種項(xiàng)目建設(shè)與發(fā)展的帶動(dòng)，中國(guó)視頻監(jiān)控產(chǎn)品的需求量不斷擴(kuò)大。 2021 年中國(guó)視頻監(jiān)控行業(yè)總體市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到 億元人民幣，同比增長(zhǎng) %。預(yù)計(jì) 20212021 年間將保持著 %的平均增長(zhǎng)速度。 課題的主要研究?jī)?nèi)容 消防視頻監(jiān)控系統(tǒng)在維護(hù)社會(huì)的消防安全， 預(yù)防重大、特大消防安全事故，保障人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全 ， 提高消防事故應(yīng)急能力方面發(fā)揮了重要作用，本文主要研究了消防視頻監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)過(guò)程，具體的內(nèi)容如下： （ 1） 、 第一章是緒論部分，主要研究了課題的研究背景，課題研究的目的意義，課題的研究現(xiàn)狀 （ 2）、 第二章主要介紹了 消防視頻監(jiān)控系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)，詳細(xì)介紹了系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則，系統(tǒng)設(shè)計(jì)的總體方案，系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成等。 （ 3）、 第三章主要介紹了 消防視頻監(jiān)控系統(tǒng)的模塊設(shè)計(jì)，分別從消防視頻監(jiān)視模塊的設(shè)計(jì)、 消防視頻存儲(chǔ)模塊的設(shè)計(jì)、消防視頻圖像分析模塊的設(shè)計(jì)三個(gè)方面進(jìn)行了深入地介紹。 （ 4）第四 章是結(jié)論和展望，主要是對(duì)全文工作的總結(jié)，以及對(duì)消防視頻監(jiān)控系統(tǒng)未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)的展望。 消防視頻監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 4 第二章 消防視頻監(jiān)控系統(tǒng)的 總體 設(shè)計(jì) 系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 原則 消防視頻監(jiān)控系統(tǒng)主要是針對(duì)存在消防隱患的重點(diǎn)區(qū)域或公共活動(dòng)場(chǎng)所進(jìn)行 消防監(jiān)管，一旦發(fā)生消防事故，便于消防部門進(jìn)行撲救，減少對(duì)人民群眾的生命和財(cái)產(chǎn)損失。在消防視頻監(jiān)控的開(kāi)發(fā)與設(shè)計(jì)過(guò)程中，遵循架構(gòu)合理、安全可靠、性價(jià)比最優(yōu)、維護(hù)方便等原則。消防視頻監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則具體體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面： （ 1）、便捷性 該消防視頻監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程中，編程過(guò)程和操作使用過(guò)程應(yīng)盡可能地簡(jiǎn)便，易于學(xué)習(xí)，系統(tǒng)的調(diào)試運(yùn)行不會(huì)太復(fù)雜，能夠 為用戶提供舒適、快捷、安全的操作界面，便于操作人員實(shí)行集中式管理。 （ 2） 、 經(jīng)濟(jì)性 在開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì) 消防視頻監(jiān)控系統(tǒng)的過(guò)程中，應(yīng)該遵行性價(jià)比最優(yōu)的原則，充分考慮開(kāi)發(fā)該系統(tǒng)的費(fèi)用，以及日常維護(hù)的費(fèi)用，根據(jù)實(shí)際監(jiān)控的消防區(qū)域因地制宜設(shè)計(jì)該系統(tǒng)，要求既能夠滿足系統(tǒng)的功能需要，又能盡可能的降低經(jīng)濟(jì)成本。 （ 3）、可靠性 消防視頻監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)該具備較好的可靠性，特別在遠(yuǎn)程傳輸視頻信息時(shí)，要求盡可能少地受到外界的干擾以及衰弱，避免圖像的失真，能夠有效地保證圖像的準(zhǔn)確性、完整性和一致性。同時(shí)，該系統(tǒng)還應(yīng)該具有自動(dòng)備份的功能，當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，可以通過(guò)調(diào)出備份文件，查看當(dāng)時(shí)現(xiàn)場(chǎng)的情況。 （ 4）、開(kāi)放性 消防視頻監(jiān)控系統(tǒng)不是 一個(gè)孤立的軟件系統(tǒng)，還應(yīng)該考慮還周邊通訊環(huán)境的融合，比如說(shuō)在大型購(gòu)物廣場(chǎng)的消防監(jiān)控系統(tǒng)，最好還應(yīng)該具備和商場(chǎng)的防盜系統(tǒng)的兼容，從而實(shí)現(xiàn)兩者的聯(lián)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)商場(chǎng)的安全監(jiān)管。消防視頻監(jiān)控系統(tǒng)一般是實(shí)行遠(yuǎn)程監(jiān)控的，要求該系統(tǒng)留有足夠的端口和外界相連接，以便實(shí)現(xiàn)對(duì)其進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控。 （ 5）、可擴(kuò)充性 科技的發(fā)展是不斷進(jìn)步，尤其是計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)更是日新月異，因此消防視頻監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 5 在該消防視頻監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)該盡可能地保留與其他自動(dòng)系統(tǒng)或計(jì)算機(jī)連接的接口。此系統(tǒng)，在開(kāi)發(fā)與設(shè)計(jì)的過(guò)程中，還應(yīng)該盡可能的考慮日后更新、擴(kuò)充、升級(jí)的可 能，便于未來(lái)對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行功能的擴(kuò)充和升級(jí)。 （ 6） 大容量 性 消防視頻監(jiān)控系統(tǒng)的圖像信息、音頻信息等所需要儲(chǔ)存的信息量多，因此在該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該設(shè)計(jì)有足夠大的容量，便于在開(kāi)展工作過(guò)程中能夠儲(chǔ)存更多的信息， 滿足日益增長(zhǎng)的信息儲(chǔ)存要求。 （ 7）高效性 消防視頻監(jiān)控系統(tǒng)在一定的程度上是為了取代人工巡邏，降低了勞動(dòng)力成本，增加信息監(jiān)控的有效性，因此在設(shè)計(jì)該系統(tǒng)的時(shí)候，應(yīng)該考慮系統(tǒng)的最佳運(yùn)行條件，能夠?qū)崟r(shí)動(dòng)態(tài)的掌握重點(diǎn)消防區(qū)域的監(jiān)控信息和報(bào)警情況，從而提高消防部門的監(jiān)管力度和綜合管理水平。 系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 總體方 案 圖 21 消防視頻監(jiān)控系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案 消防視頻監(jiān)控系統(tǒng)主要由攝像裝置、信號(hào)傳輸裝置、圖像顯示裝置、信息儲(chǔ)存裝置、系統(tǒng)控制裝置 5 個(gè)部分組成，系統(tǒng)的設(shè)計(jì)總體方案也是圍繞這 5 部分展開(kāi)的。 如圖 21 所示，為消防視頻監(jiān)控系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案，其中攝像機(jī)拍攝監(jiān)控區(qū)域現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)況實(shí)貌，然后通過(guò)光纜等信號(hào)傳輸線將視頻信號(hào)傳輸給控制主機(jī)，控制主機(jī)再將視頻信號(hào)分配到圖像存儲(chǔ)器和視頻顯示器里，工作人員可以通過(guò)操作控制中心發(fā)出相關(guān)指令，對(duì)攝像裝置的云臺(tái)和攝像頭進(jìn)行調(diào)焦、調(diào)距，以消防視頻監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 6 便拍攝出更加清晰的視頻資料，還可以通過(guò)控制中心 來(lái)實(shí)現(xiàn)多路攝像機(jī)及云臺(tái)之間的切換，從而實(shí)現(xiàn)工作人員對(duì)監(jiān)控區(qū)域信息的動(dòng)態(tài)了解，提高消防事故的應(yīng)急處理能力。 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成 消防視頻監(jiān)控系統(tǒng)主要由攝像裝置、信號(hào)傳輸裝置、圖像顯示裝置、信息儲(chǔ)存裝置、系統(tǒng)控制裝置 5 個(gè)部分組成。每個(gè)部分的具體組成如下： （ 1）攝像裝置 攝像裝置是視頻監(jiān)控系統(tǒng)的“眼睛”，它是安裝在監(jiān)控區(qū)域現(xiàn)場(chǎng)的，要求視角盡可能大的監(jiān)控面積。 攝像裝置主要有云臺(tái)和攝像機(jī)構(gòu)成，在本項(xiàng)目中選用彩色高清晰度的攝像機(jī)，具體參數(shù)如下： 圖像傳感器： 1/3 SONY Super HAD CCD 有效像素： 752*582（ PAL）， 768*494（ NTSC） 感光面積： * 信號(hào)系統(tǒng)： PAL/NTSC 制式 水平清晰： 480 電視線 鏡頭安裝方式： C/CS 格式可選 自動(dòng)增益控制：開(kāi)啟 /關(guān)閉可選擇 背光補(bǔ)償：開(kāi)啟 /關(guān)閉可選擇 電子快門：開(kāi)啟 /關(guān)閉可選擇 快門速度： 1/50(1/60)—1/100,000(秒 ) 自動(dòng)光圈鏡頭： VIDEO/DC 伺服型可選擇 白平衡：自動(dòng)跟蹤白平衡 信噪比：大于 48db 最低照度： 時(shí)， 視頻輸出： ， 75 歐姆 所需電源： DV12V/AC24V 消防視頻監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 7 功率消耗：小于 插口： VIDEO OUT（ BNC） 尺寸： 58mm*50mm*115mm （ 2）傳輸裝置 攝像機(jī)里所采集到的信號(hào)包括圖像信號(hào)、聲音信號(hào)、報(bào)警信號(hào)、數(shù)據(jù)信號(hào)等，這些信號(hào)需要通過(guò)傳輸裝置輸送到系統(tǒng)控制裝置，傳輸裝置的好壞直 接影響了視頻信號(hào)在傳輸過(guò)程中是否失真。本論文中選用 SYV755 同軸電纜作為傳輸介質(zhì)，該同軸電纜線的外導(dǎo)體用銅絲編織而成，內(nèi)導(dǎo)體為銅芯線，連接信號(hào)端，內(nèi)外導(dǎo)體之間填充有絕緣介質(zhì)，減少了輻射的損耗和外界雜散信號(hào)的干擾。 （ 3）顯示裝置 消防視頻監(jiān)控系統(tǒng)的顯示裝置主 要有若干臺(tái)監(jiān)視器組成，可能是一臺(tái)也可能是幾臺(tái)，顯示裝置的作用是將控制中心傳輸過(guò)來(lái)的視頻信號(hào)逐一顯示出來(lái)。大多數(shù)情況下，都是兩臺(tái)及其以上的攝像機(jī)公用一個(gè)監(jiān)視器，可以將這幾臺(tái)攝像機(jī)里的圖像在同一臺(tái)監(jiān)視器上顯示出來(lái)。如果某一監(jiān)控的場(chǎng)所發(fā)生異常情況，可以將該路視頻信號(hào)切換到一個(gè)監(jiān)視器上，便于工作人員觀察。本課題中選用CPM1404C/2504C 型號(hào)的彩色監(jiān)視器，具體參數(shù)如下： 水平清晰度：＞ 650 線 12C 總線控制，操作直觀方便 1 路復(fù)合視頻輸入 /輸出（ BNC） 1 路音頻輸入 /輸出（ RCA） 內(nèi)置揚(yáng)聲器，最大功率 為 采用抗干擾金屬外殼 在 NTSC 制式下具有膚色校正功能 NTSC 或 PAL 自動(dòng)轉(zhuǎn)換 電源： AC90V~220V， 50/60Hz （ 4）信息儲(chǔ)存裝置 信息儲(chǔ)存裝置是消防視頻監(jiān)控系統(tǒng)的重要組成之一，它能夠?qū)z像機(jī)里拍攝消防視頻監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 8 到的視頻信息儲(chǔ)存下來(lái)，便于工作人員隨時(shí)調(diào)看。信息的儲(chǔ)存主要通過(guò)硬盤錄像機(jī)來(lái)完成的，本課題選用了派爾富 WANDEOR 數(shù)字硬盤錄像機(jī)， 其主要參數(shù)如下： 操