【正文】 以其直觀、方便、信息內(nèi)容豐富而廣泛應(yīng)用于許多場合。 視頻監(jiān)控系統(tǒng)的現(xiàn)狀 ： 在國內(nèi)外市場上，主要推出的是數(shù)字控制的模擬視頻監(jiān)控和數(shù)字視頻監(jiān)控兩類產(chǎn)品。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。 選煤廠視頻監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計是為了實現(xiàn)選煤廠的安全管理和生產(chǎn)管理信息化，加強(qiáng)了企業(yè)內(nèi)部協(xié)作與通信，提高了生產(chǎn)和管理效率，爭強(qiáng)了企業(yè)的市場競爭力，使選煤廠的信息化進(jìn)程跨上了一個新臺階。 保證生產(chǎn)過程和設(shè)備系統(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(jī)完成數(shù)據(jù)匯總和分析。 大幅度的降低設(shè)備的故障和事故發(fā)生率。在 IP 技術(shù)逐步統(tǒng)一全球今天，我們有必要重新認(rèn)識視頻監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)展歷史。 第 一代視頻監(jiān)控：傳統(tǒng)模擬閉路視監(jiān)控系統(tǒng) (CCTV)： 依賴攝像機(jī)、纜、錄像機(jī)和監(jiān)視器等專用設(shè)備。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(jī) (VCR)及視頻監(jiān)視器等。 第三代視頻監(jiān)控：未來完全 IP視頻監(jiān)控系統(tǒng) IPVS： 全 IP 視頻監(jiān)控系統(tǒng)與前面兩種方案相比存在顯著區(qū)別。這些攝像機(jī)生成 JPEG 或 MPEG4 數(shù)據(jù)文件，可供任何經(jīng)授權(quán)客戶機(jī)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。這些優(yōu)勢也是現(xiàn)在視頻監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展方向！ 視頻監(jiān)控在中國的現(xiàn)狀 在國內(nèi)外市場上，主要推出的是數(shù)字控制的模擬視頻監(jiān)控和數(shù)字視頻監(jiān)控兩類產(chǎn)品。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。當(dāng)前，數(shù)字監(jiān)控已牢牢地成為主導(dǎo)整體視頻監(jiān)控市場的視頻監(jiān)控解決方案，并成熟部署于金融、商業(yè)等行業(yè)之中。在 IDC 的最終用戶調(diào)研中，相當(dāng)一部分用戶出于保護(hù)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。 但是 DVR 系統(tǒng)仍存在大量局限： 復(fù)雜布線 ： “ 模擬 數(shù)字 ” 方案仍需要在每個攝像機(jī)上安裝單獨視頻纜，導(dǎo)致布線復(fù)雜性。 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。您只能通過DVR 間接訪問攝像機(jī)。 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(qiáng)制約束力的國家標(biāo)準(zhǔn)。中國視頻監(jiān)控系統(tǒng)的相關(guān)法律法規(guī)尚待完善。行業(yè)用戶具體需求與項目實施之間存在一定的難度。然而，在用戶對于視頻監(jiān)控系統(tǒng)期望不斷提升的同時，在項目實施以及成本控制方面仍然 存在一定的問題。 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。安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 3 未來針對特定的用戶，諸如渠道管理、庫存管理、自動報警、遠(yuǎn)程管理、報表提交以及統(tǒng)計分析等高級智能模塊將得以應(yīng)用，使得視頻監(jiān)控系統(tǒng)通過模塊化的方式按需靈活拓展，并完成由單一的安全防范向用戶決策層支持的重要過渡。 IDC 認(rèn)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。然而，家庭監(jiān)控市場無論是在運營方式上，還是在具體的應(yīng)用需求上，均不同于樓宇監(jiān)控。 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(hù)罩的控制，報警輸出等功能。攝像頭通過內(nèi)置 CCD 及輔助電路將現(xiàn)場情況拍攝成為模擬 視頻電信號，經(jīng)同軸電纜傳輸。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。解碼器是云臺、鏡頭控制的核心設(shè)備，通過它可實現(xiàn)使用微機(jī)接口經(jīng)過軟件控制鏡頭、云臺。以上各傳輸方式各自有其優(yōu)、缺點。 傳輸部分要求在前端攝像機(jī)攝錄的圖像進(jìn)行實時傳輸，同時要求傳輸具有損耗小，可靠的傳輸質(zhì)量，圖像在錄像控制中心能夠清晰還原顯示。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。 電視墻顯示部分：該部分完成在系統(tǒng)顯示器或監(jiān)視器屏幕上的實時監(jiān)視信號顯示和錄像內(nèi)容的 回放及檢索。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(qiáng)度且提高了安全防衛(wèi)的可靠性。這種控制包括攝像機(jī)云臺、鏡頭控制，報警控制，報警通知，自動、手動設(shè)防，防盜照明控制等功能，用戶的工作只需要在系統(tǒng)桌面點擊鼠標(biāo)操作即可。 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(jìn)行選擇。 視頻監(jiān)控組成部分 的詳細(xì)介紹 視頻監(jiān)控組成主要由前端部分、傳輸部分、控制部分、顯示部分以及供電部分組成，以下就對本次設(shè)計有關(guān)內(nèi)容和部分進(jìn)行詳細(xì)介紹 安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 5 前端部分的介紹 前端部分主要的任務(wù)就是進(jìn)行信號采集和執(zhí)行控制部分的命令， 主要由攝像部分、鏡頭、云臺、支架和防護(hù)罩等組成，在選煤廠里，前端部分的防塵尤為重要。 攝像部分一般安裝在現(xiàn)場 ,它包括攝像機(jī)、鏡頭、防護(hù)罩、支架和電動云臺。像機(jī)分為彩色和黑白兩種，一般黑白攝像機(jī)要比彩色的靈敏度高，比較適合用于光線不足的地方，如果使用的目的只是監(jiān)視景物的位置和移動，可采用黑白攝像機(jī)；如果要分辨被攝像物體的細(xì)節(jié)， 比如分辨衣服和景物的顏色，則采用彩色的比較好。 圖 22 紅外線攝像機(jī) 圖 23 攝像機(jī) 在閉路監(jiān)控系統(tǒng)中，攝像機(jī)又稱攝像頭或 CCD（ Charge Coupled Device）即電荷耦合器件。這個標(biāo)準(zhǔn)的視頻信號同家用的錄像機(jī)、 VCD 機(jī)、家用攝像機(jī)的視頻輸出是一樣的，所以也可以錄像或接到電視機(jī)上觀看 。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。 CCD 是由面陣感光元素組成，每一個元素稱為像素，像素越多，圖像越清晰。 (3) 水平分辨率。 分辨率是用電視線（簡稱線 TV LINES）來表示的，彩色攝像頭的分辨率在 330~500 線之間。 頻帶越寬，圖像越清晰，線數(shù)值相對越大。是 CCD 對環(huán)境光線的敏感程度，或者說是CCD 正常成像時 所需要的最暗光線。月光級和星光級等高增感度攝像機(jī)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(jī)問世。有 PAL 制和 NTSC 制之分。交流有 220V、 110V、 24V，直流為 12V 或 9V。典型值為 46db，若為 50db，則圖像有少量噪聲，但圖像質(zhì)量良好；若為 60db，則圖像質(zhì)量優(yōu)良，不出現(xiàn)噪聲。多為 1Vpp、 75Ω ，均采用 BNC 接頭。有 C和 CS方式，二者間不同之處在于感光距離不同。因有顏色而使信息量增大，信息量一般認(rèn)為是黑白攝像機(jī)的 10倍。 B、 依攝像機(jī)分辨率劃分 (1)影像像素在 25萬像素（ pixel）左右、彩色分辨率為 330線、黑白分辨率400 線左右的低檔型。 C、 依攝像機(jī)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。 防爆攝像機(jī)的介紹 產(chǎn)生 “ 爆炸 ” 和產(chǎn)生 “ 燃燒 ” 所需要素差不多，需要同時具備三個條件才可能發(fā)生 ：第一，必 須存在爆炸性物質(zhì)或可燃性物質(zhì)；第二，要有助燃性物質(zhì)，主要是空氣中的氧氣 ；第三，就是還要存在引燃源 (如火花、電弧和危險溫度等 )，它提供點燃混合物所必需的能量。 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(jī)，因為普通攝像機(jī)的密封性能不可能阻止可燃?xì)怏w進(jìn)入機(jī)體，而普通攝像機(jī)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(jìn)入機(jī)殼的可燃?xì)怏w，這樣安裝的攝像機(jī)不但起不到安全的初衷， 倒成為了一個 “ 定時炸彈 ” 。把攝像機(jī)可能產(chǎn)生火花、電弧和危險溫度的零部件均放入隔爆外殼內(nèi)，隔爆外殼使攝像機(jī)內(nèi)部空間與周圍的環(huán)境隔開。 一體化 攝像機(jī) 的介紹 現(xiàn)在通常所說的一體化攝像機(jī)應(yīng)專指鏡頭內(nèi)建、可自動聚焦的一體化攝像機(jī)嚴(yán)格來說，快速球型攝像機(jī)、半球型攝像機(jī)與一般的一體機(jī)不是一個概念，但所用攝像機(jī)技術(shù)是一樣的，因而一般也會將其歸為一體化范疇。一體機(jī)成像系統(tǒng)（鏡頭）、 CCD、 DSP 技術(shù)專利均被國際知名大廠所掌握，相對傳統(tǒng)攝像機(jī)來說，一體機(jī)質(zhì)量可以得到較好的控制。傳統(tǒng)攝像機(jī)定位系統(tǒng)不夠靈活，多需要手動對焦，而一體化攝像機(jī)最大的優(yōu)點就是具有自動聚焦功能?，F(xiàn)在更有專門為水下作業(yè)開發(fā)出的潛水型一體化攝像機(jī) ,例如應(yīng)用在奧運場館游泳館的水下攝像機(jī) . 對于攝像機(jī)的使用壽命，部分廠商認(rèn)為，一體化攝像機(jī)鏡頭密閉好，受外界環(huán)境影響比傳統(tǒng)攝像機(jī)要小，使用壽命更長；另外部分廠商認(rèn)為，傳統(tǒng)攝像機(jī)鏡頭外接，攝像機(jī)本身不具備機(jī)械裝置，鏡頭壞后可以重新更換，不會影響到攝像機(jī)本身的攝像性能，而一體化攝像機(jī)鏡頭內(nèi)建，在鏡頭伸縮過程中對機(jī)身有磨損，因而相比來說，一體機(jī)壽命要比傳統(tǒng)攝像機(jī)短；但共同的觀點是，一體化攝像機(jī)的使用壽命與廠家技術(shù)相關(guān)，無論一體機(jī)還是 傳統(tǒng)槍機(jī)，使用壽命都受到攝像機(jī)本身元器件構(gòu)造、制作工藝（如防水、防塵、防潮等性能）、安裝環(huán)境（如電壓、溫度、濕度等）的影響。 安防用一體化攝像機(jī)技術(shù)是從家用攝像機(jī)技術(shù)發(fā)展出來，摒棄了家用攝像機(jī)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。 一體化攝像機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)是鏡頭、 CCD和 DSP處理模塊。從 CCD（為攝像機(jī)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(jī)；其他柯達(dá)、富士主要開發(fā)專業(yè)用的 CCD。 目前中國產(chǎn)一體機(jī)都是用進(jìn)口機(jī)芯，因此在圖像和畫質(zhì)上與國外產(chǎn)品基本沒什么差別，因而考量國內(nèi)產(chǎn)品的技術(shù)要點就集中在產(chǎn)品的耐用性方面，因為國內(nèi)產(chǎn)品在一體機(jī)的電機(jī)和傳動裝置上是自己研發(fā)，電機(jī)和傳動裝置的耐熱性直接影響到一體機(jī)的穩(wěn)定性和耐用性。 網(wǎng)絡(luò)與自動跟蹤功能是發(fā)展方向 ： 一體化攝像機(jī)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(yuǎn)； 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。 與普通 攝像機(jī)一樣，一體化攝像機(jī)在數(shù)字化及網(wǎng)絡(luò)功能上也有新的進(jìn)展，主要是數(shù)字化處理技術(shù)，在一體機(jī)內(nèi)部嵌入 IP 處理模塊，具備網(wǎng)絡(luò)功能；另外就安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 10 是目標(biāo)鎖定、自動跟蹤功能。網(wǎng)絡(luò)功能與自動跟蹤功能也是未來攝像機(jī)（包括一體化攝像機(jī)和普通攝像機(jī)）發(fā)展的方向。 鏡頭 和云臺 的介紹 鏡頭是攝像機(jī)的眼睛，正確選擇鏡頭以及良好的安裝與調(diào)整是清晰成像的第一步。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。為增大放大倍數(shù)，除光學(xué)放大外還可施以電子數(shù)碼放大。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(dá)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。 (1) 鏡頭的成像尺寸應(yīng)與攝 像 機(jī) CCD靶面尺寸相一致，如前所述，有 1 英寸、2/3 英寸、 1/2 英寸、 1/3 英寸、 1/4 英寸、 1/5 英寸等規(guī)格 。由于攝 像 機(jī) CCD 靶 面大小已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，如 1/2 英寸攝 像 機(jī)，其靶面為 ＊， 1/3 英寸攝 像 機(jī)為 ＊ 。 (3) 鏡頭焦距與視野角度 。 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。 鏡頭的主要分類 廣角鏡頭：視角 90 度以上，觀察范圍較大近處圖像有變形。 標(biāo)準(zhǔn)鏡頭：視角 30 度左右，使用范圍較廣。 長焦鏡頭：視角 20 度以內(nèi)，焦距可達(dá)幾十毫米或上百毫米。 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。 針孔鏡頭：用于隱蔽觀察，經(jīng)常被安裝在如天花板或墻壁等地方。用于完成在監(jiān)控中心遙控攝像機(jī)的 。 防護(hù)罩的介紹 選煤廠的粉塵比較大，攝像機(jī)必須安防護(hù)罩， 室內(nèi)防護(hù)罩必須能夠保護(hù)攝像機(jī)和 鏡頭 ，使其免受灰塵、雜質(zhì)和腐蝕性氣體的污染，同時要能夠配合安裝地點達(dá)到防破壞的目的。防護(hù)罩必須有足夠的強(qiáng)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。攝像機(jī)工作溫度為 5℃ ～ 45℃ ，而最合適的溫度是 0℃ ～ 30℃ ，否則會影響圖像質(zhì)量，甚至損壞攝像機(jī)。因此室外型防護(hù)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。選擇防護(hù)罩時應(yīng)注意： （ 1）根據(jù)安裝位置，正確選用室內(nèi)或室外防護(hù)罩。因而，室外全天侯防護(hù)罩不僅具有更嚴(yán)格的密封結(jié)構(gòu)，還具有雨刷、