1、楼宇智能化技术楼宇智能化技术任务任务1 1、参观智能安防系统工程、参观智能安防系统工程 任务任务2 2、装调装调门禁控制、楼宇对讲系统门禁控制、楼宇对讲系统 情景三情景三 装调安全防范系统装调安全防范系统 任务任务3 3、装调防盗报警系统、装调防盗报警系统 任务任务5 5、装调视频监控系统、装调视频监控系统 任务任务4 4、装调电子巡更管理系统、装调电子巡更管理系统 任务描述任务描述 通过装调视频监控系统及相关知识的讲解，使学生掌握闭路电视监控系统的基本组成及功能、系统常用的主要设备。知识点知识点 1、闭路电视监控系统的基本组成 2、闭路电视监控系统常用的主要设备 3、闭路电视监控系统的功能任
2、务任务5 5、装调视频监控系统、装调视频监控系统 闭路电视监控系统通过摄像机记录现场的情况，使管理人员在控制室便能看到建筑物内外重要地点的情况，增加了保安系统的视野，从而大大加强了保安的效果。该系统除了起到正常的监视作用外，还可以记录现场情况，在接到报警系统和出入口控制系统的报警信号后，可以进行实时录像，录下报警现场的情况，以便取得证据和分析案情。闭路电视监控系统如图1所示。图1 典型的电视监控系统典型的电视监控系统结构组成如图2所示。图2 典型的电视监控系统结构 闭路电视监控系统一般由摄像、传输、控制、显示与记录四部分组成，各个部分之间的关系如图2所示。图图2 2 闭路电视监控系统的功能关系
3、闭路电视监控系统的功能关系 摄像部分摄像部分 摄像部分一般安装在现场，它的作用是对所监视区域的目标进行摄像，把目标的光、声信号变成电信号，然后送到系统的传输部分。摄像机是摄像部分的核心设备，它是光电信号转换的主体设备。如今随着光电技术的快速发展，摄像机有很多的类型和品种，而摄像机在使用时必须根据现场的实际情况来进行选择，才能保证使用效果。传输部分传输部分 传输部分的任务是把现场摄像机发出的电信号传送到控制中心，它一般包括线缆、调制与解调设备、线路驱动设备等。传输的方式有两种，一是利用同轴电缆、光纤这样的有线介质进行传输；二是利用无线电波这样的无线介质进行传输。显示与记录部分显示与记录部分 显示
4、与记录部分是把从现场传送来的电信号转换成图像在监视设备上显示并记录，它包括的设备主要有监视器、录像机、视频切换器、画面分割器等。控制部分控制部分 控制部分一般安放在控制中心机房，通过有关的设备对系统的摄像、传输、显示与记录部分的设备进行控制与图像信号的处理，其中对系统的摄像、传输部分进行的是远距离的遥控。被控制的主要设备有电动云台、云台控制器和多功能控制器等。典型的闭路电视监控系统结构组成如图4-8所示。闭路电视监控系统的主要设备有摄像机、镜头、云台、防护罩、云台镜头控制器、画面处理器、视频处理器、监视器、录像机等。1、摄像机摄像机 在闭路电视监控系统中，摄像机是摄像头和镜头的总称。（1 1）
5、按照性能分类）按照性能分类 普通摄像机：工作于室内正常照明或者室外白天。暗光摄像机：工作于室内无正常照明的环境里。微光摄像机：工作于室外月光或星光下。红外摄像机：工作于室外无照明的场所。（2 2）按照功能分类）按照功能分类 视频报警摄像机：在监视范围内，如果有目标在移动时，就能向控制器发出报警信号。广角摄像机：用于监视大范围的场所。针孔摄像机：用于隐蔽监视局部范围。根据摄像机的原理和功能可以有如下分类。（3 3）按照使用环境分类）按照使用环境分类 室内摄像机：摄像机外部无防护装置，使用环境有要求。室外摄像机：用于室外的监视，必须考虑室外恶劣的工作环境。在摄像机外要安装防护罩，内设遮阳罩、降温风
6、扇、雨刷、加热器等。（4 4）按照结构分类）按照结构分类 固定式摄像机：用于监视固定目标。旋转式摄像机：带旋转云台的摄像机，可做上、下、左、右旋转。球形摄像机：可以根据监视的范围，进行90垂直旋转、360水平旋转、预置旋转等。半球形摄像机：吸顶安装，可做上、下、左、右旋转。（5 5）按照图像颜色分类）按照图像颜色分类 黑白摄像机：图像颜色只有黑白两种颜色，清晰度和灵敏度高，但不能显示图像的真实颜色。适用于光线不足和一般监视。彩色摄像机：能够显示图像的真实颜色，适用于景物细部辨别等要求较高的监视。摄像机的主要传感部件是CCD（Charge Coupled Device），即电荷耦合部件，CCD能
7、够将图像光线变为电荷，并可将电荷转变成电压信号。因此CCD是理想的摄像元件，目前是代替摄像管的新型器件。图图3 典型的闭路电视监控系统结构组成典型的闭路电视监控系统结构组成 CCD的工作原理是：被摄像的物体发射光线，传送到镜头，经镜头聚焦到CCD芯片上，CCD根据光的强弱积聚相应的电荷，产生表示一幅幅画面的电信号，经过滤波、放大处理，通过摄像头的输出端子输出一个标准的复合视频信号。衡量CCD的主要技术指标有像素数量、芯片尺寸、灵敏度、信噪比等。像素数量决定了显示图像的清晰程度，像素越多，图像越清晰。像素在38万以上的称为高清晰度摄像机。芯片尺寸是指CCD靶面的大小，目前已经开发出多种尺寸，常用
8、的是1/3英寸和1/4英寸。CCD靶面的大小、CCD与镜头的配合情况将直接影响视场角的大小和图像的清晰度。灵敏度是CCD对环境光线的敏感程度，即CCD正常成像时所需要的最暗光线。灵敏度数值越小，表示需要的光线越少，高灵敏度的摄像机可以在很暗的条件下进行摄像。信噪比是反映信号与噪声的比值关系，信噪比越高，说明图像的质量越好。信噪比的典型值是46dB，若为50dB，则图像有少量噪声，但图像质量良好；若为60dB，则图像质量优良，不出现噪声。2镜头镜头 摄像机镜头是视频监视系统的最关键设备，它相当于人眼的晶状体，如果没有晶状体，人眼就看不到任何物体。镜头质量的优劣直接影响摄像机的整体质量。因此，摄像
9、机镜头的选择是否合适，既关系到系统质量，又关系到工程造价。表表1 镜头的分类镜头的分类按外形功能按外形功能分分按尺寸大小分按尺寸大小分按光圈分按光圈分按变焦类型按变焦类型分分按焦距长短按焦距长短分分球面镜头球面镜头125mm125mm自动光圈自动光圈电动变焦电动变焦长焦距镜头长焦距镜头非球面镜头非球面镜头1/213mm1/213mm手动光圈手动光圈手动变焦手动变焦标准镜头标准镜头针孔镜头针孔镜头1/38.5mm1/38.5mm固定光圈固定光圈固定焦距固定焦距广角镜头广角镜头鱼眼镜头鱼眼镜头2/317mm2/317mm镜头的分类可以有多种方法，归纳起来如表1所示。从表中可以看到，镜头的主要技术指
10、标有尺寸大小、光圈类型、变焦类型、焦距等。镜头的尺寸大小应与摄像机的CCD尺寸一致。如果镜头与尺寸摄像机CCD靶面尺寸不一致，就会出现观察角度不符合设计要求或者画面在焦点以外等问题。镜头的光圈是指通光量，以镜头的焦距和通光孔径的比值来衡量。光阑系数F为：F=f/d2。式中，f为焦距；d为通光孔径。F值越小，则光圈越大。镜头类型有手动光圈和自动光圈之分。手动光圈镜头适合于亮度不变的应用场合。自动光圈镜头因亮度变化时其光圈也进行自动调整，故适用于亮度变化的场合。焦距的计算公式为：f=wL/W或f=hL/H。式中，w表示图像的宽度（被摄物体在CCD靶面上成像宽度）；W表示被摄物体的宽度；L表示被摄物
11、体至镜头的距离；h表示图像的高度（被摄物体在CCD靶面上成像高度）；H表示被摄物体的高度。焦距的大小决定着视场角的大小。焦距数值小，视场角大，所观察的范围也大，但是距离远的物体分辨不太清楚；焦距数值大，视场角小，所观察的范围也小。所以，如果要看细节，就选择长焦距镜头；如果看近距离大场面，就选择小焦距的广角镜头。只要焦距选择合适，即便距离很远的物体也可以看得清清楚楚。变焦类型有固定焦距、手动变焦、自动变焦三种。固定焦距镜头一般与电子快门摄像机配套，适用于室内监视某个固定目标和场所。固定焦距镜头一般又分为长焦距、中焦距和短焦距镜头。焦距大于成像尺寸的镜头称为长焦距镜头，又称为望远镜头，这类镜头的焦
12、距一般在150mm以上，主要用于监视较远处的目标。中焦距镜头是焦距与成像尺寸相近的镜头。焦距小于成像尺寸的镜头称为短焦距镜头，又称为广角镜头，该镜头的焦距通常在 28mm 以下。短焦距镜头主要用于环境照明条件差、监视范围要求宽的场合。手动变焦镜头一般用于科研项目而不用在闭路电视监视系统中。自动变焦镜头有电动调整和预置两种。电动调整是由镜头内的电动机驱动，预置是通过镜头内的电位计预先设置调整停止位，这样就可以免除成像过程中的逐次调整，可以精确与快速定位。在球形罩一体化摄像系统中，大部分采用带预置位的伸缩镜头。电动变焦镜头可与任何CCD摄像机配套，在各种光线下都可以使用，它通过遥控装置来进行光圈调
13、整、改变焦距、对焦等，它是在测焦系统与电动变焦反馈控制系统的控制下完成的。自动变焦镜头通常要配合电动光圈镜头和电动云台使用。3云台云台 摄像机云台是用来安装摄像机的工作台，有手动和电动两种。电动云台是在微电机的带动下进行水平和垂直旋转，它与摄像机配合使用能够达到扩大监视范围和跟踪目标的目的。有的电动云台还具有自动巡视功能，这就需要增加云台的自动控制。云台的旋转速度可分为恒定速度和可变速度。普通云台的转速是恒定的，可变速度云台需要根据使用要求选择水平和垂直旋转的速度。云台的安装方式有侧装和吊装两种，即云台可以安装在墙壁和天花板上。云台的主要技术指标有回转范围、承载能力、旋转速度、安装方式等。云台
14、的回转范围有水平旋转角度和垂直旋转角度两个指标。承载能力是指云台的负重，选用云台时必须考虑。4防护罩防护罩 防护罩主要用来保护摄像机。防护罩种类很多，主要分为室内、室外和特殊类型等几种。室内型防护罩以装饰性、隐蔽性和防尘为主要目标，又可分为简易防尘、防水型和通风冷却型两种。室外型防护罩属于全天候应用，必须能够适应不同的使用环境，特别是恶劣的天气环境。室外型防护罩的功能主要有防晒、防雨、防尘、防冻、防结露和防腐蚀等。室外型防护罩的密封性能必须要好，保证雨水不能进入防护罩内部侵蚀摄像机。有的室外型防护罩还带有排风扇、加热板和刮雨刷等，可以更好地保护摄像机。根据使用功能，室外型防护罩可分为防尘、防水
15、型，带加热、排风冷却型，带雨刷、加热、排风冷却型等。特殊类型包括高温下水冷或强制风冷型、防爆型、特殊射线防护型及其他类型。摄像机防护罩的选择，首先是要包容所保护的摄像机，并留有适当的富余空间；其次是根据使用环境选择合适的防护罩类型；最后还要考虑外观、重量和安装等因素。5云台镜头控制器云台镜头控制器 云台镜头控制器简称云镜控制器，能实现对电动镜头、电动云台以及防护罩的附属功能的自动控制。云镜控制器按照控制路数的多少可分为单路和多路两种，按照控制功能可分为水平云镜控制器和全方位云镜控制器两种。云镜控制器用来控制云台的旋转、变焦镜头的焦距和光圈的大小、摄像机电源的通断、防护罩的附属功能的实现等。云镜
16、控制器通过有线传输方式传送控制信号，远距离进行控制。6画面处理器画面处理器 画面处理器是用一台监视器显示多路摄像机图像或一台录像机记录多台摄像机信号的装置。画面处理设备可以分为两大类：画面分割器和多工处理器。（1 1）画面分割器）画面分割器 画面分割器是将多个视频信号进行数字化处理，经过像素压缩法把每个单一画面压缩成为几分之一，分别放置在不同位置，在监视器上组合成多个画面显示。画面分割器有4分割、9分割、16分割几种。（2 2）多工处理器）多工处理器 多工处理器也称为图框压缩处理器，是按图像最小单位（场或帧）依序编码个别处理（场切换按1/60s处理，帧切换按1/30s处理），按照摄像机的顺序依
17、次录在磁带上，编上识别码，录像回放时取出相同识别码的图像集中存放在相应的图像存储器上，再进行像素压缩后送给监视器以多画面方式显示。7视频处理器视频处理器 视频处理器包括视频放大器和视频运动检测器。视频放大器是对经过长线传输产生了衰减的视频信号进行放大，以保证信号达到正常的幅值。视频运动检测器在闭路电视监控系统中起到探测报警器的作用。视频运动检测器是根据视频取样报警的，当监视现场有异常情况发生时，警戒区内图像的亮度、对比度等都会产生变化，当这一变化超过设定的安全值时，就可发出报警信号。8监视器监视器 监视器是用来显示摄像机传送来的图像信息的终端显示设备。监视器和电视机的主要区别在于监视器是接收视
18、频基带信号，而电视机接收的是经过调制的高频信号。监视器是按工业标准生产的，其稳定性和耐用性比电视机高很多。监视器按照色彩可分为黑白监视器和彩色监视器。黑白监视器根据使用不同，可分为通用型应用级和广播级两类。闭路电视监控系统一般使用通用型应用级。黑白监视器的主要性能指标有视频通道频响、水平分辨率及屏幕大小。视频通道频响要求通用型应用级为8MHz，广播级在10 MHz以上。水平分辨率通用型应用级为600线，广播级为800线以上。屏幕大小有9英寸、14英寸、18英寸、21英寸等多种。彩色监视器可分为精密型、高质量、图像、收监两用等类型。精密型彩色监视器的分辨率可达600800线，图像清晰、色彩逼真、
19、性能稳定，但价格昂贵，主要用于电视台的主监视器或测量。9录像机录像机 录像机是记录和重放设备，通过它可以对摄像机传送来的视频信号进行实时记录，以备查用。与普通的家用录像机相比，闭路电视监控系统使用的录像机还应有如下特殊功能：记录时间，闭路电视监控系统使用的专用录像机录像时间远比家用录像机长，最多可达960h；要能够进行自动循环录像；具有报警输入及报警自动录像功能，即当接收到报警信号时，录像机由间隔录像自动转换到标准实时录像，或者由停止状态直接启动进入标准实时录像，保证了在报警状态下所记录的视频图像的完整，并且录像机还有把报警信号输出到报警联动装置上的功能；具有时间字符叠加功能，以对录像机记录的
20、内容进行确认，为今后的复查提供方便；具有电源中断恢复后能够自动重新记录的功能。近年来出现的硬盘录像机，是计算机技术与录像机技术结合的产物，它能把音视频信号用数字方式记录在硬盘里并能将选定的图像重放出来，是一种数字化的录像和存储，可以确保图像质量和海量存储。现在已经得到了大量使用。闭路电视监控系统的主要功能有以下几个方面。对视频信号进行时序、定点切换、编程。查看和记录图像，应有字符区分并作时间（年、月、日、小时、分）的显示。接收安全防范系统中各子系统信号，根据需要实现控制联动或系统集成。闭路电视监控系统与安全防范报警系统联动时，应能自动切换、显示、记录报警部位的图像信号及报警时间。输出各种遥控信号，如对云台、镜头、防护罩等的控制信号。系统内外的通信联系。其中，系统的集成和控制联动需要认真考虑才能做好。因为在闭路电视监控系统中，设备很多，技术指标又不完全相同，如何把它们集成起来发挥最大的作用，就需要综合考虑。控制联动是把各子系统充分协调，形成统一的安全防范体系，要求控制可靠，不出现漏报和误报。
