闭路电视监控系统浅析

天津城市建设管理职业技术学院毕业设计说明书闭路电视监控系统作者：王博学系别：能源机电系专业：楼宇智能化工程技术学号：11ly01025指导老师：张希林２０１４年４月目录内容摘要…………………………………………………….....错误!未定义书签。一、概述.....................................................................................错误!未定义书签。二、系统组成.............................................................................错误!未定义书签。（一）前端设备.........................................................................错误!未定义书签。（二）传输部分.........................................................................错误!未定义书签。（三）后端设备.........................................................................错误!未定义书签。三、系统设计.............................................................................错误!未定义书签。（一）前段.................................................................................错误!未定义书签。（二）镜头的选择.....................................................................5（三）后端设备...........................................................................6四、结束总结...........................................................................13五、参考文献.............................................................................14六、致谢语...............................................................................15摘要闭路电视监控系统是安全技术防范体系中的一个重要组成部分，是一种先进的、防范能力极强的综合系统，它可以通过遥控摄像机及其辅助设备（镜头、云台等）直接观看被监视场所的一切情况，可以把被监视场所的情况一目了然。同时，电视监控系统还可以与防盗报警系统等其它安全技术防范体系联动运行，使其防范能力更加强大。闭路监控系统能在人们无法直接观察的场合，却能实时、形象、真实地反映被监视控制对象的画面，并已成为人们在现代化管理中监控的一种极为有效的观察工具。由于它具有只需一人在控制中心操作就可观察许多区域，甚至远距离区域的独特功能，被认为是保安工作之必须手段。闭路电视监控系统（CCTV）能提供某些重要区域近距离的观察、监视和控制。系统符合国家有关技术规范。一般在系统应设置电视摄像机，以实现全方位监控。系统的主要设备应配置电视监视器、时滞录像机和画面处理器等，使用户能调看任意一个画面和遥控操作任意一台有遥控功能摄像机的云台和变焦功能。闭路电视监控系统目前被广泛应用于国民经济的各个行业，属于安全防范系统的重要组成部分，应用范围广、技术成熟。随着数字化技术的发展，闭路监控系统也出现了一些新的产品和新的发展趋势，本文是对闭路监控系统设计的浅析。一、概述闭路电视监控系统作为安全防范系统的重要组成部分，具有事前预警，事后防范的功能，通过与周界防范系统和门禁等安防系统的联动，可获取更好的效果。因为闭路电视监控系统的重要性，被广泛应用于银行、高速公路、机场、小区、大厦、学校、医院、家庭等场所。本文侧重于小区和大厦闭路电视监控系统的建设。二、系统组成闭路监控系统一般由三部分组成：前端设备、传输部分、后端设备（包括控制设备和现实设备）。(一).前端设备前端设备主要包括摄像机、镜头、防护罩、支架、立柱、云台、解码器（也可以归入后端）、变压器、后备电源（也可以归入后端）等。前端设备的合理选型会直接影响到系统的效果，尤其是摄像机的合理配置，要能够因地制宜。在后文有详述。(二).传输部分传输部分主要包括视频线、音频线、控制线和电源线。视频线可以选用同轴电缆（距离在1000米以内）或光缆（距离超过1000米），如选用同轴电缆，距离超过350米（大约值），还需要增加视频放大器；如选用光缆，前端设备增加光发射机，后端设备增加光接收机。(三).后端设备后端设备主要包括矩阵、画面处理器、硬盘录像机、普通录像机、监视器、显示器、云台控制器、大型不间断电源，电视墙、操作台等设备。后端画面处理设备可以任选矩阵、画面处理器、硬盘录像机，也可以混排，区别在后文有详述。显示设备最少需要电视墙，也可以电视墙结合显示器，目前出现了新的显示趋势，就是采用DLP拼接大屏。三、系统设计本文将根据闭路电视监控系统的组成来讨论如何设计。(一)前端1.摄像机的选择CCD摄像机大致可分为下列几大类：a.依成像色彩划分依成像色彩划分为：彩色摄像机：适用于景物细部辨别，如辨别衣着或景物的颜色。黑白摄像机：是用于光线不足地区及夜间无法安装照明设备的地区，在仅监视景物的位置或移动时，可选用分辨率通常高于彩色摄像机的黑白摄像机。现在的闭路监控系统逐渐用彩色代替黑白摄像机，尤其是在数字化系统中，笔者建议如果资金充足的话，彩色的系统整体效果好，有利于宣传和图像识别。b.依摄像机分辨率划分按照摄像机的分辨率划分为：影像像素在25万像素（pixel）左右、彩色分辨率为330线、黑白分辨率400线左右的低档型；影像像素在25万~38万之间、彩色分辨率为420线、黑白分辨率在500线上下的中档型；及影像在38万点以上、彩色分辨率大于或等于480线、黑白分辨率，600线以上的高分辨率。在闭路监控系统中，大多数系统选用420线以上的摄像机，如果需要清晰的无闪烁的画面质量，建议采用480线以上的摄像机。c.依摄像机灵敏度划分按照摄像机的灵敏度划分为：普通型：正常工作所需照度为1~31x；月光型：正常工作所需照度为0.1x左右；星光型：正常工作所需照度为0.01x以下；及红外照明型：原则上可以为零照度，采用红外光源成像。(二)镜头的选择a.镜头的种类镜头按照应用场合分为：广角镜头：视角90度以上，观察范围较大近处图像有变形；标准镜头：视角30度左右，使用范围较广；长焦镜头：视角20度以内，焦距可达几十毫米或上百毫米；变焦镜头：镜头焦距连续可变，焦距可以从广角变到长焦，焦距越长则成像越大；及针孔镜头：用于隐蔽观察，经常被安装在如天花板或墙壁等地方。一般来说，选用标准镜头，特别场合根据实际情况选用其他镜头，在配置云台的摄像机多配置变焦镜头，在电梯内采用针孔镜头。b.被摄物体的大小、距离与焦距的关系c.相对孔径d.镜头的焦距定焦距：焦距固定不变，可分为有光圈和无光圈两种。变焦距：焦距可以根据需要进行调整，使被摄物体的图像放大或缩小。e.先配镜头原则为了获得预期的摄像效果，在选配镜头时，应着重注意六个基本要素：f.摄像机护罩防护罩是监控系统中重要的组件。它是使摄像机在有灰尘、雨水、高低温等情况下正常使用的防护装置。防护罩一般分为两类：室内用防护罩：这种防护罩结构简单，价格便宜。其主要功能是防止摄像机落灰并有一定的安全防护作用，如防盗、防破坏等室外用防护罩g.云台云台是安装、固定摄像机的支撑设备，它分为固定和电动云台两种：固定云台适用于监视范围不大的情况，在固定云台上安装好摄像机后可调整摄像机的水平和俯仰的角度，达到最好的工作姿态后只要锁定调整机构就可以了；及电动云台适用于对大范围进行扫描监视，它可以扩大摄像机的监视范围。电动云台高速姿态是由两台执行电动机来实现，电动机接受来自控制器的信号精确地运行定位。(三)后端设备1.画面处理系统在有多个摄像机组成的电视监控系统中，通常采用视频切换器使多路图像在一台监视器上轮流显示。但有时为了让监控人员能同时看到所有监控点的情况，往往采用多画面分割器使得多路图像同时显示在一台监视器上。这样，既减少了监视器的数量，又能使监控人员一目了然地监视各个部位的情况。常用的画面分割器为四画面、九画面和十六画面。1.1主要性能：全压缩图像，数字化处理的彩色/黑白画面分割器；四路(或九、十六路)视频输入并带有四路(或九、十六路)的环接输出；内置可调校时间的顺序切换器和独立的切换输出。根据摄像机的编号对全屏画面按顺序切换显示，敏路画面的显示时间可由用户自己进行优化编程调整；高解像度以及实时更新率。画面指标为512×512象素，更新率为25-30场/秒；录像带重放时可实现1/4(或1/9、1/16)画面到全屏画面变焦(还原为实时全屏画面)；与标准的SUPER-VHS录像机兼容(有的还具有S-VHS接口)；有报警输入/输出接口，可与报警系统联动。八个字符的摄像机名称。用户可自己编程设定给每个摄像机最多达八个字符的名称；报警画面叠加、视频信号丢失指标。设置屏幕菜单编程/调用。编程简单、操作容易，人-机界面友好；电子保险锁。用户可自行设定密码，被允许的操作者才能进行系统的操作。1.2画面处理器在闭路监控系统的后端中有着非常重要的作用和地位：画面处理器一般具有一个主端口，用来接大的监视器（比如21”），一个定点监视端口，用来接小的监视器（比如14”）；大部分的画面处理器都具有环通的功能，可将所有输入的信号通过环通再输出，便于分别单路监视和录像；画面处理器还具有移动侦测和报警联动功能，实际上就是一个小矩阵。正是有着这些优点，在需要电视墙监视的场所就需要画面处理器，如图1和图2所示。在采用矩阵的后端录像系统中，矩阵只能输出信号，不能监视（只能通过第三方的电脑显示1路）和录像，而且输出端口不能够同时连接显示器和录像机，只能二选其一，即使通过视频分配器可以同时连接录像机和显示器，数量也是很大的，不经济，故在矩阵的输出端再连接一台或多台画面处理器则可以有效的处理这个问题；在采用硬盘录像的系统中，人眼在短距离不能同时监视3台以上的显示器，所以一定要通过电视墙才能够实现监视功能，而一般的硬盘录像机不具备直接连接监视器的功能，故也需要画面处理器，然后通过画面处理器配合监视器实现监视功能。1.3画面处理器设备连接示意图如图1所示：图1四画面处理器连接示意图十六画面处理器设备连接示意图如图2所示：图2十六画面处理器连接示意图1.4硬盘录像系统硬盘录像机的基本功能是将模拟的音视频信号转变为JPGEMPEG数字信号存储在硬盘（HDD）上，并提供与录制、播放和管理节目相对应的功能。其突出特性体现在以下几个方面：实现了模拟节目的数字化高保真存储能够将广为传播和个人收集的模拟音视频节目以先进的数字化方式录制和存储，一次录制，反复多次播放也不会使质量有任何下降；全面的输入输出接口：提供了天线/电视电缆、AV端子、S端子输入接口和AV端子、S端子输出接口。多种可选图像录制等级：对于同一个节目源，提供了高、中、低三个图象质量录制等级。大容量长时间节目存储，可扩展性强用户可选用20GB、40GB或更大容量的硬盘用于节目存储；具有先进的时移（Timeshifting）功能：当不得不中断收看电视节目时，用户只需按下Timeshifting键，从中断收看时刻开始的节目都