小区智能化各系统基础知识(1)

4太阳能热水系统节能应用123叠压供水节能应用暖通空调系统运行节能目录5电气节能小区智能化各系统基础知识一、总框图二、视频监控系统三、停车场管理系统12目录55总框图上次培训可视对讲门禁系统、电梯控制系统，本次培训视频监控系统和停车场管理系统。第一部分视频安防监控系统5一、定义视频安防监控系统视频安防监控系统是利用视频技术弹出、监视设防区域并实时显示、记录现场图像的电子系统或网络。二、系统组成视频安防监控系统一般由前端、传输、控制及显示记录四个主要部分组成。前端部分包括一台或多台摄像机以及与之配套的镜头、云台、防护罩、解码驱动器等；传输部分包括电缆和/或光缆，以及可能的有线/无线信号调制解调、分配、网络设备等；控制部分主要包括视频切换器/矩阵、云台镜头控制器、操作键盘、电源和与之配套的控制台、监视器柜等；显示记录设备主要包括监视器、录像机、多画面分割器等。数字系统部分设备集成多种功能。二、系统分类视频安防监控系统1、传统模拟闭路视频监控系统摄像机通过同轴线缆传输视频信号，线缆与模拟设备相连接，如视频画面分割器、矩阵、切换器、卡带式录像机（VCR）及视频监视器等。2、“模拟-数字”监控系统“模拟-数字”监控系统是以数字硬盘录像机DVR为核心的半模拟-半数字方案，从摄像机到DVR人采用同轴缆输出视频信号，通过DVR同时支持录像和回放，并可支持有限IP网络访问。每个摄像机仍需单独视频线缆，布线复杂。不能从任意客户机访问任意摄像机，只能通过DVR间接访问摄像机，远程监视/控制能力有限。3、全IP数字视频监控系统摄像机内内置WEB服务器，并直接提供以太网端口，摄像机生成数字视频数据，可供任何经授权的客户机从网络的任何位置访问、监视并记录，而不事生生成联系模拟信号图像。布线简单、易于扩展。三、摄像机视频安防监控系统1、分类1）摄像机外形半球摄像机、枪式摄像机、球型摄像机（快球和匀速球）；2）使用场所室内型（枪机和球机加上室外护罩可用于室外）、室外型；3）摄像机靶心CMOS、CCD；4）图像色彩彩色摄像机、黑白摄像机；三、摄像机视频安防监控系统1、分类5）照度要求普通摄像机（最低照度1-3LUX）低照度摄像（月光：0.1LUX，星光：0.01LUX）红外摄像机（日夜转换型）；6）传输信号模拟、数字；7）背光性能普通型、宽动态摄像机8）特殊型防爆型海岸（边境）型全景摄像机、鹰眼摄像机四、主要参数的解析1、图像传感器图像传感器，是一种将光学图像转换成电子信号的设备，分为可分为CCD和CMOS两大类。图像传感器相当于传统光学相机中的胶卷，是成像质量关键因素。CCD传感器具有低照度效果好、成像质量好、色彩还原能力佳等优点，缺点是制造成本高、功耗大。CMOS的优点是制造成本低，功耗也低得多，但是CMOS传感器对光源的要求要高一些，成像质量相比CCD略差。但是随着技术的发展，这种性能差距越来越小。9视频安防监控系统2、传感器尺寸：传感器的尺寸大小，是指感光器件的面积大小，感光器件的面积越大，捕获的光子越多，感光性能越好，成像质量也就越好。传感器的尺寸多为1/4英寸、1/3英寸、1/2.5英寸、1/1.8英寸、2/3英寸等，在相同的分辨率下，尺寸越大越好。1/1.8英寸的300万像素相机效果通常好于1/2.7英寸的400万像素相机(后者的感光面积只有前者的55%)。而相同尺寸的传感器像素增加固然是件好事，但这也会导致单个像素的感光面积缩小，有曝光不足的可能。但如果在增加像素的同时想维持现有的图像质量，就必须增大传感器的尺寸。10视频安防监控系统3、逐行扫描与隔行扫描我们看到的视频是一幅一幅连续的图像，单个图像在感光生成和显示的时候，都是分行来扫描的。隔行扫描把每幅画面分两场扫描，第一场扫描先扫描奇数行，第二场再扫描偶数行。隔行扫描对扫描速度和传输速度要求均不高，以前由于技术原因，扫描速度跟不上，通常采用隔行扫描。隔行扫描有个明显的缺点，就是容易出现闪烁。逐行扫描就是从上至下，一行一行的扫描，逐行扫描的画面平滑自然无闪烁。现在新的摄像机和显示设备大多采用逐行扫描。11视频安防监控系统4、分辨率分辨率可分为显示分辨率和图像分辨率两种。显示分辨率展现的是显示器的精细程度，表示显示器所能显示的像素有多少，显示器可显示的像素越多，画面就越精细，同样的屏幕区域内能显示的信息也越多，所以显示分辨率是个非常重要的性能指标。图像分辨率表示图像包含多少个像素，包含的像素越多，图像就越精细，清晰度越高，同时占用的存储空间也会越多。主流的显示器和图像分为4:3和16:9两种：4:3分辨率主要有640×480，800×600，1024×768，1280×960等。16:9分辨率主要有960×540，1280×720，1600×900，1920×1080等。12视频安防监控系统5、帧率视频是一幅一幅连续的图像，每幅图像称为一帧，帧率表示每一秒有多少帧图像，帧率的单位为fps。帧率表示视频中的图像每秒钟能够更新的次数。高的帧率可以得到更流畅、更逼真的动画。如果帧率超过屏幕刷新率只会浪费图形处理的能力，因为监视器不能以这么快的速度更新，这样超过刷新率的帧率就浪费掉了。CRT显示器的刷新频率为60Hz-85Hz，液晶显示器的刷新频率为60Hz-75Hz，所以视频帧率一般不会超过75fps。监控视频的帧率直接决定其传输所需的带宽，大多数摄像机采用25-60fps帧率的视频流。13视频安防监控系统6、高清视频编码压缩标准高清监控视频在成像后，为了方便网络传输和存储，需要进行编码压缩。目前监控视频最常用的编码压缩标准为H.264和H.265。H.264是国际标准化组织（ISO）和国际电信联盟（ITU）共同提出的数字视频压缩标准，通过该标准，在同等图象质量下的压缩效率比以前的标准（MPEG2）提高了2倍左右，可以在相同的带宽下提供更加优秀的图象质量。H.265是在H.264的基础上改进而形成的，与H.264相比，H.265标准仅需约一半的带宽即可播放相同质量的视频。采用H.264标准，传输1080P高清视频需要2-4Mbps的带宽，而采用H.265标准，传输1080P高清视频仅需要1-2Mbps的带宽。14视频安防监控系统7、码流码流是指视频文件在单位时间内使用的数据流量，也叫码率，学术名称为比特率，单位为bps，比特率越高，传送数据速度越快。同时，对于视频流来说，码流越大，传输需要的带宽也越大，单位时间内需要的存储空间也越多。例如：4Mbps码流至少需要4Mbps的带宽来传输。比特bit应该与字节byte区分开，比特用小写b来表示，字节用大写B来标准，1字节=8比特，Mbps表示每秒传送多少比特，MBps表示每秒传送多少字节，数据文件的大小通常用字节B来表示。15视频安防监控系统8、焦距焦距，也称为焦长，指从镜头透镜中心到光聚集焦点的距离。在摄像机中，就是从镜片光学中心到底片、CCD或CMOS等成像平面的距离。焦距用f表示，单位为mm。镜头焦距越小视野越开阔，照的距离越近；反之，镜头焦距越大视野越狭小，照的距离越远。镜头最佳监控距离参考：3.6mm镜头最佳监控距离1~5M6mm镜头最佳监控距离4~8M8mm镜头最佳监控距离6~12M12mm镜头最佳监控距离8~20M16mm镜头最佳监控距离15~25M镜头视角参考：3.6mm视角67.4°6mm视角43.6°8mm视角33.4°12mm视角22.6°16mm视角17.1°16视频安防监控系统9、照度照度也就是光照强度，指单位面积上所接受可见光的光通量，单位为勒克斯（Lux或Lx）。完全没光时照度为0lux，室内让人最舒适的光照强度为100lux。摄像机的照度指的是能正常成像所需的最低照度，低照度摄像机的级别：0.1Lux：暗光级0.01Lux：月光级0.001Lux及以下：星光级0lux：红外17视频安防监控系统10、日夜转换也称为彩色转黑白，彩色摄像机成像所需的照度更高，在夜晚照度较低时，为了获得更好的图像质量，对每个像素点取其灰度值输出，就变成黑白画面了。现在更多的使用红外摄像机，在光照条件不足时，开启红外灯，输出黑白图像，其最低照度为0Lux。18视频安防监控系统11、光圈光圈是一个用来控制光线透过镜头，进入机身内感光面光量的装置，它通常是在镜头内。光圈大小用f值表示，光圈F值=镜头的焦距/镜头光圈的直径，民用摄像机光圈F值常常介于F2.8-F11。光线强烈，就要缩小光圈，光线暗淡，就要开大光圈。也就是说F值越小的相机（其他参数不变），越有利于夜景拍摄。19视频安防监控系统12、宽动态宽动态技术是在非常强烈的光照对比下让摄像机看到影像而运用的一种技术。当高亮度区域及阴影、逆光等相对亮度较低的区域在图像中同时存在时，摄像机输出的图像会出现明亮区域因曝光过度成为白色，而黑暗区域因曝光不足成为黑色，严重影响图像质量。摄像机在同一场景中对最亮区域及最暗区域能正常成像的范围成为“动态范围”。传统摄像机的动态范围比值约为3:1，宽动态摄像机的动态范围比值可以达到100:1以上。20视频安防监控系统13、编码、解码编码就是指通过特定的压缩技术，将图像、文字、声音或其它对象编成数码，以便于存储和传输。解码就是一个相反的过程，将把数码还原成它所代表的内容。视频流传输中最为重要的编解码标准有H.263、H.264、H.265以及MPEG系列标准等。图像文字声音视频等内容计算机数码编码解码21视频安防监控系统14、数字降噪噪波即为图像中的杂质，数字降噪技术，用数字处理降低混杂在视频信号中的杂质。由于图像噪波的出现是随机的，因此每一帧图像出现的噪波是不同的。3D数字降噪通过对比相邻的几帧图像，将不重叠的信息（即噪波）自动滤出，从而显示出比较纯净细腻的画面。22视频安防监控系统五、前端主要辅材视频安防监控系统1、云台、解码器；2、安装支架；3、摄像机护罩；4、立杆。六、传输视频安防监控系统1、模拟系统1）同轴缆传输（SYV75-5、SYV75-7、SYV75-3）：SYV指实心聚乙烯绝缘的同轴电缆，国标代号是射频电缆——又叫“视频电缆”；75代表阻抗性，-后的数字代表绝缘外径(5mm、7mm、3mm)。线径越粗的传输距离越远，相同线径的不同编数的同轴缆传输距离也不一样，例如SYV75-5有64编、96编和128编；2）光纤传输（单模光纤、多模光纤、视频光端机）：根据传输点模数的不同，光纤可分为单模光纤和多模光纤。所谓“模”是指以一定角速度进入光纤的一束光。单模光纤采用固体激光器做光源，多模光纤则采用发光二极管做光源。多模光纤的芯线粗、传输速度低、距离短，整体的传输性能差。单模光纤只能允许一束光传播，所以单模光纤没有模分散特征，因而，单模光纤的纤芯相应较细，传输频带宽、容量大、传输距离长。光端机：视频信号、控制信号与光信号相互转换的设备。六、传输视频安防监控系统2、数字系统1）线缆（网线）：网线：超五类线（百兆）、六类线（两百兆，短距离千兆），网线的链路总长度不超过100米。网线水晶头做法：平行（直通）线的做法是：两头同为568A标准或568B标准，网络传输常用568A标准，568B常用作总线类水晶头做法。网线实际使用1、2、3、6脚。六、传输视频安防监控系统2、数字系统2）设备（光纤收发器）光纤收发器、带光口交换机：数字电信号与光信号相互转换的设备。光纤收发器有单口和多口，多口光纤收发器的交换功能不稳定性，建议使用不超过2口。光纤收发器根据光纤类型有单模和多模之分。光纤收发器的传输速率：10/100M/1G自适应以太网光纤收发器，10/100M自适应以太网光纤收发器。工作方式：全双工方式（fullduplex）是指当数据的发送和接收分流，分别由两根不同的传输线传送时，通信双方都能在同一时刻进行发送和接收操作，这样的传送方式就是全双工制；半双工方式（halfduplex）是指使用同一根传输线既作接收又作发送，虽然数据可以在两个方向上传送，但通信双方不能同时收发数据，这样的传送方式就是半双工