HVS-003视频监控外设、接口及线缆概述

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1、1HVS-003 HVS-003 视频监控外设、接口及线缆视频监控外设、接口及线缆n 了解视频监控系统基本常识和应用原理；了解视频监控系统基本常识和应用原理；n 熟悉视频监控系统常见外设；熟悉视频监控系统常见外设；n 熟悉视频监控系统常见控制接口、音视频熟悉视频监控系统常见控制接口、音视频接口和网络接口；接口和网络接口；n 熟悉视频监控系统常见线缆。熟悉视频监控系统常见线缆。课程目标课程目标学习完本课程，您应该能够：学习完本课程，您应该能够：n 监控系统外设监控系统外设n 控制接口技术控制接口技术n 音视频接口技术音视频接口技术n 光纤接口技术光纤接口技术n 线缆技术线缆技术目录目录4系统组成

2、系统组成VCRVCR光纤光纤传输传输切换和控制切换和控制电缆电缆视音频存储视音频存储视频显示视频显示 矩阵矩阵视频分配器视频分配器摄像摄像光端机光端机光端机光端机监视器监视器监视器监视器DVRDVR图像检索图像检索/调阅调阅控制键盘控制键盘l 视频监控系统由摄像系统、视频传输设备、切换控制、视音频存储设视频监控系统由摄像系统、视频传输设备、切换控制、视音频存储设备和视频显示设备四部分组成。备和视频显示设备四部分组成。5系统组成系统组成1 1、摄像设备、摄像设备摄像机、镜头、云台、防护罩、支架2 2、传输设备、传输设备视频/音频/控制信号传输光端机3 3、视频切换和控制设备、视频切换和控制设备矩

3、阵（含矩阵键盘）4 4、视频存储、视频存储DVR（硬盘录像机）、VCR盒式录像机。5 5、视频显示、视频显示CRT监视器，LCD，DLP（拼接大屏）6摄像设备摄像设备枪式固定摄像机特点：360度无限制旋转，16128预置位，巡航联动，隐蔽美观。20倍以上光学变倍加10倍以上数字变倍。更高速旋转：水平080/s，垂直040/s通讯协议：RS485/422 控制协议：厂商标准、PELCO、AD等。镜头特点：360度无限制旋转，1664预置位，向上无死角，抗恶劣环境能力强。更高的图像质量。高速旋转：水平：040/s垂直：020/s通讯协议：RS485/422 控制协议：厂商标准、PELCO、AD等。

4、防护罩特点：旋转范围0255，水平：12/s垂直：6/s全天候环境设计，自身不带通讯接口，需要云台解码器。普通摄像机普通摄像机一体化智能球机一体化智能球机匀速云台摄像机匀速云台摄像机智能高速云台摄像机智能高速云台摄像机7视频传输设备视频传输设备2 2、模拟视频光端机光纤传输、模拟视频光端机光纤传输1 1、视频电缆直接传输、视频电缆直接传输3 3、非压缩数字视频光端机光纤传输、非压缩数字视频光端机光纤传输视频1 音频1 站点A站点B以太网 语音光纤 语音以太网视频1 音频1 8l 模拟光端机将输入信号的幅度对一高频载波信号进行FM调制，使高频载波信号的幅度随视频、音频、数据的幅度变化而变化l 光

5、纤上是模拟信号模拟视频光端机工作原理模拟视频光端机工作原理9数字视频光端机工作原理数字视频光端机工作原理l 数字光端机对视频信号进行AD转换，然后将数字信号不压缩也不编码直接调制到光器件上（激光头）输出，接收同理l 光纤上是数字信号10视频切换和控制设备视频切换和控制设备控制键盘室内室外云台解码器 多路控制码分配器 矩阵切换箱CPU 多画面分割器11视频矩阵切换原理视频矩阵切换原理A AB BC CD DE EF FG GH H12视音频存储设备视音频存储设备VCRVCRVHS VHS ：录像回放清晰度下降一半；录像时间短；长延时录像时声音失真；Betacam Betacam：解决了录像回放清

6、晰度问题，但是录像时长更短；VHS录像机Betacam录像机VCR:Video Cassette Recorder VCR:Video Cassette Recorder 13视音频存储设备视音频存储设备DVR DVR PC DVR嵌入式DVR 项目项目类型类型硬件硬件操作系统操作系统业务软件业务软件稳定性稳定性可维护性可维护性工控式工控式工控机/PC图像压缩采集卡硬盘Windows/Linux视频处理通用软件低低嵌入式嵌入式专用电路硬盘RTOS/Linux嵌入式软件高高DVR:DDVR:Digital Video Recorderigital Video Recorder，数字硬盘录像机。，

7、数字硬盘录像机。DVRDVR是视频监控数字及是视频监控数字及 IP IP时代最早的先行者，目前有很多时代最早的先行者，目前有很多DVRDVR兼有兼有DVSDVS的功能的功能DVS:Digital Video Sever,DVS:Digital Video Sever,数字视频服务器数字视频服务器14图像分辨率图像分辨率PALNTSCQCIFQCIF176176*144144176176120120CIFCIF352352*2882883523522402402CIF2CIF7047042882887047042402404CIF4CIF704704576576704704480480Half

8、D1Half D1352352*576576352352*480480D1D1720720*576576720X480720X48015K103K103键盘键盘l键盘的作用键盘的作用用于云台控制l键盘的接口键盘的接口键盘默认为485接口，要使用串口，需要作内部跳线控制线16K103K103键盘键盘l键盘的使用键盘的使用开机默认的高速球ID为0000，要实现对相应高速球的控制，需要首先设置相应高速球的ID。设置完高速球ID,即可通过镜头控制键实现高速球的镜头控制，包括“ZOOM IN”、“ZOOM OUT”、“FOCUS FAR”、“FOCUS NEAR”、“IRIS OPEN”、“IRIS C

9、LOSE”，并且通过摇杆可以实现云台控制。17K103K103键盘键盘l键盘无法使用的可能故障键盘无法使用的可能故障485接线不正确，正负线接反或者接口选择不正确，内部跳线没有完成。地址码或高速球的ID号不正确。波特率不正确18监视器监视器l监视器是闭路监控电视系统的终监视器是闭路监控电视系统的终端显示设备。端显示设备。选择彩色监视器还是黑白监视器应与系统的摄像机一致。屏幕的大小应根据控制中心的面积和监视人数进行选择。监视器的清晰度应相当于或高于摄像机的清晰度，以充分发挥摄像机的性能。监视器的数量根据实际工程需要，以区别轻重缓急，保证重点为原则，与摄像机数量成适当比例。重点部位监视器与摄像机的

10、比例一般不小于1：3，非重点部位不小于1：8。n 监控系统外设监控系统外设n 控制接口技术控制接口技术n 音视频接口技术音视频接口技术n 光纤接口技术光纤接口技术n 线缆技术线缆技术目录目录20RS232RS232接口接口l 信号线：信号线：TXD RS232发送RXD RS232接收GND 接地l 特点：特点：传输距离不太远(最大传输距离15m)传送速率不太高(最大位速率为20Kb/s)l 应用场合：应用场合：适合本地设备之间的通信，用于串口调试21RS485RS485接口接口l 信号线信号线（二线和四线）（二线和四线）+A:正信号GND:信号地-B:负信号l 特点特点抗共模干能力增强,即抗

11、噪声干扰性好，最大传输距离标准值为4000英尺，实际上可达3000米允许连接多达128个收发器.即具有多站能力，半双工数据最高传输速率为10Mb/s l 应用场合应用场合云台控制22RS422RS422l 信号线（二线和四线信号线（二线和四线)T+:RS422发送正T-:RS422发送负GND:接地R+:RS422接收正R-:RS422接收负l 特点特点最大传输距离标准值为4000英尺，1219米 最多可接10个节点，全双工数据最高传输速率为10Mb/s l 应用场合应用场合云台控制23电气参数对比电气参数对比规定规定RS232RS422RS485工作方式工作方式单模单模差分差分差分差分节点数

12、节点数1收、收、1发发1发发10收收1发发128收收最大传输电缆长度最大传输电缆长度50英尺英尺4000英尺英尺4000英尺英尺最大传输速率最大传输速率20Kb/s10Mb/s10Mb/s最大驱动输出电压最大驱动输出电压+/-25V-0.25V+6V-7V+12V驱动器输出信号电平（负载最小值）驱动器输出信号电平（负载最小值）负载负载+/-5V+/-15V+/-2.0V+/-1.5V驱动器输出信号电平（空载最小值）驱动器输出信号电平（空载最小值）空载空载+/-25V+/-6V+/-6V驱动器负载阻抗（驱动器负载阻抗（）3K7K10054摆率（最大值）摆率（最大值）30V/SN/AN/A接收器输

13、入电压范围接收器输入电压范围+/-15V-10V+10V-7V+12V接收器输入门限接收器输入门限+/-3V+/-200mV+/-200mV接收器输入电阻（接收器输入电阻（）3K7K4K(最小最小)12K驱动器共模电压驱动器共模电压-3V+3V-1V+3V接收器共模电压接收器共模电压-7V+7V-7V+12Vn 监控系统外设监控系统外设n 控制接口技术控制接口技术n 音视频接口技术音视频接口技术n 光纤接口技术光纤接口技术n 线缆技术线缆技术目录目录25复合视频信号复合视频信号(CVBS)(CVBS)接口接口l 由三个独立的由三个独立的RCA插头（梅插头（梅花接口花接口RCA端子端子)组成的，

14、组成的，其中的其中的V接口连接混合视频接口连接混合视频信号，为黄色插口；信号，为黄色插口；L接口接口连接左声道声音信号，为白连接左声道声音信号，为白色插口；色插口；R接口连接右声道接口连接右声道声音信号，为红色插口。声音信号，为红色插口。应用场合应用场合：电视机、影碟机类产品：电视机、影碟机类产品26S S端子端子接口接口l S S端子接口由五条芯线组成：端子接口由五条芯线组成：两路视频亮度信号两路视频亮度信号 两路视频色度信号两路视频色度信号 一路公共屏蔽地线一路公共屏蔽地线27BNCBNC接口接口l BNC BNC（Bayonet Navy Bayonet Navy ConnectorCo

15、nnector）接头）接头l 具有特殊的卡口式连接方具有特殊的卡口式连接方式，插座上有两个卡销，连式，插座上有两个卡销，连接时只需要把连接螺母转动接时只需要把连接螺母转动1/41/4圈即可锁定连接器圈即可锁定连接器应用场合应用场合：BNC BNC接头适合需要频繁插拔的场合，可适配多接头适合需要频繁插拔的场合，可适配多种同轴电缆。种同轴电缆。28l公头公头l母头母头lT型转换器型转换器29直接传输色差的接口直接传输色差的接口l欧洲的欧洲的SCARTSCART接口：接口：lVGA接口：接口：l美国的美国的3 RCA3 RCA色差分量色差分量接口：接口：l日本的日本的D D端子端子:30USBUSB

16、接口接口lUSBUSB只适合用来只适合用来传输静态图片如数传输静态图片如数码相机的码相机的JPGJPG照片照片或低质量的动态图或低质量的动态图像，而不适合传输像，而不适合传输动态高清晰度图像。动态高清晰度图像。应用场合应用场合：数码相机：数码相机31IEEE1394IEEE1394接口接口l IEEE1394 IEEE1394也叫也叫i.Link,i.Link,也叫也叫DVDV接口。传输的最高数据率是接口。传输的最高数据率是400MBPS400MBPS。由于速度的限制，。由于速度的限制，在传输视频信号时只能传输在传输视频信号时只能传输隔行并且经过隔行并且经过MPEGMPEG压缩的压缩的信号。信

17、号。IEEE1394 IEEE1394也不适合传也不适合传输高清晰度视频信号。输高清晰度视频信号。应用场合应用场合：数码摄影机：数码摄影机32DVIDVI接口接口l DVI接口，传输速度高达约接口，传输速度高达约8GBPS(165MHZ x 24bit x 2)，一共具有一共具有29只脚，体积也比较大，只脚，体积也比较大，并且不支持声音的传输并且不支持声音的传输 应用场合应用场合：适合传输无压缩、高：适合传输无压缩、高清晰度视频信号。最高支持清晰度视频信号。最高支持QXGAQXGA格式格式(2048x1536)(2048x1536)。33HDMIHDMI接口接口l HDMIHDMI是是Hi-D

18、efinition Hi-Definition Multimedia InterfaceMultimedia Interface缩写。缩写。l 最高传输速度是最高传输速度是3.95GBPS,3.95GBPS,支持支持HDTVHDTV信号的无压缩传输，信号的无压缩传输，并支持并支持8 8声道声道96KHZ96KHZ或或1 1个声个声道的道的192KHZ192KHZ数字伴音。数字伴音。应用场合应用场合：高清晰度图像和数字伴音的传播。：高清晰度图像和数字伴音的传播。34音频接口音频接口l 凤凰头凤凰头L/RL/R输入方式输入方式 LI LI 左声道输入左声道输入 RI RI 右声道输入右声道输入 G

19、ND GND 接地接地 LO LO 左声道输出左声道输出 RO RO 右声道输出右声道输出l MICMIC输入输入n 监控系统外设监控系统外设n 控制接口技术控制接口技术n 音视频接口技术音视频接口技术n 光纤接口技术光纤接口技术n 线缆技术线缆技术目录目录36光纤接口封装光纤接口封装l19封装焊接型光模块，焊接型光模块，一般速度不高于千兆，多采用一般速度不高于千兆，多采用SCSC接口接口lSFF封装焊接小封装光模焊接小封装光模块，一般速度不高于千兆，多采块，一般速度不高于千兆，多采用用LCLC接口接口lGBIC封装热插拔千兆接热插拔千兆接口光模块，采用口光模块，采用SCSC接口接口37光纤接

20、口封装光纤接口封装lSFP封装热插拔小封热插拔小封装模块，目前最高数率可装模块，目前最高数率可达达4G4G，多采用，多采用LCLC接口接口lXENPAK封装应用在应用在万兆以太网，采用万兆以太网，采用SCSC接口接口lXFP封装10G10G光模块，光模块，可用在万兆以太网，可用在万兆以太网，SONETSONET等多种系统，多采等多种系统，多采用用LCLC接口接口38常见光接口类型常见光接口类型lSC-SC-最早的接口，体积较大，最早的接口，体积较大，5V5V供电。模塑插拔耦合式连接器。供电。模塑插拔耦合式连接器。其外壳采用模塑工艺，用铸模玻其外壳采用模塑工艺，用铸模玻璃纤维塑料制成，呈矩形；插

21、针璃纤维塑料制成，呈矩形；插针由精密陶瓷制成，耦合套筒为金由精密陶瓷制成，耦合套筒为金属开缝套管结构。紧固方式采用属开缝套管结构。紧固方式采用插拔销式，不需要旋转。插拔销式，不需要旋转。lFC-FC-外部加强件采用金属套，外部加强件采用金属套，紧固方式为螺丝扣。测试设紧固方式为螺丝扣。测试设备选用该种接头较多。备选用该种接头较多。39常见光接口类型常见光接口类型LC接口接口lLC-LC-套管外径为套管外径为1.25mm1.25mm，是通常采用的是通常采用的FC-SCFC-SC、STST套管套管外径外径2.5mm2.5mm的一半，提高连的一半，提高连接器的应用密度。接器的应用密度。n 监控系统外

22、设监控系统外设n 控制接口技术控制接口技术n 音视频接口技术音视频接口技术n 光纤接口技术光纤接口技术n 线缆技术线缆技术目录目录41单模光纤与多模光纤单模光纤与多模光纤l单模光纤单模光纤（Single-Mode）中心玻璃芯较细(芯径一般为9或10m)，只传输主模，也就是说光线只沿光纤的内芯进行传输。由于完全避免了模式射散使得单模光纤的传输频带很宽因而适用与大容量，长距离的光纤通迅。单模光纤使用的光波长为1310nm或1550 nm。单模光纤为黄色。l多模光纤多模光纤（Multi-Mode）中心玻璃芯较粗(50或62.5m)，工作在一定的波长下（850nm/1300nm），有多个模式的光波在光

23、纤中传输，这种光纤称之为多模光纤。由于色散或像差，这种光纤的传输性能较差频带比较窄，传输容量也比较小，距离比较短。多模光纤为橘红色。单模光纤单模光纤多模光纤多模光纤42单模光纤和多模光纤单模光纤和多模光纤多束光线以不同的反射角传播多束光线以不同的反射角传播光纤的直径减小到一个光波波长单束光线沿直线传播单束光线沿直线传播43单芯光缆和多芯光缆单芯光缆和多芯光缆玻璃封套玻璃封套塑料外套塑料外套玻璃内芯玻璃内芯玻璃内芯玻璃内芯塑料外套塑料外套玻璃封套玻璃封套外壳外壳常见规格：玻璃内芯常见规格：玻璃内芯50um缓变型缓变型MMF 62.5um缓变缓变/增强型增强型MMF 8.3um突变型突变型SMF

24、玻璃包层玻璃包层125um44同轴电缆（一）同轴电缆（一）同轴电缆基带同轴电缆（50）粗缆细缆宽带同轴电缆（75）铜芯铜芯绝缘层绝缘层外导体外导体屏蔽层屏蔽层保护套保护套粗缆细缆45同轴电缆（二）同轴电缆（二）同轴电缆阻抗75（RG-11）50（RG-11/RG-8/RG-58）传输方式宽带：300MHz-750MHz模拟信号传输(FDM)基带：数据传输，1Km内，速率可达12Gb/s直径粗缆（AUI）用途无线接入的馈线细缆（BNC）有线电视宽带数据网络93（RG-62）46同轴电缆（三）同轴电缆（三）l基带同轴电缆的阻抗为基带同轴电缆的阻抗为5050欧姆，欧姆，通常用来传输数字信号，速率最高通常用来传输数字信号，速率最高可达可达10Mbps10Mbps。粗缆的传输距离为。粗缆的传输距离为500m,500m,细缆细缆180m180m。l宽带同轴电缆的阻抗为宽带同轴电缆的阻抗为7575欧姆，欧姆，通常用来传输有线电视模拟信号。通常用来传输有线电视模拟信号。其带宽可达其带宽可达750MHz750MHz以上，通常利以上，通常利用用FDMFDM技术。技术。铜芯铜芯绝缘层绝缘层外导体外导体屏蔽层屏蔽层保护套保护套