监控系统基础知识介绍课件

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1、.第一部分、视频监控发展的阶段第一部分、视频监控发展的阶段视频监控系统的定义视频监控系统的定义视频监控系统也称为闭路电视监控系统（CCTV），CCTV全称是 Closed Circuit Television.闭路电视监控系统是安防领域中的重要组成部分，是所有安全系统中最关键的子系统。.第一部分、视频监控发展的阶段第一部分、视频监控发展的阶段视频监控系统的发展经历了三个不同阶段视频监控系统的发展经历了三个不同阶段：第一代：模拟视频监控第二代：数字+模拟视频监控基于微机平台或嵌入式平台的硬盘录像机系统第三代：纯数字IP视频监控基于嵌入式网络视频服务器技术的数字化网络视频监控.第一代第一代 模拟视

2、频监控系统模拟视频监控系统 在20世纪90年代中期以前，主要是以模拟设备为主的闭路电视监控系统，称为第一代模拟监控系统。图像信息采用视频电缆，以模拟方式传输，一般传输距离不能太远，主要应用于小范围内的监控，监控图像一般只能在控制中心查看。本地模拟信号监控系统主要由摄像机、视频矩阵、监视器、录像机等组成，利用模拟视频线将来自摄像机的视频连接到监视器上，利用视频矩阵主机，采用键盘进行切换和控制，录像采用使用磁带的长时间录像机；远距离图像传输采用模拟光纤，利用光端机进行视频的传输传统模拟视频监控系统的局限性传统模拟视频监控系统的局限性：有线模拟视频信号的传输对距离十分敏感模拟视频监控无法联网，只能以

3、点对点的方式监视现场，并且使得布线工程量极大模拟视频信号数据的存储会耗费大量的存储介质（如录像带），查询取证时十分烦琐。.模拟视频监控系统模拟视频监控系统-系统典型组网图（一）系统典型组网图（一）磁带录像机四画面分割器摄像机X4监视器第一代第一代 模拟视频监控系统模拟视频监控系统.模拟视频监控系统模拟视频监控系统-系统典型组网图（二）系统典型组网图（二）画 面 分 割 器磁 带 录 像 机监 视 器控 制 键 盘分控点矩矩 阵阵 主主 机机固 定 摄 像 机带 云 台 摄 像 机固 定 摄 像 机解 码 器电 视 墙第一代第一代 模拟视频监控系统模拟视频监控系统.第二代第二代 数字数字+模拟视

4、频监控系统模拟视频监控系统基于微机平台或嵌入式平台的硬盘录像机系统基于微机平台或嵌入式平台的硬盘录像机系统DVR是近几年迅速发展的第二代监控系统，采用微机和Windows平台，在计算机中安装视频压缩卡和相应的DVR软件，支持实时视频和音频，是第一代模拟监控系统升级实现数字化的可选方案，适合传统监控系统的改造或新建的监控系统。DVR系统特点：A.视频、音频信号的采集、存储主要为数字形式，质量较高B.系统功能较为强大、完善C.与信息系统可以交换数据D.应用的灵活性较好DVR系统从监控点到监控中心为模拟方式传输，与第一代系统相似存在许多缺陷，要实现远距离视频传输需铺设（租用）光缆、在光缆两端安装视频

5、光端机设备，系统建设成本高，不易维护、且维护费用较大。随着信息处理技术的不断发展，嵌入式DVR系统近几年异军突起，由于其可靠性高、使用安装方便在银行系统应用特别广泛，我们通常称嵌入式DVR为2.5代监控系统.第二代数字第二代数字+模拟视频监控系统模拟视频监控系统-典型系统组网图（一）典型系统组网图（一）网络计算机摄像机X 4监视器报警探头 X 4LAN PSTN ISDN以以硬硬盘盘录录像像机机为为核核心心的的监监控控系系统统警号D DV VR R4 40 00 0第二代第二代 数字数字+模拟视频监控系统模拟视频监控系统.第二代视频监控系统第二代视频监控系统-典型系统组网图（二）典型系统组网图

6、（二）传统矩阵主机与硬盘录像机的混合系统传统矩阵主机与硬盘录像机的混合系统第二代第二代 数字数字+模拟视频监控系统模拟视频监控系统.一、数字网络视频监控一、数字网络视频监控 21世纪初期，随着网络技术的发展，基于嵌入式Web服务器技术的远程网络视频监控，而产生网络视频监控技术。其主要原理是：视频服务器/网络摄像机内置一个嵌入式Web服务器，采用嵌入式实时操作系统。摄像机等传感器传送来的视频信息，由高效压缩芯片压缩，通过内部总线传送到内置的Web服务器。网络上用户可以直接用浏览器，观看Web服务器上的图像信息，授权用户还可以控制传感器的图像获取方式。这类系统可以直接连入以太网，省掉了各种复杂的电

7、缆，具有方便灵活、即插即看等特点，同时，用户也无需使用专用软件，仅用浏览器即可。基于嵌入式技术的网络数字监控系统不需处理模拟视频信号的PC，而是把摄像机输出的模拟视频信号通过嵌入式视频编码器直接转换成IP数字信号。嵌入式视频编码器具备视频编码处理、网络通信、自动控制等强大功能，直接支持网络视频传输和网络管理，使得监控范围达到前所未有的广度。除了编码器外，还有嵌入式解码器、控制器、录像服务器等独立的硬件模块，它们可单独安装，不同厂家设备可实现互连。第三代第三代纯数字纯数字IPIP视频监控系统视频监控系统.二、网络视频监控的优点二、网络视频监控的优点 网络视频监控的优点是克服了模拟闭路电视监控的局

8、限性：利用现有的网络资源，不需要为新建监控系统铺设光缆、增加设备，轻而易举地实现远 程视频监控。系统扩展能力强，只要有网络的地方增加监控点设备就可扩展新的监控点。维护费用低，网络维护由网络提供商维护，前端设备是即插即用、免维护系统。系统功能强大、利用灵活、全数字化录像方便于保存和检索。在网络中的每一台计算机，只要安装了客户端的软件，给予相应的权限就可成为监控工作站。第三代第三代纯数字纯数字IPIP视频监控系统视频监控系统.纯数字纯数字IPIP视频监控系统视频监控系统-典型系统组网图（一）典型系统组网图（一）第三代第三代纯数字纯数字IPIP视频监控系统视频监控系统.纯数字纯数字IPIP视频监控系

9、统视频监控系统-典型系统组网图（二）典型系统组网图（二）第三代第三代纯数字纯数字IPIP视频监控系统视频监控系统.闭路监控系统闭路监控系统前端 摄像部分中间 传输部分后端 控制、显示设备楼宇对讲系统楼宇对讲系统保全型可视对讲双向楼宇对讲机防盗报警系统防盗报警系统红外对射红外探头门磁开关玻璃振碎器其它管理系统其它管理系统门禁、考勤管理系统停车场管理系统巡更系统安防综合系安防综合系统统安防综合系统构成图安防综合系统构成图第三代第三代数字网络视频监控系统数字网络视频监控系统.第二部分、第二部分、闭路监控系统的组成闭路监控系统的组成闭路监控系统的组成分为三部分：闭路监控系统的组成分为三部分：一、前端部

10、分（摄像部分）一、前端部分（摄像部分）二、传输部分（同轴电缆为主）二、传输部分（同轴电缆为主）三、监控中心（控制、显示、存储）三、监控中心（控制、显示、存储）.一、闭路视频监控系统一、闭路视频监控系统-前端部分前端部分 摄像部分是电视监控系统的前沿部分，是整个系统的“眼睛”。它布置在被监视场所的某一位置上，使其视场角能覆盖整个被监视的各个部位。有时，被监视场所面积较大，为了节省摄像机所用的数量、简化传输系统及控制与显示系统，在摄像机上加装电动的（可遥控的）可变焦距（变倍）镜头，使摄像机所能观察的距离更远、更清楚；有时还把摄像机安装在电动云台上，通过控制台的控制，可以使云台带动摄像机进行水平和垂

11、直方向的转动，从而使摄像机能覆盖的角度、面积更大。摄像前端部分包含摄像机、镜头、防护罩、支架、监控箱、光端发射机等。.摄像前端设备部分实物图摄像前端设备部分实物图 固定枪式摄像机固定枪式摄像机 全方位一体化高速球机全方位一体化高速球机 室外恒温枪机护罩室外恒温枪机护罩 带雨刷的摄像机防护罩带雨刷的摄像机防护罩 一、闭路视频监控系统一、闭路视频监控系统-前端部分前端部分.一、闭路视频监控系统一、闭路视频监控系统-前端部分前端部分CCD（Charge Coupled Device，感光耦合组件，为数字相机中可记录光线变化的半导体）CMOS（Complementary Metal-Oxide Sem

12、iconductor，互补性氧化金属半导体）DPS（Digital Pixel System）数字像素系统CCD:主流应用，寿命长DPS:新技术、超宽动态应用CMOS:低价，低功耗，寿命短.一、闭路视频监控系统一、闭路视频监控系统-前端部分前端部分(1)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。因有颜色而使信息量增大，信息量一般认为是黑白摄像机的10倍。(2)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。（3）彩色转黑白摄像机：白天彩色晚上转黑白；(1)低档型 影像像素在25万-38万之间、彩色

13、分辨率为420线、黑白分辨率在500线上下(2)中档型 影像在38万点以上、彩色分辨率大于或等于480线，540线、黑白分辨率600线以上(3)高分辨率 影像在100万点以上，主要为高清百万像素网络摄像机.一、闭路视频监控系统一、闭路视频监控系统-前端部分前端部分(1)普通型：正常工作所需照度为1-3Lux(2)月光型：正常工作所需照度为0.1Lux左右(3)星光型：正常工作所需照度为0.01Lux以下(4)红外照明型：原则上可以为零照度，采用红外光源成像。摄像元件的摄像元件的CCDCCD靶面的大小划分靶面的大小划分可分为1英寸，2/3英寸、1/2英寸 1/3英寸、1/4英寸、1/5英寸，原多

14、为1/2英寸，现在1/3英寸的已普及化，1/4英寸和1/5英寸也已商品化环镜照度夏日阳光下100000Lux阴天室外10000Lux电视台演播室1000Lux距60W台灯60cm桌面300Lux室内日光灯100Lux黄昏室内10Lux20cm处烛光10-15Lux夜间路灯0.1Lux.一、闭路视频监控系统一、闭路视频监控系统-前端部分前端部分(1)传统标准型：枪型(2)机板型：鱼眼，针孔镜头(3)伪装型：半球型，灯饰型，侦烟型等(4)子弹型 ：(5)简单型：（机板型加铁壳）(6)一体型：一体机，球型，红外型.2 2、摄像机主要技术参数、摄像机主要技术参数像素是CCD的主要性能指标，它决定了显示

15、图像的清晰程度，分辨率越高，图像细节的表现越好。CCD是由面阵感光元素组成，每一个元素称为像素，像素越多，图像越清晰。现在市场上大多以25万和38万像素为划界，38万像素以上者为高清晰度摄像机彩色摄像机的典型分辨率是在320到500电视线之间，主要有330线、380线、420线、480线、540线等不同档次。分辨率是用电视线（简称线TV LINES）来表示的，彩色摄像头的分辨率在33到500线之间。分辨率与CCD和镜头有关，还与摄像头电路通道的频带宽度直接相关，通常规律是1MHz的频带宽度相当于清晰度为80线。频带越宽，图像越清晰，线数值相对越大。一、闭路视频监控系统一、闭路视频监控系统-前端

16、部分前端部分.最低照度，也称为灵敏度。是CCD对环境光线的敏感程度，或者说是CCD正常成像时所需要的最暗光线。照度的单位是勒克斯（LUX），数值越小，表示需要的光线越少，摄像头也越灵敏。月光级和星光级等高增感度摄像机可工作在很暗条件，23lux属一般照度.扫描制式。有PAL制和NTSC制之分。欧规(50Hz):彩色 PAL 黑白 CCIR 美规(60Hz):彩色 NTSC 黑白 EIA一、闭路视频监控系统一、闭路视频监控系统-前端部分前端部分.交流有220V、110V、24V，直流为12V 或9V 一、闭路视频监控系统一、闭路视频监控系统-前端部分前端部分 信噪比即放大器的输出信号的电压与同时

17、输出的噪声电压的比。单位为分贝(dB)一般来说，信噪比越大，说明混在信号里的噪声越小，声音回放的音质量越高，否 则相反。典型值为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。.也称作逆光补偿或逆光补正，它可以有效补偿摄像机在逆光环境下拍摄时画面主体黑暗的缺陷。当引入背光补偿功能时，摄像机仅对整个视场的一个子区域进行检测一、闭路视频监控系统一、闭路视频监控系统-前端部分前端部分 摄像头内有一个将来自CCD的信号放大到可以使用水准的视频放大器，其放大即增益，等效于有较高的灵敏度，然而在亮光照的环境下放大器将过载，使视频信号畸变。当开关在ON时，

18、在低亮度条件下完全打开镜头光圈，自动增加增益以获得清晰的图象。开关在OFF时，在高亮度条件下可获得自然而低噪声的图像。.目前在市场上见到的标准CCD摄像机大都带有驱动自动光圈镜头的接口，其中有些只提供一种驱动方式（通常为视频驱动方式），也就是说，它只能配接VD型的自动光圈镜头，有些则可同时提供两种驱动方式（视频驱动和直流驱动）供用户选择，因此，它可以配接任何自动光圈镜头。这里，视频驱动（Video Driver，简称VD）方式是指摄像机将视频信号电平输出到自动光圈镜头的内部，再由其内部的驱动电路输出控制电压，使镜头光圈调整电动机转动；直流驱动（DC Driver，简称DD）方式则是指摄像机内部

19、增加了镜头光圈电动机的驱动电路，可以直接输出直流控制电压到镜头内的光圈电动机并使其转动，因此，具有直流驱动接口的摄像机的成本就稍许高一些（因为增加了一部分电路），但所选配的自动光圈镜头则因其内部不含有驱动电路而体积稍小一些，价格也就低一些。一、闭路视频监控系统一、闭路视频监控系统-前端部分前端部分+阴式方四孔型阴式圆四孔型接线端子型.3 3、1 1、摄像机镜头分类、摄像机镜头分类 手动光圈镜头，自动光圈镜头手动、自动光圈镜头的选用取决于使用环境的照度是否恒定。对于在环境照度恒定的情况下，如电梯轿箱内、封闭走廊里、无阳光直射的房间内，均可选用手动光圈镜头，这样可在系统初装调试中根据环境的实际照度

20、，一次性整定镜头光圈大小，获得满意亮度画面即可。对于环境照度处于经常变化的情况，如随日照时间而照度变化较大的门厅、窗及大堂内等，均需选用自动光圈镜头(必须配以带有自动光圈镜头插座的摄像机)，这样便可以实现画面亮度的自动调节，获得良好的较为恒定亮度的监视画面.焦距焦距定焦镜头镜头和变焦镜头镜头一、闭路视频监控系统一、闭路视频监控系统-前端部分前端部分.各种镜头实物图各种镜头实物图 手动光圈定焦镜头手动光圈定焦镜头手动变焦自动光圈镜头手动变焦自动光圈镜头电动变焦镜头电动变焦镜头一、闭路视频监控系统一、闭路视频监控系统-前端部分前端部分.广角镜头：视角在90度以上，一般用于电梯内、大厅等小视距大视角

21、场所。标准镜头：视角在30度左右，一般用于走道及小区周界等场所。(1/2为12mm,1/3为8mm)长焦镜头：视角在20度以内，焦距的范围从几十毫米到上百毫米，用于远距离监视。变焦镜头：镜头的焦距范围可变，可从广角变到长焦，用于景深大，视角范围广的区域。针孔镜头：用于隐蔽监控。一、闭路视频监控系统一、闭路视频监控系统-前端部分前端部分摄取景物的镜头视场角是极为重要的参数，镜头视场角随镜头焦距及摄像机规格大小而变化(其变化关系如前所述)，覆盖景物镜头的焦距可用下述公式计算：(1)f=u D/U (2)f=h D/Hf：镜头焦距、U：景物实际高度、H：景物实际宽度、D：镜头至景物实测距离、u：图像

22、高度、h：图像宽度.焦距（焦距（f f）：）：焦距的大小决定着视场角的大小，焦距数值小，视场角大。光圈系数光圈系数：即光通量（F）：Ff（焦距）/D;通光量与值的平方成反比关系，值越小，则光圈越大。视场角：视场角：镜头视场角可分为图像水平视场角以及图像垂直视场角，且图像水平视场角大于图像垂直视场角，通常我们所讲的视场角一般是指镜头的图像水平视场角。镜头视场角规律：焦距板机固定光圈自动光圈；1/2 1/32.8mm95.6/4mm70.6/6mm48.1/8mm36.5/12mm22.1/16mm17.1一、闭路视频监控系统一、闭路视频监控系统-前端部分前端部分.二、闭路视频监控系统二、闭路视频

23、监控系统-传输部分传输部分 视频传输部分就是系统的图像信号通路。一般来说，传输部分单指的是传输图像信号。但是，由于某些系统中除图像外，还要传输声音信号，同时，由于需要有控制中心通过控制台对监控摄像机、镜头、云台、防护罩等进行控制，因而在传输系统中还包含有控制信号的传输，所以我们这里所讲的传输部分，通常是指所有要传输的信号形成的传输系统的总和。在传输方式上，目前电视监控系统多半采用视频基带传输方式。如果在摄像机距离控制中心较远的情况下，也有采用射频传输方式或光纤传输方式。对以上这些不同的传输方式，所使用的传输部件及传输线路都有较大的不同。.2 2、传输线材选型、传输线材选型 2 2、1 1、视频

24、线视频线摄像机到监控主机距离200米，用RG59（128编）视频线。摄像机到监控主机距离200米，用SYV75-5视频线。2 2、2 2、云台控制线云台控制线云台与控制器距离100米，用RVV60.5护套线。云台与控制器距离100米，用RVV60.75护套线。2 2、3 3、镜头控制线镜头控制线采用RVV40.5护套线。4 4、解码器通讯线解码器通讯线应采用RVV21屏蔽双绞线5 5、摄像机电源线摄像机电源线若系统有20台普通摄象机，摄像机到监控主机的平均距离为50米，则应使用BVV6m2铜芯双塑线作电源主线，不同距离所使用的电源线见如下表：摄象机到监控主机的平均距离划3450m2133m20

25、m电源线规格（2线）6m24 m22.5m2 二、闭路视频监控系统二、闭路视频监控系统-传输部分传输部分.3 3、监控系统线路注意事项、监控系统线路注意事项 3 3、1 1 视频线敷设注意事项视频线敷设注意事项 3、1.1、若摄像机到监控主机（图像处理器、矩阵控制主机或数码录像机）的距离少于200米，可用RG59视频线，若超过200米，应该采用SWY-75-5视频线，以保证监控图像的质量。3、1.2、对于安装在电梯内的摄像机，在电梯井内布线应采用镀锌铁槽并接地处理，以减少电梯电机启动时对视频信号造成的干扰。3、1.3、如果摄象机安装在室外（如大院门口或停车场等），线路需要在室外走线或通过架空钢

26、缆走线，条件允许的情况下要安装视频避雷器（因为加装防雷设备会造成工程总造价的增加），即分别在摄像机端和监控主机端各安装1个视频避雷器，而且每个视频避雷器均要接地（室外摄像机要单独打地线，监控室的视频避雷器可统一接地），以防止感应雷对设备造成损坏。二、闭路视频监控系统二、闭路视频监控系统-传输部分传输部分.3 3、2 2 控制线敷设注意事项控制线敷设注意事项 3、2.1、在模拟监控系统中，若安装配云台变焦镜头的摄象机，并采用云台镜头控制器进行控制，控制线的选择应根据摄像机与云镜控制器的距离确定。当距离少于100米时，云台控制线可采用RVV60.5护套线，；当距离大于100米时，云台控制线应采用R

27、VV60.75护套线，镜头控制线均采用RVV40.5护套线。如果该模拟监控系统是通过矩阵控制主机对云台和镜头进行控制，一般需要用到解码器，控制线路敷设可参考所用矩阵控制主机的技术要求。3、2.2、在数码监控系统中，若安装配云台变焦镜头的摄像机，则需要通过解码器对云台和镜头进行控制。解码器一般安装在摄像机旁，解码器与数码录像机采用RS485总线进行通信。布线应采用RVVP21屏蔽双绞线从数码录像机先引至距离最近的解码器1，然后由解码器1引至解码器2 现在的16路数码录像机最多可接16台解码器，而RS485通讯线的总长度最长可达1200米。解码器有AC 220V和AC 24V两种供电类型，若选用A

28、C 24V解码器，则一般由AC 24V变压器统一供电。特别需要注意的是，由于有些解码器输出的DC 12V电源有干扰，用于摄象机供电时会对图像造成一定的影响，因此需要统一对摄像机（12V）供电。二、闭路视频监控系统二、闭路视频监控系统-传输部分传输部分.3 3、3 3 电源线敷设注意事项电源线敷设注意事项 市面上采用DC 12V供电的普通摄象机工作电流约为200300mA，一体化摄像机为350400mA。如果摄像机的数量较少（5台以内）且摄像机与监控主机的距离较近（少于50米），每台摄像机可单独布RVV20.5电源线到监控室并用小型变压器供电。如果摄像机的数量较多，则应采用大功率的12V直流稳压

29、电源集中供电。在方案设计和施工过程中，要考虑到所有摄像机的总功率和由传输线路所造成的电压降（俗称“线损”，规格为1m2的铜导线每100m的电阻是1.8）。对于一幢楼的监控，施工时一般用2条2.56m2的铜芯双塑线作为电源的主干由监控室引至线井，并沿线井走至各摄像机所在楼层的线井。对于楼层各摄像机的供电，可由该层线井引1条RVV21或RVV21.5（若该层的摄像机数量超过6台）电源线给摄像机供电，或用RVV20.5护套线一一对应供电。二、闭路视频监控系统二、闭路视频监控系统-传输部分传输部分.三、闭路视频监控系统三、闭路视频监控系统-监控中心监控中心 监控中心部分是整个系统的“心脏”和“大脑”，

30、是实现整个系统功能的指挥中心，包括控制部分、显示部分、存储部分。控制部分的另一个重要方面是能对摄像机、镜头、云台、防护罩等进行遥控，以完成对被监视的场所全面、详细的监视或跟踪监视。总控制台上设有的录像机，可以随时把发生情况的被监视场所的图像记录下来，以便事后备查或作为重要依据。目前，有些控制台上设有一台或多台“数字硬盘录像主机”，硬盘录像主机可增加硬盘容量记录长时间的图像信号，这样就可以对某些非常重要的被监视场所的图像连续记录下来。还有的总控制台上设有“多画面分割器”，如四画面、九画面、十六画面等等。也就是说，通过这个设备，可以在一台监视器上同时显示出四个、九个、十六个摄像机送来的各个被监视场

31、所的画面，上述这些功能的设置，要根据系统的要求而定，不一定都采用。.一般由几台或多台监视器（或带视频输入的普通电视机）组成。它的功能是将传送过来的图像一一显示出来。在电视监视系统中，特别是在由多台摄像机组成的电视监控系统中，一般都不是一台监视器对应一台摄像机进行显示，而是几台摄像机的图像信号用一台监视器轮流切换显示。三、闭路视频监控系统三、闭路视频监控系统-监控中心监控中心.监控中心实景监控中心实景闭路视频监控系统闭路视频监控系统-监控中心实景监控中心实景大型闭路电视监控系统控制中心大型闭路电视监控系统控制中心.闭路视频监控系统闭路视频监控系统-监控中心实景监控中心实景某地动态监控指挥中心实图某地动态监控指挥中心实图.闭路视频监控系统闭路视频监控系统-监控中心实景监控中心实景小型闭路电视监控系统控制中心小型闭路电视监控系统控制中心.