监控系统概述(培训教程)

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1、电 视 监 控 系 统培训教程第一部分 电视监控系统概述 电视监控系统是将现场的视频及音频信号采集下来通过传输媒体传输到监控中心实现监视、监听、记录及控制等功能的一套综合性系统。从而实现安全防范、管理、教学、现场监测、视话会议等多方面功能。一、 电视监控系统基本构成 电视监控系统主要由：前端系统、传输系统和终端系统这三大部分组成。（一）、系统框图（二）、前端系统电视监控的前端系统主要是将所需要的现场的图象和音声采集摄取下来转变成电信号以传到监控中心。其主要由：1、摄像机2、镜头3、云台4、防护罩5、支架6、监听头7、射灯及红外灯8、解码器等产品相互结合而构成。1、 摄像机摄像机是将图象信号即光

2、信号转换成电信号的设备。摄像机根据光信号转换成电信号所采取的技术不同可分为：（1）、CCD摄像机。（2）、COMS摄像机。（3）、摄像管摄像机。目前监控行业广泛采用的是CCD摄像机。CCD是Charge Coupled Device(电荷耦合器件)的缩写，它是一种半导体成像器件，因而具有灵敏度高、抗强光、畸变小、体积小、寿命长、抗震动等优点。CCD摄像机的工作方式是被摄物体的图像经过镜头聚焦至CCD芯片上，CCD根据光的强弱积累相应比例的电荷，各个像素积累的电荷在视频时序的控制下，逐点外移，经滤波、放大处理后，形成视频信号输出。视频信号连接到监视器或电视机的视频输入端便可以看到与原始图像相同的

3、视频图像。CCD摄像机的基本参数：（1）、CCD芯片的尺寸 CCD的成像尺寸常用的有1/2寸、1/3寸、1/4寸等，成像尺寸越小的摄像机的体积可以做得更小些，其成本越低。在相同的光学镜头下，成像尺寸越大，视场角越大，最低照度越低。芯片规格成像面大小(宽X高) 对角线 1/2寸6.4x4.8mm对角线8mm，1/3寸4.8x3.6mm对角线6mm，1/4寸为宽3.2mmX高2.4mm,对角线4mm。（2）、分辨率 ：评估摄像机分辨率的指标是水平分辨率，其单位为线对，即成像后可以分辨的黑白线对的数目。常用的黑白摄像机的分辨率一般为380-600线，彩色为330-480线，其数值越大成像越清晰。一般

4、的监视场合，用400线左右的黑白摄像机就可以满足要求。而对于医疗、图像处理等特殊场合，用600线的摄像机能得到更清晰的图像。（3）、成像灵敏度即最低照度：通常用最低环境照度要求来表明摄像机灵敏度，黑白摄像机的灵敏度大约是0.02-0.5Lux(勒克斯)，彩色摄像机多在1Lux以上。0.1Lux的摄像机用于普通的监视场合；在夜间使用或环境光线较弱时，推荐使用0.02Lux的摄像机。与近红外灯配合使用时，也必须使用低照度的摄像机。另外摄像的灵敏度还与镜头有关，0.97Lux/F0.75相当于2.5Lux/F1.2相当于3.4Lux/F1.。参考环境照度：夏日阳光下 100000Lux，阴天室外 1

5、0000Lux，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 10Lux，20cm处烛光 10-15Lux，夜间路灯 0.1Lux。（4）、供电电压国内所使用的CCD摄像机主要有交流220V、交流24V、直流12V。（5）、电子快门电子快门的时间在1/50-1/100000秒之间，摄像机的电子快门一般设置为自动电子快门方式，可根据环境的亮暗自动调节快门时间，得到清晰的图像。有些摄像机允许用户自行手动调节快门时间，以适应某些特殊应用场合。CCD摄像机大致可分为下列几大类：（1）、依成像色彩划分(A)彩色摄像机：适用于景物细部辨别，如辨别

6、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。(B)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。（2）、依摄像机分辨率划分(A)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。(B)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(C)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。（3）、依摄像机灵敏度划分(A) 普通摄像机：正常工作所需照度彩色为0.3-3

7、 Lux,黑白为0.3-0.03 Lux。(B) 底照度摄像机：正常工作所需照度为0.03-0.001 Lux左右(C) 微光摄像机：正常工作所需照度为0.0005 Lux以下(D)红外照明摄像机：原则上可以为零照度即0 Lux，采用红外光源成像。（4）、按摄像元件的CCD靶面的大小划分 (A)l寸靶面尺寸为宽12.7mmX高9.6mm,对角线16mm(B)2/3寸靶面尺寸为宽8.8mmX高6.6mm,对角线11mm(C)1/2寸靶面尺寸为宽6.4mmX高4.8mm,对角线8mm(D)1/3寸靶面尺寸为宽4.8mmX高3.6mm,对角线6mm(E)1/4寸靶面尺寸为宽3.2mmX高2.4mm,

8、对角线4mm(F)1/5in正在开发之中，尚未推出正式产品（5）、按摄像机的功能来分(A)普通摄像机(B)低照度摄像机(C)一体化摄像机(D)半球型摄像机(E)板机(F)针孔摄像机(G)智能球(H)网络型摄像机此外CCD摄像机有PAL制和NTSC制之分，还可以按图像信号处理方式划分或按摄像机结构区分。2、镜头镜头是同摄像机配套使用的，镜头的种类也比较多。（1） 以镜头的焦距、光圈分类：（A）、定焦镜头：焦距固定不变，可分为有光圈和无光圈两种。(a)有光圈：镜头光圈的大小可以调节。根据环境光照的变化，相应调节光圈的大小。光圈的大小可以通过手动或自动调节。手动光圈镜头：人为手工调节光圈的，称为手动

9、光圈；自动光圈镜头：自带微型电机自动调整光圈的，称为自动光圈。 (b)无光圈：即定光圈，其通光量是固定不变的。主要用光源恒定或摄像机自带电子快门的情况。 （B）变焦镜头：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。根据调整方式可分为手动和电动两种方式。 常用的电动变焦镜头为六倍、十倍、十六倍、二十倍变焦。根据光圈控制方式可分为： 三可变镜头：可调焦距、调聚焦、调光圈。 二可变镜头：可调焦距、调聚焦、自动光圈。（2）、根据应用场合分类： （A）、广角镜头：视角90度以上，观察范围较大，近处图像有变形。（B）、标准镜头：视角30度左右，使用范围较广。 （C）、长焦镜头：视角20度以内，焦

10、距可达几十毫米或上百毫米。 （D）、变焦镜头：镜头焦距连续可变，焦距可以从广角变到长焦，焦距越长成像越大。 （E）、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。（3）、选择镜头同摄像机匹配的原则是：（1）、镜头的规格不应小于摄像机的规格，也就是说1/2的镜头可以与1/3的摄像机一起使用，但是1/3的镜头就不能够在1/2的摄像机上使用。（2）、镜头接口与摄像机接口要一致，不一致时要加连接圈。例如：C型镜头安装在CS型摄像机上时，必须在C型镜头上加连接圈，如果不加连接圈就可能碰坏CCD成像面的保护玻璃，造成CCD摄像机的损坏。 3、云台 云台就是两个交流电机组成的安装平台，可以水平和

11、垂直的运动。我们所说的云台区别于照相器材中的云台，照相器材的云台一般来说只是一个三脚架，只能通过手来调节方位；而监控系统所说的云台是通过控制系统在远端可以控制其转动方向的。在控制信号的作用下，云台上的摄像机既可自动扫描监视区域，也可在监控中心值班人员的操纵下跟踪监视对象。 （1）、云台按使用环境分为：室内型和室外型，主要区别是室外型密封性能好，防水、防尘，负载大。 （2）、云台按安装方式分为：侧装和吊装，即云台是安装在天花板上还是安装在墙壁上。 （3）、按外形分为普通型和球型，球型云台是把云台安置在一个半球形、球形防护罩中，除了防止灰尘干扰图像外，还隐蔽、美观、快速。 云台根据其回转的特点可分

12、为只能左右旋转的水平旋转云台和既能左右旋转又能上下旋转的全方位云台。一般来说，水平旋转角度为0355，垂直旋转角度为0+90。恒速云台的水平旋转速度一般在310/s，垂直速度为4/s左右。变速云台的水平旋转速度一般在032/s，垂直旋转速度在016/s左右。在一些高速摄像系统中，云台的水平旋转速度高达200/s以上，垂直旋转速度在30/s以上。 4、防护罩 防护罩分为室内型和室外型两种。（1）、室内防护罩：主要是防尘并有一定防护作用，有的也有隐蔽作用，使监视场合和对象不易察觉受监视。（2）、室外防护罩：其功能有防晒、防雨、防尘、防冻和防凝露等作用。一般室外的防护罩都配有温度继电器，在温度高时自

13、动打开风扇冷却，温度低时自动加热。下雨时可以人为控制雨刷器刷雨。有的室外防护罩的玻璃还可以加热，当防护罩上有结霜时，可以加热除霜。目前防护罩形式多种多样，如：全球型及半球型防护罩。 5、支架 如果摄像机只是固定监控某个位置不需要转动，那么只用摄像机支架就可以满足要求了。普通摄像机支架安装简单，价格低廉，而且种类繁多。 普通支架有短的、长的、直的、弯的，根据不同的要求选择不同的型号。室外支架主要考虑负载能力是否合乎要求，再有就是安装位置，因为从实践中我们发现，很多室外摄像机安装位置特殊，有的安装在电线杆上，有的立于塔吊上，有的安装在铁架上由于种种原因，现有的支架可能难以满足要求，需要另外加工或改

14、进。6、监听头监听头其功能将现场的声音通过微型麦克风和前置放大器转换成音频电信号传至中心。一般采用三线制的监听头比较多，也有采用两线制的监听头。一般供电为直流12V。7、射灯及红外灯一般在夜晚需要实现监视功能的监控系统，如果监视环境的光照度不好均需配置射灯或红外灯以辅助照明，射灯其最大好处是灵活、方便，且价格不贵。黑白电视监控系统宜配置高压水银灯；彩色电视监控系统宜配置碘钨灯。当需夜间隐蔽监视时应用红外灯。红外灯一种是在普通照明灯前加滤光片，另一种是由红外发光二极管阵列构成。前者耗能较大，且常产生“红暴”(由于滤光不净，有少量红光被人眼看到)；后者极少产生“红暴”，但照射距离较近。另外，红外灯

15、对彩色电视监控系统不起作用，这是由于红外光被彩色摄像机中的彩色滤色器滤掉的缘故。因此，使用红外灯需选彩色低照度摄像机或黑白、黑白低照度摄像机。8、解码器在有云台、电动镜头和室外防护罩的电视监控系统中，必须配有控制解码器。这样在控制室中操纵键盘相应按键即可完成对前端设备（云台、电动变焦镜头、室外防护罩、射灯、摄像机电源）各动作及功能的控制。控制解码器必须与系统主机匹配，这是因为不同厂家生产的控制解码器与系统主机的通信协议、编码方式一般都不相同，除非某控制解码器在说明书中特别说明该设备与某个品牌的主机兼容，否则解码器不受控。（三）、传输系统传输系统主要是视频、音频信号和控制信号的传输及电源的供电。

16、传输系统分为：有线传输系统和无线传输系统。对电视监控系统而言即闭路电视监控系统和开路电视监控系统。 闭路电视监控系统根据现场及系统的实际情况可分为：1、 视频传输方式2、 射频传输方式3、 光纤传输方式4、 网络传输方式一般楼宇的电视监控系统通常采用视频传输方式，即视频信号的传输采用同轴电缆的方式传输。传输距离在300米以内一般采用RVV75-5的视频电缆, 75-7的视频电缆可传500米, 75-9的视频电缆可传700米, 75-12的视频电缆可传1000米。传输距离过远使图象质量下降，可考虑用视频放大器来提高信号增益。传输距离越远抗干扰性越差，实际传输效果同所选用的电缆质量也有很大的关系。

17、音频信号一般采用两芯带屏蔽电缆传输，如RVVP20.3、RVVP20.5等。电源线一般采用两芯电缆传输，根据所需供电的设备功率及电压伏数、传输距离、现场的情况来选择电缆的粗细。如，RVV20.5、RVV21.0。控制信号的传输方式包括： 1.直接控制：控制中心直接把控制量，如云台和变焦距镜头的电源电流等，直接送入被控设备。特点是简单、直观、容易实现。在现场设备比较少，主机为手动控制时适用。但在被控的云台、镜头数量很多时，控制线缆数量多，线路复杂，所以在大系统中不采用。一般采用两根六芯线（RVV60.3、RVV60.5）来分别实现云台和变焦距镜头的控制信号传输。 2.多线编码的间接控制：控制中心

18、把控制的命令编成二进制或其他方式的并行码，由多线传送到现场的控制设备，再由它转换成控制量来对现场摄像设备进行控制。这种方式比上一种方式用线少，在近距离控制时也常采用。 3.通讯编码的间接控制：随着微处理器和各种集成电路芯片的普及，目前规模较大的电视监控系统大都采用通信编码，常用的是串行编码。它的优点是：用单根线路可以传送多路控制信号，从而大大节约了线路费用，通讯距离在不加中间处理情况下达可达1km公里以上，加处理可传10Km以上。这样就克服了前面两种方式的缺陷。数据控制信号的传输一般采用一根两芯带屏蔽电缆传输（RVVP20.3、RVVP20.5）。 除了以上方法外，还有一种控制信号和视频信号复

19、用一条电缆的同轴视控传输方式。这种方式不需另铺设控制电缆。它的实现方法有两种：一种是频率分割，即把控制信号调制在与视频信号不同的频繁范围内，然后同视频信号一起传送，到现场后再把它们分解开；另一种方法是利用视频信号场消隐期间传送控制信号。这种方法在短距离传送时明显比其他方法要好，但设备的价格相对也比较昂贵。 在线路铺设时根据现场情况的不同需考虑抗干扰问题，为避免干扰可考虑铺设金属桥架和套金属管。以及系统是否有良好的接地。 （四）、终端系统 终端系统是整个监控系统的核心部分，由它来实现对前端视频图象的显示和记录，音频信号的监听、记录，云台镜头等设备的控制，以及多路音视频信号的切换控制和同报警系统及

20、其他系统的联动功能。终端系统主要由：1、矩阵控制系统2、监视器3、长延时录像机4、数字硬盘录像机5、画面分割器6、切换器7、云台镜头控制器8、时日发生器9、视频分配器10、控制机柜11、电源设备等产品选择相互结合而构成。 1、矩阵控制系统 矩阵控制系统是在单片机的基础上生产出来的大型视频信号、控制信号的处理设备。可以将大量的视频信号输入、全交叉同时切换到大量的监视器等视频显示设备上。并可通过解码器、控制前端的云台、变位镜头及其他设备（也可利用其多级联网的功能）进行分级别的控制管理。基本功能：（1） 进行菜单的综合设置（2） 分组切换（3） 报警联动、调用、显示（4） 分级、多级控制（5） 摄象

21、机镜头控制（6） 云台控制（7） 设置控制（8） 设置时间、日期、摄象机识别标题（9） RS232通讯、计算机多媒体控制2、监视器监视器是监控系统的标准输出，有了监视器我们才能观看前端送过来的图像。监视器主要分为黑白和彩色两大类。监视器也有分辨率，同摄像机一样用线数表示，实际使用时一般要求监视器线数要与摄像机匹配。黑白监视器的中心分辨率通常可达600-800线，彩色监视器的分辨率一般为300-600线。尺寸有9、10、12、14、15、17、21英寸等，常用的是14、21英寸。另外，有些监视器还有音频输入、S-video输入、RGB分量输入等，除了音频输入监控系统用到外，其余功能大部分用于图像

22、处理工作，在此不作介绍。 3、长延时录像机长延时录像机是电视监视系统中的记录和重放装置，它要求可以记录的时间非常长，目前大部分监视系统专用的长延时录像机都可以录24H960H的录像。 电视监视系统中专用录像机是间歇式视频录像机，它有多种时间间隔录像模式，在一盘1/2英寸VHS/E180的盒带上，最长可以录制长达960H的录像。录像机内设有字符信号发生器，可在图像信号上打出月/日/年/星期/时/分/秒/录像模式，还能在图像上示出摄像机与报警器的编号与报警方式。使用自动录像周期设定功能，可以对一星期内每一天的录像模式进行编程。当收到报警信号后，录像机便自动进入连续录像状态，在无报警情况下，恢复正常

23、间歇录像模式。此外，录像机还有一个锁定保护键，使非正常指令与操作无效，防止非专业人员与破坏性操作侵犯电视监视系统。 4、数字硬盘录像机长期以来，人们传统的视频录像都是通过录像机将视频图像记录在录像带上，这种录像又称模拟录像，它具有很多无法克服的缺陷：（1） 检索困难。录像和检索都要倒带、预卷带时间。（2） 维护费用高。大量的录像使录像机磁头磨损，故障率升高。检修与维护困难。（3） 重复质量差。录像带的视频信号在长期存放图像质量会不断下降；尤其是定期重复录像的系统，经过画面分割后，录像带的质量就大为降低，单帧画面几乎无法分辨。（4） 管理烦琐。由于录像带是容量很小的，它需要管理人员定时更换和保管

24、，否则就会中断录像。此外对于大批量录像带的保存也较为麻烦。模拟式磁带录放机（Video Cassette Recorder；VCR）面市的时间已超过20年，产品技术发展得相当成熟，在市场上的接受度也很高，然而其在某些功能上，已逐渐无法满足消费者的需求。 数字影像储存设备（Digital Video Recorder；DVR）的兴起，使得录放机市场起了一场大革命。DVR采数字方式存录影像，具有整合性高、功能多样、可重复录像、影像搜寻方便、画质清晰、不需耗材等特色，逐渐取代了画面分辨率不够、无法快速搜寻画面、所需耗材庞大的VCR。 DVR与VCR的比较如表1所示。DVR是数字视频录像机的总称，因其

25、主要功能为硬盘视频记录，安防行业内更习惯将于DVR称为硬盘录象机。DVR采用数字压缩技术，用硬盘来储存影像，集画面分割、视频切换、录像机的功能于一体，本身可连接传感器、警报器，尚具有移动侦测、通过译码器控制云台和镜头、通过网络传输图像和控制信号等功能，所以事实上它可被称做是一台智能数字监控录像主机。5、画面分割器在大型楼宇的电视监视系统中摄像机的数量多达数百个，但监视器的数量受机房面积的限制要远远小于监视器的数量。而且监视器数量太多也不利于值班人员全面巡视。为了实现全景监视，即让所有的摄像机信号都能显示在监视器屏幕上，就需要用多画面分割器。这种设备能够把多路视频信号合成为一路输出，输入一台监视

26、器，这样就可在屏幕上同时显示多个画面。分割方式常有4画面、9画面及16画面。使用多画面分割器可在一台监视器上同时观看多路摄像机信号，而且它还可以用一台录像机同时录制多路视频信号。有些较好的多画面分割器还具有单路回放功能，即能选择同时录下的多路信号视频信号的任意一路在监视器上满屏放。 6、视频切换器在闭路电视监视系统中，摄像机数量与监视器数量的比例在2:1到5:1之间，为了用少量的监视器看多个摄像机，就需要用视频切换器按一定的时序把摄像机的视频信号分配给特定的监视器，这就是通常所说的视频切换器。切换的方式可以按设定的时间间隔对一组摄像机信号逐个循环自动切换到监视器上，也可以通过手动切换图象信号显

27、示在监视器上。视音频切换器即可将视音频信号同步切换至监视器上。切换器的输入端分为2、4、 6、8、12、16路，输出端分为单路和双路，而且还可以同步切换音频（视型号而定）。 切换器有手动切换、自动切换两种工作方式，手动方式是想看哪一路就把开关拨到哪一路；自动方式是让预设的视频按顺序延时切换，切换时间通过一个旋钮可以调节，一般在1秒到35秒之间。 切换器的价格便宜（一般只有三五百元），联接简单，操作方便，但在一个时间段内只能看输入中的一个图像。要在一台监视器上同时观看多个摄像机图像，就需要用画面分割器。7、云台镜头控制器在监控系统中前端系统与终端系统距离不是很远，控制点不是很多，并且没有分控系统

28、的情况下可采用云台镜头控制器来实现对前端云台镜头的直接控制。在选择云台镜头控制器时一定要考虑到其云台的控制电压是否和选择的云台电压相匹配。8、时间日期发生器时间日期发生器的作用是可将视频图象叠加上时间、日期、摄象机编号及简单的字符。从而实现在监视器上的显示和录象机的记录。9、视频分配器可将一路视频信号转变成多路同样的信号，输送到多个显示与控制设备。一路视频信号对应一台监视器或录像机，若想一台摄像机的图像送给多个管理者看，最好选择视频分配器。因为并联视频信号衰减较大，送给多个输出设备后由于阻抗不匹配等原因，图像会严重失真，线路也不稳定。 视频分配器除了阻抗匹配，还有视频增益，使视频信号可以同时送

29、给多个输出设备而不受影响。10、控制机柜 一套完善的电视监控系统需要由中心控制机柜、屏幕墙将终端的显示、控制、记录设备合理组合在一起。便于工作人员的监视及操作。 11、电源设备根据监控系统的设备情况需选用与之匹配的电源设备，同时为确保整个监控系统长期稳定的正常工作，总系统需考虑配备交流稳压电源。如果要在停电时保证系统正常运行，需配备一定功率和一定安时的UPS备用电源。电视监控系统除了终端系统的主控中心之外，还可以设立多个分控中心，实现多级控制。并且多个电视监控系统还可以连接在一起构成一个大的电视监控网络系统。二、 电视监控系统行业的基本标准中华人民共和国国家标准民用闭路监视电视系统工程技术规范

30、 GB50198-94。 中华人民共和国国家标准工业企业通信设计规范。注：该规范用于线路敷设。 中华人民共和国安全行业标准安全防范工程程序与要求GA/T 75-94。 中华人民共和国安全行业标准安全防范工程费用概预算编制办法 GA/T70-94。三、 电视监控系统所运用的场所随着社会的不断发展，电视监控系统作为一种现代化安全防范及管理系统，已普遍运用于各行各业。如：1、 银行、证券等金融行业2、 公、检、法等司法部门3、 政府机关及企事业厂矿4、 学校及医院5、 交通道路6、 商场、超市、宾馆、酒店等其他娱乐场所7、 电讯、电力系统8、 军队系统9、 智能楼宇、智能小区四、电视监控系统的现状及

31、发展趋势电视监控系统是安全防范系统的组成部分，它是一种防范能力较强的综合系统。视频监控以其直观、方便、信息内容丰富而广泛应用于许多场合。近年来，随着计算机、网络以及图像处理、传输技术的飞速发展，视频监控制技术也有长足的发展。 （一）、 视频监控制系统的现状 目前，视频监控系统正处在数控模拟系统已发展非常成熟、性能稳定，在实际工程中得到广泛应用，数字系统迅速崛起但尚不完全成熟的数字和模拟混合应用并将逐渐向数字系统过渡的阶段。 在国内外市场上，主要推出数字控制的模拟视频监控和数字视频监控两类产品。前者技术发展已经非常成熟、性能稳定，在实际工程应用中得到广泛应用，特别是在大、中型视频监控工程中的应用

32、尤为广泛；后者是新近崛起的以计算机技术及图像视频压缩为核心的新型视频监控系统，该系统解决了模拟系统部分弊端，但仍需进一步完善和发展。 1、数字信号控制的模拟视频监控系统数字信号控制的模拟视频监控系统分为基于微处理器的视频切换控制加PC机的多媒体管理和基于PC机实现对矩阵主机的切换控制及对系统的多媒体管理两种类型。 1-1、基于微处理器的视频切换控制加PC机的多媒体管理类型 80年代是微处理器的年代，视频监控系统利用微处理器固件发展的矩阵切换器，将原来分散的全硬件视频监控系统微型集中化，如将视频切换、对前端的控制等功能集合一起，一机处理，是技术上的一个突破。 1-2、基于PC机实现对矩阵主机的切

33、换、控制和对系统的多媒体管理 基于PC机的视频监控系统采用软件设计，实现摄像机到监视器的视频矩阵切换，云台和镜头的控制，通过串口连接报警设备的报警信息，并通过程序编程自动完成视频切换、云台控制、报警联动、报警录像等各项控制功能。 系统能充分利用PC机的资源，使视频监控系统随电脑技术的发展而不断进步，同时其开放性的结构特性更可使之与其它多种系统如与消防报警系统、出入口管理系统、楼宇自控系统等实现互动集成。 1- 3、数控模拟视频监控系统的优缺点 随着微处理器、微机的功能、性能的增强和提高，多媒体技术的应用，系统在功能、性能、可靠性、结构方式等方面都发生了很大的变化，视频监控系统的构成更加方便灵活

34、、与其它技术系统的接口趋于规范，人机交互界面更为友好。但由于视频监控系统中信息流的形态没有变，仍为模拟的视频信号，系统的网络结构主要是一种单功能、单向、集总方式的信息采集网络，介质专用的特点，因此系统仅管已发展到很高的水平，已无太多潜力可挖，其局限性依然存在，要满足更高的要求，数字化的是必由之路。 2、数字视频监控系统 90年代末，随着多媒体技术、视频压缩编码技术、网络通讯技术的发展、数字视频监控系统迅速崛起，现今市场上有两种数字视频监控系统类型，一种是以数字录像设备为核心的视频监控系统，另一种是以嵌入式视频Web服务器为核心的视频监控系统。 2-1、数字监控录像系统 数字监控录像系统通常分为

35、两类：一类是基于PC机组合的计算机多媒体工作方式；另一类是嵌入式数字监控录像系统。 计算机多媒体方式的数字监控录像系统 数字视频压缩编码技术日益成熟，计算机的普及化，为基于PC机的多媒体监控创造了条件。这种新型视频监控系统的迅速崛起，部分地取代了以视频矩阵图像分割器、录像机为核心，辅以其它传送器的模拟视频监控模式，其优越性主要表现在： a、PC机的多媒体监控主机综合了视频矩阵、图像分割器、录像机等的众多功能，使系统结构大为简化。 b、由于采用计算机网络技术，数字多媒体远程网络监控不受距离限制； c、由于采用大容量磁盘阵列存盘器或光盘存储器，可以节省大量的磁带介质，同时有利于系统实现多媒体信息查

36、询。 但随着基于PC机的视频监控录像系统的发展，在实际工程使用过程中，也暴露出一些不足，主要是系统工作的不稳定性。基于PC的视频监控录像系统的组成结构为： 兼容/工控PC机+视频采集卡+普通/较可靠的操作平台+应用软件 从系统的组成结构来分析： a、PC机 兼容PC机用于24小时不间断工作时，其性能是不很稳定的，工控PC机相对兼容PC机的稳定性有一个档次上的提高，适用于较复杂的工作环境； b、操作系统 以Windows 98为操作平台的系统，业内人士都知道，Win98的稳定性是有一定问题的，如果同时应用软件又不是很规范，这样就容易在使用过程中出现工作不稳定、死机等问题，而基于PC机的视频监控录

37、像系统其软件的实现是在Windows 95/98/NT、Unix、Linux等通用操作系统上，同时系统文件、应用软件和图像文件都存储在硬盘上，视频处理必须高密度输入大量数据，同时硬盘要进行多工工作，普通的硬盘逻辑（如Windows的FAT32）已无法适应，以致极易产生系统的不稳定性，造成死机现象； c 、应用软件 采用简易应用软件的系统是不能够应用安防领域的，视频监控系统的应用软件能力上应支持多任务并发处理，如监视、录像、回放、备份、报警、控制、远程连接等的多工处理能力； d、视频采集卡 视频监控录像系统通常均为多路输入系统，视频采集卡可采用多卡方式，也可采用单卡方式。一般说，单卡方式集成度高

38、，稳定性会优于多卡方式，很多采用一路一卡的方式很容易形成硬件冲突，其稳定性会有较大的影响。 目前市场上也有部分为追求高帧数而设计采用多卡进行迭加的多路单卡设备，但其仍在计算机的总线上进行传输、处理，不可能会有质的飞跃。 嵌入方式的视频监控系统 嵌入式系统 嵌入式系统是以应用为中心，软硬件可裁减的，适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积等综合性严格要求的专用计算机系统，亦即为监控系统量体裁衣的专用计算机系统。 嵌入式系统主要由嵌入式处理器、相关支撑硬件、嵌入式操作系统及应用软件系统等组成，它是集软硬件于一体的可独立工作的“器件”。 嵌入式操作系统是一种实时的，支持嵌入式系统应用的操作系统软件，它

39、是嵌入式系统极为重要的组成部分，通常包括与硬件相关的底层驱动软件、系统内核、设备驱动接口、通信协议、图形界面、标准化浏览器等，嵌入式操作系统在系统实时高效性、硬件的相关依靠性、软件固态化及应用的专用性等方面具有较为突出的特点。 嵌入式系统的优缺点 a、系统为专用系统，所以系统小，指令精简，处理速度快 b、系统数据置于ROM/FLASH MEMORY，调用速度快，不会被改变，稳定性好 c、系统处理实时性好，性能稳定 d、文件管理系统更适合于大量的视频数据 e、该类系统目前四路以上机型还较为少见 f、在网络功能、音视频同步等方面也难令人满意。 2-2、嵌入式视频Web服务器方式 嵌入式视频Web服

40、务器的主要原理 视频服务器内置一个嵌入式Web服务器，采用嵌入式实时多任务操作系统。摄像机送来的视频信号数字化后由高效压缩芯片压缩，通过内部总线送到内置的Web服务器，网络上用户可以直接用浏览器观看Web服务器上的摄像机图像，授权用户还可以控制摄像机、云台、镜头的动作或对系统配置进行操作。 由于把视频压缩和Web功能集中到一个体积很小的设备内，可以直接连入局域网，达到即插即看，省掉多种复杂的电缆，安装方便（仅需设置一个IP地址），用户也无需安装任何硬件设备，仅用浏览器即可观看。 嵌入式视频Web服务器监控系统与其它监控系统的比较 a、布控区域广阔 嵌入式视频Web服务器监控系统的Web服务器直

41、接连入网络，没有线缆长度和信号衰减的限制，同时网络是没有距离概念的，彻底抛弃了地域的概念，扩展布控区域。 b、系统具有几乎无限的无缝扩展能力 所有设备都以IP地址进行标识，增加设备只是意味着IP地址的扩充。 c、可组成非常复杂的监控网络 采用基于嵌入式Web服务器为核心的监控系统，在组网方式上与传统的模拟监控和基于PC平台的监控方式有极大的不同，由于Web服务器输出已完成模拟到数字的转换并压缩，采用统一的协议在网络上传输，支持跨网关、跨路由器的远程视频传输。 d、性能稳定可靠，无需专人管理 嵌入式Web服务器实际上基于嵌入式电脑技术，采用嵌入式实时多任务操作系统，又由于视频压缩和Web功能集中

42、到一个体积很小的设备内，直接连入局域网或广域网，即插即看，系统的实时性、稳定性、可靠性大大提高，也无需专人管理，非常适合于无人值守的环境。 e、当监控中心需要同时观看较多个摄像机图像时，对网络带宽就会有一定的要求。 （二）、视频监控系统的发展 1、视频监控系统的发展方向 前端一体化、视频数字化、监控网络化、系统集成化是视频监控系统公认的发展方向，而数字化是网络化的前提，网络化又是系统集成化的基础，所以，视频监控发展的最大两个特点就是数字化和网络化。 2、数字化 数字化是21世纪的特征，是以信息技术为核心的电子技术发展的必然，数字化是迈向成长的通行证，随着时代的发展，我们的生存环境将变得越来越数

43、字化。 视频监控系统的数字化首先应该是系统中信息流（包括视频、音频、控制等）从模拟状态转为数字状态，这将彻底打破“经典闭路电视系统是以摄像机成像技术为中心”的结构，根本上改变视频监控系统从信息采集、数据处理、传输、系统控制等的方式和结构形式。信息流的数字化、编码压缩、开放式的协议，使视频监控系统与安防系统中其它各子系统间实现无缝连接，并在统一的操作平台上实现管理和控制，这也是系统集成化的含义。 3、网络化 视频监控系统的网络化将意味着系统的结构将由集总式向集散式系统过渡，集散式系统采用多层分级的结构形式，具有微内核技术的实时多任务、多用户、分布式操作系统以实现抢先任务调度算法的快速响应，组成集散式监控系统的硬件和软件采用标准化、模块化和系列化的设计，系统设备的配置具有通用性强、开放性好、系统组态灵活、控制功能完善、数据处理方便、人机界面友好以及系统安装、调试和维修简单化，系统运行互为热备份，容错可靠等功能。 系统的网络化在某种程度上打破了布控区域和设备扩展的地域和数量界限。系统网络化将使整个网络系统硬件和软件资源的共享以及任务和负载的共享，这也是系统集成的一个重要概念。