上海敏達：談安防視頻工程的問題與解決

1、上海敏達：談安防視頻工程的問題與解決來源：太平洋安防網      安防的視頻監(jiān)控系統(tǒng)很多采集電梯內的圖像。但在電梯運行時，圖像有網紋干擾，有的太嚴重至使無法看清圖像內容。電梯圖像的網紋干擾源是什么？是怎樣形成干擾回路的？安防的視頻監(jiān)控系統(tǒng)很多采集電梯內的圖像。但在電梯運行時，圖像有網紋干擾，有的太嚴重至使無法看清圖像內容。那么這干擾是怎么形成的？是電源干擾？是電梯輻射？ 其實是系統(tǒng)兩端地電位差所至，如圖，電梯動力電是三相電源，由于三相各負載輕重不同，形成中線地電位在電梯運行時相對于弱電槽的地;相對于安監(jiān)控制室的地;相對于其它電梯機房的地都有一定

2、的電位差。這電位差在變頻電梯系統(tǒng)中呈現高頻脈沖電壓。而我們的視頻電纜部分與電梯線纜一起走，部分與弱電槽一起走，部分與其它線纜一起走，最終匯于控制室。線間容抗在高頻脈沖下變小，這就給電梯中線地有一個放電回路，至使圖像中產生網紋干擾。電梯圖像的網紋干擾抑制手段種種一、阻斷干擾回路：由于網紋干擾是系統(tǒng)兩端的高頻電位差所至。只要隔斷或減弱放電回路，就可以有效地抑制干擾。我們曾經做過一個試驗：視頻線從電梯內放到電梯機房。用監(jiān)視器現場觀看圖像，無任何干擾。將視頻線從電梯機房放到控制室。電梯機房裝一個攝像機，在控制室看圖像也無干擾。但是只要這二根視頻線的網線相碰，在那里看都有干擾。所以隔斷是很有效的手段。其

3、方法首推當然是光纜傳輸。其次在放視頻線時兩個地系統(tǒng)中間放置一對無線視頻傳輸設備(由于這類設備比較易受其它干擾，建議放在一起)，來阻斷干擾網絡。當然這條件是兩個地系統(tǒng)能分得開的。再者在這中間放置一個高頻扼流設備(即磁性塊上繞視頻線的那種)來阻斷外界的高頻回路。二、用調節(jié)器制解調器避開干擾：圖像的網紋干擾畢竟是1兆左右的頻率。只要通過高頻調制器，后解調濾波，可以濾除外來的干擾。當然這調制解調器有好壞的問題。譬如濾波的帶寬是很講究的。另外調制的頻率也不能落到干擾頻率的倍頻上。三、 信號先放大，后壓縮抑制干擾：在攝像機旁加一個放大器，將視頻信號盡量放大，在機房監(jiān)視端將信號壓縮還原。由于干擾沒有放大，而

4、同樣隨信號一起壓縮，干擾信號就縮小了。所以放大視頻信號最好倍數要大，一般可達5至10VPP，但這抗干擾系統(tǒng)設備一定要符合75匹配，不然傳輸中可能出現其它種干擾。四、平衡傳輸抗干擾：將攝像機輸出的不平衡信號轉換成平衡信號用于5類雙絞線傳輸，后端再轉換成不平衡輸出。但這轉換器也有局限性，用無源設備高頻損失較大，用有源補償，干擾電壓大于共模電壓時，可能出現黑白干擾點。綜上述各方法各有利弊，大都設備也不是萬使萬靈的。要綜合現場，針對主要干擾根源靈活組合運用。 用雙絞線傳輸圖像的問題圖像原是用視頻電纜不平衡傳輸的，因為其傳輸要求寬帶。不平衡傳輸高頻損耗小，但抗干擾不及雙絞線纜。隨著5A雙絞線的

5、興起，也有不少將視頻信號轉換成平衡后，用雙絞傳輸。據稱5A線可以帶寬做到上百兆，這是誤導。因為5A線是傳脈沖數據信號的帶寬，其系統(tǒng)幅度要求低，而視頻信號是模擬信號，幅頻要求很高。所以雙絞線在視頻信號上的帶寬還是不及視頻線，但前者抗干擾能力要比后者強，還是可用之。但使用時要注意幾個指標：一般平衡與不平衡轉換器有兩種：有電源和無電源設備。無源的由于不能高頻補償，長距離傳輸圖像時，高頻損失比較厲害。有源的可以高頻補償，但由于電源電壓特定，抗共模干抗有限。所以此種設備并非是完善的視頻傳輸方案，可以有選擇而用之。圖像為抗干擾用調制解調節(jié)器方法可能產生的問題首先此方法傳輸的電纜應該是射頻電纜，否則長距離可

6、能有重影。其次，調制頻率需避開干擾源的倍頻頻率。還有最大問題是，現在市場上有便宜的解調節(jié)器。為了易捕獲信號，濾波帶寬做得很寬，干擾的倍頻也進去了，抗干擾效果很差。另外，輸入輸出阻抗又被忽略，使得圖像質量很差。所以用調制解調傳圖像是抗干擾及單線傳多路圖像的一種選擇。但一定得選取可靠設備和合理選用線纜。圖像為抗干擾用放大設備現有的問題與解決由于圖像在傳輸前端信號放大了，后端還原后，圖像信號不變。但傳輸中的干擾信號確是壓縮了。從而起到了抗干擾作用。若將高頻進一步提升，也可以做到高頻補償效果。但現在很多此類設備放大不夠，干擾也就壓縮不大。有的設備后端無源，75匹配不考慮，這就背離了視頻傳輸原則了。所以

7、建議用前端放大10V以上，后端是有源壓縮，附合75匹配傳輸的設備。電纜特性阻抗是指什么？ 一般電纜都有特性阻抗指標。比如50;75;100等等。這是怎么定的呢？是用什么方式測出這阻抗的呢？通俗語講任何一根通信線纜在特定的頻率中，輸出端接上特定的負載，在輸入端呈純阻抗。這純阻抗就是這線纜的特性阻抗。通信線纜可以等效成若干組電感串接，若干組電容并接。由于物理結構差異，感抗與容抗各不同。但輸出端接入負載阻抗后，在特定頻率下，從輸出端向前推，每段都可等效呈純阻抗。這樣此頻率的信號在傳輸中無電流電壓相位差。所以特性阻抗不但與線纜的物理結構有關，而且與負載阻抗有關，與信號頻率有關。  

8、    由此結論：不同特性阻抗的電纜不能通用。就是同阻抗，比如同是75，低頻的視頻電纜與高頻的射頻電纜也是不能通用的，因為頻率點不同，等效的阻抗會差異。閉路電視系統(tǒng)傳輸75匹配的要求與方法。閉路電視系統(tǒng)圖像傳輸一般都是用特性阻抗為75的視頻線纜。所以要求輸入、輸出設備都具有75阻抗。系統(tǒng)只有匹配了，信號就無反射無重影。這有相當多的論述。這里不展開了。這里敘述系統(tǒng)連接要素：一個輸出阻抗75的設備只能連接一個輸入阻抗為75的輸入設備。若要多輸入設備聯接，或加接視頻分配器，或多個輸入前設備都變成高阻，最終輸入設備阻抗為75，并且要串掛，保證輸入輸出都是75，系統(tǒng)才為佳。

9、這里要指出，現在國內有很多設備輸出都為射極跟隨電路，無75輸出阻抗，在長距離傳輸視頻信號中是違背視頻傳輸原理的。不但可能產生重影，信號也無1VPP可言，最終各圖像亮暗不同，圖像質量下降。至使疊加字符抖動。圖像系統(tǒng)設備輸入輸出指標為1VPP(75)的內在機理。攝像機輸出的視頻幅度在不加負載時2VPP，即同步信號是0.6V，信號亮度最大1.4V.。由于其有75輸出阻抗，在接了輸入阻抗為75負載設備后，輸入電壓為1VPP，即同步信號是0.3V，信號亮度最大0.7V。若輸入設備是中間環(huán)接。必須2倍放大后，加接輸出電阻，呈75輸出阻抗，傳輸給下一級設備。譬如視頻分配器。輸入端有75電阻與前級設備匹配，再

10、2倍帶寬放大，成0輸出阻抗，再分別加接若干路輸出75電阻，形成多個輸出點。電梯圖像系統(tǒng)對視頻線的要求及敷線原則視頻線傳輸圖像是不平衡傳輸。若遇外強電場干擾時，屏蔽網線和芯線可能同時感應到外干擾電場，但大小有差異，這差值就產生圖像上的干擾。如果外屏蔽網線絕對密，外干擾電場穿不透(所謂集膚效應)，芯線不感應外電場干擾，視頻回路中也就沒有外加差值，便無干擾產生。因為電場干擾在走網線時是高電壓微電流，對芯線產生的磁場是微弱的。但是屏蔽網線不可能絕對密，差值便產生，就有了干擾。視頻網線越稀松越容易受干擾。另外有的視頻線網線很松，但里面有一層鋁薄，據說也抗干擾。其實我們認為是誤導。因為達到集膚效應與導線材

11、質、通過頻率有關。鋁相對銅導電率差很多，我們的視頻又比有線電視頻率底很多。用鋁薄，視頻范圍內的干擾達不到集膚，將穿透到芯線，還是形成干擾電壓差。所以鋁隔視頻的干擾效果是很差的。綜上述，電梯圖像系統(tǒng)用的視頻電纜屏蔽網線必須高密度，越密越好，這也產生了一個問題：網線密了以后線纜硬度增加，不利作為電梯內線纜運行。所以要求網線不但要密，而且單線絲要求細為上乘。電梯視頻線不但對網線有要求。為了柔軟，芯線也必須是多芯的，可以抗來回折動。但是中間絕緣層不能用發(fā)泡塑料。因為線纜不斷折動時或綁札時，可能網線頭碰到芯線而產生短路。梯視頻電纜在電梯內敷設原則要求;盡量蔽開或盡少與電梯系統(tǒng)的聯接耦合。也就是說視頻線經

12、過電梯機房再走弱電槽至監(jiān)控室是最大的下策。不但多用了線，降低了高頻質量，而且更易接受干擾。因為電梯運行電纜下半部是運動的，上半部是不動的。視頻電纜下半部份只能跟隨電梯電纜走，視頻電纜上半部沒必要跟電梯電纜走，完全可以從中間穿出就走弱電槽，或在井道內避開電梯線纜系統(tǒng)，往下走至井道底下穿出，直接進監(jiān)控制室(一般監(jiān)控制室在底樓)。我們有過一個試驗：視頻線走電梯機房干擾是100%的話，中間穿出是50%干擾，底下走是25%干抗。干擾大為減輕，如果加上其它手段，可以基本驅除干擾。有人可能問電梯井壁那么厚，怎么打洞走線？其實井壁上有很多建筑收縮孔，很容易捅穿。視頻線與電梯電纜綁扎的方法 安監(jiān)系統(tǒng)為得到電梯內

13、圖像，一般都會產生視頻敷線問題。視頻電纜與電梯電纜綁扎不好，將會產生易斷或拉壞電梯電纜等故障。所以有的提出視頻電纜加鋼絲，組成電梯專用電纜。但這價貴，而大都有視頻網線編織問題，抗干擾不理想。能否有好方法，視頻線與電梯電纜一起綁托后不易斷線，不影響電梯正常運行呢？回答肯定能。首先視頻電纜要選取電梯專用視頻線，前面有過描述。再者在電梯電纜綁扎前必須將視頻電纜垂直蕩直，消去轉圈應力。綁扎時不能只用一根扎帶將兩電纜一起綁，必須用兩扎帶套環(huán)各綁各電纜。目的是加大磨擦系數。不然視頻電纜會日久拉長而折斷。但視頻電纜又是不能每一段都扎緊的，這會引起運動時拱線，而鉤上電梯，進而拉斷電纜。所以視頻電纜2-1.5米

14、之間要扎緊，不至于吊重拉長，這之間相隔40公分左右用小圈套住，不至于與電梯電纜分離。但在電梯橋箱底部5-6米都需要扎緊，不至于日后拉長的視頻電纜縮小轉彎半徑而折線。這樣敷線一般可保2至3年以上的平安。雙屏蔽視頻線纜在工程上的連接雙屏蔽視頻線是指兩層網線互相獨立絕緣的，外層可以作屏蔽干擾用。其芯線與內屏蔽網線連接攝像機，外網線前端不能接任何系統(tǒng)設備，至監(jiān)控室統(tǒng)一并接至弱電接地排。這樣若走線中有干擾源，大部分干擾是高電壓弱電流從外網線走掉了。若前端接了系統(tǒng)，干擾在外層網線上產生強電流，會產生干擾磁場影響內層導線。如果前端不接系統(tǒng)而外層網線不進終端監(jiān)控室，外干擾不能構成放電加路，等于是一個極板對內層

15、導線，不起屏蔽作用。當然，外層網線前后端與內層網線都連接等于是用了單網線電纜。電梯內安裝攝像機位置探討電梯內圖像是了解人員動態(tài)最有效的地方之一。位置的設置是取得最佳效果的條件。攝像機安裝的位置也由裝后方(看電梯門)，進步為裝前方(看電梯內)。早期設計電梯攝像機都安裝在電梯后面。因為那時攝像機是電子管的，攝影像機要20多厘米長，加上鏡頭達30多厘米。另外鏡頭若用廣角的，魚眼鏡圖像變形很大。攝像機裝在前面看不到電梯內全景，退而裝后面，監(jiān)看電梯門口人員進出情況。但是人員進電梯后一般都是轉身對著門，長時間只能監(jiān)看后腦。隨著CCD攝像機的進步，體積與長度大為縮小。廣角鏡也不變形了。裝在前面也可以長時間觀

16、看全電梯里人員的正面。所以有關部門規(guī)定電梯攝像機要求安裝在電梯進口左右兩側?，F在有的安防工程把攝像機還是設計在后面，是受早期方式的先入為主影響，應該改變觀念。有的說裝后面不是可以觀看到電梯的樓層運行，很好嗎。我們以為這是本末倒置。電梯圖像是監(jiān)看人員流動的安防措施，絕對該監(jiān)看人員的正面。而樓層運行情況該由電梯樓層疊加器去達到要求。電梯內安裝了攝像機，為什么還要增加視頻樓層顯示器這設備我們說電梯內有圖像是安防的需要，而安防功能對圖像來說最后回放比實時監(jiān)看重要得多。如果在電梯圖像上疊加了電梯運行的實時動態(tài)情況，不但當時一目了然，事后查閱當時圖像也比較能掌握當時人員進出樓層的動向。有種理論說電梯方不是

17、有樓層顯示器嗎。即在控制室或有燈牌顯示或有電腦顯示。我們說這只是電梯監(jiān)控樓顯，不能取代安防監(jiān)控樓顯。因為后者是疊加在圖像上的樓顯，對監(jiān)看、錄放都有效，是很有用的安防設備。圖像系統(tǒng)為什么要求統(tǒng)一同步？閉路電視系統(tǒng)的同步是指要求場起始同步。其好處是在多監(jiān)示器看不同圖像時，由于同時亮暗，不會有閃爍;圖像切換時不會有跳躍感;用錄像機錄圖像，兩圖像切換點可以連續(xù)。現在用硬盤錄像機后，相對同步的要求是弱了些，但有些用各個視頻監(jiān)示器看多路硬盤圖像時，也有閃爍感，這也是由于不是同時亮暗所至。影響圖像質量的多種現象及原因 1、50HZ滾道：即有二根黑白寬帶上下滾動，原因可能多種。首先可能前后端都接地了，因為兩地

18、之間可能有電壓50HZ的電流，與芯線間產生干擾壓差。加在圖像里，亮度等隨50HZ變化。因為50HZ頻率又與攝像機場信號不同步，所以產生滾道。其次電源線纜與網線若構成回路。電源又是交流50HZ的，網線也就有電流，便產生上述現象。最常見的現在很多攝像機電源DC12V、AC24V共用，其內部開關電源又不隔直，與圖像系統(tǒng)有電阻。這樣多個攝像機共用一組24V電源時，由于網線在終端共地，電源線與網線構成電流回路產生50HZ滾道。當然交流攝像機電壓太低直流攝像機電源有交流成份也會有這現象。2、網紋干擾除了架空長距離布線會有廣播干擾外，大都是走線系統(tǒng)遭受了變頻電機影響，圖像是斜網絞干擾，比照電梯圖像干擾抑制方

19、式處理。3、圖像扭曲 大多是圖像左上角產生。這是系統(tǒng)環(huán)節(jié)太多，而各設備隔直電容又小，串接后更小，形成圖像同步起始幅值隨亮度變化。同步信號不在一條直線上，便產生顯示扭曲。解決方法只能減少系統(tǒng)環(huán)節(jié)，或加大設備隔直電容，或增加鉗位電路。4、圖像抖動這圖像大多是視頻信號不是1VPP，或大或小。有些差的監(jiān)視器，不能有效捕獲場同步所至5、字符抖動一般字符發(fā)生器是判別視頻同步信號后，在指定位置疊加字符信號。由于沒有鎖相環(huán)電路，一旦圖像信號不好，同步捕獲缺損，計數出錯，字符抖動。所以字符發(fā)生器的同步分離電路好壞是很關鍵的。6、清晰度下降這大多是傳輸線纜的損耗所至。有的視頻設備質量差也會形成這現象。一般需要增加

20、高頻補償設備。當然差的攝像機線數低也是一種原因。用示波器觀察色同步信號的幅度是判別傳輸線纜的損耗這一指標的有效方法，色同步應該是0.3V幅度如果0.2V以下一定清晰度差。7、有重影這就是傳輸系統(tǒng)不匹配所至。閉路電視工程電源配備的探討攝像機是要供電才能工作的。我們基本上不主張現場供電。因為現場電源斷掉概率很大，因而此類無圖像故障去排除太費人工了。要控制中心統(tǒng)一供電，就得注意電源線的壓降問題。因為攝影像設備用電，必定產生電流，長距離傳輸線阻是必須要考慮的。電流乘以線阻便是電源線的壓降。我們一般主張電源線與視頻線一起走弱電槽，供電一定是低壓，這壓降一大，電壓就達不到攝像所需指標，使圖像質量下降。尤其

21、一線多機用12V直流，前后壓降差異太大，很難統(tǒng)籌。這里介紹一個補救方法，控制室送出16-18V交流電壓至現場，經整流穩(wěn)壓后供攝像機，這樣可以達到一定的效果。如果一線多機用24V交流電，不但有壓降大電壓不夠，可能有的攝像機圖像會出現滾道問題(前面有過述說)，這最好一個攝像機獨用一個變壓器。當然有另一辦法：在攝像機旁加接24V的1:1小變壓器隔離解決。若電壓壓降太大就要用提升小變壓器了。小區(qū)弱電設備易受雷擊損壞原因 現在小區(qū)實施安防工程越來越普及。但隨之而來的雷擊損壞故障大為增加。為什么小區(qū)樓宇都有避雷裝置，弱電設備還會易受雷擊呢？原因是各樓宇是有自身避雷裝置，但樓與樓之間沒有建筑規(guī)范必須由銅排連

22、成統(tǒng)一放電回路。當一個樓遭雷后，相對其它樓的地電壓瞬間高數萬倍。而我們弱電敷線一般也沒有很好的屏蔽統(tǒng)一接地管路。高電壓也就由我們弱電線路放電形成強大的涌電流，從而打壞弱電設備。所以我們要求弱電管線路做好跨接，用統(tǒng)一接地的鐵管路來穿線。有種現象：如果小區(qū)周邊有一幢高樓，比小區(qū)的樓高得多，而且那里的弱電與小區(qū)弱電無關，那這小區(qū)弱電就不易受雷擊，這因為大樓遭雷瞬間高電壓無法放電至小區(qū)弱電系統(tǒng)。關于周界防范攝影像機配用鏡頭的考慮圖像周界防范一般來說要求觀察狹長范圍。觀察較長直線范圍內圖像，目前選用鏡頭有兩種配置：1、用16毫米鏡頭2、用50毫米左右鏡頭。用16毫米鏡頭的理論是：1、用的是常規(guī)鏡頭。2、

23、用超長焦鏡頭，攝像機附近人物將超出滿屏。3、用16毫米鏡頭相對50毫米鏡頭能見度要高，即清晰度高，因為空氣中有水汽。用50毫米左右鏡頭的理論是：1、用超長焦鏡頭遠距離觀察人物大小相等，短焦鏡頭遠距離人物很小(如圖1)。2、用超長焦鏡頭，攝像機是觀察遠距離處，近距離由其他攝像機補，譬如對著看等(如圖2)。3、關于清晰度問題，相對用短焦鏡頭觀看遠距離人物將很小來說還是更可取。我們認為長焦鏡頭用于周界防范更可取，攝像機可與報警設備等距。一旦有人物入侵報警，圖像有效范圍內人物大小相等，便于觀察記錄。帶云臺功能的攝像機在安防工程中運用的利弊      

24、很多使用方要求在設計工程中多用帶云臺功能的攝影像設備，實際這是個認識誤區(qū)!雖然云臺攝像機可以360°監(jiān)看全場，但是在某特定時間內只能監(jiān)看一方，或一點，其它方向是盲點，不可能點面全面顧及。另外此類攝像機一般變焦鏡頭不是很廣角，在小范圍區(qū)域內監(jiān)觀場景調節(jié)面不大，有很大的局限。所以有很多場合，二三個固定攝像機監(jiān)觀一區(qū)域比一個帶云臺的攝像機更合理。后者的效用在大區(qū)域，大廣場本來有一定的固定攝像機，但有時需要拉近看某細節(jié)時，或跟蹤時有用。要系統(tǒng)地掌握眾多人員對像的流動方向，全靠帶云臺，變焦攝像機是不可能的。作為系統(tǒng)用數個帶云臺變焦像機無防，但太多是沒必要的。安防系統(tǒng)布局及對攝像機的要求設計一個安防系統(tǒng)，我們認為如果所需要防范的區(qū)域，任何人，任何時間進出去向，不但能實時捕捉，而且都能有效地在錄入圖像，從回放里找到，并且