樓宇自動化安全技術防范系統(tǒng)（二）課件

8．3閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)電視監(jiān)控系統(tǒng)的前端設備通常由攝像機、手動或電動鏡頭、云臺、防護罩、監(jiān)聽器、報警探測器和多功能解碼器等部件組成，通過有線、無線或光纖傳輸媒介與中心控制系統(tǒng)的各種設備建立相應的聯系(傳輸視／音頻信號及控制、報警信號)。8．3閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)18．3．1攝像機的工作原理與分類

攝像機以面陣CCD圖像傳感器外加同步信號產生電路、視頻信號處理電路及電源等組成。

攝像頭的主要傳感部件是CCD（電荷耦合器件chargecoupledevice)，它具有靈敏度高、畸變小、壽命長、抗震、抗磁場、體積小、無殘影等特點，它能夠將光線變?yōu)殡姾刹⒖蓪㈦姾纱鎯稗D移、也可將存儲的電荷取出使電壓發(fā)生變化，因此是理想的攝像元件。8．3．1攝像機的工作原理與分類2

1．CCD的工作原理被攝物體反射光線，傳播到鏡頭，經鏡頭聚焦到CCD芯片上，CCD根據光的強弱積聚相應的電荷，經周期性放電，產生表示一幅幅畫面的電信號，經過濾波、放大處理，通過攝像頭輸出端子輸出一個標準的復合視頻信號。這個標準的視頻信號同家用的錄像機、VCD、攝像機的視頻輸出是一樣的，所以也可以錄像或接到電視機上觀看。1．CCD的工作原理3樓宇自動化安全技術防范系統(tǒng)（二）課件4上：增光鏡片中：色塊網格下：感應線路上：增光鏡片52．CCD攝像機的選擇和分類CCD可采取如下方法檢測：接通電源，連接視頻電纜到監(jiān)視器，關閉鏡頭光圈，看圖像全黑時是否有亮點，屏幕上雪花大不大，這些是檢測CCD芯片最簡單直接的方法，而且不需要其他專用儀器。然后可以打開光圈，看一個靜物，如果是彩色攝像頭，最好攝取一個色彩鮮艷的物體，查看監(jiān)視器上的圖像是否偏色、扭曲，色彩或灰度是否平滑。2．CCD攝像機的選擇和分類6(1)成像色彩劃分＞彩色攝像機：適用于景物細部辨別，如辨別衣著或景物的顏色。＞黑白攝像機；適用于光線不足地區(qū)及夜間無法安裝照明設備的地區(qū)，在僅監(jiān)視景物的位置或移動時，可選用黑白銀像機。(2)分辨率靈敏度劃分影像像素在38萬以下為一般型，其中尤以25萬像素的產品最普通；影像像素在38萬以上的為高分辨率型。

(1)成像色彩劃分7(3)按CCD靶面大小劃分

目前采用的芯片大多數為1／3英寸和1／4英寸。CCD與鏡頭的配合情況將直接影響視場角的大小和圖像的消晰政。具體包括：1英寸——靶面尺寸為寬12．7mm×高9．6mm，對角線16mm；2/3英寸——靶面尺寸為寬8．8mm×高6．6mm，對角線11mm；1/2英寸——靶面尺寸為寬6．4mm×高4．8mm，對角線8mm；1／3英寸——靶面尺寸為寬4.8mm×高3．6mm，對角線6mm；1／4英寸——靶面尺寸為寬3．2mm×高2.4mm，對角線4mm。(3)按CCD靶面大小劃分8

(4)按掃描制式劃分按掃描制式可劃分為PAL制和NTSC制。中國采用隔行掃描(PAL逐行倒像正交平衡調幅制)制式(黑白為CCIR)，標準為625行，50場，只有醫(yī)療或其他專業(yè)領域才用到一些非標準制式。另外，日本為NTSC（正交平衡調幅制）制式(黑白為EIA)，525行，60場。

(5)按供電電源劃分按供電電源分為110VAC，220VAC，24VAC，12VDC或9VDC(微型攝像機多屬此類)幾種類型。(4)按掃描制式劃分9(6)按同步方式劃分內同步：用攝像機內同步信號發(fā)生電路產生的同步信號來完成操作。外同步：使用一個外同步信號發(fā)生器，將同步信號送入攝像機的外同步輸入端。功率同步(線性鎖定，1inelock)：用攝像機AC電源完成垂直推動同步。外VD同步：將攝像機信號電纜上的VD同步脈沖輸入完成外VD同步。多臺攝像機外同步：對多臺攝像機固定外同步，使每一臺攝像機可以在同樣的條件下作業(yè)，因各攝像機同步，這樣即使其中一臺攝像機轉換到其他景物，同步攝像機的畫面亦不會失真。(6)按同步方式劃分10(7)按照度劃分＞普通型：正常工作所需照度為l－3LUX(勒克斯)。＞月光型：正常工作所需照度0．1LUX左右。＞星光型：正常工作所需照度0．01LUX以下。＞紅外型：采用紅外燈照明，在沒省光線的情況下也可以成像。(8)按外觀分分為機扳型、針孔型、半球型。(7)按照度劃分113CCD彩色攝像機的主要技術指標(1)CCD尺寸(即攝像機靶面)原多為1／2英寸，現在l／3英寸普及。3CCD彩色攝像機的主要技術指標12(2)CCD像素

CCD由面陣感光元素組成，每一個元素稱為像素，像素越多，圖像越清晰。有些攝像機給出了水平及垂直方向的像素數，如500(高)x582(寬)，有些則給出了前兩者的乘積值，如30萬像素。(2)CCD像素13(3)水平分辨率彩色攝像機的典型分辨率是在320到500電視線之間，主要有330線、380線、420線、460線、500線等不同檔次。分辨率是用電視線(簡稱線TVLINES)表示。分辨率與CCD和鏡頭有關，還與攝像頭電路通道的頻帶寬度相關，通常規(guī)律是1MHz的頻帶寬度相當于清晰度為80線。頻帶越寬，圖像越清晰，線數值相對越大。(3)水平分辨率14(4)最小照度最小照度也稱靈敏度。是CCD對環(huán)境光線的敏感程度，或者說是CCD正常成像時所需要的最暗光線。照度數值越小，表示需要的光線越少，攝像頭也越靈敏。月光級和星光級等高增感度攝像機可工作在很暗條件，2—3LUX屬一般照度，現在也有低于1LUx的普通攝像機。(5)掃描制式(6)攝像機電源(4)最小照度15(7)信噪比信噪比典型值為46dB，若為50dB，則圖像有少量噪聲，但圖像質量良好；若為60dB，則圖像質量優(yōu)良，不出現噪聲。(8)視頻輸出視頻輸出多為lVp-p，75Ω，均采用BNC接頭。(9)鏡頭安裝方式鏡頭安裝有C和CS方式，二者間不同之處在于感光距離不同。(7)信噪比16

8．3．2CCD攝像機的主要參數在電視監(jiān)控系統(tǒng)中選擇攝像機，一般要看幾個主要參數，即分辨率、最低照度和信噪比等，另外還要考慮攝像機的附帶功能、價格和今后服務等因素。以下對攝像機的幾個主要參數作介紹。1．CCD尺寸及像素數8．3．2CCD攝像機的主要參數17

2．分辨率分辨率是衡量攝像機優(yōu)劣的一個重要參數，是當攝像機攝取等間隔排列的黑白相間條紋時，在監(jiān)視器(應比攝像機的分辨率高)上能夠看到的最多線數。當超過這一線數時，屏幕上就只能看到灰蒙蒙的一片而不能再辨出黑白線條。工業(yè)監(jiān)視用攝像機的分辨率通常在380－460線之間。廣播級攝像機的分辨率則可達到700線左右。2．分辨率183．低照度低照度指的是當被攝景物的光亮度低到一定程度而使攝像機輸出的視頻傳號電平低到某一規(guī)定值時的景物光亮度值。測定此參數時，還應特別注明鏡頭的最大相對孔徑。例如：使用F1.2的鏡頭，當被攝景物的光亮度值低到0.04lx時，攝像機輸出的視頻信號幅值為最大幅值的50％，即達到350mv(標推視頻信號最大幅值為700mv)，則稱此攝像機的最低照度為0.04lx／F1．2。被攝景物的光亮度值再低，將是一屏很難分辨層次的、灰暗的圖像。3．低照度194．信噪比及伽瑪校正系數

信噪比是信號對于噪聲的比值取對數后乘以20，單位為分貝(dB)。一般攝像機給出的信噪比值均是在AGC（自動增益控制)關閉時的值，因為當AGC接通時，會對小信號進行提升，使得噪聲電平也相應提高。CCD攝像機的信噪比的典型值一般為45—55dB。測量信噪比參數時，應使用視頻雜波測量儀直接連接于攝像機的視頻輸出端子上。伽瑪校正系數典型值為γ＝0.45。4．信噪比及伽瑪校正系數20

5．CCD攝像機的附帶功能

(1)電動光圈接口標準CCD攝像機帶有驅動自動光圈鏡頭的接口，其中有些提供一種驅動方式(通常為視頻驅動方式)，只能配接VD型的自動光圈鏡頭；有些則可同時提供兩種驅動方式(視頻驅動和直流驅動)供用戶選擇，可以配接任何自動光圈鏡頭。視頻驅動(videoDriver，簡稱VD)方式是指攝像機將視頻信號電平輸出到自動光圈鏡頭的內部，再由其內部的驅動電路輸出控制電壓，使鏡頭光圈調整電動機轉動；直流驅動(DCDriver，簡稱DD)方式則是指攝像機內部增加了鏡頭光圈電動機的驅動電路，可以直接輸出直流控制電壓到鏡頭內的光圈電動機并使其轉動。5．CCD攝像機的附帶功能21

(2)電子快門電子快門(ElectronicShutter)是比較照相機的機械快門功能提出的一個術語，它相當于控制CCD圖像傳感器的感光時間。出于CCD感光的實質是信號電荷的積累，則感光時間越長，信號電荷的積累時間就越長，輸出信號電流的幅值也就越大。通過調整光生信號電荷的積累時間(即調整時鐘脈沖的寬度)，即可實現控制CCD感光時間的功能。(2)電子快門22

(3)自動增益控制攝像機輸出的視頻信號必須達到電視傳輸規(guī)定的標準電平。為了能在不同的景物照度條件下都能輸出標準視頻信號，必須使放大器的增益能夠在較大的范圍內進行調節(jié)。這種增益調節(jié)通常都是通過檢測視頻信號的平均電平而自動完成的，實現此功能的電路稱為自動增益控制電路，簡稱AGC電路。具有AGC功能的攝像機，在低照度時靈敏度會有所提高，但此時的噪點也會比較明顯，這是由于信號和噪聲被同時放大的緣故。(3)自動增益控制23

(4)背光補償背光補償(back—lightCompensation)也稱做逆光補償或逆光補正，它可以有效地補償攝像機在逆光環(huán)境下拍攝時畫面主體黑暗的缺陷。

(5)線鎖定同步線鎖定同步（LineLock）是一種利用交流電源來鎖定攝像機場同步脈沖的—種同步方式。當圖像出現因交流電源造成的網波干擾時，將此開關撥到線鎖定同步(LL)的位置，就可消除交流電源的干擾。(4)背光補償24

8．3．3鏡頭的主要參數與選擇鏡頭是電視監(jiān)控系統(tǒng)中必不可少的部件，鏡頭與CCD攝像機配合，可以將遠距離目標成像在攝像機的CCD靶面上。鏡頭從焦距上分類，可分為短焦距、中焦距、長焦距和變焦距鏡頭；從視場的大小分類，可分為廣角、標準、遠攝鏡頭；從結構上分，可分為固定光圈定焦鏡頭、手動光圈定焦鏡頭、自動光圈定焦鏡頭、手動變焦鏡頭、自動光圈電動變焦鏡頭、電動三可變鏡頭(指光圈、焦距、聚焦這三者均可變)等類型。8．3．3鏡頭的主要參數與選擇251．鏡頭的參數

(1)成像尺寸鏡頭一般可分為25．4mm(1英寸)、16．9(2/3英寸)、12.7mm(1／2英寸)、8．47mm(1／3英寸)和6．35mm(1／4英4)等幾種規(guī)格，它們分別對應不同的成像尺寸，選用鏡頭時，應使鏡頭的成像尺寸與攝像機的靶面尺寸大小相吻合。1．鏡頭的參數26

(2)焦距在實際應用中，用不同焦距的鏡頭對同一位置的某物體攝像，配長焦距鏡頭的攝像機所攝取的景物尺寸就大，配短焦距鏡頭的攝像機所攝取的景物尺寸就小。理論上，任何一種鏡頭均可拍攝很遠的物體，并在靶面上成一很小的像，但受CCD單元(像素)物理尺寸的限制，當成像小到小于CCD傳感器的一個像素大小時便不能形成被攝物體的像，即使成像有幾個像素大小，該像也難以辨識。

當己知被攝物體的大小及該物體到鏡頭的距離時，可根據下式估算出選取鏡頭的焦距：

f=hD／Hf=vD／V式中，D力鏡頭中心到被攝物體的距離；H和V分別為被攝物體的水平尺寸和垂直尺寸；v為靶面成像高度；h為靶面成像的水平寬度。(2)焦距27

(3)相對孔徑為了控制通過鏡頭的光通量大小，在鏡頭的后部均設置了光闌(又稱光圈）。假定光闌的有效孔徑為d，由于光線折射的關系，鏡頭實際的有效孔徑為D，D與焦距f之比定義相對孔徑A，即鏡頭的相對孔徑決定于被攝像的照度，像的照度E與鏡頭的相對孔徑平方成正比，一般習慣上用相對孔徑的倒數來表示鏡頭光闌的大小，即式中，F—稱為光闡F數，標注在鏡頭光闡調整圖上，其標值為1.4，2，2.8，4，5.6，8，11，16，22等值，每兩個相鄰數值中，后一個數值是前一個數值的倍。由于像面照度與光闡的平方成正比，所以光闡每變化一檔，像面亮度就變化一倍。F值越小，光闡越大，到達攝像機靶面的光通量就越大。(3)相對孔徑28

(4)視場角鏡頭有一個確定的視野，鏡頭對這個視野的高度和寬度的張角稱為現場角。視場角與鏡頭的焦距f及攝像機靶面尺寸(水平尺寸h及垂直尺寸v)的大小有關，鏡頭的水平視場角ah及垂直視場角av可分別由下式計算，即由以上兩式可知，鏡頭的焦距f越短，其視場角越大，攝像機靶面尺寸h或v越大，其視場角也越大。如果所選擇的鏡頭的視場角太小，可能會因出現監(jiān)視死角而漏堅；而若所選樣的鏡頭的視場角太大，又可能造成被監(jiān)視的主體畫面尺寸太小，難以辨認，且畫面邊緣出現畸變。(4)視場角29樓宇自動化安全技術防范系統(tǒng)（二）課件30

(5)接口鏡頭的安裝方式有C型安裝和CS型安裝兩種。在電視監(jiān)控系統(tǒng)中常用的鏡頭是C型安裝鏡頭，這是一種國際公認的標準。這種鏡頭安裝部位的口徑是25．4mm，從鏡頭安裝基準面到焦點的距離是17.526mm。大多數攝像機的鏡頭接口則做成CS型，因此將C型鏡頭安裝到CS接口的攝像機時需增配一個5mm厚的接圈。(5)接口312．鏡頭的種類(1)固定光圈定焦鏡頭鏡頭上沒有光圈調整環(huán)，因而進入鏡頭的光通量不能通過改變鏡頭而改變，而只能通過改變被攝現場的光照度來調整，如增減被攝現場的照明燈光等。這種鏡頭一般應用于光照度比較均勻的場合，如室內全天以燈光照明為主的場合，在其他場合則需與帶有自動電子快門功能的CCD攝像機合用，通過電子快門的調整來模擬光通量的改變。2．鏡頭的種類32(2)手動光圈定焦鏡頭比固定光圈定焦鏡頭增加了光圈調整環(huán)，其光圈調整范圍一般可從F1．2或F1．4到全關閉，能很方便地適應被攝現場的光照度，這種鏡頭一般應用于光照度比較均勻的場合，而在其他場合則也需與帶有自動電子快門功能的CCD攝像機合用、如早晚與中午、晴天與陰天等光照度變化比較大的場合，通過電子快門的調整來模擬光通量的改變。(2)手動光圈定焦鏡頭33(3)自動光圈定焦鏡頭自動光圈定焦鏡頭在手動光圈定焦鏡頭的光圈調整環(huán)上增加一個由齒輪嚙合傳動的微型電動機，并從其驅動電路上引出3芯或4芯線傳送給自動光圈撓頭，使鏡頭內的微型電動機相應地作正向或反向轉動，從而高速調整光圈的大小。自動光圈鏡頭又分為含放大器(視頻驅動型)與不含放大器(直流驅動型)兩種規(guī)格。(3)自動光圈定焦鏡頭34(4)手動變焦鏡頭可以在一定范圍內調整鏡頭的焦距，其變比一般為2—3倍，焦距一般為3．6—8mm。通過手動調節(jié)鏡頭的變焦環(huán)，可以方便地選擇監(jiān)視現場的視場角，如：可選擇對整個房間的監(jiān)視或是選擇對房間內某個局部區(qū)域的監(jiān)視。(5)自動光圈電動變焦鏡頭

此種鏡頭與自動光圈定焦鏡頭相比增加了兩個微型電動機，其中一個電動機與鏡頭的變焦環(huán)嚙合，當其受控而轉動時可改變鏡頭的焦距(Zoom)；另一個電動機與鏡頭的對焦環(huán)嚙合，當其受控而轉動時可完成鏡頭的對焦(Focus)。由于該鏡頭增加了兩個調整的功能，因而也稱電動兩可變鏡頭。(4)手動變焦鏡頭35樓宇自動化安全技術防范系統(tǒng)（二）課件36(6)電動三可變鏡頭此種鏡頭包含了3個微型電動機，引出一組6芯控制線與云臺鏡頭控制器及解碼器相連。常見的有6倍、10倍和12倍等幾種規(guī)格。(6)電動三可變鏡頭37樓宇自動化安全技術防范系統(tǒng)（二）課件383.鏡頭的分類按外形功能分為：球面鏡頭、非球面鏡頭、針孔鏡頭、魚眼鏡頭。按尺寸大小分為：1英寸鏡頭、1／2英寸鏡頭、1／3英寸鏡頭、2／3英寸鏡頭。按光圈分為：自動光圈鏡頭、手動光圈鏡頭、固定光圈鏡頭。按變焦類型分為：電動變焦鏡頭、手動變焦鏡頭、固定焦距鏡頭。按焦距長短分為：以焦距鏡頭、標準鏡頭、廣角鏡頭。3.鏡頭的分類39

7．不同種類鏡頭的應用范圍

(1)手動、自動光圈鏡頭的應用范圍手動光圈鏡頭適用于光照條件相對穩(wěn)定的條件下，手動光圈由數片金屬薄片構成。光通量靠鏡頭外徑上的一個環(huán)調節(jié)。旋轉此圈可使光圈收小或放大。在照明條件變化大的環(huán)境中或不是用來監(jiān)視某個固定目標時，應采用自動光圈鏡頭，比如在戶外或人工照明經常開關的地方，自動光圈鏡頭的光圈的動作由馬達驅動，馬達受控于攝像機的視頻信號。手動光圖鏡頭和自動光圈鏡頭又有定焦距(光圈)鏡頭自動光圈鏡頭和電動變焦距鏡頭之分。手動光圈鏡頭，可與電子快門攝像機配套，在各種光線下均問使用。自動光圈鏡頭可與任何CCD攝像機配套，在各種光線下均可使用，特別用于被監(jiān)視表面亮度變化大、范圍較大的場所。為了避免引起光暈現象和燒壞靶面，一般都配自動光圈鏡頭。7．不同種類鏡頭的應用范圍40

(2)定焦距(光圈)鏡頭一般與電子快門攝像機配套，適用于室內監(jiān)視某個固定目標的場所。定焦距鏡頭一般又分為長焦距鏡頭、中焦距鏡頭和短焦距鏡頭。中焦距鏡頭是焦距與成像尺寸相近的鏡頭。焦距小于成像尺寸的稱為短焦距鏡頭，又稱廣角鏡頭，該鏡頭的焦距通常是28mm以下的鏡頭，主要用于環(huán)境照明條件差，監(jiān)視范圍要求寬的場合。焦距大于成像尺寸的稱為長焦距鏡頭，又稱望遠鏡頭，其焦距一般在150mm以上，主要用于監(jiān)視較遠處的景物。

(3)電動變焦距鏡頭可與任何CCD攝像機配套，在各種光線下均可使用，變焦距鏡頭通過遙控裝置來進行光對焦、光圈開度、改變焦距大小。(2)定焦距(光圈)鏡頭41思考題：1、CCD攝像機的主要參數有哪些？2、不同種類的鏡頭適用的環(huán)境。3、簡述攝像機的正確使用方法。思考題：428．3．5云臺與防護罩

1．云臺云臺是承載攝像機進行水平和垂育方向轉動的裝置。云臺內裝有兩個電動機。這兩個電動機一個負責水平方向的轉動，另一個負責垂直方向的轉動。水平轉動的角度一般為350°，垂直轉動則有±45°、±

5°、±

75°等。水平及垂直轉動的角度大小可通過限位開關進行調整。云臺可分為：室內用云臺，承重小，沒有防雨裝置；室外用云臺，承重大，有防雨裝置。有的室外云臺還有防凍加溫裝置。8．3．5云臺與防護罩43

(1)承重室內用云臺承重量為1．5—7kg，室外用云臺承重量為7—50kg。還有些云臺是微型云臺，比如與攝像機一起安裝在半球型防護罩內或全天候防護罩內的云臺。

在電源供電電壓方面，目前常見的有交流24v和220v兩種。云臺的耗電功率，一般是承重量小的功耗小，承重量大的功耗大。(1)承重在電源供電電壓方面，目前常見的有交流244

(2)控制方式一般的云臺均屬于有線控制的電動云臺?？刂凭€的輸入端有5個，其中1個為電源的公共端，另外4個分為上、下、左、右控制端。如果將電源的一端接在公共端上，電源的另一端接在“上”時，則云臺帶動攝像機頭向上轉，其余類推。還有的云臺內裝繼電器等控制電路，這樣的云臺往往有6個控制輸入端。1個是電源的公共端，另4個是上、下、左、右端，還有1個則是自動轉動端。當電源的一端接在公共端，電源另一端接在“自動”端時．云臺將帶動攝像機頭按一定的轉動速度進行上、下、左、右的自動轉動。(2)控制方式458．3．6解碼器

在具體的閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)工程中，解碼器屬于前端設備，它一般安裝在配合云臺及電動鏡頭的攝像機附近，有多芯控制電纜直接與云臺及電動鏡頭相連，另有通信線(通常為兩芯護套線或兩芯屏蔽線)與監(jiān)控室內的系統(tǒng)主機相連。

解碼器不能單獨使用，而必須與矩陣控制系統(tǒng)配合使用。

同一系統(tǒng)中可能有多臺解碼器，所以每個解碼器上都有一個撥碼開關，它決定了該解碼器在該系統(tǒng)中的編號(即ID號)，在使用解碼器時首先必須對撥碼開關進行設置。在設置時，必須跟系統(tǒng)中的攝像機編號一致。8．3．6解碼器46樓宇自動化安全技術防范系統(tǒng)（二）課件47解碼器具有自檢功能，即不用遠端主機的控制、直接在解碼器上操作撥碼開關，通過測試云臺及電動鏡頭的工作是否正常來判斷連線是否正確，同時鏡頭電壓可在6v、8v、10v、12v之間進行選擇，以適應不同的鏡頭電源。解碼器在通信正確時，通信指示燈閃亮，這樣，就很容易判斷此解碼器與系統(tǒng)主機連線是否正確。解碼器具有自檢功能，即不用遠端主機的控制、直接48在不配系統(tǒng)主機的小型電視監(jiān)控系統(tǒng)中，如果前端攝像機配有云臺及電動鏡頭，或者配有帶雨刷的室外防護罩，或者系統(tǒng)還要求控制監(jiān)視現場的照明燈等輔助設備，就必須配有操縱云臺、電動鏡頭動作及輔助設備開關啟閉的控制器。這種控制器一般受面板按鍵的控制，輸出交流電壓(對云臺)或直流電壓(對電動鏡頭)到云臺或電動鏡頭的控制電壓輸入端，使云臺或電動鏡頭作相應動作。8．3．7云臺鏡頭控制器在不配系統(tǒng)主機的小型電視監(jiān)控系統(tǒng)中，如果前端攝像機49樓宇自動化安全技術防范系統(tǒng)（二）課件50云臺控制器按控制路數分為單路控制器和多路控制器兩種云臺控制器按控制路數分為單路控制器和多路控制器兩種51樓宇自動化安全技術防范系統(tǒng)（二）課件528．3．8視頻放大器視頻信號經同軸電纜作長距離傳輸后會造成一定的衰減，特別是高頻部分衰減嚴重。一般用SYV—75—5的同軸電纜傳輸視頻信號的最遠距離為400m左右．用SYV—75—3電纜為300m左右。雖然超過這一距離后仍可看到較為穩(wěn)定的圖像，但圖像的邊緣部分已變得模糊。因此，當進行長距離視頻信號傳輸時，必須經過中間放大。8．3．8視頻放大器53視頻放大器與普通放大器的區(qū)別主要是帶寬不同，視頻放大器帶寬一般都力100——10MHz，且要求通帶平坦。SP6111放大器的帶寬達20MHz，增益為20dB左右，可用于克服同軸電纜在遠距離傳輸時對視頻信號所造成的衰減。由于在長距離傳輸時，視頻信號的高頻成分損耗最大、所以在對視頻信號進行均均放大的同時，還特別要對具高頻部分進行補償。否則，在監(jiān)視器屏幕上看到的視頻圖像的輪廓部分將變得模糊不清，如果圖像內容有細密的豎條，則這些豎條會變成灰蒙蒙的一片。視頻放大器與普通放大器的區(qū)別主要是帶寬不同，視頻548．3．9視頻分配器視頻分配器可以將一路視頻信號均勻分配為多路視頻信號，以供給多臺監(jiān)視器或錄像機等后續(xù)視頻設備同時使用。經分配器輸出的每一路視頻信號仍保證與輸入的信號格式相同，即6MHz視頻帶寬、1v(峰—峰值)電壓、75歐輸出阻抗。8．3．9視頻分配器55樓宇自動化安全技術防范系統(tǒng)（二）課件568．3．10報警接口箱報警接口箱接入報警探頭，并將報警信號通過RS—485通信線回傳給系統(tǒng)主機。當主機掃描到報警探頭發(fā)生了報警時，聯動該現場圖像的切換，顯示在監(jiān)視器上，同時將報警信號送到其他外設。8．3．10報警接口箱報警接口箱接入報警571、報警探頭與攝像機的對應關系在有的CCTV系統(tǒng)主機中，報警輸入口探頭與攝像機出入口是一一對應的，即第一路報警探頭對應第一號攝像機，第二路報警探頭對應第二號攝像機，依次類推。而系統(tǒng)主機可以通過菜單設置，將多個探頭與多個攝像機建立對應關系。例如：某房間有一個攝像機，同時有紅外線探頭、門磁開關及緊急按鈕等3個不同類型的報警裝置，將這些報警裝置與該攝像機建立對應關系后，無論是哪一個報警裝置發(fā)生報警，都會使系統(tǒng)主機將報警現場的該攝像機畫面切換到主監(jiān)視器上以便于觀看，或進行錄像。1、報警探頭與攝像機的對應關系在有的CCTV系582．報警探頭與報警接口箱的連接報警接口箱在實際的應用中，必須與相應的系統(tǒng)主機配套使用，不能單獨使用。布防、撤防都在系統(tǒng)主機中進行。報警接口箱與系統(tǒng)主機之間的連接是通過RS－485通信線。報警探頭輸出一般是開關量。2．報警探頭與報警接口箱的連接報警接口箱在實際598．3．11電視監(jiān)控信號的傳輸電視監(jiān)控系統(tǒng)的前端設備與中心端設備通過傳輸系統(tǒng)建立聯系，該系統(tǒng)一方面將前端攝像機、監(jiān)聽頭、報警探測器或數據傳感器捕獲的視音頻信號及各種控測數據傳往中心端；另一方面將中心端的各種控制指令傳往前端多功能解碼器等受控對象。8．3．11電視監(jiān)控信號的傳輸電視監(jiān)控系統(tǒng)的前端601．直接電纜傳輸直接電纜傳輸是最是本的傳輸方式。在局域閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)中，由前端設備到中心控制室的距離通常都是在1km以內，一般通過電纜直接連接。其中：由攝像機輸出的視頻信號采用同軸電纜連接，由監(jiān)聽頭輸出的音頻信號采用2芯屏蔽線連接，由報警探測器輸出的開路或短路的開關量信號，可通過普通(非屏蔽)2芯線連接。由中心控制主機發(fā)出的控制指令則通過2芯屏蔽雙絞線與前端解碼器連接。1．直接電纜傳輸直接電纜傳輸是最是本的傳輸方式612．視頻電纜及連接器視頻電纜通常選用型號為SYV—75—3和SYV—75—5的75Ω的同軸電纜。它們對視頻信號的無中繼傳輸距離一般為300一500m，當傳輸距離更長時，可選用SYV—75—7、SYV—75—9或SYV—75—12的粗同軸電纜，也可考慮使用視頻放大器。一般來說，傳輸距離越長則信號的衰減越大，而當視頻信號被衰減得不足以被監(jiān)視器等視頻設備捕捉到，圖像便不能穩(wěn)定地顯示了。2．視頻電纜及連接器視頻電纜通常選用型號為SY62選用粗同軸電纜并配視頻放大器雖然可有效延長視頻信號的傳輸距離。但是當傳輸距離超過1km時，隨著距離的增加和放大器數量的增多，視頻信號疊加的噪聲也經過了多次放大，只好采用光纖傳輸或微波傳輸。

視頻電纜與設備的連接通常為BNC連接器(俗稱Q9接頭及座)，個別設備也有選用RCA連接器(即蓮花插頭及座)，還有系統(tǒng)選用射頻傳輸常用的F頭(有螺紋可旋緊)。當接頭與座的規(guī)格不一致時，可以用轉換器進行轉換，如BNC—RCA轉換器或RCA—BNC轉換器。選用粗同軸電纜并配視頻放大器雖然可有效延長視頻信633音頻、通信及控制電纜音頻、通信及控制電纜都是非同軸電纜，其中音頻及通信電纜為2芯線而控制電纜為10芯線。顯然，它們傳輸的信號內容不同，但電纜的類型可以是相同的。特別是：音頻及通信電纜通常可選同樣的2芯屏蔽電纜。在非干擾環(huán)境下，也可選為非屏蔽雙絞線，如在綜合布線中常用的5類雙絞線（4對8芯）。(1)音頻電纜及連接器：音頻電纜常選2芯屏蔽線(2)通信電纜：是接于系統(tǒng)主機與解碼器之間的2芯電纜，可以選用普通的2芯護套線。3音頻、通信及控制電纜音頻、通信及控制電纜都64

(3)控制電纜常指的是用于控制云臺及電動三可變鏡頭的多芯電纜，它一端連接于控制器或解碼器的云臺、電動鏡頭控制接線端，另一端則直接接到云臺、電動鏡頭的相應端子上。一般距離很短，不存在干擾問題，因此不需要使用屏蔽線。常用的控制電纜多采用6芯電纜或10芯電纜。（4）電源線：電源線按交流220v布線，在攝像機端經適配器轉換成直流12v。有些小系統(tǒng)直接采用l2v直接供電的方式。(3)控制電纜658．3．13典型的電視監(jiān)控系統(tǒng)典型的電視監(jiān)控系統(tǒng)主要由前瑞設備和后端設備這兩大部分組成，其中后端設備可進一步分為中心控制設備和分控制設備。前、后端設備之間的聯系(傳輸系統(tǒng))可通過電纜、光纖或微波等多種方式實現。電視監(jiān)控系統(tǒng)由攝像機部分、傳輸部分、控制部分以及顯示和記錄部分四大塊組成。8．3．13典型的電視監(jiān)控系統(tǒng)典型的電視監(jiān)控系668．3．14中小型電視監(jiān)控系統(tǒng)典型中小型電視監(jiān)控系統(tǒng)的攝像監(jiān)視點數不超過32點，造價在幾萬—幾十萬元之間。1．簡單的定點監(jiān)控系統(tǒng)

某招待所采用這種簡單的定點監(jiān)控系統(tǒng)，在1—6層客房通道的兩端各安裝一臺定點黑白攝像機．加上大門口、門廳、后門、停車場等4個監(jiān)視點共計16臺攝像機，再配置一臺16畫面分割器、一臺29英寸大屏幕彩電和一臺24小時錄像機便構成了完整的監(jiān)控系統(tǒng)。8．3．14中小型電視監(jiān)控系統(tǒng)1．簡單的定點監(jiān)控系統(tǒng)67當監(jiān)視的點數增加時會使系統(tǒng)規(guī)模變大，但如果沒有具他附加設備及要求，這類監(jiān)控系統(tǒng)仍屬于簡單的定點系統(tǒng)。以某超市的閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)為例，總共安裝了48臺定點黑白攝像機。這48臺攝像機的信號被分成了3組，分別接到對應的16畫面分割器、17英寸黑白監(jiān)視器和24小時錄像機上。當監(jiān)視的點數增加時會使系統(tǒng)規(guī)模變大，但如果沒有具68

2．簡單的全方位監(jiān)控系統(tǒng)全方位監(jiān)控系統(tǒng)是將定點監(jiān)控系統(tǒng)中的定焦鏡頭換成電動變焦鏡頭，并增加可上下左右運動的全方位云臺(云臺內部有兩個電動機)，使每個監(jiān)視點的攝像機可以進行上下左右的掃視，其所配鏡頭的焦距也可在一定范同內變化，（監(jiān)視場景可拉遠或推進)。很顯然，云臺及電動鏡頭的動作需要由控制器或與系統(tǒng)主機配合的解碼器來控制。2．簡單的全方位監(jiān)控系統(tǒng)69樓宇自動化安全技術防范系統(tǒng)（二）課件70

3．低成本全方位監(jiān)控系統(tǒng)用分控鍵盤sP8050替代云臺鏡頭控制器，這樣系統(tǒng)的連接線就顯得比較簡單。sP8050還能遙控控制切換器(sP2000系列)及畫面分割器。切換器還有報警功能，當有報警時，能自動地把報警的現場攝像機切換出來，并記錄。3．低成本全方位監(jiān)控系統(tǒng)714．具有小型主機的監(jiān)控系統(tǒng)當監(jiān)控系統(tǒng)中的全方位攝像機數量達到三四臺以上，就可考慮使用小型系統(tǒng)主機4．具有小型主機的監(jiān)控系統(tǒng)72

5．具有聲音監(jiān)聽的監(jiān)控系統(tǒng)對于簡單的一對一結構(攝像機——錄像機——監(jiān)視器)，只要增加監(jiān)聽頭及音頻傳輸線，即可將視音頻信號一同顯示、監(jiān)聽并記錄。5．具有聲音監(jiān)聽的監(jiān)控系統(tǒng)73思考題：試總結監(jiān)控系統(tǒng)常見的故障現象及其解決方法。思考題：74一、出入口管制系統(tǒng)1、出入口管制系統(tǒng)的發(fā)展：傳統(tǒng)的機械門鎖——電子磁卡鎖——感應卡式電子密碼鎖指紋虹膜面部識別亂序鍵盤一、出入口管制系統(tǒng)1、出入口管制系統(tǒng)的發(fā)展：752、出入口管制系統(tǒng)的基本結構2、出入口管制系統(tǒng)的基本結構763、出入口管制系統(tǒng)功能對通道進出權限的管理：權限、方式、時段實時監(jiān)控功能出入記錄查詢功能異常報警功能：非法入侵、門超時未關反潛回功能防尾隨功能消防報警監(jiān)控聯動功能網絡設置管理監(jiān)控功能邏輯開門功能電梯控制系統(tǒng)3、出入口管制系統(tǒng)功能對通道進出權限的管理：權限、方式、時段774、出入口管制系統(tǒng)的辨識裝置分類按傳感器種類來分類：開關/震動/超聲/紅外等；按工作方式來分類：主動報警器和被動報警器；按警戒范圍來分類：點、線、面和空間探測報警；按傳輸信道來分類：有線報警器和無線報警器密碼識別:普通型，亂序鍵盤型讀卡識別:磁卡，射頻卡生物識別:指紋，掌紋，視網膜，面部特征4、出入口管制系統(tǒng)的辨識裝置分類按傳感器種類來分類：開關/震78對辨識裝置的要求有抗小動物干擾的能力；有抗外界干擾的能力；有承受常溫氣流和電鈴的干擾能力；能承受電火花干擾的能力；有對準指示，便于安裝調整；濕度和溫度要求。對辨識裝置的要求79出入口管理及周界防越報警系統(tǒng)出入口管理及周界防越報警系統(tǒng)80二、停車場自動管理系統(tǒng)停車場車輛的自動管理系統(tǒng)主要有兩個作用：一是防盜，所有在停車場的車輛均需“驗明正身”才能放行。二是實施自動收費停車場出入口示意圖二、停車場自動管理系統(tǒng)停車場車輛的自動管理系統(tǒng)主要有兩個作用81樓宇自動化安全技術防范系統(tǒng)（二）課件821、停車場自動管理設備中央控制計算機、自動識別裝置、臨時車票發(fā)放及檢驗裝置、擋車器、車輛探測器、監(jiān)控攝像機、可控提示牌1、停車場自動管理設備中央控制計算機、832、車輛自動識別技術車輛自動識別裝置一般采用卡片識別技術，包括磁卡、條碼卡、IC卡、近距離及遠距離RF射頻識別卡等。也可采用無線遙控、自動車牌號識別等技術IC卡保密性好，難以偽造或非法改寫。它的缺點是：識別處理速度慢，易污染。RF感應卡保密性高、不可偽造，同時省去了刷卡過程，提高了識別速度，而且杜絕了塞卡現象的發(fā)生。按識別卡的制造工藝，可分為反向散射卡和聲表面波(SAW)卡；按識別范圍可分為近距離RF卡和遠距離RF卡。在內部停車場，常采用非接觸式車卡。在收費停車場中，多采用一次性磁卡、條碼車卡。2、車輛自動識別技術車輛自動識別裝置一般采用卡片識別技術，包848．3閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)電視監(jiān)控系統(tǒng)的前端設備通常由攝像機、手動或電動鏡頭、云臺、防護罩、監(jiān)聽器、報警探測器和多功能解碼器等部件組成，通過有線、無線或光纖傳輸媒介與中心控制系統(tǒng)的各種設備建立相應的聯系(傳輸視／音頻信號及控制、報警信號)。8．3閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)858．3．1攝像機的工作原理與分類

攝像機以面陣CCD圖像傳感器外加同步信號產生電路、視頻信號處理電路及電源等組成。

攝像頭的主要傳感部件是CCD（電荷耦合器件chargecoupledevice)，它具有靈敏度高、畸變小、壽命長、抗震、抗磁場、體積小、無殘影等特點，它能夠將光線變?yōu)殡姾刹⒖蓪㈦姾纱鎯稗D移、也可將存儲的電荷取出使電壓發(fā)生變化，因此是理想的攝像元件。8．3．1攝像機的工作原理與分類86

1．CCD的工作原理被攝物體反射光線，傳播到鏡頭，經鏡頭聚焦到CCD芯片上，CCD根據光的強弱積聚相應的電荷，經周期性放電，產生表示一幅幅畫面的電信號，經過濾波、放大處理，通過攝像頭輸出端子輸出一個標準的復合視頻信號。這個標準的視頻信號同家用的錄像機、VCD、攝像機的視頻輸出是一樣的，所以也可以錄像或接到電視機上觀看。1．CCD的工作原理87樓宇自動化安全技術防范系統(tǒng)（二）課件88上：增光鏡片中：色塊網格下：感應線路上：增光鏡片892．CCD攝像機的選擇和分類CCD可采取如下方法檢測：接通電源，連接視頻電纜到監(jiān)視器，關閉鏡頭光圈，看圖像全黑時是否有亮點，屏幕上雪花大不大，這些是檢測CCD芯片最簡單直接的方法，而且不需要其他專用儀器。然后可以打開光圈，看一個靜物，如果是彩色攝像頭，最好攝取一個色彩鮮艷的物體，查看監(jiān)視器上的圖像是否偏色、扭曲，色彩或灰度是否平滑。2．CCD攝像機的選擇和分類90(1)成像色彩劃分＞彩色攝像機：適用于景物細部辨別，如辨別衣著或景物的顏色。＞黑白攝像機；適用于光線不足地區(qū)及夜間無法安裝照明設備的地區(qū)，在僅監(jiān)視景物的位置或移動時，可選用黑白銀像機。(2)分辨率靈敏度劃分影像像素在38萬以下為一般型，其中尤以25萬像素的產品最普通；影像像素在38萬以上的為高分辨率型。

(1)成像色彩劃分91(3)按CCD靶面大小劃分

目前采用的芯片大多數為1／3英寸和1／4英寸。CCD與鏡頭的配合情況將直接影響視場角的大小和圖像的消晰政。具體包括：1英寸——靶面尺寸為寬12．7mm×高9．6mm，對角線16mm；2/3英寸——靶面尺寸為寬8．8mm×高6．6mm，對角線11mm；1/2英寸——靶面尺寸為寬6．4mm×高4．8mm，對角線8mm；1／3英寸——靶面尺寸為寬4.8mm×高3．6mm，對角線6mm；1／4英寸——靶面尺寸為寬3．2mm×高2.4mm，對角線4mm。(3)按CCD靶面大小劃分92

(4)按掃描制式劃分按掃描制式可劃分為PAL制和NTSC制。中國采用隔行掃描(PAL逐行倒像正交平衡調幅制)制式(黑白為CCIR)，標準為625行，50場，只有醫(yī)療或其他專業(yè)領域才用到一些非標準制式。另外，日本為NTSC（正交平衡調幅制）制式(黑白為EIA)，525行，60場。

(5)按供電電源劃分按供電電源分為110VAC，220VAC，24VAC，12VDC或9VDC(微型攝像機多屬此類)幾種類型。(4)按掃描制式劃分93(6)按同步方式劃分內同步：用攝像機內同步信號發(fā)生電路產生的同步信號來完成操作。外同步：使用一個外同步信號發(fā)生器，將同步信號送入攝像機的外同步輸入端。功率同步(線性鎖定，1inelock)：用攝像機AC電源完成垂直推動同步。外VD同步：將攝像機信號電纜上的VD同步脈沖輸入完成外VD同步。多臺攝像機外同步：對多臺攝像機固定外同步，使每一臺攝像機可以在同樣的條件下作業(yè)，因各攝像機同步，這樣即使其中一臺攝像機轉換到其他景物，同步攝像機的畫面亦不會失真。(6)按同步方式劃分94(7)按照度劃分＞普通型：正常工作所需照度為l－3LUX(勒克斯)。＞月光型：正常工作所需照度0．1LUX左右。＞星光型：正常工作所需照度0．01LUX以下。＞紅外型：采用紅外燈照明，在沒省光線的情況下也可以成像。(8)按外觀分分為機扳型、針孔型、半球型。(7)按照度劃分953CCD彩色攝像機的主要技術指標(1)CCD尺寸(即攝像機靶面)原多為1／2英寸，現在l／3英寸普及。3CCD彩色攝像機的主要技術指標96(2)CCD像素

CCD由面陣感光元素組成，每一個元素稱為像素，像素越多，圖像越清晰。有些攝像機給出了水平及垂直方向的像素數，如500(高)x582(寬)，有些則給出了前兩者的乘積值，如30萬像素。(2)CCD像素97(3)水平分辨率彩色攝像機的典型分辨率是在320到500電視線之間，主要有330線、380線、420線、460線、500線等不同檔次。分辨率是用電視線(簡稱線TVLINES)表示。分辨率與CCD和鏡頭有關，還與攝像頭電路通道的頻帶寬度相關，通常規(guī)律是1MHz的頻帶寬度相當于清晰度為80線。頻帶越寬，圖像越清晰，線數值相對越大。(3)水平分辨率98(4)最小照度最小照度也稱靈敏度。是CCD對環(huán)境光線的敏感程度，或者說是CCD正常成像時所需要的最暗光線。照度數值越小，表示需要的光線越少，攝像頭也越靈敏。月光級和星光級等高增感度攝像機可工作在很暗條件，2—3LUX屬一般照度，現在也有低于1LUx的普通攝像機。(5)掃描制式(6)攝像機電源(4)最小照度99(7)信噪比信噪比典型值為46dB，若為50dB，則圖像有少量噪聲，但圖像質量良好；若為60dB，則圖像質量優(yōu)良，不出現噪聲。(8)視頻輸出視頻輸出多為lVp-p，75Ω，均采用BNC接頭。(9)鏡頭安裝方式鏡頭安裝有C和CS方式，二者間不同之處在于感光距離不同。(7)信噪比100

8．3．2CCD攝像機的主要參數在電視監(jiān)控系統(tǒng)中選擇攝像機，一般要看幾個主要參數，即分辨率、最低照度和信噪比等，另外還要考慮攝像機的附帶功能、價格和今后服務等因素。以下對攝像機的幾個主要參數作介紹。1．CCD尺寸及像素數8．3．2CCD攝像機的主要參數101

2．分辨率分辨率是衡量攝像機優(yōu)劣的一個重要參數，是當攝像機攝取等間隔排列的黑白相間條紋時，在監(jiān)視器(應比攝像機的分辨率高)上能夠看到的最多線數。當超過這一線數時，屏幕上就只能看到灰蒙蒙的一片而不能再辨出黑白線條。工業(yè)監(jiān)視用攝像機的分辨率通常在380－460線之間。廣播級攝像機的分辨率則可達到700線左右。2．分辨率1023．低照度低照度指的是當被攝景物的光亮度低到一定程度而使攝像機輸出的視頻傳號電平低到某一規(guī)定值時的景物光亮度值。測定此參數時，還應特別注明鏡頭的最大相對孔徑。例如：使用F1.2的鏡頭，當被攝景物的光亮度值低到0.04lx時，攝像機輸出的視頻信號幅值為最大幅值的50％，即達到350mv(標推視頻信號最大幅值為700mv)，則稱此攝像機的最低照度為0.04lx／F1．2。被攝景物的光亮度值再低，將是一屏很難分辨層次的、灰暗的圖像。3．低照度1034．信噪比及伽瑪校正系數

信噪比是信號對于噪聲的比值取對數后乘以20，單位為分貝(dB)。一般攝像機給出的信噪比值均是在AGC（自動增益控制)關閉時的值，因為當AGC接通時，會對小信號進行提升，使得噪聲電平也相應提高。CCD攝像機的信噪比的典型值一般為45—55dB。測量信噪比參數時，應使用視頻雜波測量儀直接連接于攝像機的視頻輸出端子上。伽瑪校正系數典型值為γ＝0.45。4．信噪比及伽瑪校正系數104

5．CCD攝像機的附帶功能

(1)電動光圈接口標準CCD攝像機帶有驅動自動光圈鏡頭的接口，其中有些提供一種驅動方式(通常為視頻驅動方式)，只能配接VD型的自動光圈鏡頭；有些則可同時提供兩種驅動方式(視頻驅動和直流驅動)供用戶選擇，可以配接任何自動光圈鏡頭。視頻驅動(videoDriver，簡稱VD)方式是指攝像機將視頻信號電平輸出到自動光圈鏡頭的內部，再由其內部的驅動電路輸出控制電壓，使鏡頭光圈調整電動機轉動；直流驅動(DCDriver，簡稱DD)方式則是指攝像機內部增加了鏡頭光圈電動機的驅動電路，可以直接輸出直流控制電壓到鏡頭內的光圈電動機并使其轉動。5．CCD攝像機的附帶功能105

(2)電子快門電子快門(ElectronicShutter)是比較照相機的機械快門功能提出的一個術語，它相當于控制CCD圖像傳感器的感光時間。出于CCD感光的實質是信號電荷的積累，則感光時間越長，信號電荷的積累時間就越長，輸出信號電流的幅值也就越大。通過調整光生信號電荷的積累時間(即調整時鐘脈沖的寬度)，即可實現控制CCD感光時間的功能。(2)電子快門106

(3)自動增益控制攝像機輸出的視頻信號必須達到電視傳輸規(guī)定的標準電平。為了能在不同的景物照度條件下都能輸出標準視頻信號，必須使放大器的增益能夠在較大的范圍內進行調節(jié)。這種增益調節(jié)通常都是通過檢測視頻信號的平均電平而自動完成的，實現此功能的電路稱為自動增益控制電路，簡稱AGC電路。具有AGC功能的攝像機，在低照度時靈敏度會有所提高，但此時的噪點也會比較明顯，這是由于信號和噪聲被同時放大的緣故。(3)自動增益控制107

(4)背光補償背光補償(back—lightCompensation)也稱做逆光補償或逆光補正，它可以有效地補償攝像機在逆光環(huán)境下拍攝時畫面主體黑暗的缺陷。

(5)線鎖定同步線鎖定同步（LineLock）是一種利用交流電源來鎖定攝像機場同步脈沖的—種同步方式。當圖像出現因交流電源造成的網波干擾時，將此開關撥到線鎖定同步(LL)的位置，就可消除交流電源的干擾。(4)背光補償108

8．3．3鏡頭的主要參數與選擇鏡頭是電視監(jiān)控系統(tǒng)中必不可少的部件，鏡頭與CCD攝像機配合，可以將遠距離目標成像在攝像機的CCD靶面上。鏡頭從焦距上分類，可分為短焦距、中焦距、長焦距和變焦距鏡頭；從視場的大小分類，可分為廣角、標準、遠攝鏡頭；從結構上分，可分為固定光圈定焦鏡頭、手動光圈定焦鏡頭、自動光圈定焦鏡頭、手動變焦鏡頭、自動光圈電動變焦鏡頭、電動三可變鏡頭(指光圈、焦距、聚焦這三者均可變)等類型。8．3．3鏡頭的主要參數與選擇1091．鏡頭的參數

(1)成像尺寸鏡頭一般可分為25．4mm(1英寸)、16．9(2/3英寸)、12.7mm(1／2英寸)、8．47mm(1／3英寸)和6．35mm(1／4英4)等幾種規(guī)格，它們分別對應不同的成像尺寸，選用鏡頭時，應使鏡頭的成像尺寸與攝像機的靶面尺寸大小相吻合。1．鏡頭的參數110

(2)焦距在實際應用中，用不同焦距的鏡頭對同一位置的某物體攝像，配長焦距鏡頭的攝像機所攝取的景物尺寸就大，配短焦距鏡頭的攝像機所攝取的景物尺寸就小。理論上，任何一種鏡頭均可拍攝很遠的物體，并在靶面上成一很小的像，但受CCD單元(像素)物理尺寸的限制，當成像小到小于CCD傳感器的一個像素大小時便不能形成被攝物體的像，即使成像有幾個像素大小，該像也難以辨識。

當己知被攝物體的大小及該物體到鏡頭的距離時，可根據下式估算出選取鏡頭的焦距：

f=hD／Hf=vD／V式中，D力鏡頭中心到被攝物體的距離；H和V分別為被攝物體的水平尺寸和垂直尺寸；v為靶面成像高度；h為靶面成像的水平寬度。(2)焦距111

(3)相對孔徑為了控制通過鏡頭的光通量大小，在鏡頭的后部均設置了光闌(又稱光圈）。假定光闌的有效孔徑為d，由于光線折射的關系，鏡頭實際的有效孔徑為D，D與焦距f之比定義相對孔徑A，即鏡頭的相對孔徑決定于被攝像的照度，像的照度E與鏡頭的相對孔徑平方成正比，一般習慣上用相對孔徑的倒數來表示鏡頭光闌的大小，即式中，F—稱為光闡F數，標注在鏡頭光闡調整圖上，其標值為1.4，2，2.8，4，5.6，8，11，16，22等值，每兩個相鄰數值中，后一個數值是前一個數值的倍。由于像面照度與光闡的平方成正比，所以光闡每變化一檔，像面亮度就變化一倍。F值越小，光闡越大，到達攝像機靶面的光通量就越大。(3)相對孔徑112

(4)視場角鏡頭有一個確定的視野，鏡頭對這個視野的高度和寬度的張角稱為現場角。視場角與鏡頭的焦距f及攝像機靶面尺寸(水平尺寸h及垂直尺寸v)的大小有關，鏡頭的水平視場角ah及垂直視場角av可分別由下式計算，即由以上兩式可知，鏡頭的焦距f越短，其視場角越大，攝像機靶面尺寸h或v越大，其視場角也越大。如果所選擇的鏡頭的視場角太小，可能會因出現監(jiān)視死角而漏堅；而若所選樣的鏡頭的視場角太大，又可能造成被監(jiān)視的主體畫面尺寸太小，難以辨認，且畫面邊緣出現畸變。(4)視場角113樓宇自動化安全技術防范系統(tǒng)（二）課件114

(5)接口鏡頭的安裝方式有C型安裝和CS型安裝兩種。在電視監(jiān)控系統(tǒng)中常用的鏡頭是C型安裝鏡頭，這是一種國際公認的標準。這種鏡頭安裝部位的口徑是25．4mm，從鏡頭安裝基準面到焦點的距離是17.526mm。大多數攝像機的鏡頭接口則做成CS型，因此將C型鏡頭安裝到CS接口的攝像機時需增配一個5mm厚的接圈。(5)接口1152．鏡頭的種類(1)固定光圈定焦鏡頭鏡頭上沒有光圈調整環(huán)，因而進入鏡頭的光通量不能通過改變鏡頭而改變，而只能通過改變被攝現場的光照度來調整，如增減被攝現場的照明燈光等。這種鏡頭一般應用于光照度比較均勻的場合，如室內全天以燈光照明為主的場合，在其他場合則需與帶有自動電子快門功能的CCD攝像機合用，通過電子快門的調整來模擬光通量的改變。2．鏡頭的種類116(2)手動光圈定焦鏡頭比固定光圈定焦鏡頭增加了光圈調整環(huán)，其光圈調整范圍一般可從F1．2或F1．4到全關閉，能很方便地適應被攝現場的光照度，這種鏡頭一般應用于光照度比較均勻的場合，而在其他場合則也需與帶有自動電子快門功能的CCD攝像機合用、如早晚與中午、晴天與陰天等光照度變化比較大的場合，通過電子快門的調整來模擬光通量的改變。(2)手動光圈定焦鏡頭117(3)自動光圈定焦鏡頭自動光圈定焦鏡頭在手動光圈定焦鏡頭的光圈調整環(huán)上增加一個由齒輪嚙合傳動的微型電動機，并從其驅動電路上引出3芯或4芯線傳送給自動光圈撓頭，使鏡頭內的微型電動機相應地作正向或反向轉動，從而高速調整光圈的大小。自動光圈鏡頭又分為含放大器(視頻驅動型)與不含放大器(直流驅動型)兩種規(guī)格。(3)自動光圈定焦鏡頭118(4)手動變焦鏡頭可以在一定范圍內調整鏡頭的焦距，其變比一般為2—3倍，焦距一般為3．6—8mm。通過手動調節(jié)鏡頭的變焦環(huán)，可以方便地選擇監(jiān)視現場的視場角，如：可選擇對整個房間的監(jiān)視或是選擇對房間內某個局部區(qū)域的監(jiān)視。(5)自動光圈電動變焦鏡頭

此種鏡頭與自動光圈定焦鏡頭相比增加了兩個微型電動機，其中一個電動機與鏡頭的變焦環(huán)嚙合，當其受控而轉動時可改變鏡頭的焦距(Zoom)；另一個電動機與鏡頭的對焦環(huán)嚙合，當其受控而轉動時可完成鏡頭的對焦(Focus)。由于該鏡頭增加了兩個調整的功能，因而也稱電動兩可變鏡頭。(4)手動變焦鏡頭119樓宇自動化安全技術防范系統(tǒng)（二）課件120(6)電動三可變鏡頭此種鏡頭包含了3個微型電動機，引出一組6芯控制線與云臺鏡頭控制器及解碼器相連。常見的有6倍、10倍和12倍等幾種規(guī)格。(6)電動三可變鏡頭121樓宇自動化安全技術防范系統(tǒng)（二）課件1223.鏡頭的分類按外形功能分為：球面鏡頭、非球面鏡頭、針孔鏡頭、魚眼鏡頭。按尺寸大小分為：1英寸鏡頭、1／2英寸鏡頭、1／3英寸鏡頭、2／3英寸鏡頭。按光圈分為：自動光圈鏡頭、手動光圈鏡頭、固定光圈鏡頭。按變焦類型分為：電動變焦鏡頭、手動變焦鏡頭、固定焦距鏡頭。按焦距長短分為：以焦距鏡頭、標準鏡頭、廣角鏡頭。3.鏡頭的分類123

7．不同種類鏡頭的應用范圍

(1)手動、自動光圈鏡頭的應用范圍手動光圈鏡頭適用于光照條件相對穩(wěn)定的條件下，手動光圈由數片金屬薄片構成。光通量靠鏡頭外徑上的一個環(huán)調節(jié)。旋轉此圈可使光圈收小或放大。在照明條件變化大的環(huán)境中或不是用來監(jiān)視某個固定目標時，應采用自動光圈鏡頭，比如在戶外或人工照明經常開關的地方，自動光圈鏡頭的光圈的動作由馬達驅動，馬達受控于攝像機的視頻信號。手動光圖鏡頭和自動光圈鏡頭又有定焦距(光圈)鏡頭自動光圈鏡頭和電動變焦距鏡頭之分。手動光圈鏡頭，可與電子快門攝像機配套，在各種光線下均問使用。自動光圈鏡頭可與任何CCD攝像機配套，在各種光線下均可使用，特別用于被監(jiān)視表面亮度變化大、范圍較大的場所。為了避免引起光暈現象和燒壞靶面，一般都配自動光圈鏡頭。7．不同種類鏡頭的應用范圍124

(2)定焦距(光圈)鏡頭一般與電子快門攝像機配套，適用于室內監(jiān)視某個固定目標的場所。定焦距鏡頭一般又分為長焦距鏡頭、中焦距鏡頭和短焦距鏡頭。中焦距鏡頭是焦距與成像尺寸相近的鏡頭。焦距小于成像尺寸的稱為短焦距鏡頭，又稱廣角鏡頭，該鏡頭的焦距通常是28mm以下的鏡頭，主要用于環(huán)境照明條件差，監(jiān)視范圍要求寬的場合。焦距大于成像尺寸的稱為長焦距鏡頭，又稱望遠鏡頭，其焦距一般在150mm以上，主要用于監(jiān)視較遠處的景物。

(3)電動變焦距鏡頭可與任何CCD攝像機配套，在各種光線下均可使用，變焦距鏡頭通過遙控裝置來進行光對焦、光圈開度、改變焦距大小。(2)定焦距(光圈)鏡頭125思考題：1、CCD攝像機的主要參數有哪些？2、不同種類的鏡頭適用的環(huán)境。3、簡述攝像機的正確使用方法。思考題：1268．3．5云臺與防護罩

1．云臺云臺是承載攝像機進行水平和垂育方向轉動的裝置。云臺內裝有兩個電動機。這兩個電動機一個負責水平方向的轉動，另一個負責垂直方向的轉動。水平轉動的角度一般為350°，垂直轉動則有±45°、±

5°、±

75°等。水平及垂直轉動的角度大小可通過限位開關進行調整。云臺可分為：室內用云臺，承重小，沒有防雨裝置；室外用云臺，承重大，有防雨裝置。有的室外云臺還有防凍加溫裝置。8．3．5云臺與防護罩127

(1)承重室內用云臺承重量為1．5—7kg，室外用云臺承重量為7—50kg。還有些云臺是微型云臺，比如與攝像機一起安裝在半球型防護罩內或全天候防護罩內的云臺。

在電源供電電壓方面，目前常見的有交流24v和220v兩種。云臺的耗電功率，一般是承重量小的功耗小，承重量大的功耗大。(1)承重在電源供電電壓方面，目前常見的有交流2128

(2)控制方式一般的云臺均屬于有線控制的電動云臺?？刂凭€的輸入端有5個，其中1個為電源的公共端，另外4個分為上、下、左、右控制端。如果將電源的一端接在公共端上，電源的另一端接在“上”時，則云臺帶動攝像機頭向上轉，其余類推。還有的云臺內裝繼電器等控制電路，這樣的云臺往往有6個控制輸入端。1個是電源的公共端，另4個是上、下、左、右端，還有1個則是自動轉動端。當電源的一端接在公共端，電源另一端接在“自動”端時．云臺將帶動攝像機頭按一定的轉動速度進行上、下、左、右的自動轉動。(2)控制方式1298．3．6解碼器

在具體的閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)工程中，解碼器屬于前端設備，它一般安裝在配合云臺及電動鏡頭的攝像機附近，有多芯控制電纜直接與云臺及電動鏡頭相連，另有通信線(通常為兩芯護套線或兩芯屏蔽線)與監(jiān)控室內的系統(tǒng)主機相連。

解碼器不能單獨使用，而必須與矩陣控制系統(tǒng)配合使用。

同一系統(tǒng)中可能有多臺解碼器，所以每個解碼器上都有一個撥碼開關，它決定了該解碼器在該系統(tǒng)中的編號(即ID號)，在使用解碼器時首先必須對撥碼開關進行設置。在設置時，必須跟系統(tǒng)中的攝像機編號一致。8．3．6解碼器130樓宇自動化安全技術防范系統(tǒng)（二）課件131解碼器具有自檢功能，即不用遠端主機的控制、直接在解碼器上操作撥碼開關，通過測試云臺及電動鏡頭的工作是否正常來判斷連線是否正確，同時鏡頭電壓可在6v、8v、10v、12v之間進行選擇，以適應不同的鏡頭電源。解碼器在通信正確時，通信指示燈閃亮，這樣，就很容易判斷此解碼器與系統(tǒng)主機連線是否正確。解碼器具有自檢功能，即不用遠端主機的控制、直接132在不配系統(tǒng)主機的小型電視監(jiān)控系統(tǒng)中，如果前端攝像機配有云臺及電動鏡頭，或者配有帶雨刷的室外防護罩，或者系統(tǒng)還要求控制監(jiān)視現場的照明燈等輔助設備，就必須配有操縱云臺、電動鏡頭動作及輔助設備開關啟閉的控制器。這種控制器一般受面板按鍵的控制，輸出交流電壓(對云臺)或直流電壓(對電動鏡頭)到云臺或電動鏡頭的控制電壓輸入端，使云臺或電動鏡頭作相應動作。8．3．7云臺鏡頭控制器在不配系統(tǒng)主機的小型電視監(jiān)控系統(tǒng)中，如果前端攝像機133樓宇自動化安全技術防范系統(tǒng)（二）課件134云臺控制器按控制路數分為單路控制器和多路控制器兩種云臺控制器按控制路數分為單路控制器和多路控制器兩種135樓宇自動化安全技術防范系統(tǒng)（二）課件1368．3．8視頻放大器視頻信號經同軸電纜作長距離傳輸后會造成一定的衰減，特別是高頻部分衰減嚴重。一般用SYV—75—5的同軸電纜傳輸視頻信號的最遠距離為400m左右．用SYV—75—3電纜為300m左右。雖然超過這一距離后仍可看到較為穩(wěn)定的圖像，但圖像的邊緣部分已變得模糊。因此，當進行長距離視頻信號傳輸時，必須經過中間放大。8．3．8視頻放大器137視頻放大器與普通放大器的區(qū)別主要是帶寬不同，視頻放大器帶寬一般都力100——10MHz，且要求通帶平坦。SP6111放大器的帶寬達20MHz，增益為20dB左右，可用于克服同軸電纜在遠距離傳輸時對視頻信號所造成的衰減。由于在長距離傳輸時，視頻信號的高頻成分損耗最大、所以在對視頻信號進行均均放大的同時，還特別要對具高頻部分進行補償。否則，在監(jiān)視器屏幕上看到的視頻圖像的輪廓部分將變得模糊不清，如果圖像內容有細密的豎條，則這些豎條會變成灰蒙蒙的一片。視頻放大器與普通放大器的區(qū)別主要是帶寬不同，視頻1388．3．9視頻分配器視頻分配器可以將一路視頻信號均勻分配為多路視頻信號，以供給多臺監(jiān)視器或錄像機等后續(xù)視頻設備同時使用。經分配器輸出的每一路視頻信號仍保證與輸入的信號格式相同，即6MHz視頻帶寬、1v(峰—峰值)電壓、75歐輸出阻抗。8．3．9視頻分配器139樓宇自動化安全技術防范系統(tǒng)（二）課件1408．3．10報警接口箱報警接口箱接入報警探頭，并將報警信號通過RS—485通信線回傳給系統(tǒng)主機。當主機掃描到報警探頭發(fā)生了報警時，聯動該現場圖像的切換，顯示在監(jiān)視器上，同時將報警信號送到其他外設。8．3．10報警接口箱報警接口箱接入報警1411、報警探頭與攝像機的對應關系在有的CCTV系統(tǒng)主機中，報警輸入口探頭與攝像機出入口是一一對應的，即第一路報警探頭對應第一號攝像機，第二路報警探頭對應第二號攝像機，依次類推。而系統(tǒng)主機可以通過菜單設置，將多個探頭與多個攝像機建立對應關系。例如：某房間有一個攝像機，同時有紅外線探頭、門磁開關及緊急按鈕等3個不同類型的報警裝置，將這些報警裝置與該攝像機建立對應關系后，無論是哪一個報警裝置發(fā)生報警，都會使系統(tǒng)主機將報警現場的該攝像機畫面切換到主監(jiān)視器上以便于觀看，或進行錄像。1、報警探頭與攝像機的對應關系在有的CCTV系1422．報警探頭與報警接口箱的連接報警接口箱在實際的應用中，必須與相應的系統(tǒng)主機配套使用，不能單獨使用。布防、撤防都在系統(tǒng)主機中進行。報警接口箱與系統(tǒng)主機之間的連接是通過RS－485通信線。報警探頭輸出一般是開關量。2．報警探頭與報警接口箱的連接報警接口箱在實際1438．3．11電視監(jiān)控信號的傳輸電視監(jiān)控系統(tǒng)的前端設備與中心端設備通過傳輸系統(tǒng)建立聯系，該系統(tǒng)一方面將前端攝像機、監(jiān)聽頭、報警探測器或數據傳感器捕獲的視音頻信號及各種控測數據傳往中心端；另一方面將中心端的各種控制指令傳往前端多功能解碼器等受控對象。8．3．11電視監(jiān)控信號的傳輸電視監(jiān)控系統(tǒng)的前端1441．直接電纜傳輸直接電纜傳輸是最是本的傳輸方式。在局域閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)中，由前端設備到中心控制室的距離通常都是在1km以內，一般通過電纜直接連接。其中：由攝像機輸出的視頻信號采用同軸電纜連接，由監(jiān)聽頭輸出的音頻信號采用2芯屏蔽線連接，由報警探測器輸出的開路或短路的開關量信號，可通過普通(非屏蔽)2芯線連接。由中心控制主機發(fā)出的控制指令則通過2芯屏蔽雙絞線與前端解碼器連接。1．直接電纜傳輸直接電纜傳輸是最是本的傳輸方式1452．視頻電纜及連接器視頻電纜通常選用型號為SYV—75—3