實驗室網(wǎng)絡數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)設計方案

1/151/15試驗室網(wǎng)絡數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)設計方案試驗室網(wǎng)絡數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)設計方案北京同立在線系統(tǒng)集成一、總體設計思路設計原則結合各地用戶的實際需求和我公司多年來在信息系統(tǒng)集成方面的閱歷，在設計思路上遵循以下原則：以可擴展性為設計根底隨著技術的進展，各個智能系統(tǒng)都會面臨設備數(shù)量增加和技術升級的局面。因而在初期的設計中，應盡量選擇最有進展?jié)摿Φ募夹g和擴展性好的設備，以滿足人們不斷提高的試驗室安全治理的要求。以安全性為設計的核心安全性設計必需放在智能化系統(tǒng)的核心地位，只有在安全的前提下才能談到其他各個方面。公共試驗室的視頻監(jiān)控除了符合一般公共場所視頻監(jiān)控的要求外，還要考慮防爆、防霧等特別要求。便利應用為智能化設計的主導思想本著科技以人為本的精神，系統(tǒng)應最大限度的效勞于使用者和治理者，因此系統(tǒng)的穩(wěn)定性和便利性必需貫穿于智能化系統(tǒng)設計的始終。以先進性為設計標準系統(tǒng)應充分遵循現(xiàn)有的國際通行設計標準。在設計和實施時，最大限度地利用當今先進、成熟、具有進展前途的計算機技術、通信技術、自動化技2/152/15術。承受具有良好開放性的技術，承受國際標準或事實上的國際標準，從而保證系統(tǒng)能夠隨科技的進展而平滑升級。以經(jīng)濟性為目標是我們也要考慮的。二、設計依據(jù)和標準在總體構造上，依據(jù)行政劃分，至少設置一個中心掌握室，全部試驗室的視頻圖像都上傳到這里，便利治理者對試驗室的整個狀況統(tǒng)籌治理。覺察問題可準時制止和報警，盡量避開人身損害和設備的損壞。為了更好監(jiān)看整個試驗室的狀況，可依據(jù)全方位無死角部位進展設計。在個別試驗室，依據(jù)其特別性，承受靜態(tài)攝像機通觀全局，動態(tài)攝像機查看細節(jié)，通對過云臺和鏡頭掌握查看放大某個部位。通過數(shù)字硬盤錄像機作記錄，以便發(fā)生事故后備查。設計依據(jù)包括：依據(jù)用戶方要求有關標準和標準：《民用閉路監(jiān)視電視系統(tǒng)工程技術標準》GB0198-94《安全防范系統(tǒng)通用圖形符號》GB/T74-94《安全防范工程程序和要求》GA/T74-94《安全防范工程程序與要求》GA/T74-94]3/153/15《安全防范工程費用概預算編制方法》GT/T70-94三、網(wǎng)絡數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)組成及性能指標視屏監(jiān)控系統(tǒng)按功能可分為三局部：前端攝像設備、信號傳輸、信號處理。前端攝像設備攝像局部的主體是攝像機，其功能為觀看、收集信息。攝像機的性能及其安裝方式是打算系統(tǒng)質量的重要因素。光導管攝像機已被淘汰，由電荷耦合器件簡稱CCD攝像機所取代。其主要性能及技術參數(shù)要求如下：顏色：攝像機有黑白和彩色兩種，通常黑白攝像機的水平清楚度比彩色攝像機高，且黑白攝像機比彩色攝像靈巧敏，更適用于光線缺乏的地方和夜間燈光較暗的場所。黑白攝像機的價格比彩色廉價。但彩色的圖像簡潔區(qū)分衣物與場景的顏色，便于準時獵取、區(qū)分現(xiàn)場的實時信息。PAL制式，PAL制垂直清楚度為400行。所以攝像機的清楚度一般是用水平清楚度表示。水平清楚度表示人眼對電視圖像水平細節(jié)清楚度的量度，用電視線TVL表示。目前選用黑白攝像機的水平清楚度一般應要求大于500線，彩色攝像機的水平清楚度一般應要求大于400線。 3)照度：單位被照面積上承受到的光通量稱為照度。Lux(勒克斯)是標稱光亮度(流明)的光束均勻射在lm2面積上時的照度。攝像機的靈敏度以最低照度來表示，這是攝像機以特定的測試卡為攝取標，在鏡頭光圈為0.4時，調整光源照度，用示波器測其輸出端的視頻信號幅度為額定值的10%，此時測得的測試卡照度為該攝像機的最低照度。所以實際上被攝體的照度應當大約是最低照度的10倍以上才能獲得較清楚的圖像。目前一般選用黑白攝像機的最低照度，當相對孔徑為F／1.4時，最低照度要求選用小于0.1Lux;選用彩色攝像機的最低照度，當相對孔徑為F／1.40.2Lux。同步：要求攝像機具有電源同步、外同步信號接口。對電源同步而言，使全部的攝像機由監(jiān)控中心的溝通同相電源供電，使攝像機場同步信4/154/15號與市電的相位鎖定，以到達攝像機同步信號相位全都的同步方式。對外同步而言，要求配置一臺同步信號發(fā)生器來實現(xiàn)強迫同步，電視系統(tǒng)掃描用的行頻、場頻、幀頻信號，復合消隱信號與外設信號發(fā)生器提供的同步信號同步的工作方式。系統(tǒng)只有在同步的狀況下，圖像進展時序切換時就不會消滅滾動現(xiàn)象，錄、放像質量才能提高。220V24V12V12V直流電壓供電時，往往達不到攝像機電源同步的要求，必需承受外同步方式，才能到達系統(tǒng)同步切換的目的。自動增益掌握(AGC)：在低亮度的狀況下，自動增益功能可以提高圖像信號的強度以獲得清楚的圖像。目前市場上CCD攝像機的最低照度都是在這種條件下的參數(shù)。自動白平衡：當彩色攝像機的白平衡正常時，才能真實地復原被攝物體的顏色。彩色攝像機的自動白平衡就是實現(xiàn)其自動調整。電子亮度掌握：有些CCD攝像機可以依據(jù)射入光線的亮度，利用電子快門來調整CCD圖像傳感器的曝光時間，從而在光線變化較大時可以不用自動光圈鏡頭。使用電子亮度掌握時，被攝景物的景深要比使用自動光圈鏡頭時要小。逆光補償：在只能逆光安裝的狀況下，承受一般攝像機時，被攝物體的圖像會發(fā)黑，應選用具有逆光補償?shù)臄z像機才能獲得較為清楚的圖像。鏡頭選擇鏡頭按功能和操作分類：攝取靜態(tài)目標的攝像機，可選用固定焦距鏡頭，當有視角變化要求的動態(tài)目標攝像場合，可選用變焦距鏡頭。鏡頭焦距的選擇要依據(jù)視場大小和鏡頭到監(jiān)視目標的距離而定。5/155/15F=A×L/B式中F——焦距(mm)；A——像場、寬(mm)；L——鏡頭到監(jiān)視目標的距離；B——視場高(L、B承受一樣的度量單位)。2/3”、1/2”、1/3”、1/4”四種型式，這四種模式都具有垂直X水平尺寸為3X4的方位比，而四種模式攝像機對應于某一個鏡頭，則下一個模式正好與它上一個模式攝像機相差一個鏡頭焦距的檔次。如專1/2”攝像機使用16mm鏡頭的1/3“12mm焦距的鏡頭一樣。以此類推。對景深大、視場范圍廣的監(jiān)視區(qū)域及需要監(jiān)視變化的動態(tài)場景，一般對應承受帶全景云臺的攝像機，并配置6倍以上的電動變焦距帶自動光圈鏡頭。使用電荷耦合器件(CCD)時，一般均應選擇自動光圈鏡頭，對于室內照度恒定或變化很小的時可選擇手動可變光圈鏡頭，電梯轎箱內的攝像機鏡頭應依據(jù)轎箱體積的大小選用水平視場角大于70°的廣角鏡頭。隨著小型化需要，鏡頭尺寸需縮小，除通常攝像機鏡頭的標準C接口外，引入了Cs接口。由于CsC5mm，減小了鏡頭與敏感件Cs接口系統(tǒng)體積小、輕，且Cs接口鏡頭價格較廉價。Cs接口攝像機可配用Cs接口鏡頭，也可使用C5mm隔條環(huán)。C接口攝像機只能配用C接口鏡頭，不能使用Cs接口的鏡頭。攝像機鏡頭應從光源方向對準監(jiān)視目標，避開逆光。鏡頭的焦距和攝像機靶面的大小打算了視角，焦距越小，視野越大，焦距越大，視野越小。假設要考慮清楚度，可承受電動變焦距鏡頭，依據(jù)需要隨時調整。通光量：鏡頭的通光量是用鏡頭的焦距和通光孔徑的比值(光圈)來衡量的，一般用F表示。在光線變化不大的場合，光圈調到適宜的大小后不必改動，用手動光圈鏡頭即可。在光圈線變化大的場合，如在室外，一般均需要自動光圈鏡頭。6/156/15傳輸系統(tǒng)監(jiān)視現(xiàn)場和掌握中心總有肯定距離，從監(jiān)視現(xiàn)場到掌握中心需要圖像信號傳輸圖像信號，同時從掌握中心的掌握信號要傳送到現(xiàn)場，所以傳輸系統(tǒng)包括視頻信號和掌握信號傳輸兩局部。視頻信號傳輸一般承受同軸電纜傳輸視頻基帶信號，也可承受光纜傳送電視信號以及用平衡電纜對也就是利用電纜傳送。由于電纜對外界的靜電場和電磁波有屏蔽作用，可削減串擾，傳輸損失也較小。但當電纜作為長距離傳送媒體時，會發(fā)生對地不平衡低頻地電流的影響，有時也會有高頻干擾。信號傳輸帶寬為50Hz～4MHz，當傳輸距離在200m200m時，電纜衰減量較大，為了能把整個帶寬內不同頻率的信號進展傳輸，必需使用電纜補償放大器。某些場合，布線格外困難時，可以承受無線傳輸如微波定向傳輸，但它要占用頻率資源，需經(jīng)無線電治理委員會核準。掌握信號傳輸對于CCTV，常用的掌握方式有直接掌握、編碼掌握、同軸視控。目前直接掌握由于線纜過多，很少承受。編碼掌握是將全部掌握命令數(shù)字(調制)后再傳輸，到掌握設備后再解調，復原成直接掌握量，可節(jié)約線纜。這種方式傳輸距離長，目前工程中承受較多。顯示及信號處理數(shù)字硬盤錄像系統(tǒng)數(shù)字硬盤錄像是當今安保電視系統(tǒng)領域最型的、性能最卓越的數(shù)字化圖像記錄設備，它將監(jiān)控系統(tǒng)中全部的攝像機攝取的畫面進展實時數(shù)字壓縮并錄制存檔，可以依據(jù)任意檢索要求對所記錄的圖像進展隨機檢索。由于承受了數(shù)字記錄技術，能大大增加錄制圖像的抗衰減、抗干擾力量，因此無7/157/15論經(jīng)過多少次的檢索或錄像回放都不會影響播放圖像的清楚度，而傳統(tǒng)的模擬方式記錄的錄像帶在經(jīng)過假設干次檢索及回放后，圖像質量將會有肯定的衰減并引起信號信噪比的下降。當需要對已存儲的圖像進展復制時，數(shù)字記錄的圖像不存在復制劣化的問題，而模擬方式記錄的圖像每經(jīng)過一次復制就要劣化一次。數(shù)字硬盤錄像系統(tǒng)是集計算機網(wǎng)絡化、多媒體智能化與監(jiān)控電視為一體，以數(shù)字化的方式和全的理念構造出的一代監(jiān)控圖像硬盤錄像系統(tǒng)。系統(tǒng)在實現(xiàn)本地數(shù)字圖像監(jiān)控治理的同時，又能實現(xiàn)監(jiān)控圖像畫面的遠程傳送，加強了整體安全治理。在系統(tǒng)中，全部圖像數(shù)據(jù)均以數(shù)字形式保存，這與傳統(tǒng)的模擬信號系統(tǒng)相比較，打印出的照片具有更高的清楚度和逼真感，數(shù)據(jù)的傳輸更牢靠，速度更快。系統(tǒng)以模塊化設計為根底，各個模塊包括：信號采集模塊、監(jiān)控模塊、圖像錄制模塊、遠程訪問模塊和中心掌握模塊。整個系統(tǒng)維護簡便，易于安裝。由于數(shù)字硬盤錄像設置在計算機系統(tǒng)中，信息可以自由傳遞到網(wǎng)絡能夠到達的范圍，因此監(jiān)控圖像的顯示不再拘于傳統(tǒng)的圖像切換方式，可以根據(jù)需要在任何被授權的地點監(jiān)控任何一處的被控圖像，使系統(tǒng)具有極強的安全治理力量。監(jiān)控圖像通過圖像錄制模塊以高壓縮率存儲于高容量磁盤陣列(目前最多為32個)的多路圖像實時顯示于一臺監(jiān)視器上，同時，還可將全部的圖像錄制于其Windows操作系統(tǒng)，避開了死機現(xiàn)象。相對于傳統(tǒng)的磁帶記錄方式，操作簡便，牢靠性，回放質量更高。全部記錄可供長時間保存，重復利用率極高。還可被轉錄制成光盤用于存檔40G的硬盤配置下，動態(tài)錄像約可以存儲一個月甚至更長時間。數(shù)字硬盤錄像系統(tǒng)的主要特點高效率，耐用，節(jié)約修理費用。數(shù)字硬盤錄像，使已錄制圖像的抗衰減、抗干擾力量大大增加，可以反復錄像、回放、檢索而不失真和破壞，高效耐用，節(jié)約了很多修理費用。與傳統(tǒng)的錄像帶的圖像存儲經(jīng)長期使用簡潔損壞相比較具有極大優(yōu)越性。8/158/15與現(xiàn)有的安保電視系統(tǒng)設備可兼容。在現(xiàn)有的安保電視系統(tǒng)配置設備的根底上，只是更換舊的盒式錄像機和多畫面視頻處理器，仍可保存系統(tǒng)配置的其他設備。承受特別的壓縮存儲技術。MPEG壓縮存儲技術，有的承受D-TEG編碼壓縮方法來到達高效壓縮率比。高速搜尋和清楚度靜像。由于系統(tǒng)承受硬盤存儲圖像，故系統(tǒng)能供給快速搜尋功能和高清楚度靜像。圖像區(qū)分率一般可達：752X582640X480像素。錄像速度：25幀／s?；胤潘俣龋?5幀／s。錄像和回放前都可以準確到年／月／日／時／分／秒，并可以獨立調整每路畫面的顏色、亮度、比照度和色飽和度。〔5〕保密性強。傳統(tǒng)電視監(jiān)控系統(tǒng)中使用磁帶記錄所發(fā)生的實時圖像，但假設一旦為犯罪分子所把握，這就為犯罪分子銷毀證據(jù)、替換或抹掉錄像帶內容等多項技術犯罪供給了時機，由于任何人員，只要能夠接觸到錄像機就可以進展各種操作。而數(shù)字化電視監(jiān)控系統(tǒng)中圖像的播放是由計算機程序來掌握，對圖像存檔、回放和狀態(tài)設置等操作均有嚴格的密碼掌握，即使是操作人員，假設不知道密碼或其密碼的權限不包含有上述操作內容，就無法知道已錄制圖像的內容。另外，由于承受的是硬盤錄像，不需要更換存儲媒體，任何人都很難取走硬盤，或者取走也無法回放，保密性極強。顯示局部顯示局部主要由黑白／彩色監(jiān)視器、液晶顯示器或液晶監(jiān)視器等設備組成。黑白／彩色專用監(jiān)視器是實現(xiàn)對攝像機視頻信號再現(xiàn)圖像的設備，一般要求黑白監(jiān)視器的水平清楚度應大于600350線。北京同立公司具有信息系統(tǒng)集成的豐富閱歷，在考察用戶現(xiàn)場狀況和充分理解用戶需求后，會提出具體的視頻監(jiān)控方案。10/1510/15系統(tǒng)原理圖4.14.1市內采轉黑半球攝像機成像元件：1/3inchSONYSuperHADCCDⅡ掃描系統(tǒng)：PAL/NTSC〔黑白〕固定鏡頭：f=3.8mm最低照度:0.1Lux：1.0Vp-p(75Ω,復合視頻)信噪比(S/N)：50dB(AGC自動增益：開/關背光補償：低/中/高/關電子快門速度：1/50~1/120,000白平衡：自動/手動/手動自控操作溫度：-10˚C~45˚C(溫度)/30%~80%(濕度)供給電壓：12VDC(10V~15V〕功率消耗：最大1.8W/150mA尺寸：113.2x79.15mm210g4.2防爆彩色半球攝像機成像元件：1/3 SONYCCD掃描系統(tǒng)：PAL/NTSC4.2防爆彩色半球攝像機成像元件：1/3 SONYCCD掃描系統(tǒng)：PAL/NTSC最低照度:0.1Lux視頻輸出：1.0Vp-p(75Ω,復合視頻)信噪比(S/N)：大于50dB(AGC關)自動增益：開/關背光補償：低/中/高/關電子快門速度：1/50-1/100,000秒白平衡：自動/手動/手動自控操作溫度：-20℃-50℃供給電壓：12VDC〕4.3日夜全彩色超低照度攝像機成像元件：1/3”EM-CCD〔電子增倍〕掃描系統(tǒng)：PAL/NTSC功率消耗：最大1.8W/150mA尺寸：113.24.3日夜全彩色超低照度攝像機成像元件：1/3”EM-CCD〔電子增倍〕掃描系統(tǒng)：PAL/NTSC最低照度:0.：1.0Vp-p(75Ω,復合視頻)信噪比(S/N)：50dB光圈掌握：DC驅動鏡頭接口：C/CS-接口(易對焦型)背光補償：自動1/50~120,000秒白平衡：自動操作溫度：-10℃-50℃；20~90％RH供給電壓：12VDC1.8W/150mA尺寸：131*65*55MM