《安防系統(tǒng)工程方案設(shè)計(jì)》課件1第05章

第5章電視監(jiān)控系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)5.1電視監(jiān)控系統(tǒng)的組成原理5.2電視監(jiān)控系統(tǒng)的前端設(shè)備5.3電視監(jiān)控系統(tǒng)的顯示設(shè)備5.4電視監(jiān)控系統(tǒng)的傳輸設(shè)備5.5電視監(jiān)控系統(tǒng)的主機(jī)控制設(shè)備5.6電視監(jiān)控系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)5.7電視監(jiān)控系統(tǒng)的工程施工5.8通用遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案5.9本章小結(jié)【實(shí)踐材料】第7章電視監(jiān)控系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)7.1電視監(jiān)控系統(tǒng)的組成原理

7.2電視監(jiān)控系統(tǒng)的前端設(shè)備

7.3電視監(jiān)控系統(tǒng)的主機(jī)控制設(shè)備

7.4電視監(jiān)控系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)

7.5電視監(jiān)控系統(tǒng)的工程施工

7.6通用遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

7.7某市教育局網(wǎng)絡(luò)化電視監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

7.1電視監(jiān)控系統(tǒng)的組成原理

典型的電視監(jiān)控系統(tǒng)主要由前端設(shè)備和后端設(shè)備這兩大部分組成。其中后端設(shè)備可進(jìn)一步分為中心控制設(shè)備和分控制設(shè)備。電視監(jiān)控系統(tǒng)由攝像機(jī)部分(有時(shí)還有麥克風(fēng))、傳輸部分、控制部分以及顯示與記錄部分四大塊組成(如圖7-1所示)。在每一部分中，又含有更加具體的設(shè)備或部件。

圖7-1電視監(jiān)控系統(tǒng)的組成

5.2電視監(jiān)控系統(tǒng)的前端設(shè)備

5.2.1攝像機(jī)在閉路監(jiān)控系統(tǒng)中，攝像機(jī)(Camera)又稱攝像頭(參見圖5-2)。嚴(yán)格來(lái)說，攝像機(jī)是攝像頭和鏡頭的總稱。

圖5-2攝像機(jī)(頭)實(shí)物

感光傳感部件是攝像頭的關(guān)鍵部分。感光芯片就像人的視網(wǎng)膜，是攝像頭的核心。它利用光電原理，攝取景物并配合監(jiān)視器顯像。依芯片材質(zhì)不同，感光傳感部件可分為下列幾種：●CMOS：省電，便宜，但照度不好；●CCD：主流器件；●MOS：已過時(shí)，很少使用；●

VIDICOM：光導(dǎo)管，也已過時(shí)。

表5-1CCD與CMOS的性能比較

1．CCD攝像機(jī)的分類

1)依成像色彩劃分●彩色攝像機(jī)：適用于景物細(xì)部辨別，如辨別衣著或景物的顏色。因有顏色而使信息量增大。一般認(rèn)為彩色攝像機(jī)的信息量是黑白攝像機(jī)的10倍。●

黑白攝像機(jī)：適用于光線不足的地區(qū)及夜間無(wú)法安裝照明設(shè)備的場(chǎng)所。在僅監(jiān)視景物的位置或移動(dòng)情況時(shí)，通?？蛇x用分辨率高于彩色攝像機(jī)的黑白攝像機(jī)。

2)依攝像機(jī)分辨率劃分●低檔型攝像機(jī)：影像像素在25萬(wàn)像素(pixel)左右，彩色分辨率為330～420線，黑白分辨率為380～450線。●

高分辨率攝像機(jī)：影像在38萬(wàn)像素以上，彩色分辨率大于或等于480線，黑白分辨率在600線以上。

3)依靈敏度(照度)劃分●普通型：正常工作所需照度為1～3lx?！裨鹿庑停赫９ぷ魉枵斩葹?.1lx左右?！裥枪庑停赫９ぷ魉枵斩葹?.01lx以下。●

紅外型：采用紅外燈照明，在沒有光線的情況下也可以成像。

4)按CCD靶面大小劃分●1英寸——靶面尺寸為寬12.7mm×高9.6mm，對(duì)角線長(zhǎng)16mm?！?/3英寸——靶面尺寸為寬8.8mm×高6.6mm，對(duì)角線11mm?！?/2英寸——靶面尺寸為寬6.4mm×高4.8mm，對(duì)角線8mm?！?/3英寸——靶面尺寸為寬4.8mm×高3.6mm，對(duì)角線6mm?！?/p>

1/4英寸——靶面尺寸為寬3.2mm×高2.4mm，對(duì)角線4mm。

5)按視頻掃描制式劃分按視頻掃描制式劃分，主要有PAL制和NTSC制兩種。6)按信號(hào)處理制式劃分●ANALOG：模擬信號(hào)處理?！馎SP：半數(shù)字信號(hào)處理?！?/p>

DSP：數(shù)字信號(hào)處理。

7)按攝像機(jī)外觀劃分按外觀分有傳統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)槍型、機(jī)板型、針孔型、半球型、子彈型等簡(jiǎn)單型，也有魚眼機(jī)板型、針孔鏡頭、燈飾型、偵煙型等偽裝型，也有一體機(jī)，紅外線型等綜合一體型。

8)按供電電源系統(tǒng)劃分常見的有AC110V，AC220V，AC240V，AC24V，DC12V等幾種。

9)按電源頻率劃分●歐洲規(guī)格(50Hz)：彩色PAL，黑白CCIR?！?/p>

美洲規(guī)格(60Hz)：彩色NTSC，黑白EIA。

2．CCD彩色攝像機(jī)的主要技術(shù)指標(biāo)

(1)CCD尺寸，亦即攝像機(jī)靶面。在相同的光學(xué)鏡頭下，成像尺寸越大，視場(chǎng)角越大。成像尺寸越小的攝像機(jī)的體積可以做得更小些。CCD尺寸原來(lái)多為1/2英寸，現(xiàn)在1/3英寸的已普及化，1/4英寸和1/5英寸也已商品化。

(2)CCD像素。這是CCD的主要性能指標(biāo)，它決定了顯示圖像的清晰程度，分辨率越高，圖像細(xì)節(jié)的表現(xiàn)越好。CCD是由面陣感光元素組成，每一個(gè)元素稱為像素，像素越多，圖像越清晰?，F(xiàn)在市場(chǎng)上大多以25萬(wàn)和38萬(wàn)像素劃界，38萬(wàn)像素以上者為高清晰度攝像機(jī)。

(3)水平分辨率。分辨率是用電視線(簡(jiǎn)稱線)來(lái)表示的，彩色攝像頭的分辨率在330～500線之間。分辨率與CCD和鏡頭有關(guān)，還與攝像頭電路通道的頻帶寬度直接相關(guān)，通常規(guī)律是1MHz的頻帶寬度相當(dāng)于清晰度為80線。頻帶越寬，圖像越清晰，線數(shù)值相對(duì)越大。

(4)最小照度。最小照度也稱為靈敏度，表示CCD對(duì)環(huán)境光線的敏感程度，或者說是CCD正常成像時(shí)所需要的最暗光線。照度的單位是勒克斯(lx)，數(shù)值越小，表示需要的光線越少，攝像頭也越靈敏。黑白攝像機(jī)的靈敏度大約是0.02～0.5lx，彩色攝像機(jī)多在1lx以上。

(5)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(zhì)量良好；若為60dB，則圖像質(zhì)量?jī)?yōu)良，不出現(xiàn)噪聲。

(6)視頻輸出。多為1Vpp、75Ω，均采用BNC接頭。

(7)掃描制式。有PAL制(隔行掃描)和NTSC制(逐行掃描)之分。中國(guó)大陸采用PAL制式(黑白為CCIR)，標(biāo)準(zhǔn)為625行，50場(chǎng)。日本為NTSC制式，標(biāo)準(zhǔn)為525行，60場(chǎng)(黑白為EIA)。一般只在醫(yī)療或其它專業(yè)領(lǐng)域才用到一些非標(biāo)準(zhǔn)制式。

(8)攝像機(jī)電源。交流有220V、110V、24V，直流為12V或9V。PAL系統(tǒng)多為220VAC類電源，微型攝像機(jī)多為12VDC或9VDC類電源。

3．DSP攝像機(jī)

(1)由于采用了數(shù)字檢測(cè)和數(shù)字運(yùn)算技術(shù)而具有智能化背景光補(bǔ)償功能。

(2)由于DSP技術(shù)而能自動(dòng)跟蹤白平衡，即可以在任何條件檢測(cè)和跟蹤“白色”，并以數(shù)字運(yùn)算處理功能來(lái)再現(xiàn)原始的色彩。

6．紅外線攝像機(jī)紅外線攝影機(jī)(INFRA-REDCAMERA)是采用紅外光源成像的攝影機(jī)，原則上可以用于零照度的監(jiān)控環(huán)境。

“可見光”指紅橙黃綠青藍(lán)紫光，是人眼可見之光。它的波長(zhǎng)大約為380～775nm。紅色光波再上去之光波謂之紅外線，它的波長(zhǎng)大約為775～1500nm。紅外線人眼是無(wú)法看到的，就如同手機(jī)的電波人眼也無(wú)法看到一樣。所以紅外線只可被攝影機(jī)感應(yīng)，無(wú)法被肉眼看見，可用于夜晚輔助照明，而又不讓人知道，這些特性使得紅外線攝影機(jī)在監(jiān)控領(lǐng)域被大量使用。紅外線攝影機(jī)按其拍照距離有10m、50m、100m之分。

7．低照度攝像機(jī)

1)晝夜型攝像機(jī)(Color/Mono)

2)低速快門攝像機(jī)(SlowShutter)

3)超感度攝像機(jī)

6．高速球型攝像機(jī)高速球型攝像機(jī)可實(shí)現(xiàn)多協(xié)議兼容多種主機(jī)，無(wú)極滑環(huán)，定點(diǎn)預(yù)置，快速巡航。其主要技術(shù)參數(shù)是6秒以內(nèi)快速定位，64個(gè)預(yù)置位，220倍聚焦，480TVL，0.02lx。如表5-2所示是閉路監(jiān)控系統(tǒng)高速球型攝像機(jī)的產(chǎn)品說明及技術(shù)參數(shù)。

5.2.2鏡頭鏡頭(LENS)一般采用許多單元的透鏡組合而成，基本為凸透鏡和凹透鏡。凸透鏡的作用是聚光成像，凹透鏡的作用是散光不成像。一般鏡頭可視為像凸透鏡這樣的會(huì)聚透鏡。這里其光學(xué)特性滿足：

S為像距，S'為物距，f為焦距。通常把短焦距、視場(chǎng)角大于50°(如f＝10mm左右)的鏡頭稱為廣角鏡頭，把更短焦距(如f＝4mm)的鏡頭叫做超廣角鏡頭，同時(shí)把很長(zhǎng)焦距(如f＞50mm)的鏡頭稱為望遠(yuǎn)(或遠(yuǎn)攝)鏡頭。介于短焦和長(zhǎng)焦之間的鏡頭就叫標(biāo)準(zhǔn)鏡頭。

1．鏡頭的種類(1)按光圈調(diào)整方式分為手動(dòng)光圈鏡頭和自動(dòng)光圈鏡頭。(2)按焦距尺寸是否可變分為定焦距鏡頭和變焦距鏡頭。(3)按鏡頭聚焦分為手動(dòng)聚焦鏡頭和自動(dòng)聚焦鏡頭。(4)焦距尺寸或視場(chǎng)角大小如下：標(biāo)準(zhǔn)鏡頭：視角30°左右，使用范圍較廣。遠(yuǎn)攝鏡頭：視角20°以內(nèi)，可在遠(yuǎn)距離情況下拍攝。廣角鏡頭：視角90°以上，觀察范圍較大，近處圖像有變形。超廣角鏡頭：視角90°以上，觀察范圍更大。

(5)從鏡頭焦距上分為：短焦距鏡頭：因入射角較寬，可提供一個(gè)較寬廣的視野。中焦距鏡頭：標(biāo)準(zhǔn)鏡頭，焦距的長(zhǎng)度視CCD的尺寸而定。長(zhǎng)焦距鏡頭：因入射角較狹窄，故僅能提供狹窄視景，適用于長(zhǎng)距離監(jiān)視。變焦距鏡頭：通常為電動(dòng)式，可作廣角、標(biāo)準(zhǔn)或遠(yuǎn)望等鏡頭使用。

(6)鏡頭參數(shù)可調(diào)整的項(xiàng)目如下：三可變鏡頭：光圈、聚焦、焦距為人為控制。兩可變鏡頭：自動(dòng)光圈，聚焦、焦距為人為控制。一可變鏡頭：自動(dòng)光圈，自動(dòng)焦距，僅焦距可人為控制。(7)鏡頭尺寸：有1/4、1/3、1/2、2/3和1英寸鏡頭規(guī)格

(8)鏡頭結(jié)構(gòu)及不同使用條件：一般分為普通鏡頭、針孔鏡頭和其他特種鏡頭。

2．選擇鏡頭的技術(shù)指標(biāo)

1)鏡頭的成像尺寸應(yīng)與攝像機(jī)CCD靶面尺寸相一致，如前所述，有1英寸、2/3英寸、1/2英寸、1/3英寸、1/4英寸、1/5英寸等規(guī)格。

2)鏡頭的分辨率描述鏡頭成像質(zhì)量的內(nèi)在指標(biāo)是鏡頭的光學(xué)傳遞函數(shù)與畸變，但對(duì)用戶而言，需要了解的僅僅是鏡頭的空間分辨率，以每毫米能夠分辨的黑白條紋數(shù)為計(jì)量單位，計(jì)算公式為：

3)鏡頭焦距鏡頭焦距是透鏡中心或其第二主平面到圖像聚集點(diǎn)處的距離，單位一般為毫米或英寸。常見的如4mm，6mm，8mm，3.5～8mm。被攝物體的大小、距離與焦距成特定的關(guān)系。設(shè)被攝物體的高度和寬度分別為H、W，被攝物體與鏡頭間的距離為D，鏡頭的焦距為f。靶面成像的高度和寬度分別為h、w，則覆蓋景物鏡頭的焦距可用下述公式計(jì)算：

(1)定焦距：焦距固定不變，可分為有光圈和無(wú)光圈兩種?！裼泄馊Γ虹R頭光圈的大小可以調(diào)節(jié)。根據(jù)環(huán)境光照的變化，應(yīng)相應(yīng)調(diào)節(jié)光圈的大小。光圈的大小可以通過手動(dòng)或自動(dòng)調(diào)節(jié)。人為手工調(diào)節(jié)光圈的稱為手動(dòng)光圈；鏡頭自帶微型電機(jī)自動(dòng)調(diào)整光圈的稱為自動(dòng)光圈?！駸o(wú)光圈：即定光圈，其通光量是固定不變的。主要用于光源恒定或攝像機(jī)自帶電子快門的情況。

(2)變焦距：焦距可以根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)整，使被攝物體的圖像放大或縮小。常用的變焦鏡頭為六倍、十倍變焦。

4)視場(chǎng)角

5)光圈和通光量

6)相對(duì)孔徑

3．手動(dòng)光圈和自動(dòng)光圈

4．定焦鏡頭和變焦鏡頭5.2.3云臺(tái)攝像機(jī)安裝于云臺(tái)上，可實(shí)現(xiàn)攝像機(jī)多個(gè)自由度運(yùn)動(dòng)，滿足對(duì)固定監(jiān)控目標(biāo)的快速定位，或?qū)Υ蠓秶O(jiān)控環(huán)境的全景觀察。對(duì)云臺(tái)的選擇可以按下列分類來(lái)加以區(qū)分：

1)按安裝部位劃分室內(nèi)云臺(tái)——室內(nèi)使用，抗環(huán)境干擾能力較弱。室外云臺(tái)——室外型密封性能好，防水、防塵，負(fù)載大，可全天候型服務(wù)。

2)按能夠承受負(fù)載的能力劃分輕載云臺(tái)——最大負(fù)重20磅(9.08kg)。中載云臺(tái)——最大負(fù)重50磅(22.7kg)。重載云臺(tái)——最大負(fù)重100磅(45kg)。防爆云臺(tái)——用于危險(xiǎn)環(huán)境下、能夠防爆和防粉塵點(diǎn)燃的云臺(tái)，帶高轉(zhuǎn)矩交流電機(jī)和可調(diào)螺桿驅(qū)動(dòng)，可負(fù)重100磅。

3)按運(yùn)動(dòng)方向劃分水平旋轉(zhuǎn)云臺(tái)——僅能實(shí)現(xiàn)水平旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，故亦稱為轉(zhuǎn)臺(tái)。全方位云臺(tái)——既能夠作水平旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，也能夠作垂直俯仰運(yùn)動(dòng)，有的還能夠做結(jié)合兩者的復(fù)合運(yùn)動(dòng)。

4)按回轉(zhuǎn)范圍劃分水平旋轉(zhuǎn)有0°～355°云臺(tái)，兩端設(shè)有限位開關(guān)；還有360°自由旋轉(zhuǎn)云臺(tái)，可以作任意個(gè)360°旋轉(zhuǎn)。垂直俯、仰均為90°，現(xiàn)在已出現(xiàn)垂直可做360°并可在垂直回轉(zhuǎn)至后方時(shí)自動(dòng)將影像調(diào)整為正向(autoimageInvertfortilt)的新產(chǎn)品。

5)按使用電壓劃分

220V交流電壓云臺(tái)；

24V交流電壓云臺(tái)；直流供電云臺(tái)。

6)按旋轉(zhuǎn)速度劃分恒速云臺(tái)——只有一檔速度，一般水平旋轉(zhuǎn)速度最小值為6°～12°/s，垂直俯、仰速度為3°～3.5°/s，但快速云臺(tái)水平旋轉(zhuǎn)和垂直俯仰速度更高?？勺兯僭婆_(tái)——水平旋轉(zhuǎn)速度范圍為4°～400°/s，垂直傾斜速度范圍多為0°～120°/s，但已有最高達(dá)480°/s的產(chǎn)品。

5.2.4防護(hù)罩與固定支架

1．防護(hù)罩防護(hù)罩使攝像機(jī)在有灰塵、雨水、高溫、低溫等情況下可以正常使用。

2．支架支架(MOUNTINGBRACKET)是固定云臺(tái)及攝像機(jī)、防護(hù)罩的安裝部件。

5.3顯示設(shè)備1.視頻監(jiān)視器2.多畫面分割器3.視頻分配器4.視頻放大器5.解碼器5.4傳輸設(shè)備1.通信轉(zhuǎn)換器2.視頻電纜及連接器3.音頻電纜及連接器4.控制電纜5.電源線

5.5.1硬盤錄像機(jī)(DVR)硬盤錄像機(jī)是一種數(shù)字錄像機(jī)(DIGITALVIDEORECORDER，DVR)，所以也常叫硬盤錄像機(jī)為DVR。硬盤錄像機(jī)的基本功能是將模擬的音視頻信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)镴PEG、MPEG等數(shù)字信號(hào)存儲(chǔ)在硬盤(HDD)上，并提供與錄制、播放和管理節(jié)目相對(duì)應(yīng)的功能。硬盤錄像機(jī)產(chǎn)品按系統(tǒng)結(jié)構(gòu)可以分為兩大類：基于PC架構(gòu)的PC式DVR和脫離PC架構(gòu)的嵌入式DVR。

5.5電視監(jiān)控系統(tǒng)的主機(jī)控制設(shè)備

圖7-3高品質(zhì)數(shù)字硬盤錄像機(jī)

例如某款ZTX00X的硬盤錄像機(jī)有如下典型功能：

(1)系統(tǒng)自檢：視頻源丟失時(shí)系統(tǒng)自動(dòng)報(bào)警。

(2)字符疊加：可以在每一路視頻上疊加監(jiān)控點(diǎn)的信息，字符自動(dòng)調(diào)整，方便查詢控制。

(3)視頻報(bào)警：每個(gè)視頻畫面可以設(shè)置兩個(gè)敏感度相同的報(bào)警分區(qū)，精確報(bào)警觸發(fā)，且敏感度可調(diào)，具有視頻動(dòng)態(tài)報(bào)警功能，可隨意設(shè)置視頻報(bào)警通道。

(4)錄像管理：具有任意點(diǎn)定時(shí)連續(xù)錄像、手動(dòng)錄像、動(dòng)態(tài)報(bào)警錄像、傳感器報(bào)警錄像功能；可預(yù)置一星期的錄像模板，方便準(zhǔn)確；支持多種方式備份，包括擴(kuò)展硬盤陣列，熱插拔硬盤、CD-RW刻錄盤、服務(wù)器、磁帶等。

(5)圖像抓拍：可將單幀圖像保存為jpg，bmp文件?？呻S時(shí)打印抓拍的圖像，以便備份。

(6)檢索方便：可以按照文件、日期、時(shí)間、監(jiān)控點(diǎn)、存儲(chǔ)盤符進(jìn)行檢索。

(7)定時(shí)錄像：可分別設(shè)置每路錄像視音頻碼流、錄像質(zhì)量，在規(guī)定時(shí)間段中自動(dòng)錄像。

(8)打印功能：可隨時(shí)打印抓拍的圖像，以便備份。

(9)云鏡控制：可以控制云臺(tái)、鏡頭動(dòng)作。

(10)屏幕分割：可實(shí)現(xiàn)1、4、6、9、16監(jiān)視模式。

(11)錄像回放：可擴(kuò)大至滿屏，采取正/反向播放、快進(jìn)/快退或單幀播放，多文件連續(xù)播放等。

(12)密碼保護(hù)：采取密碼授權(quán)的方式保護(hù)系統(tǒng)設(shè)置，防止無(wú)授權(quán)者修改系統(tǒng)。

(13)長(zhǎng)時(shí)錄像：先進(jìn)的壓縮技術(shù)，壓縮比可調(diào)，錄像質(zhì)量可調(diào)，幀率可調(diào)，可有效利用空間。

(14)光盤備份：可選擇指定盤符、通道、時(shí)間的錄像文件轉(zhuǎn)存到CD-R刻錄盤上。

(15)多任務(wù)方式：錄像、監(jiān)控可同時(shí)進(jìn)行。

5.5.2錄像采集卡

1)軟壓縮錄像卡

軟壓縮錄像卡的圖像采集是通過圖像采集芯片(如FUNSION878A)來(lái)完成的，而圖像壓縮則是通過軟件實(shí)現(xiàn)，即通過電腦CPU運(yùn)算完成。

2)硬壓縮錄像卡

硬壓縮錄像卡，其圖像采集與圖像壓縮都是通過板卡上的芯片實(shí)現(xiàn)的。與軟壓縮的區(qū)別主要就是該產(chǎn)品將圖像壓縮算法軟件寫入了硬件板卡上的DSP芯片里，讓DSP代替CPU來(lái)運(yùn)算，減輕了CPU運(yùn)算的壓力。5.5.3視頻切換器視頻切換器(SWITCHER)是組成控制中心中主控制臺(tái)上的一個(gè)關(guān)鍵設(shè)備，是選擇視頻圖像信號(hào)的設(shè)備。簡(jiǎn)單地說，將幾路視頻信號(hào)輸入，通過對(duì)其控制，選擇其中一路視頻信號(hào)輸出。多路視頻信號(hào)要送到同一處監(jiān)控，可以一路視頻對(duì)應(yīng)一臺(tái)監(jiān)視器，但監(jiān)視器占地大，價(jià)格貴，如果不要求時(shí)時(shí)刻刻監(jiān)控，可以在監(jiān)控室增設(shè)一臺(tái)切換器，把攝像機(jī)輸出信號(hào)接到切換器的輸入端，切換器的輸出端接監(jiān)視器。切換器的輸入端分為2、4、6、8、12、16路，輸出端分為單路和雙路，而且還可以同步切換音頻(視型號(hào)而定)。

圖7-4矩陣切換主機(jī)

5.5.4矩陣切換器

在閉路電視監(jiān)視系統(tǒng)中，攝像機(jī)數(shù)量與監(jiān)視器數(shù)量的比例在2:1至5:1之間，為了用少量的監(jiān)視器看多個(gè)攝像機(jī)，就需要用視頻切換器按一定的時(shí)序把攝像機(jī)的視頻信號(hào)分配給特定的監(jiān)視器，這就是通常所說的視頻矩陣。切換的控制信號(hào)可采用編碼形式。小規(guī)模矩陣切換主機(jī)亦可稱為固定容量矩陣切換主機(jī)，因?yàn)檫@類矩陣切換主機(jī)的規(guī)模一般都不是很大，且在產(chǎn)品出廠前，其矩陣規(guī)模已經(jīng)固定，在以后的使用中不能隨意擴(kuò)展。如我們常見的32×16(32路視頻輸入、16路視頻輸出)、16×8(16路視頻輸入、8路視頻輸出)、8×4(8路視頻輸入、4路視頻輸出)矩陣切換主機(jī)均屬于小規(guī)模矩陣切換主機(jī)，其特點(diǎn)是產(chǎn)品體積較小，成本低廉。

大規(guī)模矩陣切換主機(jī)亦可稱為可變?nèi)萘烤仃嚽袚Q主機(jī)，因?yàn)檫@類矩陣切換主機(jī)的規(guī)模一般都較大，且在產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)，充分考慮了其矩陣規(guī)模的可擴(kuò)展性。在以后的使用中，用戶根據(jù)不同時(shí)期的需要可隨意擴(kuò)展。如我們常見的128×32(128路視頻輸入、32路視頻輸出)、1024×64(1024路視頻輸入、64路視頻輸出)矩陣切換主機(jī)均屬于大規(guī)模矩陣切換主機(jī)，其特點(diǎn)是產(chǎn)品體積較大，成本相對(duì)較貴，系統(tǒng)擴(kuò)展非常方便。

5.5.5監(jiān)控主機(jī)監(jiān)控主機(jī)是大中型電視監(jiān)控系統(tǒng)的核心設(shè)備，它通常是將系統(tǒng)控制單元與視頻矩陣切換器集成為一體，簡(jiǎn)稱系統(tǒng)主機(jī)，也稱視頻服務(wù)器。系統(tǒng)主機(jī)的核心部件為微處理器(CPU)。常用的微處理器有Intel公司的8031、89C51以及華邦公司的78E58。系統(tǒng)主機(jī)的主要任務(wù)是實(shí)現(xiàn)多路視/音頻信號(hào)的選擇切換(輸出到指定的監(jiān)視器或錄像機(jī))，并在視頻信號(hào)上疊加時(shí)間、日期、視頻輸入號(hào)及標(biāo)題、監(jiān)視狀態(tài)等重要信息在監(jiān)視器上顯示，通過通信線對(duì)指定地址的前端設(shè)備(云臺(tái)、電動(dòng)鏡頭、雨刷、照明燈或攝像機(jī)電源等)進(jìn)行各種控制。

圖5-9監(jiān)控畫面

5.5.6控制臺(tái)

圖5-10控制臺(tái)

5.6電視監(jiān)控系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)

5.6.1系統(tǒng)方案總體設(shè)計(jì)1.電視監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)的原則要求●規(guī)范性和實(shí)用性；●先進(jìn)性和互換性；●準(zhǔn)確性；●完整性；●

聯(lián)動(dòng)兼容性。

2．電視監(jiān)控系統(tǒng)的功能要求電視監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)具有對(duì)圖像信號(hào)采集、傳輸、切換控制、顯示、分配、記錄和重放等基本功能。

3．系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)的一般方法

(1)由攝像機(jī)配置的數(shù)量決定控制主機(jī)輸入的路數(shù)。

(2)由攝像機(jī)配置的數(shù)量決定監(jiān)視器的數(shù)量，比如用4∶1方式時(shí)，假設(shè)有16臺(tái)攝像機(jī)，則應(yīng)配4臺(tái)監(jiān)視器，并由監(jiān)視器的數(shù)量決定控制主機(jī)輸出的最少路數(shù)。

(3)由攝像機(jī)所用鏡頭的性質(zhì)決定系統(tǒng)是否應(yīng)該有對(duì)應(yīng)的控制功能(如變倍、聚焦、光圈控制等)。

(4)由是否使用云臺(tái)決定總系統(tǒng)是否應(yīng)該有對(duì)應(yīng)的控制功能(如云臺(tái)水平、垂直運(yùn)動(dòng)的控制)。

(5)由是否用解碼器決定控制臺(tái)輸出控制命令的方式(用解碼器時(shí)，控制臺(tái)輸出的編碼信號(hào)用總線方式傳送給解碼器；不用解碼器時(shí)，控制臺(tái)輸出直接控制信號(hào)。一般來(lái)說，攝像機(jī)距離控制臺(tái)較遠(yuǎn)，且攝像機(jī)相對(duì)較多，又都是有鏡頭和云臺(tái)的情況下，用解碼器方式；反之，可以用直接控制方式)。

(6)由傳輸方式?jīng)Q定控制臺(tái)上是否應(yīng)加裝附加設(shè)備。比如射頻傳輸方式，應(yīng)加裝射頻解調(diào)器；光纖傳輸時(shí)應(yīng)加裝光解調(diào)器，等等。

(7)由傳輸距離決定是否采用遠(yuǎn)端視頻切換方式，并由此決定控制臺(tái)的切換控制方式以及對(duì)遠(yuǎn)端切換的控制方式。

(8)根據(jù)用戶單位的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)、用戶要求、攝像機(jī)數(shù)量等因素，綜合考慮是否用錄像機(jī)、多畫面分割器、監(jiān)聽、對(duì)講等等。

(9)根據(jù)上述情況決定電源的配置。

(10)根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)、用戶要求決定采用單獨(dú)的電視監(jiān)控系統(tǒng)，還是電視監(jiān)控系統(tǒng)與防盜報(bào)警系統(tǒng)相結(jié)合。

4．系統(tǒng)設(shè)計(jì)的性能指標(biāo)根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《民用閉路監(jiān)視電視系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范》(GB50198—94)和《民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》(JGJ/T16—92)，監(jiān)控電視系統(tǒng)的技術(shù)指標(biāo)和圖像質(zhì)量應(yīng)滿足如下要求：

5．電視監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)備選型

1)攝像部分

2)傳輸部分

3)監(jiān)控中心

5.6.2電視監(jiān)控系統(tǒng)的配置

1．配置形式

(1)單頭單尾系統(tǒng)。即最簡(jiǎn)單的單一小系統(tǒng)，在一處連續(xù)監(jiān)視一個(gè)固定目標(biāo)，選用攝像機(jī)、傳輸電(光)纜、監(jiān)視器組成。

(2)多頭單尾系統(tǒng)。在一處集中監(jiān)視多個(gè)分散目標(biāo)時(shí)，選用攝像機(jī)、傳輸電(光)纜、切換控制器、監(jiān)視器等組成。

(3)單頭多尾系統(tǒng)。在多處監(jiān)視同一個(gè)分散目標(biāo)時(shí)，選用攝像機(jī)、傳輸電(光)纜、視頻分配器組成。

(4)多頭多尾系統(tǒng)。在多處監(jiān)視多個(gè)目標(biāo)時(shí)，選用攝像機(jī)、傳輸電(光)纜、切換分配器、視頻分配器等組成。

表5-12CCTV系統(tǒng)組成形式

2．?dāng)z像系統(tǒng)配置為了保證監(jiān)視的質(zhì)量，并考慮技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果，一般都采用分級(jí)監(jiān)視方式，則攝像機(jī)與監(jiān)視器的數(shù)量配備應(yīng)有恰當(dāng)?shù)谋壤Ｈ舯壤苄?，設(shè)備增多，不經(jīng)濟(jì)也不太必要；若比例過大，畫面切換間隔時(shí)間過長(zhǎng)，不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題。由攝像機(jī)配置的數(shù)量決定監(jiān)視器數(shù)量，例如采用4∶1方式時(shí)，假設(shè)有20臺(tái)攝像機(jī)，則應(yīng)配5臺(tái)監(jiān)視器，并由監(jiān)視器的數(shù)量決定控制臺(tái)輸出的最少路數(shù)。

若控制臺(tái)上有錄像機(jī)，還應(yīng)考慮選擇專用的監(jiān)視器對(duì)應(yīng)錄像機(jī)。應(yīng)根據(jù)監(jiān)視場(chǎng)合的監(jiān)視目標(biāo)的照度來(lái)選用攝像機(jī)，以確保監(jiān)視畫面的清晰質(zhì)量。監(jiān)視目標(biāo)的照度應(yīng)高于攝像機(jī)最低照度的10倍以上，這是工程中的經(jīng)驗(yàn)值。攝像機(jī)按適用照度分為普通、低照度和微光攝像機(jī)三種。因照度條件要求不同，在價(jià)格上有較大差異。攝像機(jī)鏡頭焦距應(yīng)根據(jù)視場(chǎng)大小和鏡頭到監(jiān)視目標(biāo)的距離而定。

3．控制臺(tái)組合配置主控制臺(tái)(總控制臺(tái))是電視監(jiān)控系統(tǒng)的終端設(shè)備，也是核心設(shè)備。它由各種具體設(shè)備組成，主要有視頻分配放大器、視頻切換器、控制鍵盤、時(shí)間地址符號(hào)發(fā)生器、錄像機(jī)等。有些裝有多分割畫面器，有些則采用多媒體計(jì)算機(jī)作為控制臺(tái)的主體控制設(shè)備。根據(jù)系統(tǒng)中攝像機(jī)的臺(tái)數(shù)，選擇視頻切換器的最大輸入路數(shù)，并一般還應(yīng)大于攝像機(jī)的臺(tái)數(shù)，為今后擴(kuò)展留有余地。

5.6.3視頻切換與主機(jī)控制方式

1．單純型的云臺(tái)、鏡頭及防護(hù)罩控制器此類裝置的功能是僅僅實(shí)現(xiàn)對(duì)單臺(tái)或多臺(tái)執(zhí)行云臺(tái)旋轉(zhuǎn)、上下俯仰，對(duì)云臺(tái)上的攝像機(jī)鏡頭控制聚焦、光圈調(diào)整及變焦變倍功能，較復(fù)雜的裝置還可對(duì)云臺(tái)上的防護(hù)罩進(jìn)行加熱、除霜等控制。

2．手動(dòng)視頻切換器這是視頻切換器中最簡(jiǎn)單的一種，該裝置上有若干按鍵，用以對(duì)單一監(jiān)視器輸出顯示所選擇的某臺(tái)攝像機(jī)圖像。手動(dòng)切換比較經(jīng)濟(jì)可靠，可將4～16路視頻輸入切換到一臺(tái)監(jiān)視器上輸出。其缺點(diǎn)是使用這種類型切換器對(duì)攝像機(jī)進(jìn)行手動(dòng)切換時(shí)，監(jiān)視器上會(huì)出現(xiàn)垂直翻轉(zhuǎn)和滾動(dòng)，直至監(jiān)視器確定有輸入攝像機(jī)的垂直同步脈沖后才會(huì)消失。

3．順序視頻切換器

順序視頻切換器是使來(lái)自多臺(tái)攝像機(jī)的圖像在一臺(tái)監(jiān)視器上選擇顯示一幅，再顯示另一幅，攝像機(jī)的顯示順序和顯示停留時(shí)間可由用戶程序設(shè)置或修改。順序視頻切換器采用垂直間隔切換，以消除監(jiān)視器上的圖像閃爍、抖動(dòng)或滾動(dòng)，使觀察監(jiān)視器的人可以舒適地觀看。

4．視頻矩陣切換與控制主機(jī)

所謂視頻矩陣切換就是可以選擇任意一臺(tái)攝像機(jī)的圖像在任一指定的監(jiān)視器上輸出顯示，猶如M臺(tái)攝像機(jī)和N臺(tái)監(jiān)視器構(gòu)成的M×N矩陣一般，視應(yīng)用需要和裝置中模板數(shù)量的多少，矩陣切換系統(tǒng)可大可小，小型系統(tǒng)是4×1，大型系統(tǒng)可以達(dá)到1024×256或更大。

5．同軸視控矩陣切換控制系統(tǒng)

同軸視控實(shí)現(xiàn)方法有兩類，一是采用頻率分割，即把控制信號(hào)調(diào)制在與視頻信號(hào)不同的頻率范圍內(nèi)，然后同視頻信號(hào)復(fù)合在一起傳送，再在現(xiàn)場(chǎng)做解調(diào)將兩者區(qū)分開；二是利用視頻信號(hào)場(chǎng)消隱期間來(lái)傳送控制信號(hào)，類似于電視圖文傳送。

6．微機(jī)控制或微機(jī)一體化的矩陣切換與控制系統(tǒng)

這是隨著計(jì)算機(jī)應(yīng)用的普及而出現(xiàn)的電腦式切換器，有的由計(jì)算機(jī)芯片和外圍電路控制，有的直接以微機(jī)控制，除完成常規(guī)的視頻矩陣切換和對(duì)攝像機(jī)前端的控制功能外，它同時(shí)具有很強(qiáng)的計(jì)算機(jī)功能。微機(jī)一體化控制系統(tǒng)均內(nèi)置有多路報(bào)警輸入與輸出，可配接多臺(tái)分控鍵盤和連接較多的解碼器。大型系統(tǒng)可用于分級(jí)層控聯(lián)網(wǎng)。

7.4.4電視監(jiān)控系統(tǒng)的基本類型

1．簡(jiǎn)單的定點(diǎn)監(jiān)控系統(tǒng)最簡(jiǎn)單的定點(diǎn)監(jiān)控系統(tǒng)就是在監(jiān)視現(xiàn)場(chǎng)安置定點(diǎn)攝像機(jī)(攝像機(jī)配接定焦鏡頭)，通過同軸電纜將視頻信號(hào)傳輸?shù)奖O(jiān)控室內(nèi)的監(jiān)視器。例如，在小型工廠的大門口安置一臺(tái)攝像機(jī)，并通過同軸電纜將視頻信號(hào)傳送到廠辦公室內(nèi)的監(jiān)視器(或電視機(jī))上，管理人員就可以看到哪些人上班遲到或早退，離廠時(shí)是否攜帶了廠內(nèi)的物品。若是再配置一臺(tái)錄像機(jī)，還可以把監(jiān)視的畫面記錄下來(lái)，供日后檢索查證。

2．簡(jiǎn)單的全方位監(jiān)控系統(tǒng)全方位監(jiān)控系統(tǒng)是將前述定點(diǎn)監(jiān)控系統(tǒng)中的定焦鏡頭換成電動(dòng)變焦鏡頭，并增加可上下左右運(yùn)動(dòng)的全方位云臺(tái)(云臺(tái)內(nèi)部有兩個(gè)電動(dòng)機(jī))，使每個(gè)監(jiān)視點(diǎn)的攝像機(jī)可