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1、第2章 闭路电视监控系统主要设备简介2.1摄影机（CAMERA）用光电原理，将景物摄取并配合监视器显像。例如。模拟嘴巴，相对于MICROPHONE，由喇叭输出；模拟眼睛，相对于CAMERA，由监视器输出。2.1.1摄像机的分类依材质可分为下列几种:a.CMOS : 省电，便宜，照度不好b.CCD : 主流c.MOS : 过时d.VIDICOM : 光导管，过时2.1.2 CCD 与 CMOS 比较（Charge Coupled Device ，感光耦合组件为数字相机中可记录光线变化的半导体)（Complementary Metal-Oxide Semiconductor，互补性氧化金属半导体）
2、照度50.00001Lux53Lux分辨率330600 TV Lines330420 TV Lines对比较佳较差解像度较佳较差颜色像位可调整不可调整色彩浓度较浓(可调整)较淡(不可调整)噪声比40dB46dB电子快门1/601/100,000 sec1/601/2,000 sec消耗功率70300mA2050mA2.1.3 CCD摄像机的分类安全防范系统中，图像的生成当前主要是来自CCD摄像机,CCD是电荷耦合器件（charge coupled deice)的简称，它能够将光线变为电荷并将电荷存储及转移，也可将存储之电荷取出使电压发生变化，因此是理想的摄像机组件，以其构成的CCD摄像机具有体
3、积小、重量轻、部受磁场影响、具有抗震东和撞击之特性而被广泛应用。a. 依成像色彩划分(1)彩色摄像机：适用于景物细部辨别，如辨别衣着或景物的颜色。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。(2)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。b.依摄像机分辨率划分(1)影像像素在25万像素（pixel）左右、彩色分辨率为330-420线、黑白分辨率380-450线左右的低档型。(2)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。c.依摄像机灵敏度划分(1
4、)普通型：正常工作所需照度为13Lux(2)月光型：正常工作所需照度为0.1Lux左右(3)星光型：正常工作所需照度为0.01Lux以下(4)红外照明型：原则上可以为零照度，采用红外光源成像。参考环境照度：环镜照度夏日阳光下100000Lux阴天室外10000Lux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10Lux20cm处烛光10-15Lux夜间路灯0.1Lux低照度摄像机在中国市场的演进过程 低照度摄像机在中国市场的演进简单分为以下三步： 白天彩色/晚上黑白（COLOR/MONO）；低速快门（SLOW SHUTTER）及超感度摄像机（EX
5、VIEW HAD）。d.依靶面的大小划分 (1)l” 靶面尺寸为宽12.7mmX高9.6mm,对角线16mm(2)2/3” 靶面尺寸为宽8.8mmX高6.6mm,对角线11mm(3)1/2” 靶面尺寸为宽6.4mmX高4.8mm,对角线8mm(4)1/3” 靶面尺寸为宽4.8mmX高3.6mm,对角线6mm(5)1/4” 靶面尺寸为宽3.2mmX高2.4mm,对角线4mme.按电源频率划分(1)欧规 ( 50Hz) : 彩色 PAL 黑白 CCIR(2)美规 ( 60Hz) : 彩色 NTSC 黑白 EIAf.按电源系统划分有AC110，AC220，AC240，AC24V，DC12Vg.同步系
6、统(1)内同步 ：利用摄相机内置的同步信号发生电路产生的同步信号来完成同步信号控制。(2)外同步：LINE LOCK, SYNC同步, VBS同步, HD,VD同步等h.按外型样式划分枪机、半球、红外机、柜员机、飞碟、子弹头等等i.按信号处理划分(1)ANALOG：模拟信号处理(2)ASP：半数字信号处理(3)DSP：数字信号处理2.1.4彩转黑（昼夜型摄像机COLOR/MONO）此类摄像机目前在市场上仍有其特定的需求群。昼夜（COLOR/MONO）摄像机的照度在国内市场上最低标示数值甚至为0Lux，我们不禁要问：“摄像机乃光学原理制成，0照度下如何成像？”白天彩色/晚上黑白（COLOR/MO
7、NO）摄像机是利用黑白影像对红外线感度较高的特点，在一定的光源条件，利用线路切换的将影像由彩色转为黑白，以便于搭配红外线。在彩色/黑白线路转换的技术演进过程中，此类摄像机已采用单一CCD（彩色）设计，在白天或光源充足时为彩色摄像机，当夜晚降临或光源不足时（一般在1Lux3 Lux）即利用数字电路将彩色信号消除掉，成为黑白影像，且为了搭配红外线，亦拿掉了彩色摄像机不可缺的红外线滤除器，真正的“低照度摄像机”应指摄像机本身（所采用的组件，技术）可达到的功能，而白天彩色/晚上黑白的摄像机因爱限于CCD感度，本身并无法改变，只是利用线路切换及搭配红外光的方式将功能提升，不能算是低照度摄像机。2.1.5
8、镜头（LENS）在电视监控系统中如何根据现场被监视环境，正确选用摄像机镜头是非常重要的，因为它直接影响到系统组成后在系统末端监视器上所看到的被监视面画的效果能否满足系统的设计要求(就画面范围或图像细节而言)，所以正确的选用摄像机镜头可以使系统得到最优化设计并可获得良好的监视效果。 摄像机镜头就光圈而言可分为手动光圈镜头及自动光圈镜头两种，就焦距而言又可分为定焦镜头及变焦镜头两种。下面就以使用环境的不同谈如何正确选用摄像机镜头。a.手动、自动光圈镜头的选用手动、自动光圈镜头的选用取决于使用环境的照度是否恒定。对于在环境照度恒定的情况下，如电梯轿箱内、封闭走廊里、无阳光直射的房间内，均可选用手动光
9、圈镜头，这样可在系统初装调试中根据环境的实际照度，一次性整定镜头光圈大小，获得满意亮度画面即可。对于环境照度处于经常变化的情况，如随日照时间而照度变化较大的门厅、窗及大堂内等，均需选用自动光圈镜头(必须配以带有自动光圈镜头插座的摄像机)，这样便可以实现画面亮度的自动调节，获得良好的较为恒定亮度的监视画面。 对于自动光圈镜头的控制信号又可分为DC及VIDEO控制两种 ， 即直流电压控制及视频信号控制。这在自动光圈镜头的类型选用上，摄像机自动光圈镜头插座的连接方式上，以及选择自动光圈镜头的驱动方式开关上，三者注意协调配合好即可。b.定焦、变焦镜头的选用 定焦、变焦镜头的选用取决于被监视场景范围的大
10、小 ，以及所要求被监视场景画面的清晰程度。在镜头规格(镜头规格一般分为1/3、1/2和2/3等)一定的情况下 ，镜头焦距与镜头视场角的关系为：镜头焦距越长，其镜头的视场角就越小；在镜头焦距一定的情况下，镜头规格与镜头视场角的关系为：镜头规格越大，其镜头的视场角也越大。所以由以上关系可知：在镜头物距一定的情况下，随着镜头焦距的变大，在系统末端监视器上所看到的被监视场景的画面范围就越小，但画面细节越来越清晰；而随着镜头规格的增大，在系统末端监视器上所看到的被监视场景的画面范围就增大，但其画面细节越来越模糊。在镜头规格及镜头焦距一定的前提下，CS型接口镜头的视场角将大于C型接口镜头的视场角。 镜头视
11、场角可分为图像水平视场角以及图像垂直视场角，且图像水平视场角大2.2录像机（VIDEORECORDER）VCRDVR录像机是闭路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录像机都可以录24H960H的录像。 一般家用VCR所使用T120的带子，可录2HRS；或6HRS；若T160的带子，可录8HRS。VCR可分EVENT VCR（实时VCR）与TIMELAPSE VCR（长时间VCR）。目前有利用硬盘储存景象之设备硬盘录像机（DIGITALRECORDER）2.2.1硬盘录像机DVR（DIGITALVIDEORECORDER）产品特性：硬盘录像机的基本
12、功能是将模拟的音视频信号转变为JPGE 、MPEG等数字信号存储在硬盘（HDD）上，并提供与录制、播放和管理节目相对应的功能。其突出特性体现在以下几个方面： 实现了模拟节目的数字化高保真存储 能够将广为传播和个人收集的模拟音视频节目以先进的数字化方式录制和存储，一次录制，反复多次播放也不会使质量有任何下降。 全面的输入输出接口 提供了天线/电视电缆、AV端子、S端子输入接口和AV端子、S端子输出接口。 多种可选图像录制等级 对于同一个节目源，提供了高、中、低三个图像质量录制等级。 大容量长时间节目存储，可扩展性强 用户可选用20.4GB、 40GB或更大容量的硬盘用于节目存储。 产品分类：有P
13、C型和单机型(嵌入式)。PC型硬盘录像机实质上就是一部专用工业计算机，利用专门的软件和硬件集视频捕捉、数据处理及记录、自动警报于一身。操作系统一般采用WINDOWS系列。目前硬盘录像机一般可同时记录视频16路。其优点是控制功能和网络功能较为完善； 单机型硬盘录像机外形看来更像一部家用录像机，操作采用面板上的按键控制，不再采用鼠标和键盘。操作系统采用自行研发的操作系统。优点是操作简便，能长时间连续工作；不足之处是其其控制功能和网络功能较为不完备。2.3监视器（MONITOR）监视器可分为黑白及彩色两种，搭配CAMERA使用时，黑白有EIA（美规）与CCIR（欧规），彩色则有NTSC（美规）与PA
14、L（欧规）。美规之地区大致为加拿大、美国、中美一些国家、韩国、日本、台湾及菲律宾；其它国家大致为欧规。目前黑白监视器一般以9及12为主，其它亦有5、14、15、17、20机型，而彩色MONITOR以14为主，其它亦有10、20机型。2.4视频切换器 ( SWITCHER ) 多路视频信号要送到同一处监控，可以一路视频对应一台监视器，但监视器占地大，价格贵，如果不要求时时刻刻监控，可以在监控室增设一台切换器，把摄像机输出信号接到切换器的输入端，切换器的输出端接监视器，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）。2.5分割器（QUA
15、D，MULTIPLEX）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。有二分割、四分割、九分割、十六分割等、可把多个影像同时显示在一个屏幕上。2.6分配器（VIDEODISTRIBUTIER） 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给多个输出设备而不受影响。2.7放大器（VIDEOAMPLIFIER）一般CAMERA的传输距离为300cm，而放大器可增强信号强度，使传输距离更远。2.8高速智能球形摄像机（High Speed Dome Camera）高速球型摄像机内置自带变焦镜头的高性能数字信号处理（DSP）摄像机，它集万向变速云台和数字译码器于一体的高科技监
16、控产品。可任意迅速定位及连续追踪扫描，实现了真正意义上的全方位、无盲点监视；可以自动适应环境明暗和目标远近的变化；它采用全数码控制，设计精巧简单，最大限度地减少了系统部件之间的连接，既提高了系统的可靠性又便于安装和维护。使用精密步进电机驱动，运转平稳、反应灵敏,定位准确。高速球型摄像机具有掉电记忆功能，启动后能自动恢复掉电前的工作状态，使系统更加安全可靠。高速球型摄像机的种种特性使之适合于各行各业大面积、活动目标的监视。如智能大厦、银行保安、城市道路、电力部门、机场、车站监控等。2.9控制键盘（Control Keyboard）控制键盘是集成监控系统中必不可少的设备，对于摄像机画面的选择切换、
17、对于云台及电动镜头的全方位控制、对于室外防护罩的雨刷及辅助照明灯的控制等必须通过对控制键盘的操作来实现。在控制键盘上一般有很多数字键及功能键，其中数字键用于选择摄像机输入及监视器输出，功能键则用于对选定的前端设备进行各种控制操作，面板键盘、主控键盘允许对系统进行编程设置。在控制键盘上通常还设有LED显示屏或液晶显示屏，用于显示控制指令或系统内各监视点的工作状态。一个系统只有一个主控键盘，但可以有若干分控键盘，其中分控键盘往往是放置于各主管领导的办公室内，用于对整个电视监控系统进行远端控制操作。控制键盘实际上也是一个单片机应用系统，内含单片机、程序存储器、控制数据编码器、数据收发器及状态显示驱动
18、器等。它通过通信线向系统主机发送指令。控制键盘都是通过两芯、三芯或四芯屏蔽线以RS-485通信方式与主机相连。2.10云台（SCANNER；PAN/TILT）用于改变CAMERA之方向，可分左右回转（室内用）及上下左右回转台（室内与室外用）。2.11防护罩（HOUSING）用于保护CAMERA免于水、人为的破坏。一般内含风扇（散热功用）、电热丝（除雾功用）、雨刷（清洗镜面功用）及喷水器（清洗镜面功用）。2.12支架（MOUNTINGBRACKET）用于固定CAMERA、防护罩及云台。2.13解码器在具体的闭路电视监控系统工程中，解码器是属于前端设备的，它一般安装在配有云台及电动镜头的摄像机附近
19、，有多芯控制电缆直接与云台及电动镜头相联，另有通信线（通常为两芯护套线或两芯屏蔽线）与监控室内的系统主机相联。2.14监控主机监控主机是大中型电视监控系统的核心设备，它通常是将系统控制单元与视频矩阵切换器集成为一体，简称系统主机，系统主机的主要任务是实现多路视/音频信号的选择切换（输出到指定的监视器或录像机）并在视频信号上叠加时间、日期、视频输入号及标题、监视状态等重要信息在监视器上显示，并通过通信线对指定地址的前端设备（云台、电动镜头、雨刷、照明灯或摄像机电源等）进行各种控制。2.15视频电缆及连接器视频电缆选用75的同轴电缆，通常使用的电缆型号为SYV753和SYV755它们对视频信号的无中继传输距离一般为300500m，当传输距离更长时，可相应选用SYV757、SYV759或SYV7512的粗同轴电缆（在实际工程中，粗缆的无中继传输距离可达1km以上），
