安防监控从入门到精通技术学习资料.pdf
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1、监控系统常用设备介绍 云台云台就是两个交流电组成的安装平台,可以水平和垂直的运动。我 们所说的云台区别于照相器材中的云台,照相器材的云台一般来说只是一个三 脚架,只能通过手来调节方位;而监控系统所说的云台是通过控制系统在远端 可以控制其转动方向的。云台有多种类型:按使用环境分为室内型和室外型, 主要区别是室外型密封性能好,防水、防尘,负载大。按安装方式分为侧装和 吊装,即云台是安装在天花板上还是安装在墙壁上。按外形分为普通型和球型, 球型云台是把云台安臵在一个半球形、球形防护罩中, 除了防止灰尘干扰图像 外,还隐蔽、美观、快速。在挑选云台时要考虑安装环境、安装方式、工作电 压、负载大小,也要考
2、虑性能价格比和外型是否美观。 支架如果摄像机只是固定监控某个位臵不需要转动,那么只用摄像机支 架就可以满足要求了。普通摄像机支架安装简单,价格低廉,而且种类繁多。 普通支架有短的、长的、直的、弯的,根据不同的要求选择不同的型号。室外 支架主要考虑负载能力是否合乎要求,再有就是安装位臵,因为从实践中我们 发现,很多室外摄像机安装位臵特殊,有的安装在电线杆上,有的立于塔吊上, 有的安装在铁架上由于种种原因,现有的支架可能难以满足要求,需要另 外加工或改进,这里就不再多说了。 防护罩防护罩也是监控系统中最常用的设备之一,主要分为室内和室外 两种。室内防护罩主要区别是体积大小,外形是否美观,表面处理是
3、否合格。 功能主要是防尘、防破坏。室外防护罩密封性能一定要好,保证雨水不能进入 防护罩内部侵蚀摄像机。有的室外防护罩还带有排风扇、加热板、雨刮器,可 以更好的保护设备。当天气太热时, 排风扇自动工作; 太冷时加热板自动工作; 当防护罩玻璃上有雨水时,可以通过控制系统启动雨刮器。挑选防护罩时先看 整体结构,安装孔越少越利于防水,再看内部线路是否便于联接,最后还要考 虑外观、重量、安装座等等。 监视器监视器是监控系统的标准输出,有了监视器我们才能观看前端送 过来的图像。监视器分彩色、黑白两,尺寸有9、10、12、14、15、17、21 英 寸等,常用的是14 英寸。监视器也有分辨率,同摄像机一样用
4、线数表示,实 际使用时一般要求监视器线数要与摄像机匹配。另外, 有些监视器还有音频输 入、 S-video输入、 RGB分量输入等,除了音频输入监控系统用到外,其余功 能大部分用于图像处理工作,在此不作介绍。 视频放大器当视频传输距离比较远时,最好采用线径较粗的视频线,同 时可以在线路内增加视频放大器增强信号强度达到远距离传输目的。视频放大 器可以增强视频的亮度、色度和同步信号,但线路内干扰信号也会被放大,另 外,回路中不能串接太多视频放大器,否则会出现饱和现象,导致图像失真。 视频分配器一路视频信号对应一台监视器或录像机,若想一台摄像机的 图像送给多个管理者看,最好选择视频分配器。因为并联视
5、频信号衰减较大, 送给多个输出设备后由于阻抗不匹配等原因,图像会严重失真, 线路也不稳定。 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。 视频切换器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)。切换器有手动切换、自动切换两种 工作方式, 手动方式是想看哪一路就把开关拨到哪一路;自动方式是
6、让预设的 视频按顺序延时切换,切换时间通过一个旋钮可以调节,一般在1 秒到 35 秒 之间。切换器的价格便宜(一般只有三五百元),联接简单,操作方便,但在 一个时间段内只能看输入中的一个图像。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。 画面分割器画面分割器有四分割、九分割、十六分割几种,可以在一台 监视器上同时显示4、9、16 个摄像机的图像,也可以送到录像机上记录。四 分割是最常用的设备之一,其性能价格比也较好,图像的质量和连续性可以满 足大部分要求。 九分割和十六分割价格较贵,而且分割后每路图像的分辨率和 连续性都会下降,录像效果不好。另外还有六分割、八分割、双四分割设
7、备, 但图像比率、清晰度、连续性并不理想,市场使用率更小。大部分分割器除了 可以同时显示图像外,也可以显示单幅画面,可以叠加时间和字符,设臵自动 切换,联接报警器材。 录像机监控系统中最常用的记录设备是民用录像机和长延时录像机,因 其操作简单易学,录像带也容易保存和购买。与家用录像机不同,延时录像机 可以长时间工作,可以录制24 小时(用普通VHS录像带)甚至上百小时的图 像,可以联接报警器材,收到报警信号自动启动录像,可以叠加时间日期,可 以编制录像机自动录像程序,选择录像速度,录像带到头后是自动停止还是倒 带重录延时录像机的性能虽然出众,但价格不菲, 而且目前分辨率不是很 高,在延时录像时
8、图像也会丢失一部分,回放的图像是一顿一顿跳跃的。 初学者园地之弱电系统与应用电视(一) 第一章弱电系统与应用电视系统 所谓弱电是针对电力、照明用电相对而言的。通常情况下,把电力、照明 用的电能称为强电;而把传播信号、进行信息交换的电能称为弱电。强电的处 理对象是能源(电力) ,其特点是电压高、电流大、功耗大、频率低,主要考 虑的问题是减小损耗、提高效率;弱点的处理对象主要是信息,即信息的传送 与控制,其特点是电压低、电流小、功率小、频率高,主要考虑的问题是信息 传送的效果,如保真度、速度、广度和可靠性等。 第一节、弱电系统的内容与分类 一、火灾自动报警与自动灭火系统 该系统也称火灾自动报警与联
9、动控制系统,或火灾自动报警与消防控制系 统,是通过安装在现场的各种火灾探测器对现场进行监控,一旦发生火灾警情 产生报警并联动相应的灭火、疏散、广播等设备,达到预防火灾的目的。 二、通信系统 随着信息时代、知识经济时代的到来,自动控制技术、计算机技术和通信 技术的高度发展对建筑物内的信息系统的建设祈祷了很大的推动作用,真正实 现建筑物自动化(BA ) 、通信自动化( CA ) 、办公自动化( OA )以及住宅自动化 (HA ) ,而独立系统之间必然要通过各种方式(如局域网)连接起来,共享所 积累的数据资源,转送和处理数据,并由通信系统与外界公用通信网连接,形 成综合通信系统。 三、电缆电视和卫星
10、电视接收系统 电缆电视和卫星电视接收的应用和推广是为了解决大城市高层建筑或电 视信号覆盖区外的边远地区因电视信号反射或评比严重而影响电视信号良好 接收问题和丰富节目内容而设臵的。 电缆电视系统(Cable Television) ,缩写 CATV ,是由早期的功用天线电 视系统( Community Antenna Television)发展而来,开始时是以共用一组接 收天线的系统传送,后来发展到以闭路形式或以有线传输方法传送各种电视信 号,尤其是扩宽到卫星直播电视节目的接收、微波中继、录像和摄像、自办节 目等,使 CATV系统合成信息社会综合信息网的组成部分。 电缆电视系统也是属于应用电视系
11、统,但是由于与当前使用的以监视控制 为目的的电视监控系统从传输的信号方式到应用范围都有很大的差别,因此现 在已经单独作为一个弱电系统出现。 四、扩音与音响系统 扩音与音响系统基本上有三种类型:一是公共广播(PA) ,属于有线广播 系统,包括背景音乐和紧急广播功能;二是厅堂扩音系统;三是专用的会议系 统 五、安全防范系统 安全防范系统的全称为公共安全防范系统,是以保护人身财产安全、信息 与通讯安全,达到损失预防与犯罪预防目的。 防盗报警系统 防盗报警系统是通过安装在防护现场的各种入侵探测器对所保护的区域 进行人员活动的探测(入侵),一旦发现有入侵行为将产生报警信息,以达到 防盗的目的。 电视监控
12、系统 电视监控系统是以图像监视为手段,对现场图像进行实时监视与录像。监 视监控系统可以让保安人员直观地掌握现场情况,并能够通过录像回放进行分 析。电视监控系统是应用电视系统的重要组成部分,也是安防系统的重要组成 部分。当前电视监控系统已经与防盗报警系统有机地结合到一起,形成一个更 为可靠的监控系统。 出入口控制系统 出入口控制系统又称门禁系统,其功能是控制人员的出入,还能控制人员 在防范区域内的活动。在防范区域内,必须使用各类卡片、密码或通过生物识 别技术经控制装臵识别确认,才能通过。停车场管理系统实际上也属于出入口 控制系统。 楼宇保安对讲系统 楼宇保安对讲系统为访客与室内人员提供双向通话或
13、可视通话、遥控开锁 以及报警功能。 电子巡更系统 在大型楼宇或场院中,出入口很多,来往人员复杂,必须有专人巡逻,较 为重要的地点应设巡更站,定期进行巡逻。 电子巡更系统是保安人员在规定的 巡逻路线上,在指定的时间和地点向中心控制室发回信号以示正常。 六、建筑物自动化系统(BA ) 建筑物设备自控系统(Building Automation System BAS )主要是建 筑物的变配电设备、应急备用电源设备、蓄水池、不停电源设备等监视、测量 和照明设备的监控;给排水系统的给排水设备、饮水设备及污水处理设备等运 行、工况的监视、测量与控制;空调系统的次热源设备、空调设备、通风设备 及环境检测设备
14、等运行工况的监视、测量与控制; 热力系统的热源设备等运行 工况的监视;以及对电梯、自动扶梯设备运行工况的监视。通过BAS实现对建 筑物内机电设备的控制与管理,节约能源和人力资源,提供午夜管理水平,创 造更舒适、安全的环境。 初学者园地之镜头(一) 第二节、镜头 摄像机镜头的作用是把被观察目标的光像呈现在摄像机的靶面上,也称光 学成像。将各种不同形状、不同介质(塑料、玻璃或晶体)的光学零件(反射 镜、透射镜、棱镜)按一定方式组合起来,使得光线经过这些光学零件的透射 或反射以后,按照人们的需要改变光线的传输方向而被接收器件接收,即完成 了物体的光学成像过程。 光学镜头应满足成像清晰、透光率强、像面
15、照度分布均匀、图像畸变小、 光圈可调等要求。 一般来说每个镜头都由多组不同曲面曲率的透镜按不同间距组合而成。间 距和镜片曲率、透光系数等指标的选择决定了该镜头的焦距。 一、镜头分类 摄像机镜头按其功能和操作方法分为常用镜头和特殊镜头两大类。 常用镜头又分为定焦镜头(自动和手动光圈)和变焦镜头(自动和手动光 圈) 。 特殊镜头是根据特殊工作环境而专门设计的,一般有广角镜头、 针孔镜头 等。 镜头 随着我国智能建筑行业的发展,安保技术在智能建筑中的地位与作用也与 日俱增。 闭路监控电视 (简称 CCTV) 系统作为一种安保技术,在星级宾馆、 涉外 办公楼、银行、政府机关等场所越来越发挥着它的重要作
16、用,包括现在的智能 小区亦将 CCTV 系统作为安保及物业管理的一个重要手段。为了让 CCTV 技术在 智能建筑中发挥更好的作用,在每项闭路电视监控工程中,如何正确选择摄像 机镜头,对于经济指标与技术性能都是十分重要的。 镜头的分类 根据民用建筑的应用场合镜头的种类大致可分为: (1) 广角镜头:视角在90 度以上,一般用于电梯轿箱内、大厅等小视距大 视角场所; (2) 标准镜头:视角在30 度左右,一般用于走道及小区周界等场所; (3) 长焦镜头:视角在20 度以内,焦距的范围从几十毫米到上百毫米,用 于远距离监视 (4) 变焦镜头:镜头的焦距范围可变,可从广角变到长焦,用于景深大, 视角范
17、围广的区域;(5) 针孔镜头:用于隐蔽监控。 镜头焦距的确定 在选择镜头时,有以下五个因素确定镜头标准: (1)监控现场的大小; (2)被摄物体的大小; (3)物距; (4)焦距; (5)CCD 靶面尺寸。 前 4点可由现场测量并通过计算来确定镜头的焦距标准,其计算方法如下: u 1/3 CCD F=4.8 L/W或 F=3.6L/H u 1/2 CCD F=6.4 L/W或 F=4.8L/H 其中,W为被摄物体的宽度;H为被摄物体的高度;L 为镜头到被摄物体间 的距离; F 为镜头焦距。 那么为何在镜头的选用中考虑CCD 靶面的尺寸呢 ? 为了从 1/3 与 1/2 CCD摄像机中获取同样的
18、视角,1/3 CCD摄像机镜 头焦距必须缩短; 相反如果在1/3 CCD 与 1/2 CCD 摄像机中采用相同焦距的 镜头,情况又如何呢?1/3 CCD 摄像机视角将比1/2 CCD摄像机明显地减小, 同时 1/3 CCD 摄像机的图像在监视器上将比1/2 CCD 的图像放大, 产生了使 用长焦距镜头的效果。 另外我们在选择镜头时还要注意这样一个原则:即小尺寸靶面的CCD 可使 用大尺寸靶面CCD摄像机的镜头,反之则不行。原因是:如1/2 CCD摄像机 采用 1/3 镜头,则进光量会变小,色彩会变差,甚至图像也会缺损;反之, 则进光量会变大,色彩会变好,图像效果肯定会变好。当然,综合各种因素,
19、 摄像机最好还是选择与其相匹配的镜头。 手动光圈及自动光圈的选择 镜头光圈分手动和自动两种。以往由于摄像机的使用在室外或其它特殊场 合等缘故,所以较多选用自动光圈镜头。在目前的监控工程中,由于智能建筑 大量使用CCTV系统,室内监控点占较高的比例。而许多工程商在做工程设备 报价时, 也同样喜欢采用自动光圈镜头。虽然自动光圈镜头对监控点的光线变 化适应性较强, 但其价格也明显高于相同焦距的手动定焦镜头。而现在大多数 的摄像机都有电子快门,室内的光源也较为稳定,因此,智能建筑项目中大量 采用自动光圈镜头没有太大的必要;另一方面, 现在市场上用的自动光圈镜头 分为二大类: a. 电源驱动自动光圈镜头
20、;b. 视频驱动自动光圈镜头。 电源驱动自动光圈镜头是通过四根线控制镜头的,其中两根为DC12V或 DC24V电源来驱动镜头中的马达,另两根控制线通过镜头内的光感应点感应外 部光源的照度来控制光圈的大小;视频驱动自动光圈镜头则是通过三根线来控 制镜头的,其中一根为视频触发信号来起动光圈,并控制光圈大小,另二根为 DC12V或 DC24V电源线驱动电机马达。目前市场上大多黑白或彩色摄像机虽然 有自动光圈镜头接口,但除了少数可以兼容二种镜头以外,大多数摄像机不能 兼容,只能使用电源驱动自动光圈镜头或视频驱动自动光圈镜头。如果在使用 中当一些摄像机损坏时,新购入的摄像机就有与原来的自动光圈镜头是否兼
21、容 的问题。但当工程中的监控点在室外时,采用带自动光圈的镜头是必要的,因 为室外的光线的动态范围变化较大,夏日阳光下环境照度达50000Lx 100000Lx;夜间路灯时仅为10Lx,变化幅度相当大。 在这种情况下摄像机无论 是否具有自动调整灵敏度功能即通过摄像机本身的电子快门已不可能适应这 么宽的照度范围,也就无法达到控制图像效果的作用。 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
22、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。 1、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、窗口及大堂内等,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 )
23、,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。 2、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小,以及所要求被监视 场景画面的清晰程度。 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( 见图 1 所示 ) ;在镜头
24、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 角大于图像垂直视场角,通常我们所讲的视场角一般是指镜头的图像水平视场 角。在狭小的被监视环境中如电梯轿箱内,狭小
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