1、视频监控系统技术讲座 浙警院 安防系1第第1章:视频安防监控系统章:视频安防监控系统概述概述视频监控系统技术讲座 浙警院 安防系21.1视频安防监控系统的概念视频安防监控系统的概念视频安防监控系统(视频安防监控系统(VSCS)()(videosurveillance&controlsystem)是安全技术防范系)是安全技术防范系统的重要组成部分,统的重要组成部分,利用视频探测技术、监视设利用视频探测技术、监视设防区域并实时显示、记录现场图像的电子系统或防区域并实时显示、记录现场图像的电子系统或网络。网络。视频监控系统技术讲座 浙警院 安防系3视频安防监控系统还可以与防范报警系统等其它视频安防监
2、控系统还可以与防范报警系统等其它安全技术防范体系联动运行,使用户安全防范能安全技术防范体系联动运行,使用户安全防范能力得到整体的提高。力得到整体的提高。1.2视频安防监控系统组成视频安防监控系统组成视频安防监控系统集成了预防、监视、控制取证视频安防监控系统集成了预防、监视、控制取证和管理等功能,从逻辑上可分为:前端、传输、和管理等功能,从逻辑上可分为:前端、传输、处理处理/控制和记录控制和记录/显示四部分,如图所示。显示四部分,如图所示。视频监控系统技术讲座 浙警院 安防系4视频安防监控系统组成视频安防监控系统组成视频监控系统技术讲座 浙警院 安防系5视频监控系统技术讲座 浙警院 安防系61)
3、前端部分前端部分前端部分由摄像机、镜头、防护罩、安装支架、前端部分由摄像机、镜头、防护罩、安装支架、云台、解码器等组成,主要用于对公共区域、重云台、解码器等组成,主要用于对公共区域、重点区域进行摄像,并将视频信号传送到后端进行点区域进行摄像,并将视频信号传送到后端进行处理。处理。(1)摄像机摄像机是将现场图像变成视频电信摄像机摄像机是将现场图像变成视频电信号的设备,摄像机的主要传感部件是号的设备,摄像机的主要传感部件是CCD。视频监控系统技术讲座 浙警院 安防系7a)CCD摄像机的选择:摄像机的选择:CCD芯片就像人的视网芯片就像人的视网膜,是摄像机的核心。市场上大部分摄像机采用膜,是摄像机的
4、核心。市场上大部分摄像机采用的是的是日本日本SONY、SHARP、松下、松下、LG等公司生产等公司生产的芯片。的芯片。b)CCD摄像机的分类:摄像机的分类:依成像色彩划分:分为彩色摄像机和黑白摄像依成像色彩划分:分为彩色摄像机和黑白摄像机。机。视频监控系统技术讲座 浙警院 安防系8依分辨率灵敏度等划分:影像像素在依分辨率灵敏度等划分:影像像素在38万以下的万以下的为一般型,其中尤以为一般型,其中尤以25万像素(万像素(512*492)、分辨)、分辨率为率为400线的产品最普遍。线的产品最普遍。影像像素在影像像素在38万以上万以上的高分辨率型。的高分辨率型。按按CCD靶面大小划分靶面大小划分:C
5、CD芯片已经开发出多种芯片已经开发出多种尺寸,目前采用的芯片大多数为尺寸,目前采用的芯片大多数为1/3和和1/4。视频监控系统技术讲座 浙警院 安防系9按扫描制式划分:按扫描制式划分:PAL制、制、NTSC制,制,中国采用中国采用隔行扫描(隔行扫描(PAL)制式(黑白为)制式(黑白为CCIR),标准为),标准为625行,行,50场,只有医疗或其它专业领域才用到一场,只有医疗或其它专业领域才用到一些非标准制式。些非标准制式。依供电电源划分:依供电电源划分:110VAC(NTSC制式多属此类)制式多属此类),220VAC,24VAC。12VDC或或9VDC(微型摄(微型摄像机多属此类)。像机多属此
6、类)。视频监控系统技术讲座 浙警院 安防系10按同步方式划分:按同步方式划分:内同步:用摄像机内同步信号发生电路产生的同内同步:用摄像机内同步信号发生电路产生的同步信号来完成操作。步信号来完成操作。外同步:使用一个外同步信号发生器,将同步信外同步:使用一个外同步信号发生器,将同步信号送入摄像机的外同步输入端。号送入摄像机的外同步输入端。电源同步(线性锁定,电源同步(线性锁定,linelock):用摄像机):用摄像机AC电源完成垂直推动同步。电源完成垂直推动同步。视频监控系统技术讲座 浙警院 安防系11按照度划分:按照度划分:普通型:正常工作所需照度普通型:正常工作所需照度13LUX。月光型:正
7、常工作所需照度月光型:正常工作所需照度0.1LUX左右左右。星光型:正常工作所需照度星光型:正常工作所需照度0.01LUX以下以下。红外型:采用红外灯照明,在没有光线的情况下红外型:采用红外灯照明,在没有光线的情况下也可以成像也可以成像。按外观分:机板型、针孔型、半球型、枪式等等。按外观分:机板型、针孔型、半球型、枪式等等。视频监控系统技术讲座 浙警院 安防系12c)CCD彩色摄像机的主要技术指标彩色摄像机的主要技术指标CCD尺寸尺寸亦即摄像机靶面。原多为亦即摄像机靶面。原多为1/2英寸,现在英寸,现在1/3英寸英寸的已普及化,的已普及化,1/4英寸和英寸和1/5英寸也已商品化。英寸也已商品化
8、。CCD像素像素是是CCD的主要性能指标,现在市场上大多以的主要性能指标,现在市场上大多以25万和万和38万像素为划界,万像素为划界,38万像素以上者为高清晰万像素以上者为高清晰度摄像机。度摄像机。水平分辨率。水平分辨率。彩色摄像机的典型分辨率是在彩色摄像机的典型分辨率是在320到到500电视线之电视线之间,主要有间,主要有330线、线、380线、线、420线、线、460线、线、500线线等不同档次。等不同档次。视频监控系统技术讲座 浙警院 安防系13最低照度,也称为灵敏度。最低照度,也称为灵敏度。CCD对环境光线的敏感程度,或者说是对环境光线的敏感程度,或者说是CCD正正常成像时所需要的最暗
9、光线。扫描制式,有常成像时所需要的最暗光线。扫描制式,有PAL制和制和NTSC制之分。制之分。摄像机电源摄像机电源交流有交流有220V、110V、24V,直流为,直流为12V或或9V。信噪比信噪比典型值为典型值为46db,若为,若为50db,则图像有少量噪,则图像有少量噪声,但图像质量良好;若为声,但图像质量良好;若为60db,则图像质量优,则图像质量优良,不出现噪声。良,不出现噪声。视频监控系统技术讲座 浙警院 安防系14视频输出视频输出多为多为1Vp-p、75,均采用,均采用BNC接头。接头。镜头安装方式镜头安装方式有有C和和CS方式,二者间不同之处在于感光距离不方式,二者间不同之处在于感
10、光距离不同。同。视频监控系统技术讲座 浙警院 安防系15同步方式的选择同步方式的选择自动增益控制自动增益控制背景光补偿背景光补偿电子快门电子快门白平衡白平衡:自动白平衡;手动白平衡:自动白平衡;手动白平衡色彩调整色彩调整d d)CCDCCD彩色摄像机的可调整功能彩色摄像机的可调整功能视频监控系统技术讲座 浙警院 安防系16数字化式的调整控制方法数字化式的调整控制方法DSP摄像机摄像机在模拟制式的基础上引入部分数字化处理技术,在模拟制式的基础上引入部分数字化处理技术,称为数字信号处理(称为数字信号处理(DSP,DIGITALSIGNALPROCESSOR)摄像机。)摄像机。视频监控系统技术讲座
11、浙警院 安防系17(2)镜头镜头镜头是将被观察目标的光像聚焦于镜头是将被观察目标的光像聚焦于CCD成像器成像器件上的元件,其基本参数有:焦距、光圈(自动、件上的元件,其基本参数有:焦距、光圈(自动、手动)、视场角、镜头安装接口(手动)、视场角、镜头安装接口(C/CS)、景深)、景深等。等。a)镜头的分类镜头的分类按镜头尺寸划分按镜头尺寸划分摄像机镜头与摄像机一样也分为摄像机镜头与摄像机一样也分为8.5mm(1/3英寸英寸)、13mm(1/2英寸英寸)、17mm(2/3英寸英寸)、19mm(3/4英寸英寸)、25mm(l英寸英寸)等多种,在选择摄等多种,在选择摄像机镜头时,一般应与摄像机相对应,
12、即像机镜头时,一般应与摄像机相对应,即13mm摄摄像机应选用像机应选用13mm镜头。镜头。视频监控系统技术讲座 浙警院 安防系18按镜头类别划分按镜头类别划分摄像机镜头分手动光圈镜头和自动光圈镜头摄像机镜头分手动光圈镜头和自动光圈镜头两大类型,手动和自动调整都是为了调节光通光两大类型,手动和自动调整都是为了调节光通光量,使传感器(量,使传感器(CCD)感受光量保持在最佳状态。感受光量保持在最佳状态。手动光圈镜头是最简单的镜头,适用于光照手动光圈镜头是最简单的镜头,适用于光照条件相对稳定的条件下。条件相对稳定的条件下。在照明条件变化大的环境中或不是用来监视在照明条件变化大的环境中或不是用来监视某
13、个固定目标,应采用自动光圈镜头,比如在户某个固定目标,应采用自动光圈镜头,比如在户外或人工照明经常开关的地方,自动光圈镜头的外或人工照明经常开关的地方,自动光圈镜头的光圈动作由马达驱动,马达受控于摄像机的视频光圈动作由马达驱动,马达受控于摄像机的视频信号。信号。视频监控系统技术讲座 浙警院 安防系19自动光圈镜头有两种驱动方式:自动光圈镜头有两种驱动方式:一类为视频输入型(一类为视频输入型(VideodriverwithAmp),这种视频输入型镜头内包含有放大器电路,用以这种视频输入型镜头内包含有放大器电路,用以将摄像机传来的视频信号转换成对光圈马达的控将摄像机传来的视频信号转换成对光圈马达的
14、控制。制。另一类称为另一类称为DC输入型输入型(DCdrivernoAmp),它,它利用摄像机上的直流电压来直接控制光圈,二种利用摄像机上的直流电压来直接控制光圈,二种驱动方式产品不具可互换性,但现已有通用型自驱动方式产品不具可互换性,但现已有通用型自动光圈镜头推出。动光圈镜头推出。视频监控系统技术讲座 浙警院 安防系20手动光圈镜头和自动光圈镜头又有定焦距(光圈)手动光圈镜头和自动光圈镜头又有定焦距(光圈)镜头和电动变焦距镜头之分。镜头和电动变焦距镜头之分。定焦距(光圈)镜头,定焦距镜头一般又分为长定焦距(光圈)镜头,定焦距镜头一般又分为长焦距镜头,中焦距镜头和短焦距镜头。焦距镜头,中焦距镜
15、头和短焦距镜头。电动变焦距镜头,可与任何电动变焦距镜头,可与任何CCD摄像机配套,在摄像机配套,在各种光线下均可使用,变焦距镜头是通过遥控装各种光线下均可使用,变焦距镜头是通过遥控装置来进行光对焦,光圈开度,改变焦距大小的。置来进行光对焦,光圈开度,改变焦距大小的。视频监控系统技术讲座 浙警院 安防系21视频监控系统技术讲座 浙警院 安防系22b)镜头选择的计算方法镜头选择的计算方法视场和焦距的计算:视场和焦距的计算:视场系指被摄取物体的大视场系指被摄取物体的大小,视场的大小是以镜头至被摄取物体距离,镜小,视场的大小是以镜头至被摄取物体距离,镜头焦距及所要求的成像大小确定的。头焦距及所要求的成
16、像大小确定的。镜头的焦距,视场大小及镜头到被摄取物体的镜头的焦距,视场大小及镜头到被摄取物体的距离的计算如下:距离的计算如下:f=wL/W与与f=hL/Hf:镜头焦距:镜头焦距L:被摄物体至镜头的距离:被摄物体至镜头的距离w:图象的宽度(被摄物体在:图象的宽度(被摄物体在ccd靶面上成象宽度)靶面上成象宽度)W:被摄物体宽度:被摄物体宽度H:被摄物体的高度:被摄物体的高度h:图象高度(被摄物体在:图象高度(被摄物体在ccd靶面上成像高度)视场(摄靶面上成像高度)视场(摄取场景)高度取场景)高度视频监控系统技术讲座 浙警院 安防系23c)镜头的安装方式)镜头的安装方式镜头安装有镜头安装有C型和型
17、和CS型两种,型两种,C型安装的镜头型安装的镜头在在CCD摄像机与镜头间多了摄像机与镜头间多了5mm调整光圈值的环。调整光圈值的环。C型安装的摄像机可用型安装的摄像机可用CS型镜头,但型镜头,但CS安装的摄安装的摄像机不能使用像机不能使用C型镜头。型镜头。在视频安防监控系统中常用的镜头是在视频安防监控系统中常用的镜头是C型安装型安装镜头,大多数摄像机的镜头接口则做成镜头,大多数摄像机的镜头接口则做成CS型,将型,将C型镜头安装到型镜头安装到CS接口的摄像机时需增配一个接口的摄像机时需增配一个5mm厚的接圈,而将厚的接圈,而将CS镜头安装到镜头安装到CS接口的摄像机时接口的摄像机时就不需接圈。就
18、不需接圈。视频监控系统技术讲座 浙警院 安防系24在实际应用中,如果误对在实际应用中,如果误对CS型镜头加装接圈后安型镜头加装接圈后安装到装到CS接口摄像机上,会因为镜头的成像面不能接口摄像机上,会因为镜头的成像面不能落到摄像机的落到摄像机的CCD靶面上而不能得到清晰的图像靶面上而不能得到清晰的图像而如果对而如果对C型镜头不加接圈就直接接到型镜头不加接圈就直接接到CS接口摄接口摄像机上,则可能使镜头的后镜面碰到像机上,则可能使镜头的后镜面碰到CCD的靶面的靶面的保护玻璃,造成的保护玻璃,造成CCD摄像机的损坏,这一点在摄像机的损坏,这一点在使用中需特别注意。使用中需特别注意。视频监控系统技术讲
19、座 浙警院 安防系25(3)云台云台云台是控制现场摄像机的设备,其控制的主要云台是控制现场摄像机的设备,其控制的主要功能有:摄像机的上、下、左、右旋转、镜头的功能有:摄像机的上、下、左、右旋转、镜头的变焦、接收报警输入、产生报警输出等。其实云变焦、接收报警输入、产生报警输出等。其实云台就是两个交流电组成的安装平台,可以水平和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。垂直的运动。视频监控系统技术讲座 浙警院 安防系26云台分类:云台分类:按使用环境分为室内型和室外型,主要区别是室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。外型密封性能好,防水、防尘,
20、负载大。按安装方式分为侧装和吊装,即云台是安装在天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。花板上还是安装在墙壁上。视频监控系统技术讲座 浙警院 安防系27按外形分为普通型和球型,球型云台按外形分为普通型和球型,球型云台是把云台安置在一个半球形、球形防是把云台安置在一个半球形、球形防护罩中,除了防止灰尘干扰图像外,护罩中,除了防止灰尘干扰图像外,还隐蔽、美观、快速。还隐蔽、美观、快速。在挑选云台时要考虑安装环境、安装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,也要考方式、工作电压、负载大小,也要考虑性能价格比和外型是否美观。虑性能价格比和外型是否美观。视频
21、监控系统技术讲座 浙警院 安防系28(4)支架:支架:普通支架有短的、长的、直的、普通支架有短的、长的、直的、弯的,根据不同的要求选择不同弯的,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,再有就是安能力是否合乎要求,再有就是安装位置,因为从实践中我们发现,装位置,因为从实践中我们发现,很多室外摄像机安装位置特殊,很多室外摄像机安装位置特殊,有的安装在电线杆上,有的立于有的安装在电线杆上,有的立于塔吊上塔吊上,有的安装在铁架上有的安装在铁架上由于种种原因,现有的支架由于种种原因,现有的支架可能难以满足要求,需要另外加可能难以满足要求,需要另外加
22、工或改进,这里就不再多说了。工或改进,这里就不再多说了。视频监控系统技术讲座 浙警院 安防系29(5)防护罩防护罩防护罩也是监控系统中最常用的设备之一,主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。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,表面处理是否合格。功能主要是防尘、防破观,表面处理是否合格。功能主要是防尘、防破坏。坏。室外防护罩密封性能一定要好,保证雨水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。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、雨刮有的室外防护罩还带
23、有排风扇、加热板、雨刮器,可以更好的保护设备。器,可以更好的保护设备。视频监控系统技术讲座 浙警院 安防系302)后端部分:后端部分:后端部分由视频画面处理器、录像机、矩阵切后端部分由视频画面处理器、录像机、矩阵切换主机、控制键盘、监视器等组成,对前端传换主机、控制键盘、监视器等组成,对前端传送的视频信号进行分割、处理、记录和控制送的视频信号进行分割、处理、记录和控制,完成监视、控制、记录等防范和管理功能。完成监视、控制、记录等防范和管理功能。(1)视频分配器视频分配器视频分配器除了阻抗匹配,还有视频增益,使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视频信
24、号可以同时送给多个输出设备而不受影响。响。视频监控系统技术讲座 浙警院 安防系31(2)视频切换器:视频切换器:切换器的输入端分为切换器的输入端分为2、4、6、8、12、16路,路,输出端分为单路和双路,而且还可以同步切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、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。自动切换两种工作方式。视频监控系统技术讲座 浙警院 安防系32(3)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,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可以在一台监视器上同时显示4、9、16个摄
25、像个摄像机的图像,也可以送到录像机上记录。机的图像,也可以送到录像机上记录。大部分分割器除了可以同时显示图像外,也可以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,设置自动显示单幅画面,可以叠加时间和字符,设置自动切换,联接报警器材。切换,联接报警器材。视频监控系统技术讲座 浙警院 安防系33(4)录像机录像机监控系统中最常用的记录设备是民用录像机和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,延时录像机可以长时间工作,长延时录像机,延时录像机可以长时间工作,可以录制可以录制24小时(用普通小时(用普通VHS录像带)甚至上录像带)甚至上百小时的图像。百小时
26、的图像。(5 5)监视器监视器监视器是将现场信号重新显示的设备,作为监监视器是将现场信号重新显示的设备,作为监控系统的输出部分,是整个系统的重要组成,控系统的输出部分,是整个系统的重要组成,所以正确选择监视器是影响系统整体效果及可所以正确选择监视器是影响系统整体效果及可靠性的关键环节。其基本参数有:画面尺寸、靠性的关键环节。其基本参数有:画面尺寸、黑白黑白/彩色、分辨率等。彩色、分辨率等。视频监控系统技术讲座 浙警院 安防系34(6 6)矩阵切换器矩阵切换器矩阵切换器是系统的核心部件,其主要功能有:矩阵切换器是系统的核心部件,其主要功能有:图像切换:将输入的现场信号切换至输出的图像切换:将输入
27、的现场信号切换至输出的监视器上,实现用较少的监视器对多处信号监视器上,实现用较少的监视器对多处信号的监视的监视;控制现场:可控制现场摄像机、云台、镜控制现场:可控制现场摄像机、云台、镜头、辅助触点输出等头、辅助触点输出等;RS-232通信:可通过通信:可通过RS-232标准端口与计标准端口与计算机等通讯。算机等通讯。视频监控系统技术讲座 浙警院 安防系35可选的屏幕显示:在信号上叠加日期、时可选的屏幕显示:在信号上叠加日期、时间、视频输入编号、用户定义的视频输入间、视频输入编号、用户定义的视频输入或目标的标题、报警标题等以便监视器显或目标的标题、报警标题等以便监视器显示。示。通用巡视及成组切换
28、:系统可设置多个通通用巡视及成组切换:系统可设置多个通用巡视多个成组切换。用巡视多个成组切换。事件定时器:系统有多个用户定义时间,事件定时器:系统有多个用户定义时间,用以调用通用巡视到输出。用以调用通用巡视到输出。口令和优先等级:系统可设置多个用户编口令和优先等级:系统可设置多个用户编号,每个用户编号有自己的密码,根据用号,每个用户编号有自己的密码,根据用户的优先等级来限制用户使用一定的系统户的优先等级来限制用户使用一定的系统功能。功能。视频监控系统技术讲座 浙警院 安防系36(7 7)图像处理器图像处理器图像处理器是将多路视频信号合成,以便录像图像处理器是将多路视频信号合成,以便录像和监视的
29、设备。其基本参数有:输入视频信号和监视的设备。其基本参数有:输入视频信号路数(根据不同型号可有四、九、十六路等多路数(根据不同型号可有四、九、十六路等多种规格)、单种规格)、单/双工、彩色双工、彩色/黑白、图像效果黑白、图像效果(像素)、是否带用视频移动报警功能等。(像素)、是否带用视频移动报警功能等。图像处理器包含了多画面处理器的所有功能,图像处理器包含了多画面处理器的所有功能,从而在大部分情况下代替了多画面处理器。从而在大部分情况下代替了多画面处理器。视频监控系统技术讲座 浙警院 安防系37(8 8)硬盘录像机(硬盘录像机(DVR):):采用数字方式记录图象信息,将图象信息记录采用数字方式
30、记录图象信息,将图象信息记录在硬盘、光盘、磁带或其他存储介质上,并具在硬盘、光盘、磁带或其他存储介质上,并具有图象分割、图象处理、云台控制、矩阵控制有图象分割、图象处理、云台控制、矩阵控制等等功能的控制系统。等等功能的控制系统。视频监控系统技术讲座 浙警院 安防系383)视频信号的传输)视频信号的传输视视频频信信号号的的传传输输与与摄摄像像器器件件的的研研究究是是经经典典电电视视发展的两个核心,基带信号的传输一直是主要方式。发展的两个核心,基带信号的传输一直是主要方式。高质量的图像传送是电视系统应用的关键。高质量的图像传送是电视系统应用的关键。它决定电视应用的范围、领域、方式。它决定电视应用的
31、范围、领域、方式。图像传输有多种方式,采用不同的介质、不图像传输有多种方式,采用不同的介质、不同的调制方式,要根据应用条件进行选择。同的调制方式,要根据应用条件进行选择。视频监控系统技术讲座 浙警院 安防系39传输介质传输介质传输方式传输方式特特点点适适用用范范围围基带传输基带传输设备简单、经济、可靠、设备简单、经济、可靠、近距离、加补偿可达近距离、加补偿可达同轴电缆同轴电缆易受干扰。易受干扰。2km。调幅、调频调幅、调频抗干扰好、可多路、较复杂。抗干扰好、可多路、较复杂。公共天线、电缆电视。公共天线、电缆电视。基带传输基带传输平衡传输、抗干扰性强、平衡传输、抗干扰性强、近距离、可利用电话线。
32、近距离、可利用电话线。双绞线双绞线图像质量差图像质量差。(电话线)(电话线)数字编码数字编码传送静止、准实时图像、抗干传送静止、准实时图像、抗干报警系统、可视电话。报警系统、可视电话。扰性强、也可传输基带信号。扰性强、也可传输基带信号。可利用网线。可利用网线。基带传输基带传输IM直接调制、图像质量好、直接调制、图像质量好、应用电视、特别是大型系应用电视、特别是大型系光纤传输光纤传输抗电磁干扰好。抗电磁干扰好。统。统。PCM频分多路(频分多路(FDM)干线传输干线传输。WDM波分多路、双向传输。波分多路、双向传输。微波、调频微波、调频灵活、可靠、易受干扰和灵活、可靠、易受干扰和临时性、移动监控。
33、临时性、移动监控。无无线线建筑遮挡。建筑遮挡。微功率微功率灵活、保密性强。灵活、保密性强。小范围、临时性监控。小范围、临时性监控。网网络络数字编码数字编码远程传输、系统自主生成、远程传输、系统自主生成、TCP/IP可保证基本质。可保证基本质。视频监控系统技术讲座 浙警院 安防系40(1)同轴电缆传输)同轴电缆传输同轴电缆是使用最广泛的视频传输介质,一般用于同轴电缆是使用最广泛的视频传输介质,一般用于中短距离的视频信号的传输。同轴电缆的电气特征中短距离的视频信号的传输。同轴电缆的电气特征使得它非常适合传送摄像机到监视器的全视频信号使得它非常适合传送摄像机到监视器的全视频信号(cctv视频信号是由
34、分布很广的低频信号和高频信视频信号是由分布很广的低频信号和高频信号组成的)。传送低频信号(号组成的)。传送低频信号(20赫兹到几千赫兹)赫兹到几千赫兹)时可以使用几乎任何种类的导线。在实际应用中,时可以使用几乎任何种类的导线。在实际应用中,几乎所有导线都可以用作电话线。但要传送频率范几乎所有导线都可以用作电话线。但要传送频率范围在围在20赫兹到赫兹到6兆赫之间的视频信号,同时不希望兆赫之间的视频信号,同时不希望有任何衰减时,就需要使用同轴电缆。有任何衰减时,就需要使用同轴电缆。视频监控系统技术讲座 浙警院 安防系41在电视监控系统中采用视频基带传输是最常用在电视监控系统中采用视频基带传输是最常
35、用的传输方式。的传输方式。所谓基带传输是指不需经过频率变换等任何处所谓基带传输是指不需经过频率变换等任何处理而直接传送全电视信号的方式。理而直接传送全电视信号的方式。优点:传输系统简单;在一定距离范围内,失优点:传输系统简单;在一定距离范围内,失真小;附加噪声低(系统信噪比高);不必增加诸真小;附加噪声低(系统信噪比高);不必增加诸如调制器、解调器等附加设备。如调制器、解调器等附加设备。缺点:传输距离不能太远;一根视频同轴电缆缺点:传输距离不能太远;一根视频同轴电缆只能传送一路电视信号等。只能传送一路电视信号等。(a)基带传输)基带传输视频监控系统技术讲座 浙警院 安防系42由于这种传输方式具
36、有工作稳定可靠及设备简由于这种传输方式具有工作稳定可靠及设备简单等优点,因而在实际中获得了广泛的应用。但视单等优点,因而在实际中获得了广泛的应用。但视频信号频带很宽,并且起始频率又很低,所以在电频信号频带很宽,并且起始频率又很低,所以在电缆中传输时,其振幅及相位在低频段与高频段的差缆中传输时,其振幅及相位在低频段与高频段的差别就会很大。特别是在相位失真太大时,是难以用别就会很大。特别是在相位失真太大时,是难以用简单的电路进行补偿的。由于这个原因使它的传输简单的电路进行补偿的。由于这个原因使它的传输距离受到了很大的限制。距离受到了很大的限制。视频监控系统技术讲座 浙警院 安防系43(b)同轴电缆
37、的主要干扰及抑制措施:)同轴电缆的主要干扰及抑制措施:l高频干扰高频干扰实际应用的同轴电缆总会有架空的部件,如同实际应用的同轴电缆总会有架空的部件,如同天线一样。高频电磁波就会在电缆的长轴方向上天线一样。高频电磁波就会在电缆的长轴方向上产生感生电压,这个感生电压通过信号源的内阻产生感生电压,这个感生电压通过信号源的内阻和和中心导体与屏蔽层之间的电容在中心导体上和和中心导体与屏蔽层之间的电容在中心导体上形成干扰电流。高频干扰来自广播、射频设备,形成干扰电流。高频干扰来自广播、射频设备,是很难抑制的,主要的方法是作好屏蔽:前端设是很难抑制的,主要的方法是作好屏蔽:前端设备(摄像机、镜头)的屏蔽,屏
38、蔽物的接地;电备(摄像机、镜头)的屏蔽,屏蔽物的接地;电缆附加屏蔽的接地;电缆尽可能走管。缆附加屏蔽的接地;电缆尽可能走管。高频干扰的频率可以从图像中(网纹)推算出高频干扰的频率可以从图像中(网纹)推算出来,由此可找出干扰源,在应用时可避开干扰源、来,由此可找出干扰源,在应用时可避开干扰源、或采用专门的陷波电路,减小干扰的影响。或采用专门的陷波电路,减小干扰的影响。视频监控系统技术讲座 浙警院 安防系44l低频干扰低频干扰 来源:来源:1 1、广播干扰、广播干扰;2 2、低频干扰、低频干扰;3 3、50hz50hz电源干扰。电源干扰。对于三种较低频率的干扰一旦混入视频电路,对于三种较低频率的干
39、扰一旦混入视频电路,被叠加在视频信号上时,要完全消除它是比较困难被叠加在视频信号上时,要完全消除它是比较困难的。这些干扰从原则上讲是基带传输方式所不能避的。这些干扰从原则上讲是基带传输方式所不能避免的。但只要我们采取适当的措施,仍然可以将以免的。但只要我们采取适当的措施,仍然可以将以上几种干扰限制在允许的范围内。上几种干扰限制在允许的范围内。克服方法:克服方法:1 1、采用高电平传输;、采用高电平传输;2 2、一端接地法、差分放大器、变、一端接地法、差分放大器、变 压器抑制压器抑制50hz50hz电源干扰。电源干扰。视频监控系统技术讲座 浙警院 安防系45(2)光纤传输)光纤传输a)光纤光纤特
40、点特点光纤通信的频带很宽,理论可达光纤通信的频带很宽,理论可达2000GHz.km。电磁绝缘性能好。安全保密性好。电磁绝缘性能好。安全保密性好。衰减较小,在较大范围内基本上是一个常数值。衰减较小,在较大范围内基本上是一个常数值。需要增设光中继器的间隔距离较大,因此整个通道需要增设光中继器的间隔距离较大,因此整个通道中中继器的数目可以减少,降低成本。中中继器的数目可以减少,降低成本。重量轻,体积小,适用的环境温度范围宽,使用寿重量轻,体积小,适用的环境温度范围宽,使用寿命长。命长。光纤通信不带电,使用安全,可用于易燃、易爆场光纤通信不带电,使用安全,可用于易燃、易爆场所。所。抗化学腐蚀能力强,适
41、用于一些特殊环境下的布线。抗化学腐蚀能力强,适用于一些特殊环境下的布线。视频监控系统技术讲座 浙警院 安防系46b b)光纤的分类)光纤的分类i)从材料成分分类从材料成分分类玻璃光纤玻璃光纤胶套硅光纤胶套硅光纤塑料光纤塑料光纤ii)按传输模式分类按传输模式分类单模光纤和多模光纤单模光纤和多模光纤视频监控系统技术讲座 浙警院 安防系47单模光纤单模光纤单单模模光光纤纤,只只传传输输主主模模,也也就就是是说说光光线线只只沿沿光光纤纤的的内内芯芯进进行行传传输输。单单模模光光纤纤的的纤纤芯芯直直径径很很小小,芯芯径径在在8-10 m之之间间,包包括括外外包包层层的的直直径径为为125m。由由于于完完
42、全全避避免免了了模模式式射射散散使使得得单单模模光光纤纤的的传传输输频频带带很很宽宽因因而而适适用用于于大大容容量量、长长距距离离的的光光纤纤通通信信,但但成成本本较较高高,通通常常在在建建筑筑物物之之间间或或地地域域分分散散时时使使用用,单单模模光光纤纤使使用用的的光光波波长长为为1310nm或或1550nm。视频监控系统技术讲座 浙警院 安防系48多模光纤多模光纤多模光纤,在一定的工作波长下(多模光纤,在一定的工作波长下(850nm/1300nm),有多个模式在光纤中传输;从而形成模),有多个模式在光纤中传输;从而形成模分散,模分散技术限制了多模光纤的带宽和距离,分散,模分散技术限制了多模
43、光纤的带宽和距离,因此,多模光纤的芯线粗(因此,多模光纤的芯线粗(50或或62.5m),传),传输速度低、传输容量较小、传输距离短,整体的输速度低、传输容量较小、传输距离短,整体的传输性能传输性能视频监控系统技术讲座 浙警院 安防系49多模光纤的线芯横截面比单模光多模光纤的线芯横截面比单模光纤要宽很多,多组信号在一条通纤要宽很多,多组信号在一条通道上传输,容易形成光散。道上传输,容易形成光散。单模光纤的线芯横截面通常很窄单模光纤的线芯横截面通常很窄只能有一道光信号传输,正因只只能有一道光信号传输,正因只使用单独模式的光信号,所以在使用单独模式的光信号,所以在单模光纤中,无光的信号色散,单模光纤
44、中,无光的信号色散,这使得传输信号的距离会更长,这使得传输信号的距离会更长,传输数据量也更高。传输数据量也更高。视频监控系统技术讲座 浙警院 安防系50c c)光缆)光缆光纤传输系统中直接使用的通常是光缆而不是光纤传输系统中直接使用的通常是光缆而不是光纤。光纤。一一根根光光缆缆由由一一根根至至多多根根光光纤纤组组成成,外外面面再再加加上上保保护护层层。光光缆缆中中的的光光纤纤数数有有2芯芯、4芯芯、6芯芯、甚甚至至更更多多(48芯芯、96芯芯、576芯芯等等多多种种),一一般般单单芯芯光光缆缆和和双双芯芯光光缆缆用用于于光光纤纤跳跳线线,多多芯芯光光缆用于室内室外的布线缆用于室内室外的布线视频
45、监控系统技术讲座 浙警院 安防系51光缆结构图视频监控系统技术讲座 浙警院 安防系52视频监控系统技术讲座 浙警院 安防系53一些光缆实物图结构图视频监控系统技术讲座 浙警院 安防系54i)光缆的分类光缆的分类按敷设方式分按敷设方式分架架空空光光缆缆、管管道道光光缆缆、铠铠装装地地埋埋光光缆缆、水水底底光光缆和海底光缆等。缆和海底光缆等。按结构分按结构分束束管管式式光光缆缆、层层绞绞式式光光缆缆、紧紧抱抱式式光光缆缆、带带式式光缆、非金属光缆和可分支光缆。光缆、非金属光缆和可分支光缆。按用途分按用途分长长途途通通信信光光缆缆、短短途途室室外外光光缆缆、室室内内光光缆缆和和混混合光缆等。合光缆等
46、。视频监控系统技术讲座 浙警院 安防系55d)d)工程中常用的光缆工程中常用的光缆 i i)室内光缆室内光缆 室内光缆的抗拉强度较小,保护层较差,室内光缆的抗拉强度较小,保护层较差,但重量较轻,且较便宜。但重量较轻,且较便宜。普通光缆和光纤带光缆普通光缆和光纤带光缆 层绞式光缆和中心束管式光缆层绞式光缆和中心束管式光缆ii)室外光缆:与室内光缆相比,室外光缆室外光缆:与室内光缆相比,室外光缆的抗拉强度较大,保护层较厚重,并且通常的抗拉强度较大,保护层较厚重,并且通常为铠装(即金属皮包裹)。为铠装(即金属皮包裹)。视频监控系统技术讲座 浙警院 安防系56架架空空光光缆缆:架架空空光光缆缆是是架架
47、挂挂在在电电杆杆上上使使用用的的光光缆缆。建建设设费费用用低低、建建设设周周期期短短,但但要要求求能能适适应应各各种种恶恶劣的自然环境。有吊线式和自承式。劣的自然环境。有吊线式和自承式。直直埋埋光光缆缆:光光缆缆外外部部有有钢钢带带或或钢钢丝丝的的铠铠装装,直直接接埋埋设设在在地地下下,要要求求有有抵抵抗抗外外界界机机械械损损伤伤的的和和防防止止土土壤壤腐腐蚀蚀的的能能力力。光光缆缆埋埋入入地地下下的的深深度度一一般般在在0.8-1.2m之间。之间。管管道道光光缆缆:管管道道敷敷设设一一般般是是在在城城市市地地区区,管管道道敷敷设设的的环环境境比比较较好好,因因此此对对光光缆缆护护层层没没有有
48、特特殊殊要要求求,无无需需铠铠装装。作作管管道道的的材材料料可可根根据据地地理理情情况况选选用用混混凝土、石棉水泥、钢管、塑料管等。凝土、石棉水泥、钢管、塑料管等。视频监控系统技术讲座 浙警院 安防系57光纤视频传输系统:光纤视频传输系统:视频输入 视频输出 发射机(光源)光路(光缆)接收机(探测器)基带传输和基带传输和PFM方式、方式、基带信号 光发射部份 光接收部份 光缆 处理后的视频 信号调制光源 探测光信号 恢复视频信号 预加重非线性补偿LED驱动预放去加重输出放大预处理加重、箝位PFM调制PFM解调E/OO/E输出去加重视频监控系统技术讲座 浙警院 安防系58FDM应用的是电路技术,
49、对电信号进行频率复用,采应用的是电路技术,对电信号进行频率复用,采用一对光源、探测器进行光用一对光源、探测器进行光/电转换,实现一条光路的电转换,实现一条光路的多路(信号)传输。多路(信号)传输。WDM是利用光学器件(合光器)将不同波长的光波是利用光学器件(合光器)将不同波长的光波(不同的(不同的E/O或光源)混合在一起,通过一条光路传或光源)混合在一起,通过一条光路传送,然后、再有分光器将其分离,分别进行送,然后、再有分光器将其分离,分别进行O/E转换,转换,还原为电信号。还原为电信号。视频监控系统技术讲座 浙警院 安防系59d)d)光纤连接件光纤连接件机架式终端盒挂墙式终端盒视频监控系统技
50、术讲座 浙警院 安防系60机架终端盒一般构造机架终端盒一般构造视频监控系统技术讲座 浙警院 安防系61机架终端盒一般构造机架终端盒一般构造视频监控系统技术讲座 浙警院 安防系62e)e)光纤连接器光纤连接器光光纤纤连连接接器器(FiberConnector)是是光光纤纤系系统统中中使使用用最最多多的的光光纤纤无无源源器器件件,用用来来端端接接光光纤纤。光光纤纤连连接接器器的的首首要要功功能能是是把把两两条条光光纤纤的的芯芯子子对对齐齐,提提供供低低损损耗耗的的连连接接。光光纤纤连连接接器器按按连连接接头头结结构构可可分分为为:FC、SC、ST、LC、D4、DIN、NM、MT等等几几种种;按按接