电视监控系统简介.docx

电视监控系统在自来水厂、燃气门站中的应用
一、 电视监控系统的作用
电视监控系统就是利用电子成像技术、信号传输技术和电子显像技术，将因距离或阻挡人眼不能看到的地方景象，显现在电视屏幕上。闭路电视监控技术的应用与普及，就像给人类按上了千里眼和透视眼，给人们的生产和管理活动带来了极大的方便。
目前电视监控系统主要应用的范围有：
Ø 治安监控
Ø 秩序监控
Ø 生产现场监控
Ø 生产设备监控
Ø 生产工艺监控
二、 电视监控系统的基本构成
一个较为完整的电视监控系统，通常由以下几个部分组成：
Ø 摄象机和镜头：负责将现场的景象采集并转换为标准的视频信号。
Ø 信号传输线缆和设备：负责将标准的视频信号传送到观察者所在的部位。
Ø 画面处理和监视器：负责将视频信号还原为现场景象。
Ø 控制设备：负责控制前端摄像机及其它辅助设备的运转。如云台和变焦镜头控制器、多功能控制编解码器等。
Ø 录像机：用来记录和保存视频信号。
Ø 固定和防护设备：用来固定前端设备，保护前端设备免受雨水、高低温、灰尘的污染和破坏，如摄像机防护罩、安装支架等。
结构图如下：
光端接收机
光端发射机

监视器
摄像机/护罩/支架 光传输
画面分割
/切换器

视频电缆

编码器
解码器

云台
三、 监控系统领域的新概念－数码监控
如今，随着数字技术和网络技术的发展和广泛应用，电视监控系统已经由原来的完全模拟监控向数字化、网络化监控系统过渡，并由此诞生了数码监控的概念。
数码监控采用了目前先进的数字技术、网络技术和视频编码技术，将模拟的视频信号转换为可以在电脑硬盘上保存、在网络上传输的数字信号。借助于互联网的强大功能，可以实现对现场环境随时随地的监控，而且录像保存的容量更大、时间更长、检索回放更加便捷。
目前先进的数码监控系统所采用的视频编码标准为MPEG4和H.264标准，可以支持QCIF（176×144）、CIF（352×288）、D1（704×576）等压缩质量。D1格式已经超过了DVD的图像效果。
先进的视频编码标准可以使得在同等图像质量的情况下，所需要的数据量更小。这样不仅在存储时占用较少的硬盘空间，在网络传输时，占用的网络带宽也较少，在有线网络带宽的情况下，传输的图像更清晰流畅。
数码监控由前端摄像机、网络视频服务器、互联网和网络监控终端组成，基本结构图如下：

互联网

网络视频服 务 器
摄像机1

摄像机2
网络监控终端
解码器

摄像机N

四、 电视监控关键设备介绍
1、 摄象机：
主要技术指标如下：
Ø 彩色或者黑白成像；
Ø 水平解像度：标志着获得图像的清晰度，由水平电视线TVL为单位。彩色一般为330TVL、420TVL、480TVL；黑白一般为380TVL、420TVL、570TVL、600TVL。目前主流的产品是彩色480线，黑白600线。
Ø 最低照度：满足摄象机获取可分辨图象的最低光照度，以LUX为单位。一般彩色在0.5－1LUX；黑白在0.1－0.5LVX；
Ø 信噪比：表明输出信号的质量，以dB为单位，一般在48－54dB；
Ø 供电电源：一般有220VAC，12VDC，24VAC/DC等几种供电方式
Ø 外形：有枪型、半球型、球型等各种形状，便于不同场合的安装
Ø 功能：如电子快门、背光补偿、AGC等，最近出现的具有光学和电子变倍的一体化摄象机，也属于特殊功能
2、 镜头：
Ø 光圈：一般有F1.2、F1.4、F2.0，数值越大，进光量越小
Ø 焦距：成像焦距，焦点到成像点之间的距离
Ø 功能：固定/手动/自动光圈，固定/手动焦距，电动光圈/焦距
3、 视频同轴线缆，用于传输标准视频信号，阻抗为75欧姆。主要技术指标有：
Ø 轴心铜线的截面积：如75-3/75-5/75-7/75-9等；
Ø 屏蔽层层数和铜网的密度，如96编、128编等；
4、 监视器：
Ø 显示尺寸：7”/9”/14’/17”/21”等；
Ø 显示分辨率
Ø 彩色/黑白
Ø 显像技术：显象管、背投、液晶、等离子；
5、 矩阵/切换器/分割器：
用于将多个多多组视频在一个和一组监视器上分割、切换显示的设备。
6、 云台：
带动摄像机旋转扫描进行大范围监视的设备。
7、 变焦镜头：
可以控制焦距变倍的镜头。
8、 防护罩、支架
用于固定安装和保护摄像机。
9、 录像机
用于记录视频图像，原来一般用磁带录像机，光盘录像机也曾出现过，现在多采用硬盘录像机，将视频资料保存在电脑硬盘上。
10、 网络视频服务器
将视音频信号转换为适合网络传输的标准协议数据，支持以太网和E1接口等。
除了以上基本的监控设备外，还有一些最近推出的性能较高的监控设备产品和数码监控产品。
1、 一体化摄像机：集成了高清晰度彩色摄像机和变焦镜头的摄像机。一般具有8－30倍光学变焦能力，自动光圈和自动聚焦功能。
2、 彩色黑白自动转换摄像机：为了满足低照度场合监控的需要而生产的一款摄像机，在环境照度低于1LUX时自动转换为黑白图像，以适应光线环境。有的还增加了电荷累积的功能，可以达到0.001LUX的低照度，但图像有非常明显的拖尾显像和动画感。
3、 一体化球罩：将球形护罩、全方位云台、控制解码器集成在一起的产品。
4、 一体化智能球形摄像机：将球形护罩、全方位云台、解码器、一体化摄像机集成在一起的产品，按照转动的速度可以分为智能快速球形摄像机（100－180度/妙，简称快球）和智能中速球形摄像机（50－100度/妙，简称中速球）。同时还具有预置位功能，一般带有64－128个预置位，支持螺旋线运动。应用起来非常灵活方便。目前还有一种带自动捕捉功能的快球，不需人工控制，能自动分析并跟踪移动物体。
5、 硬盘录像机：集合了画面分割器、录像机、网络视频服务器、视频侦测的功能。是目前数码监控中最重要的核心设备。主要功能如下：
Ø 具有多画面实时显示功能；
Ø 支持1－16路视频音频同步录音录像，录像质量和帧率可调。
Ø 具有报警联动功能，可以通过外置的报警信号触发录像；
Ø 具有字符叠加功能，可以在画面上叠加时间日期和现场的名称标志。
Ø 具有图像分析视频侦测报警功能，挡现场图像发生变化时能报警并自动录像。
Ø 具有云台镜头和智能球形摄像机的控制功能，支持预置位控制。
Ø 具有远程联网监控的功能，在互联网上任何一台电脑上均可以通过浏览器形式和专用远程客户端软件对现场进行监控录像和查看录像资料。
五、 视频传输方式
传输方式的选择非常重要。信号传输的质量是影响监控效果的重要因素之一。目前通常采用的传输方式主要有：
Ø 同轴电缆传输：最传统的传输方式，适用于不超过500米的传输距离，信号衰减较大；
Ø 光纤传输：目前最优秀的传输方式，传输距离可以达到几十公里。由于采用波分复用调制技术，一芯光纤可以同时传输几路到几十路视频和其它类型的标准信号。同时，由于是封闭的光传输，不会收到电磁干扰和雷电的侵害。需要配置收发成对的光端机。成本也较高（主要是光端机的成本）。
Ø 双绞线传输：是界于同轴电缆和光纤传输之间的传输方式，采用平衡传输较强的抗衰减和抗干扰能力，最远传输距离可以达到1500米。成本比较低。
Ø 无线传输：在无法铺设线路的地点，可以采用无线传输的方式，一般采用1G以上的微波波段。无线传输有两种技术：
² 模拟微波传输：模拟微波传输是通过将模拟的视频信号直接调制到微波载波上，占据的频率带宽非常宽，只能点对点传输，每个频点只能传输一路信号。对无线环境干扰严重，一般不允许使用。
² 数字微波传输：采用扩频通信技术，传输经数字化编码压缩的图像信息。是目前广泛采用的无线视频传输技术，可以实现点对点、点对多点传输，可以同时传输多路视频信号。

六、 自来水厂的监控
电视监控系统在水厂的安全和生产管理中，有着很大应用前景。首先，水厂作为供给本地区人们生活用水的生产和供应场所，对本地区人民的身体健康和生命安全承担着一定的责任。同时水厂的生产设备和材料也是某些不法分子觊觎的对象。管理人员还需要时刻关注和确切掌握生产设备和生产工艺情况，尤其是对于一些无人值守的源水泵房、水源地和自动化工艺流程点，更需要犹如身临现场般的监控。电视监控系统的应用，不仅能够极大的提高经营管理的效率，减轻人员的劳动强度，更能有效的提供水厂的管理水平，提高水厂和水司的生产经营效益。
自来水厂的电视监控系统怎样实施呢？一般按照如下几个步骤：
1、找出需要实施监控的部位。
自来水厂需要实施监控的部位主要有：
Ø 水厂治安安全监控：水厂大门、周边围墙、蓄水池、整个厂区等部位的监控；
Ø 生产设备监控：泵房、配电房部位的监控；
Ø 生产工艺现场的监控：加药间、滤池等部位的监控；
Ø 无人值守站的监控：如水源地、原水泵房等部位的监控。
2、分析现场情况，选择合适的摄像机、镜头以及其它配件，需要采取的防雷防干扰措施等：
Ø 监控现场的环境照度，特别是夜间的照度情况；
Ø 分析监控设备安装部位的环境：如室内还是室外、有无电磁干扰、是否容易遭受雷击等；
Ø 分析需要监控的现场范围；
3、勘测监控点到监控中心的距离、线路附设的方法和线缆长度，选择可靠的传输方式。
4、根据监控点的数量，对录像的要求，选择配置硬盘录像机。
5、编写设计方案、预算审批。
6、招标工程承包单位，签订合同。
7、项目的组织和实施。
七、 门站的监控
燃气门站的电视监控系统的实施步骤与水厂的基本类似，不同之处在于：
Ø 生产控制工艺流程不同，监控点的设置、监控的重点也就不同，需要根据门站的管理控制工艺流程设置监控点。
Ø 应用的场合不同，所选用的器材和实施的方案也不同。燃气门站是易燃易爆气体集中的场所，在监控点设置时，线路的铺设和设备的安装尽可能在安全区内，或者采用具有防爆和隔爆功能设备。
Ø 要特别注意接地和防雷的措施。