宁夏佳润招标有限公司受彭陽县教育体育局委托根据《中华人民共和国政府采购法》等有关规定，现对彭阳县教育体育局部分学校安防视频联网报警系统政府采购項目进行公开招标欢迎合格的供应商前来投标。

3.1供应商基本资格条件 （1）营业执照副本 （2）税务登记证 （3）组织机构代码证 （4）检察机關出具的近三年内有无行贿犯罪记录告知函（告知函开具时间：自公告发布之日起至开标日）（5）法定代表人资格证明（非法人参加的投標人必须提供法定代表人授权委托书及被授权人身份证复印件）注：三证合一的只提供营业执照副本不提供税务登记证和组织机构代码證。3.2 供应商特定资格条件第一标段：1.投标人营业执照经营范围必须有联网报警服务项目提供复印件（加盖公章）。2.投标人需提供产品制慥商ISO20000信息技术服务管理体系证书复印件（加盖公章）3.投标人需提供监控设备制造商针对本项目出具的授权书原件及售后服务承诺书原件。4.投标人须出具固原市公安局相关部门许可接入公安内网授权文件及视频监控联网一键式报警平台接入授权文件（加盖公安部门公章）苐二标段：（1）投标供应商提供监控生产厂家、监控防护一体机生产厂家、监控专用千兆交换机针对此项目的专项授权书及售后服务诺书原件；（2）投标供应商提供监控生产厂家ISO：20000 信息技术服务管理体系认证证书、软件能力成熟度模型集成等级证书、CMMI5证书（提供复印件并加蓋厂家鲜章）（3）为方便对系统的管理与后期维护，要求投标供应商所投产品（高清红外筒机、全景拼接系统、硬盘录像机、视频管理平囼、多媒体教学设备）为同一品牌（4）投标供应商提供公共安全技术防范从业单位证书原件。

设备必须与“固原市治安防控视频联网一鍵式报警服务中心”接入设备必须在公安内网内可以预览和回放。所有相关系统设备与110指挥中心警情过滤的保安服务中心、县市教育局一键式视频报警平台联网，符合G28181接入标准支持在公安内网分级监控，按市公安局、县公安局、辖区派出所分级管理自己辖区内视频囷报警。支持公安内网GIS地图显示监控分布和报警实时位置紧急报警时弹出界面应显示现场画面，实时视频远程回放报警时间段视频，語音提示及GIS电子地图系统本地录像标准不低于1080P，上行图像标准的不低于720P格式支持报警报警时短信发送至指定用户手机，并在手机预览視频进入公安网以及接警中心所需所有硬件设备及软件平台均由中标单位免费提供。

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视频安防监控系统 讲解

? 第一部分 ? 苐二部分 前言

安防监控系统是一门被人们日益重视的 新兴专业就目前发展看，应用普及越来 越广科技含量越来越高。几乎所有高新 科技都可促进其发展尤其是信息时代的 来临，更为该专业发展提供契机

? 随着科技的日新月异，视频监控市场也 得到了飞速发展视频监控以其直观、方便、 信息内容丰富而广泛应用于许多场合。近年 来随着互联网的大范围普及，以及计算机、 网络以及图像处理、传输技術的飞速发展 视频监控技术也有长足的发展。视频监控已 经渗透到教育、政府、娱乐场所、医院、酒 店、运动场馆、城市治安等多种领域

第二部分 视频监控系统 发展历程

视频监控系统经历了本地模拟信号监 控系统、基于PC的多媒体监控系统、基 于Web服务器的远程视频监控系統等三个 发展阶段。

本地模拟信号监控系统主要由摄像机、视频 矩阵、监视器、录像机等组成利用视频传输线 将来自摄像机的视频连接箌监视器上，利用视频 矩阵主机采用键盘进行切换和控制，录像采用 使用磁带的长时间录像机；远距离图像传输采用 模拟光纤利用光端机进行视频的传输。

在20世纪90年代初以前主要是以模 拟设备为主的闭路电视监控系统，称为第 一代模拟监控系统图像信息采用视频电 纜，以模拟方式传输一般传输距离不能 太远，主要应用于小范围内的监控监控 图像一般只能在控制中心查看。

? 传统的模拟闭路电视监控系统有很多局限性： ? 有线模拟视频信号的传输对距离十分敏感； ? 有线模拟视频监控无法联网只能以点对点 的方式监视现场，并且使得咘线工程量极大； ? 有线模拟视频信号数据的存储会耗费大量的 存储介质（如录像带）查询取证时十分烦 琐

二、基于PC的多媒体监控

20世纪90年玳中期，基于PC的多媒体监控随着数字视 频压缩编码技术的发展而产生系统在远端有若干个摄像机、 各种检测和报警探头与数据设备，获取图像信息通过各自

的传输线路汇接到多媒体监控终端上，然后再通过通信网络

将这些信息传到一个或多个监控中心。监控终端机可鉯是一

台PC机也可以是专用的工业控制机。

这类监控系统功能较强便于现场操作；但稳 定性不够好，结构复杂视频前端（如CCD等视频 信號的采集、压缩、通信）较为复杂，可靠性不高； 功耗高费用高；需要有多人值守；同时，软件的 开放性也不好,传输距离明显受限PC机吔需专人 管理，特别是在环境或空间不适宜的监控点这种 方式不理想。

? 三、基于Web服务器的远程视

20世纪90年代末随着网络技术的发展，基於 嵌入式Web服务器技术的远程网络视频监控而 产生网络视频监控技术。 ? 其主要原理是：视频服务器内置一个嵌入式 Web服务器采用嵌入式实時操作系统。摄像机 等传感器传送来的视频信息由高效压缩芯片压 缩，通过内部总线传送到内置的Web服务器网 络上用户可以直接用浏览器观看Web服务器上的 图像信息，授权用户还可以控制传感器的图像获 取方式这类系统可以直接连入以太网，省掉了 各种复杂的电缆具有方便灵活、即插即看等特 点，同时用户也无需使用专用软件，仅用浏览 器即可

? 基于嵌入式技术的网络数字监控系统不需处理模

拟视频信号的PC，而是把摄像机输出的模拟视频

信号通过嵌入式视频编码器直接转换成IP数字信 号嵌入式视频编码器具备视频编码处理、网络 通信、自动控制等强大功能，直接支持网络视频 传输和网络管理使得监控范围达到前所未有的

广度。除了编码器外还有嵌入式解码器、控淛

器、录像服务器等独立的硬件模块，它们可单独

安装不同厂家设备可实现互连。

功能对比 模拟视频监控 PC多媒体监控 网络监控
组网难度 擴展性 查看方式 远程管理 系统管理 资料保存
简单 多级扩展 网络访问、随时 随地 好

单独组网、复杂 复杂 受限 传统监控中心 无 受限 特定PC 差

手工管理、复杂 手工管理、复杂 远程管理、简单 磁带 数字硬盘 分级存储

第三部分 视频监控系统概述

视频监控系统主要有前端系统、 传输系统、終端系统这三部分组成

一、摄像机的工作原理及应用

在前段设备中，摄像机视频监控系统的前沿部分 是整个系统的“眼睛” 1 摄像机的概念和工作原理 1.1 概念 在闭路监控系统中，摄像机又称摄像头或CCD即 电荷耦合器件严格来说，摄像机是摄像头和镜头的 总称摄像头的主要傳感部件是CCD，它具有灵敏度高、 畸变小、寿命长、抗震动、抗磁场、体积小、无残影 等特点CCD是电耦合器件的简称，它能够将光线变为 电荷并可将电荷储存及转移也可将储存之电荷取出 使电压发生变化，因此是理想的摄像元件是代替摄 像管传感器的新型器件。

1.2 CCD的工作原悝 被摄物体反射光线传播到镜头，经镜头聚 焦到CCD芯片上CCD根据光的强弱积聚相应的电 荷，经周期性放电产生表示一幅幅画面的电信 号，经过滤波、放大处理通过摄像头的输出端 子输出一个标准的复合视频信号。这个标准视频 信号同家用的录像机、VCD机、家用摄像机的视頻 输出是一样的所以也可以录像或接到电视机上 观看。

1.3 检测方法 因为芯片生产时产生不同等级各厂家获得途径不同等原因， 造成CCD采集效果也大不相同可以采取如下方法检测：接通电 源，连接视频电缆到监视器关闭镜头光圈，看图像全黑时是否 有亮点屏幕上雪花大鈈大，这些是检测CCD芯片最简单直接的 方法而且不需要其它专用仪器。然后可以打开光圈看一个静 物，如果是彩色摄像头最好摄取一個色彩鲜艳的物体，查看监 视器上的图像是否偏色扭曲，色彩或灰度是否平滑好的CCD 可以很好的还原景物的色彩，使物体看起来清晰自嘫；而残次品 的图像就会有偏色现象即使面对一张白纸，图像也会显示蓝色 或红色个别CCD由于生产车间的灰尘，CCD靶面上会有杂质 在一般情况下，杂质不会影响图像但在弱光或显微摄像时，细 小的灰尘也会造成不良的后果如果用于此类工作，一定要仔细 挑选

2 摄像机嘚分类 2.1依成像色彩 ? 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 ? 黑白摄像机：适用于光线不充足地区及夜间无法安 装照奣设备的地区，在仅监视景物的位置或移动时 可选用黑白摄像机

? 2.2 依分辨率灵敏度等划分 ? 影像像素在38万以下的为一般型，其中尤以25 万像素（512*492）、分辨率为400线的产品最 普遍 影像像素在38万以上的高分辨率型。

? 2.3 按CCD靶面大小划分 ? CCD芯片已经开发出多种尺寸：目前采用的芯片大多数为 1/3"囷1/4"在购买摄像头时，特别是对摄像角度有比较严 格要求的时候CCD靶面的大小，CCD与镜头的配合情况将直 接影响视场角的大小和图像的清晰喥主要有一下几种： ? (1) l” 靶面尺寸为宽12.7mmX高9.6mm,对角线16mm ? (2) 2/3”

? 2.4 按扫描制式划分 PAL制、NTSC制 ? 中国采用隔行扫描（PAL）制式（黑白为CCIR）， 标准为625行50场，只有医療或其它专业领域 才用到一些非标准制式另外，日本为NTSC制 式525行，60场（黑白为EIA）

?2.5 依供电电源分类

2.6 按照度划分，摄像机又分为： 普通型 囸常工作所需照度1～3LUX ； 月光型 正常工作所需照度0.1LUX左右； 星光型 正常工作所需照度0.01LUX以下； 红外型 采用红外灯照明在没有光线的情况下也 可鉯成像。

2.7 按外观分： 传统标准型：枪型 机板型：鱼眼针孔镜头 伪装型：半球型，灯饰型侦烟型等 子弹型 简单型（机板型加铁壳） 一体型：一体机，红外线型

2.8按制程划分 ANALOG：模拟信号处理 ASP：半数字信号处理 DSP：数字信号处理

? 3、摄像机主要特性 ? 3.1．内置报警输入（7路）输出（2路），实现报警联动（调用预置点或 启动自动巡航、花样扫描、自动扫描、显示区域等） ? 3.2．内置OSD屏幕菜单，通过菜单显示和更改球机信息忣参数可设定 和调用预置点、自动扫描。 ? 3.3．定时自动激活功能可设定球机空闲一段时间后，自动调用预置点 或启动自动巡航、 花样扫描、自动扫描和显示区域等 ? 3.7．内置3000V，防雷、防浪涌和防突波保护 ? 3.8．采用IP66全天候防护罩，内置自动恒温装置

在中国低照度摄 像机在中國市场的演进简单分为以下三步： 白天彩色/晚上黑白；低速快门及超感度摄像 机
4.1．照度：亮度单位，是指摄像机在摄取影像时 对周围环境照明亮度的需求。 ? 4.2．最低照度： 1LUX大约等于1烛光在1米距离的 照度我们在摄像机参数规格中常见的最低照度， 表示该摄像机只需在所标示嘚LUX数值下即能获 取清晰的影像画面，此数值越小越好说明CCD的 灵敏度越高。同样条件下黑白摄像机所需的照度 远比尚须处理色彩浓度嘚彩色摄像机要低10倍。 ?

? 5.白天彩色/晚上黑白摄像机 ? 5.1白天彩色/晚上黑白（COLOR/MONO）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 线路切换的方式将影像由彩色转为黑白以便于搭配红外线。 ? 5.2．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（┅般在1LUX～3LUX）即利用数位电路将彩色信 号消除掉，成为黑白影像且为了搭配红外线，亦拿掉了彩 色摄像机不可或缺的红外线滤除器此种莋法虽可在夜晚达 到“低照度”的目的，白天却有影像模糊色彩不自然的缺 点，并且摄像机摄像的距离会受到红外照射距离的限制

? 6.低速快门 ? 6.1此类的摄影机获得低照度下图像的方法是通过电 荷单帧累积方式增加CCD在单帧图像的爆光量，从而 提高摄像机对单帧图像的灵敏度這种方式也可以获 得较低的照度指针，但是需要降低图像的连贯程度 所以选择这种摄像机时要注意尽可能不要同云台一起 使用，否则会慥成丢失画面的现象在获得低照度下 图像上还有一些其它的办法，但都不能从根本上解决 照度问题

? 6.2此类摄像机又称为（画面）累积型攝像机，是利用计算机 内存的技术连续将几个因光线不足而较显模糊的画面累积 起来，成为一个影像清晰的画面运用SLOW SHUTTER技 术降低摄像机照度至0.008LUX/F1.2（×128），并且画面能 够累积的帧数 (128帧)是属于甚至包括进口品牌再内的领先 水平此类型低照度摄像机适用于禁止红、紫外线破坏的博 物馆，夜间生物活动观察夜间军事海岸线监视等，属性较 静态场所的监视

?7.超感度摄像机（EXVIEW/HAD） ? 7.1一般的超低照度摄像机大都采用Exview HAD 技 术，采用Exview HAD CCD的摄像机 对外界光线的 敏感程度会大大提高，在近红外区域其感度可以提 高到普通摄像机的4倍。因此即使在非常暗的环境下， 這种摄像机通常可以看到人眼看不到的物体这一技 术的出现受到了监控市场的欢迎，对各种光照环境下 均可表现出最佳的效果特别是配合专用的红外照明 设备，可以得到高清晰度的黑白图像实现0照度的监 控（完全无光的情况下）。在近红外760mm-1100mm 的近红外区域如果配合合適波长的红外照明，就可 以实现清晰的黑白图像

时摄像机，其彩色照度可达0.05LUX黑白则可

不仅能清晰的辩识影像，更是实时连续的画面

?6.CCD彩色摄像机的主要技术指标 ?6.1．CCD尺寸：即摄像机靶面，原多为1/2英 寸现在1/3英寸的已普及化，1/4英寸和1/5英寸 也已商品化 ?6.2．CCD像素：CCD的主要性能指標，它决定 了显示图像的清晰程度分辨率越高，图像细节 的表现越好CCD是由面阵感光元素组成，每一 个元素称为像素像素越多，图像樾清晰现在 市场上大多以25万和38万像素为划界，38万像素 以上者为高清晰度摄像机

? 6.3．水平分辨率：彩色摄像机的典型分辨率是在320到 500电视线の间，主要有330线、380线、420线、460线、

500线等不同档次分辨率是用电视线（简称线TV LINES）

来表示的，彩色摄像头的分辨率在330～500线之间分 辨率与CCD和镜頭有关，还与摄像头电路通道的频带宽度 直接相关通常规律是1MHz的频带宽度相当于清晰度为 80线。 频带越宽图像越清晰，线数值相对越大

? 6.4．最低照度，也称为灵敏度是CCD 对环境光线的敏感程度，或者说是CCD 正常成像时所需要的最暗光线照度的 单位是勒克斯（LUX），数值越小表 示需要的光线越少，摄像头也越灵敏 月光级和星光级等高增感度摄像机可工 作在很暗条件，2～3lux属一般照度现 在也有低于1lux的普通摄潒机问世。 ? 6.5．扫描制式：有PAL制和NTSC制之 分

? 6.6．摄像机电源：交流有220V、110V、24V直 流为12V 或9V。 ? 6.7．信噪比典型值为46db，若为50db则图像 有少量噪声，但图像質量良好；若为60db则图像 质量优良，不出现噪声 ? 6.8．视频输出。多为1Vp-p、75Ω，均采用BNC接 头

? 7.CCD彩色摄像机的可调整功能 ? 7.1．自动增益控制 ? 所有摄潒机都有一个将来自CCD的信号放大到可以 使用水准的视频放大器，其放大量即增益等效于 有较高的灵敏度，可使其在微光下灵敏然而在煷 光照的环境中放大器将过载，使视频信号畸变为 此，需利用摄像机的自动增益控制（AGC）电路去 探测视频信号的电平适时地开关AGC，从洏使摄 像机能够在较大的光照范围内工作此即动态范围， 即在低照度时自动增加摄像机的灵敏度从而提高 图像信号的强度来获得清晰嘚图像。

? 7.2． 背景光补偿 ? 通常摄像机的AGC工作点是通过对整个视场 的内容作平均来确定的，但如果视场中包含一 个很亮的背景区域和一个很暗的前景目标则 此时确定的AGC工作点有可能对于前景目标是 不够合适的，背景光补偿有可能改善前景目标 显示状况当背景光补偿为开启時，摄像机仅 对整个视场的一个子区域求平均来确定其AGC 工作点此时如果前景目标位于该子区域内时， 则前景目标的可视性有望改善

7.3． 電子快门 在CCD摄像机内，是用光学电控影像表面的电荷 积累时间来操纵快门电子快门控制摄像机CCD 的累积时间。 （1）当电子快门关闭时对NTSC攝像机，其 CCD累积时间为1/60秒；对于PAL摄像机则为 1/50秒。 （2） 当摄像机的电子快门打开时对于NTSC 摄像机，其电子快门以261步覆盖从1/60秒到 1/10000秒的范围；對于PAL型摄像机其电子快

（3）当电子快门速度增加时，在每个视频场 允许的时间内聚焦在CCD上的光减少，

结果将降低摄像机的灵敏度然洏，较高

的快门速度对于观察运动图像会产生一个

“停顿动作”效应这将大大地增加摄像

? 7.4．白平衡 ? 白平衡只用于彩色摄像机，其用途是實现摄像 机图像能精确反映景物状况有手动白平衡和自 动白平衡两种方式。 ? （1）自动白平衡 ? 连续方式--此时白平衡设置将随着景物色彩温喥 的改变而连续地调整范围为2800～6000K。这 种方式对于景物的色彩温度在拍摄期间不断改变 的场合是最适宜的使色彩表现自然，但对于景 物Φ很少甚至没有白色时连续的白平衡不能产

?（2） 手动白平衡 ?开手动白平衡将关闭自动白平衡，此时改变图像 的红色或蓝色状况有多达107个等级供调节如增 加或减少红色各一个等级、增加或减少蓝色各一个 等级。除次之外有的摄像机还有将白平衡固定在 3200K（白炽灯水平）和5500K（日光水平）等档 次命令。 ?（3） 色彩调整 ?对于大多数应用而言是不需要对摄像机作色彩 调整的，如需调整则需细心调整以免影响其他色彩

? 7.5．补充说明 ? 有很多用户要求在晚间没有光线的环境下监控，请 注意：由于CCD摄像头是靠光线反射来成像如果 没有光，它的图像只会是┅片漆黑再加上很多雪花 如何得到图像呢？一种方法是加可见光照明如路 灯、探照灯；一种是加红外灯（特别是要求不能安 装可见光源的场合），对于彩色CCD摄像头对红 外灯响应不够，有一些日夜两用彩色摄像头在夜间 会自动转换成黑白模式所以，你的监控系统要求 夜间使用一定要采用黑白CCD摄像头。

? 红外灯有室内、室外短距离和长距离之分，一般 常用室内10-20米范围的红外灯由于墙壁的反射， 图像效果还不错；用在室外长距离的红外灯效果就 不会很理想而且价格昂贵，不到必要时一般不采 用

? 8.一体化智能快球 ? 8.1主要特性 ? 8.1．1 216倍变焦(18倍咣学×12倍电子变焦)或 采取22倍光学+12倍电子。 ? 8.1.2 水平分辨率：480线；最低照度：彩色0.7 Lux黑白0.01 Lux。 ? 8.1．3 屏幕显示云台的水平和垂直位置人性化 的焦距/速喥自动匹配技术。

? 8.1．4 最多220个预置点(标题可设）可根据预 置点自动巡航，4条巡航路线 ? 8.1．5 水平360°连续旋转，垂直90°旋转，带 自动翻转，手動速度：0.5°～160°/秒 ? 8.1．6 8个可设标题的显示区域，支持在区域内 自动扫描；4条PATTERN模式路线(花样扫描)每 条记录时间不少于180秒；4条自动扫描路线，支持 在左右限位间以指定的速度水平自动扫描(此时球机 仍支持变焦、垂直操作）

二 镜头的选择和主要参数

? 摄像机镜头是视频监视系统的朂关键设备它的质量（指标） 优劣直接影响摄像机的整机指标，因此摄像机镜头的选择 是否恰当既关系到系统质量，又关系到工程造價镜头相当 于人眼的晶状体，如果没有晶状体人眼看不到任何物体； 如果没有镜头，那么摄像头所输出的图像就是白茫茫的一片 没囿清晰的图像输出，这与我们家用摄像机和照相机的原理 是一致的 当人眼的肌肉无法将晶状体拉伸至正常位置时， 也就是人们常说的近視眼眼前的景物就变得模糊不清；摄 像头与镜头的配合也有类似现象，当图像变得不清楚时可 以调整摄像头的后焦点，改变CCD芯片与镜頭基准面的距离 （相当于调整人眼晶状体的位置）可以将模糊的图像变得 清晰。

? 由此可见镜头在闭路监控系统中的作用是非常重 要的。工程设计人员和施工人员都要经常与镜头打 交道：设计人员要根据物距、成像大小计算镜头焦 距施工人员经常进行现场调试，其中一蔀分就是 把镜头调整到最佳状态

? １、 镜头的分类 按外形功能分 按尺寸大小分 按光圈分 按变焦类 型分 按焦距长矩分 球面镜头 1” 25mm 自动光圈 电動变焦 长焦距镜 头 非球面镜头 1/2” 3mm 手动光圈 手动变焦 标准镜 头 针孔镜头 1/3” 8.5mm 固定光圈 固定焦距 广角镜 头 鱼眼镜头 2/3” 17mm

? （１）以镜头安装分类: 所有嘚摄象机镜头均是螺 纹口的，ＣＣＤ摄象机的镜头安装有两种工业标准 即Ｃ安装座和ＣＳ安装座。两者螺纹部分相同但 两者从镜头到感光表面的距离不同。 Ｃ安装座：从 镜头安装基准面到焦点的距离是17.526mm ＣＳ 安装座：特种Ｃ安装，此时应将摄象机前部的垫圈 取下再安装鏡头其镜头安装基准面到焦点的距离 是12.5mm。如果要将一个Ｃ安装座镜头安装到一 个ＣＳ安装座摄象机上时则需要使用镜头转换器。

? （２）以摄象机镜头规格分类: 摄象机镜头规格应 视摄象机的ＣＣＤ尺寸而定两者应相对应。即 摄 象机的ＣＣＤ靶面大小为１／２英寸时镜頭应选 １／２英寸。 摄象机的ＣＣＤ靶面大小为１／３英 寸时镜头应选１／３英寸。 摄象机的ＣＣＤ靶面 大小为１／４英寸时镜头应選１／４英寸。 如果 镜头尺寸与摄象机ＣＣＤ靶面尺寸不一致时观察 角度将不符合设计要求，或者发生画面在焦点以外 等问题

? （３）鉯镜头光圈分类: 镜头有手动光圈 （manual iris）和自动光圈（auto iris）之分，配合 摄象机使用手动光圈镜头适合于亮度不变的应用 场合，自动光圈镜头因煷度变更时其光圈亦作自动 调整故适用亮度变化的场合。自动光圈镜头有两 类：一类是将一个视频信号及电源从摄象机输送到 透镜来控淛镜头上的光圈称为视频输入型，另一 类则利用摄象机上的直流电压来直接控制光圈称

? 自动光圈镜头上的ＡＬＣ（自动镜头控制）调整用 于设定测光系统，可以整个画面的平均亮度也可 以画面中最亮部分（峰值）来设定基准信号强度， 供给自动光圈调整使用一般而訁，ＡＬＣ已在出 厂时经过设定可不作调整，但是对于拍摄景物中 包含有一个亮度极高的目标时明亮目标物之影像 可能会造成"白电平削波"现象，而使得全部屏幕变 成白色此时可以调节ＡＬＣ来变换画面。

? 另外自动光圈镜头装有光圈环，转动光圈环时 通过镜头的光通量会发生变化，光通量即光圈一 般用Ｆ表示，其取值为镜头焦距与镜头通光口径之 比即：Ｆ＝f（焦距）／Ｄ（镜头实际有效口径）， Ｆ值越小则光圈越大。 采用自动光圈镜头对于 下列应用情况是理想的选择，它们是： 在诸如太阳 光直射等非常亮的情况下用自动咣圈镜头可有较 宽的动态范围。 要求在整个视野有良好的聚焦时 用自动光圈镜头有比固定光圈镜头更大的景深。 要 求在亮光上因光信号導致的模糊最小时应使用自 动光圈镜头。

? （４）以镜头的视场大小分类 :标准镜头：视角３ ０度左右在１／２英寸ＣＣＤ摄象机中，标准镜 头焦距定为１２mm在１／３英寸ＣＣＤ摄象机 中，标准镜头焦距定为８mm 广角镜头：视角９ ０度以上，焦距可小于几毫米可提供较寬广的视 景。 远摄镜头：视角２０度以内焦距可达几米甚 至几十米，此镜头可在远距离情况下将拍摄的物体 影响放大但使观察范围变尛。 变倍镜头：也称为 伸缩镜头有手动变倍镜头和电动变倍镜头两类。

? 可变焦点镜头：它介于标准镜头与广角镜头之间 焦距连续可变，即可将远距离物体放大同时又可 提供一个宽广视景，使监视范围增加变焦镜头可 通过设置自动聚焦于最小焦距和最大焦距两个位置， 但是从最小焦距到最大焦距之间的聚焦则需通过 手动聚焦实现。 针孔镜头：镜头直径几毫米可隐 蔽安装。

? （５）从镜头焦距上分 短焦距镜头：因入射角较宽 可提供一个较宽广的视野。 中焦距镜头：标准镜头 焦距的长度视ＣＣＤ的尺寸而定。 长焦距镜头：因 入射角較狭窄故仅能提供狭窄视景，适用于长距 离监视 变焦距镜头：通常为电动式，可作广角、 标准或远望等镜头使用

? 1) 定焦距：焦距固定鈈变，可分为有光圈和无光圈两种 ? 有光圈：镜头光圈的大小可以调节。根据环境光照的变 化应相应调节光圈的大小。光圈的大小可鉯通过手动或自 动调节人为手工调节光圈的，称为手动光圈；镜头自带微 型电机自动调整光圈的称为自动光圈。 ? 无光圈：即定光圈其通光量是固定不变的。主要用光 源恒定或摄像机自带电子快门的情况 ? 2) 变焦距：焦距可以根据需要进行调整，使被摄物体的图 像放大戓缩小 常用的变焦镜头为六倍、十倍变焦。

? ２、选择镜头的技术依据 （１）镜头的成像尺寸 应与摄象机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 规格

? （２）镜头的分辨率 描述镜头成像质量的内在指标 是镜头的光学传递函数与畸变，但对拥护而言需 要了解的仅仅是镜头的空间分辨率，以每毫米能够 分辨的黑白条纹数为计量单位計算公式为：镜头 分辨率Ｎ＝１８０／画幅格式的高度。由于摄象机 ＣＣＤ靶面大小已经标准化如１／２英寸摄象机， 其靶面为宽6.4mm＊高4.8mm１／３英寸摄象机 为宽4.8mm＊高3.6mm。因此对１／２英寸格式的 ＣＣＤ靶面镜头的最低分辨率应为３８对线／ mm，对１／３英寸格式摄象机镜頭的分辨率应 大于５０对线，摄象机的靶面越小对镜头的分辨 率越高。

? （３）镜头焦距与视野角度 首先根据摄象机到被监 控目标的距离选择镜头的焦距，镜头焦距f确定后 则由摄象机靶面决定了视野。 （４）光圈或通光量 镜头的通光量以镜头的焦距和 通光孔径的比值来衡量以Ｆ为标记，每个镜头上 均标有其最大的Ｆ值通光量与Ｆ值的平方成反比 关系，Ｆ值越小则光圈越大。所以应根据被监控 部分嘚光线变化程度来选择用手动光圈还是用自动 光圈镜头

? ３、变焦镜头（zoom lens） 变焦镜头有手动伸缩 镜头和自动伸缩镜头两大类。伸缩镜头由於在一个 镜头内能够使镜头焦距在一定范围内变化因此可 以使被监控的目标放大或缩小，所以也常被成为变 倍镜头典型的光学放大规格有６倍、８倍、１０ 倍、１２倍、２０倍等档次，并以电动伸缩镜头应 用最普遍

? 为增大放大倍数，除光学放大外还可施以电子数码 放夶 在电动伸缩镜头中，光圈的调整有三种即： 自动光圈、直流驱动自动光圈、电动调整光圈。其 聚焦和变倍的调整则只有电动调整囷预置两种， 电动调整是由镜头内的马达驱动而预置则是通过 镜头内的电位计预先设置调整停止位，这样可以免 除成像必须逐次调整的過程可精确与快速定位。 在球形罩一体化摄像系统中大部分采用带预置位 的伸缩镜头。 另一项令用户感兴趣的则是快速聚 焦功能它甴测焦系统与电动变焦反馈控制系统构 成。

? 4、镜头与摄像机CCD尺寸的关系 1/2"镜头既可用 于1/2"摄像机也可用于1/3"摄像机，但视角会减少 25%左右1/3"镜头鈈能用于1/2"摄像机，只能用于 1/3"摄像机

? 5、不同种类镜头的应用范围 （1）手动、自动光圈镜头的应用范围 手动光圈镜 头是的最简单的镜头，适鼡于光照条件相对稳定的 条件下手动光圈由数片金属薄片构成。光通量靠 镜头外径上的一个环调节旋转此圈可使光圈收小 或放大。 在照明条件变化大的环境中或不是用来监 视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咣 圈的动作由马达驱动，马达受控于摄像机的视频信 号 手动光圈镜头和自动光圈镜头又有定焦距（光 圈）镜头自动光圈镜头和电动变焦距镜头之分。

? （2） 定焦距（光圈）镜头一般与电子快门摄像 机配套，适用于室内监视某个固定目标的场所作 用 定焦距镜头一般又分为長焦距镜头，中焦距镜 头和短焦距镜头中焦距镜头是焦距与成像尺寸相 近的镜头；焦距小于成像尺寸的称为短距镜头，短 焦距镜头又称廣角镜头该镜头的焦距通常是 28mm以下的镜头，短焦距镜头主要用于环境照明 条件差监视范围要求宽的场合，焦距大于成像尺 寸的称为长焦距镜头长焦距镜头又称望远镜头， 这类镜头的焦距一般在150mm以上主要用于监视 较远处的景物。

? （3）手动光圈镜头可与电子快门摄像機配套， 在各种光线下均可使用 （4）自动光圈镜头，（EF）可与任何CCD摄像机 配套在各种光线下均可使用，特别用于被监视表 面亮度变化夶、范围较大的场所为了避免引起光 晕现象和烧坏靶面，一般都配自动光圈镜头 （5）电动变焦距镜头，可与任何CCD摄像机配套 在各种咣线下均可使用，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

? 6、镜头的主要性能指标有以下几个： ( 1) 焦距：焦距的大小决定着视场角的大小，焦距 数值小视场角大，所观察的范围也大但距离远 的物体分辨不很清楚；焦距数值大，视场角小观 察范围小，只要焦距选择合适即便距离很远的物 体也可以看得清清楚楚。由于焦距和视场角是一一 对应的一个确定的焦距就意味着一個确定的视场 角，所以在选择镜头焦距时应该充分考虑是观测 细节重要，还是有一个大的观测范围重要如果要 看细节，就选择长焦距鏡头；如果看近距离大场面 就选择小焦距的广角镜头。

? (2 )光阑系数：即光通量用F表示，以镜头焦距f和通光孔 径D的比值来衡量每个镜头仩都标有最大F值，例如 6mm/F1.4代表最大孔径为4.29毫米光通量与F值的平方成 反比关系，F值越小光通量越大。镜头上光圈指数序列的 标值为1.42，2.84，5.68，1116，22等其规律是 前一个标值时的曝光量正好是后一个标值对应曝光量的2倍。 也就是说镜头的通光孔径分别是1/1.41/2，1/2.81/4， 1/5.61/8，1/111/16，1/22湔一数值是后一数值的根 号2倍，因此光圈指数越小则通光孔径越大，成像靶面上 的照度也就越大另外镜头的光圈还有手动（MANUAL IRIS）和自动咣圈（AUTO IRIS）之分。配合摄像头使用 手动光圈适合亮度变化不大的场合，它的进光量通过镜头上 的光圈环调节一次性调整合适为止。自动咣圈镜头会随着 光线的变化而自动调整用于室外、入口等光线变化大且频 繁的场合。

? ( 3) 自动光圈镜头：自动光圈镜头目前分为两类： 一类稱为视频（VIDEO）驱动型镜头本身包含放 大器电路，用以将摄像头传来的视频幅度信号转换 成对光圈马达的控制另一类称为直流（DC）驱动 型，利用摄像头上的直流电压来直接控制光圈这 种镜头只包含电流计式光圈马达，要求摄像头内有 放大器电路对于各类自动光圈镜头，通常还有两 项可调整旋钮一是ALC调节（测光调节），有以 峰值测光和根据目标发光条件平均测光两种选择 一般取平均测光档；另一个昰LEVEL调节（灵敏 度），可将输出图像变得明亮或者暗淡

? ( 4) 变倍镜头：变倍镜头分为手动（MANUAL ZOOM LENS） 和电动（AUTO ZOOM LENS）两种，手动变倍镜头一般用 于科研项目而不用在闭路监视系统中在监控很大的场面时， 摄像头通常要配合电动镜头和云台使用电动镜头的好处是 变焦范围大，既可以看大范围的情况也可以聚焦某个细节， 再加上云台可以上下左右的转动可视范围就非常大了。电 动镜头有6倍、10倍、15倍、20倍等多种倍率如果再知道 基准焦距，就可以确定镜头焦距的可变范围例如一个6倍 电动镜头，基准焦距为8.5毫米那么其变焦范围就是8.5到 51毫米连续可调，视場角为31.3到5.5度电动镜头的控制 电压一般是直流8V~16V，最大电流为30毫安所以在选控 制器时，要充分考虑传输线缆长度如果距离太远，线路产 苼的电压下降会导致镜头无法控制必须提高输入控制电压 或更换视频矩阵主机配合解码器控制。

? 选配镜头原则: 为了获得预期的摄像效果在选配镜头时， 应着重注意六个基本要素： A) 被摄物体的大小 B) 被摄物体的细节尺寸 C) 物距 D) 焦距 E) CCD摄像机靶面的尺寸 F) 镜头及摄像系统的分辨率

? 焦距的计算： 公式计算法：视场和焦距的计算 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， 镜头焦头及所要求的成潒大小确定的 1、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； f=wL/W 2、 f=hL/h f；镜头焦距 w：图象的宽度（被摄物体在ccd靶面上成象宽喥） W：被摄物体宽度 L：被摄物体至镜头的距离 h：图象高度（被摄物体在ccd靶面上成像高度）视场（摄取 场景）高度 H：被摄物体的高度

? 镜头后截距的调整 ? 焦镜头后截距的调整 使用摄像机自动电子快门功能将镜头光圈 调到最大，镜头聚焦环按景物实际距离调整 然后调节镜头后截距直至图像最清晰。

? 变焦镜头后截距的调整 ? 1. 打开摄像机自动电子快门功能 2. 用控制器将镜头光圈调到最大。 3. 将摄像机对准30米以外的物体聚焦调至无穷远处（大部 分镜头是面对镜头面 的聚焦调节环顺时针旋转到头）。 4. 用控制器调整镜头变焦将景物推至最远调整镜头后截距 使景物最清楚。 5. 用控制器调整镜头变焦将景物拉至最近微调镜头聚焦使 景物最清楚。 6. 重复4~5步数遍直至景物在镜头变焦过程中始终清楚。

? 云台（Pan&Tilt）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，将摄 象机安装于其上实现摄象机多个自由度运 动的装置，滿足对固定监控目标的快速定位 或对大范围监控环境的全景观察。对云台的 选择可以按下列分类来加以区分在挑选云 台时要考虑安装環境、安装方式、工作电压、 负载大小，也要考虑性能价格比和外型是否 美观

? 1、从能够承受负载能力划分

轻载云台――最大负重２０磅（9.08公斤）。

中载云台――最大负重５０磅（22.7公斤）

重载云台――最大负重１００磅（45公斤）。

防爆云台――用于危险环境下、能够防爆囷防粉尘 点燃的云台带高转矩交流电机和可调螺杆驱动， 可负重１００磅

? ２、按使用环境分为室内型和室外型，主要区别是 室外型密葑性能好防水、防尘，负载大 ３、从运动方向划分 水平旋转云台――仅能实现水平旋转运动，故亦称 为转台 全方位云台――既能够莋水平旋转运动，也能够作 垂直俯仰运动有的还能够做结合两者的复合运 动。 ４、从回转范围划分 水平旋转有０～３５５度云台两端設有限位开关， 还有３６０度自由旋转云台可以作任意个３６０ 度旋转。 垂直俯仰均为９０度现在已出现垂直可做３６０ 度、并可在垂直回转至后方时自动将影响调整为正 向）的新产品。

? ５、从云台使用电压类型划分 220VAC云台、24VAC云台 、直流供电云台 ６、从旋转速度划分 恒速雲台――只有一档速度一般水平旋转速度最 小值为６～１２度／秒，垂直俯仰速度为３～3.5度 ／秒但快速云台水平旋转和垂直俯仰速度哽高。 可变速云台――水平旋转速度范围为０～>４００ 度／秒垂直倾斜速度范围多为０～１２０度／秒， 但已有最高达４００度／秒的產品

? ７、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 8、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、球形防护罩中除了防止灰尘干扰图像外，还隐 蔽、美观、快速 9、从驱动部件划分 以２４ＶＡＣ或２２０ＶＡＣ二相感应型马达带动齿轮和链 条机构。 以二相感应马达带动可调螺杆传动装置 以１１５ＶＤＣ并激式直流马达作驱动源，带动可调螺杆传 动 交流２４Ｖ单相瞬间反转感应型电机，带动Delrin螺杆驱 动 对于变速旋转型云台，有的用步进马达

? 防护罩是监控系统中重要的组件。它是使摄像机在有灰尘、 雨水、高低温等情况下正常使用的防护装置 ? 防护罩一般分为两类。 ? 一类是室内用防护罩这种防护罩结构简单，价格便宜 其主要功能是防止摄像机落灰并有一定的安全防护作用，如 防盗、防破坏等 ? 另一类是室外用防护罩，这种防护罩一般为全天候防护罩 即无论刮风、下雨、下雪、高温、低温等恶劣情况，都能使 安装在防护罩内的摄像机正常工作因而这种防护罩具有降 温、加温、防雨、防雪等功能。同时为了在雨雪天气仍能 使摄像机正常摄取图像，一般在全天候防护罩的玻璃窗前安 装有可控制的雨刷 目前较恏的全天候防护罩是采用半导体 器件加温和降温的防护罩。这种防护罩内装有半导体元体 既可自动加温，也可自动降温并且功耗较小。 ? 另外还有半球形、球形防护罩，这种防护罩内置万向可 调支架造型美观。

? 室外防护罩密封性能一定要好保证雨水不能进入 防护罩內部侵蚀摄像机。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 统启动雨刮器摄象机防护罩的选择，首先是要包 容所使用的摄象机加镜头并留有适当的富余空间， 其次是依据使用环境选择适合的防护罩类型在此 基础上，将包括防护罩及云台在内的整个摄像前端 之重量累计選择具有相应承重值的支架。还要看 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。

? 在防护罩中除了用于一体化摄像系统的球 形防护罩外，还有圆柱形、长方形等不同形 状应用场合有室内型和室外型两大类。室 內摄象机防护罩以装饰性、隐蔽性和防尘为 主要目标而室外型因属全天候应用，要能 适应不同的使用环境 防护罩的材料主要有 铝质、匼金、挤压成型、不锈钢等。

? 10、支架 ? 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，再有就是安装位置因为从实践中 我们发现，很多室外摄像机安装位置特殊有的安 装在电线杆上，有的立于塔吊上囿的安装在铁架 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，这里就不再多说了制 作支架的材料有塑料、金属镀铬、压铸。支架多种 多样依使用环境不同和结构不同，主要有以下类 型：

? （１）天花板顶基支架一端固定在天花板上，另 一端为可调节方向的球形旋转头或可调倾斜度平台 以便摄象机对准不同的方位。有直管圆柱形和Ｔ形 之分 （２）墙壁安装型支架，一端凅定在墙壁上其垂 直平面用于安装摄象机或云台，对于无云台的摄象 机系统其摄象机可以直接固定在支架上，也可以 固定在支架上的浗形旋转接头或可调倾斜平台上 （３）墙用支架加上安装连板可构成墙角支架，墙 角支架加上圆柱安装连板可将其安装在圆柱杆上。

? 11、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有多 芯控制电纜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 ? 同一系统中有很多解码器，所以每个解码器上都有一个拨码 开关它决定了该解码器在该系统中的编号（即ID号），在 使用解码器时首先必须对拨码开关进行设置在設置时，必 须跟系统中的摄像机编号一致如不一致，会出现操作混乱 例如：当摄像机的信号连接到SP8000系列主机第一视频输 入口，即CAM1而楿对应的解码器的编号应设为1。否则 操作解码器时，很可能在监视器上看不见云台的转动和镜头 的动作甚至可能认为此解码器有故障。

安装准备 ? 硬件环境：ZXVNM S5000；摄像机 ? 安装工具：十字螺丝刀一把。 ? 摄像机的安装设置 ? 电缆主要是通过上罩的中心孔连接到上罩中的芯 片上仩罩中的芯片如图2-1所示。

? 连接电源线 ? 将两根电源线通过上罩的中心孔分别连接到 图中的两个“24VAC”接线处

图2-2 电源线连接示意图

? 2．连接RS485控制線 ? RS485控制线的一头为水晶头，其制作方法与标准网线的水 晶头相同另一头将对应水晶头的1、2号引脚的线通过上罩 的中心孔分别与图中的RS485A，RS485B接线处相连

图2-3 控制线连接示意图

? 3．连接视频输出电缆 ? 将视频输出电缆通过上罩的中心孔与上罩中芯片背 面的接口相连，如图2-4

图2-4 视频输絀电缆连接示意图

? 4.安装上罩中的芯片 ? 连接完电缆之后，如图2-5所示电缆从上罩的中心 孔出线，将芯片正面朝向上罩敞口用两个螺钉固 定芯片。

图2-5 安装芯片至上罩

? 5．摄像机拨码开关设置 ? 机芯的侧面如图2-6所示

? （1） 球机控制地址设置 ? 将机芯上SW1的1号开关拨为ON，其他7个开关保 持为OFF这样，就将球机的控制地址设置为1 ? （2） 协议设置、波特率设置 ? 将机芯上SW2的1、2号开关拨为ON，这样就将球 机的控制协议设置为PELCO_D再将SW2的7号開 关拨为ON，这样就将波特率设置为9600bps其他 5个拨码开关3、4、5、6、8号开关保持为OFF

? 6． 安装机芯 ? 旋松上罩连接桥两端的两个螺钉，将机芯基 板的钥匙孔套入螺钉头并旋转到尽头同时 拧紧螺钉，接着将RJ45插头连接到机芯侧面 电源板的相应插座上

? 监控图象传输方式分析 ? 在监控系统中，監控图象的传输是整个系统的一个 至关重要的环节选择何种介质和设备传送图象和 其它控制信号将直接关系到监控系统的质量和可靠 性。目前在监控系统中用来传输图象信号的介质 主要有同轴电缆、双绞线和光纤，对应的传输设备 分别是同轴视频放大器、双绞线视频传輸设备和光 端机要组建一个高质量的监控网络，就必须搞清 楚这三种主要传输方式的特点和使用环境以便针 对实际工程需要采取合适嘚传输介质和设备。

? 1 同轴电缆和同轴视频放大器 一提起图象传输人们首先总会想起同轴 电缆，因为同轴电缆是较早使用也是使用 时间朂长的传输方式。同时同轴电缆具有 价格较便宜、铺设较方便的优点，所以一 般在小范围的监控系统中，由于传输距离很 近使用同軸电缆直接传送监控图象对图象 质量的损伤不大，能满足实际要求

? 视频电缆一般是选用75Ω的同轴电缆，通常使用的电缆型号 为SYV―75―3和SYV―75―5。它们对视频信号的无中继 传输距离一般为300-500m当传输距离更长时，可相应选 用SYV―75―7、SYV―75―9或SYV―75―12的粗同轴电 缆（在实际工程中粗缆的無中继传输距离可达1km以上）， 当然也可考虑使用视频放大器一般来说，传输距离越长则 信号的衰减越大频率越高则信号的衰减也越大，但线径粗 则信号衰减越小当长距离无中继传输时，由于视频信号的 高频成分被过多的衰减而使图像变模糊（表现为图像中物体 边缘不清晰分辨率下降），而当视频信号的同频头被衰减 得不足以被监视器等视频设备捕捉到图像便不能稳定地显 示了。

? 视频信号实际所能傳输的距离与同轴电缆的质量及 所用的摄像机及监视器均有关当摄像机输出电阻、 同轴电缆特性阻抗、监视器输入电阻这3个量不能 完全匹配时，就会在同轴电缆中造成回波反射（驻 波反射）因而长距离传输时会使图像出现重影及 波纹，甚至使图像跳动（因同步头被衰减戓回波反 射都可能使图像产生跳动！）因此，在实际工程 中尽可能一根电缆一贯到底，中间不留接头因 为中间接头很容易改变接点處的特必阻抗，还会引 入插入损耗

? 视频同轴电缆的结构如图6-2所示，其中外导体用铜 丝编织而成不同质量的视频电缆其编织层的密度 （所用的细铜丝的根数）是不一样的，如80编、96 编、120编有的电缆编数少，但在编织层外增加 了一层铝箔在电路中，其外导体接地内导体 （铜芯线）接信号端，内、外导体之间填充有绝缘 介质这样，传输的电磁能便被限制在内、外导体 之间了避免了辐射损耗和外界杂散信号的干扰。

? 在工程实际中为了延长传输距离，要使用同轴放 大器同轴放大器对视频信号具有一定的放大，并 且还能通过均衡调整对鈈同频率成分分别进行不同 大小的补偿以使接收端输出的视频信号失真尽量 小。但是同轴放大器并不能无限制级联，一般在 一个点到點系统中同轴放大器最多只能级联2到3个 否则无法保证视频传输质量，并且调整起来也很困 难因此，在监控系统中使用同轴电缆时为叻保 证有较好的图象质量，一般将传输距离范围限制在 四、五百米左右

? 另外，同轴电缆在监控系统中传输图象信号还存在 着一些缺点： 1）、同轴电缆本身受气候变化影响大图象质量 受到一定影响； 2）、同轴电缆较粗，在密集监控应用时布线不太 方便； 3）、同轴电缆一般呮能传视频信号如果系统中 需要同时传输控制数据、音频等信号时，则需要另 外布线； 4）、同轴电缆抗干扰能力有限无法应用于强干 擾环境； 5）、同轴放大器还存在着调整困难的缺点。

? 2双绞线和双绞线视频传输设备 由于传统的同轴电缆监控系统存在着一些缺点 特别是傳输距离受到限制，所以寻求一种经济、传 输质量高、传输距离远的解决方案十分必要早期， 在传输距离超过五、六百米的监控系统中┅般使用 多模光纤和多模光端机这虽然解决了远距离传输 的问题，但是系统造价增加了很多并且，光纤的 施工复杂需要专业人员和專用设备。所以对这 种距离不是太远的监控系统而言，使用光纤和光端 机还是显得不够经济

最近，出现了一种双绞线视频传输设备通过使用 此种设备，可以将双绞线应用于监控图象传输它 很好地解决了上面的难题，在今后的监控系统中必 将被大量使用

? 其实，双绞線的使用由来已久电话传输使用的就 是双绞线，在很多工业控制系统中和干扰较大的场 所以及远距离传输中都使用了双绞线我们今天廣 泛使用的局域网也是使用双绞线对。双绞线之所以 使用如此广泛是因为它具有抗干扰能力强、传输 距离远、布线容易、价格低廉等许哆优点。由于双 绞线对信号也存在着较大的衰减所以传输距离远 时，信号的频率不能太高而高速信号比如以太网 则只能限制在100m以内。對于视频信号而言带宽 达到6MHz，如果直接在双绞线内传输也会衰减 很大，在传输距离为150m左右时视频信号的衰减曲 线如下图所示

? 因此，視频信号在双绞线上要实现远距离传输必 须进行放大和补偿，双绞线视频传输设备就是完成 这种功能加上一对双绞线视频收发设备后，可以 将图象传输到1至2km如果采用中继方式，还可以 成倍增加传输距离而且，传输图象的质量可以与 光端机媲美双绞线和双绞线视频傳输设备价格都 很便宜，不但没有增加系统造价反而在距离增加 时其造价与同轴电缆相比下降了许多。所以监控 系统中用双绞线进行傳输具有明显的优势：

? 1） 传输距离远、传输质量高。由于在双绞 线收发器中采用了先进的处理技术极好地 补偿了双绞线对视频信号幅度嘚衰减以及不 同频率间的衰减差，保持了原始图象的亮度 和色彩以及实时性在传输距离达到1km或 更远时，图象信号基本无失真如果采用Φ 继方式，传输距离会更远

? 2） 布线方便、线缆利用率高。一对普通电话线就 可以用来传送视频信号另外，楼宇大厦内广泛铺 设的5类非屏蔽双绞线中任取一对就可以传送一路 视频信号无须另外布线，即使是重新布线5类 缆也比同轴缆容易。此外一根5类缆内有4对双绞 线，如果使用一对线传送视频信号另外的几对线 还可以用来传输音频信号、控制信号、供电电源或 其它信号，提高了线缆利用率同时避免了各种信 号单独布线带来的麻烦，减少了工程造价

? 3） 抗干扰能力强。双绞线能有效抑制共模干扰 即使在强干扰环境下，双绞线也能傳送极好的图象 信号而且，使用一根缆内的几对双绞线分别传送 不同的信号相互之间不会发生干扰。 4） 可靠性高、使用方便利用双絞线传输视频信 号，在前端要接入专用发射机在控制中心要接入 专用接收机。这种双绞线传输设备价格便宜使用 起来也很简单，无需專业知识也无太多的操作， 一次安装长期稳定工作。 5） 价格便宜取材方便。由于使用的是目前广泛 使用的普通5类非屏蔽电缆或普通電话线购买容 易，而且价格也很便宜给工程应用带来极大的方 便。

? 3 光纤和光端机 光纤和光端机应用在监控领域里主要是为了解决两个問题： 一是传输距离一是环境干扰。双绞线和同轴电缆只能解决 短距离、小范围内的监控图象传输问题如果需要传输数公 里甚至上百公里距离的图象信号则需要采用光纤传输方式。 另外对一些超强干扰场所，为了不受环境干扰影响也要 采用光纤传输方式。因为光纤具有传输带宽宽、容量大、不 受电磁干扰、受外界环境影响小等诸多优点一根光纤就可 以传送监控系统中需要的所有信号，传输距离可鉯达到上百 公里光端机可以提供一路和多路图象接口，还可以提供双 向音频接口、 一路和多路各种类型的双向数据接口（包括 RS232、RS485、以太網等）将它们集成到一根光纤上传 输。光端机为监控系统提供了灵活的传输和组网方式信号 质量好、稳定性高。近些年来由于光纤通信技术的飞速发 展，光纤和光器件的价格下降很快使得光纤监控系统的造 价大幅降低，所以光纤和光端机在监控系统中的应用越来越 普及

? 光纤分为多模光纤和单模光纤两种。多模光 纤由于色散和衰耗较大其最大传输距离一 般不能超过5Km，所以除了先前已经铺好 了多模光纤的地方外，在新建的工程中一般 不再使用多模光纤而主要使用单模光纤。 光纤中传输监控信号要使用光端机它的 作用主要就是實现电-光和光-电转换。光端机 又分为模拟光端机和数字光端机：

? 1） 模拟光端机 模拟光端机采用了PFM调制技术实时传输图象信号是目 前使用較多的一种。发射端将模拟视频信号先进行PFM调制 后再进行电-光转换，光信号传到接收端后进行光-电转 换，然后进行PFM解调恢复出视频信号。由于采用了PFM 调制技术其传输距离很容易就能达到30 Km左右，有些产 品的传输距离可以达到60 Km甚至上百公里。并且图象 信号经过传输後失真很小，具有很高的信噪比和很小的非线 性失真通过使用波分复用技术，还可以在一根光纤上实现 图象和数据信号的双向传输满足监控工程的实际需求。不 过这种模拟光端机也存在一些缺点：

? 1） 模拟光端机 模拟光端机采用了PFM调制技术实时传输图象信 号，是目前使鼡较多的一种发射端将模拟视频信 号先进行PFM调制后，再进行电-光转换光信号传 到接收端后，进行光-电转换然后进行PFM解调， 恢复出视頻信号由于采用了PFM调制技术，其传 输距离很容易就能达到30 Km左右有些产品的传 输距离可以达到60 Km，甚至上百公里并且，图 象信号经过传輸后失真很小具有很高的信噪比和 很小的非线性失真。通过使用波分复用技术还可 以在一根光纤上实现图象和数据信号的双向传输， 滿足监控工程的实际需求不过，这种模拟光端机 也存在一些缺点：

? a）生产调试较困难； b）单根光纤实现多路图象传输较困难性能 会下降，目前这种模拟光端机一般只能做到 单根光纤上传输4路图象； c）由于采用的是模拟调制解调技术其稳定 性不够高，随着使用时间的增加或环境特 性的变化光端机的性能也会发生变化，给 工程使用带来一些不便

? 2） 数字光端机 由于数字技术与传统的模拟技术相比在很 多方面都具有明显的优势，所以正如数字技 术在许多领域取代了模拟技术一样光端机 的数字化也是一种必然趋势。目前数字图 象光端机主要有两种技术方式：一种是 MPEG II图象压缩数字光端机，另一种是非 压缩数字图象光端机

? 图象压缩数字光端机一般采用MPEG II图象压缩技 术，它能將活动图象压缩成N×2Mbps的数据流通 过标准电信通信接口传输或者直接通过光纤传输 由于采用了图象压缩技术，它能大大降低信号传输 带宽以利于占用较少的资源就能传送图象信号。 同时由于采用了N×2Mbps的标准接口，可以利 用现有的电信传输设备的富裕通道传输监控图象 為工程应用带来了方便。不过图象压缩数字光端 机也有其固有的缺点。其致命的弱点就是不能保证 图象传输的实时性因为图象压缩与解压缩需要一 定的时间，所以一般会对所传输的图象产生１~２ Ｓ的延时因此，这种设备只适合于用在对实时性 要求不高的场所在工程使用上受到一些限制。另 外经过压缩后图象会产生一定的失真，并且这种 光端机的价格也偏高

? 非压缩数字图象光端机的原理就是将模擬视频信号 进行Ａ／Ｄ变换后和语音、音频、数据等信号进行 复接，再通过光纤传输它用高的数据速率来保证 视频信号的传输质量和实時性，由于光纤的带宽非 常大所以这种高数据速率也并没有对传输通道提 出过高要求。非压缩数字图象光端机能提供很好的 图象传输质量（如武汉微创光电技术有限公司的非 压缩数字光端机信噪比大于60dB微分相位失真小 于2°，微分增益失真小于2%），达到了广播级的 传输质量并且图象传输是全实时的。由于采用数 字化技术在设备中可以利用已经很成熟的通信技 术比如复接技术、光收发技术等，提高了设備的可 靠性也降低了成本。非压缩数字图象光端机的优 势体现在：

? a）采用了数字化技术极大提高了图象传输质量； b）数字化技术和大規模集成电路的使用，保证了 设备工作的稳定性和可靠性克服了模拟光端机的 弊病； c）不会产生传输延时，保证了监控图象的实时性； d）可以方便地将多路图象和音频、数据等多种信 号集成在一起通过一根光纤传输目前，这种非压 缩数字图象光端机可以做到在单方向传輸几十路、 甚至上百路图象

? 数字图象光端机的技术含量高其在监控工 程中的使用时间还不长，目前大都用在多路 图象传输方面主要原洇在于目前能够提供 这种光端机的厂家还不多，价格相对模拟光 端机而言也稍微偏高不过，由于数字图象 光端机特别是非压缩数字图象咣端机的突出 优势再加上大量使用后会降低成本，模拟 光端机必将很快被数字图象光端机所取代

? 17、通信电缆 ? 通信电缆指的是接于系统主与解码器之间的2芯电缆，可以 选用普通的2芯护套线但一般来说，带有屏蔽层的比两芯 线抗干扰性能要好些更适合于强干扰环境下的遠距离传输。 可选用的通信线如RVV2*1.0或RVV2*1.5的线缆 ? 选择通信电缆的基本原则是距离越长，线径越粗例如： RS―485通信规定的基本通信距离是1200m，但在實际工程 中选用RVVP2*1.5可以将通信扩展到2000m以上。当通信 线过长时需使用RS-485通信中继器。将控制信号放大整 形否则，长距离通信控制指令便不能被解码器稳定地接收 或根本不能接收

? 18控制线缆 ? 控制电缆通常指的是用于控制云台及电动3可变镜 头的多芯电缆，它一端连接于控制器或解码器的云 台、电动镜头控制接线端另一端则直接接到云台、 电动镜头的相应端子上。由于控制电缆提供的是直 流或交流电压而且一般距离很短（有时还不支 1m），基本上不存在干扰问题因此不需要使用屏 蔽线。常用的控制电缆大多采用6芯电缆或10芯电 缆如RVV6*0.5 RVV10*0.3别接于云台嘚上、下、 左、右、自动、公共6个接线端。10芯电缆除了接 云台的6个接线端外还包括电动镜头的变倍、聚焦、 光圈、公共4个接线端

? 在电视監控系统中，从摄像机到解码器的空间距离 比较短（通常都是在几米范围内）因此从解码器 到云台及电动镜头之间的控制电缆一般不作特别要 求；而由控制器到云台及电动镜头的距离少则几十 米，多则几百米在这样的监控系统中，对控制电 缆就需有一定的要求即线径偠粗。这是因为导线 的直流电阻与导线的截面积平方成反比而控制信 号经长距离导线传输时会因其导线电阻（几~几十 欧姆甚至更高）而產生压降，线径越细或传输距离 越长则导线电阻越大控制信号压降越大，以至于 控制信号到达云台或电动镜头时不能驱动负载电动 机动莋

? 这种现象对于低电压控制信号尤为明显，如对于交 流24V驱动的云台及直流6~12V驱动的电动镜头 可能会出现云台经常被“卡”住而起动不了（特别 是在大转矩情况下），电动镜头动作极慢或干脆不 动作其原因如图6-3所示。由图可见由于控制电 流I会在导线电阻R上产生压降，因此控制器输出电 压减去该压降后才是加在云台或电动镜头上的实际 电压因此，控制信号的长距离传输必须用粗线径

? 19、电源线 ? 电视监控系統中的电源线一般都是单独布设 在监控室安置总开关，以对整个监控系统直 接控制一般情况下，电源是线是按交流 220V布线在摄像机端洅经适配器转换成直 流12V，这样做的好处是可以采用总线式布 线且不需很粗的线当然在防火安全方面要 符合规范（穿钢管或阻燃PVC管），并與信 号线离开一定距离

? 有些小系统也可采用12V直接供电的方式，即在监 控室内用一个大功率的直流稳压电源对整个系统供 电在这种情况丅，电源线就需要选用线径较粗的 线且距离不能太长，否则就不能使系统正常工作 这是因为供电电源的功率一定时，电压越低则电流 樾大而大电源在较小的线路电阻上也能产生较大 的压降（参见图6-3），使摄像机电源端口的实际电 压值达不到要求的值在这种情况下，攝像机的图 像要么抖动、无彩色要么干脆无图像，此时在摄 像机加载（即不断开摄像机电源）的前提下测量一 下其电源端口处的电压值僦可以发现问题所在（此 时的电压值可能只有10V左右）很多工程公司在 初次进行采用直流12V电源直接供电的电视监控制 系统的调试时都遇到過类似的问题。

? 在这种情况下如果不方便改为交流220V供电，而 且也不方便改为交流220V供电而且不方便更换粗 线时，就需要采用可调直流电源将供电电压提升到 13~14V以保障摄像机端口处的工作电压达到12V。 但是应该说明的是这种做法并不是规范的做法， 而仅仅是一种补救措施特别是，当各摄像机距中 心控制室的距离差别较大时可能会损坏近处原己 正常工作的摄像机，因为该摄像机到控制室的电源 线的长度较短（导线电阻较小）不会产生太多的 压降，而这种做法会使其电源端口电压升高到 13~14V遇到这种情况，只能采用多个电源分别供 电即近距离用标准电压供电、远距离用稍高的电 压供电。

? 小结 ? 打个比方来说我们日常所走的道路相当于传输线路，来来 往往的行人车辆相当于視频信息如果道路宽阔，行人车辆 稀少交通必然顺畅；如果道路狭窄，行人车辆却很多必 然产生交通堵塞。信息的传输也是如此線路频带宽（道路 宽阔），接头和联接设备少（路口和红绿灯少）信息量固 定（车流量一定），那么图像的连续性和清晰度也是保持一 萣；如果线路频带窄信息量大，那么只能象我们平日上班 经常遇到的一样大家排在停车线后，依次通过如果强行 通过，对人来说鈳能发生交通事故；对设备来说，就会发 生数据混乱也可能导致更严重的后果。 在选择传输方式时根据自己的情况和要求，考虑传输 距离对图像的连续性、图像的清晰度要求，系统造价地 理条件限制等因素，合理的选择适合自己要求的方式这样 才会有好的效果

? 控淛部分是整个系统的“心脏”和“大脑”，是实 现整个系统功能的指挥中心控制部分主要由总控 制台（有些系统还设有副控制台）组成。总控制台 中主要的功能有：视频信号放大与分配、图像信号 的较正与补偿、图像信号的切换、图像信号（或包 括声音信号）的记录、摄潒机及其辅助部件（如镜 头、云台、防护罩等）的控制（遥控）等等在上 述的各部分中，对图像质量影响最大的是放大与与 分配、较正與补偿、图像信号的切换三部分在某 些摄像机距离控制中心很近、或对整个系统指标要 求不高的情况下，在总控制台中往往不设较正与補 偿部分但对某些距离较远，或由于传输方式的要 求等原因校正与补偿是非常重要的。

? 因为图像信号经过传输之后往往其幅频特性（由 于不同频率成分到达总控制台时，衰减是不同的 因而造成图像信号不同频率成分的幅度不同，此称 为幅频特性）、相频特性（不同頻率的图像信号通 过传输部分后产生的相移不同此称为相频特性） 无法绝对保证指标的要求，所以在控制台上要对传 输过来的图像信号進行幅频和相频的校正与补偿 经过校正与补偿的图像信号，再经过分配和放大 进入视频切换部分，然后送到监视器上总控制台 的另┅个重要方面是能对摄像机、镜头、云台、防 护罩等进行遥控，以完成对被监视的场所全面、详 细的监视或跟踪监视

? 总控制台上设有的錄像机，可以随时把发生情况的 被监视场所的图像记录下来以便事后备查或作为 重要依据。目前有些控制台上高设有一台或两台 “长延时录像机”，这种录像机可用一盘60分钟带 长的录像带记录长达几天时间的图像信号这样就 可以对某些非常重要的被监视场所的图像连續记录， 而不必使用大量的录像带还有的总控制台上设有 “多画面分割器”，如四画面、九画面、十六画面 等等也就是说，通过这个設备可以在一台监视 器上同时显示出四个、九个、十六个摄像机送来的 各个被监视场所的画面，并用一台常规录像机或长 延时录像机进荇记录上述这些功能的设置，要根 据系统的要求而定不一定都采用。

? 视频切换器与控制主机

? １、单纯型的云台、镜头及防护罩控制器 其功能是仅仅实现对单台或多台执行云台旋 转、上下俯仰、对云台上的摄象机镜头控制 聚焦、光圈调整及变焦变倍功能较复杂的 装置还鈳对云台上的防护罩作加热、除霜等 控制。

? ２、手动视频切换器 它是视频切换器最简单的一种该装置上有若干按 键，用以对单一监视器輸出显示所选择的某台摄象 机图像手动切换比较经济可靠，可将４～１６路 视频输入切换到一台监视器上输出其缺点是使用 这种类型切换器对摄象机进行手动切换时，监视器 上会出现垂直翻转和滚动直至监视器确定有输入 摄象机的垂直同步脉冲后才会消失。

? ３、顺序視频切换器 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茬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,切换器有手动切换、洎动切换两种工 作方式手动方式是想看哪一路就把开关拨到哪一 路；自动方式是让预设的视频按顺序延时切换，切 换时间通过一个旋钮鈳以调节一般在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 入中的一个圖像。

? 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。顺序视频切换器是使来自多台摄象机的图像在一台 监视器上选擇显示一幅再显示另一幅，摄象机的显示顺序 和显示停留时间可由用户程序设置或修改顺序视频切换器 采用垂直间隔切换，以消除监視器上的图像闪烁、抖动或滚 动使观察监视器的人可以舒适地观看。所谓垂直间隔切换 是视频播放时切换视频的一种方式。切换器中嘚电子系统寻 找每一台摄象机的垂直同步脉冲然后切换这一垂直脉冲间 的视频，消除监视器上的垂直滚动和抖动得到无滚动切换 的效果。实现无滚动切换的前提是摄象机需要有行同步电路 这样多台摄象机用同一交流电源相位的电源供电时，可使多 台摄象机同时产生垂矗同步脉冲这也是使用２４Ｖ交流电 源的摄象机能在闭路电视监控系统中得到广泛应用的原因之 一。

? 在较大型的系统中如果摄象机使鼡不同相 位的非２４Ｖ交流电源，此时需要消除监视 器上的垂直滚动则要么要求摄象机具有非 同步或信号锁定功能，要么使用摄象机上嘚 可调相位选择根据不同交流电源相位间的 垂直同步定时差异来进行调整。为了监控的 需要一般顺序切换器带有报警切换功能， 即发苼报警时该顺序切换器会自动将报警 区域的摄象机图像切换到监视器上显示输出。

? ４、视频矩阵切换与控制主机 所谓视频矩阵切换就是鈳以选择任意一台摄象 机的图像在任一指定的监视器上输出显示犹如Ｍ 台摄象机和Ｎ台监视器构成的Ｍ＊Ｎ矩阵一般，视 应用需要和装置中模板数量的多少矩阵切换系统 可大可小，小型系统是４＊１大型系统可以达到 １０２４＊２５６或更大。 在以视频矩阵切换与控淛主机为核心的系统中 每台摄象机的图像需要经过单独的同轴电缆传送到 切换与控制主机；对云台与镜头的控制，则一般由 主机经由双絞线或者多芯电缆先送至解码／驱动器 由解码器先对传来的信号进行译码，即确定执行何 种控制动作解码／驱动器具有的功能如下：

? （１）前端摄象机电源的开关控制。 （２）对来自主机的命令进行译码控制云台与镜 头，可完成的动作有： 云台的左右旋转 、云台的上丅俯仰、云台的扫描旋 转（定速或变速）、云台预置位的快速定位 、镜头 光圈大小的改变 、镜头聚焦的调整 、镜头变焦变 倍的增减 、镜头預置位的定位 、摄象机防护罩雨 刷的开关 、某些摄象机防护罩降温风扇的开关（大 多数采用温度控制自动开关）、某些摄象机防护罩 除霜加热器的开关（大多数采用低温时自动加电至 指定温度时自动关闭）

? （３）通过固态继电器提高对执行动作的驱动能 力 （４）与切换控淛主机间的传输控制。 视解码器所接受代码的形式不同通常有三种类型 的解码器：一是直接接受由切换控制主机发送来曼 彻斯特码的解碼器；二是由控制键盘传送来或将曼 彻斯特码转换后接受的ＲＳ－２３２输入型解码器； 三是经同轴电缆传送代码的同轴视控型解码器。洇 此与不同解码器配合使用的云台则存在着相互是 否兼容的选择。

? 视频矩阵切换控制主机是闭路电视监控系统的核心 多为插卡式箱体，内有电源装置插有一块含微处 理器的ＣＰＵ板、数量不等的视频输入板、视频输 出板、报警接口板等，有众多的视频ＢＮＣ接插座、 控制连线插座及操作键盘插座等具备的主要功能 有： ? 接收各种视频装置的图像输入，并根据操作键盘的 控制将它们有序地切换到相应的監视器上供显示或 记录完成视频矩阵切换功能。编制视频信号的自

? ? 接收操作键盘的指令控制云台的上下、左右转动， 镜头的变倍、調焦、光圈室外防护罩的雨刷 ? 键盘有口令输入功能，可防止未授权者非法使用本 系统多个键盘之间有优先等级安排。 ? 对系统运行步骤可以进行编程有数量不等的编程 程序可供使用，可以按时间来触发运行所需程序 ? 有一定数量的报警输入和继电器接点输出端，鈳接 收报警信号输入和端接控制输出 ? 有字符发生器可在屏幕上生成日期、时间、场所摄 象机号等信息。 ? 还有与计算机的接口

? ５、同軸视控矩阵切换控制系统 它是以微处理器为核心具有视频矩阵切换和对摄象 机前端控制能力的系统同轴视控传输技术是当今 监控系统设備的发展主流，它只需要一根视频电缆 便可同时传输来自摄象机的视频信号以及对云台、 镜头、预置功能等所有的控制信号这种传输方式 节省材料和成本、施工方便、维修简单化，在系统 扩展和改造时更具灵活性

? 同轴视控实现方法有两类，一是采用频率分割即 把控制信号调制在与视频信号不同的频率范围内， 然后同视频信号复合在一起传送再在现场做解调 将两者区分开；二是利用视频信号场消隐期間来传 送控制信号，类似于电视图文传送 同轴视控切换控制主机因是通过单根电缆实现对云 台、镜头等摄像前端的动作控制，故必定要主机端 编码经传输后在前端译码方式来完成这就决定了 在摄像前端也需要有完成动作控制译码和驱动的解 码器装置。与普通视频矩阵切換系统不同的是此 类解码器与主机之间只有一个连接同轴电缆的ＢＮ Ｃ接插头。

? ６、微机控制或微机一体化的矩阵切换与控制系统 这是隨着计算机应用的普及而出现的电脑式切换器有 的由计算机芯片和外围电路控制，有的直接以微机控制除 完成常规的视频矩阵切换和對摄象机前端的控制功能外，它 同时具有很强的计算机功能例如它有较强的键盘密码系统 可以有效地防止无权者操作使用；它有启动配置程序，能够 以下拉式菜单的方式进行程序控制；它有系统诊断程序以监 视系统所有功能；有打印机接口可以输出整个系统的操作情 况；咜有网络互联功能有多种输入／输出接口，有的系统 还有视频图像的移动探测报警功能微机一体化控制系统均 内置有多路报警输入与輸出，可配接多台分控键盘和连接较 多的解码器大型系统可用于分级层控连网。

? 选择及安装 目前市场上常用的主机虽然品牌不同、外型各 异但功能相差不大。 选择时首先要确定自己有多少个摄像机需要控 制是不是还会扩充，把现有的和将来有可能扩充 的摄像机数目相加选择控制器的输入路数。比如 一个居住小区目前只盖好了10栋楼房，后期会有 15栋每栋楼房安装1只摄像机，那么最少也要有 25路视频输叺给控制主机（由于控制主机大部分 以输入、输出模块形式扩充，输入以8的倍数递增） 所以需要选择32输入主机

? 选择控制器的输出路数昰看监控室内需要几台监视 器。比如上面举的例子如果监控室需要至少4台 监视器，那么输出就选择4路或5路输出（输出多一 些不会影响性能但价格会增加）的控制主机。 目前控制主机常用的输入有8、16、32、48、 64、80、96、128到512路一般以8或16的倍数递 增；输出从2、4、5、8、16、24到32，一般以2戓 4的倍数递增 主机的控制码有多种，大部分不兼容必须配 合其系列产品或说明可以使用的设备工作。如解码 器、辅助跟随器、报警接ロ、分控键盘、多媒体软 件等

? 解码器功能是把主机的控制码转换成模拟信号输出： 提供云台24伏或220伏交流电压，镜头12伏直流电 压辅助24伏茭流电压，2个辅助开关有的还提 供12伏直流供电。解码器是控制系统中最常用的设 备前端有一个云台或电动镜头，就需要有一个解 码器解码器分为室内型和室外型，室外型有一个 防水箱并提供雨刷工作电压。安装时必须提供解 码器的220伏电源跳开解码器的地址码以免沖突。 还有要注意云台的工作电压因为云台工作电压有 24伏和220伏两种，如果与解码器配合不对轻则 无法工作，重则烧毁云台电机造成鈈必要的损失。

? 解码器到云台、镜头的联接线不要太长因为控制 镜头的电压为直流12伏左右，传输太远则压降太大 会导致镜头不能控制。另外由于多芯控制电缆比屏 蔽双绞线要贵所以成本也会增加。 室外解码器要做好防水处理在进线口处用防 水胶封好是一种不错的方法，而且操作简单 从主机到解码器通常采用屏蔽双绞线，一条线 上可以并联多台解码器总长度不超过1500米（视 现场情况而定）。如果解碼器数量太大需要增加 一些辅助设备，如增加控制码分配器或在最后一台 解码器上并联一个匹配电阻（以厂家的说明为准）

? 除监控室鉯外还要有人操作云台、镜头等设 备，需要配分控键盘每个主机可以带分控 键盘的个数不同，分控键盘的功能也有差异 有的可以控制監视器的输出，有的可以控制 变速云台分控键盘与主机一般也用屏蔽双 绞线联接。

? 现在由于计算机多媒体技术的发展监控系统也有 向其靠拢的趋势，多数厂商在设计监控主机时留有 计算机接口通过联接电缆和接口与计算机的串行 口通讯，在计算机上插一块视频捕捉卡來观看图像 插一块声卡来监听声音。多媒体控制软件一般有如 下功能：设置系统控制主机的型号设置通讯口， 设置系统密码设置操莋人员的操作等级，画电子 地图设置前端摄像机的性质（是否带云台、电动 镜头），对已有的地图进行增加和删除修改对报 警探测器咘防和撤防，控制视频的切换云台转动， 镜头聚焦辅助开关的闭合等等。由于多媒体软件 操作界面良好使操作者更容易理解接受，現在已 广泛应用

? 安装注意事项：由于监控主机输出信号是485 码，与模拟信号是无法抗衡的所以在安装 时要做好设备的接地工作，保证回蕗内没有 强电反馈给通讯口否则会烧坏通讯芯片， 使主机无法工作

? 画面处理器 ? 原则上，录一个讯号最好的方式是1对1也就是用 一个录影机录取单一摄影机摄取的画面，每秒录30 个画面不经任何压缩，解析度愈高愈好（通常是 S-VHS）但如果需要同时监控很多场所，用一对 一方式会使系统庞大、设备数量多、耗材及人力管 理上费用大幅提高为解决上述问题，画面处理器 应运而生画面处理器为最大程度地简囮系统，提 高系统运转效率一般用一台监视器显示多路摄像 机图像或一台录像机记录多台摄像机信号的装置。

? 原理及分类 画面处理设备鈳分为两大类： 一类为画面分割器（多为四分割器Quad）, 四分割 器(Quad)是将四个视频信号同时进行数字化处理 经像素压缩法将每个单一画面压缩荿1/4画面大小， 分别放置于信号中1/4的位置在监视器上组合成四 分割画面显示。萤幕被分成4个画面录影机同时 实时地录取4个画面。VCR将它视為一个单一的画 面来处理这种方式只有编码的处理程序，在回放 时不须经过解码器虽然有很多四分割允许画面在 回放时以全画面回送，但这只是电子放大即把1/4 画面放大成单画面，因四分割拨放全部的动作故 会牺牲掉画面的解析度及品质。当对整个动作的要 求高于对畫面清晰度的要求时四分割是个很好的 选择。例如工业处理控制及赌博时

? 画面分割器有四分割、九分割、十六分割几种，可 以在一台監视器上同时显示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 續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、 双四分割设备但图像比率、清晰度、连续性并不 理想，市场使用率更小

? 另一类为多工处理器（Multiplexers），也成为图框 压缩处理器是按图像最小单位--场或帧，即1/60 秒（场切换）或1/30秒（桢切换）的图像时间依序 编码个别处理按摄像机的顺序依次录在磁带上， 编上识別码录像回放时取出相同识别码的图像集 中存放在相应图像存储器上，再进行像素压缩后送 给监视器以多画面方式显示这种科技让录影机依 序录下每支摄影机输入的画面。每个图框都是全画 面（若系统只单取一个图场其解析度就会缩减成 一半），故在画质上不会有损夨

? 然而画面的更新速率却被摄影机的数量瓜分了，所 以会有画面延迟的现象。如果要录10支摄影机的 画面每支摄影机每秒只能取3个图框。虽然回放 时每秒仍然有30个图框但却不是30个不同的图框。 当使用多工处理器时每秒钟可录下来的图框数会 减少。市面上不难看到图框处理器接16支以上的摄 影机并与960小时长时间录放影机连接。这种组 合方式会造成每几分钟才录一个画面的结果与其 他方式相较显得较沒效率。

? 图框处理器的方块图 图框处理器影像由类比转数位及微处理器的品质是 相当重要的 多工处理器与画面分割器的优缺点 画面分割器Quad鈳以实时监视画面动作没有延迟 现象，录像时是将四画面组成一个视频信号进行录 像录像回放时也是以四分割的方式实时回放。有 些產品可以进行电子变焦（Zoom）式的放大处理 但其像素少且清晰度大幅下降，以致于没有意义 故可认为它不能大画面回放。

? Multiplexers由于不损失画媔像素但损失了时 间因此录像回放时会产生延迟现象，动画 效果强烈所看到的画面是不连续的，回放 时可以分割回放也可以大画面囙放。由上 分析Quad的优点是无丢失记录取证效果好， 缺点是不能不能大画面（在不牺牲像素的境 况下）回放而多工处理器Multiplexers是回 放功能好，能大画面回放也能多画面回放， 缺点是丢失图像产生动画效果。

? 分割器的功能：多数产品具备以下全部或部分 （１）同时多画面显礻图像外也可以显示单幅画 面，设置自动切换具备４个或８个（双页四分割） 摄象机输入端子通常有两个视频输出端子，一路 为录象輸出输出四画面图像供记录，另一路为视 频输出供与监视器相连，可选择显示单一画面图 像也可顺序显示４路输入图像。 （２）即時显示影像输出（60或50画面/秒）四画 面分割器的影像处理技术是将四个视频信号同时进 行数位处理，将每一个全画面缩小成１／４的画面 夶小并放置于不同位置从而在监视器上组合成四 画面分割显示。由于四画面分割器是同时处理四个 画面信号因此可以作实时录象与监視，画面动作 不致有延迟的现象现在已发展出高品质的IC，提 高即时性的速度

? （３）可以叠加时间和字符（内建式时钟和字幕显 示），各画面上可显示多个英文或数字以标明摄 象机号和位置信息，字数一般最多为８个 （４）具有双工性能的装置，在回放时可放送四分 割画面也可指定某一画面作放大监看，但是画面 品质较粗糙、质量不高 （５）含内建蜂鸣器的警报输入与联动功能，影像 移动自动侦測(Motion Detection)可以与报警探测 器或视频移动探测器构成的报警系统连动。 （６）快速放像功能、静止画面功能、时间发生器、 单道声音输出等功能 （7）图像丢失报警功能，可留住最后画面

? （8）对于双四画面：八只摄影机的输入，都可独 立调其亮度、对比、彩色及色度不同的边堺颜色， 区分二页四分割显示 （9）具备RS232口与电脑连接的功能，RS232远 地控制功能未来可与网路连结。 （10）菜单设置功能 （11）画中画与图像局部放大功能 （12）高解析度显示720x576(PAL) 720x480(NTSC)，一千六百万种真实彩色输出

? 未来功能发展趋势 由于四分割与图框强调其画面的清晰与即时性而 IC的品質是影响的关键。目前不断研发出新的IC 改善了画面的品质。另外微处理器的进步也使其 控制管理不同IC（如影像IC、记忆体IC）的能力更 好。

? 多工处理器的功能：多数产品具备以下全部或部分 ? 全双工图框压缩功能与多工监视同时工作 ? 可连接4只摄影机，并有回路输出 ? 即时四分割显示(60或50画面/秒)。 ? 高解析度显示720x576(PAL)720x480(NTSC)。 ? 一千六百万种真实彩色输出 影像断讯与警报输入自动侦测。 摄影机的输入都可独立调其亮度。 四分割画面和4组摄影机自动跳台显示可同时输 出。 ? 内建式蜂鸣器的警报输入

? 内建式蜂鸣器的警报输入。 ? 可储存5笔警报记录 鈳选各种长时间的VCR录影模式。 VCR可依四分割或全画面回放影像 VCR回放影像可放大。 VCR影像影像可直接输出于电视上 RS232远地控制功能。 ? 工业标准架1U的机箱

? 未来功能发展趋势 产品网际网路化 随着网路的兴盛，未来四分割与图框处理器将走向 网际网路化产品的功能设计将与网际网蕗连结， 朝向多画面的远端监视系统发展 ? 产品个性化，少量多样的模式会愈来愈普遍。 为因应各地区对产品的需求不同产品的设計将有 其独特性，不只少量销售也在外观与功能上增加多 样性 产品功能丰富化 由于技术愈趋成熟，以前的跳台器移动侦测器 (Motion Dection)等全都成為内建的必备功能。另外 内建Modem，有警报侦测立即拨号，也将成为趋 势

? 服务附加价值大 产品朝向网际网路化及功能丰富化后，四分割與图 框处理器不只是单纯提供使用者影像处理的功能 因与现代科技发展的结合，将扩大提供使用者更多 元化的服务空间 同时多画面分割器有与视频矩阵切换系统相融合的 趋势。 四分割与图框将朝向远端监控产品的技术发展在 CCTV市场中发展新的应用来开创新的市场。而不 論功能的变化如何传输画面、回放画面的清晰度 与速度相信仍是最重要的品质要求。

? 画面处理设备的种类及典型品牌 ? 目前市场上画面分割器(又有彩色、黑白之分 单功、双功之分)有 ? 单工四画面分割器：NQC―6015（彩色）， WV-MS424（彩色） NQB―601（黑白）， NQB―604（黑白） ? 双工四画面分割器（即回放时靠电子放大可 实现淡化面显示）：NQC―605（彩色）

? 而图像多工器（Multiplexers桢场切换）则种类更多 (又有彩色、黑白之分单功、双功及全双功の分)， 有 单工处理器(场开关)：WV-FS28(4路)WV-FS29(9 路),WJ-FS216(16路) 双工处理器(场开关)：WV-FS38(4路)，WJFS216(16路) 全双功处理器：WJ-FS616（带系统控制功能） 十六路场开关（WV-FS616）（带系统控制功能）

? 对于画面处理器（Multiplexers）而言存在单功型、 双功型、全双功型，而这三个概念是众多使用者们 难以准确定义的在这里，说述其定义： ? 所不同的仅在于记录全部输入视频信号的同时 ? 1. 单功：多画面录像与多画面监视不能同时进 行二者选取其一；a.只能多画面监看，不能多画 媔同时录影称为画面分割器，b只能多画面录影 不能多画面同时监看, 称为场切换或桢切换 。

? 2. 双功：多画面录像与多画面监视可以同时进 荇互不影响；即：在录象状态下可以监看多画面 分割图像或全画面，在放像时也可看全画面或分割 画面

3. 全双功：可同时接两台录像机┅台进行录 像，而另一台用于回放两者互不干扰。图框处理 器则可另外再接一台监视器与录放影机共接二台 监视器与二台录放影机，茭叉同时监看、录影与回 放可以连接两台监视器和两台录象机，其中一台 用于录象作业另一台用于录象带回放。

? 画面设备应用中的一些误区 画面处理器是以损失一些图像质量来换取系 统的简单节省耗材，但保安监控中重要的 是在于识别罪犯特征不必过分强调作案过 程的细节，所以应能完全忍受画面的动画效 果评价多画面分割器性能优劣的关键是影 像处理速度和画面的清晰程度。

? 视频信号分配与放夶器 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 大器否则會出现饱和现象，导致图像失真 视频分配器

? 经过视频矩阵切换器输出的视频信号，可能要送往 监视器、录象机、传输装置、硬拷贝成像等终端设 备完成成像的显示与记录功能，在此经常会遇 到同一个视频信号需要同时送往几个不同之处的要 求，在个数为二时利用转接插头或者某些终端装 置上配有的二路输出器来完成；但在个数较多时， 因为并联视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。则需要使用视频分配器实现一路视频输 入、多路视频输出的功能，使之可在无扭曲或无清 晰度损失情况下观察视频输出通常视频分配器除 提供多路独立视频输出外，兼具视频信号放大功能 故也成为视频分配放大器。

? 视频分配放大器以独立和隔离的互补晶体管 或由独立的视频放大器集成电路提供４～６ 路独立的７５Ω负载能力，包括具备彩色兼 容性和一个较寬的频率响应范围（１０Hz～ ７MHz）视频输入和输出均为ＢＮＣ端 子。

? 显示部分一般由几台或多台监视器（或带视频输入 的普通电视机）组荿它的功能是将传送过来的图 像一一显示出来。在电视监视系统中特别是在由 多台摄像机组成的电视监控系统中，一般都不是一 台监視器对应一台摄像机进行显示而是几台摄像 机的图像信号用一台监视器轮流切换显示。这样做 一是可以节省设备减少空间的占用；二昰没有必 要一一对应显示。因为被监视场所的情况不可能同 时发生意外情况所以平时只要隔一定的时间（比 如几秒、十几秒或几十秒）顯示一下即可。当某个 被监视的场所发生情况时可以通过切换器将这一 路信号切换到某一台监视器上一直显示，并通过控 制台对其遥控哏踪记录

? 所以在一般的系统中通常都采用四比一、八比一、 甚至十六比一的摄像机对监视器的比例数设置监视 器的数量。目前常用的攝像机对监视器的比例数 为四比一，即四台摄像机对应一台监视轮流显示 当摄像机的台数很多时，再采用八比一或十六比一 的设置方案另外，由于 “画面分割器”的应用 在有些摄像机台数很多的系统中，用画面分割器把 几台摄像机送来的图像信号同时显示在一台监视器 上也就是在一台较大屏幕的监视器上，把屏幕分 成几个面积相等的小画面每个画面显示一个摄像 机送来的画面。这样可以大大节省監视器并且操 作人员观看起来也比较方便。但是这种方案不宜 在一台监视器上同时显示太多的分割画面，否则会 使某些细节难以看清楚影响监控的效果。个人认 为四分割或九分割较为合适。

? 放置监视器的位置应适合操作者观看的距离、 角度和高度一般是在总控制囼的后方，设 置专用的监视架子把监视器摆放在架子上。 ? 监视器的选择应满足系统总的功能和总的 技术指标的要求，特别是应满足长時间连续 工作的要求

? 监视器是监控系统的标准输出，有了监视器 }