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1、闭路电视监控系统(讲义) 随着社会信息技术快速发展，安全防范设备和系统也朝着微机化和网络化方向迈进，其实现的功能亦将大大增强，逐步达到可视化、网络化、集成化与智能化的发展目标。一、安全防范系统的应用层次结构l 局部防范型 单项或多项局部范围用安全防范系统l 大楼综合型 以大楼为对象的综合性安全防范系统l 社区网络型 服务社区的局域性安全防范网络l 城市管理型 以城市为目标的综合监控管理系统 二、安全防范系统的综合性功能人员出入的门禁控制 安全防范系统功能图像监视功能探测报警功能控制功能自动化辅助功能图像生成图像的记录与输入图像的显示与分割图像的传输报警图像资料库报警区域的设防与撤防报警部位电子
2、地图车辆出入的停车场控制摄象前端位置控制对图像的切换控制通信与对讲管理功能特殊类别的应用功能 对于大型安全防范系统，以中央监控室内的计算机系统为核心的综合性安全防范系统已经形成，功能框图如图1-1所示，其可能实现的功能包括下列四大类： 图1-1安全防范系统功能框图1、 图像监控功能（1） 视频图像监控：采用各类摄像机、矩阵切换主机、多画面分割器、模拟或数字记录装置、照明装置，对重点部位、重要设施及公共活动场所进行有效的监控。（2） 影像验证：在出现报警时，显示器上显示出报警现场的图像，以便直观地确认报警，并做出有效的报警处理。（3） 图像识别系统：以人体生物特征作凭证识别，并通过图像扫描比对鉴
3、定。2、 探测报警功能（1） 防范探测：所配置的传感器包括双鉴移动探测器、被动红外探测器、玻璃破碎探测器、声音探测器、光纤回路、门接触点及门锁状态指示等。（2） 周界防范探测：微波探测器和主动红外对射探测器等探测技术、精选拾音电缆、光纤惯性传感器、地下电缆、电容型感应器、对围墙、高墙及无人区域进行保安探测。（3） 危急情况监控：工作人员可通过按动紧急报警按钮发出警报，通过内部通信系统和闭路电视系统的联动控制，将会自动地在发生报警时产生声响或拔打电话，显示和记录报警图像。（4） 图形鉴定：监视控制中心自动地显示出楼层平面图上处于报警状态的信息点，使值班操作员及时获知报警信息，并迅速、有效、正确地
4、进行防范处理。3、 控制功能（1） 对图像切换显示和操作控制。控制系统结构：中央控制设备对摄像前端的直接控制中央控制设备通过解码器完成的集中控制新型分布式控制（2）识别控制 门禁控制：可通过使用IC智能卡、感应卡、威根卡、磁性卡等类卡片对出入门进行有效地控制。除卡片外还可采用密码和人体生物特征。对出入事件能自动登录储存。 车辆出入控制：采用停车场监控与收费管理系统，对出入停车场的车辆通过出入口栅栏和防撞档板进行控制。 专用电梯出入控制：安装在电梯外的读卡机限定只有具备一定身份者方可进入，而安装在电梯内部的装置，则限定只有授权者方可抵达指定的楼层。 响应报警的连动控制： 这种连动逻辑控制，可设定
5、在发生紧急事故时关闭保管库，控制室，主门及通道等关键出入口，提供完备的保安控制功能。4、 自动化辅助功能（1）内部通信：内部通信系统提供中央控制室与员工之间的通信功能。（2）双向无线通信：双向无线通信为中央控制室与动态情况下的员工提供灵活而实用的通信功能，无线通信器也配备防袭报警设备。（3）有线广播： 矩阵式切换设计，提供在一定区域内灵活地播放音乐、传送指令、广播紧急信息用。（4） 电话拨打：在发生紧急情况下，提供向外界传送信息的功能。（5） 巡更管理：巡更点可以是门锁或读卡机，巡更管理系统与闭路电视系统结合在一起，检查巡更员是否巡更到位，以确保安全。（6） 员工考勤：读卡机可方便地用于员工上
6、下班考勤。三、 安全防范系统的构成 安全防范系统的组成框图如图1-2所示。闭路电视监控子系统、防盗防侵入探测报警子系统和门禁控制子系统是安全防范系统基本三大组成部分。 安全防范系统组成微机闭路电视监控子系统防盗报警子系统门禁控制子系统其它方面第一部分 闭路电视监控系统1、概述闭路电视监控称为CCTV（Closed Circuit Television），如图1-3所示，包括：（1） 摄像前端装置，包括有各类摄像机、定焦或变焦变倍镜头、旋转云台、防护罩、照明灯，解码器等。（2） 视频图像传输有同轴电缆、电话线、双绞线、光缆等构成的有线传输方式以及由发射机，接收机组成的无线传输信道。摄象前端传输系
7、统闭路电视监控主机记录成象（3） 闭路电视监控主机-视频矩阵切换器，接收多路视频图像并按需要切换到指定的各个监视器上；控制云台旋转；控制镜头光圈、聚焦和变倍；对云台运动和镜头设置进行按预置位快速定位；执行摄像机定时间巡回扫描等控制操作；启动录象记录装置；在接收到由视频移动探测或常规传感器产生的报警信号后，自动将显示图像切换为产生报警区域图像，并予以记录存储。（4） 后端设备为记录成象装置，包括视频监视器、多画面图像分割器、长延时录像机和数字硬盘录象机等。 2、系统几种组成方式（从体系结构分）1）、以视频矩阵切换器组成的基本系统结构该类系统具有结构简单、安装方便的特点，基本框图见图1-4。矩阵切
8、换器与每台摄像机之间视频和控制信号的传输，既可以是以多芯电缆传输的常规类型，也可以是以单根同轴电缆传输的同轴视控型。矩阵切换器也响应由各类报警探测器发送来的报警信号，并联动实现对应报警部位摄像机图像的切换显示。但其本质是独立式系统，不具备连机网络能力。视频矩阵切换控制器主键盘辅助键盘监视器该类结构的特点之一实现视频音频同步全交叉矩阵切换；特点之二是键盘可以有线方式连接也可增配红外无线遥控器；特点之三是增强视频矩阵切换控制器本身的菜谱编程功能，用菜单选择完成系统状态，工作方式和显示方式，预置位设置与快速预置定位，报警探测的布防与撤防，报警连动控制等编程项目的设置和执行，也有将汉字字库芯片置入其中
9、以实现用汉字标识摄像机名称和工作状态等提示性信息。2）、视频矩阵切换器加微机组成的上下位式系统 该结构中切换与控制的核心仍是视频矩阵切换器，它除有以视频矩阵切换控制器组成的基本系统全部功能外，新增加微机起着上位机管理的作用，既可以替代键盘实现显示切换、控制前端等动作，也可将显示屏作为一个监视器显示任何视频图像；在微机中配备视频图像采集卡，则可具有报警时刻，报警现场，图像采集存储及报警图像资料库检索查询等功能；同时微机还可以管理出入口控制装置。微机本身也可参与连网以接收来自网上的其它信息。系统如图1-5所示基本结构。视频矩阵切换控制器与上位微机之间通过RS232或RS485标准接口相连和进行通信
10、。摄像机视 控频 制矩 器阵 切换主键盘辅助键盘监视器具器微机操作键盘鼠标出入口控制装置 视频矩阵切换控制器加微机组成的上下位式系统不仅将系统的控制档次升级，而且微机的引入将大大丰富系统的信息资源，如可以很方便地实现汉字系统，快速查询报警信息等等，这种结构在国内较为流行。运行这类系统时，只需要通过操作微机的鼠标或者按键，就可以选择和运行系统控制软件，控制软件的主要功能有：（1） 输入保密字以隐含显示方式完成系统注册，防止无关人员非法使用系统。（2） 完成各监视器上的视频切换显示，也可定义单台显示器顺序显示的间隔时间。（3） 选择需要控制的云台与镜头，并对其实施遥控操作。（4） 对视频图像的颜色
11、，亮度，灰度，对比度进行调整。（5） 设置云台定时扫描巡检的启停日期与时间。（6） 对于报警区域作设防或撤防处理，可对报警记录进行查询。（7） 定义报警图像的捕获方式，对报警图像作图像处理，存储，检索和回放。（8） 监听，照明等装置的手动加电控制。（9） 查询在系统控制范围内的人员出入记录。（10） 统计打印，输出报表。3）、视频矩阵切换器与计算机相结合的微机管理系统系统其组成方式体现为视频矩阵切换器与计算机功能的融合。A、系统将视频矩阵切换，对前端摄像设备控制等功能以插卡形式装入通用微机之中，形成以微机为核心的一体化系统；B、系统自成体系，其所有的产品均具有RS485接口，可以通过一根双绞线
12、作为总线进行双向通信包括多画面处理器。视频切换器，红外报警模块等等；这样除能完成视频矩阵切换的对摄像机前端的控制功能外，它同时具备有很强的计算机功能。微机一体化控制系统均内置有多路报警输入与输出，可配接多台分控键盘（PC机或专用控制键盘）和连接较多的前端解码器。大型系统可用于分级层控连网。图1-6所示微机一体化监控系统的功能框图。报警传感器输入输出连动装置出入口控制装置微机视频切换与控制系统监视器操作键盘鼠标器 计算机技术的高速发展，将视频矩阵切换控制器，报警控制装置，门禁控制设备等作为以CPU芯片为核心的外围设备，电脑将成为安全防范系统的核心主体，同时将视频，声音，传输通信等多媒体功能全部纳
13、入其中。4）、大型网络式监控系统这是以网络为核心的系统，所有的子系统或设备均可挂在网上运行，并通过网络完成信息的传送和交互，此时监控装置完成基本监视与报警功能，网络通信实现命令传递与信息交换，计算机系统则统一管理整个保安管理系统的运行。其特点：一是组合式的大范围监控系统；二是监控图像与报警信息具有在网上传输的能力，特别是影象的传输。网络的类型可以是常规或快速以太网，光纤网络，也可以是高速宽带的异步传输模式ATM网；三是可以实现综合性保安管理功能，从而有可能在图像压缩，多路复用等数字化进程基础上，实现将电视监控，探测报警和出入口控制这安防三要素真正有机结合在一起的综合数字网络，特别是将其建立在社
14、会公共信息网络这上；四是它能够较好地与智能大厦管理控制系统相结合，成为智能化楼宇管理系统IBMS的有机组成部分或者融合成一体。图1-7示出了一种以IBMS构成的实用系统的结构框图。上层网工作站网络通道控制停车场控制器文件服务器拨号网络报警控制器网络控制器视频切换控制器楼宇配电控制器楼宇给排水控制器楼宇电梯控制器楼宇冷却水控制器网络控制器楼宇灯光控制器搂宇空调控制器楼宇新风控制器消防控制器门禁控制器5）、基于现场总线和PLC软件的分布式安全防范系统 基于可编程序控制器PLC的一体化安全防范系统，以PLC及附属电路为核心，由PC机通过RS232串口与PLC通信完成视频切换，前端控制，显示选择，报警输入输出，声音监听，灯光控制等动作，取消了传统的切换控制器，系统具有硬件统一化特点和模块化结构，只需增减PLC的I/O模块数量就可实现不同的系统容量，由于PLC具有很强的输出驱动能力，因此替代了传统系统中驱动云台和镜头的解码器，简化了系统结构。 现场总线技术和现场总线控制系统FCS，进而提出了基于现场总线和PLC的分布式安全防范系统，以实现信号传输的全数字化，系统结构的全分散式，通信网络的开放互连性和技术标准的全开放性。基于现场总线的分布式安全防范
