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1、电 视 监 控 系 统培训教程第一部分 电视监控系统概述 电视监控系统是将现场的视频及音频信号采集下来通过传输媒体传输到监控中心实现监视、监听、记录及控制等功能的一套综合性系统。从而实现安全防范、管理、教学、现场监测、视话会议等多方面功能。一、 电视监控系统基本构成 电视监控系统主要由：前端系统、传输系统和终端系统这三大部分组成。（一）、系统框图（二）、前端系统电视监控的前端系统主要是将所需要的现场的图象和音声采集摄取下来转变成电信号以传到监控中心。其主要由：1、摄像机2、镜头3、云台4、防护罩5、支架6、监听头7、射灯及红外灯8、解码器等产品相互结合而构成。1、 摄像机摄像机是将图象信号即光
2、信号转换成电信号的设备。摄像机根据光信号转换成电信号所采取的技术不同可分为：（1）、CCD摄像机。（2）、COMS摄像机。（3）、摄像管摄像机。目前监控行业广泛采用的是CCD摄像机。CCD是Charge Coupled Device(电荷耦合器件)的缩写，它是一种半导体成像器件，因而具有灵敏度高、抗强光、畸变小、体积小、寿命长、抗震动等优点。CCD摄像机的工作方式是被摄物体的图像经过镜头聚焦至CCD芯片上，CCD根据光的强弱积累相应比例的电荷，各个像素积累的电荷在视频时序的控制下，逐点外移，经滤波、放大处理后，形成视频信号输出。视频信号连接到监视器或电视机的视频输入端便可以看到与原始图像相同的
3、视频图像。CCD摄像机的基本参数：（1）、CCD芯片的尺寸 CCD的成像尺寸常用的有1/2寸、1/3寸、1/4寸等，成像尺寸越小的摄像机的体积可以做得更小些，其成本越低。在相同的光学镜头下，成像尺寸越大，视场角越大，最低照度越低。芯片规格成像面大小(宽X高) 对角线 1/2寸6.4x4.8mm对角线8mm，1/3寸4.8x3.6mm对角线6mm，1/4寸为宽3.2mmX高2.4mm,对角线4mm。（2）、分辨率 ：评估摄像机分辨率的指标是水平分辨率，其单位为线对，即成像后可以分辨的黑白线对的数目。常用的黑白摄像机的分辨率一般为380-600线，彩色为330-480线，其数值越大成像越清晰。一般
4、的监视场合，用400线左右的黑白摄像机就可以满足要求。而对于医疗、图像处理等特殊场合，用600线的摄像机能得到更清晰的图像。（3）、成像灵敏度即最低照度：通常用最低环境照度要求来表明摄像机灵敏度，黑白摄像机的灵敏度大约是0.02-0.5Lux(勒克斯)，彩色摄像机多在1Lux以上。0.1Lux的摄像机用于普通的监视场合；在夜间使用或环境光线较弱时，推荐使用0.02Lux的摄像机。与近红外灯配合使用时，也必须使用低照度的摄像机。另外摄像的灵敏度还与镜头有关，0.97Lux/F0.75相当于2.5Lux/F1.2相当于3.4Lux/F1.。参考环境照度：夏日阳光下 100000Lux，阴天室外 1
5、0000Lux，电视台演播室 1000Lux 距60W台灯60cm桌面 300Lux，室内日光灯 100Lux，黄昏室内 10Lux，20cm处烛光 10-15Lux，夜间路灯 0.1Lux。（4）、供电电压国内所使用的CCD摄像机主要有交流220V、交流24V、直流12V。（5）、电子快门电子快门的时间在1/50-1/100000秒之间，摄像机的电子快门一般设置为自动电子快门方式，可根据环境的亮暗自动调节快门时间，得到清晰的图像。有些摄像机允许用户自行手动调节快门时间，以适应某些特殊应用场合。CCD摄像机大致可分为下列几大类：（1）、依成像色彩划分(A)彩色摄像机：适用于景物细部辨别，如辨别
6、衣着或景物的颜色。因有颜色而使信息量增大，信息量一般认为是黑白摄像机的10倍。(B)黑白摄像机：是用于光线不足地区及夜间无法安装照明设备的地区，在仅监视景物的位置或移动时，可选用分辨率通常高于彩色摄像机的黑白摄像机。（2）、依摄像机分辨率划分(A)影像像素在25万像素（pixel）左右、彩色分辨率为330线、黑白分辨率400线左右的低档型。(B)影像像素在25万38万之间、彩色分辨率为420线、黑白分辨率在500线上下的中档型(C)影像在38万点以上、彩色分辨率大于或等于480线、黑白分辨率，600线以上的高分辨率。（3）、依摄像机灵敏度划分(A) 普通摄像机：正常工作所需照度彩色为0.3-3
7、 Lux,黑白为0.3-0.03 Lux。(B) 底照度摄像机：正常工作所需照度为0.03-0.001 Lux左右(C) 微光摄像机：正常工作所需照度为0.0005 Lux以下(D)红外照明摄像机：原则上可以为零照度即0 Lux，采用红外光源成像。（4）、按摄像元件的CCD靶面的大小划分 (A)l寸靶面尺寸为宽12.7mmX高9.6mm,对角线16mm(B)2/3寸靶面尺寸为宽8.8mmX高6.6mm,对角线11mm(C)1/2寸靶面尺寸为宽6.4mmX高4.8mm,对角线8mm(D)1/3寸靶面尺寸为宽4.8mmX高3.6mm,对角线6mm(E)1/4寸靶面尺寸为宽3.2mmX高2.4mm,
8、对角线4mm(F)1/5in正在开发之中，尚未推出正式产品（5）、按摄像机的功能来分(A)普通摄像机(B)低照度摄像机(C)一体化摄像机(D)半球型摄像机(E)板机(F)针孔摄像机(G)智能球(H)网络型摄像机此外CCD摄像机有PAL制和NTSC制之分，还可以按图像信号处理方式划分或按摄像机结构区分。2、镜头镜头是同摄像机配套使用的，镜头的种类也比较多。（1） 以镜头的焦距、光圈分类：（A）、定焦镜头：焦距固定不变，可分为有光圈和无光圈两种。(a)有光圈：镜头光圈的大小可以调节。根据环境光照的变化，相应调节光圈的大小。光圈的大小可以通过手动或自动调节。手动光圈镜头：人为手工调节光圈的，称为手动
9、光圈；自动光圈镜头：自带微型电机自动调整光圈的，称为自动光圈。 (b)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。 （B）变焦镜头：焦距可以根据需要进行调整，使被摄物体的图像放大或缩小。根据调整方式可分为手动和电动两种方式。 常用的电动变焦镜头为六倍、十倍、十六倍、二十倍变焦。根据光圈控制方式可分为： 三可变镜头：可调焦距、调聚焦、调光圈。 二可变镜头：可调焦距、调聚焦、自动光圈。（2）、根据应用场合分类： （A）、广角镜头：视角90度以上，观察范围较大，近处图像有变形。（B）、标准镜头：视角30度左右，使用范围较广。 （C）、长焦镜头：视角20度以内，焦
10、距可达几十毫米或上百毫米。 （D）、变焦镜头：镜头焦距连续可变，焦距可以从广角变到长焦，焦距越长成像越大。 （E）、针孔镜头：用于隐蔽观察，经常被安装在如天花板或墙壁等地方。（3）、选择镜头同摄像机匹配的原则是：（1）、镜头的规格不应小于摄像机的规格，也就是说1/2的镜头可以与1/3的摄像机一起使用，但是1/3的镜头就不能够在1/2的摄像机上使用。（2）、镜头接口与摄像机接口要一致，不一致时要加连接圈。例如：C型镜头安装在CS型摄像机上时，必须在C型镜头上加连接圈，如果不加连接圈就可能碰坏CCD成像面的保护玻璃，造成CCD摄像机的损坏。 3、云台 云台就是两个交流电机组成的安装平台，可以水平和
11、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。在控制信号的作用下，云台上的摄像机既可自动扫描监视区域，也可在监控中心值班人员的操纵下跟踪监视对象。 （1）、云台按使用环境分为：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。 （2）、云台按安装方式分为：侧装和吊装，即云台是安装在天花板上还是安装在墙壁上。 （3）、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。 云台根据其回转的特点可分
12、为只能左右旋转的水平旋转云台和既能左右旋转又能上下旋转的全方位云台。一般来说，水平旋转角度为0355，垂直旋转角度为0+90。恒速云台的水平旋转速度一般在310/s，垂直速度为4/s左右。变速云台的水平旋转速度一般在032/s，垂直旋转速度在016/s左右。在一些高速摄像系统中，云台的水平旋转速度高达200/s以上，垂直旋转速度在30/s以上。 4、防护罩 防护罩分为室内型和室外型两种。（1）、室内防护罩：主要是防尘并有一定防护作用，有的也有隐蔽作用，使监视场合和对象不易察觉受监视。（2）、室外防护罩：其功能有防晒、防雨、防尘、防冻和防凝露等作用。一般室外的防护罩都配有温度继电器，在温度高时自
13、动打开风扇冷却，温度低时自动加热。下雨时可以人为控制雨刷器刷雨。有的室外防护罩的玻璃还可以加热，当防护罩上有结霜时，可以加热除霜。目前防护罩形式多种多样，如：全球型及半球型防护罩。 5、支架 如果摄像机只是固定监控某个位置不需要转动，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，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
14、进。6、监听头监听头其功能将现场的声音通过微型麦克风和前置放大器转换成音频电信号传至中心。一般采用三线制的监听头比较多，也有采用两线制的监听头。一般供电为直流12V。7、射灯及红外灯一般在夜晚需要实现监视功能的监控系统，如果监视环境的光照度不好均需配置射灯或红外灯以辅助照明，射灯其最大好处是灵活、方便，且价格不贵。黑白电视监控系统宜配置高压水银灯；彩色电视监控系统宜配置碘钨灯。当需夜间隐蔽监视时应用红外灯。红外灯一种是在普通照明灯前加滤光片，另一种是由红外发光二极管阵列构成。前者耗能较大，且常产生“红暴”(由于滤光不净，有少量红光被人眼看到)；后者极少产生“红暴”，但照射距离较近。另外，红外灯
15、对彩色电视监控系统不起作用，这是由于红外光被彩色摄像机中的彩色滤色器滤掉的缘故。因此，使用红外灯需选彩色低照度摄像机或黑白、黑白低照度摄像机。8、解码器在有云台、电动镜头和室外防护罩的电视监控系统中，必须配有控制解码器。这样在控制室中操纵键盘相应按键即可完成对前端设备（云台、电动变焦镜头、室外防护罩、射灯、摄像机电源）各动作及功能的控制。控制解码器必须与系统主机匹配，这是因为不同厂家生产的控制解码器与系统主机的通信协议、编码方式一般都不相同，除非某控制解码器在说明书中特别说明该设备与某个品牌的主机兼容，否则解码器不受控。（三）、传输系统传输系统主要是视频、音频信号和控制信号的传输及电源的供电。传输系统分为：有线传输系统和无线传输系统。对电视监控系统而言即闭路电视监控系统和开路电视监控系统。 闭路电视监控系统根据现场及系统的实际情况可分为：
