工业电视系统基本知识

CCD 摄像机的分类摄像机的分类 安全防范系统中 图像的生成当前主要是来自 CCD 摄像机 CCD 是电荷耦合器件 charge coupled deice 的简称 它能够将光线变为电荷并将电荷存储及转移 也可将存储之电荷取出使电压发生变化 因此是理想的摄像机元件 以其构成的 CCD 摄像机具有体积小 重量轻 部受磁场影响 具有抗震东和撞击之特性而被广泛应用 CCD 摄像机大致可分为下列几大类 依成像色彩划分 1 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 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 2 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 依摄像机分辨率划分 1 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 2 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 3 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 依摄像机灵敏度划分 1 普通型 正常工作所需照度为 1 31x 2 月光型 正常工作所需照度为 0 1x 左右 3 星光型 正常工作所需照度为 0 01x 以下 4 红外照明型 原则上可以为零照度 采用红外光源成像 按摄像元件的 CCD 靶面的大小划分 1 lin 靶面尺寸为宽 12 7mmX 高 9 6mm 对角线 16mm 2 2 3in 靶面尺寸为宽 8 8mmX 高 6 6mm 对角线 11mm 3 1 2in 靶面尺寸为宽 6 4mmX 高 4 8mm 对角线 8mm 4 1 3in 靶面尺寸为宽 4 8mmX 高 3 6mm 对角线 6mm 5 1 4in 靶面尺寸为宽 3 2mmX 高 2 4mm 对角线 4mm 6 1 5in 正在开发之中 尚未推出正式产品 如何选择软压缩与硬压缩硬盘录象卡如何选择软压缩与硬压缩硬盘录象卡 目前市面上流行的硬盘录象卡主要有软压缩硬盘录象卡与硬压缩硬盘录象卡两大类 1 软压缩录象卡 软压缩录象卡 主要是由一个若干个图象采集芯片为核心 配合周边电路与元件 完成图象采集功能的一种硬件电路板产品 软 压缩录象卡从外型上看 各厂家做的基本一样 差别很小 因为各厂家设计电路是都必须按照芯片资料提供的样板电路为基础而 设计 软压缩录象卡的图象采集是通过图象采集芯片 如 FUNSION 878A 完成 而图象压缩则是通过软件实现 即通过电脑 CPU 运算 完成 软压缩产品 因开发难度大 市面上出现的品种不多 主要是加拿大 PIC02000 深圳以太公司的 ETHER8000 系列 韩国 PICASO 韩国 KODICOM 等 另外市面也有一些非法盗版的 PICO PICASO KODICOM 等 自己重新对产品命名 因软压缩产品开发难度特别大 能开发此类产品的基本上属于研发实力很强大的公司 软件设计科技含量高 如使用恰当 软件性能与稳定性都比较好 A 加拿大 PIC02000 是国外早期产品 因计算机技术发展迅速 新产品不断推出 该产品 将逐步退出市场 该产品图象质量不够佳 尤其是在图象运动时 会出现锯齿与拖尾等现象 另外该产品在图象采集技术上与现 代硬盘录象技术比 也落后了 特别是在图象切换时 丢帧厉害 导致图象连续性差 动作一跳一跳的 另外该产品还有一个缺 陷就是色彩调节不方便 单芯片卡接多路镜头 调节色彩不仅无法软件调色 而且不能单独每个画面调色 但该产品因安装简单 运行稳定 采用 MPEG 4 格式压缩 消耗硬盘小 价格低廉也受很多消费者欢迎 尤其是低端厂商运用较多 不过今年随 ETHER8000 产品的推出 PIC02000 市场占有量与价格更进一步下降了 B 以太公司的 ETHER8000 系列硬盘录象机为今年推出的高技术硬盘录象产品 该产品采用了现代计算机技术 无论是从硬件 还是软件设计都比早期产品有了很大的改进 从硬件上看 该产品抛弃了先前的 FUNSION 878A 而采用了比 FUNSION 878A 更 先进的 XL 系列图象采集芯片 该芯片弥补与克服了 FUNSION 878A 的多项缺陷 性能更优越 从软件方面看 ETHER8000 采用 了全球最先进的超高频切换技术 使得每个图象采集芯片每秒最高可采集 50 帧图象 芯片利用率更高 硬件成本更低 另外该产 品在图象处理技术上也有多项特别之处 图象清晰高 运动图象无拖尾 锯齿等 而且实现了单芯片四路采集卡每个镜头画面单 调软件调色 其他性能与功能齐全 稳定性佳 图象编码采用 MPEG 4 压缩格式 网络效果佳 而且支持 WINDOWS 操作系统自 带的 Windows Media Player 工具远程观看 该产品的不足之处 就是在 WINDOWS98 下不能安装 而只能在 Windows 2000 Professional Server XP 安装 这一点缺陷 在使用上带来不便 据说不想支持 WINDOWS 98 原因是促使用户采用 稳定的 WINDOWS2000 进一步提高其稳定性 C 韩国 PICASO 是韩国早期硬盘录象产品 一年前 该产品在国内曾经非常流行过 但因计算机技术更新迅速 与新一代硬盘 录象产品相比 该产品各项性能都显的有些落后 该产品与 ETHER8000 相反 只能在 WINDOWS98 下安装 而不能在 WINDOWS2000 下安装 因为开发那套录象系统时 WINDOWS2000 还没有面市 不支持 WIN2000 是可以理解的 另外该产品 对主板与显卡特别挑剔 安装麻烦 压缩格式采用的是耗硬盘大的 M JPEG 格式 由于数据量太大 网络性能不佳 D 韩国 KODICOM 一直到现在 国内应用还比较广泛 该产品各方面性能优于 PICASO 但压缩格式不够先进 采用的小波变 换 耗硬盘依然较大 网络性能也不算优秀 KODICOM 与 PICO2000 一样 一卡 8 路监视时 因切换技术落后 没有克服图形 抖动的弊端 在这一两年内 该产品也同样要面临被新一代硬盘录象机 ETHER8000 替代 2 硬压缩录象卡 硬压缩录象卡 其图象采集与图象压缩都是通过板卡上的芯片实现 与软压缩的区别主要就是该产品将图象压缩算法软件写入了 硬件板卡上的 DSP 芯片里 让 DSP 代替 CPU 来运算 减轻了 CPU 运算的压力 如果您的硬盘录象机电脑主机 CPU 频率低 监 控路数多 而且要求全实时 硬盘空间特别大的话可采用硬压缩录象卡 因为硬压缩不怎么用 CPU 资源 资源充足 故大多数硬 压缩采用高分辨率显示 录象时并不采用高分辩率 故录象后图象清晰度不比软压缩高 采用大比特流压缩 图象清晰度高 但这样也带来了新的问题 就是数据量太大 故硬压缩消耗硬盘也大 录象保存的时间较短 同时网络传输也带来了很大的压力 不适合多路远程监控 另外硬压缩中的图象压缩 DSP 芯片 由于设计上远远不如 CPU 设计科学 其发热量大 最高温度达 80 度 以上 如果将四张硬压缩卡并排插入电脑 组成 16 路实时录象 在没有良好散热条件下 夏天特别容易死机 所以在天气炎热的 南方城市安装硬盘录象是不得不考虑这一问题 硬压缩还有一个无法克服的缺陷 就是因为硬压缩产品硬件成本太高 价格降不下来 甚至有的压缩卡没有先进的加密技术 采用昂贵的 USB 接口加密狗来完成加密 这不仅增加了板卡硬件成本 同时也反映出该 产品技术含量不够高等特点 如果一家硬盘录象机厂家连单片机加密与编程都实现不了 可想其研发实力不会有多强 开发出来 的产品质量有待慎重考察 USB 接口加密狗 主要用于纯软件商品防止盗版 而带有硬件电路的产品多采用电路板上的芯片加密 由于硬压缩录象卡造价昂贵 主要用于高端场所 难以推广到中低端场所 如住址小区 中小型宾馆 工厂保安 厂房监视管 理用 家用监控等场所 目前市场上出现的硬压缩录象卡主要是国内厂家制造 不涉及到硬件芯片驱动开发与图象采集压缩等操作 属于二次开发 硬压 缩产品品种多 软硬件基本一样 只是各厂家软件稳定性与外观不一样 核心的东西是一样的 不过值得注意的是 国内有些公 司开发的硬压缩录象软件不够成熟 出现死机现象等不稳定现象 通过上面各种软硬压缩录象产品的综合对比 每种产品都有其优缺点 所以用户必须根据自己的场所与其他条件 选择合适的一 款硬盘录象卡 如需要 16 路全实时硬盘录象 不需要远程监控 则可选择硬压缩录象卡 如果监控路数在 8 路以下全实时 软压 缩产品可完全替代硬压缩 而需要多路远程监视 可选择接近实时 每秒 6 5 18 帧 的 MPEG 4 压缩格式的软压缩产品 不仅网 络效果佳 录象时间长 而且实时性不差 眼睛看上去基本接近实时 这类产品在美国 台湾 深圳与广东应用较多 其中广东 沿海地区工厂管理监控用量最大 数字硬盘录像机 DVR 小常识 1 问 硬盘录像机的用途和分类 答 硬盘录像机的主要用途是将前端设备 如摄像机 传送过来的图像模拟信号转变成数字信号 经压缩后存储在硬盘 一般分 为 PC 式和嵌入式 2 问 什么叫 MPEG 答 它是由 ISO 国际标准化协会 与 IEC 国际电子协会 于 1988 年联合成立的组织 其主要工作是致力于运动图像 MPEG 视频 及其伴音编码 MPEG 音频 的标准化工作 3 问 MPEG 系列版本共有哪几种 答 MPEG 至今共有 5 个版本 MPEG 1 MPEG 2 MPEG 4 MPEG 7 和 MPEG 21 其中 MPEG 1 MPEG 2 应用比较广泛 而 MPEG 4 虽已推出两年 但它的应用直到最近才活跃起来 MPGE 7 和 MPEG 21 则属于今后的标准 4 问 MPEG 1 的应用有哪些 答 MPEG 1 制定于 1992 年 是针对 1 5Mbps 以下数据传输率的数字存储媒体运动图像及其伴音编码设计的国际标准 主要应用于 CD ROM 包括 Vdieo CD CD I 等 存储彩色的同步运动视频图像 它的目的是把 221Mbit S 的 N 制图像压缩到 1 2Mbit s 压缩率为 200 1 使用 MPEG 1 压缩算法 可将一部 120 分钟的电影压缩到 1 2GB 左右 因此广泛应用 VCD 制作 目前 90 以上 VCD 都 是用 MPEG 1 格式压缩的 5 问 MPEG 2 的应用有哪些 答 MPEG 2 于 1996 年推出 主要用于解决多媒体传输问题 在宽带上传输的图像质量能达到电视广播甚至 HDTV 的标准 支持 更广的分辨率和比特率范围 成为数字图像盘 DVD 和数字广播电视的压缩方式 它可以将一部 120 分钟的电影压缩到 4 8GB 提供低音声道和多达 7 个伴音声道 6 问 MPEG 3 标准为何没有制定 答 由于 MPEG 2 的出色性能已能适用于 HDTV 因此 MPEG 3 标准并未制定 我们通常所说的 MP3 指的是 MPEG Layer3 只是 MPEG 的一个音频压缩标准 7 问 MPEG 4 的应用有哪些 答 MPEG 4 公布于 1999 年 1 月 随后于 12 月公布了第二版 MPEG 4 的正式 ISO 命名为 ISO IEC14496 MPEG 4 的最大创新 在于赋予用户针对应用建立系统的能力 而不仅仅使用户面向应用的固定标准 MPEG 4 将集成尽可能多的数据类型 使我们第 一次有可能建立个性化的视听系统 8 问 MPEG 4 与 MPEG 1 MPEG 2 相比较 优势在哪些地方 答 与 MPEG 1 MPEG 2 相比 不仅在压缩算法和磁盘空间的应用上占有优势 而且随着时间的推移 技术上也会更加成熟 假如你带一群孩子逛玩具店 在 MPEG 1 和 MPEG 2 的世界里 你只能告诉他们 把鼻子贴在橱窗上看玩具 但在 MPEG 4 的世界里 你就能够对他们说 你们看到玩具了吗 去和他一起玩玩吧 9 问 最新的 MPEG 数字压缩格式是什么 答 MPEG 组织即将批准一项新的数字压缩格式 称为 H 264 是由美国和欧洲标准组织合作组建的 联合视频小组 创建的 将作为 MPEG 4 标准的第 10 部分 在今年年底获得通过 它可以加快互联网和无线视频点播服务的发展速度 比 MPEG 4 的视 频格式在性能的方面提高 33 10 问 什么是 H 261 H 263 标准 答 1984 年 国际电报电话咨询委员会 CCITT 第 15 研究组建立了一个专家组 专门研究电视电话和会议电视的编码标准 并 于 1990 年 12 月正式通过了传输率在 P 64kb S P 1 2 30 的视听业务编解码 CDELC H 261 标准 这个标准主要是针对通 过电话线的会议可视 可视电话以及其他多媒体通信提出的 H 263 视频编码标准是 1996 年公布的极低码率编码标准之一 它是 H 324 系列建议中的视频编码部分 11 问 我司代理的 D TEG 1 D TEG Poswatch DVR 的主要技术参数有哪些 答 D TEG 1 采用 MPEG1 MPEG2 可选视频压缩模式 PAL 制解析度为 768 576 操作系统为 RTOS D TEG Poswatch 的视 频压缩格式为 H 263 解析度为 640 480 操作系统也为 RTOS 监控系统常见问题解答 分割器 电源工作不正常 引起分割器锁机 更换电源 接入 BNC 头视频线接触不良 造成画面跳动 由于误设程序 造成分割器工作混乱 重新设置 使用录像时接错回放口 无法回放 使用单工分割器是只能录而无法回放的 双工 半双工才行 监控系统常见问题解答 矩阵 编程是否正确 有无遗漏之处 A 使用分控键盘时 对监视器的分配和授权的编程是否正确 B 设置报警监控和录像时 有否正确连接报警设备 编程是否合理 相关设备的数据冲突 C 连接外部受控设备 如快球 解码器 报警设备 要注意说明书所提供的数据端口 正确连接 和编程 矩阵的故障 a 开机无显示 请查看保险丝 B 32 路以上矩阵箱开机无显示 查看插板自查发光二极管工作是否正常 不正常时 重插该板 C 某路无输出时 可调换一路正常的画面 以便查看是矩阵问题还是其它问题 D 控制失效 请查看是否接对控制端口 受控器有否编码 更换另一端口试一试 监控系统常见问题解答 摄像机 无图像输出 a 检查电源是否接好 电源电压是否足够 B BNC 接头或视频电缆是否接触不良 C 镜头光圈有否打开 D 视频或直流驱动的自动光圈镜头控制线是否接对 图像质量不好 a 镜头是否有指纹或太脏 B 光圈有否调好 C 视频电缆接触不良 D 电子快门或白平衡设置有无问题 E 传输距离是否太远 F 电压是否正常 G 附近是否存在干扰源 H 在电梯里安装时要与电梯保证绝缘免受干扰 i CS 接口有否接对 监控系统常见问题解答 解码器 解码器 接通电源 电源指示灯不亮 A 检查电源有否加到接线柱 B 检查电源保险丝是否损坏 通电即烧保险 a 检查接线端子的公共端 com 有没有错 B 检查云台输出电压选择有否选对 电源灯亮但无法控制 a 信号线是否接对 B 控制时信号灯闪烁否 C 有否正确编码 控制不灵乱转 a 检查控制码信号线 B 同一条信号线控制线过长 C 同一条信号线串 并 接过多的解码器 监控系统故障的解决方法 3 1 云台的故障 一个云台在使用后不久就运转不灵或根本不能转动 是云台常见故障 这种情况的出现除去产 品质量的因素外 一般是以下各种原因造成的 1 只允许将摄像机正装的云台 在使用时采用了吊装的方式 在这种情况下 吊装方式导致了云台运转负荷加大 故使用不 久就会导致云台的传动机构损坏 甚至烧毁电机 2 摄像机及其防护罩等总重量超过云台的承重 特别是室外使用的云台 往往防护罩的重量过大 常会出现云台转不动 特别 是垂直方向转不动 的问题 3 室外云台因环境温度过高 过低 防水 防冻措施不良而出现故障甚至损坏 4 距离过远时 操作键盘无法通过解码器对摄像机 包括镜头 和云台进行遥控 这主要是因为距离过远时 控制信号衰减太 大 解码器接受到的控制信号太弱引起的 这时应该在一定的距离上加装中继盒以放大整形控制信号 2 监视器的图像对比度太小 图像淡 这种现象如不是控制主机及监视器本身的问题 就是传输距离过远或视 频传输线衰减太大 在这种情况下 应加入线路放大和补偿的装置 3 图像清晰度不高 细节部分丢失 严重时会出现彩色信号丢失或色饱和度过小 这是由于图像信号的高频端 损失过大 以 3MHz 以上频率的信号基本丢失造成的 这种情况或因传输距离过远 而中间又无放大补偿装置 或因视频传输电 缆分布电容过大 或因传输环节中在传输线的芯线与屏蔽线间出现了集中分布的等效电容造成的 4 色调失真 这是在远距离的视频基带传输方式下容易出现的故障现象 主要原因是由传输线引起的信号高频 段相移过大而造成的 这种情况应加相位补偿器 5 操作键盘失灵 这种现象在检查连线无问题时 基本上可确定为操作键盘 死机 造成的 键盘的操作使用 说明上 一般都有解决 死机 的方法 便如 整机复位 等方式 可用此方法解决 如无法解决 就可能是键盘本身损坏了 6 主机对图像的切换不干净 这种故障现象的表现是在选切后的画面上 叠加有其它画面的干扰 或有其它图 像的行同步信号的干扰 这是因为主机制矩阵切换开关质量不良 达到图像之间隔离度的要求所造成的 7 如果采用的是射频传输系统 也可能是系统的交扰调制和相互调制过大而造成的 一个大型的 与防盗报警联动运行的电视监控系统 是一个技术含量高 构成复杂的系统 各种故障现象虽然 都有可能出现 但只要把好所选用的设备和器材的质量关 严格按标准和规范施工 一般是不会出现大问题的 即使出现了 只 要冷静分析和思考 不盲目地大拆大卸 是会较快解决问题的 监控系统故障的解决方法 2 1 视频传输中 最常见的故障现象表现在监视器的画面上出现一条黑杠或白杠 并且或向上或向下慢慢滚动 因此 在分析这类故障现象时 要分清产生故障的两种不同原因 要分清是电源的问题还是地环路的问题 一种简易的方法是 在控制主机上 就近只接入一台电源没有问题的摄像机输出信号 如果在监视器上没有出现上述的干扰现象 则说明控制主机无问题 接下来可用一台便携式监视器就近接在前端摄像机的视频输 出端 并逐个检查每台摄像机 如有 则进行处理 如无 则干扰是由地环路等其它原因造成的 2 监视器上出现木纹状的干扰 这种干扰的出现 轻微时不会淹没正常图像 而严重时图像就无法观看了 甚至 破坏同步 这种故障现象产生的原因较多也较复杂 大致有如下几种原因 视频传输线的质量不好 特别是屏蔽性能差 屏蔽网不是质量很好的铜线网 或屏蔽网过稀而起不到屏蔽作用 与此同时 这类视频线的线电阻过大 因而造成信号产生较大衰减也是加重故障的原因 此外 这类视频线的特性阻抗不是 75 以及参数超 出规定也是产生故障的原因之一 由于产生上述的干扰现象不一定就是视频线不良而产生的故障 因此这种故障原因在判断时要 准确和慎重 只有当排除了其它可能后 才能从视频线不良的角度去考虑 若真是电缆质量问题 最好的办法当然是把所有的这 种电缆全部换掉 换成符合要求的电缆 这是彻底解决问题的最好办法 2 由于供电系统的电源不 洁净 而引起的 这里所指的电源不 洁净 是指在正常的电源 50 周的正弦波 上叠加有干扰 信号 而这种电源上的干扰信号 多来自本电网中使用可控硅的设备 特别是大电流 高电压的可控硅设备 对电网的污染非常 严重 这就导致了同一电网中的电源不 洁净 比如本电网中有大功率可控硅调频调速装置 可控硅整流装置 可控硅交直流 变换装置等等 都会对电源产生污染 这种情况的解决方法比较简单 只要对整个系统采用净化电源或在线 UPS 供电就基本上可 以得到解决 系统附近有很强的干扰源 这可以通过调查和了解而加以判断 如果属于这种原因 解决的办法是加强摄像机的屏蔽 以 及对视频电缆线的管道进行接地处理等 3 由于视频电缆线的芯线与屏蔽网短路 断路造成的故障 这种故障的表现形式是在监视器上产生较深较乱的 大面积网纹干扰 以至图像全部被破坏 形不成图像和同步信号 这种情况多出现在 BNC 接头或其它类型的视频接头上 即这种 故障现象出现时 往往不会是整个系统的各路信号均出问题 而仅仅出现在那些接头不好的路数上 只要认真逐个检查这些接头 就可以解决 4 由于传输线的特性阻抗不匹配引起的故障现象 这种现象的表现形式是在监视器的画面上产生若干条间距相 等的竖条干扰 干扰信号的频率基本上是行频的整数倍 这是由于视频传输线的特性阻抗不是 75 而导致阻抗失配造成的 也可 以说 产生这种干扰现象是由视频电缆的特性阻抗和分布参数都不符合要求综合引起的 解决的方法一般靠 始端串接电阻 或 终端并接电阻 的方法去解决 另外 值得注意的是 在视频传输距离很短时 一般为 150 米以内 使用上述阻抗失配和分布参 数过大的视频电缆不一定会出现上述的干扰现象 5 由传输线引入的空间辐射干扰 这种干扰现象的产生 多数是因为在传输系统 系统前端或中心控制室附近 有较强的 频率较高的空间辐射源 这种情况的解决办法一个是在系统建立时 应对周边环境有所了解 尽量设法避开或远离辐 射源 另一个办法是当无法避开辐射源时 对前端及中心设备加强屏蔽 对传输线的管路采用钢管并良好接地 解决上述问题的根本办法是在选购视频电缆时 一定要保证质量 必要时应对电缆进行抽样检测 监控系统故障的解决方法 1 1 电源的不正确引发的设备故障 电源不正确大致有如下几种可能 供电线路或供电电压不正确 功率不够 或某一路供电线 路的线径不够 降压过大等 供电系统的传输线路出现短路 断路 瞬间过压等 特别是因供电错误或瞬间过压导致设备损坏的 情况进有发生 因此 在系统调试中 供电之前 一定要认真严格地进行核对与检查 绝不应掉以轻心 2 由于某些设备 如带三可变镜头的摄像机及云台 的连结有很多条 若处理不好 特别是与设备相接的线路处 理不好 就会出现断路 短路 线间绝缘不良 误接线等导致设备的损坏 性能下降的问题 在这种情况下 应根据故障现象冷 静地进行分析 判断在若干条线路上是由于哪些线路的连接有问题才产生那种故障现象 这样就会把出现问题的范围缩小了 特 别值得指出的是 带云台的摄像机由于全方位的运动 时间长了 导致连线的脱落 挣断是常见的 因此 要特别注意这种情况 的设备与各种线路的连接应符合长时间运转的要求 3 设备或部件本身的质量问题 从理论上说 各种设备和部件都有可能发生质量问题 但从经验上看 纯属产 品本身的质量问题 多发生在解码器 电动云台 传输部件等设备上 值得指出的是 某些设备从整体上讲质量上可能没有出现 不能使用的问题 但从某些技术指标上却达不到产品说明书上给出的指标 因此必须对所选的产品进行必要的抽样检测 当确属 产品质量问题 最好的办法是更换该产品 而不应自行拆卸修理 除此之外 最常见的由于对设备调整不当产生的问题 比如摄 像机后截距的调整是个要求非常细致和精确的工作 如不认真调整 就会出现聚焦不好或在三可变镜头的各种操作时发生散焦等 问题 另外 摄像机上一些开关和调整旋钮的位置是否正确 是否符合系统的技术要求 解码器编码开关或其它可调部位设置的 正确与否都会直接影响设备本身的正常使用或影响整个系统的正常性能 4 设备 或部件 与设备 或部件 之间的连接不正确产生的问题大致会发生在以下几个方面 阻抗不匹配 通信接口或通信方式不对应 这种情况多半发生在控制主机与解码器或控制键盘等有通信控制关 系的设备之间 也就 是说 选用的控制主机与解码器或控制键盘等不是一个厂家的产品所造成的 所以 对于主机 解码器 控制键盘等应选用同一 厂家的产品 驱动能力不够或超出规定的设备连接数量 比如 某些画面分割器带有报警输入接口在其产品说明书上给出了与报警探头 长延时录像机等连接的系统主机连成系统 如果再将报警探头并联接至画面分割器的报警输入端 就会出现探头的报警信号既要 驱动报警主机 又要驱动画面分割器的情况 在这种情况下 往往会出现驱动能力不足的问题 表现出的现象是 画面分割器虽 然能报警 但出于输入的报警信号弱而工作工稳定 从而导致对应发生报警信号的那一路摄像机的图像画面在监视器上虽然瞬间 转换为全屏幕画面却又丢掉 保持不住 而使监视器上的图像仍为没报警之前的多画面 解决类似上述问题的方法 一是通过专用的报警接口箱将报警探头的信号与画面分割器或视频切换主机相对应连接 二是在没有报警接口箱的情况时 可自行设计加工信号扩展设备或驱动设备 上述谈及的问题 也会出现在视频信号的输出和分配上 公共广播系统常见问题解答 功放输出过载 a 检查线路有否短路 B 检查喇叭阻抗是否一致 有无短路 C 检查输入电压是否正常 报警系统常见问题解答 报警信号无法撤防 A 线尾电阻没连接好或接法不对 B 输入线有没有处于短路 开路 状态 C 探头工作是否正常 无报警 a 有否布防 B 布防编程是否正确 C 能否听到探头或报警主机里的计电器动作声响 红外灯的原理选择与应用 一 概述 在电视监控系统工程中 过去很少应用红外灯 近年来 不但金库 油库 军械库 图书文献库 文物部门 监狱等重要部门采 用 而且也在一般监控系统中都被采用 甚至居民小区电视监控工程也应用了红外灯 这说明人们对电视监控系统工程的要求愈 来愈规范 愈来愈高 不但要求白天和夜间可见光照明监控 而且要求夜间隐蔽性监控 随着电视监控系统工程技术的发展 购买红外灯用户的迅猛增加 也出现不少问题 例如 某用户购买了十几个红外灯 说一 个都不亮 经过询问了解才知道 他采用的是普通彩色摄像机 而普通彩色摄像机是不感受红外光的 有的用户说你们的红外灯 达不到标称的照射距离 经过了解 他们缺乏红外灯对摄像机 镜头 防护罩和供电系统配套性要求的认识 在电视监控工程设 计中没有作为一个红外低照度低照度假夜视系统工程来总体考虑 有的用户对红外灯自以为了解 自行增加 DC12V 红外灯供电电 压 以此增加红外灯的辐照功率 或采用不稳压直流电源给 DC12V 红外灯供电造成红外灯烧毁 有的用户反映它们按红外灯要求 的照度选配了摄像机 在红外灯标称的照射距离内却不能获得清晰图象 而不知有的摄像机生产厂家给出的最低照度有水分 或 有意无意地使用了含糊的最低照度概念 以所谓的靶面照度代替景物照度 此外 有的用户对摄像机照度之外影响获得清晰图像 的因素 如摄像机和镜头的标称尺寸 镜头光圈 F 焦距 f 对摄像机功能要求等不十分了解 我们认为现在向电视监控器材经销 商 工程商和用户介绍一些红外灯的原理 选择和应用方法是有益的 实现夜视的方法 可以采用常规的可见光照明 但此法不仅不能隐蔽 反而更加暴露监控目标 在居民小区还有扰民问题 隐蔽的夜视监控 目前都是采用红外摄像技术 红外摄像技术分为被动红外摄像技术和主动红外摄像技术 被动红外摄像技术是 利用任何物质在绝对零度以上都有红外光发射 人体和热机发出的红外光较强 其它物体发出的红外光很微弱 利用特殊的红外 摄像机可以实现夜间监控 但是 这种特殊的红外摄像机造价昂贵 而且不能反映周围环境状况 因此在夜视系统中不被采用 在夜视系统中经常采用主动红外摄像技术 即采用红外辐射 照明 产生人眼看不见而普通摄像机能捕捉到的红外光 辐射 照明 景物和环境 应用普通低照度黑白摄像机 白天彩色夜间自动变黑白摄像机或红外低照度彩色摄像机 感受周围环境反 射回来的红外光实现夜视 二 红外灯的原理及其特性 光是一种电磁波 它的波长区间从几个纳米 1nm 10 9m 到 1 毫米 mm 左右 人眼可见的只是其中一部分 我们称其为 可见光 可见光的波长范围为 380nm 780nm 可见光波长由长到短分为红 橙 黄 绿 青 兰 紫光 波长比紫光短的称为 紫外光 波长比红外光长的称为红外光 普通 CCD 黑白摄像机可以感受光的光谱特性 它不仅能感受可见光 而且可以感受红外光 这就是利用普通 CCD 黑白摄像机 配合红外灯可以比较经济地实现夜视的基本原理 而普通彩色摄像机的光谱特性不能感受红外光 因此不能用于夜视 红外灯按其红外光辐射机理分为半导体固体发光 红外发射二级管 红外灯和热辐射红外灯两种 其原理及特性我们介绍如下 1 红外发射二极管 LED 红外灯的原理及特性 由红外发光二级管矩阵组成发光体 红外发射二级管由红外辐射效率高的材料 常用砷化镓 GaAs 制成 PN 结 外加正向偏 压向 PN 结注入电流激发红外光 光谱功率分布为中心波长 830 950nm 半峰带宽约 40nm 左右 它是窄带分布 为普通 CCD 黑 白摄像机可感受的范围 其最大的优点是可以完全无红暴 采用 940 950nm 波长红外管 或仅有微弱红暴 红暴为有可见红 光 和寿命长 红外发光二极管的发射功率用辐照度 W m2 表示 一般来说 其红外辐射功率与正向工作电流成正比 但在接近正向电流的 最大额定值时 器件的温度因电流的热耗而上升 使光发射功率下降 红外二极管电流过小 将影响其辐射功率的发挥 但工作 电流过大将影响其寿命 甚至使红外二极管烧毁 当电压越过正向阈值电压 约 0 8V 左右 电流开始流动 而且是一很陡直的曲线 表明其工作电流对工作电压十分敏感 因此 要求工作电压准确 稳定 否则影响辐射功率的发挥及其可靠性 辐射功率随环境温度的升高 包括其本身的发热所产生的环境温 度升高 会使其辐射功率下降 红外灯特别是远距离红外灯 热耗是设计和选择时应注意的问题 红外二极管的最大辐射强度一般在光轴的正前方 并随辐射方向与光轴夹角的增加而减小 辐射强度为最大值的 50 的角度称 为半强度辐射角 不同封装工艺型号的红外发光二极管的辐射角度有所不同 2 热辐射红外灯的基本原理及其特性 热辐射现象是极为普通的 物体在温度较低时产生的热辐射全部是红外光 所以人眼不能直接观察到 当加热 500 度左右时 才 会产生暗红色的可见光 随着温度的上升 光变得更亮更白 在热辐射光源中通过加热灯丝来维持它的温度 供辐射继续不断的 进行 维持一定的温度而从外部提供的能量与因辐射而减少的能量达到平衡 辐射体在不同加热温度时 辐射的峰值波长是不同的 其光谱能量分布也是不同的 根据以上原理 经特殊设计和工艺制成的红外灯泡 其红外光成分最高可达 92 95 国外生产的这种红外灯泡的技术性能为 功率 100 375W 电源电压 230 250V 使用寿命 5000 小时 辐射角度 60 80 度 普通黑白摄像机感受的光谱频率范围也是很宽的 且红外灯泡一般可制成比较大的功率和大的辐照角度 因此可用于远距离红 外灯 这是它最大的优点 其最大不足之处是包含可见光成份 即有红暴 且使用寿命短 如果每天工作 10 小时 5000 小时只 能使用一年多 考虑散热不够 寿命还要短 而对于客户来讲 更换灯泡是麻烦和不愉快的事情 在克服热辐射红外灯缺点方面进行了许多努力 首先是研制和应用了高通红外滤波钢化玻璃 波长愈长 红暴愈小 甚至可达 到全无红暴 但是 红外光的效率愈低 红外灯发热就愈高 红外玻璃的波长可根据用户对红暴要求高低加以选择 一般而言 相同有效辐照距离时 对红暴要求愈高 造价愈高 红外玻璃经过钢化 可以耐受急冷急热的变化 在内部红外灯泡由于可见光 滤除的部分 转化产生热量 温度会很高 外部冷风及雨雪的突袭下 急冷而不致损坏 为提高热辐射红外灯的寿命 采用了光 控开关电路 以减小其工作时间 采用了变压稳压整流电路 使其发光功率得以充分发挥而且提高了红外灯的寿命 而更重要的 是考虑灯丝冷阻是非常小的 如 100W 红外灯泡 灯丝热阻为 529 这时的工作电流只有 0 4348A 而冷阻只有 36 红外灯接 通电源瞬间为 6 39A 瞬时功达到 1470W 这一瞬间灯丝负荷过载达几十倍 这对灯丝寿命有非常大的影响 人们研制的灯丝保护 电路 相信红外灯灯泡的工作寿命会成倍增长 此外 还增加了延时开关电路以防环境的光干扰 三 红外灯的选择和使用 红外灯的选择最重要的问题是成套性 即红外灯与摄像机 镜头 防护罩 供电电源等的成套性 在设计方案时对所有器材综 合考虑设计 把它作为一个红外低照度夜视监控系统工程来考虑设计 有的人买完了摄像机 镜头 防护罩 电源之后甚至安装 之后才去考虑购买红外灯 这是不正确的 在考虑成套性时 特别要注意以下几个问题 1 使用黑白摄像机或特殊彩色摄像机 CCD 图象传感器具有很宽的感光光谱范围 其感光光谱不但包括可见光区域 还延长到红外区域 利用此特性 可以在夜间无 可见光照明的情况下 用辅助红外光源照明也可使 CCD 图象传感器清晰的成像 而普通彩色摄像机为了能传输彩色信号 从 CCD 器件的输出信号中分离出绿蓝红三种基色视频信号 然后合成彩色电视信号 其感光光谱只在可见光区域 随着技术的进步出现白天彩色 晚上黑白摄像机 它采用两个 CCD 进行切换或采用一个 CCD 利用数位电路的切换来实现 但 是存在黑白照度偏高 有的对彩色色彩的不利影响等缺点 而红外低照度彩色摄像机红外感度比一般摄像机高 4 倍以上 随着成 本的降低 会成为发展趋势的 2 要求选用低照度摄像机 摄像机的最低照度是当被摄景物的光亮度低到一定程度而使摄像机输出的视频信号电平低到某一规定值时的景物光亮度值 测 定此参数时 还应特别注明镜头的光圈 F 的大小 例如使用 F1 2 的镜头 当被摄影景物的照度值低到 0 02Lx 时 摄像机输出的视频信号幅值为标准幅值 700mv 的 50 33 则称此摄像机的最低照度为 0 02Lx F1 2 有的摄像机生产厂家给出不同光圈 F 时的最低照度 当选择摄像机最低照度高于红外灯要求时 红外灯的有效距离将受到一定影响 应当提醒用户的是市场上出售的摄像机技术性能标出的最低照度有两种不正常情况 一种 是摄像机制造商所标的最低照度是所谓的靶面照度 即 CCD 图象传感器上的光照度 它比景物照度低 10 倍左右 另一种是有个 别摄像机制造商或销售商虚报最低照度 目前市场上比较经济的黑白摄像机 售价在 700 元左右 有的最低照度标为 0 01 0 02Lx 它们的实际最低照度仅为 0 1 0 2Lx 如果 使用的红外灯要求摄像机的最低照度为 0 02Lx 必然影响红外灯的有效照射距离 而购买最低照度 0 02Lux 的摄像机 价格可能比 0 1 0 2Lx 摄像机最少高一倍左右 这时有两种选择 在摄像机上多花钱 在红外灯上就少花钱 在摄像机上少花钱 在红外灯上就多花钱 经验表明室外特别是距离较远时 选择前者是比较经济的 3 要求摄像机的尺寸规格 摄像机标称尺寸日趋小型化 目前市场上的摄像机尺寸规格有 1 2 1 3 1 4 摄像机尺寸大 接受的光通量大 摄像机尺寸小 接 受的光通量少 如红外灯标称的有效距离是在 1 2 摄像机条件下试验的 如采用 1 3 或者 1 4 摄像机 有效距离也将受到一定影响 1 3 摄像机光通量只有 1 2 摄像机光通量的 44 4 镜头的尺寸规格 与摄像机的尺寸规格同理 不再赘述 5 摄像机和镜头的功能要求 摄像机有自动电子快门功能 AGC 自动增益控制功能 镜头有自动光圈 以适应昼夜照度很大的变化 6 电源供应 电视监控系统前端设备的电源供应要统一考虑设计 红外灯的电源供应 考虑到红外管的工作电流对供电电压十分敏感 而电 缆长度不同对直流电压衰减不同 在多个红外灯距控制室的距离相差较大时 采用 DC12V 集中供电可能使距控制室近的红外灯供 电电压高 距控制室远的红外灯供电电压低 加之电源电压调整上的偏差 可能造成电压过高的红外灯寿命缩短甚至烧坏 电压 低的红外灯发射功率不足 因此建议尽可能采用 AC220V 供电或配一对一的直流稳压电源 这种直流稳压电源有的在电网电压波 动在 AC100V 245V 时输出直流电压都是稳定的 保证红外灯红外辐射功率都是稳定可靠的 除配套性外 还要考虑到以下因素 选择红外灯时 在选择红外灯辐照距离时留有余地 1 摄像机给出的最低照度 这里的最低照度概念是什么 摄像机产生的视频信号标称值为 1V 标准值为 0 7V 而最低照度时的 视频信号值为 1 3 1 2 标准植 所以摄像机在最低照度时的图像 决不会 如同白昼一样 2 摄像机在最低照度时产生的图像清晰度 是用电视信号测试卡进行测式的 其黑白相间的条纹 要求黑色反射率近于 0 白 色反射率大于 89 9 而我们在现场观察时有时不具备这样的条件 比如 树叶和草地的反射率很低 反差很小 就不易获得清 晰图像 3 给出摄像机最低照度的同时 还要给出光圈 F 的要求值 而变焦镜头一般只给出 1 F 的最大值 即光圈 F 的最小值 光圈实 际尺寸最大值 F f D 那么 D 为定值 在 f 焦距拉大 10 倍时 F 变得很大 即光圈实际尺寸变得很小 光通量将受到很大影 响 4 在使用自动光圈镜头 自动增益控制或自动电子快门摄像机时 镜头光圈 F 值也会发生变化 例如 在摄像机近处有景物 反射回强光给摄像机 或附近有灯光照射摄像机 这时摄像机的灵敏度将减小 自动光圈的尺寸将被关小 光通量也将受到很大 影响 5 防护罩对红外灯的效果也有影响 红外光在传输过程中 通过不同介质 透射率和反射率也不同 不同的视窗玻璃 特别 是自动除霜镀膜玻璃 对红外光的衰减也不同 6 有的器材生产或销售商 不给出红外灯的辐照距离 只给出功率数 这样对生产 销售商来说麻烦可能少一些 但是这是非 常含糊的概念 因为功率消耗除转化为红外光能外 还有电源热损耗 电路热损耗 光源热损耗 滤光玻璃片红外光效率等等 相同功率的红外灯 其辐照距离可能相差很远 随着红外夜视系统的迅速发展 红外灯生产供应厂家也会增加 但红灯产品并非象有的人想象的那样容易 在技术 检测仪器 设备等方面条件也不同 希望用户多多加比较 慎重选择 用户使用红外灯首先要仔细阅读使用说明书 特别是为保证人身设备安全的注意事项 检查前面所讲述的配套性方面是否达到 要求 应考虑到的影响因素是否考虑到 如未达到要求 可及时调整所用器材 用户不应擅自提高供电电压 因为红外灯在设计时 既考虑到其辐照度的充分发挥 又考虑到其安全可靠性 提高供电电压 可能使红外灯烧毁 更不应擅自拆改红外灯 如果这样做 生产厂家可能不再负责维修 如果红外灯出现问题 应与生产厂家或 供货商联系 安全防范工程设计任务书的编制 安全防范工程立项前 必须有设计任务书 设计任务书是指建设单位根据国家有关部门的规定和管理要求以及本 身的需要 将设防目的和技术要求以文字 图表形式写出的文件 设计任务书可作为单独文件也可作为招标书中技术部分 是合 同书中必须执行的附件 设计任务书由建设单位自行编制 也可请设计单位或咨询机构代编 设计任务书应有编制者签名 主管 部门审批 签名 并加益公章才被视为有效文件 GA T75 94 安全防范工程程序与要求中 可行性研究报告与设计任务书的内容本质 一致 因此 一级工程的可行性研究报告以设计任务书形式代替通常被认为是允许的 在对安全防范工程的设计方案进行论证时 甚至在工程验收时 发现有些建设单位没有提供设计任务书 代替的仅是特别简单 的某某工程委托谁来作的 委托书 或是 用户需求书 甚至还有的仅是 双方信任的口头协议 设计任务书内容的不够完整 是普 遍存在的问题 这些作法是不符合 GA T75 94 安全防范工程程序与要求中的规定 造成了工程的设计施工中一改再改 滋生出许 多矛盾 设计任务书的内容根据 GA T75 94 应包括 任务来源 政府部门的有关规定和管理要求 工程项目的内容和目的要求 建设工 期 工程投资控制数额 建成后应达到的预期效果 但是 该标准中没有规定设计任务书的编制格式 因此 出现了各式各样的设计仟务书 有的设计任务书中没有明确风险等级 和防护级别 有的设计任务书规定的过分仔细 如规定要使用什么厂家 什么型号的产品 有的设计任务书没有明确入侵报警与 电视和 或声音监控的联动等等 这些都给设计 设计评审者增加了不少麻烦 针对设计任务书出现的问题 结合对银行系统 文博系统 楼宇智能化系统 社区系统 移动目标等的安全工程设计评审的情 况 以及参与某些较大工程设计任务书的编制过程 这里提出一个重要场所的安全防范工程设计任务书的基本编制格式供大家参 考 因为工程的大小 功能要求各不相同 对各个工程项目 为反映具体项目的特色 其内容应当有所增减 设计任务书基本格 式按其内容可分为 6 章 1 总则 2 应遵循政府部门的有关规定和管理要求 3 安全防范工程的内容和目的要求 4 建设工期 5 工 程投资控制数额 6 建成后应达到的预期效果 现将各章主要内容说明如下 安全防范工程设计任务书 编制案例 1 总则 1 1 根据安全技术防范管理规定 XX 省 市 人民政府令第 XX 号 和 或根据本部门 单位 安全管理需要 在本部门 单位 建立安全 技术防范系统 预防和制止入侵盗窃 抢劫 破坏等刑事犯罪 保障人身利财产的安全 1 2 本单位属于 X 级风险等级和 或按 X 级防护级别进行设防 风险等级和防护级别通常由行政管理部门确定 对于某些特别要 害的场所 如贮存核材料 化学毒品等场所 还应由当地公安部门以文件形式说明可能受到威胁的类型 以作为设计时面对的基 准威胁 1 3 设计任务包括设计 施工 调试 验收 培训和维修服务 1 4 安全技术防范系统工程的设计应遵循可靠 先进 经济 实用的原则 可靠 在本地大气条件下平均无故障工作时间 MTBF 不小于 10000 小时 对一般的入侵行为报警准确及时 无漏报现象 误报每 年不大于 2 次 先进 在技术上应有适度超前 便于扩展和升级 在一定时期内具有先进性 经济 优化设计 造价合理 具有较高的性能价格比和较低的维护开销 实用 操作简单 显示明了 维修方便 经久耐用 1 5 为确保安全技术防范系统工程的有效性 设计单位可对建设单位的保安管理制度 接处警反应速慢等提出要求 2 应遵循政府部门的有关规定和管理要求 中华人民共和国公安部安全技术防范系统工程管理规定 在审批中 有关风险等级和安全防护级别的规定 选用 GA26 1992 军工产品储存风险等级和安全防护级别的规定 GA27 1992 文物系统博物馆风险等级和安全防护级别的规定 GA28 1992 货币印制企业风险等级和安全防护级别的规定 GA38 1992 银行营业场所风险等级和安全防护级别的规定 GA T70 1994 安全防范工程费用概预算编制办法 GA 74 1994 安全防范系统通用图形符号 GA T75 1994 安全防范工程程序与要求 有关工程的设计或技术规范 选用 JGJ T16 1992 民用建筑电气设计规范 GB T16571 1996 文物系统博物馆安全防范工程设计规范 GB T16676 1996 银行营业场所安全防范工程设计规范 GB50198 1994 民用闭路监视电视系统工程技术规范 有关安全防范工程验收规则 在报批中 3 安全防范工程的内容和目的要求 3 1 安全防范工程的结构和要求 安全防范工程是由入