视频监控系统

1、楼宇SA系统-视频安防监控子系统楼宇SA系统视频安防监控子系统讲 课 人: 浙江广信智能建筑研究院 方 良联系电话： 133057138362015年4月16日一、楼宇SA系统基本介绍二、视频安防监控系统基本组成 三、前端采集设备介绍四、信号传输设备介绍五、终端设备介绍六、存储设备介绍七、视频安防监控系统设计目标 八、技术标准介绍楼宇SA系统-视频安防监控子系统一、楼宇SA系统基本介绍安全防范的概念安全技术防范的概念安全防范技术的概念安全技术防范系统组成楼宇SA系统基本介绍视频安防监控子系统-楼宇SA系统基本介绍安全防范的概念汉语词典的解释: 安全就是：没有危险、不受侵害、不出事故 防范就是:

2、防备、 戒备 我们给安全防范下如下定义： 是以维护社会公共安全为目的,防入侵、防破坏、防火、防暴和安全检查等措施。 安全防范的三种基本手段 : 人防、物防（实体防护）、技防 安全防范的三个基本要素 : 探测、延迟、反应 视频安防监控子系统-楼宇SA系统基本介绍安全技术防范的概念 安全技术防范是以安全防范技术为先导，以人力防范为基础，以技术防范和实体防范手段，所建立的一种具有探测、延迟、反应有序结合的安全防范服务保障体系。它是以预防损失和预防犯罪为目的的一项公安业务与社会公共利益生活结合的事业。 预防损失和预防犯罪的具体内容主要包括：预防入侵、盗窃、抢劫、破坏、爆炸等违法犯罪活动和重大政治事故。

3、 视频安防监控子系统-楼宇SA系统基本介绍安全防范技术的概念 简单地说就是用于安全防范工作的专门技术就是安全防范技术。 安全防范技术通常分三大类： 1、物理防范技术 2、电子防范技术 3、生物统计学防范技术 视频安防监控子系统-楼宇SA系统基本介绍安全防范行业的二个重要组织 中国安全防范产品行业协会 门户网站: 全国安全防范报警系统标准化技术委员会 （SAC/TC100） 门户网站: 视频安防监控子系统-楼宇SA系统基本介绍安全技术防范系统组成 SA-安全自动化系统(Security Automation System) 视频安防监控子系统-楼宇SA系统基本介绍安全技术防范系统入侵报警系统 视

4、频安防监控系统 出入口控制系统电子巡查系统 访客询查系统 停车场管理系统报警通信指挥系统 其他子系统 楼宇SA系统基本介绍 视频安防监控子系统-楼宇SA系统基本介绍楼宇SA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 图像的显示与分割报警部位电子地图人员出入的门禁控制通信与对讲管理功能特殊类别的应用功能报警图像资料库图像生成图像的记录与输入图像的传输报警区域的设防与撤防车辆出入的位置控制摄像前端位置控制对图像的切换控制安全防范系统功能框图一、楼宇SA系统基本介绍二、视频安防监控系统基本组成 三、前端采集设备介绍四、信号传输介绍五、终端设备介绍六、存储设备介绍七、视频安防监控系统设计目

5、标 八、技术标准介绍楼宇SA系统-视频安防监控子系统视频安防监控子系统基本介绍 视频安防监控子系统-基本组成 视频安防监控系统也叫闭路电视监控系统 （CCTV（closed circuit television） ）该系统是根据建筑物安全技术防范管理的需要，对必须进行监控的场所、部位、通道等进行实时、有效地视频探测、视频监控、视频传输、显示和记录，并具有报警和图像复核功能。 视频安防监控子系统应用领域与作用 视频安防监控子系统-基本组成 视频安防监控系统的应用领域非常广泛，不仅用于金融、文博、军事、珠宝商场、宾馆等行业的安全保卫，也用于公安、交通、医疗、机场车站港口、工厂等行业的安全生产及现场

6、管理。概括地说，电视监控系统的作用主要就是对被监控的场景实施实时监视和监听同时实时地记录场景情况的变化以便事后查证。 视频安防监控子系统组成 视频安防监控子系统-基本组成摄像机拾音器辅助灯光前端系统传输系统终端系统-中心控制及配套设备 视频安防监控系统构成示意图视音频分配设备图像声音还原设备联动控制设备控制设备视音频切换设备视音频记录设备视频安防监控子系统组成 视频安防监控子系统-基本组成视频安防监控系统实现装置结构框图 视频安防监控子系统组成 视频安防监控子系统-基本组成视频安防监控系统实现装置实物图 一、楼宇SA系统基本介绍二、视频安防监控系统基本组成 三、前端采集设备介绍四、信号传输介绍

7、五、终端设备介绍六、存储设备介绍七、视频安防监控系统设计目标 八、技术标准介绍楼宇SA系统-视频安防监控子系统一、前端采集设备介绍视频采集设备音频采集设备报警信号采集设备 (在报警子系统中介绍)视频安防监控子系统-前端采集设备介绍一、前端采集设备介绍视频采集设备 视频前端设备包括摄像机及其配套的镜头、云台、解码器、支架和护罩。支架的作用是固定摄像机和镜头；护罩的作用是保护摄像机和镜头工作稳定并延长其使用寿命；云台不仅起到固定摄像机的作用，更重要的是扩大了摄像机的视野范围。解码器的作用就是接收控制中心的控制命令并驱动云台、镜头和摄像机工作。 视频安防监控子系统-前端采集设备介绍一、前端采集设备介

8、绍摄像机 摄像机能够把景物的光信号转变为电信号，为电视监控系统提供图像信号源。摄像机是前端设备中最主要的设备。 分类:1、按摄取的图像种类分有黑白摄像机和彩色摄像机2、按适用光照度分有普通照度摄像机（最低照度10Lux以上）、低照度摄像机（最低照度0.10.5Lux）和微光摄像机(最低照度可达0.0001Lux)3、按摄像机的用途分有电视广播用摄像机、业务用摄像机和家用摄像机4、按摄像器件成像面的尺寸分有1/2、1/3、1/4、2/3英寸等摄像机5、按摄像器件的种类分有摄像管摄像机和固体（CCD）摄像机CMOS摄像机视频安防监控子系统-前端采集设备介绍一、前端采集设备介绍CCD CMOS 视频

9、安防监控子系统-前端采集设备介绍电荷藕合器件图像传感器CCD（Charge Coupled Device 互补性氧化金属半导体CMOS（Complementary Metal-Oxide Semiconductor） 一体化球型摄像机云台摄像机半球型摄像机标准摄像机网络摄像机视频安防监控子系统-前端采集设备介绍（一）摄像机主要技术指标1、电视标准，即电视制式。 全世界现行的黑白电视制式有A、B、C、 N共14种，彩色电视制式有NTSC、PAL、SECAM三种。中国采用的电视制式是PAL-D制。2、CCD尺寸，即成像靶面的大小（hv）。各项尺寸1”(inch)2/3”(inch)1/2”(inc

10、h)1/3”(inch)1/4”(inch)垂直尺寸(v)9.6mm6.6mm4.8mm3.6mm2.7mm水平尺寸(h)12.8mm8.8mm6.4mm4.8mm3.6mm对角线尺寸16mm11mm8mm6mm4mm视频安防监控子系统-前端采集设备介绍（一）摄像机主要技术指标3、摄像器件的像素。 像素成像靶面是由许多点阵构成的，每个小圆点即为一个像素。像素越多，图像的分辨率就越高、越清晰。如某一CCD器件的像素为752H（水平）582V（垂直），即像素为437664个。4、图像清晰度（TVL） 图像清晰度又称水平解析度，用电视线（TV LineTVL）来表示。其数值除与摄像器件及镜头的质量有

11、关外，还与摄像机系统的电路通道的频带宽度有关。通常视频带宽增加1MHz，清晰度增加80TVL。清晰度与视频带宽有一下对应关系。5、摄像机的灵敏度或最低照度(LX) 这一指标反映了摄像机在较低光照条件下对景物成像的能力。一般情况，彩色摄像机要求的最低照度比黑白摄像机高，通常在1LUX以上。某些黑白摄像机的最低照度可低至0.0001LUX以下。视频安防监控子系统-前端采集设备介绍（一）摄像机主要技术指标6、信噪比 信噪比是指摄像输出的图像信号强度与噪声强度之比，用dB表示。比值越大，噪声干扰越小，图像质量越高。一般应大于45dB以上。7、视频输出 通常规定视频输出阻抗为75欧姆，信号幅度为1Vp-

12、p。8、镜头接口 摄像机的镜头接口有CS型和C型两种。CS型和C型镜头这两者的区别在于镜头的安装定位面与成像面之间的距离相差5mm。这里需注意的是CS型镜头要安装在C型接口的摄像机上，必须附加一个5mm的接圈，但C型镜头不能安装在CS型接口的摄像机上。视频安防监控子系统-前端采集设备介绍一、前端采集设备介绍镜头 镜头是摄像机必不可少的配套设备，其作用就是给摄像机提供成像的光源，摄像机只能通过光学镜头将景物的光像投射到成像靶面（摄像器件）上，才能完成摄像的光电转换。分类:1、按光圈调整的方式分有：手动光圈镜头和自动光圈镜头2、按镜头焦距是否可变方式分有：定焦镜头和变焦镜头3、按镜头的尺寸（对应摄

13、像器件尺寸）分有：1/3”、1/4”、1/2”、2/3”等4、按镜头的安装方式分有：C型镜头和CS型镜头5、按镜头参数可调整项目分有：一可变镜头 、二可变镜头、三可变镜头6、按镜头焦距的尺寸分有：广角镜头、远景镜头、标准镜头视频安防监控子系统-前端采集设备介绍视频安防监控子系统-前端采集设备介绍视频安防监控子系统-前端采集设备介绍视频安防监控子系统-前端采集设备介绍（一）镜头主要技术指标1、镜头的焦距镜头焦距的尺寸直接影响所能摄取景物的大小。选择镜头时，应根据摄像机与被监控目标的距离和目标物的大小来选择镜头焦距的尺寸。镜头的焦距可由下式计算：f=vD/V 或 f=hD/H2、视场角在成像面的尺

14、寸一定的条件下，固定焦距的镜头就有一个固定的视野，通常用视场角来描述视野大小。 3、光圈的相对孔径每个镜头里都有一个光圈，其主要作用是控制光通量的大小，以满足摄像机所需的合适的照度，从而达到控制曝光量的目的。视频安防监控子系统-前端采集设备介绍拾音器 俗称：监听头、拾音头 分类： 有源、无源 用途：监听监控区域内的声音 银行、探监、审讯、服务性行业视频安防监控子系统-前端采集设备介绍拾音器主要指标： 工作电压 DC6-24V 消耗电流 4mA-6mA 频率范围 100-10000HZ 频率响应 2.5dB 输出阻抗 600欧姆左右 灵 敏 度： 0.2V/AUPAR 视频安防监控子系统-前端采

15、集设备介绍一、楼宇SA系统基本介绍二、视频安防监控系统基本组成 三、前端采集设备介绍四、信号传输介绍五、终端设备介绍六、存储设备介绍七、视频安防监控系统设计目标 八、技术标准介绍楼宇SA系统-视频安防监控子系统信号传输分类 无论是视频信号、音频信号还是控制信号，都必须借助媒体才能进行传输。承担传输的媒体可归结为两类：有无线和有线。用于安防系统的电视监控系统一般采用有线传输方式。基于有线传输方式的传输系统有同轴电缆传输系统、光纤传输系统、对称电缆传输系统。视频安防监控子系统-信号传输同轴电缆传输系统（一）、同轴电缆的主要参数 特性阻抗-75欧姆、50欧姆衰减常数-随频率的增高而增大（二）、信号在

16、同轴电缆中的传输方式 1、基带传输方式 信号不经调制而直接传送的方式。这种传输方式简单、成本低。一般在中、短距离的监控系统中，均采用这种传输方式。基带图像信号的频带宽度约6MHz. 2、调制传输方式 采用调幅、调频等方式将信号调制到高频载波上，通过同轴电缆传输到接收端，再经过解调将信号还原。这种方式的优点是利用一根电缆同时传送多路视音频信号并能较好第一只基带传输方式中常有的各种干扰。 视频安防监控子系统-信号传输光纤传输系统（一）、光纤传输系统构成 光纤传输就是以光导纤维为传输媒介、以光波为载波进行信息传输的方式。光纤传输系统是有三部分组成，激光发送、光接收和光传输。 （二）、基于光纤的传输方

17、式 空分复用形式 、波分复用形式 、频分复用形式 。（三）、光纤的主要优点 传输容量大、传输损耗小、抗干扰能力强 电信号光纤电信号发光端机收光端机视频安防监控子系统-信号传输光纤传输系统视频安防监控子系统-信号传输对称电缆传输系统 对称电缆传输系统也称平衡线传输系统，如电话线、网络线、控制信号传输线等等。随着数字技术的发展，综合智能布线系统得到了充分的应用，各种信号源经过采用适当的适配器均可在同一的对称的布线平台上传输。对称电缆传输系统是应用发展值得关注的技术。 视频安防监控子系统-信号传输一、楼宇SA系统基本介绍二、视频安防监控系统基本组成 三、前端采集设备介绍四、信号传输介绍五、终端设备介

18、绍六、存储设备介绍七、视频安防监控系统设计目标 八、技术标准介绍楼宇SA系统-视频安防监控子系统终端设备 终端设备一般都集中在控制室，并固定安装在相应的机架和操作控制台上。终端一般包括视音放大频分配器、视音频切换矩阵、多画面分割器、音视频录像机、控制键盘和显示器等。视音频信号的流程是从前端传输过来一般先经视音频放大分配器，信号在视音频放大分配器中获得补偿放大并分成两路或多路信号给矩阵切换器、录像机及相关设备，最后在监视器上还原成声音与图像信号。 下面就主要的终端设备的性能和原理作一介绍。视频安防监控子系统-终端设备视频分配放大器 由于前端每个摄像机只能输出一路图像信号不够监控中心设备使用，因此

19、，视频放大分配器的作用就是将一路视频输入信号分配成两路或多路相同的视频输出信号，以保证切换器、录像机、监视器等设备的需要。 分 配 器放大器放大器视频安防监控子系统-终端设备视频分配放大器 视频安防监控子系统-终端设备多画面分割器 一个电视监控系统有时因摄像机数量较多，而监视器数量有限，同时又要满足监视操作人员对多路图像的同时观看，多画面分割器就起到了重要的作用。 多画面分割器的工作原理就是采用数字图像压缩处理技术，将多个摄像机的图像信号经模/数转换，并经适当比例压缩后存入帧存储器，在经数/模转换后显示在同一台监视器的屏幕上。多画面分割器一般来说具有如下几个功能： 1、具有多种显示方式 2、两

20、路视频输出 3、内置时间、日期、字符发生器 4、采用真切换防时，可将多路视频信号记录在一盘录像带上 5、与报警系统联动，设有报警输入和报警输出接口 6、可设置视频报警方式 视频安防监控子系统-终端设备视频信号控制切换设备 一个电视监控系统，往往摄像机数量较多，而显示器不能与其一一对应，这就需要一个可选择控制监视信号的设备-视频信号控制切换设备 。视频信号控制切换设备俗称视频矩阵。 视频输入（8）视频输出（4）视频安防监控子系统-终端设备视频信号控制切换设备 系统组成 视频矩阵切换系统采用模块化结构设计，一般由： 1、一块CPU控制主板 2、多块视频输入板 3、多块视频输出板 4、通信控制板 四

21、部分组成。系统设置和控制通过外接控制键盘和（或）多媒体电脑完成。控制输出有外接云台镜头控制的RS-485端口，外接报警信息接收的RS-485端口等。 视频安防监控子系统-终端设备视频信号控制切换设备 操作功能介绍 频矩阵切换系统除了具备一般切换器的常规操作功能外，还具有多种可编程的操作功能。 1、循环切换模式：程序切换（对监视器的切换）、巡回、群组切换（对矩阵系统的切换） 2、三种报警模式切换：模式1、模式2、模式3 3、定时切换功能：可以设定巡回、群组切换的开始与停止时间 4、操作员权限设置管理视频安防监控子系统-终端设备视频安防监控子系统-终端设备电视墙 纯监视器组成的电视墙视频安防监控子

22、系统-终端设备电视墙 纯VGA数字屏幕(DLP拼接)组成的电视墙视频安防监控子系统-终端设备电视墙 数字、模拟屏幕(DNP拼接)组成的电视墙视频安防监控子系统-终端设备一、楼宇SA系统基本介绍二、视频安防监控系统基本组成 三、前端采集设备介绍四、信号传输介绍五、终端设备介绍六、存储设备介绍七、视频安防监控系统设计目标 八、技术标准介绍楼宇SA系统-视频安防监控子系统存储设备 视频安防监控子系统-存储设备模拟式磁带录像机（Video Cassette Recorder / VCR） ：长时间录像机是将摄像机信号于磁带上的一种磁记录备，其特点是通过普通的180分钟的磁带记录长达24小时甚至于960

23、小时的摄像机信号，从而极大地节省了磁带，便于管理。长时间录像机的磁头是走停相间，也就是说通过损失一定的画面时间来换取长延时效果，故其回放图像将会有明显的效差异。数字影像录像机（Digital Video Recorder / DVR） ：DVR 采数字方式存录影像，具有整合性高、功能多样、可重复录像、影像搜寻方便、画质清晰、不需耗材等特色，逐渐取代了画面分辨率不够、无法快速搜寻画面、所需耗材庞大的VCR。 记录设备 视频安防监控子系统-存储设备视频压缩算法 当我们将音视频模拟信号进行采样并分别进行模/数转换，则这些音视频信号就被转化成为数字化的信息流。但这些数据流是不能直接进行传送和存储。因为

24、未经压缩的图形、视频和音频数据需要非常可贵的存储容量。 例如；用PAL制式采集的视频信号在一般清晰度时要求25帧/秒、352288像素/帧，彩色图像每像素占用空间24bit，则该数据流速度为： 3522882524=60825kbps。 为此人们开始专门研究将这些视频、音频数据流进行压缩。很多压缩编码标准相继推出，主要有JPEG/M-JPEG、H.261/H.263和MPEG等标准 。 1、MPEG-1简介 2、MPEG-2简介 3、MPEG-4和H.264简介 视频安防监控子系统-存储设备硬盘录像机基本功能及原理 1录像及录音 在录像时由硬盘录像机的应用程序和操作系统通过计算机的CPU对音视

25、频处理器下指令，由它通知音视频模/数转换器截取图像信号，该信号经压缩处理后送入计算机存盘。硬盘录像机处理时将视频信号和声音信号合并成同一个音视频数据流文件，播放时应用程序会同时处理视频和音频，一并播放出来。 2 回放 回放过程是将保存于磁盘上的压缩文件通过应用程序在计算机上解压缩，而不需要视频卡的支持。3 实时监控 在监控时由硬盘录像机的应用程序和操作系统通过计算机的CPU对视频处理器下指令，由它通知视频模/数转换器截取图像信号，该信号不作压缩处理，直接由视频处理器送入计算机。 视频安防监控子系统-存储设备硬盘录像机基本功能及原理 4 报警 当视频移动报警功能被激活时，应用程序对送入的图像数据

26、中被框选的一段数据进行检测，如有异动时将由操作系统告知声卡播放出报警声。及时提醒值班人员。当探头报警功能被激活时，应用程序不断地检测报警控制器，查询报警信息，如有警情，软件根据接收到的报警信息和软件里设定的联动关系，开始录像或者输出相应的开关量。以达到报警联动的目的。 5 远程监控 先由本地机的应用程序告知操作系统，操作系统告知本地网络连接器完成接网动作。当远地网络连接器被接上时，本地机的应用程序告知操作系统，操作系统通过两地网络连接器和局域网（广域网）发送指令告知远端操作系统，远端操作系统通知远端机的应用程序，远端机的应用程序开始先停下正在执行的其它命令，响应本地机的指令，送出准备发送的信息给本地机。本地机应用程序接到准备发送指令后，当准备工作完成时，会回应可以发送准备接收的信息到远地计算机，远地计算机收到信息后开始录像，并把压缩的图像信息编码送给本地机。最后，由本地机对图像进行解码并还原为人类可识别的活动画面。 视频安防监控子系统-存储设备硬盘录像机基本功能及原理 嵌入式RTOS视频安防监控子系统-存储设备硬盘录像机基本功能及原理 工控式视频安防监控子系统-存储设备硬盘录像机主要技术指标 视频压缩标准 如:Mpeg4