安防系统知识大全

—\概述

1、安防系统的根本概念

安防系统［Security&Pro二ectionSystem,SPS）是以维护社会公共平安为目的，运用平安防

范产品和其它相关产品所构成的入侵报警系统、视频安防监控系统、出入口控制系统、防爆平安检查等的

系统；平安防范可以如下定义：做好准备和保护，以应付攻击或者防止受害，从而使被保护对象处于没有

危险、不受侵害、不出现事故的平安状态。显而易见，平安是目的，防范是手段，通过防范的手段到达或

实现平安的目的，就是平安防范的根本内涵。

（1）平安防范的手段

平安防范的三种根本防范手段：人防、物防和技防。

平安防范是社会公共平安的一局部，平安防范行业是社会公共平安行业的一个分支。就防范手段而

言，平安防范包括人力防范、实体（物）防范和技术防范三个范畴。其中人力防他和实体防范是古已有之

的传统防范手段，它们是平安防范的根底，随着科学技术的不断进步，这些传统的防范手段也不断融入新

科技的内容。技术防范的概念是在近代科学技术（最初是电子报警技术）用于平安防范领域并逐渐形成的

一种独立防范手段的过程中所产生的一种新的防范概念。由于现代科学技术的不断开展和普及应用，”技

术防范”的概念也越来越普及，越来越为警察执法部门和社会公众所认可和承受，以致成为使用频率很高

的一个新词汇，技术防范的内容也随着科学技术的进步而不断更新。在科学技术迅猛开展的当今时代，可

以说几乎所有的高新技术都将或迟或早的移植、应用于平安防范工作中。因此，“技术防范”在平安防范

技术中的地位和作用将越来越重要，它已经带来了平安防范的一次新的革命。

平安防范的三个根本要素是：探测、延迟及反响。探测（Detection）是指感知显形和隐性风险事

件的发生并发出报警；延迟（Delay）是指延长和推延风险事件发生的进程；反响（Response）是指组织力

量为制止风险事件的发生所采取的快速行动。在平安防范的三种根本手段中，要实现防范的最终目的，都

要围绕探测、延迟、反响这三个根本防范要素开展工作、采取措施，以预防和阻止风险事件的发生。当然，

三种防范手段在实施防范的过程中，所起的作用有所不同。

根底的人力防范手段（人防）是利用人们自身的传感器（眼、耳等）进展探测，发现妨害或破坏平

安的目标，作出反响：用声音警告、恫吓、设障、武器还击等手段来延迟或阻止危险的发生，在自身力量

缺乏时还要发出求援信号，以期待做出进一步的反响，制止危险的发生或处理已发生的危险。

实体防范（物防）的主要作用在于推迟危险的发生，为“反响”提供足够的时间。现代的实体防范,

已不是单纯物质屏障的被动防范，而是越来越多地采用高科技地手段，一方面使实体屏障被破坏地nJ•能性

变小，增大延迟时间；另一方面也使实体屏障本身增加探测和反响的功能。

技术防范手段可以说是人力防范手段和实体防范手段的功能延伸和加强，是对人力防范和实体防范

在技术手段上的补充和加强。它要融入人力防范和实体防范之中，使人力防范和实体防范在探测、延迟、

反响三个根本要素中间不断地增加高科技含量，不断提高探测能力、延迟能力和反响能力，使防范手段真

正起到作用，到达预期的目的。

探测、延迟和反响三个根本要素之间是相互联系、缺一不可的关系。一方面，探测要准确无误、延

迟时间长短要适宜，反响要迅速：另一方面，反响的总时间应小于（至多等于）探测加延迟的总时间。

（2）安防系统的构成

平安防范作为社会公共平安科学技术的•个分支，具有其相对独立的技术内容和专业体系。根据我

国平安防范行业的技术现状和未来开展，可以将平安防范技术按照学科专业、产品属性和应用领域的不同

进展如下分类：

从归类附属关系来说：

1）、视频监控子系：

2）、报警防范子系统：

3）、门禁巡更子系统：

4）、语音对讲子系统；

5）、电教播送子系统：

6）、智能分析子系统；

7）、周界防范子系统：

8）、定位跟踪子系统；

9）、出入口控制及违禁品检测子系统：

10）、动力环境监控子系统

从功能上分类

1）紧急播送系统

2）楼宇对讲系统

3）门禁系统

4）气体消防系统

5）数字监控系统

6）数字巡更系统

7）停车场管理系统

8）周界报警系统

9）电梯五方报警系统

10）钥匙集中管理系统

平安防范工程设计及施工技术安防主要包括:视频监控系统、防盗报警系统、楼宇对讲系统、停车厂

管理系统、小区一卡通系统、红外周界报警系统、电子围栏，巡更系统考勤门禁系统，安防机房系统，电

子考场系统、智能门锁等等。简单的概括起来，各个子系统的根本配置包括：前端、传输、信息处理/控制

/显示/通信三大单元。不同的子系统，其三大单元的具体内容有所不同。

1）视频安防监控系统

视频安防监控系统（VSCS）videosurveillance&controlsystem利用视频技术探测、监视设防

区域并实时显示、记录现场图像的电子系统或网络。

本系统的前端设备是各种类型的摄像机（或视频报警器）监视器及其附属设备，传输方式可采

用网线、同轴电缆传输或光纤传输；系统的终端设备是显示、记录、控制、通信设备（包括多媒体技术设

备），一般采用独立的视频中心控制台或监控一报警中心控制台。

2）入侵报警系统（电子围栏等）

入侵报警系统（IAS）intruderalarmsystem利用传感器技术和电子信息技术探测并指示非法进入或

试图非法进入设防区域的行为、处理报警信息、发出报警信息的电子系统或网络.

入侵报警系统的构成一般由周界防护、建筑物内（外）区域/空间防护和实物目标防护等局部单

独或组合构成。系统的前端设备为各种类型的入侵探测器（传感器）。传输方式可以采用有限传输或无线

传输，有限传输又可采用专线传输、线传输等方式：系统的终端显示、控制、设备通讯可采用报警控制

器，也可设置报警中心控制台。系统设计时，入侵探测器的配置应使其探测范围有足够的覆盖面，应考虑

使用各种不同探测原理的探测器。

3）出入口控制系统

出入口控制系统［ACS）accesscontrolsystem利用自定义符识别或/和模式识别技术对出入

口目标进展识别并控制出入口执行机构启闭的电子系统或网络。

出入口控制系统一般由出入口对象（人、物）识别装置、出入口信息处理、控制、通信装置和

出入口控制执行机构三局部组成。出入口控制系统应有防止一卡进多人或一卡出多人的防范措施，应有防

止同类设备非法复制有效证件卡的密码系统，密码系统应能授权修改。

4）电子巡更系统

电子巡更系统guardtoursystem对保安巡查人员的巡查路线、方式及过程进展管理和控制的

电子系统。

5）停车场管理系统

停车库（场）管理系统parkinglotsmanagementsystem对进、出停车库（场）的车辆进展

自动登录、监控和管理的电子系统或网络。

6）防爆平安检查系统

防爆平安检查系统securityinspectionsystemforanti-explosion检查有关人员、行李、

货物是否携带爆炸物、武器和/或其他违禁品的电子设备系统或网络。

7）平安排爆处理系统

平安排爆处理系统包括：排爆便携式水切割处理系统、排爆机器人、徘爆罐、排爆陵、排爆服、

等，旨在把涉及平安隐患的物品平安处理掉。

8）车辆和移动目标防盗防劫报警系统

9）报警通信指挥系统

10）其他子系统

例如：对具有特殊使用功能要求的建筑物、构筑物或其内的特殊局部、特殊部位，需要设计具

有特殊功能的平安技术防范系统，如专用的高平安实体防护系统、防爆和平安检查系统、平安信息播送系

统等。

（通讯设备有哪些

单工：各种各样的遥控器；

半双工：对讲机；

全双工：家用座机（市话），手机，计算机，调制解调器，无线电台，卫星（海事）等

等。

广义上：电视，收音机，卫星信号发射机和接收机，各种无线工业/建筑控制系统，雷达，声纳等

等，都有通讯电路模块在里面。）

2、智能化安防技术的概念

主要内涵是其相关内容和效劳的信息化、图象的传输和存储、数据的存储和处理等等。就智能化安

防来说，一个完整的智能化安防系统主要包括门禁、报警和监控三大局部。

从产品的角度讲：应具备防盗报警系统、视频监控报警系统、出入口控制报警系统、保安人员

巡更报警系统、GPS车辆报警管理系统和110报警联网传输系统等等。这些子系统可以是单独设置、独立

运行，也可以由中央控制室集中进展监控，还可以及其他综合系统进展集成和集中监控。

防盗报警系统分为周界防卫、建筑物区域内防卫、单位企业空旷区域内防卫、单位企业内实物

设备器材防卫等等。系统的前端设备为各种类别的报警传感器或探测器；系统的终端是显示/控制/通信设

备，它可应用独立的报警控制器，也可采用采用报警中心控制台控制。不管采用什么方式控制，均必须对

设防区域的非法入侵进展实时、可靠和正确无误的更核和报警。漏报警是绝对不允许发生的，误报警应该

降低到可以承受的限度。考虑到值勤人员容易受到作案者的武力威胁及抢劫，系统应设置紧急报警按钮并

留有及110报警中心联网的接口。

视频监控报警系统常规应用于建筑物内的主要公共场所和重要部位进展实时监控、录象和报警

时的图象复核。视频监控报警系统的前端是各种摄象机、视频检测报警器和相关附属设备：系统的终端设

备是显示/记录/控制设备，常规采用独立的视频监控中心控制台或监控报警中心控制台。平安防范用的视

频监控报警系统常规应及防盗报警系统、出入口控制系统联动，由中央控制室进展集中管理和监控。独立

运行的视频监控报警系统，画面显示能任意编程、自动或手动切换，画面上必须具备摄象机的编号、地址、

时间、H期等信息显示，并能自动将现场画面切换到指定的监视器上显示，对重要的监控画面应能长时间

录象。这类系统应具备紧急报警按钮和留有110报警中心联网的通信接口。

出入口控制报警系统是采用现代电子信息技术，在建筑物的出入口对人（或物）的进、出，实

施放行、拒绝、记录和报警等操作的一种自动化系统。这种操作系统常规有出入口目标识别系统、出入口

信息管理系统、出入口控制执行机构等三个局部组成。系统的前端设备为各类出入口目标识别装置和门锁

开启闭合执行机构：传输方式采用专线或网络传输：系统的终端设备是显示/控制/通信设备，常规采用独

立的门禁控制器，也可通过计算机网络对各门禁控制器实施集中监控。出入口控制报警系统常规要及防盗

报警系统、视频视频监控报警系统和消防系统联动，才能有效地实现平安防范。出入口目标识别系统可分

为对人的认别和对物的认别。以对人的识别为例，可分为生物特征系统和编码标识别系统两类。

一个完整的智能化视频监控平安防范系统，常规还包括安保人员巡更报警系统，访客报警系统

以及其他智能化平安防范系统。巡更报警系统通过预先编制的保安巡逻软件，应用通行卡读出器对保安人

员巡逻的运动状态(是否准时，遵守顺序等)进展监视，作出记录，并对意外情况及时报警。访客报警系

统是使居住在大楼内的人员及访客能双向通话或可视通话，大楼内居住的人员可对大楼内的入口门或单元

门实施遥控开启或关闭，当发生意外情况时能及时向保安中心报警。

其他智能化平安防范系统是根据特殊的平安防范管理工作的需要而设置的。如GPS车辆报警管理系

统和110报警联网传输系统，还必须对车库(或停车场等)内车辆通行道路口实施出入控制、监视、行车

信号指示以及停车计费等综合管理：另外如重要仓库的平安防范系统，必须对建筑物内的重要仓储库，进

展有效的出入口控制、防盗、监视控制和管理等等。

3、安防系统的标准体系

(1)设备标准

3C强制性认证

3c认证的全称为“强制性产品认证制度"，它是各国政府为保护消费者人身平安和国家平安、加强

产品质量管理、依照法律法规实施的一种产品合格评定制度。

型式检测报告

为了证明产品质量符合产品标准的全部要求而对产品进展的抽样检验，它是构成许多种类型认证的

根底，主要适用于产品定型鉴定和评定产品质量是否全面地到达标准和设计要求。

生产许可证

由当地行业管理办公室负责受理，一般在公安厅/局的分支机构。

(2)系统标准

GA/75-94平安防范工程程序及要求

GB50348-2004平安防范工程技术标准

GB12663-2001防盗报警控制器通用技术条件

GA/T368-2001入侵报警系统技术要求

GA308-2001中华人民共和国公共平安行业标准

GB/T16676-1996银行营业场所平安防范工程设计标准

GB7401-87彩色电视图像质量主观评价方法

GB10408.1—89入侵探测器通用技术条件

GB10408.2—89超声波入侵探剜器

GB10408.3—89微波入侵探测器

GB10408.4一89主动红外入侵探测器

GB10408.5—89被动红外入侵探测器

GB10408.6—89微波和被动红外入侵探测器

GA/T72—94楼寓对讲电控防盗门通用技术条件

GA/T70-94平安防范工程费用概预算编制方法

GBJ57-1983建筑防雷设计标准

GA38-1992银行营业场所风险等级和平安防护级别的规定

GA27-1992文物系统博物馆风险等级和平安防护级别的规定

GA/T74-94平安防范系统通用可形符号

GB10408.8—1997震动入侵探测器

GB12663—90防盗报警控制器通用技术条件

GB15207—94视频入侵报警器

GB15209-94磁开关入侵探测器

GB15211-94报警系统环境实验

GB15407-94遮挡式微波入侵探测器技术要求和实验方法

GB/T15408—94报警系统电源装置、测试方法和性能标准

GB/T16571-1996文物系统博物馆平安防范工程设计标准

GB/T16572-1996防盗报警中心控制台

GB/T16677—1996报警图像信号有线传输装置

GB16796-1997平安防范报警设备平安性要求和实验方法

GA26-92军工产品储存风险等级和平安防护级别的规定

GB50198-1994民用闭路监视电视系统工程技术标准

GA/25-92防盗平安门通用技术条件

GA/T45-93警用摄像机及镜头连接

GA60-93便携式炸药检测箱技术条件

GA/T64—93手持式警用强光器通用技术要求及试验方法

二、视频监控系统

安防视频监控系统按照主流设备开展过程，可以分为3个大的阶段，即20世纪70年代开场的模拟

视频监控阶段、20世纪90年代开场的数字视频阶段及近几年兴起的智能网络视频监控阶段。模拟监控阶

段的核心设备是视频切换矩阵，数字视频阶段的核心设备是硬盘录像机(DVR),智能网络视频监控时代没有

核心硬件设备，系统变得开放而分散，设备包括网络摄像机(IPC)、视频编码器(DVS)、网络录像机(NVR)

及中央管理平台(CMS)等。目前的实际应用中，各种类型的产品和系统架构均有一定比例，并均将继续存在

一定时间，但从长远看，智能网络视频监控系统代表了视频监控技术未来的开展方向。

第一代视频监控系统(即模拟视频监控系统)由模拟摄像机、多画面分割器、视频矩阵、模拟监视器

和磁带录像机(VCR)等构成，摄像机的图像经过同轴电缆(或其他介质)传输，并在VCR进展录像存储，由于

VCR磁带的存储容量非常有限，因此VCR需要经常地更换磁带以实现长期存储，自动化程度很低，另外VCR

的视频检索效率十分低下。

第二代视频监控系统(即数字视频监控系统)产生于20世纪90年代，以DYR为主要标志性产品，模

拟的视频信号由DVR实现数字化编码压缩并进展存储。DVR对VCR实现了全面取代，在视频存储、检索、

浏览等方面实现了飞跃，之后DVR在网络功能上不断强化。

第三代视频监控系统(即智能网络视频监控系统IVS>IntelligentVideoSurveillance),开场于

本世纪初，主要由网络摄像机、视频编码器、高清摄像机、网络录像机、海量存储系统及视频内容分析技

术(VideoContentAnalysis,VCA)构成，可以实现视频网络传输、远程播放、存储、视频分发、远程控制、

视频内容分析及自动报警等多种功能。

安防视频监控子系统概述

安防系统的目的不走用来侵犯他人隐私，不必觉得装了监控就是不信任他人，恰恰相反，监控只管

小人，不管君子，装监控的目的就是为了保护好的财产平安，为创造一个平安的环境。安装监控并不能说

是因为社会信任度的下降，而是社会文明的进步，更加注重平安，懂的利用科技创造更加美好和平安的生

活环境。监控系统在生产和生活起着越来越大的作用，银行，超市，商场，小区，网吧，公共交通等公共

区域对监控的需要不言而喻。监控的作用主要有三点：

事前预警：现在监控都有侦测报警功能，对可疑人物或事件能够防范于未然；

实时显示：不管什么时候，您都可以实时关注，绝不会让您得到消息落后：

事后追踪：录像回放功能，可让您追查错过的事件，录像文件也是现在办案的重要后备。

安防监控系统可以有效的监视生产现场工作环境和生产秩序，减少不文明行为，做好防盗工作。安

防监控系统，根据系统各局部功能的不同，将整个安防监控系统划分为七层——表现层、控制层、处理层、

传输层、执行层、支撑层、采集层。当然，由于设备集成化越来越高，对于局部系统而言，某些设备可能

会同时以多个层的身份存在于系统中。

表现层：表现层是最直观感受到的，它展现了整个安防监控系统的品质。如监控电视墙、监视器、

高音报警喇叭、报警自动拨、接等等都属于这一层：

控制层：整个安防监控系统的核心，它是系统科技水平的最明确表达。通常的控制方式有两种：模

拟控制、数字控制。模拟控制是早期的控制方式，其控制台通常由控制器或者模拟控制矩阵构成，适用于

小型局部安防监控系统，这种控制方式本钱较低，故障率较小。但对于中大型安防监控系统而言，这种方

式就显得操作复杂且无任何价格优势了，这时更为明智的选择应该是数字控制。数字控制是将工控计算机

作为监控系统的控制核心，它将复杂的模拟控制操作变为简单的鼠标点击操作，将巨大的模拟控制器堆叠

缩小为一个工控计算机，将复杂而数量庞大的控制电缆变为一根串行线。它携中远程监控变为事实、为

Internet远程监控提供可能。但数字控制也不是则十全十美，控制主机的价格十分昂贵、模块浪费的情况、

系统可能出现全线崩溃的危机、控制较为滞后等等问题仍然存在:

处理层：处理层或许应称为音视频处理层，它将传输层送过来的音视频信号加以分配、放大、分割

等等处理，有机的将表现层及控制层相连接。音视频分配器、音视频放大器、视频分割器、音视频切换器

等等设备都属于这一层；

传输层：传输层相当于安防监控系统的血脉。在小型安防监控系统中，最常见的传输层设备是视频

线、音频线，对于中远程监控系统而言，常使用的是射频线、微波，对于远程监控而言，通常使用Internet

这一载体。值得一提的是，新出现的传输层介质一一网线/光纤。大多数人在数字安防监控上存在一个误区，

他们认为控制层使用的数字控制的安防监控系统就是数字安防监控系统了，其实不然。纯数字安防监控系

统的传输介质一定是网线或光纤。信号当采集层发出时就已经调制成数字信号了，数字信号在目前已趋成

熟的网络上跑，理论上是无衰减的，这就保证远程监控图像的无损失显示，这是模拟传输无法比较的。当

然，高性能的回报也需要高本钱的投入，这是纯数字安防监控系统无法普及最重要的原因之一；

执行层：控制指令的命令对象，在某些时候，它和后面所说的支撑诚、采集层不太好截然分开，认

为受控对象即为执行层设备。比方：云台、镜头、解码器、智能球等等；

支撑层：顾名思义，支撑层是用于后端设备的支撑，保护和支撑采集层、执行层设备。它包括支架、

防护罩等等辅助设备：

采集层：采集层是整个安防监控系统品质好坏的关键因素，也是系统本铁开销最大的地方。它包括

镜头、摄像机、报警传感器等等。

1、前端局部

(1)摄像机

监控摄像机组成局部：主板，红外灯灯板，镜头，镜片，外壳，支架，尾线。

清晰度：清晰度指影像上各细部账纹及其边界的清晰程度

比照度：比照度指的是一幅图像中明暗区域最亮的白和最暗的黑之间不同亮度层级的测量，差异范

国越大代表比照越大，差异范围越小代表比照越小，好的比照率120:1就可容易地显示生动、丰富的色彩,

当比照率高达300:1时，便可支持各阶的颜色。但比照率遭受和亮度一样的困境，现今尚无一套有效又公

正的标准来衡量比照率，所以最好的辨识方式还是依靠使用者眼睛。

锐度：反映图像平面清晰度和图像边缘锐利程度的一个指标。

码流：码流(DataRate)是指视频文件在单位时间内使用的数据流量，也叫码率，是视频编码中画

面质量控制中最重要的局部。

光圈：前端相机的进光量，光圈是一个用来控制光线透过镜头，进入机身内感光面的光量的装置，

它通常是在镜头内。

增益：为了在监视器观看时，尽可能保持在一定的亮度范围内因此对亮度信号的处理就要用一个放

大器，根据情况随时自动控制放大量，这就是所谓的自动增益控制(AGC)

宽动态：宽动态技术是在非常强烈的比照下让摄像机看到影像的特色而运用的一种技术。当在强光

源光、灯具或反光等)照射下的高亮度区域及阴影、逆光等相对亮度较低的区域在图像中同时存在时，

摄像机输出的图像会出现明亮区域因曝光过度成为白色，而黑暗区域因曝光缺乏成为黑色，严重影响图像

质量。摄像机在同一场景中对最亮区域及较暗区域的表现是存在局限的，这种局限就是通常所讲的“动态

范围"0

强光抑制：当强光（如车灯）进入监控范围时，摄像机开启PLC（强光抑制）功能，可以降低自动

光圈对强光的敏感度，防止光圈快速的闭合，而使得画面快速变暗，到达强光抑制的效果。

背光补偿：普通摄像机当所拍摄物体后面有强光时，会使主体画面发黑，从而只能显出轮廓。而背

光补偿技术则可使摄像机能够在任何环境中拍摄时自动进展背光补足，使用户获得最清晰和最亮丽的图像

最低照度：最低照度是用来衡量摄像机在黑暗的环境下能看清物体的一个指标，该数字越低，说明

摄像机灵敏度越高，性能越好。国家标准对彩色摄像机亮度灵敏度的特性说明为：“摄像机产生的亮度输

出电平为额定电平的一半时，物体的最小照度。”（背景：1967年法国第十三届国际计量大会规定了以坎

德拉、坎德拉/平方米、流明、勒克斯分别作为发光强度、光亮度、光通量和光照度等的单位，为统一工程

技术中使用的光学度量单位有重要意义。为使您了解和使用便利，以下将有关知识做一简单介绍：candela

的定义：1.烛光、国际烛光、坎德拉Icandela）的定义在每平方米101325牛顿的标准大气压下，面积等

于1/60平方厘米的绝对“黑体”（即能够吸收全部外来光线而毫无反射的理想物体），在纯的（Pt）凝固

温度［约2042K或1769C）时，沿垂直方向的发光强度为1坎德拉。并且，烛光、国际烛光、坎德拉三个

概念是有区别的，不宜等同。从数量上看，60坎德拉等于58.8国际烛光，亥夫纳灯的1烛光等于0.885

国际烛光或0.919坎德拉。发光强度及光亮度一一发光强度简称光强，国际单位是candela（坎德拉）简

写cd。Led是指光源在指定方向的单位立体角内发出的光通量。光源辐射是均匀时，则光强为I=F/C,Q

为立体角，单位为球面度（sr）,F为光通量，单位是流明，对于点光源由I=F/（4n）。光亮度是表示

发光面明亮程度的，指发光外表在指定方向的发光强度及垂直且指定方向的发光面的面积之比，单位是坎

德拉/平方米。对于一个漫散射面，尽管各个方向的光强和光通量不同，但各个方向的亮度都是相等的。电

视机的荧光屏就是近似于这样的漫散射面，所以从各个方向上观看图像，都有一样的亮度感。光照度，即

通常所说的勒克司度（lux）,表示被摄主体外表单位面积上受到的光通量。1勒克司相当于1流明/平方

米，即被摄主体每平方米的面积上，受距离一米、发光强度为1烛光的光源，垂直照射的光通量。光照度

是衡量拍摄环境的一个重要指标。

定义

室内照明利用系数法计算平均照度：

在平时做照度计算时，如果我们利用系数“CU”,则可以方便的利用一个经历公式进展快速计算，

求出我们想要的室内工作面的平均照度值。我们通常把这种计算方法称为“利用系数法求平均照度"，也

叫流明系数法。

照度计算有粗略地计算和准确地计算2种。

用例

例如，假设像住宅那样整体照度应该在100勒克斯（lx）的情况，而即使是90勒克斯（lx）也不会对生

活带来很大的影响。但是，如果是道路照明的话，情况就不同了。假设路面照度必须在20勒克斯（lx）的情

况下，如果是18勒克斯（lx）的话，就有可能造成交通事故频发。

商店也是一样，例如，商店的整体最正确照度是500勒克斯（lx）,由于用600勒克斯Ux）的照度。

所以，照明灯具数量和电量就会增加，并在经济上造成影响。

无论是哪一种照度计算都是重要的。虽然只是粗略地估算，也会有2OV3O%的误差。所以建议在一

般情况卜最好采用专业的照明设计软件进展准确模拟计算，将误差控制在最小范围内。

但有时我们由于情况特殊或场地条件所限，而不能采用照明软件模拟计算时，在计算地板、桌面、

作业台面平均照度可以用以下根本公式进展，略估算出灯具照度(勒克斯lx)=光通量［流明1m)/面积(平

方米nf2)即平均1勒克斯(lx)的照度，是1流明(1m)的光通量照射在1平方米5.2)面枳上的亮

度。

用这种方法求房间地板面的平均照度时，在整体照明灯具的情况下，可以用以下公式进展计算。

平均照度(Eav)=单个灯具光通量①X灯具数量(N)X空间利用系数(CU)X维护系数(K)+地

板面积(长X宽)

1、单个灯具光通量中，指的是这个灯具内所含光源的裸光源总光通量值。

2、空间利用系数(CU),是指从照明灯具放射出来的光束有百分之多少到达地板和作业台面,所以及

照明灯具的设计、安装高度、房间的大小和反射率的不同相关,照明率也随之变化。如常用灯盘在3米左右

高的空间使用，其利用系数CU可取0.5-0.75之间；而悬挂灯铝罩，空间高度6T0米时，其利用系数CU

取值范围在0.7-0.45：筒灯类灯具在3米左右空间使用，其利用系数CU可取0.4-0.55：而像光带支架类

的灯具在4米左右的空间使用时，其利用系数CU可取0.3-0.5。以上数据为经历数值，只能做粗略估算用，

如要准确计算具体数值需由公司书面提供，相关参数，在此仅做参考。

3、维护系数是指伴随着照明灯具的老化，灯具光的输出能力降低和光源的使用时间的增加，光源发

生光衰;或由于房间灰尘的积累，致使空间反射效率降低，致使照度降低而乘上的系数。一般较清洁的场所,

如客厅、卧室、办公室、教室、阅读室、医院、高级品牌专卖店、艺术馆、博物馆等维护系数K取0.8；

而一般性的商店、超市、营业厅、影剧院、机械加工车间、车站等场所维护系数K取0.7：而污染指数较

大的场所维护系数K则可取到0.6左右。

利用系数法编辑

此方法用于计算平均照度

(光源光通量)(CU)(MF)/照射区域面积

适用于室内，体育照明

1.灯具的照度分布

2.灯具效率

3.灯具在照射区域的相对位置

4.被包围区域中的反射光

举例1：

室内照明，4X5米房间，使用3X369隔栅灯9套

计算公式:平均照度=光源总光通XCUXMF/面积

=(2500X3X9)XX4-44-5

=1080Lux

结论：平均照度lOOOLux以上

举例2：

体育馆照明，20X40米场地，

使用P0WRSP0T1000W金卤灯6C套

平均照度=光源总光通XCUXMF/面积

=（105000X60）XX4-204-40

=1890Lux

结论：平均水平照度1500Lux以上

垂直照度lOOOLux以上（视安装位置）

以下是局部光源的亮度值：单位cd/m²

太阳：1.5*10；

日光灯：（5—10）*10³:：

月光（满月）：2.5*10³；

黑白电视机荧光屏：120左右；

彩色电视机荧光屏：80左右。

光通量及流明

光源所发出的光能是向所有方向辐射的，对于在单位时间里通过某一面积的光能，称为通过这一面

积的辐射能通量。各色光的频率不同，眼睛对各色光的敏感度也有所不同，即使各色光的用射能通量相等，

在视觉上并不能产生一样的明亮程度，在各色光中，黄、绿色光能激起最大的明亮感觉。

如果用绿色光作水准，令它的光通量等于辐射能通量，则对其它色光来说，激起明亮感觉的本领比

绿色光为小，光通量也小于粗射能通量。

光通量的单位是流明，是英文lumen的音译，简写为1m。绝对黑体在柏的凝固温度下，从

5.305*10³cmasup2「面积上辐射出来的光通量为Um。为说明光强和光通量的关系，发光强度为1坎

德拉的点光源在单位立体角（1球面度）内发出的光通量为1流明。一只40W的日光灯输出的光通量大约

是2100流明。

光照度及勒克斯

光照度可用照度计直接测量。光照度的单位是勒克斯，是英文lux的音译，也可写为iXo

被光均匀照射的物体，在1平方米面积上得到的光通量是1流明时，它的照度是1勒克斯。

有时为了充分利用光源，常在光源上附加一个反射装置，使得某些方向能够得到比较多的光通量，

以增加这一被照面上的照度。例如汽车前灯、手电筒、摄影灯等。

以下是各种环境照度值：（单位lux）

场所/环境光照度

晴天30000-130000lux

晴天室内100〜1000lux

阴天3000-10000lux

阴天室外50〜500lux

阴天室内5〜50lux

黄昏室内10lux

日出口落300lux

黑夜0.001〜0.02lux

月夜0.02〜0.3lux

月圆0.30〜.03lux

星光0.0002^0.00002lux

阴暗夜晚0.003〜0.0007lux

夜间路灯0.1lux

生产车间10〜500lux

办公室30〜50lux

餐厅10〜30lux

走廊5〜10lux

停车场1—5lux

距60W台灯60cm桌面300lux

室内日光灯100lux

电视台演播室1000lux

黑白电视机荧光屏120lux

彩色电视机荧光屏80lux

阅读书刊时所需的照度50〜60lux)

2、摄像机的根本参数

(1)图像传感器

监控类摄像机使用的图像传感器分两种:

1)CCD—目前占主流的市场份额

2)COMS—后起之秀，未来的开展趋势

(2)传感器的尺寸

图像传感器的尺寸根本决定了摄像机的档次。

(3)最低照度

最低照度是用来衡量摄像机在黑暗的环境下能看清物体的一个指标，该数字越低，说明摄像机灵敏

度越高，性能越好。国家标准对彩色摄像机亮度灵敏度的特性说明为：“摄像机产生的亮度输出电平为额

定电平的一半时，物体的最小照度。"

(4)动态范围

宽动态就是为了使场景中特别亮的部位和特别暗的部位同时都能看得特别清楚而应用的技术。动态

范围表示图像中所包含的从“或暗”至"最亮”的范围。动态范围越大，所能表现的层次越丰富，所包含

的色彩空间也越广。当在强光源照射下的高亮度区域及阴影、逆光等相对亮度较低的区域在图像中同时存

在时，摄像机输出的图像会出现明亮区域因曝光过度而成白色，而黑暗区域因曝光缺乏成为黑色，严重影

响图像质量。

(5)背光补偿

普通摄像机当所拍摄物体后面有强光时，会使主体画面发黑，从而只能显出轮廓。而背光补偿技术

则可使摄像机能够在任何环境中拍摄时自动进展背光补足，使用户获得最清晰和最亮丽的图像。

(6)强光抑制

当强光〔如车灯)进入监控范围时，摄像机开启PLC(强光抑制)功能，可以降低自动光圈对强光

的敏感度，防止光圈快速的闭合，而使得画面快速变暗，到达强光抑制的效果。

(7)隐私遮挡

在设备监控的范围内，可以遮蔽一些区域以保护隐私。譬如在ATM取款机的监控区域里，用户输入

密码的地方则需要隐私遮蔽。

(8)白平衡

所谓白平衡，就是摄像机对白色物体的复原，它可以校正室内和室外环境的色温。不管是在室内还

是室外环境，人眼看见白色仍是白色，这是因为人眼能适应色温的改变。摄像机并不能同样的适应，所以

光线发生改变后拍出来的白色就会变色。白平衡技术可以纠正这个问题。

(9)电子快门

电子快门设置越高，拍摄移动中的物体的边缘会清晰，但低照效果会差：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。

(10)成像灵敏度

(11)参照环境照度

夏日阳光下lOOOOOLux阴天室外lOOOOLux

电视台演播室lOOOLux距60W台灯60cm桌面300Lux

室内日光灯lOOLux黄昏室内lOLux

20cm处烛光10-15Lux夜间路灯

(12)日夜切换

1)电子式日夜切换：采用双通滤光片，摄像机内部程序实现彩色转黑白功能

2)机械式口夜切换：采用两块混光片，口用及夜用分开，由马达或者线圈控制其来回切换，从而到

达更好的图像效果。

(13)自动增益

为了在监视器观看时，尽可能保持在一定的亮度范围内因此对亮度信号的处理就要用一个放大器，

根据情况随时自动控制放大量，这就是所谓的自动增益控制(AGC).

(14)光谱响应特性

CCD器件由硅材料制成，对近红外比较敏感，光谱响应可延伸至LOum左右。其响应峰值为绿光

(550nm),分布曲线如右图所示。夜间隐蔽监视时，可以用近红外灯照明，人眼看不清环境情况，在监视器

上却可以清晰成像。由于CCD传感器外表有一层吸收紫外的透明电极，所以CCD对紫外不敏感。彩色摄像

机的成像单元上有红、绿、兰三色3虑光条，所以彩色摄像机对红外、紫外均不敏感。

3、图像传感器原理

现代安防产业的开展离不开图像传感器技术的应用及开展。而在图像传感器中，日商所独占的CCD

传感器及百家争鸣的CMOS传感器都在尽力克制自身的缺点，希望成为市场上的主流技术。

技术简介

CCD/CMOS图像传感器是当前主流的两种器件，其实物如以下图所示。从外观上看它们并没有实质的

差异。

CCDSMOS

传感器实物

CCD(ChargeCoupledDevice)是电荷耦合器件的英文简写。它由美国贝尔实验室于1969年创造。

CMOS(ComplementaryMetalOxideSemiconductor)»是互补金属氧化物半导体的英文简写。它本意是一

种半导体制造工艺，当标识图像传感器时特制采用CMOS工艺制造的器件。

成像原理

无论是CCD还是CMOS,它们都采用感光元件作为影像捕获的根本手段，CCD/CMOS感光元件单元的核

心都是一个感光二极管，该二极管在承受光线照射之后能够产生输出电流或电压，而电流的强度则及光照

的强度对应。输出的电压或电流经过放大器放大，A/D转换后就成为可以被计算机其他数字器件处理的图

像数据。

根本工作流程如以下图：

根本工作流程

由于每个像素单元是一样的，所以对光线的反响也近似，这样是没有方法区分出色彩的，因此在彩

色成像时，按照一定的规律在每个像素前放置一个微小的颜色透镜，这样就可以使不同的像素单元仅对某

一色彩的光线产生光敏特性。根据建立在大量统计规律的根底上所表达的人的视觉特性，目前多采用RGB

(red,green,blue)三原色矩冲来对颜色进展别离如同图所示.这样每个像素单元对光的反响就表示一

种颜色的光强，在该像素点上的其他颜色就依据周围像素的颜色强度通过差值来得到，这个差值过程通常

也称为解马赛克。其过程如以下图所示。通过这种方式虽然降低了图像颜色的分辨率，但用一片传感器就

可以获得彩色图像数据，同是减少了要存贮的数据量。

利用GRB矩阵采集彩色图像

彩色复原原理

4、镜头

摄像机镜头的作用是把被观察目标的光像呈现在摄像机的靶面上，也称光学成像。将各种不同形状、

不同介质(塑料、玻璃或晶体)的光学零件(反射镜、透射镜、棱镜)按一定方式组合起来，使得光线羟

过这些光学零件的透射或反射以后，按照人们的需要改变光线的传输方向而被接收器件接收，即完成了物

体的光学成像过程。光学镜头应满足成像清晰、透光率强、像面照度分布均匀、图像畸变小、光圈可调等

要求。为了获得预期的摄像效果，在选配镜头时，应着重注意六个根本要素：

①被摄物体的大小

②被摄物体的细节尺寸

③物距

④焦距

⑤CCD摄像机靶面的尺寸

⑥镜头及摄像系统的分辨率

常用的镜头种类包括：手动/自动光圈定焦镜头和自动光圈变焦镜头两种。

定焦镜头的适用范围如下：

①手动光圈镜头：所需监视的环境照度变化不大，如室内。

②自动光圈镜头：所需监视的环境照度变化大，如室外。

定焦镜头分为标准镜头和广角镜头两种。

③广角镜头：监视的角度较宽，距离较近。

④标准镜头：监视的角度和距离适中

变焦镜头分为10倍、6倍和2倍变焦镜头，另一种分法是：手动变焦和电动变焦（电动光圈和自动光圈）

两种.

变焦镜头在规则上可以划分为：1/3〃、1/2〃和1〃等。

选择变焦镜头的原则是：镜头的规格不应小于摄像机的规格，也就是说"2"的镜头可以及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。

（1）镜头参数

1）相对孔径

光圈的主要作用是通过控制镜头光量的大小满足成像所需的适宜照度。光圈越大，靶面成像照度越

大，摄像机输出信号强度越大，信噪比越高。假设光圈的实际孔径为小，由于光线通过透镜后的折射使镜

头的有效孔径D比实际孔径大，光圈的相对孔径等于有效孔径及镜头焦距之比，即：A=D/f,f为镜头的焦

距。

2）光圈系数

通常将表征镜头光圈大小的参数定义成光圈系数，用F表示。光圈系数为镜头光圈相对孔径的倒数。

F值的规律是后一个值正好是前一个数值的J2倍，这是由于成像面中心亮度及（1/F）2成正比。F值越

小相应灵敏度越大。常用值为1.4、2、2.8、4、5.6、8、11、16、22等几个等级。

3）视场角

常用视场角来表征观察景物的范围。所谓视场角是指在视场角内的景物可全部落入成像尺寸内，而

视场角以外的景物将不被摄取。因此，镜头的视场角及摄像机的靶面及镜头的焦距有关。

根据几何原理可以得到视场角的计算公式如下：

wH=2tg-l（h/2f）wV=2tg-1（v/2f）

式中3H为水平视场角，3V为垂直视场角，f为镜头的焦距，h为摄像机靶面的水平宽度，v为

摄像机靶面的垂直高度。具体数值可参阅摄像机一节。

当成像尺寸确定后，焦距越短，视场角越大。因此可将镜头分为长角镜头（视场角小于45°）、标

准镜头（视场角为45。〜50°）、广角镜头（视场角大于50°）、超广角镜头（视

场角接近180°）、鱼眼镜头（视场角大于180°）等。

另外，还可以得到如下公式以计算其中任一未知项数据。

f/v=D/Vf/h=D/H

其中：

f-------镜头焦距：D--------镜头至景物距离；

h-------靶面宽度；E--------靶面高度。

摄像机镜头按其功能和操作方法分为常用镜头和特殊镜头两大类:

常用镜头又分为定焦镜头（自动和手动光圈）和变焦镜头（自动和手动光圈）。

特殊镜头是根据特殊工作环境而专门设计的，一般有广角镜头、针孔镜头等。

4）镜头接口

有C式和CS式两种，两者的螺纹均为1英寸32牙，直径为1英寸，差异是镜头距CCD靶面的距离

不同，C式安装座从基准面到焦点的距离为17.562毫米，比CS式距离CCD靶面多一个专用接圈的长度，

CS式距焦点距离为12.5亳米。因此将C型镜头安装到CS接口摄像机时需要加装一个5mm厚的接圈。别

小看这一个接圈，如果没有它，镜头及摄像头就不能正常聚焦，图象变得模糊不清。所以在安装镜头前，

先看一看摄像头和镜头是不是同一种接口方式，如果不是，就需要根据具体情况增减接圈。有的摄像头不

用接圈，而采用后像调节环（如松下产品），调节时，用螺丝刀拧松调节环上的螺丝，转动调节环，此时

CCD靶面会相对安装基座向后（前）运动，也起到接圈的作用。另外［如SONY,JVC）采用的方式类似后像

调节环，它的固定螺丝一般在摄像机的侧面。拧松后，调节顶端的一个齿轮，也可以使图象清晰而不用加

减接圈。

5）AGC0N/0FF（自动增益控制）摄像头内有一个将来自CCD的信号放大到可以使用水准的视频放大

器，其放大即增益，等效于有较高的灵敏度，然而在亮光照的环境下放大器将过载，使视频信号畸变。当

开关在ON时，在低亮度条件下完全翻开镜头光圈，自动增加增益以获得清晰的图象。开关在OFF时，在低

亮度下可获得自然而低噪声的图像。

6）ATW0N/0FF（自动白平衡）开关拨到ON时，通过镜头来检测光源的特性/色温，从而自动连续设

定白电平，即使特性/色温改变也能控制红色和蓝色信号的增益。

ALC/ELC（自动亮度控制/电子亮度控制）中选择ELC时，电子快门根据射入的光线亮度而连续自动

改变CCD图像传感器的曝光时间（一般从"50到1/10000秒连续调节）。选择这种方式时，可以用固定或

手动光圈镜头替代ALC自动光圈镜头。需要注意的是：在室外或明亮的环境下，由于ELC控制范围有限，

还是应该选择ALC式镜头：在某些独特的照明条件下，可能出现以下情况：在聚光灯或窗户等高亮度物体

上有•强烈的拖尾或模糊现象。图象显著地闪烁和色彩重现性不稳定。

白平衡有周期性变化，如果发生这些现象，应使用ALC镜头。

7）BLCON/OFF（背光补偿开关）当强大而无用的背景照明影响到中部重要物体的清晰度时，应该把

开关拨到ON位置。注意：①当及云台配用或照明迅速改变时，建议把该开关放在OFF位置，因为在

ON位置时，镜头光圈速度变慢：②如果所需物体不在图像中间时，背光补偿可能不会充分发挥作用。

8）LL/INT（同步选择开关）此开关用以选择摄像头同步方式，INT为内同步2,1隔行同步：LL为

电源同步。有些摄像头还有一个LLPHASE电源同步相位控制器。当摄像头使用于电源同步状态时，此装置

可调整视频输出信号的相位，调整范围大概是一帧。（调整需要专业人员进展）

VIDEO/DC（镜头控制信号选择开关）ALC自动光圈镜头的控制信号有两种，当需要将直流控制信号

的自动光圈镜头安装在摄像头上时，应该选择DC位置，需要安装视频控制信号的自动光圈镜头时，应该选

择VIDEO位置。中选择ALC自动光圈视频驱动镜头时，还会有一个视频电平控制1VIDE0LEVELL/H）可能需

要调整，该控制器调节输出给自动光圈镜头的控制电平，用以控制镜头光圈的开大和缩小（凹进光亮）。

在摄像头的配件中，有一个黑色的小插头，插头有四个针，联接摄像头上的黑色插座。如果用DC

驱动的自动光圈镜头，镜头上已经做好了插头，只要插在插座上，把选择开关拨到DC即可；如果用视频驱

动的白动光圈筑头，需要用户根据说明书上的标注，用熔铁焊好。山于厂家定义不同，所以焊法也有区别，

请安装时留意。

9）SOFT/SHARP（细节电平选择开关）

该开关用以调节输出图像是清晰（SHARP）还是平滑（SOFT）,通常出厂设定在SHARP位置。

10）FLICKERLESS（无闪动方式）

在电源频率为50Hz的地区，CCD积累时间为1/50秒，如果使用NISC制式摄像机，其垂直同步频率

为60Hz,这样将造成视觉影像不同步，在监视器上出现闪动；反之，在电源为60Hz的地区用PAL制式摄

像机也会有此现像。为克制此现像，在电子快门设置了无闪动方式档，对NISC制式摄像机提供1/100秒，

对PAL制式摄像机提供1/120秒的固定快门速度，可以防止监视罂上图像出现闪烁。手动电子快门：有些

用户使用CCD摄取运动速度比较快的物体，如果尾1/50秒速度拍摄，会产生拖尾现象，严重影响图像质量。

有些摄像头给出了手动电子快门，使CCD的电荷偶合速度固定在某一值，例如1/500、1/1000、1/2000秒

等等，此时CCD的电荷偶合速度提高，这样采集下来的图像相对来说会减少拖尾现象，而且对于观测高速

运动或电火花一类物体，必须使用此设置。所以，某些专用摄像头给出了手动电子快门，提供给特殊用途

的用户。手动电子快门的调整需要参看随机说明书。

11）夜间的成像

一种方法走加补光灯，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。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可能会不理想。

5、CCD摄像机的分类和选择

市场上大局部摄像头采用的是日本SONY、SHARP、松下、LG等公司生产的芯片，（CMOS同等像素比

CCD廉价，日本索尼、松下，美国Aplina、omnivsion）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采集效果也大不一样。在购置时，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，屏幕上雪花大不大，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。然后可以翻开光圈，看一个静物，如果是彩色摄像头，最好摄取一

个色彩鲜艳的物体，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可以很好的复

原景物的色彩，使物体看起来清晰自然；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-•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。

CCD以同步方式分类还可以分成：

内同步：用摄像机内同步信号发生电路产生的同步信号来完成操作。

外同步：使用一个外同步信号发生器，将同步信号送入摄像机的外同步输入端。

功率同步(线性锁定，linelock)：用摄像机AC电源完成垂直推动同步。

外VD同步：将摄像机信号电缆上的VD同步脉冲输入完成外VD同步。

多台摄像机外同步：对多台摄像机固定外同步，使每一台摄像机可以在同样的条件下作业，因各摄

像机同步，这样即使其中一台摄像机转换到其他贪物，同步摄像机的画面亦不会失真。

以照度级别分类还可以分成：

普通型正常工作所需照度P3LU：(

月光型

星光型

红外型采用红外灯照明，在没有光线的情况下也可以成像

6、云台

摄像机云台是一种安装在摄像机支撑物上的工作台，用于摄像机及支撑物的联结，云台具有水平和

垂直运动的功能。

(1)云台的分类

云台按照可以运动功能分为水平云台和全方位(全向)云台。

按照工作电压分为交流定速云台和直流高变速云台。

按照承载重量分为轻载云台、中载云台和重载云台。

按照负载安装方式分为顶装云台和侧装云台。

根据使用环境分为通用型和特殊型。通用型是指使用在无可燃、无腐蚀性气体或粉尘的。

大气环境中，又可分为使用型和室外型。最典型的特殊型应用是防爆云台。

(2)云台的内部构造

全方位云台内部有两个电机，分别负责云台的上下和左右各方向的转动。其工作电压的不同也

决定了该云台的整体工作电压，一般有交流24V、交流220V及直流24L当接到上、下动作电压时，

垂直电机转动，经减速箱带动垂直传动轮盘转动；当接到左、右动作电压时，水平电机转动并经减速箱带

动云台底部的水平齿轮盘转动。

需要说明的是云台都有水平、垂直的限位栓，云台分别由两个微动开关实现限位功能。当转动角度

到达预先设定的限位栓时，微动开关动作切断电源，云台停顿转动。限位装置可以位于云台外部，调整过

程简单，也可以位于云台内部，通过外设的调整机构进展调整，调整过程相对复杂。但外置限位装置的云

台密封性不如内置限位装置的云台。室外云台及室内云台大体一致，只是由于室外防护罩重量较大，使云

台的载重能