安全防范工程设计与施工技术讲座(3)电视监控系统基础

安全防范工程设计 与 施工技术讲座 施工技术讲座黎 连 业20122012-4-10 1

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第3章 电视监控系统基础 电视监控系统是一种先进的安全、防范能力极 强的综合系统。它的主要功能是通过遥控摄像 机及其辅助设备来监视被控场所，并把监测到 的图像、声音内容传送到监控中心。

重点讨论以下内容： 重点讨论以下内容：●电视监控系统； 电视监控系统； 电视监控系统的前端设备； ●电视监控系统的前端设备； 电视监控系统的传输设备和传输方法； ●电视监控系统的传输设备和传输方法； 电视监控系统的控制台； ●电视监控系统的控制台； 电视监控系统的中心设备； ●电视监控系统的中心设备； 数字监控系统和远程监控系统。 ●数字监控系统和远程监控系统。20122012-4-10 2

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3.1 电视监控系统3.1.1 电视监控系统的特点 安防领域的电视监控系统，国外又称闭路电视CCTV 安防领域的电视监控系统，国外又称闭路电视 ),为区别国内普遍称为 (Closed Circuit Television),为区别国内普遍称为 ), 的闭路电视CATV,我国将 称为应用电视。 的闭路电视 ，我国将CCTV称为应用电视。根据监 称为应用电视 控区域的大小及实际需要，电视监控系统可有大、 控区域的大小及实际需要，电视监控系统可有大、中、 小型系统之分。一般电视监控系统均由前端设备、 小型系统之分。一般电视监控系统均由前端设备、传输 系统、中心控制和显示组成。 系统、中心控制和显示组成。 电视监控系统通常都采用同轴电缆(或光缆)作为电视 电视监控系统通常都采用同轴电缆(或光缆) 信号的传输介质，其特点都是不向空间发射频率， 信号的传输介质，其特点都是不向空间发射频率，故称 为闭路电视。电视监控系统在信号传输有两种传输方式， 为闭路电视。电视监控系统在信号传输有两种传输方式， 一种是射频信号传输；另一种是视频信号传输。 一种是射频信号传输；另一种是视频信号传输。

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综上所述，闭路电视系统具有以下 6 特点：http://TV系统与扩散型的广播电视不同，是集中型，一般供 作监测、控制、管理使用。 http://TV系统的信息来源于多台摄像机，多路信号要求同时 传输、同时显示。 3.用户是在一个或几个有限的点上，比较集中，目的是收 集或监视信息，传输的距离一般较短，多在几十米到几公 里的有限范围内。 4.一般都采用闭路传输，极少采用开路传输方式。一公里 以内用电缆传输，一公里以上可以用光缆传输。 5.一般用视频直接传输，不用射频传输。视频传输又称基 带传输，即不经过频率

变换等任何处理，直接传送摄像机 等设备输出的视频信号。 6.除向接收端传输视频信号外，还要向摄像机传送控制信 号和电源，因此是一种双向的多路传输系统。20122012-4-10 4

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3.1.2 电视监控系统组成 电视监控系统由前端、传输、 电视监控系统由前端、传输、 控制和显示四部分组成， 控制和显示四部分组成，其 结构请参见中国电力出版社 《安全防范工程设计与施工 技术》 技术》( 2008.1 )第1版的第 第 版的第 85页图 。 页图3-1。 页图20122012-4-10 5

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图3-1中： ●前端部分包括摄像机、镜头、防护罩、 解码器和云台等； ●传输部分包括电视信号传输方式、控制 信号传输方式、图像传输设备和图像传 输方法； ●控制和显示部分包括控制台监视器、画 面分割器、矩阵切换主机、录像机、嵌 入式数字硬盘录像机、操作键盘。黎 连 业20122012-4-10 6

3.1.3 一般要求的电视监控系统 一般要求的电视监控系统如图 3-2 所示。

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图 3-2 一般要求的电视监控系统7

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一般要求的电视监控系统由摄 像机、镜头、 像机、镜头、视频传输线路及 控制信号总线、监视器等组成。 控制信号总线、监视器等组成。 它的主要功能是通过摄像机捕 获监视场所的图像信号。 获监视场所的图像信号。信号 传输采用视频基带传输方式， 传输采用视频基带传输方式， 适用于距离较近、 适用于距离较近、较小的电视 监控系统。 监控系统。8

3.1.4 特别要求的电视监控系 统

特别要求的电视监控系统统由摄像机、镜头、 拾取声音信号、终端解码器、视频传输线 路及控制信号总线、监视器等组成。 特别要求的电视监控系统如图 3-3 所示。

黎 连 业图 3-3 特别要求的电视监控系统

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特别要求的电视监控系统分为以下 3 类：1. 有声音拾取功能的电视监控系统 该系统可以把被监视的图像和声音内容一起传送到控制 中心，它的信号传输一般采用声音和图像分别传送、也 中心，它的信号传输一般采用声音和图像分别传送、 可以将声音信号调频到6.5MHz上，与图像信号一起传送 可以将声音信号调频到 上 到控制中心，再把声音信号解调出来。 到控制中心，再把声音信号解调出来。 2. 与防盗报警系统联动的电视监控系统 该系统在控制台上设有防盗报警的联动接口，在有防盗 该系统在控制台上设有防盗报警的联动接口， 报警信号时， 报警信号时，控制台上发出报警并启动录像机自动对有 警报的场所进行录像。 警报的场所进行录像。 该系统由电视监控系统和防盗报警系统两部分组成，控 该

系统由电视监控系统和防盗报警系统两部分组成， 制中心通过控制台将两部分合在一起进行联动运行。 制中心通过控制台将两部分合在一起进行联动运行。 3. 具有自动跟踪和锁定功能的电视监控系统 最先进的自动跟踪和锁定系统采用“数字式电视监控系 最先进的自动跟踪和锁定系统采用“ 统”。数字式电视监控系统的核心是多媒体计算机及其 黎 配套的其它设施。 配套的其它设施。该系统的工作方式是将入侵目标的图 连 像及声音信号变为计算机文件，从中提取目标信号， 像及声音信号变为计算机文件，从中提取目标信号，然 后反馈给摄像机及电动云台， 后反馈给摄像机及电动云台，以控制摄像机及云台进行 业 跟踪锁定。另外， 跟踪锁定。另外，还将自动启动该摄像机附近其它关联 20122012-4-10 的摄像机或报警装置，以便进行继续跟踪和锁定。 的摄像机或报警装置，以便进行继续跟踪和锁定。 10

3.2 电视监控系统的前端设备电视监控系统的前端设备有： 电视监控系统的前端设备有： 摄像机； 摄像机； 镜头； 镜头； 防护罩； 防护罩； 云台； 云台； 前端控制器； 前端控制器； 解码器。 解码器。20122012-4-10 11

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摄像机就像电视监控系统的眼睛一样，它是拾取图像 摄像机就像电视监控系统的眼睛一样， 信号的设备。 信号的设备。对被监视场所通过摄像机将画面的光信 号变为电信号(图像信号)。 )。无论是彩色还是黑白摄 号变为电信号(图像信号)。无论是彩色还是黑白摄 像机，其光电转换的器件均采用CCD器件，即“电耦 器件， 像机，其光电转换的器件均采用 器件 器件。摄像机布置在被监视场所的某一位置， 合”器件。摄像机布置在被监视场所的某一位置，使 其视场角能覆盖整个被监视的各个部位。 其视场角能覆盖整个被监视的各个部位。 摄像机通过镜头把被监视场所的画面在 摄像机通过镜头把被监视场所的画面在CCD片子上成 片子上成 通过CCD的电子扫描(CCD电荷转换),把成像 的电子扫描( 电荷转换), 像。通过 的电子扫描 电荷转换),把成像 的光信号变为电信号，再通过放大、 的光信号变为电信号，再通过放大、整形等一系列信 号处理，最后变为标准的电视信号输出。 号处理，最后变为标准的电视信号输出。 如果摄像机输出的图像信号经过传输部分、控制部分 如果摄像机输出的图像信号经过传输部分、 之后到达监视器上， 之后到达监视器上，则到达监视器上的图像信号噪声 比将下降，这是由于传输及控制部分的线路、放大器、 比将下

降，这是由于传输及控制部分的线路、放大器、 切换器等引入了噪声的原因。 切换器等引入了噪声的原因。12

3.2.1摄像机

1. 摄像机种类电视监控系统摄像机有多种。种类可分为： 按所摄取的图像种类来分： ●黑白电视摄像机； ●彩色电视摄像机； ●数字电视摄像机。 按适用照度来分： ●普通摄像机 要求照度较高，在白天和较深灯光下才能摄取到满意的图像，最 低照度一般均大于10勒克斯(LUX)以上。 ●低照度摄像机 可以工作在照度较低的环境中(如黎明、黄昏、暗光下),最低 照度为0.1~0.5LUX。 ●微光摄像机 如果以工作在月光、星光甚至伸手不见五指的阴天、漆黑的夜间、 最低照度可达0.0001LUX。

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按摄像器件的种类来分 ●摄像管摄像机 摄像管是一种真空电子管，它是利用电子束扫 摄像管是一种真空电子管， 描把景场的光学图像转换成电信号的， 描把景场的光学图像转换成电信号的，现在已 使用光电导摄像管。它是在管内设置光电导靶， 使用光电导摄像管。它是在管内设置光电导靶， 利用光电效应来实现光电转换的。 利用光电效应来实现光电转换的。 固体摄像器件摄像机(又称固体摄像机) ●固体摄像器件摄像机(又称固体摄像机) 它是采用 它是采用CCD电荷藕合器件，现已取代摄像管。 电荷藕合器件， 电荷藕合器件 现已取代摄像管。

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按适用光谱范围来分 ●可见光电视摄像机 只能摄取被可见光照射下的景物图像，一 只能摄取被可见光照射下的景物图像， 般常用的、 般常用的、通用性摄像机均为可见光电视 摄像机。 摄像机。 ●非可见光电视摄像机 包括 射线摄像机、红外摄像机和紫外线摄 包括X射线摄像机 射线摄像机、 像机， 像机， 非可见光电视摄像机一般是指红外线电视、 非可见光电视摄像机一般是指红外线电视、 紫外线电视和X射线电视摄像机 射线电视摄像机， 紫外线电视和 射线电视摄像机，它是将人 们眼睛看不见的信息转变为可见光图像信 适用于特殊业务场合。 息，适用于特殊业务场合。15

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1) 红外电视摄像机 红外电视摄像机分为主动红外、 红外电视摄像机分为主动红外、被动红外二种 ● 主动红外电视摄像机 主动红外是利用红外光源照射被摄物体， 主动红外是利用红外光源照射被摄物体，由红 外电视摄像机摄取从物体反射回来的红外线光学 图像， 图像，并转换成电信号后在监视器屏幕上显示出 来。 ● 被动红外电视摄像机 被动红外不同于主动红外电视摄像机， 被动红外不

同于主动红外电视摄像机，它不需 要红外光源， 要红外光源，而是由红外摄像器件直接感受被摄 物体自身射出的红外来成像的。 物体自身射出的红外来成像的。

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