系统集成培训--知识篇

3.1.7 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1.0um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传感器表面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、兰三色滤光条，所以彩色摄像 机对红外、紫外均不敏感。
3.1.4成像灵敏度

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
3.1.3分辨率的选择

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380600，彩色为380-480，其数值越大成像越清 晰。一般的监视场合，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。
3.1.5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。
3.1.6外同步与外触发

外同步是指不同的视频设备之间用同一同步信 号来保证视频信号的同步，它可保证不同的设 备输出的视频信号具有相同的帧、行的起止时 间。为了实现外同步，需要给摄像机输入一个 复合同步信号(C-sync)或复合视频信号。外同 步并不能保证用户从指定时刻得到完整的连续 的一帧图像，要实现这种功能，必须使用一些 特殊的具有外触发功能的摄像机。
1.2CCTV监控系统的发展

视频监控系统经历了本地模拟信号监控系统， 基于PC插卡的数字监控系统，基于嵌入式技 术的网络数字监控系统等发展过程。

1.本地模拟信号监控系统 本地图像监控系统主要由摄像机、视频矩阵、监 视器、录像机等组成，利用模拟视频线将来自摄像机 的视频连接到监视器上，利用视频矩阵主机，采用键 盘进行切换和控制，录像采用使用磁带的长时间录像 机；远距离图象传输采用模拟光纤，利用光端机进行 视频的传输。 传统的模拟闭路电视监控系统有很多局限性：首 先，有线模拟视频信号的传输对距离十分敏感；其次， 有线模拟视频监控无法联网，只能以点对点的方式监 视现场，并且使得布线工程量极大;另外，有线模拟视 频信号数据的存储会耗费大量的存储介质（如录像 带），查询取证时十分烦琐。

2.基于PC插卡的数字监控系统 基于PC机的远程图像监控系统由PC机插视 频卡构成，在监控现场，有若干个摄像机，各种 检测、报警探头与数据设备，通过各自的传输线 路，汇接到监控终端机上，该终端可以是一台PC 机，也可以是专用的工业机箱。基于PC的视频监 控系统终端功能较强，便于现场操作。但稳定性 不好，视频前端(如CCD等视频信号的采集、压缩、 通讯)较为复杂，可靠性不高，PC机也需专人管 理，特别是在环境或空间不适宜的监控点，这种 方式不理想。
第二节系统构成

2.1理论结构（按功能分） 2.2实际结构（按设计分）
2.1理论结构（按功能分）

对于安防监控系统，根据系统各部分功能的不 同，我们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，对于部分系统而言，某些设备可能会同 时以多个层的身份存在于系统中。
2.1.1表现层

表现层是我们最直观感受到的，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、报警自动驳接电话等等都属于 这一层。
2.1.2控制层

控制层是整个安防监控系统的核心，它是系统科技水平的最 明确体现。通常我们的控制方式有两种——模拟控制和数字 控制。模拟3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， 这种控制方式成本较低，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， 这时我们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 串行电话线。它将中远程监控变为事实、为Internet远程监 控提供可能。但数字控制也不是那么十全十美，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。

3.基于嵌入式技术的网络数字监控系统 基于嵌入技术的监控系统不需处理模拟视频信号的PC，而是 把摄像机输出的模拟视频信号通过嵌入式视频编码器直接转换成 IP数字信号。 数字化视频监控的优点是克服了模拟闭路电视监控的局限性： 首先，数字化视频可以在计算机网络(局域网或广域网)上传输图像 数据，基本上不受距离限制，信号不易受干扰，可大幅度提高图 像品质和稳定性；其次，数字视频可利用计算机网络联网，网络 带宽可复用，无须重复布线；另外，数字化存储成为可能，经过 压缩的视频数据可存储在磁盘阵列中或保存在光盘中，查询十分 简便快捷。 基于嵌入式设备的监控系统的优点是：由于这种系统的硬件 是一个同处理器和操作系统捆绑较为紧密、功能专一、专门设计 的独立的设备，不像插卡系统那样受通用计算机系统中其它软件 硬件的影响，因此性能上更稳定，且便于安装、维护，易于实现 系统的模块化设计，便于管理、维护。
3.1.1什么是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。
3.1.2 CCD摄像机的工作方式

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视频图像。
2.2.4控制系统

控制系统部分是不可见的，它主要是负责所有 设备的控制与图像信号的处理，它属于软件部 份。
第三节名词及术语解释

DVR概念： DVR即是Digital Video Recorder——数字视频录像机或数字硬盘 录像机，我们习惯上称为硬盘录像机。它是一套进行图像存储处 理的计算机系统，具有对图像/语音进行长时间录像、录音、远程 监视和控制的功能，DVR集合了录像机、画面分割器、云台镜头 控制、报警控制、网络传输等五种功能于一身，用一台设备就能 取代模拟监控系统一大堆设备的功能，而且在价格上也逐渐占有 优势。DVR采用的是数字记录技术，在图像处理、图像储存、检 索、备份、以及网络传递、远程控制等方面也远远优于模拟监控 设备，DVR代表了电视监控系统的发展方向，是目前市面上电视 监控系统的首选产品。市面上流行的产品有PC平台DVR和嵌入式 DVR，嵌入式DVR在稳定性、可靠性、易用性等方面有“专业化”的 优势，嵌入式DVR会逐步侵占PC平台DVR的市场。PC平台DVR 在通用性、可扩张性方面占有优势，在网络视频监控系统中仍可 负担管理主机的角色，仍然有其自身的市场份将有传输 层送过来的音视频信号加以分配、放大、分割 等等处理，有机的将表现层与控制层加以连接。 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。
2.1.4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， 我们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，我们常使用的是射频线、微波，对于远程监控 而言，我们通常使用Internet这一廉价载体。值得一提的是， 新出现的传输层介质——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。信号从采集层出来 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拟的。当然，高性能的回报 也需要高成本的投入，这是纯数字安防监控系统无法普及最 重要的原因之一。
系统集成培训 ——知识篇
第一章CCTV监控系统
第二章防盗报警系统
第一节CCTV基础

1.1 什么是CCTV监控系统

1.2 CCTV监控系统的发展
1.1什么是CCTV监控系统



闭路电视监控系统是安全技术防范体系中的一个重要组成部分， 是一种先进的、防范能力极强的综合系统，它可以通过遥控摄像 机及其辅助设备（镜头、云台等）直接观看被监视场所的一切情 况，可以把被监视场所的情况一目了然。同时，电视监控系统还 可以与防盗报警系统等其它安全技术防范体系联动运行，使其防 范能力更加强大。 闭路监控系统能在人们无法直接观察的场合，却能实时、形象、 真实地反映被监视控制对象的画面，并已成为人们在现代化管理 中监控的一种极为有效的观察工具。由于它具有只需一人在控制 中心操作就可观察许多区域，甚至远距离区域的独特功能，被认 为是保安工作之必须手段。 闭路电视监控系统（CCTV）能提供某些重要区域近距离的观察、 监视和控制。系统符合国家有关技术规范。一般在系统应设置电 视摄像机，以实现全方位监控。系统的主要设备应配置电视监视 器、时滞录像机和画面处理器等，使用户能调看任意一个画面和 遥控操作任意一台有遥控功能摄像机的云台和变焦功能。