閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)畢業(yè)論文

阜陽職業(yè)技術學院畢業(yè)論文閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)設計作 者： 屠 幫 園 院 系： 工 科 院 專 業(yè)： 機 電 一 體 化 學 號： 141040126 指導教師： 李 雅 瓊 2016 年 11 月1目 錄內容摘要 .21. 閉路電視監(jiān)控系統(tǒng) .31.1 電視監(jiān)控系統(tǒng)的組成 .41.2 視頻監(jiān)控系統(tǒng)的組成和結構 .81.3 攝像機的布置 .92. 閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)的設備 .102.1 攝像機的選擇 .102.2 攝像機鏡頭的要求 .113.3 云臺 .113. 監(jiān)控室設置要求 .12結束語 .13致 謝 .14參考文獻 .152摘 要“智能建筑”是將結構、系統(tǒng)、服務、運營及相互聯(lián)系全面綜合，并達到最佳組合，所獲得的高效率，高功能與高舒適性的大樓。規(guī)定智能大廈必須具備 3個條件：一是具有保安、消防與環(huán)境控制等先進的自動化控制系統(tǒng)，以及自動調節(jié)大廈內的溫度、濕度、燈光等參數(shù)的各種設施，以創(chuàng)造舒適安全的環(huán)境；二是具有良好的通信網絡設施，使數(shù)據(jù)能在大廈內進行流通；三是能提供足夠的對外通信設施與能力。在智能建筑中，電視監(jiān)控系統(tǒng)的作用非常重要。它可以對事件發(fā)生前后的信息進行記錄，以便事后對事件發(fā)生經過進行分析，保護各種資產。 目前智能建筑和智能化小區(qū)中的閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)，從圖像信號的攝錄，到圖像信號的傳輸、存儲、調用、回放大都采用的是模擬信號；信號的傳輸是利用同軸電纜這種介質來完成的。尤其是在構建大規(guī)模的電視監(jiān)控系統(tǒng)的時候，圖像信號的采集、傳輸、存儲，需要大量的傳輸介質來組建網絡；也需要大量的錄像機、錄像帶來存儲圖像信息。這勢必帶來大量的布線工作、大量的圖像存儲工作、大量的圖像檢索工作。 智能建筑中電視監(jiān)控系統(tǒng)的系統(tǒng)組成結構、系統(tǒng)主要設備的性能特點、技術指標的參數(shù)、說明如何在構建 CCTV系統(tǒng)中選擇性價比優(yōu)秀的產品以及如何構建性能良好、技術先進、安全可靠的電視監(jiān)控系統(tǒng)；通過數(shù)字電視監(jiān)控系統(tǒng)的視頻采集卡、嵌入式硬盤錄像機的系統(tǒng)性能和技術參數(shù)、選擇指標的比對以及模擬電視監(jiān)控系統(tǒng)和數(shù)字電視監(jiān)控系統(tǒng)的優(yōu)缺點的比對，說明了如何建設數(shù)字電視監(jiān)控系統(tǒng)、如何利用現(xiàn)有的模擬電視監(jiān)控系統(tǒng)改造成數(shù)字電視監(jiān)控系統(tǒng)以及數(shù)字電視監(jiān)控系統(tǒng)在未來的發(fā)展趨勢；通過比較同軸電纜、雙絞線、光纖、射頻調制傳輸?shù)膫鬏斁嚯x、傳輸頻帶和帶寬、信號的衰減程度等的優(yōu)缺點。本論文認為以后智能建筑和智能化小區(qū)中的閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)將是以數(shù)字電視監(jiān)控系統(tǒng)為主流、以綜合布線系統(tǒng)為載體、結合視頻會議系統(tǒng)、視頻點播系統(tǒng)的綜合應用體?，F(xiàn)在的模擬數(shù)字電視監(jiān)控系統(tǒng)，也必將與數(shù)字電視監(jiān)控系統(tǒng)結合，通過對模擬信號的數(shù)字化改造，來實現(xiàn)數(shù)字化視頻信號傳輸、控制、記錄、檢索、回放等功能。關鍵詞: 電視監(jiān)控系統(tǒng)；嵌入式硬盤錄像機；雙絞線3閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)設計隨著各類建筑的智能化要求和生產經營管理自動化的要求，也隨著安全防范的高標準要求，電視監(jiān)控系統(tǒng)目前得到了極大的發(fā)展，也得到了各行各業(yè)廣泛的使用。有些行業(yè)、部門，國家有關部門還要求強使用電視監(jiān)控系統(tǒng)（如銀行、三星級以上賓館等）。1.閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)閉路電視（又稱 CCTV）監(jiān)控系統(tǒng)是安防領域中的重要組成部分，系統(tǒng)通過攝像機及其輔助設備（鏡頭、云臺等），直接觀察被監(jiān)視場所的情況，同時可以把監(jiān)視場所的情況進行同步錄像。另外，電視監(jiān)控系統(tǒng)還可以與防盜報警系統(tǒng)等其他安全技術防范體系聯(lián)動行動，使用戶安全防范能力得到整體的提高。1.1電視監(jiān)控系統(tǒng)的組成電視監(jiān)控系統(tǒng)是在閉路電視系統(tǒng)基礎上發(fā)展起來的，所以又稱閉路監(jiān)控電視（CCTV）?，F(xiàn)代智能建筑中人們總是設法將關鍵部位或重要場所實時、形象和不失真地顯示出來，從而形成了電視監(jiān)控系統(tǒng)。目前電視監(jiān)控系統(tǒng)已成為現(xiàn)代生產、管理和生活中實施監(jiān)視和控制的極為有效的工具，同時也成為安全防范的有效工具之一。閉路監(jiān)控系統(tǒng)主要實現(xiàn)圖像觀察、記錄等功能， 閉路監(jiān)控系統(tǒng)按功能分為：前端（攝像）、傳輸、控制、顯示、電源以及副控點設備等幾部分組成, 其系統(tǒng)組成示意圖所圖 1圖 1系統(tǒng)組成示意圖視頻監(jiān)控錄制模塊不但可以用來實現(xiàn)攝像頭的圖像預覽，以及視頻的存儲等功能，而且視頻監(jiān)控錄制模塊中還可以對預覽圖像的大小、攝像頭所采集到的視頻信息的存儲大小，攝像頭的亮度、曝光度和顏色等進行設置。而且在視頻監(jiān)控錄制模塊為了不讓其他人員隨意的更改這些設置和隨意的退出本套系統(tǒng)還應在本模塊中加入權限設置密碼。而在回放系統(tǒng)中為了不讓其他非管理人員隨意對歷史的視頻信息進行瀏覽，因此，在進入回放系統(tǒng)之前應設置一權限密碼，若密碼不正確者不能進入到回放系統(tǒng)中。1.1.1攝像部分攝像部分是電視監(jiān)控系統(tǒng)的前沿部分，是系統(tǒng)的“眼睛”，是整個電視監(jiān)控系統(tǒng)的原始信號源。它布置在被監(jiān)視場所的某一位置（或幾個位置）上，其視場角能覆蓋整個被監(jiān)視場所的各個部位。它的功能是通過監(jiān)視區(qū)域攝像獲取實時圖控制部分顯示與記錄部分傳輸部分前端部分4像信息并將圖像信息轉換為電信號輸出。圖 2 常見電視監(jiān)控系統(tǒng)攝像機（a）半球式攝相機 (b) 紅外一體攝像機 (c) 槍型攝像機1.1.2 攝像機的支撐部分固定和安裝攝像機的設備稱為攝像機的支承設備。常見的攝像機支承設備有三腳架、攝像機托架和云臺。三腳架是最普通的攝像機支承設備，根據(jù)支承攝像機的不同有各種規(guī)格和型號。攝像機托架安裝在吊頂或墻壁上，用于支承攝像機。圖 2（a）是鵝頸管型球型攝像機安裝托架。根據(jù)安裝的部位和攝像機的不同，托架也有各種規(guī)格和型號，也可根據(jù)現(xiàn)場環(huán)境進行特制。云臺是目前最常用的攝像機支承設備。它可帶動攝像機進行水平方位旋轉和垂直方位旋轉，從而擴大了攝像機的監(jiān)視范圍。根據(jù)使用環(huán)境和監(jiān)控要求不同,云臺可分為室內型和室外型、通用型和特殊型、手動控制旋轉型和電動控制旋轉型。圖 3是常見攝像機托架和云臺。圖 3 攝像機托架和云臺（a）鵝頸管型球型攝像機安裝托架;（b）電動云臺;（c）室內壁裝云臺1.1.3 傳輸部分傳輸部分用于將監(jiān)控系統(tǒng)的前端設備與終端設備聯(lián)系起來。前端設備所產生的圖像信息、聲音信號、各種報警信號通過傳輸系統(tǒng)傳送到控制中心，并將控制中心的控制指令輸送到前端設備。傳輸部分是系統(tǒng)圖像信號和控制信號的通路，在傳輸線路上傳輸?shù)氖且曨l信號和控制信號。（1）視頻信號傳輸視頻信號傳輸一般選用同軸電纜、微波傳輸光纖或雙絞線等。5同軸電纜同軸電纜的結構如圖 4所示，它由內導體（電纜銅芯）、絕緣層、外導體（銅網和鋁箔）和護套四部分組成。圖 4 同軸電纜結構示意圖電視監(jiān)控系統(tǒng)一般是中短距離的中小型系統(tǒng)，故大都采用同軸電纜傳輸視頻圖像信號。國產同軸電纜可分為實芯和耦芯兩種。芯線一般用銅線，外導體有鋁管和銅網加鋁箔；絕緣外套有單護套和雙護套兩種。國產同軸電纜型號和含義如表 1-5所示。選擇同軸電纜時，應選用頻率特性好、衰減小、傳輸穩(wěn)定、防水性能好的電纜。國產常用同軸電纜的型號、規(guī)格和主要參數(shù)如表 1,2所示。表 1 國產同軸電纜型號和含義棉 紗 編織M穩(wěn) 定 聚 乙 烯 空 氣 絕緣D電 視 電 纜S 橡 皮H聚 乙 烯 空 氣 絕 緣I特 性 射 頻 電 纜ST玻 璃 絲編 制 侵硅 有 機漆B橡 皮X高 壓 射 頻 電 纜SG 氟 塑 料F氟 塑 料F強 力 射 頻 電 纜SJ 綜 合Z聚 乙 烯Y穩(wěn) 定 聚 乙 烯W對 稱 射 頻 電 纜SE 屏 蔽P聚 氯 乙烯V聚 乙 烯Y通 軸 射 頻 電 纜S 含 義符號含 義符號含 義符號含 義符號 派 生 特 性護 套 材 料絕 緣 材 料分 類 代 號棉 紗 編織穩(wěn) 定 聚 乙 烯 空 氣 絕緣電 視 電 纜 橡 皮聚 乙 烯 空 氣 絕 緣特 性 射 頻 電 纜玻 璃 絲編 制 侵硅 有 機漆橡 皮高 壓 射 頻 電 纜 氟 塑 料氟 塑 料強 力 射 頻 電 纜 綜 合聚 乙 烯穩(wěn) 定 聚 乙 烯對 稱 射 頻 電 纜 屏 蔽聚 氯 乙烯聚 乙 烯通 軸 射 頻 電 纜 含 義符號含 義符號含 義符號含 義符號 派 生 特 性護 套 材 料絕 緣 材 料分 類 代 號表 2 國產常用同軸電纜型號、規(guī)格和主要參數(shù)6電 纜 絕 緣型 號 形 式 30（ MHz） 20（ MHz） 80（ MHz）SYKV-75-耦 芯 式 1.04.77.37534.101 2Y-9耦 芯 式 .99.012.4 2.52. 61SYKV-75-12耦 芯 式 2.601.55.075.1.604.5 0Y-5耦 芯 式 1. 4.87.3 34.21. 23SYKV-75-9耦 芯 式 1.909.013.07532.105.11IO-耦 芯 式 .35. 7.4 3.58. 7SIZV-75-竹 節(jié) 式 1.20.0.37534.01.02YD-9竹 節(jié) 式 . 9. 1.4 1.74.59.SYV-75-12竹 節(jié) 式 3.01.514. 7521.203.47.1DC-5耦 芯 式 1. 4.86.8 34. 10.82.5SV-7-7耦 芯 式 .607.310.752.52.607. 1.2DC-5-9耦 芯 式 2. 9.02. . .15. .5SV-75-12耦 芯 式 2.601.514.752.51.704.510.衰 減 常 數(shù) （ dB/10m）芯 線 外 徑（ m） 絕 緣 外 徑（ m） 電 纜 外 徑（ m） 特 性 阻 抗（ ） 光纖光纖裸纖一般分為三層，中心為高折射率玻璃芯（芯徑一般為 50 m 或62.5 m），中間為低折射率硅玻璃包層（直徑一般為 125 m），最外層是加強用的樹脂涂層。圖 5為光纖結構示意圖。按光在光纖中的傳輸模式不同，光纖可分為單模光纖和多模光纖。多模光纖的中心玻璃芯較粗（芯徑一般為 50 m 或 62.5 m），可傳多種模式的光，但其模間色散較大，限制了傳輸數(shù)字信號的頻率，且這種現(xiàn)象隨距離的增加會更加嚴重。因此，多模光纖傳輸?shù)木嚯x比較近，一般只有幾公里。單模光纖的中心玻璃芯較細（芯徑一般為 9 m 或 10 m），只能傳一種模式的光，其模間色散很小，適用于遠程傳輸。常用光纖的規(guī)格為：單模，8/125 m、9/125 m、10/125 m；多模：50/125 m（歐標）、62.5/125 m（美標）。 圖 5 光纖結構示意圖 雙絞線雙絞線的使用由來已久，特別在電話通信上得到了廣泛的應用，但用于電視監(jiān)控系統(tǒng)的時間不是很久。雙絞線具有抗干擾能力強、傳輸距離遠、布線容易、價格低廉等優(yōu)點。它克服了同軸電纜傳輸距離受限的問題，同時也避免了光纖傳輸技術復雜和造價昂貴的弊端。但是，雙絞線對信號存在著較大的衰減，所以視頻信號在雙絞線上遠距離傳輸時必須進行放大和補償。1.1.4 顯示和記錄部分7顯示和記錄部分一般安裝在控制室，主要有監(jiān)視器、錄像機和一些視頻處理設備。 監(jiān)視器可以選用黑白或彩色監(jiān)視器，也可選用液晶顯示器或用電視機替代。錄像機在監(jiān)控系統(tǒng)中作為記錄和重放裝置，根據(jù)需要可選用不同功能和錄像時間的專用錄像機，專用錄像機能提供 24960 h 的錄像時間。錄像機內設有字符信號發(fā)生器，可在圖像信號上打出“月/日/年/星期/時/分/秒”的錄像模式，還能在圖像上示出攝像機與報警器的編號及報警方式。 要實現(xiàn)用少量監(jiān)視器顯示多個攝像機輸出的視頻信號、在同一屏幕上顯示多個監(jiān)控視頻信號或多個視頻器顯示同一視頻信號等功能，控制室還需增加相應的設備，這些設備有視頻切換器、多畫面分割器、視頻分配器等。1.2 視頻監(jiān)控系統(tǒng)內容和結構視頻信號處理部分應包括以下主要內容：在監(jiān)控點設置視頻信號采集用的攝像頭；將攝像頭攝取的視頻信號通過視頻電纜聯(lián)入從事監(jiān)控活動工作的控制室；在各個控制室利用視頻分頻設備及信號放大設備將視頻信號分頻放大處理后，一組信號用于現(xiàn)場的視頻監(jiān)控使用，另外的信號向其它控制室或調度室的信號提供；現(xiàn)場監(jiān)控用的信號通過畫面分割器或矩陣控制器與工業(yè)用電視監(jiān)視器相連，完成現(xiàn)場的視頻信息的監(jiān)控目的。在調度室利用視頻 2分頻設備將視頻信號 2分頻處理后，一組信號用于調度室的綜合視頻監(jiān)控使用，另一組信號提供給數(shù)字信號處理部分進行處理。圖 6 系統(tǒng)結構示例圖視頻監(jiān)控系統(tǒng)是由監(jiān)控點和監(jiān)控中心等組成的，它的具體的工作流程如圖 6所示。正如下圖所示的流程，當監(jiān)控點的攝像頭采集到的視頻信息通過電纜線傳到監(jiān)控室，監(jiān)控室的工作人員可以通過監(jiān)視屏上的預覽圖像來了解現(xiàn)場所發(fā)生的一切情況，與此同時監(jiān)控室的控制人員還可以對攝像頭所采集到的視頻信息進行錄制存儲，監(jiān)控室的工作人員還可以控制監(jiān)控點的每一個攝像頭。并對其進行各種操作，如攝像頭的轉向、攝像頭的取景范圍等。管理人員還可以對攝像頭的參8數(shù)如亮度、曝光度和顏色等進行一系列的設置。一旦有突發(fā)事件發(fā)生監(jiān)控室的工作人員還可以對現(xiàn)場進行實時監(jiān)控，通過監(jiān)視器所了解到的情況來指導現(xiàn)場的工作。與此同時還可以通過局域網或互聯(lián)網對外界發(fā)出警告或報警。如果視頻監(jiān)控系統(tǒng)安裝視頻服務器之后，還可以為管理人員提供遠程監(jiān)視權限。而管理人員則可以不受地域限制，只要使用 PC機或筆記本電腦通過調制解調器或寬帶接入方式接入 PSTN電話網或 Internet國際互聯(lián)網，就可以即時觀看各個監(jiān)控點的圖像，以便掌握監(jiān)控點的詳細情況。因此大大提高了管理者的管理水平。當管理人員需要某一天的監(jiān)控錄像時還可以調用監(jiān)控的歷史記錄，來進行查找、回放以便于了解當時所發(fā)生一系列的情況。1.3 攝像機的布置1.3.1