監(jiān)控系統(tǒng)的基礎知識.

1、安防監(jiān)控技術基礎培訓江西省盈泰電子科技有限公司技術部2011.03.20提綱 監(jiān)控系統(tǒng)的構成 前端系統(tǒng) 中端傳輸 后端控制和顯示部分 監(jiān)控系統(tǒng)常見故障分析監(jiān)控系統(tǒng)的構成 前端系統(tǒng)視頻圖象/音頻的采集、轉換 傳輸系統(tǒng) 后端中控設備和顯示記錄設備監(jiān)控系統(tǒng)典型結構圖前端系統(tǒng)設備介紹 圖象采集部分1、攝象機何謂CCD電荷耦合器件（charge coupled deice)（光信號轉換為 電信號）幾個重要指標清晰度、照度（靈敏度）、信噪比、CCD靶面2、鏡頭 輔助設備部分1、云臺、防護罩、支架2、解碼器攝象機的分類 依成像色彩劃分彩色、黑白 依攝像機靈敏度劃分普通型、月光型、星光型 紅外照明型 依制式劃

2、分PAL和NTSC 依外形樣式劃分槍機、球型機（含高速球） 依信號處理方式劃分模擬、數字（網絡型）攝像機基礎知識 攝像機構成CCDCDSAGCControl signalsData signalsBB鏡頭濾光片CVBS信號輸出監(jiān)視器DVR鏡頭：將景物成像在傳感器的感光面上；圖像傳感器（CCD）：將光信號轉化成電信號；處理器（DSP）：進行模數轉換，圖像處理，實現各種功能，輸出CVBS信號模擬攝像機主要由三部分組成：鏡頭，傳感器，處理器1. 圖像傳感器2. 最低照度3. 水平解析度4. 信噪比5. 動態(tài)范圍6. 掃描制式7. 攝像機電源8. 攝像機鏡頭攝像機的基本參數攝像機的基本參數9 CCD：

3、電荷耦合器件，傳感器中每一行中的每一個象素的電荷數據都會依次傳送到下一個象素中，在底部進行輸出，再經由傳感器邊緣的放大器統(tǒng)一進行放大輸出。 CMOS：互補性氧化金屬半導體，傳感器中每個象素都會鄰接一個放大器及A/D轉換電路，用類似內存電路的方式將數據輸出。圖像傳感器圖像傳感器最低照度n 最低照度是用來衡量攝像機在多暗的環(huán)境下能看得清楚的一個指標。 0.15lux 0.15lux 下對比拍攝下對比拍攝普通攝像機低照度攝像機測量方法：測量方法：1、分辨率檢測卡+人眼觀測2、分辨率檢測卡+分析儀水平解析度水平解析度n 水平解析度是用來衡量攝像機清晰度的一個指標。 信噪比：信號與噪聲的比率信噪比信噪比

4、信噪比 一般超過50db 且信噪比越大越好 動態(tài)范圍表示圖像中所包含的從“最暗”至“最亮”的范圍。動態(tài)范圍越大，所能表現的層次越豐富，所包含的色彩空間也越廣。 寬動態(tài)效果對比動態(tài)范圍動態(tài)范圍電視制式是指一個國家的電視系統(tǒng)所采用的特定制度和技術標準?，F在世界上共有三種電視制式。PAL制：制：采用25fps幀率，目前全世界大部分國家（包括歐洲多數國家、非洲、澳洲和中國）使用；625線50場NTSC制：制：采用30fps幀率（精確地講為29.97 fps），美國、日本、加拿大等國使用；SECAM制：制：采用25fps幀率，主要用于法國、前蘇聯及東歐國家。掃描制式掃描制式目前監(jiān)控類攝像機電源主要有三種

5、：DC 12VAC 24VAC 220V攝像機電源攝像機電源電源同步功能一般使用的是AC24V！ 鏡頭的分類 鏡頭的參數 鏡頭的選型鏡頭鏡頭電子式日夜切換：采用雙通濾光片，攝像機內部程序實現彩色轉黑白功能機械式日夜切換：采用兩塊濾光片，日用與夜用分開，由馬達或者線圈控制其來回切換，從而達到更好的圖像效果日夜切換適用于較暗場景下的調試.注：自動增益越高，畫面越亮，噪聲越大 自動增益控制（AGC）背光補償背光補償-BLC 應用于逆光場景。為了突出前景特征，設置背光補償區(qū)域，提升前景亮度。 注：因為亮度是整個畫面同時提升，故提升后，前景亮度合適，背景亮度卻過曝背光補償背光補償-BLC 應用于逆光場景

6、。為了突出前景特征，設置背光補償區(qū)域，提升前景亮度。 注：因為亮度是整個畫面同時提升，故提升后，前景亮度合適，背景亮度卻過曝AES設置成1/500SAES設置成1/50S 用于拍攝快速移動物體。注：1、 電子快門設置越高，拍攝運動物體邊緣會越清晰，但在低照度下效果會變差。2、 當設置了固定的電子快門時，必須采用自動光圈鏡頭電子快門白平衡色還原性，同樣的景物，處在同樣色溫的光源的照射下，彩色攝像機在分色處理過程中，又能對彩色信號的亮度色度飽和度（顏色的純度）施加影響，改變一定色溫光照下的色度，使其更加接近自然光照下人眼已有的習慣感覺，這種功能稱為白平衡。低照度 應用于夜晚或陰天等場景23寬動態(tài)采

7、用雙速CCD，進行兩次曝光，并通過DSP對兩次曝光的信息進行處理，重新組合，使明暗都看得清晰。注：因是兩幅畫面處理而成，故在明暗的交界處會有毛刺感。因是兩次曝光，故寬動態(tài)功能不太適用于高速運動物體的監(jiān)控前端攝象機設備圖片樣本槍機高速球型攝象機高速球型攝象機半球攝象機半球攝象機網絡攝象機網絡攝象機一體化機一體化機前端鏡頭設備的產品圖片自動光圈鏡頭自動光圈鏡頭電動變焦鏡頭電動變焦鏡頭兩可變兩可變/ /三可變鏡頭三可變鏡頭前端輔助設備產品圖片支支 架架護護 罩罩前端輔助設備產品圖片云云 臺臺球型云臺解碼器傳輸系統(tǒng) 圖象/音頻信號的傳輸有線方式無線方式 控制信號的傳輸包括報警聯動、等等信號傳輸部分是系

8、統(tǒng)的圖像信號通路。一般來說，傳輸部分單指的是傳輸圖像、聲音信號。在監(jiān)控系統(tǒng)中用來傳輸圖象信號的介質主要有同軸電纜、雙絞線和光纖，對應的傳輸設備分別是同軸視頻放大器、雙絞線視頻傳輸設備和光端機。要組建一個高質量的監(jiān)控網絡，就必須搞清楚這三種在傳輸方式上，近距離一般采用視頻線傳輸，在200米-2000米的距離一般采用雙絞線傳輸 ，更遠的距離則可采用光纖傳輸。對于遠距離傳輸，還需配備視頻信號放大、圖像信號的較正與補償設備。要注意傳輸方式的特點和使用環(huán)境，以便針對實際工程需要采取合適的傳輸介質和設備。同時控制中心需要通過控制臺對攝像機、鏡頭、云臺等進行控制，因而在傳輸系統(tǒng)中還包含有控制信號的傳輸。 介

9、質介質適用距離適用距離傳輸設備傳輸設備同軸線同軸線2000m光端機光端機傳輸通道 有線傳輸通道：同軸電纜（視頻基帶、射頻傳輸）、電話線（用于對圖像質量要求不高的情況下）、光纖、計算機網絡 無線傳輸通道：衛(wèi)星、微波、無線網橋、手機（GSM） 3、視頻監(jiān)控傳輸接口ISDN、DDN、ADSL、2M、RJ45(IP)、光纖、ATM等光纖什么是光纖?三大類光纖 玻璃 (硅石) 塑封硅石 (pcs) 塑料Fiber Options Inc. .light years ahead33光纜的構成 光纖 (纖芯、包層及外護套) 外護套用于減震 緩沖層 加強單元 封裝Fiber Options Inc. .lig

10、ht years ahead34光纜結構Fiber Options Inc. .light years ahead35黑色聚亞安酯外護套緩沖層硅石保護層加強單元包層 (硅石)纖芯(硅石)玻璃光纖 單模 纖芯直徑8到10um 長距離21km(典型距離) 多模 纖芯直徑50到100um 中距離 3km(典型距離)Fiber Options Inc. .light years ahead36多模光纖 62.5um的光纖最常用 典型距離到3km 用于： CCTV 廣播 數據通信Fiber Options Inc. .light years ahead37多模光纖 帶寬達600 MHz/km 損耗為1至

11、4 dB/km (光纖/波長固定) 纖芯直徑為50/62.5/85/100微米 使用850nm及1310nm傳輸 原器件及設備成本從中到低 通常使用LED發(fā)射Fiber Options Inc. .light years ahead38單模光纖 典型距離達21km 用于： 長途電信 長途CCTV 長途廣播 長途數據通信Fiber Options Inc. .light years ahead39單模 帶寬為4 GHz 損耗典型值為0.3dB至0.7dB/km (光纖/波長固定) 纖芯直徑為8 到10um 使用 1310nm至1550nm傳輸 連續(xù)成本較高 用邊發(fā)射LED或激光發(fā)射Fiber O

12、ptions Inc. .light years ahead40光纖為什么使用光纖？體積小光纜與銅纜比較 光纜(8芯PVC封裝62.5/125) 10mm = 8芯光纜(64視頻 2km) 銅纜 10.29mm = RG-11/U (1視頻 1km)Fiber Options Inc. .light years ahead42重量輕光纜對銅纜 1芯PVC封裝光纖 10.45kg/km RG-11/U 121.68kg/kmFiber Options Inc. .light years ahead43抗噪聲光纖是絕緣材料 不受電磁干擾(EMI) 不受無線電干擾(RFI) 不受高壓影響 不受地回路

13、電壓影響Fiber Options Inc. .light years ahead44安全 發(fā)生火災時不短路 用于下列環(huán)境非常理想： 危險環(huán)境 爆炸環(huán)境Fiber Options Inc. .light years ahead45不會短路光纖是玻璃材料的 不攜帶電流 不產生： 熱 火花 Fiber Options Inc. .light years ahead46性能穩(wěn)定 光纖不易受潮濕影響 不易被腐蝕 無需定期維護 壽命長Fiber Options Inc. .light years ahead47控制與記錄部分控制與記錄部分是負責對攝像機及其輔助部件（如鏡頭、云臺、雨刷等）的控制，并對圖像

14、、聲音信號進行記錄。目前硬盤錄像機的技術發(fā)展得較完善，它不但可以記錄圖像和聲音，而且還包含了畫面分割切換、云臺鏡頭控制等功能，基本上取代了以往使用的畫面切換器、畫面分割器、云臺控制器、鏡頭控制器等產品。如果客戶要求能對云臺、鏡頭（特別是高速球）進行非常方便的控制，則可以加配控制鍵盤。 顯示部分顯示部分一般由幾臺或多臺監(jiān)視器組成。在攝像機數量不是很多，要求不是很高的情況下，一般直將監(jiān)視器接在硬盤錄像機上即可。如攝像機數量很多，并要求多臺監(jiān)視器對畫面進行復雜的切換顯示，則須配備矩陣系統(tǒng)來實現。場館內也使用了三星電子的監(jiān)視器。中控室設備產品圖片畫面處理器監(jiān)視器矩陣主機云鏡控制器錄象機監(jiān)控系統(tǒng)常見故障

15、分析監(jiān)控前端攝象機部分 1、無圖象輸出 A 檢查電源是否接好，電源電壓是否足夠。 BNC接頭或視頻電纜是否接觸不良。 鏡頭光圈有否打開。 視頻或直流驅動的自動光圈鏡頭控制線是否接對或驅動模式是否選擇對。 說明：假設為攝象機直接連接到監(jiān)視器的理想模型監(jiān)控前端攝象機部分2、圖象質量不好 A、鏡頭是否有指紋或太臟。 光圈有否調好。 視頻電纜接觸不良。 電子快門或白平衡設置有無問題。 傳輸距離是否太遠。 電壓是否正常。 附近是否存在干擾源。 在電梯里安裝時要保證絕緣免受干擾。 CS接口有否接對。 J、聚焦及攝象機后焦距是否調節(jié)好。前端解碼器部分 1 接通電源，電源指示燈不亮 A 檢查電源有否加到接線柱

16、。 B檢查電源保險絲是否損壞。 2 通電即燒保險 A檢查接線端子的公共端（com）有沒有錯，特別是 COM端與上下左右等端子短路。 檢查云臺輸出電壓選擇有否選對。 前端解碼器部分3 電源燈亮但無法控制 A信號線是否接對，即485通信端正負是否接反。 觀察控制時信號燈閃爍否。 控制協議是否設置正確。 D、用外接24VAC 法判斷云臺是否正常（24VAC一端接到 云臺的COM，一端接到上下左右自動的任意一端）4 控制不靈亂轉 A檢查控制碼信號線。 同一條信號線控制線過長。 C同一條信號線串（并）接過多的解碼器。 前端功能性故障分析圖象總是發(fā)白發(fā)亮，整個圖象白茫茫的一遍，無法看清。 或者圖象發(fā)暗，例

17、如看到人的臉總是發(fā)黑。分析：攝象機或鏡頭的電平調節(jié)有問題！圖象有時正常，有時發(fā)白，具有規(guī)律性。分析：攝象機的選型有問題！圖象白天很正常，晚上轉成黑白后，看到的圖象就象動畫 一樣，不實時。分析：攝象機啟用了幀積累功能！圖象白天很清楚，晚上無法轉成黑白，看到的屏幕僅僅是 彩色的雪花噪點。分析：攝象機僅為單彩色。視頻傳輸部分畫面上出現了一條黑杠或白杠，并且向上或向下慢慢滾動。分析：這種現象多半是由系統(tǒng)產生了地壞路而引入了50周的工頻干擾（交流電的干擾）所造成的。 需要一提的是，有時由于攝像機或控制主機（矩陣切換器）的電源性能不良（或局部損壞）也會出現這種故障現象（有時也會出現二條黑杠或白杠），因此，

18、在分析這類故障現象時，要分清產生故障的兩種不同原因。 要分清是電源的問題還是地環(huán)路的問題，一種簡易的方法是，在中心機房，接入一臺電源沒有問題的攝像機輸出信號，如果在監(jiān)視器上沒有出現上述的干擾現象，則說明控制主機無問題。接下來可用一臺便攜式監(jiān)視器就近接在前端攝像機的視頻輸出端，并一臺臺攝像機逐個檢看，以便查找有否因電源出現問題而造成干擾的攝像機。如有，則進行處理。如無，則干擾是由地環(huán)路等其它原因造成的。 視頻傳輸部分監(jiān)視器上出現木紋狀的干擾 ，輕微時不會淹沒正常圖像 ，嚴重時圖像就無法觀看了（甚至破壞同步 ）。分析：這種故障原因比較復雜，大致可以從以下角度來考慮。 視頻傳輸線的質量不好，特別是屏

19、蔽性能差（屏蔽網不是質量很好的銅線網，或屏蔽網過稀而起不到屏蔽作用）。與此同時，這類視頻線的線電阻過大，因而造成信號產生較大衰減也是加重故障的原因。此外，這類視頻線的特性阻抗不是75，以及分布參數超出規(guī)定也是產生故障的原因之一。 在干擾不十分嚴重的情況下，可以試著采取通過凈化電源，在線連接的UPS向整個系統(tǒng)供電的方式，往往能減輕或基本消除干擾。但這種方法有時會因系統(tǒng)周圍空間信號情況的不同而效果不明顯或有時管用、有時不管用。視頻傳輸部分 監(jiān)視器上產生較深較亂的大面積網紋干擾，以至圖像全部 被破壞，形不成圖像和同步信號。分析：主要是由于視頻電纜線的芯線與屏蔽網短路、斷路造成的故障。 這種情況多出現

20、在BNC接頭或其它類型的視頻接頭上。只要認真逐個檢查這些接頭，就可以解決問題。 這類故障現象還有一點是容易判斷的，即這種故障現象出現時，往往不會是整個系統(tǒng)的各路信號均出問題，而僅僅出現在那些接頭不好的路數上。視頻傳輸部分監(jiān)視器的畫面上產生的若干條間距相等的豎條干擾，干擾 信號的頻率基本上是行頻的整數倍。 分析：這是由于視頻傳輸線的特性阻抗不是75而導致阻抗失配造成的。如果用示波器觀看被干擾圖像的波形時，會發(fā)現在行同步頭的后肩上，疊加有幅度較高的行頻諧波振蕩波形，干擾就是由此引起的。通過對波形的分析和對視頻電纜的定量測量，還會發(fā)現這種阻抗不符合要求的視頻電纜線，其分布參數也是不符合要求的，實際上

21、這也是阻抗失配的原因之一。因此，也可以說，產生這種干擾現象是由視頻電纜的特性陰抗和分布參數都不符合要求綜合引起的。這種問題的解決一般靠“始端串接電阻”或“終端并接電阻”的方法去解決。這里值得注意的是，在視頻傳輸距離很短時（一般為150米以內），使用上述阻抗失配和分布參數過大的視頻電纜不一定會出現上述的干擾現象。因此，在一個傳輸距離遠近相差很大的系統(tǒng)中，分析這種故障現象時不要受到短距離無干擾的迷惑。視頻傳輸部分 監(jiān)視器的圖像對比度太小，圖像淡 ；清晰度不高、細節(jié)部分丟失、嚴重時會出現彩色信號丟失或色飽和度過小 ；色調失真 。分析：是在遠距離的視頻基帶傳輸方式下容易出現的故障現象。主要原因是由傳輸

22、線路衰減引起的信號高頻段相移過大或高頻部分丟失等原因而造成的。這種情況應加補償器?？刂撇糠郑ㄇ度胧紻VR） 機器不啟動或機器加電后不能正常啟動,無視頻畫面輸出。分析：1、電源故障，DVR無電源或DVR保險絲被燒毀。 2、視頻線接錯誤（沒接到主輸出）或視頻線連接存 在開路和短路現象。 3、DVR本身相應的撥碼開關沒撥到適當位置或DVR 對硬盤有相應的限制，需選擇相應兼容的硬盤列 表。 4、DVR本身有硬件故障。控制部分（嵌入式DVR） 無法識別硬盤或USB設備分析：更換硬盤,選擇與系統(tǒng)兼容的硬盤設備.兼容硬盤列表參見具體說明書. 檢查硬盤跳線是否安裝,位置是否正確. 檢查硬盤數據線和電源線是否安插正確,有無反插,虛插. 檢查硬盤數據線和電源線是否有磨損或斷路. 更換硬盤再試,確認是否硬盤損壞. USB設備與兼容列表不符控制部分（嵌入式DVR） 圖象不實時或錄象回放質量不好分析：1、確定DVR的總資源幀數，確定DVR實時監(jiān)控和錄 象回放的圖象格式（CIF/HALF D1/D1）。 2、相關設置是否合理。 無法進行單/多畫面切換控或無法控制前端設備分析：1、確定DVR是否有登陸密碼。 2、確定登陸后，權限是否足夠。 3、相應通道的相關協議參數設置是否合理?？刂撇糠郑ㄇ度胧紻VR） DVR經常自動重新啟動或無法繼續(xù)錄象。分析：1、