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電視監控系統的設計

發布者:  發布時2017-3-11 16:53:58  瀏覽次數:

電視監控系統的設計

電視監控系統在現代建筑中具有獨特作用,它能被廣泛應用的重要原因是它能實時、形象、真實地反映被監視對象的畫面,它已成為人們在現代化管理中進行監視控制的一種極為有效的工具。

  電視監控系統由攝像機、傳輸分配、控制、圖像的處理與顯示四部分組成。該系統是雙向的多路傳輸系統,既要向接收端傳輸視頻信號,又要向攝像機傳送控制信號和電源。
  1 控制方式及控制信號的傳輸
  電視監控系統應具有對電動云臺、電動變焦鏡頭、防護罩和電源的控制功能??刂浦行呐c受控中心間的距離及受控設備的多少決定電視監控系統的控制方式。
  (1)當攝像機數量少,控制距離不超過500m時,可采用直接控制方式,用多芯電纜傳輸控制信號。這種方式控制線數量多,施工量大。
  (2)當攝像機數量少,控制項目較少,控制距離在1000m以內時,可采用間接控制方式。這種方式控制線數量也較多。
  (3)由于PC機技術的極大進步,現已將數字技術廣泛應用于傳統的模擬電視監控領域,這就是數據編碼微機控制方式。這種方式采用串行碼傳輸控制信號,系統控制線只需兩根,適用于大中型系統的控制及長距離傳輸,還可以用軟件將監控與報警系統兼容起來。
  (4)當控制距離在300500m時,來自攝像機的視頻信號及來自控制器端的控制信號可共用一條同軸電纜,這就是同軸視控方式。這種方式雖能節省控制線,但目前此類設備較昂貴,設計時要綜合考慮。
  2 視頻信號的分配及傳輸
  2.1 視頻信號的分配
  當監視器不超過5臺且就近設置時,可采用橋接分配方式,見圖1;當一路視頻信號要傳送到相距較遠的多個監視器時,應采用視頻分配器方式,見圖2。
  2.2 視頻信號的傳輸
  視頻信號傳輸線有同軸電纜(不平衡電纜)、平衡對稱電纜(電話電纜)、光纜。平衡對稱電纜和光纜一般用于長距離傳輸,對于賓館酒店等建筑一般采用同軸電纜傳輸視頻基帶信號的傳輸方式。當采用755同軸電纜時,一般傳輸距離在300m時,應考慮使用電纜補償器。如采用759同軸電纜時,攝像機和監視器間的距離在500m以內可不加電纜補償器。
  3 攝像機及附屬設備的選擇
  電視監控用攝像機按攝像器件劃分為電真空攝像器件(即攝像管)攝像機和固體攝像器件(CCD器件、MOS器件)攝像機兩大類。電真空攝像管開發早、種類多,而目前已被一般電視監控系統選用的固體攝像管所代替,后者是近年發展起來的一類新型攝像器件,它的優點是:惰性小、靈敏度高、抗強光照射、幾何失真小、均勻性好;抗沖振,沒有微音效應;小而輕、壽命長。電視監控用攝像機目前正朝著小型化、輕量化、廉價化,并提高圖像質量、增加*作功能的方向發展。
  3.1 攝像機防護罩的選擇
  首先要根據工作環境來選擇攝像機。不同的工作環境對攝像機有不同的要求,如防雨、防塵,特殊場合還要求防輻射、防水等,室外工作時要求具有自動調溫和遙控雨刷等功能,這些功能是通過選用防護外罩的辦法實現的。
  3.2 攝像機照度的選擇
  在選擇攝像機時,一般要求監視目標的環境最低照度應高于攝像機要求最低照度的10倍以上。通常黑白監視器監視目標最低照度不應小于10lx,彩色監視器監視目標最低照度不應小于50lx。零照度環境下宜采用紅外光源或其他光源。
  3.3 攝像機鏡頭的選擇
  要將被監視的目標圖像既可在監視器上充分顯示出來,又能達到最經濟合理的要求,一般來說,對于具有一定的空間范圍、兼有宏觀和微觀監測要求、需要經常反復監測、又不需要同時監測的場合,宜采用變焦距鏡頭和遙控云臺,除此之外,則盡可能采用定焦距鏡頭。
  監視目標逆光攝像時,宜選用具有逆光補償的攝像機;監視目標亮度高低相差100倍以上或晝夜使用的攝像機,應選用自動光圈或電動光圈鏡頭;當需要遙控時可選用具有光對焦、光圈開度、變焦距的遙控鏡頭;需要隱蔽安裝的攝像機,宜采用針孔鏡頭或棱鏡鏡頭;電梯轎箱內的攝像機鏡頭就應選用水平視場角大于70度的廣角鏡頭。
  3.4 黑白、彩色攝像機的選擇
  彩色攝像機比黑白攝像機價格高、維修費用高,因此如果被觀察目標本身沒有明顯的色彩標志和差異,最好用黑白攝像機。
  3.5 攝像機云臺的選擇
  云臺的使用電壓有交流型和直流型,要結合控制器的類型和系統中其它設備統一考慮。交流云臺適用于定速*作,直流型適用于變速*作,它速度快,特別適用于帶預置的系統。
  4 攝像機的安裝
  室內攝像機的安裝高度以2.55m為宜,室外以3.510m為宜;電梯轎箱內安裝在其頂部,與電梯*作器成對角處,且攝像機的光軸與電梯的兩壁及天花板成45度。
  5 圖像的處理與顯示
  5.1 圖像的處理
  閉路監控電視系統對所傳輸的圖像信息具有切換、記錄、重放、加工和復制等功能。視頻切換器是能手動和自動編程,將所有視頻信號在指定的監視器上進行固定或時序顯示,也可以進行圖像混合、畫面分割、字幕疊加等處理。在用于安防的閉路監控電視系統中,視頻切換器應具有與報警控制器聯網的接口,當報警發生時切換出相應部位的攝像機圖像,并能進行記錄和重放,以便分析處理所發生的事故。
  5.2 圖像的記錄及重放
  閉路監控電視系統采用錄像機實現記錄和重放功能,這種錄像機的特點是應能長時間錄像(目前普遍使用24h錄像),可以快速和靜止重放所記錄的畫面,而且具有遙控功能,系統可以對錄像機遠距離*作,或利用系統中的控制信號自動*作錄像機。
  5.3 圖像的顯示
  監視器是閉路監控電視系統的終端顯示設備。監視器的選擇應根據整套系統的技術性能指標及使用目的來選擇。選擇彩色監視器還是黑白監視器應與系統的攝像機一致。屏幕的大小應根據控制中心的面積和監視人數進行選擇。監視器的清晰度應相當于或高于攝像機的清晰度,以充分發揮攝像機的性能。監視器的數量根據實際工程需要,以區別輕重緩急,保證重點為原則,應與攝像機數量成適當比例。我認為重點部位監視器與攝像機的比例一般不小于13,非重點部位不小于18。
  6 供電與接地
  電視監控系統應由可靠的交流回路單獨供電,攝像機由控制中心集中供電,以防止突然斷電影響整個系統,也為今后的工程維修及管理創造條件。
  系統接地宜采用一點接地方式,接地電阻不大于4Ω,當系統采用聯合接地時,接地電阻不大于1Ω。
  7 工程實例
  某大廈建筑面積12萬平方米,是集商業、酒店、公寓等多種功能為一體的綜合性建筑。該大廈地下三層為各專業設備用房,停車庫,地上一層至五層為營業、辦公及酒店大堂,六層以上為兩座二十層的塔樓,分別是公寓和酒店。
  設計方案共采用了145臺固定半球形彩色攝像機,主要分布在各個主出入口或電梯廳;采用3臺快速跟蹤球形彩色攝像機,主要分布在一層三個門廳;采用24臺固定半球形彩色攝像機,安裝于電梯轎箱內;采用8臺固定半球形黑白攝像機,主要分布在地下停車場出入口;采用4臺快速跟蹤球形彩色攝像機,主要分布在地下停車場主出入口,兼顧場內管理。
  以系統的先進性、可靠性、可兼容性、可擴展性及*作方便、維護簡單為原則,選用了日本ELBEX公司的EXC500、EXC700、EXC90、EXC1000等系列的高解像度、低照度攝像機和高速云臺。此類攝像機體積小,外形美觀,隱蔽性好;云臺具有360度無限位旋轉。系統可以對每個攝像機進行1至99個報警預置,方便搜尋、捕獲監視區域;為適應當地氣候、環境需要,在考慮戶外型全天候攝像機時,配置了全天候戶外保護箱、恒溫系統、雨刮、噴水器等附加設備,該攝像機還具有畫中畫功能,保證在變焦過程中,還可以看清整個監視范圍。
  系統的主機采用了ELBEX公司的EXYZ6000三維矩陣切換系統,通過同軸電纜傳送視頻信號??刂菩盘柌捎猛S視控方式。該主機最多可控制504臺攝像機。有96路輸出。系統軟件可以對攝像機進行優先等級設置及按攝像機的順序編程。另外,系統的報警接口最多可容納1000個報警觸點,能進行實時錄像,視頻捕獲。
  由于該建筑位于市中心的黃金地帶,面積十分寶貴,因此盡量壓縮控制中心的使用面積。為了減小電視墻的大小,設計方案采用具有世界先進技術的SONY高解像度帶四畫面分割的29″大屏幕監視器5臺,主要監視分布在主出入口及電梯廳的145臺固定半球形彩色攝像機,其余攝像機由16臺10″監視器監視。
  系統還采用了ELBEX EXV24實時長時間錄像機,這種錄像機可以在24小時內最多同時錄下48個攝像機監視的圖像,其中5臺對整個系統畫面進行壓縮錄像,一臺錄像機用來對錄像帶進行解壓回放,做到錄像查帶兩不誤。再選用兩臺24h實時長延時錄像機對現場畫面進行跟蹤錄像,做到既有全局又有局部。
  系統采用集中供電方式,所有電源由控制中心提供,在每個樓層設置電源箱,攝像機電源由樓層配電箱供給。
  現代建筑中,完善的安全防范設施,是向金融業務樓、商業辦公樓、賓館、酒店、公寓樓等建筑內辦公和居住的人們提供舒適、便利及安全保障的可靠基礎。安全防范系統除閉路監控電視系統外還包括防盜報警系統、電子巡更系統、訪客對講系統和汽車庫管理等。安全防范系統的模式有兩種。一種是各子系統相互獨立的組合模式,這種模式可能會造成子系統間大量重復的硬件設備,維修成本高,系統管理效率低,另一種是采用子系統集成的計算機綜合管理模式,使各子系統建立在同一計算機網絡平臺上,實現硬件設備和軟件資源共享,這種模式已愈來愈被人們認識并在實際工程中所采用。因此,在設計閉路監控電視系統時要綜合考慮安全防范各子系統間的關系,建筑物的使用性質及功能,行業要求及將來的發展情況,統一規劃系統,選擇設備。


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