{dy}章?? 绪? 论

1．1? 课题背景

闭路电视监控系统是一个跨行业的综合性保安系统。闭路电视监控系统是在重要场所安设摄像机，使保安人员在控制中心即可监视整个大楼内外的情况。另外，还可在入侵警号发生后，通过自动报

警部位的监视摄像机录下入侵现场情况，以便事后进行分析。该系统运用了世界上{zxj}的传感器技术，监控摄像技术，通信技术和计算机技术，组成了一个多功能，xxx监控的高智能化的处理

系统。

闭路电视监控系统因其能给人最直接的视觉，听觉感受，以及对监视对象的可视性，实时性及客观性的记录，因而已成为当前安全防范领域的主要手段，被广泛应用与银行，邮电，教育，海关，监

狱，智能小区等领域。

1．2? 系统概况

安防领域的电视监控系统，国外又称闭路电视CCTV（Closed Circuit Television），为区别国内普遍称为的闭路电视CATV，我国将CCTV称为应用电视。根据监控区域的大小及实际需要，电视监控系统

有大，中，小之分。而所谓的大，中，小之分只是在设备数量，质量以及复杂程度上有所差异。

典型的闭路电视监控系统主要有前端设备和后端设备这两大部分组成。其中后端设备可进一步分为中心控制设备和分控制设备。前、后端设备有多种构成方式，它们之间的联系（也可称作传输系统

）可通过电缆、光纤或微波等方式来实现。电视监控系统由摄像机部分、传输部分、控制部分、显示部分四大块组成。在每一部分中又含有更加具体的设备或部件。

第二章?? 闭路电视监控系统概述

2．1闭路电视监控系统的特点与组成

闭路电视监控系统（又称CCTV）是安防领域中的重要组成部分 ，系统通过摄像机及其辅助设备（镜头云台等）直接观察被监视场所的情况，同时可以把被监视场所的情况进行同步录像。另外，电视

监控系统还可以与防盗报警系统等其他安全防范体系联动运行，使用户安全防范能力得到整体的提高

一、闭路电视监控系统的特点

通常，电视分为广播电视和应用电视两大类。应用电视是除了广播电视以外的一切电视系统。应用电视具有明显的应用特点，它主要用于工业、交通、商业、金融、军事及安全保卫等领域。应用电

视能形象、真实、实时的反映被监视控制的对象。

应用电视通常采用同轴电缆、光缆作为电视信号的传输介质，其特点是不向空间发射信号，故统称闭路电视。闭路电视有两种信号传输方式：一种是射频信号传输又称高频信号传输。令一种是视频

信号传输，又称低频信号传输。闭路电视监控系统中一般采用视频传输。

与广播电视相比CCTV系统具有如下特点：

(1)CCTV系统与扩散型的广播电视系统不同，是集中型，作监测、控制管理用

(2)CCTV系统的信息来源多台摄像机，多路信号要求同时传输同时显示

(3)用户在一个或几个有限的点上，比较集中，目的是收集或监视信号，传输的距离一般较远，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。一千米以内采用基带传输，一千米以外可以用射频传输或光缆传输。

(5)一般用视频传输不用射频传输。

(6)除向接收端传输视频信号外，还要向摄像机传输控制信号和电源。因此是一种双向的多路传输系统。

二、闭路电视监控系统的基本组成

闭路电视监控系统根据其使用环境，使用部门和系统功能的不同而具有不同的组成方式。不论系统规模有多大 ，功能有多少，一般电视监控系统均由摄像，传输分配，控制，图像 处理与显示四个部

分组成。

1.摄像部分

摄像部分的作用是把系统所监视目标，即把被摄体的光，声信号转变成电信号，然后送入CCTV系统的信号传输分配部分进行传送。摄像部分的核心是摄像机

2.传输分配部分

传输分配部分的作用是将摄像机输出的视频信号（有时包括音频）馈送到中心机房或某个监控点。传输分配部分主要有：

(1)馈线。传输介质有同轴电缆，平衡式电缆或光缆。

(2)视频分配器。将一路视频信号分配为多路输出信号，供一台监视器监视同一目标。或者用于将一路图像 信号向多个系统传送。包括音频信号的视频分配器又称为视频音频分配器或视音频分配器。

(3)视频电缆补偿器。在长距离传输中，对长距离传输造成的视频信号损耗进行补偿放大，以保证信号的长距离传输而不影响图像 质量。

(4)视频放大器。用在系统的干线上，当传输距离较远时，对视频信号进行放大，以补偿传输过程的信号衰减。具有双向传输功能的CCTV系统，必须采用双向放大，这种双向放大器可以同时对下行和

上行信号给予补偿放大。视频放大器一般为桥接放大器，可以把放大后的视频信号分成或多路。

3.控制部分

控制部分的作用是中心机房通过有关设备对系统的摄像和传输分配部分的设备进行远距离遥控。控制部分的主要设备有：

(1)集中控制。一般装在中心机房、调度室或某些监视点上。使用控制器再配合一些辅助设备，可以对摄像机工作状态，如电源的接通、关断，摄像机的水平旋转、垂直俯仰、永远距离广角变焦等进

行遥控，一台遥控器按其类型不同能够控制摄像机的数量也不同，一般为1~6台。

(2)电动云台。它用于安装摄像机。云台在控制电压（云台控制输出电压）的作用下，作水平和垂直转动，使摄像机能在大范围内对准并摄取所需要的观察目标。

(3)云台控制器。它与云台配合使用，其作用是在集中控制器输出的控制电压作用下，输出交流电压到云台，依此驱动云台内电动机转动，从而完成旋转动作。

(4)微机控制器，它是一种较先进的一种多功能控制器，采用微处理技术，其稳定性和可靠性好。危机控制器与相应的解码器、云台控制器、视频切换器等设备配套使用，可以较方便的组成一级或二

级控制，并留有功能扩展接口。控制信号传输线可以采取串、并联相结合的布线，从而节约电缆，降低工程费用。

4.图像处理与显示部分

图像处理是指对系统传输的图像信号进行切换、记录、重放、加工和复制等。显示部分则是使用监视器进行图像 重现，有时还采用投影电视来显示其图像 信号。图像 处理和显示部分的主要设备有

：

(1)视频切换。它能对多路视频信号进行自动或手动切换，是一个监视器能监视多台摄像机信号，在要求高的场合，如专业电视台节目制作和播出系统还使用特技切换器。其功能全、效果好，但操作

复杂。

(2)监视器和录像机。监视器的作用是将送来的摄像机信号重现。在CCTV系统中一般需配备录像机，尤其在大型的保安系统中，录像系统还应具备如下功能：

①进行监控的同时，可以根据需要定时记录监视目标的图像 或数据，以便存档

②根据对视频信号的分析或在其他指令控制下，能自动启动录像机，如设有伴音系统时应能同时启动。系统应设有时标装置，以便在录像带上打上响应时标，将事故情况或预先选定的情况准确无误

地录制下来，以备分析处理。

③系统应能手动选择某个指定的摄像空间，以便进行重点监视或在某个范围内几个摄像区作自动巡回显示。

④录像系统既可快录慢放，也可使一幅画面长期静止显示，以便分析研究。

三、闭路电视监控系统的组成形式

当前，我国CCTV系统主要应用于监视、调度和电视会议。对这类系统的功能要求是：将基层观察点所摄制的图像 传送到中心控制室，控制室可以对基层点的摄像机、云台等设备进行远距离控制调节

。因此，CCTV系统按控制方式可以分为如下几种类型。

以上三种控制类型又可以根据实际情况进行合理组成，成为一种组合控制系统。这种组合控制的类型适用于大型多台受控设备的CCTV系统。此外，根据实际需要，CCTV系统除了图像 系统以外有时

还配备通话系统。通话系统与电视图像 系统可以是独立分开，也可以同步控制，但两者的系统设计{zh0}独立分开。除电视会议系统外一般采用单向通话系统，目前又朝双向通话发展的趋势。

2．2 闭路电视监控系统中的常用设备及其选择

一、摄像机及其选择

在CCTV系统中摄像机处与系统的最前端为系统提供信号源时CCTV系统中的重要设备

1.摄像机的分类及彩色CCD摄像机的性能指标

(1)依成像色彩划分

①白摄像机适用于光线不充足的地区及夜间无法安装照明设备的地区，其分辨率一般高于彩色摄像机，可达600~800线，在仅监视景物位置或移动时可选用。

②彩色摄像机。适用于景物细部辨别。如辨别衣着或景物颜色，因有颜色使信息量增大，信息量约是黑白摄像机的10倍。在闭路电视监控方面发挥着举足轻重的作用同时，随着技术上的进步，摄像

机的体积越来越小，小型化和微型化是发展的趋势。此外，一些摄像机还内置有字符发生器，甚至是中文字符发生器，可方便的指明摄像位置和摄像时间。

(2)依摄像机采用的技术划分

①模拟式摄像机。

②具有数字处理功能的DSP摄像机。

③DV格式的数字摄像机。

(3)依摄像机成像清晰度划分

①彩色高分辨率型，752×582，480线。

②彩色标准分辨率型， 542×582，420线。

③黑白标准分辨率型，795×596，600线。

④黑白低照度型，537×596，420线。

从技术上而言，围绕着摄像机的各种组成因素，包括摄像机的体积和外观，成像感应方式、分辨率、灵敏度、智能化程度（白平衡、逆光补偿、电子快门、同步方式、数字化处理、屏幕显示、自动

增益等）。一体化水平、安装使用方式等诸多要素的千变万化，不断有新产品推出。当前，摄像机最突出的进步一是低照度和夜视性能大有进步，二是微型化方面的进展迅速，三是网络传输功能大

有提高。

(4)摄像机的功能要求

就安全防范系统而言，对摄像机的功能要求主要表现在下列三方面：

①要有较宽的动态范围。依此来弥补逆光补偿功能的不足和摄像机的移动探测功能，使处在强背景光下的阴影物体仍能清晰成像。

②具有底照度，使之既能在正常照度下成像，也能在低照度下成像，依实现全天候的监控。发展方向以搭配红外线感应器和快速度为主。

③摄像机的图像 能远程传送或联网发送。

(5)CCD彩色摄像机的主要性能指标

①CCD象素值，象素越多，则图像 分辨率越高、越清晰，如752X582（水平X垂直）现多以25万象素和38万象素划界，38万象象素以上为高清晰度摄像机，未来象素值会更高，目前数字摄像机的 象

素值{zg}已达800万。

②水平分辨率，这是衡量图像 清晰度的标准，通常用电视线（TVL）来表示，彩色摄像机的典型分辨率在320~500线之间，低分辨率在 420线以下，高分辨率多在460线以上，水平分辨率与摄像器件

和镜头的质量有关，同时，与摄像机系统的电路通道的频带宽度直接相关。通常规律是1MHZ的频带宽度相当与清晰度80线电视线，频带越宽，图像 就越清晰，电视线的数值也就越大。一条电视线

等于1。33像素，因此，将水平像素值乘以3/4，得到数值就是电视线的数值。

③{zd1}照度。也称为灵敏度，一般摄像机的现时{zd1}照度多在1LX左右，若在很暗的条件下工作，则可采用月光级和星光级等高增敏感摄像机。

2.摄像机的选择

通常，CCTV系统根据下面几个要求来选择摄像机：

(1)环境工作条件

CCTV系统工作环境条件随着不同的用户要求而异，对摄像机而言，主要是防高温，防低温，防雨，防尘，特殊场合还要求防辐射，防爆，防水，防强振等功能，一般都是通过采用防护罩的办法来达

到上述功能要求，在室外使用时，防护罩内应加有自动调温控制系统和控制雨刷等。

(2)环境照度条件

从使用照度条件来看，有低照度（10-2LX以下）、低照度（10-2LX~10-1LX）、一般照度（10LX~105LX）、高照度（106LX以上，如火焰、高温观察）之分。在选择摄像机时，一般要求监视目标的

环境{zd1}照度的10倍

(3)被监视目标的要求

CCTV系统的最终目的之一是要将监测的目标图像 在监视器上显示出来。如何使目标在监视器上既能充分显示出目标所包括的全部信息，又能达到最合理、最经济的要求是系统要求的设计之一。设计

内容主要包括镜头的选择和主要设备的选型。

一般来说，对于具有一定范围内的空间，兼有宏观和微观监测的要求，需要经常反复监测但没有同时监测要求的场合，宜采用变焦镜头和遥控云台，否则尽可能采用定焦距镜头。有关镜头及其选用

将在后面详述。

摄像机的选型主要是根据工作环境条件要求来确定。首先要确定用彩色摄像机还是用黑白摄像机，在价格方面，彩色摄像机要比黑白摄像机要贵，日常维修费也高，在图像 分辨率方面，彩色摄像机

在300线左右而黑白摄像机要在600线以上，如果被观察目标本身没有明显的色彩标志和差异，也就是说接近黑白对比的图像 ，同时又希望能闭较清晰的反映被观察物的细节情况，那么{zh0}采用黑白

摄像机，若进行宏观监视，被监视现场景色彩又比较丰富，那么就采用彩色摄像机以获得层次对比更为生动且富于立体感的图像 。摄像机一经选定，就可选择监视器与之配合。当然彩色摄像机应当

配用彩色监视器，黑白摄像机则配用黑白监视器。

?

二、镜头及其选择

1.镜头的种类

摄像机镜头按其功能和操作方法可分为常用镜头和特殊镜头两大类。

常用镜头。常用镜头有分为定焦距镜头和变焦距镜头两大类。

特殊镜头。特殊镜头主要包括广角镜头针孔镜头和其它特殊镜头。

2.镜头特性参数

镜头的特性参数有很多，主要有焦距、光圈、视场角、镜头安装接口等。

3.镜头的选择

合适镜头的选择由下列因素决定：

再现景物的图像尺寸

处于焦距内的摄像机与被摄体之间的距离

景物的亮度

因素①和②决定了所用镜头的规格，而③对于摄像机的选择有一定的影响。在一定的意义上，②和③具有相互依赖的关系，景深在很大程度上决定于镜头{zd0}的光圈值，它也决定于光通量的获得。

4.云台和防护罩的选择

(1)云台

放在防护罩内的摄像机组，可以固定安装在支架上，对空间某一方向目标摄取图像。这种固定在支架上的安装方式，显然有其局限性，它受到镜头视场角的限制。任何短焦距的镜头，水平和垂直视

场角都达不到为90℃

为了扩大观察范围，将摄像机有限的视场空间角的指向改变，可以对空间扫描，是最便于实现的方法。这种将摄像机安装在它的平台上，而平台带着摄像机可以做360℃旋转垂直做小于90℃运动的装

置，就是电视监控系统中的云台。

防护罩作为电视监控系统的前端设备，它的安装位置可能在室内或是室外。防护罩品种很多，按照其适用场所、密封性能、结构强度、复合功能的要求，可组合形成各种类型的产品

一般室内防护罩。按其安装形式有：悬挂或安装于天花板上的，上部为铝合金结构，符合一般防火条件的，下部则用白色ABS塑料，外行为楔形或多面锥体，以与天花板协调；安装支架或 云台上的

则多采用铝质挤压成型防护罩形状为长方体。

室外全天候防护罩。此类防护罩用于室外露天的场所，要能经受风沙、霜雪、酷夏、严寒。根据使用地域的气候特点，可选择配置加热器、抽风机、雨刷、遮阳罩。由于放在室外，需要有防破坏栓

。

室内半球形防护罩。为了装饰美观，或是隐蔽的需要，将摄像机防护罩制成吸顶灯式或烟雾感应器式的外型这就是各种半球形的防护罩。

全天候球形防护罩。一种全天候球形监视防护罩系统。带有特定的云台和标准的加热器，抽风机以及可供选择的其它附件。

2．3显示与记录设备

一、监视器

监视器是电视监控系统中心控制室的重要设备之一，系统前端中所有摄像机的图像信号以及记录后的回放图像信号都将通过图像显示出来。电视监控系统的整体质量和技术指标，与监视器本身的质

量和技术指标有很大关系。

1.监视器分类和技术指标要求

监视器总的分类有黑白监视器和彩色监视器两大类。这两大类又有尺寸和型号之分。而其技术指标的要求应根据整个系统的指标要求以及国家有关规范和标准加以选则与确定。

(1)监视器的分类

从使用功能上分，有黑白监视器和彩色监视器，有带音频和不带音频的监视器。有专用监视器和收监两用监视器。

从监视器的屏幕尺寸上9in、14in、17in、18in、20in、21in、25in、29in、34in等显像管式等监视器，还有34in、72in等投影式监视器等。此外还有便携式微型监视器及超大屏幕投影式，电视墙式组

合监视器等。

(2)监视器的主要性能指标

①清晰度。这是衡量监视器性能质量的一个非常主要的技术指标。按我国及国际上规定的标准及目前电视制式的标准，{zg}清晰度以800电视线为上线。在电视监控系统中，根据<<民用闭路电视监

控系统工程技术规范>>的标准，对清晰度的要求是黑白监视器水平清晰度应≥400线，彩色监视器应≥270线。

②灰度等级。这是衡量监视器能分辨亮暗层次的一个技术指标。{zg}为9级，一般要求≥8级

③通频带。这是衡量监视器信号通频率特性的技术指标。因为视频信号的频带范围是6MHz所以要求监视器的通频带应≥6MHz。

(3)监视器的选用原则

于显示黑白摄像机的监视器，一般选用黑白监视器，用彩色摄像机的监视器一般选用彩色监视器。使摄像机与监视器相适应。

选监视器的技术指标，通常应高于整个系统的技术指标。例如，假设整个系统清晰度指标要求≥300线，则监视器的该项技术指标应在320线～350线之间。

监视器的某些技术指标，可略低于同以系统中所有摄像机的同一项技术指标。比如某一系统所有摄像机的清晰度为420线，在该系统所选用的监视器的清晰度在400线即可。(但要高于整个系统对该项

指标的要求)应注意的是监视器的有些技术指标不能xx按上述技术指标确定。例如通频带、信噪比等。

对于监视器的屏幕的要求，选择的原则一般情况是，只用于监视一个画面(包括一个画面的轮流切换显示)的监视器，其屏幕尺寸的小些;而用于同时显示多个画面，则屏幕尺寸应大些。

{zh0}选用金属外壳的监视器，这样的监视器具有良好的屏蔽性能(特别是在其外壳接地之后)，不易遭受空间电磁场的干扰。

二、记录设备及其选用

1.录像机是监控系统的记录和重放设备。

录像时间。目前监视系统专用录像机用普通180min的录像带可以录24小时，此外还48h、72h、96h、120h、240h、480h、720h、960h等不同机型，即所谓长时间录像机或时滞录像机。其中以24小

时录像机用的最为普遍。

遥控功能。当要对摄像机进行远距离操作时，以及在闭路电视监控系统中用控制信号自动操作录像机时，就需要遥控功能。

目前录像机分为磁带录像机和数字硬盘录像机。硬盘录像机是将视频图像以数字形式保存记录在硬盘中，故也称数字视频录像机DVR(Digital Video Recorder)或数码录像机现时 DVR的结构，主要有两

大类，一类是采用工业奔腾PC机和Windows操作系统做平台。另一类是非PC式的嵌入式数码录像机。

DVR除了能记录视频信号外，还能在一个屏幕上以多画面方式实时显示多个视频输入图像，集图像的记录，分割，VGA功能显示于一身。

2.硬盘录像机的主要技术指标：

可同时输入摄像机的路数。

所采用的图像压缩格式及标志图像质量的图像分辨率。

硬盘容量的大小及所采用的压缩/解压缩方法直接影响到能够存储图像的个数或记录图像时间的长短。

记录图像回放时的显示速度，直接影响到DVR可否被广泛应用。

图像在回放时的显示方式，回放方式应灵活可选。既可以在一个屏幕上做多画面回放，也能对指定的某一画面做单道图像的回放。

3.硬盘录像机产品

国内市场上的DVR产品琳琅满目，但从水平和性能上划分大致有以下两种类型

(1)单路音视频硬盘录像机

(2)中档多路视频输入硬盘录像机

日本的SN—DVR160号称为5功能数字硬盘监控系统，即现场监控，硬盘录像，智能回放，远程登陆访问，资料备份五种功能可同时同步进行。有50场/s的独特录像方式，有16路视音频输入，5路监视

器输入，1路音频输入，在一定范围内可替代视频矩阵切换控制器，是DVR中有代表型性的产品。SN—DVR160的性能指标可见附录1

闭路电视监视系统中专用录像机是间歇式视频录像机，它有多种时间间隔录像模式，在一盘1/2英寸VHS/E180的盒带上，最长可以录制长达960H的录像。录像机内设有字符信号发生器，可在图像信

号上打出月/日/年/星期/时/分/秒/录像模式，还能在图像上显示出摄像机与xxx的编号与报警方式。使用自动录像周期设定功能，可以对一星期内每{yt}的录像模式进行编程。当收到报警信号后，

录像机便自动进入连续录像状态，在无报警情况下，恢复正常间歇录像模式。此外，录像机还有一个锁定保护键，使非正常指令与操作无效，防止非专业人员与破坏性操作侵犯闭路电视监视系统。

三、闭路电视监视系统中的控制设备

1.矩阵切换主机

矩阵切换主机是闭路电视监视系统管理视频信号的核心设备之一。根据不同场所不同系统的不同需求，有视频矩阵切换主机，音频矩阵切换主机，视（音）频同步矩阵切换主机，视频（报警联动）

矩阵切换主机，视（音）频（报警联动）矩阵切换主机等之分。

在闭路电视监视系统中，视频矩阵切换主机的主要作用有：使单台监视器（录像机）能够很方便的轮换显示（记录）多个摄像机摄取的图像（产生的视频信号），单个摄像机摄取的图像（产生的视

频信号）可同时送到多台监视器上显示（录像机上进行记录）；可同时处理多路控制指令，供多个使用者同时使用系统。

(1)矩阵切换主机的分类

①按系统的连接方式分类。可分为并联连接方式矩阵切换主机和星型连接方式矩阵切换主机

并联连接方式指闭路电视监视系统中的所有设备之间是通过一根通信总线相连接的，各设备之间的数据交换是通过总线传输的，这种连接方式在中小型 闭路电视监视系统中常常采用。图2-8为系统

的并联连接方式

星型连接方式指闭路电视监视系统中的所有设备之间是通过矩阵切换主机连接的。各设备之间的数据交换通过矩阵切换主机进行转发。这种连接方式在大中型闭路电视监视系统中常常采用。

通道信噪比:≥65dB。

通信接口:RS—485

传输速率:9600b/s

控制信号连接方式:一对双绞线与各控制设备相连接。

通信距离:1500m

供电方式:AC220V±10%，50Hz

工作环境:0℃~40℃

环境相对湿度:≤85%

主要特点:

单台监视器上能够很方便的轮流切换看到多个视频源产生的图像

某一个视频源产生的信号能送到多台监视器上。

能接收多路控制指令的操作。

设备安装，操作简单方便，功能齐全。

视频输出具有短路保护功能。

(3)视频切换器

在闭路电视监视系统中，摄像机数量与监视器数量的比例在2:1到5:1之间，为了用少量的监视器看多个摄像机，就需要用视频切换器按一定的时序把摄像机的视频信号分配给特定的监视器，这就是

通常所说的视频矩阵。切换的方式可以按设定的时间间隔对一组摄像机信号逐个循环切换到某一台监视器的输入端上，也可以在接到某点报警信号后，长时间监视该区域的情况，即只显示一台摄像

机信号。切换的控制一般要求和云台、镜头的控制同步，即切换到哪一路图像、就控制哪一路的设备。

(4)多画面分割器

在大型的闭路电视监视系统中摄像机的数量多达数百个，但监视器的数量受机房面积的限制要远远小于摄像机的数量，而且其数量大多也不利于值班人员全面巡视。为了实现全景监视，即让所有的

摄像机信号都能显示在监视器屏幕上，就需要用多画面分割器。这种设备能够把多路视频信号合成为一路输出，进入一台监视器，这样就可在屏幕上同时显示多个画面。分割方式常有4画面、9画面

及16画面。使用多画面分割器可在一台监视器上同时观看多路摄像机信号，而且它还可以用一台录像机同时录制多路视频信号。有些较好的多画面分割器还具有单路回放功能，即能选择同时录下的

多路视频信号的任意一路在监视器上满屏放映。

(5)视频分配器

可将一路视频信号转变成多路信号，输送到多个显示与控制设备

2.操作键盘

操作键盘是闭路电视监控系统中的专用控制键盘。一般用它来控制闭路电视监控系统中的其他设备。如控制系统中的 矩阵切换主机，解码器，报警接口箱等。在产品设计中，操作键盘与各设备之间

的连接方式采用串行通信连接，通信接口有RS-232，RS-485，RS-422等接口标准。按系统的连接方式分类可分为并行连接方式和星形连接方式。

3.解码器

解码器在电视监控系统中主要负责将各操作键盘（或视频矩阵切换主机）发送来的指令进行译码，并根据译码的结果为云台，摄像机，聚光灯，护罩等前端设备提供电源，以驱动前端设备动作。同

时还可以将前端报警探头产生的报警信号回传至控制中心，以实现报警联动功能，具有施工简单，维护方便，系统管理和系统控制较为集中等特点。按解码器所使用的工作环境的不同可分为基本室

内型和基本室外型。

4.多媒体控制平台

CCTV电视监控技术发展至今已进入了多媒体时代。多媒体技术是：利用计算机来综合，集成的处理文字，图像，图形，声音，视频，动画等 媒体，并使它们建立起逻辑链接，从而形成一种全新的信

息传播和处理的计算机技术。它的基本特征媒体信息的数字化，多媒体处理的集成性和系统的交互性，便于媒体数据的修改和保存。随着计算机应用领域的扩大和多媒体技术的不断发展，将多媒体

技术应用到电视监控行业中来，是对监控系统发展的促进。同时多媒体技术的各大优点，也在电视监控系统中发挥的恰到好处。例如HN-4308交互式多媒体处理控制系统就是{zh0}的体现。

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第三章?? 闭路电视监控系统的工程设计步骤

3．1? 设计要求与步骤

CCTV系统的工程设计应根据使要求，现场情况，工程规模，系统造价及用户的特殊要求等来考虑，然后由设计者提出实施设想和措施，进行工程设计。为了使设计合理，必须作好设计前的准备工作

。它包括工程概貌调查，被监视对象的环境调查等。工程概貌调查包括了解系统的功能和要求，系统的规模和技术指标，施工的内容和完成时间，建设目的和投入资金等情况。根据使用部门的实际

情况，在十分必要的场合安装CCTV系统，并考虑经济的合理性和技术的先进性。被摄对象和环境的调查包括被摄体的大小，是否活动，是室内还是室外，以及照明情况和可以选用的安装设置方法等

。此外还要了解用户的需求，如监视和录像的内容，时间（如定期，不定期，连续等），摄像机的镜头，角度和机罩的控制等

电视监控系统的工程设计，一般分为初步设计（方案设计）和正式设计（施工图设计）系统的设计方案应根据以下因素确定

(1)根据系统的技术和功能要求，确定系统组成几设备配置

(2)根据建筑平面和实地勘察，确定摄像机和其它设备的设置地点

(3)根据监视目标和环境的条件，确定摄像机类型和防护措施在监视区域内它的光照度应与摄像机要求相适应

(4)根据摄像机分布和环境条件，确定传输电缆的线路路由

(5)显示设备宜采用黑白电视系统，在对监视目标有彩色要求时，可采用彩色电视机。对功能较强的大中型监控电视系统，宜选用微机控制的视频矩阵切换主机

(6)选用系统设备时，各配套设备的性能及技术要求应协调一致，所用器材应有符合国家标准或行业标准的质量证明

(7)系统设计应满足安全防范的安全管理功能的宏观动态监控，微观取证的基本要求，并符合在现场条件下运行可靠，操作简单，维护方便等要求。

(8)应考虑建设和技术的发展，能满足系统进一步发展的扩充，以及对新技术，新产品采用的可能性

3．2? 系统的控制方式和类型及应用场合

1.直接控制：控制中心直接把控制量，如云台和变焦距镜头的电源电流等，直接送入被控设备。特点是简单、直观、容易实现。在现场设备比较少，主机为手动控制时适用。但在被控的云台、镜头

数量很多时，控制线缆数量多，线路复杂，所以在大系统中不采用。

2.多线编码的间接控制：控制中心把控制的命令编成二进制或其它方式的并行码，由多线传送到现场的控制设备，再由它转换成控制量来对现场摄像设备进行控制。这种方式比上一种方式用线少，

在近距离控制时也常采用。

3.通讯编码的间接控制：随着微处理器和各种集成电路芯片的普及，目前规模较大的电视监控系统大都采用通信编码，常用的是串行编码。它的优点是：用单根线路可以传送多路控制信号，从而大

大节约了线路费用，通讯距离在不加中间处理情况下达可达1km公里以上，加处理可传10Km以上。这样就克服了前面两种方式的缺陷。

除了以上方法外，还有一种控制信号和视频信号复用一条电缆的同轴视控传输方式。这种方式不需另铺设控制电缆。它的实现方法有两种：一种是频率分割，即把控制信号调制在与视频信号不同的

频繁范围内，然后同视频信号一起传送，到现场后再把它们分解开；另一种方法是利用视频信号场消隐期间传送控制信号（同轴视控）。这种方法在短距离传送时明显比其它方法要好，但设备的价

格相对也比较昂贵

电视监控系统应具有对电动云台、电动变焦镜头、防护罩和电源的控制功能。控制中心与受控中心间的距离及受控设备的多少决定电视监控系统的控制方式。

(1)当摄像机数量少，控制距离不超过500m时，此时宜采用直接控制方式，并用多芯电缆传输控制信号。这种方式控制线的数量多，施工量大；

(2)当摄像机数量少，控制项目较少，控制距离在1000m以内时，可采用间接控制方式。这种方式控制线数量也较多；

(3)由于PC机技术的极大进步，现已将数字技术广泛应用于传统的模拟电视监控领域，这就是数据编码微机控制方式。这种方式采用串行码传输控制信号，只需两根系统控制线，不仅适用于大中型系

统的控制及长距离传输，还可以用软件将监控与报警系统兼容起来；

(4)当控制距离在300~500m时，来自摄像机的视频信号及来自控制器端的控制信号可共用一条同轴电缆，这就是同轴视控方式。这种方式虽能节省控制线，但目前此类设备较昂贵，设计时要综合考

虑。

3．3? 设备的选用

一、摄像机的选择

摄像机是闭路电视监控系统最前端的设备，它的性能直接影响到整个系统的运行。闭路电视监控系统按摄像器件划分为电真空摄像器件(即摄像管)摄像机和固体摄像器件(CCD器件、MOS器件)摄像机

两大类。目前，因固体摄像器件摄像机具有惰性小、灵敏度高、抗强光照射、几何失真小、均匀性好、抗冲振、没有微音效应、小而轻、寿命长、图像质量好的特点，正朝着小型化、轻量化、廉价

化方向发展，在智能建筑的闭路电视监控系统中得到大量应用。而且黑白摄像机水平分辨率不得低于400线，彩色摄像机水平分辨率不得低于300线，同时考虑摄像机的供电电压、照度、信噪比等技

术指标。

二 、摄像机镜头的选择

镜头是安装在摄像机前端的成像装置，它分为定焦距和变焦距镜头。一般来说，当监视固定目标时，可选用定焦距镜头；当需要改变监视目标的观察视角或视角范围较大时，宜选用变焦距镜头和遥

控云台；当视距小而视角大时，可选用广角镜头，如电梯轿箱内的摄像机镜头就应选用水平视场角大于70°的广角镜头。

监视目标逆光摄像时，宜选用具有逆光补偿的摄像机；监视目标亮度高低相差较大或昼夜使用的摄像机，应选用自动光圈或电动光圈镜头；当需要遥控时可选用具有光对焦、光圈开度、变焦距的遥

控镜头；需要隐蔽安装的摄像机，宜采用针孔镜头或棱镜镜头。总之，摄像机镜头的选择除考虑应用场合、环境、价格和机械安装等因素外，更重要的是需考虑镜头成像的规格与摄像机靶面规格相

一致。

三、摄像机云台的选择

云台是承载摄像机进行水平和垂直方向转动的装置，根据被监视目标的观察范围，确定云台水平和垂直方向的转动角度。在智能建筑中，一般云台采用室内型，不加防雨和防冻装置。云台的使用电

压有交流电压和直流电压，结合控制器的类型和系统中其它设备统一考虑。交流型云台适用于定速操作，直流型适用于变速操作，它速度快，特别适用于带预置的系统；云台的控制方式大多采用有

线遥控方式，分为“N+1”线和总线两种控制形式，在智能建筑中，一般采用“N+1”线控制形式

四、显示记录切换控制器的选择

安全防范电视监控系统至少应有两台监视器一台做切换固定监视用，另一台做时监视用。监视器宜采用23~51屏幕 的监视器。

1.黑白监视器的水平清晰度应大于600线，彩色监视器的清晰度应大于300线。

2.视频切换控制器应能手动或自动编程，对摄像机的各种运行进行程控，并能将所有视频信号在指定的监视器上进行固定或时序显示。视频图像上宜叠加摄像机号，地址，时间等字符。

3.电视监控系统中应有与xxx联网的接口的视频切换控制器，报警发生时切换出相应部位的摄像机图像，并能记录和重放。具有存储功能的视频切换控制器当市电中断或关机时对所有编程设置、

摄像机号、时间、地址等均可保留。

4.视频信号应分多路使用，一般为三路，一路分组监视，一路录像监视，备份输出。实行分组监视时，摄像机与监视器之间应有恰当的比例。主要出入口，电梯等需要重点观察的部位不大于2：1，

其它部分不大于6：1，平均不超过4：1。

5.大型综合安全消防系统需多点或多级控制时宜采用多媒体技术，作到文字信息，图表，图像，系统操作在一台PC机上进行。

3．4? 摄像点的布置

摄像点的合理布置是影响设计方案是否合理的一个方面。对要求监视区域范围内的景物，要尽可能都进入摄像画面，减少摄像区的死角。要作到这点当然摄像机的数量越多越好。但这显然是不合理

的。为了在不增加摄像机的情况下能达到上述要求，就需要对拟订数量的摄像机进行合理布局。

摄像点的合理布局，应根据监视区域或景物的不同，明确主摄体和被摄体是什么，将宏观监视与重点监视相结合。图3-1、3-2、3-3 是几种监视系统摄像机布局的实例。当然这些例子不一定是{zj0}方

案，因为各使用场合即使使用类型相同其使用要求也可能不同。

图

当一个摄像机许监视多个不同方向时应配置遥控电动云台的变焦镜头。但如果多设一两个固定式摄像机能监视整个场所时建议不设带云台的摄像机，而设几个固定式摄像机，因为云台造价很高，而

且还需为此增设一些附属设备。如图3-3所示当带云台的摄像机监视门厅A方向时，B方向就成了一个死角而云台的水平回转速度一般50Hz时约为3°~9°/s，从A方向转到B方向约为20~40 s，这样当摄

像机来回转动时就有部分时间不能监视目标，如果按图 3-2 设置两个固定式摄像机就能在24小时不间断的监视整

个场所。而且系统造价也低。

摄像机镜头方向应顺光源方向对准监视目标，避免逆光安装。如果必须在逆光地方安装时，则可采用可调焦距、光圈、光焦距的三可变自动光圈镜头。并尽量调整画面对比度使之呈现出清晰的图像

。{zh0}采用三可变的CCD型摄像机。

对于摄像机的安装高度，室内以2.5~10米为宜。室外以3.5~10米为宜且不得低于3.5米。电梯轿箱内的摄像机安装在其顶部，除与电梯操作器成对角线外，摄像机的光轴与电梯两壁及天花板均成45°

。摄像机宜设置在监视目标附近不易受外界损伤的地方，应尽量注意远离大功率电源和工作频率在视频范围内的高频设备，以防干扰。

3．5传输线路的设计

智能建筑中闭路电视监控系统图像信号的传输一般是基带视频采用同轴电缆传输，控制信号也是基带形式，因此传输线路的设计应满足路由短捷、安全可靠、施工维护方便的条件。尽量避开恶劣或

磁场强的环境或易使管线损伤的地段，与其他管线不要交叉。在线路敷设方式上，对于扩建、改建工程可采用明敷设，可采用钢管或PVC管或线槽保护电缆；对于要求管线隐蔽或新建工程可用暗管敷

设，暗敷设一般采用钢管或PVC管保护；一般情况下管的利用率为25%-30%，线槽利用率{zd0}为40%，同时对钢管或金属线槽还要可靠接地。

3．6监控室的设计

监控室不仅是闭路监控电视系统设备聚集的场所，更重要的是闭路监控电视系统甚至是整个智能大楼安防系统的监视和控制中心，所以监控室设计的好坏直接影响整个系统的使用。在设计监控室时

应满足以下要求：

(1)监控室应尽量靠近监控目标，设置在环境噪声小和电磁干扰小的场所；

(2)监控室地面应光滑平整，不起尘，尽量采用架空活动地板，方便布线；

(3)监控室内温度宜为16-30℃，湿度为30%~70%，使用面积根据设备容量确定在12~50m2；

(4)室内设备的排列便于维护和操作，满足电缆进线和电缆弯曲半径的要求，并符合安全消防的要求；

(5)室内设备布局尽量避免阳光直射；

(6)应配专用的电源和接地设施。

3．7电与接地

电视监控系统应由可靠的交流回路单独供电，摄像机由控制中心集中供电，以防止突然断电影响整个系统，也为今后的工程维修及管理创造条件。

系统接地宜采用一点接地方式，采用专用接地方式时，接地电阻不大于4Ω，当系统采用联合接地时，接地电阻不大于1Ω。

????第四章? 闭路电视监控系统的工程设计实践

4．1? 项目名称

某商业楼智能化系统工程闭路监控子系统项目。

4．2? 项目内容及目标

1。项目为体育西某商业楼智能化系统工程闭路监控子系统项目。

2。项目实施所达到的目标是：

在某商业楼智能化系统工程闭路监控子系统项目工程内的重点防范区域建立一套先进、完善的闭路电视监控系统的智能化安全防范系统。该系统不仅可为某商业楼小区的安全居住环境提供无人值守

管理的保障，也可为公安破案提供有效的现场证据和线索，还可在事前、事中和事后进行全面防范。并为以后视频联网应用（包括数据、图像、控制等的应用系统）提供接入方式和以后网络互连提

供硬件基础，既要满足当前的使用需要，又要考虑将来的发展需要，系统须达到配置灵活、安全稳定、易于管理、易于维护、易于扩充的目的。

4．3? 设计依据和标准

设计涉及的所有设备和材料，除专门规定外，均按照下列标准规范进行设计、制造、检验和实验。

1.《有线电视系统工程技术规范》（GB 50200-94）

2.《计算机软件质量保证及配置管理计划规范》(GB/T12504-12505-90)

3.《计算机软件开发规范》(GB8566-88)

4.《建筑物防雷设计规范》(GBJ57-83)

5.《中国民用建筑物设计规范》(GJ/T16-92)

6.《民用建筑电气设计规范》JGJ/T1-92

7.《建筑及建筑群综合布线系统工程设计规范》CECS72-95

8.《国际商用建筑结构化布线标准》EIA/TIA-568

9.《智能建筑设计标准》DBJ08-47-95

10.《民用闭路监控及报警电视系统工程技术规范》（国标GB50198-92）

11.《中华人民共和国公共行业标准》GA/T72-92

12.《中华人民共和国公共行业标准》GA/T75-92

13.《中华人民共和国公共行业标准》GA/T70-92

14.《中华人民共和国公共行业标准》GB10208。1-89

4．4设计范围

某商业楼智能化系统工程闭路监控子系统，从功能实现方面可以划分为以下部分：

1.闭路电视监控系统

2.监控（数码录像）系统

3.云台镜头控制系统

4．5设计说明

对小区进行保安监控，能精简区内的保安队伍，提高小区的安防等级，防止罪案的发生；对于小区保安中心的工作人员而言，能有效地掌握小区内的安全情况、保安设备的工作状态和辖内保安人员

的管理，小区内设保安中心，负责集中管理处置小区内各种突发事件。控制中心设于小区保安中心，是整个电子保安系统的核心部分。某商业楼是一座以金融证券保险等业务为主的高级综合性写字

楼，建筑面积4.657万m2 4.25m层高和15 m高入口大堂组成了该地区{dj0}智能化写字楼。地面以上为南北两座独立的大楼中间通过玻璃大堂相连，一层至三层为公共空间，设有营业厅，咖啡厅，接

待厅等。四层以上为标准智能型写字楼。地下室共四层，设有地下车库，机房和餐饮。?

一、监控设备

1.前端设备

前端设备主要负责信号的采集，主要设备有摄像机、镜头、防护罩、球机、解码器、支架等。本设计中，设计院所出具的弱电施工平面图，我们统计前端的监控点为139个，前端设备的组成由139个

监控点组成。

2.后端设备

后端设备的作用是对前端已采集到的信号进行处理。它主要包括视频信号的切换、显示和记录等主要功能。设备主要包括:控制键盘、屏幕墙、矩阵控制主机、控制台、录像机等。

3.显示记录控制设备

所有控制设备及显示记录等后端设备均放在中控室内。控制设备为DSR-16A数字监控主机，同时负责录像记录。考虑小区的安防等级要求不是很高，另外综合资源利用的角度，在某商业楼智能化系

统工程闭路监控子系统设计中，只考虑64个视频输入进行数码实时显示和录像，另外的视频通过监视器进行实时监视不录像。

矩阵控制设备采用AB168系统，通过AB168我们可以对前端的139个视频输入进行管理操作，可以进行巡视、轮换、切换等的操作。

4.显示设备。显示设备是彩色监视器和显示器。另外在必要的场所设附控键盘和监视器。

二、公共场所和重要设施的保安监控

1.监控范围：

对大楼出入口、大堂进行监控；

停车场出入口及车库内部进行监控；

电梯前室、电梯轿厢内、重要过道/出入口等进行监视。

2.装闭路电视系统进行图像监控，可在小区内主要道路、公共花园、停车场、供电设备等重要场所安装摄像枪。

3.楼边界设立带云台摄像机进行周边防范。

三、大楼及住户的保安监控

1.监控范围：对小区内的住宅大楼和住户进行全面监控。

2.设计原则：{zd0}限度地为每一个住户提供安全可靠的居住环境，确保住户的人身安全；不能破坏家居的美观。

3.在每幢住宅的大堂入口、通道走廊和电梯内分设摄像枪，将大楼公共场所的监控送至保安控制中心，由控制中心对大楼公共部位进行监控。

四、设计方案

闭路电视监控系统（CCTV）是应用光纤、同轴电缆、微波在其闭合的环路内传输电视信号，并从摄像到图像显示构成独立完整的电视系统。它能实时、形象、真实地反映被监控对象，不但极大地延

长了人眼的观察距离，而且扩大了人眼的机能，它可以在恶劣的环境下代替人工进行长时间监视，让人能够看到被监视现场的实际发生的一切情况，并通过录像记录下来。

利用闭路电视监控系统，可以保护人身安全，节省时间和费用，提高效率，实现实时指挥和调度，处理和保存信息。因此，进入90年代以后闭路电视监控系统已被日益广泛的应用于公安、金融、工

矿、交通、医疗卫生、商业、军事、旅游饭店、重要物资仓库及安全保卫等领域，已成为现代化管理标志之一。

闭路电视监控子系统是体育西某商业楼智能化系统的主要子系统，通过闭路电视监控子系统监控网络、模拟视频网络与小区宽带信息网络融合，将小区公共闭路电视监控子系统开放性网络化数据库

服务器与小区系统平台(BMS/IPMS/ASP。net)数据库连接，将某商业楼闭路电视监控图像信息传送到系统平台上。

某商业楼闭路电视监控系统选型采用网络型多媒体计算机电视监控系统。提供xx网络化xxx的图像监控、纪录、调用，以及视频图像传输、视频图像矩阵切换和报警信号与监视图像联动的功能

。

1.设计原则

在设计某商业楼智能化系统工程闭路监控子系统遵循的原则：

①一次性完成体育西某商业楼智能化系统工程闭路监控子系统的总体规划与设并按计划实施。

②系统设计应在技术上达到先进性和成熟性的统一；设备接口具备强大的兼容性；使用上应具有可维护性和可扩展性；并具有很高的性能价格比。

③监控系统应将监视、现场图像记录等各种功能统一到一个中心控制台的管理之下。

④应遵循实事求是、先进、实用、可靠、节约、后期服务体系完善的原则。

本着人防与技防互补、主动监控与被动防范并行的理念，根据监控环境的特点和性质，实现高效、可靠、无盲点布控。

系统采用星形拓扑结构，以监控中心为星形中心。

鉴于某商业楼智能化系统工程闭路监控子系统属于小区的周边监控，突出了监控点分散、布线距离远、干扰大、保密、实时等方面的要求，故此器材应选用安防行业内国际公认的优质产品，以确保

系统安全、稳定、实用；对设备进行合理有效的系统整合，提高系统的性能价格比；使用户投入更少的资金，享受更齐全的功能，更完善的售后服务。

在设计某商业楼智能化系统工程闭路监控子系统的设计理念为：

①安全。便于事前监督、降低人为因素，节省人力资源

②操作简单。便于事中突发事件处理

③取证方便。利于事后案件处理，提供管理资料、信息

④先进性。为将来监控、报警联网做准备

⑤模块化设计、兼容性好

2.功能设计

某商业楼智能化系统工程闭路监控子系统安装在现场，它包括摄像机、镜头、防护罩、支架和云台，它的任务是对被摄物体进行摄像并将其转换成电信号。传输部分的任务是把现场摄像机发出的电

信号传送到控制室，它包括线缆、信号处理设备、线路驱动设备等。显示与记录部分转换成图像在监视设备上显示，如果必要，就用录像机录下来，所以它包含的主要设备时就是监视器和录像机。

控制部分则负责所有控制设备的控制与图像信号处理。

闭路电视监控安装在现场，它包括摄像机、镜头、防护罩、支架，它的任务是对被摄物体进行摄像并将其转换成电信号。传输部分的任务是把现场摄像机发出的电信号传送到控制室，它包括线缆、

信号处理设备、线路驱动设备等。显示与记录部分转换成图像在监视设备上显示，录像设备我们采用DSR-16A数字录像监控设备，8个室外xxx云台采用AB-1641M-EX云台镜头解码器，通过并为环

路传输的RS485的通讯总线连到监控中心，利用转换器变换为RS232的通讯接口，把控制信号输入至矩阵AB168系统或者DSR-16A数字监控主机来实现控制。

闭路电视监控系统结构原理设计如：

五、产品选型

在设计某商业楼智能化系统工程闭路监控子系统的产品选型方面应同时遵循：

①先进性原则。采用国际上先进的技术，以视频矩阵为中心，建立起一套硬软件结合的完整体系，支持视频和控制等应用多媒体传输业务，并为以后视频联网应用（包括数据、图像、控制等应用系

统）提供接入方式和以后网络互连提供硬件基础。

②集成化原则。应选择高效集成的设备，便于控制、管理和维护。

③开放式结构、模块化原则。应在软、硬件上都采用商业化、通用化、模块化结构的设备，使系统具有较强的扩展能力，端口留有余量。

④安全可靠性原则。所选的硬件设备和软件系统应具备抵御自然环境影响和人为破坏的能力，工作稳定可靠，并能适应室内外昼夜全天候工作。

⑤易于维护原则。系统拓扑结构应尽量简洁，便于检修。

⑥高性能价格比原则。选用国际安防行业内公认的优质产品，进行合理的设计配置，达到高性能低价格的优化组合。

在某商业楼每栋大楼的电梯内、大堂、出入通道、小区周边安装彩色摄像枪。

1.摄像机选型：

松下WV-CP242摄像枪

特点：

1/32CCD拾取装置，752（H）′582（V）像素，水平清晰度480线。

数字信号处理（DSP）功能降低拍摄网格图像时的彩色噪波。

垂直数字增强和数字光圈矫正功能，增强水平和垂直边缘的信号强度，提供清晰图像。先进的数字背景光补偿（BLC）功能。50dB高信噪比，提供自然图像。

{zd1}景物照度：F1.4时2l’

特别设计的镜头安装接口可安装C和CS型镜头，亦可使用DC或VIDEO伺服ALC镜头。

先进的电子光线控制（ELC）功能，可选用价格便宜的固定光圈镜头，有效降低系统成本。

电源同步功能保证系统操作时的自由切换。

JVC TK-AM200E摄像枪

运用{zx1}数字技术全新设计的固定式彩色球形摄像机 TK-AM200E固定式彩色球形摄像机具有超级动态功能，内置2.2mm的广角镜头和数字视频信号处理器，超级动态功能可使动态范围比普通