DVR监控系统初步介绍.pdf

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1、数字数字监控监控(DVR(DVR 硬盘录像机硬盘录像机)系统初步知识系统初步知识 一、系统概述系统概述：数字监控系统是将数字化视频图像记录与多画面图像显示功能和监视报警功能结合在一起，将逐步取代传统模拟式多画面分割器和长时间录像机，具有灵活方便等特点。在此基础上，采用高档的 DVR 硬盘录像机、工业控制微机、PC 工作站机或者 PC 服务器，增加摄像机图像输入路数，提高多画面图像的显示速率、增加对云台和镜头的控制功能，配之以良好的人机交互界面，便构成了以计算机为核心的数字式监控系统。二、系统功能系统功能特点特点：监控功能监控功能 用户通过本系统监看多个来自摄像头的画面 录像功能录像功能 一般在

2、仅采用 DVR 硬盘录像机的监控系统中，录像大致分为：实时录像、定时录像、报警录像等方式，其录像格式，现都基本采用标准本 MPEG-4 或 H.264 AVI 的录像压缩格式，占用极少的压缩空间。报警功能报警功能 系统具备移动侦测报警功能，主机提供多路报警输入(可外接各类报警探头、报警按钮等开关量)、输出(可接警号、警灯等警示品)接口。响应报警及连动输出功能，图像经硬件压缩后通过局域网、广域网或者公共电话线远程传输，再以软件解压重现压缩后的视频图像，通过一对调制解调器在局域网、广域网或者公共电话线上发送与接收，在接收端通过软件解压重现画面。控制功能控制功能 数字监控系统提供给用户强大的控制功能

3、。无论本地还是远程用户只要有相应权限都可以控制云台，以及画面切割、参数设定、录像设定、报警设定、语音通话等。访问管理访问管理 系统会自动对访问的用户进行身分识别，允许授权用户访问资料，并予以记录。录像管理录像管理 硬盘录像机可将所有经过压缩后的视频信息存储在硬盘中，如果硬盘容量被存满后，系统会以报警信号提示，我们可以更换硬盘或删除原有信号，以供继续使用；当然，我们可以在系统设置中选择循环式存储(即可在硬盘存储容量存满后，系统自动将最早的存储信息覆盖掉，供以保存新的信息。)，对远程录像管理可以分为两种：一是用户指定在网络中某台主机录像，二是当本地录像空间已满或指定网络主机空间已满，系统可自动到用

4、户设定的主机上录像。存储管理存储管理 数字监控系统全部用标准的 MPEG-4 或 H.264 格式(存储压缩分辨率 PAL 制可选择 D1：704*576；DCIF：528*384；2CIF：704*288；CIF：352*288；QCIF：176*144，同时还可进行录像帧数的调节。)进行传输、录像。不管是本地录像还是远程用户都可以选择录像、定时录像、报警录像等，而且可以自定义重复录像功能。权限管理权限管理 本地用户和远程用户都可以分为：管理员和普通用户。管理员：管理员：拥有最高权限，可以设定普通用户。不论你在任何地方，只要你具有管理员用户权限，你就能够控制此系统。并具有远程维护功能。普通用

5、户：普通用户：是由管理员用户设定，可以在允许的功能中操作，如查看录像、云台控制、报警控制等。能对本系统进行简单的管理，如果同一功能被若干个普通用户使用，本系统以先到为主，如果是管理员用户，则以管理员用户为主。三、简单监控简单监控系统组件：系统组件：闭路监控系统根据其使用环境、使用部门和系统的功能而具有不同的组成方式，在一般监控系统中基本分为：摄像、传输、控制、显示和记录显示等四个部分组成，如下图所示:各组成部分各组成部分系统功能：系统功能：摄像部分是安装在现场的，它包括摄像机、镜头、防护罩、支架和电动云台，它的任务是对被摄体进行摄像并将其转换成电信号。能对重点防范地区进行监控、采集各监控对象的

6、视频图像，经过压缩编码传输到监控中心。能够根据监控发来的命令控制镜头聚焦、远景和近景、上下左右和自动巡视动作。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中心，它一般包括线缆、调制 与解调设备、线路驱动设备(如视频信号放大器、解码器)等。显示与记录部分把从现场传来的电信号转换成图像在监视设备上显示，并可将此类信号记录在录像机中，所以它包含的主要设备是监视器和录像机。控制部分则负责所有设备的控制与图像信号的处理。摄像部分 传输部分 控制主机 显示与记录 摄像机摄像机介绍介绍 摄像机处于 CCTV 系统的最前端,它将被摄物体的光图像转变为电信号视频信号,为系统提供信号源,因此它是 CCTV

7、系统中最重要的设备之一。摄像机是将来自镜头光学图像聚焦，经由 CCD 转换为随时间变化视频讯号，再经摄像机内部线路上处理 CCD 转换视频讯号，然后经由同轴或光缆或其它传输途径将讯号传送至监视中心进行显现或录像。根据摄像机的性能、功能、使用环境、结构、图像颜色等有以下分类。(1)按性能分类 普通摄像机：工作于室内正常照明或室外白天。正常工作所需照度为 13Lx 暗光摄像机：工作于室内无正常照明的环境里。正常工作所需照度为 0.1Lx 微光摄像机：工作于室外月光或星光下。正常工作所需照度为 0.01Lx 以下 红外夜视摄像机：工作于室内、外无照明的场所。原则上可以为零照度,采用红外光源成像。变焦

8、一体摄像机：适用于周边范围较宽广或需要监视更清晰图像的场合，此类摄像机一般都具有光学变倍及电子数码变倍功能，并且清晰度高、工作所需照度较低。(2)按功能分类 视频报警摄像机：在监视范围内如有目标在移动时，就能向控制器发出报警信号。广角摄像机：用于监视大范围的场所。针孔摄像机：用于隐蔽监视局部范围。(3)按使用环境分类 室内摄像机：摄像机外部配备室内防护装置，使用环境有要求。室外摄像机：在摄像机外安装防护罩。内设降温风扇、遮阳罩、加热器、雨刷等。适 应室外温、湿度等环境的变化。(4)按结构组成分类 固定式摄像机：监视固定目标。可旋转式：带旋转云台摄像机，可做上、下、左、右、旋转。球形摄像机：可做

9、 360水平旋转，90垂直旋转，预置旋转位置。半球形摄像机：吸顶安装，(内部如配有云台，还可做上、下、左、右旋转)。(5)按图像颜色分类 黑白摄像机：灵敏度和清晰度高，但不能显示图像颜色。彩色摄像机：能显示图像颜色，灵敏度和清晰度在同种情况下比黑白摄像机低。(6)按摄像机的 CCD 靶面大小区分 1/2CCD 1/3CCD 1/4CCD(7)按摄像机的分辨率划分 低档型：影像象素在 25 万象素（pixel）左右、彩色分辨率为 330 线、黑白分辨率为400 线左右 中档型：影像象素在 2538 万象素（pixel）左右、彩色分辨率为 420 线、黑白分辨率为 500 线左右 高档型：影像象素

10、在 38 万象素（pixel）以上、彩色分辨率为大于或等于 480 线、黑白分辨率 600 线以上的根据现代闭路电视监控系统的发展趋势和特点，前端摄像机根据现场条件尽量考虑采用隐蔽式监视，特别是重要的公共区域。为此，在闭路电视监控系统中均分别按需采用球形一体化云台、固定的定焦摄像机、隐蔽式固定的定焦摄像机等。摄像机摄像机性能指标及特性说明性能指标及特性说明 (1)CCD 像素值 这是指摄像机 CCD 传感器的最大像素。有时用其水平和垂直方向的像素数或其乘积来表示，如 510（H）492（V）即 25 万像素。像素越多，则图像分辨率越高、越清晰。38 万像素以上者为高清晰度摄像机。垂直分辨率：垂

11、直分辨率由水平线数量所限制。水平分辨率：原则上水平分辨率可无限增加，但目前有受条件限制。(2)水平分辨率(resolution)摄像机水平分辨率是衡量图像清晰度的标准，通常用电视线数 TVL 表示。黑白摄像机：的典型分辨率在 400600TVLine 之间，彩色摄像机典型率在 320500TVLine 之间。中分辨率 黑白摄像机：380-570TVLine 以内 彩色摄像机：380-470TVLine 以内 一般分辨率(普通型)黑白摄像机：380TVLine 以下 彩色摄像机：380TVLine 以下(3)信噪比及其影响 SNR 信噪比也是摄像机的一个重要技术指标，它定义为摄像机的图像信号与它

12、的噪声信号之比，并用分贝(DB)来表示，计算公式为：SNR=Signal/Noise 即 CCD 接收到的有效信号与噪声之比 因此当信号数值越大而噪声值越小时 SNR 值会相对放大，代表该摄像机能处理强大信号并减少噪声，代表摄像机性能较佳，当信号强度达到一定强度时，信噪比并不会同步增加，但是，如果要使低数值讯号可以补检测时，那么信噪比就非常重要。信噪比越大表示 CCD越好，反之则较差，依据目前所用 CCD 来区分，信噪比在 47-55 之间属于较好的 CCD，信噪比在 47 以下属一般或较差之 CCD。信噪比较小时对 CCD 造成其影响主要有两点：色彩敏感失衡 暗电流 摄像机摄像机镜头介绍镜头

13、介绍 镜头光圈分手动和自动两种。常用的镜头种类包括：手动/自动光圈定焦镜头和自动光圈变焦镜头两种。以往由于摄像机的使用在室外或其它特殊场合等缘故，所以较多选用自动光圈镜头。在目前的监控工程中，由于智能建筑大量使用 CCTV 系统，室内监控点占较高的比例。而许多工程商在做工程设备报价时，也同样喜欢采用自动光圈镜头。虽然自动光圈镜头对监控点的光线变化适应性较强，但其价格也明显高于相同焦距的手动定焦镜头。而现在大多数的摄像机都有电子快门，室内的光源也较为稳定，因此，建议在室内情况下，采用手动光圈镜头即可；另一方面，现在市场上用的自动光圈镜头分为二大类：a.电源驱动自动光圈镜头；b.视频驱动自动光圈镜

14、头。电源驱动自动光圈镜头是通过四根线控制镜头的，其中两根为 DC12V 电源来驱动镜头中的马达，另两根控制线通过镜头内的光感应点感应外部光源的照度来控制光圈的大小；视频驱动自动光圈镜头则是通过三根线来控制镜头的，其中一根为视频触发信号来起动光圈，并控制光圈大小，另二根为 DC12V 电源线驱动电机马达。目前市场上大多黑白或彩色摄像机可以兼容二种自动光圈镜头。但当工程中的监控点在室外时，应采用带自动光圈的镜头，因为室外光线的动态范围变化较大，夏日阳光下环境照度达50000Lx100000Lx；夜间路灯时仅为 10Lx，变化幅度相当大。在这种情况下摄像机无论是否具有自动调整灵敏度功能即通过摄像机本

15、身的电子快门已不可能适应这么宽的照度范围，也就无法达到控制图像效果的作用。(一)镜头的种类（根据应用场合分类）广角镜头：视角 90 度以上，观察范围较大近处图像有变形。标准镜头：视角 30 度左右，使用范围较广。长焦镜头：视角 20 度以内，焦距可达几十毫米或上百毫米。变焦镜头：镜头焦距连续可变，焦距可以从广角变到长焦，焦距越长则成像越大。针孔镜头：用于隐蔽观察，经常被安装在如天花板或墙壁等地方。(二)被摄物体的大小、距离与焦距的关系 假设被摄物体的宽度和高度分别为W.H,被摄物体与镜头间的距离为L，镜头的焦距为F。则视场(视场是指被摄取物体的大小，视场的大小是以镜头至被摄取物体距离，镜头焦距

16、及所要求的成像大小确定的。)和焦距的计算关系为：镜头的焦距，视场大小及镜头到被摄取物体的距离的计算如下；f=wL/W ；f=hL/H f；镜头焦距 W：被摄物体宽度 H：被摄物体的高度 L：被摄物体至镜头的距离 w：图像的宽度（被摄物体在 CCD 靶面上成像宽度）h：图像高度（被摄物体在 CCD 靶面上成像高度）视场（摄取场景）高度 CCD 靶面规格尺寸：单位 mm 规格 W H 1/3 4.8 3.6 1/2 6.4 4.8 2/3 8.8 6.6 1 12.7 9.6 (三)相对孔径 为了控制通过镜头的光通量的大小，在镜头的后部均设置了光圈。假定光圈的有效孔径为 d，由于光线折射的关系，镜

17、头实际有效的有效孔径为 D，比 d 大，D 与焦距 f 之比定义为相对孔径 A，即 A=D/f，镜头的相对孔径决定被摄像的照度，像的照度与镜头的相对孔径的倒数来表示镜头光圈的大小。F 值越小，光圈越大，到达 CCD 芯片的光通量就越大。所以在焦距 f 相同的情况下，F 值越小，表示镜头越好。(四)镜头的焦距 1）定焦距：焦距固定不变，可分为有光圈和无光圈两种。有光圈：镜头光圈的大小可以调节。根据环境光照的变化，应相应调节光圈的大小。光圈的大小可以通过手动或自动调节，人为手工调节光圈的，称为手动光圈。镜头自带微型电机自动调整光圈的，称为自动光圈。无光圈：即定光圈，其通光量是固定不变的。主要用于光

18、源恒定或摄像机自带电子快门的情况。2）变焦距：焦距可以根据需要进行调整，使被摄物体的图像放大或缩小。常用的变焦镜头为六倍、十倍变焦。三可变和二可变镜头 三可变镜头：可调焦距、调聚焦、调光圈。二可变镜头：可调焦调、调聚焦、自动光圈。(五)选配镜头原则 选择变焦镜头的原则是：镜头的规格不应小于摄像机的规格，也就是说 1/2的镜头可以与 1/3的摄像机一起使用，但是 1/3的镜头就不能够在 1/2的摄像机上使用。为了获得预期的摄像效果，在选配镜头时，应着重注意六个基本要素：A）被摄物体的大小 B）被摄物体的细节尺寸 C）物距 D）焦距 E）CCD 摄像机靶面的尺寸 F）镜头及摄像系统的分辨率(六)操

19、作步骤：*移开镜头防尘装置，连接上镜头。*如果使用 CS 镜头，请降下 C 圈（5mm），然后锁住 CS 镜头装置。*C 型镜头可直接安装使用。*连接视频输出（BNC）至监视器或其它设备。*插上 DC12V 电源/AC220V*检查 LED 是否亮。*当图像一旦模糊时，调整镜头焦距。摄像机的其它辅助材料摄像机的其它辅助材料 云台 在前面课程中，我们常提到云台，但有的人对它没有什么感性认识，其实云台就是两个交流电组成的安装平台，可以水平和垂直的运动。我们所说的云台区别于照相器材中的云台，照相器材的云台一般来说只是一个三脚架，只能通过手来调节方位；而监控系统所说的云台是通过控制系统在远端可以控制其

20、转动方向的。云台有多种类型：按使用环境分为室内型和室外型，主要区别是室外型密封性能好，防水、防尘，负载大。按安装方式分为侧装和吊装，即云台是安装在天花板上还是安装在墙壁上。按外形分为普通型和球型，球型云台是把云台安置在一个半球形、球形防护罩中，除了防止灰尘干扰图像外，还隐蔽、美观、快速。在挑选云台时要考虑安装环境、安装方式、工作电压、负载大小，也要考虑性能价格比和外型是否美观。一体化全球型云台 一体化半球型云台 室外全天候云台 室外全天候云台 室内全方位云台 室内水平云台 支架 如果摄像机只是固定监控某个位置不需要转动，那么只用摄像机支架就可以满足要求了。普通摄像机支架安装简单，价格低廉，而且

21、种类繁多。普通支架有短的、长的、直的、弯的，根据不同的要求选择不同的型号。室外支架主要考虑负载能力是否合乎要求，再有就是安装位置，因为从实践中我们发现，很多室外摄像机安装位置特殊，有的安装在电线杆上，有的立于塔吊上，有的安装在铁架上由于种种原因，现有的支架可能难以满足要求，需要另外加工或改进，这里就不再多说了。防护罩 防护罩也是监控系统中最常用的设备之一，主要分为室内和室外两种。室内防护罩主要区别是体积大小，外形是否美观，表面处理是否合格。功能主要是防尘、防破坏。室外防护罩密封性能一定要好，保证雨水不能进入防护罩内部侵蚀摄像机。有的室外防护罩还带有排风扇、加热板、雨刮器，可以更好的保护设备。当

22、天气太热时，排风扇自动工作；太冷时加热板自动工作；当防护罩玻璃上有雨水时，可以通过控制系统启动雨刮器。挑选防护罩时先看整体结构，安装孔越少越利于防水，再看内部线路是否便于联接，最后还要考虑外观、重量、安装座等。铝合金室外防护罩 铝合金室外带风扇防护罩 全天候室外多功能防护罩(防雨尘、自动加热、降温、除尘刮水器，全封闭式箱)铝合金室内防护罩 金属室内中型防护罩 云台、镜头控制解码器 此解码器用于控制全方位云台上、下、左、右之旋转，并连结摄像机一并控制镜头之调光，调焦以及伸缩对焦之控制。不同环境安装摄像机举例说明不同环境安装摄像机举例说明 半球摄像机：半球摄像机用于室内且看的范围比较小，不影响办办

23、公室的布局，视觉角度 90 度，一般都是 420 线。一般安装在办公室前台、电梯内,办公室,店面等，常见的半球型摄影机优点为易与室内装潢融为一体,感觉较不突出。半球型摄像机举例：半球摄像机 金属半球摄像机 半球摄像机 飞碟型摄像机 飞碟型摄像机 枪型标准型：此类型摄像机体积较大,具有吓阻作用,用于室内外较开阔的 环境，看的距离比较远，距离的远近及光线光度强弱变化调节由 镜头来决定，镜头更换较有弹性,从普通镜头(固定光圈镜头)到手(自)动光圈镜头,望远镜头(ZOOM)等等皆可配合,不过特殊镜头的价格可能会比摄影机本体还贵。此类型摄像摄像机除了需要选配镜头外，还需选配如防护罩及安装支架、云台等等。

24、具体怎样搭配依据现场环境要求定。低照度夜视：此类型之摄像机用于仅有微弱及光度变化太大的地方，夜间使用性能佳。低照度摄像机一般跟自动光圈搭配才能达到最 佳效果，(每隔 20 米安装一个 20W 的日光灯效果会更好)，红外线 的摄像机看的距离不是很远，且晚上是黑白的，大约 15-25MM，一般可安装在：室外围墙、进出口等。(VC-916D、VC-817D、SCC-B2003P)一体化摄像机 该摄像机性能稳定、功能卓越，品质保证，可在一般环境下工作。看的距离远、范围大，和万向云台安装一起才能发挥它的功能，并具 有光学变倍及电子数码变倍。(SRC-500、VC-EX45A)夜视专栏 红外线摄像机主要是

25、用于特殊环境，主要是针对那些晚上没有一点灯光，如：外围、及主要对外出口等。红外摄像机在没有任何灯光的情况，启动红外线灯达到可视的目的。红外不能安装全球罩里面。有效距离 50M 有效距离 20M 低照度一体摄像机 采用一体化摄像机。把摄像机和镜头高度集成，该摄像机性能稳定、功能卓越、功能齐全，光线照度在 0.001LUX 下，一般用于那种环境比较宽阔的地方，有微弱灯光就能达到理想效果，且可以装在全球罩里面，具有一定的隐敝性。如：（SONYFCBEX480BP 摄像机）高速智能跟踪快球摄像机 自动高速跟踪快球是集光学、电子、机械、信息处理和网络于一体，由摄像头、动力传动、运动控制装置，基于高速并行处理的图像分析、识别、压缩和通信等部分组成。具有视频摄像、位置控制、方位和镜头预置、运动目标检测、识别和跟踪、火焰及烟雾检测报警等功能。可广泛用于大楼、银行、机场、车站、海关、交通、电力、厂矿企业等安防监控场合。壁挂式 吸顶式 四、