电视监控系统的设计_说明.pdf

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1、1 简介 随着工厂的发展，货源不断增加，员工人数增加，社会保障情况也越来越复杂。为保障厂区财产安全，为厂区提供安全可靠的生产、科研和生活条件，本监控装置安装在厂区。一个安全系统是非常必要的。通过该系统，不仅可以预防和控制犯罪，还可以增强工厂的综合管理能力。电视监控系统是安全技术防御体系的重要组成部分，是具有强大防御能力的先进综合系统。可通过遥控摄像机及其辅助设备（镜头、云台等）直接查看被监控场所的所有情况；监控场所的图像内容和声音内容可以同时传输到监控中心，使监控场所的情况一目了然。同时，电视监控系统还可以与防盗报警器等其他安全技术防御系统联动，使防御更加强大。特别是近年来，随着多媒体技术的发

2、展和计算机图像文件处理技术的发展，电视监控系统在实现自动跟踪和实时处理方面取得了长足的进步，使电视监控系统在整个安全技术防御中系统。有着重要的地位。电视监控系统的另一个特点是可以记录被监控场所的全部或部分图像和声音，为以后处理某些事件提供了便利条件和重要依据。总之，电视监控系统已经成为安全技术防御体系中不可或缺的一部分。近年来，由于计算机技术、多媒体技术和网络技术在监控领域的飞速发展，数字视频监控技术已成为安防监控系统的主流。他利用硬盘录像机技术和网络技术实现数字视频的本地存储。远程传输（局域网或线路）和监控，替代传统的屏幕切换器、分配器、记录仪和传感器控制器等设备，提供强大的远程监控能力。它

3、在图像存储、检索、打印、传输等方面具有传统设备无法比拟的便利性和优越性。随着数字视频监控系统在全社会各行各业的不断深入应用，其社会效益和经济效益也越来越受到关注。数字视频监控系统已成为现代智能建筑的重要标志。今天的监控系统不仅仅是安防系统的一个单一组成部分，它只起到监控的作用。它已成为现代综合管理的重要手段之一，发挥着不可替代的作用。2视频监控系统设计方案 2.1 系统设计原则 高级 现代信息技术发展是现代科技最活跃的领域，新产品、新技术层出不穷。每一项新技术的出现都对我们的工作方式产生了很大的影响，极大地促进了我们工作效率的提高。因此，系统必须采用先进的技术和设备，一方面体现了系统的先进水平

4、，另一方面使系统具有很强的发展潜力。同时，由于该系统是一个实际的项目，其技术和设备必须相对成熟。因此，在投资成本允许的情况下，应充分利用现代科技中最先进的技术和最可靠的成果，使系统尽可能适应社会发展。从长远来看，它也是最经济的。(2)可靠性/安全性 必须考虑成熟的技术和产品，以尽量减少设备选择和系统设计故障。系统应具有多级操作员密码和系统操作记录功能。可维护性 我们相信可维护性是当今应用系统成功的重要因素。这里的可维护性包括两个含义：轻松排除故障 易于操作的日常管理 广泛的兼容性 具有良好的可扩展性；该系统可通过计算机联网，有利于远距离传输和控制或形成更大的安全系统。可扩展性 考虑到未来发展的

5、需要，系统在系统产品系列和容量预处理能力上必须具备扩展和预生成的可能。这样的扩容不仅充分保护了原有投资，而且具有更高的性价比。高性价比原则 采用国外领先的新技术、新设备，将所有系统连接起来，达到全天候、自动、及时取证的目的。完成的系统不仅具有卓越的性价比，而且在保修和维修期内，可以提供最快的保修响应速度和高效、优质的等待维修工作。标准化 系统设备所需部件采用标准化、模块化设计产品。输出信号格式和设备接口均为国际标准。因此，各系统设备具有良好的可替换性。系统中的所有进口设备均已通过公安部认证，并获准国产使用。所有电气设备和电气材料至少符合以下国际公认的安全标准 CSA、CE、IEC 等之一。经济

6、 系统在满足功能需求的基础上，尽可能降低成本。2.2 系统设计依据及规定 GB50198-94民用闭路电视系统工程技术规程 GBJ42-81工业企业通信设计规范 GB4064电气设备安全设计导则 GB115工业电视系统工程设计规范 GA/T75-94安全工程规程和要求 GA/T75-94安全与防护工程通用图形符号 GA308-2001-94安全体系验收规则 GA/T367-2001视频安防监控系统技术要求 EIA-422 EIA-485电气规范标准 CCTV 472-3电视系统视频指标 JGJ/T16-92民用建筑电气设计规范 EDB-03095智能建筑设计标准 2.3系统总体设计方案 系统设

7、计方案是在厂区、生产车间、大门、车棚等设置监控点，这些监控点的图像数据通过传输系统传输到中控室，图像数据显示在视频墙和硬盘录像系统拍摄视频。系统结构如图2.1所示。整个系统分为前端摄像系统、中端传输系统和后端控制系统三部分。前端部分，视频采集部分，是整个系统的“眼睛”。系统中的大部分设备都集中在这部分，包括：相机、镜头、云台、支架、保护罩等，必要时可添加辅助光源。这部分设备非常重要，整个系统的质量很大程度上取决于它。中端部分是传输部分。这部分可以将前端设备采集到的视频信号传送给后端控制命令系统，后端控制命令信号也通过这部分传送给前端设备。本次设计的车间监控系统传输部分采用视频电缆和双交叉电缆的

8、传输方式。当传输距离较长时，请使用双绞线而不是视频线。一根双绞线可以传输4个摄像头图像，即一根双绞线可以代替4根视频线，也就是可以用少量的线缆传输多个视频图像。双绞线比视频线便宜，大大降低了成本。工程费用。后端部分也称为终端控制系统。这部分可以比作人脑。它的功能是接收前端设备的视频信号，同时对这些视频信号进行显示、压缩和记录。它还可以将控制致到前端设备。控制电动变焦镜头或云台等设备的命令，以将图像调整到人类水平。当今终端设备的功能已经不再像上面那样简单单一，而是朝着数字化、网络化、集成化、智能化的方向发展。传统的中控设备如录音机、分屏器等设备已逐步被淘汰，取而代之的是真机和计算机平台的数字硬盘

9、录像机。此类设备的使用使得构建大规模综合监控系统成为可能。，并借助现代网络系统，真正实现了监控系统的“千里眼”功能，让人们即使在很远的地方也能将监控图像尽收眼底。图2.1监控系统基本结构 本设计中，由于工厂的特殊原因，摄像机采用DC 5V-12V供电。原因是：厂内大型设备启动时，220V电网电压会出现波动。容易产生波纹；接线时注意：不要与高压线并联，尽量远离高压线；大型设备附近采用薄壁钢管穿线，减少电磁干扰；当线路需要接地时，连接到车间的钢结构上，但距离比较短。长期不宜反复接地，反复接地容易造成回路干扰。高速球 控制键盘 双绞线传输 潜入式数字硬盘录像机 报警联动警灯和警号 对射报警 接收 致

10、 摄像机 接收 致 摄像机 摄像机 2.4 前端系统设计 根据工厂实际检查，系统前端设备共设计了47个监控点。使用的相机主要有18个广角动态相机、8个索尼480CP一体机、20个微光相机、1个高速球。系统机房监控方案安装位置见附件1；系统室外监控方案见附录2。2.5终端控制系统设计 终端是整个监控系统的控制、处理和存储的中心。因此，终端的设计是否合理，终端的功能是否齐全，终端设备是否可靠成为衡量系统整体水平的重要方面。终端系统的设计要简洁明了，以人性化、人性化设计为前提。如图2.1所示，整个终端控制系统可以细分为三个部分：表 2.1 监控摄像头安装位置及摄像头型号列表 序列号 安装位置 相机编

11、号 相机型号 评论 1 材料库 WG01 宽动态相机 2 油库 WG02 宽动态相机 3 铝冶炼室 WG0304 宽动态相机 4 铝冶炼室及东墙区 WY1 索尼480CP一体机 5 东门 WG0506 宽动态相机 根据WG05，从车辆上部出来观察车顶 6 东门北墙 WG07 宽动态相机 7 称重室 WG08 WG10 宽动态相机 加入WG8 WG10依车 8 铝锭储存 WG09 宽动态相机 9 西墙 GSQ 速度球 高速球可设定到预置点并自动转向侧边 9对复检报警 10 车棚 WG1213 宽动态相机 11 车棚西墙 WG11 宽动态相机 12 车棚出口 WG14 宽动态相机 13 门禁考勤机

12、 WG15 宽动态相机 14 大门出口 WG1718 低光相机 门口采光不错 15 包装车间 NG01 NY1 低光多合一 16 包装车间冷却区 NG0809 低光相机 17 图书馆 NG02 NG10 低光相机 18 炉区 NG0305 低光相机 装炉 5 19 追踪 纽约 2 索尼480CP一体机 20 冷轧机区 NG1617 NY35 低光多合一 二十一 加热区 NG18 低光相机 二十二 切割区 NY6 索尼480CP一体机 23 冷却区 NG19 NY7 低光多合一 24 装运门 NG20 低光相机 显示部分 该部分由四台40英寸液晶电视设计而成。主要功能是实时显示三台硬盘视频主机的

13、输出信号，同时可以与管理主机的输出信号任意切换。录像控制部分 该部分由3台潜水式数字硬盘录像机、一个控制键盘和2套中控软件组成。这部分的主要作用是在硬盘中连续记录各个监控点的视频信号，以备日后查找。从图1可以看出，这部分与上述两部分的关系不是很密切，而且这部分还可以访问所有的视频信号和控制信号。之所以这样设计，是为了保证系统的稳定性和可靠性，提高系统的容错能力。当系统中的切换控制部分或显示部分不能正常工作时（如电视机故障、控制键盘故障等），该部分可作为替代和补充。这部分还可以控制前端设备，同时显示所有的图片，这样系统就不会因为某个设备的损坏而瘫痪。该部分还与校园周界防报警系统相连，可实现监控系

14、统与报警系统的联动。当发生报警时，该部分将激活画面联动功能，并激活报警点对应的监控点。通过视频，您可以掌握现场的第一手信息。中控软件是该部分的中控终端，也是日常情况下与操作人员联系的唯一界面。软件还提供了网络分控预留接口，为以后的扩展和升级留有空间。这个软件非常强大。整个终端系统的录控部分突出了系统的先进性能和强大的功能。图 2.3 记录与控制部分结构图（一）主要设备的选型与设计 终端系统的主要设备将集成主控键盘、水下数字硬盘录像监控主机和中控软件。数字硬盘视频监控主机是数字化监控系统过程中的核心设备。集监控、录像、报警等功能于一体。除了记录前端摄像头信号外，还可以控制整个监控系统，比如控制前

15、端设备的运行以及其他控制设备的运行。该设备可以将前端摄像头产生的视频信号压缩并存储在硬盘上。由于采用了特殊的压缩技术，大大降低了耗材的支出，增强了视频数据的安全性。由于潜水式数字硬盘监控主机是一个独立的计算系统，它还具有强大的网络功能，使监控系统联网成为可能。选用海康威视生产的DS-8016系列潜入式数字硬盘监控主机。中控软件也采用我公司开发的中控软件，与我公司生产的DS-8016系列潜水数字硬盘监控主机配套使用。交换机 控制中心 局域网环路 交换机 服务器3 交换机 服务器2 交换机 服务器1 3报警系统设计方案 3.1系统设计基础 民用建筑电气设计规范JGJ/T16-92 GBJ232-8

16、2中国电气安装工程施工及验收规程 建筑和建筑复杂布线系统工程设计规范 CECS 72.95 安全工程程序和要求GA/T75-94 3.2系统介绍(1)周界防御系统的组成 周界防御系统由前端探测器（对射探头）、报警主机和一些辅助设备（电源警报器、探头安装支架）组成。图 3.1 周界防御系统组成 2)对射探头 对射式探头由发射器和接收器组成。发射器发射两束调制红外光束，形成探头的保护区域（图3.2）。如果有人试图越过保护区，两条红外线会同时被阻挡，接收器会输出报警信号，触发报警主机报警（图3.3）。如果有鸟类（如鸟类、鸽子）飞过保护区（图3.4），由于其体积小于保护区，只能阻挡一条红外线，发射器认

17、为正常，不报警。主持人。调制红外光源的目的是防止光线、光线等外界光源的干扰，防止有人恶意利用红外光干扰探头的工作。工厂周边11对红外辐射报警器。100米 发 射 端 接收 端 图3.2 没有遮挡物时的正常红外射线 发 接对射探头 对射探头 对射探头 对射探头 报警主机（直接用录像机）电源 显示地图（可选）警号 声音/视频报警验证系统 具有声光报警验证功能，可在报警过程中通过声音或图像验证报警情况，有效降低误报的可能性。4 系统设备性能及技术指标 4.1监控系统前端设备 图4.1 FCB-EX480CP摄像头 自动对焦一体式宽动态微光相机 型号：FCB-EX480CP 名称：自动对焦 216 倍

18、（18 倍光学，12 倍电子变焦）集成 WDR 低照度相机 图像系统：1/4 英寸 Exview HAD CCD 标准镜头：18 倍光学变焦，f=4.1mm（广角端）到73.8mm（长焦端),F1.4 到 F3.0 电源：DC 5V-12V 解码器 图 4.2 解码器 功能特点 通用解码驱动器是一套控制信号解码单元和控制外部设备的驱动装置。主要用于云台、变焦镜头、雨刮器等设备控制。它适用于数字硬盘录像机。解码器可提供不同的输出电压。具有DC 12V输出用于摄像机和报警探头，DC 9V输出用于驱动变焦镜头，AC 24V和220V输出用于驱动摄像机、云台、灯光等。刮水器等，两组辅助输出开关用于切换

19、这些设备，并且电源输入有一个保险丝，以防止与外部设备短路。电源开关采用双刀双掷式，防止电源接反造成触电。控制信号传输方式采用RS-485接口，传输距离1.2公里。解码器解码后控制前端设备。为防止RS-485接口因感应性强电击而损坏，对电路采取了保护措施。解码驱动器可以控制AC24V、AC220VAC 50HZ水平或全向云台，可以是房间式云台或室外云台。对于具有自动云台功能的云台，可以使用解码器的自动控制功能实现云台自动云台。解码器可以控制变焦镜头的光圈、焦距和变焦。控制电压：9VDC，最大电流：600mA 技术 指标 电气指标 控制接口：RS-485 波特率：9600B 电源电压：220VAC

20、/50HZ 辅助开关触点：2对C型常开常闭触点 触点容量：275VAC/7A或28VDC/15A 云台控制电压：24VAC/220VA;镜头控制电压：土9VDC 电源输出：12VDC/700mA 24VAC/1A（SP9060LI为24VAC/0.3A）220VAC/2A 环境指标 工作温度：-1045 储存温度：3g-3070 湿度：相对湿度50g0%95%无冷凝 4.2 监控系统终端设备 图 4.3 嵌入式 DVR 该系列嵌入式网络硬盘录像机完全脱离PC平台，建立在嵌入式处理器和嵌入式操作系统（而不是PC处理器和PC操作系统）之上。同时具有嵌入式硬盘录像机和嵌入式视频服务器（DVR+DVS

21、）功能。DS-8016系列嵌入式网络硬盘录像机，具有视频信号和音频信号的实时H.264全硬件同步压缩，压缩流录制硬盘，实时视频和声音预览，视频信号和音频信号的切换，本地视频文件播放，实时网络传输，远程文件播放下载，支持流媒体协议（RTP/RTCP，RTSP），支持双向语音对讲等。表 4.1 嵌入式数字硬盘录像机技术参数 预览显示分辨率 704*576 显示输出 VGA 1024*768 压缩方式 H.264 音频编码方式 PCM编码 视频输入通道数 1-16通道可扩展至24通道 音频输入通道数 1-16通道可扩展至24通道 报警输入通道数 0-16路 视频质量选择 正常-最佳（6 级）图像帧率

22、 每秒 1-25 帧（全实时）视频录制 正常/检测/报警/定时录像 视频文件检索 指定频道/时间检索 播放视频文件 使用专用播放器 每小时频道视频文件大小 场景不变约20MB 没有视频信号时 提示“无视频信号”视频信号丢失时 声音和文字警报 日期和时间 可实时叠加在图像上 声音监控功能 可同时监控全过程 图像移动报警响应 报警联动录像、声音和文字警告、信息记录和打印 运动影像监控区 全屏/任意指定区域 物理报警响应方法 报警联动录像、声音和文字警告、信息记录和打印 网络可以同时传输图像的方式数 四通 网络传输延迟 小于 600 毫秒 与解码器通信 可与各系列解码器通讯 与视频切换器通信 与各种

23、视频切换器通信 可更换硬盘数量 1-12 操作界面 全中国人 视频信号输入阻抗和幅度 75,1.0VP-P 音频信号输入阻抗和幅度 600，2.0VP-P 操作环境的温度和湿度 5 40,50%85%尺寸（高*宽*深毫米）177*482*452 性能指标 视频输入：1/2/4/6/8/10/12/16复合视频信号支持格式：PAL、NTSC 基本功能 采用嵌入式实时多任务操作系统（RTOS）和嵌入式处理器，完全脱离PC平台，系统调度效率高，代码固化在 FLASH中，系统更加稳定可靠；采用H.264硬件压缩技术，压缩比高，处理灵活；具有备用压缩通道进行容错处理；多级用户权限管理，确保系统安全 ；支

24、持1个RS-232C接口，MODEM远程连接，透明通道传输；支持1个USB接口；支持1个VGA接口；支持16路开关量输入和4路开关量输出，支持本地报警和网络报警联动；设置看门狗，异常重启，彻底防止死机；压缩处理功能 最多支持 16 路，每路可实时进行 25 帧/秒、2CIF 分辨率的独立硬件压缩。视频压缩采用H.264压缩标准，不仅支持可变码率，还支持可变帧率。在设置视频图像质量的同时，还可以限制视频图像的压缩码流；视频和音频信号压缩后，.264码可以生成复合H流，不能设置音频；支持四种录像模式：定时录像、手动录像、移动侦测录像、报警录像；支持多种分辨率，从FULL D1（704*576）到Q

25、CIF（176*144）；支持实时视频预览和视频信号切换；支持硬盘文件播放；支持多区域运动检测；网络功能 支持一个10M/100M兼容的以太网端口；支持1个RS-232C串口，支持MODEM拨入拨出；支持TCP/IP协议，可通过应用软件或浏览器设置参数，查看视频和音频信号，查看视频服务器状态，通过网络报警，通过网络压缩码流；网络控制云台旋转，控制摄像机的相关参数，如光圈大小、焦距等；通过网络独立浏览任意频道或多频道视频信号和音频信号；可通过网络远程升级，实现远程维护；RS-232C串口和RS-485接口均支持网络透明通道连接，PC管理主机可通过网络硬盘录像机透明通道控制串口设备；、管理主机与网

26、络硬盘录像机的IP可以互通；存储功能 可支持8块IDE硬盘，每块IDE硬盘容量可达500GB；硬盘文件系统兼容DOS，可在PC平台上运行；硬盘上的文件可以循环或非易失性循环记录；管理主机可以通过网络下载，也可以通过网络播放网络硬盘录像机上录制的文件；管理主机还可以通过网络实时录制压缩视频流；有四种类型的测试记录和报警记录；4.3 周界防御系统设备 性能 防雷 自动信号增益控制 可调光束切割周期 双同步脉冲光束，即使信号增强稳定性 即使信号丢失99%，仍能正常运行 规格 最大范围：室外-100m 光束特性：3路脉冲红外 截止时间：50-500ms（可选）图3.4 红外对射报警器 电源输入：10.

27、5-30VDC 电流（发射器+接收器）：正常工作时最大50mA 报警周期：2秒（1）报警输出：C型继电器（28VDC，最大0.2A）防篡改开关：常闭，开壳时开路（变送器）工作温度：-35+55 打样角度：垂直10，水平90 5设备物料清单 表 5.1 设备物料清单 序列号 设备名称 模型 卡片 起源 单元 数量 1 低光相机 SCC-101BP 三星 国家 个人的 35 2 宽动态相机 SCC-B2007P 三星 国家 个人的 2 3 速度球 SCC-643AP 三星 国家 个人的 1 4 多合一相机 FCB-EX480CP 索尼 日本 个人的 9 5 电源 12V 中国 个人的 47 6 括

28、号 中国 个人的 47 7 解码器 常见的 塔 4 8 云台 9英寸 家 塔 4 9 超五双相交线 仪表 600 10 视频线 75-5 仪表 10000 11 电源线 2*0.5 仪表 10000 12 报警线 4*0.3 仪表 2000 13 控制线 2*0.3 仪表 1200 14 嵌入式硬盘录像机 DS-8016 海康威视 塔 3 15 键盘 JG-588 杰拉德 片 1 16 硬盘 200G 西捷航空 新加坡 片 15 17 管理主机 P4 联想 中国 塔 2 18 电视墙 定制 雅克 放 1 19 液晶电视 二十一 TCL 塔 4 20 火警 AL-100 埃利夫 中国 正确的 1

29、1 二十一 UPS电源 CSTK6KS 圣诞老人 我们 塔 1 6结论 随着科学技术的飞速发展和计算机技术的普及，工厂智能化自动化的实现在当今激烈的市场竞争中迅速崛起，这也给安防产品的发展带来了前所未有的变化。相信在以人为本的理念指导下，各种功能更强、防护更安全、信息更便携的新系统将应运而生，为工厂管理带来便利，激发更广阔的市场。至 这个设计快完成的时候，也是我毕业的时候。这一刻，我只想说两个字：！大学期间，所有教过我的老师，没有你们，我根本做不了毕业设计，是你们给了我做毕业设计的基础知识。非常感谢机电学院的老师和同学在设计过程中给予的帮助。在此，感谢国厚老师在百忙之中抽出时间给予我们指导，帮

30、助我们解决设计过程中遇到的困难和问题，让我顺利完成毕业设计，老师！同时也非常感谢清杰老师在我实验过程中给予的帮助。参考 1 康华光.大秦。电子技术基础M:高等教育，2003 2 雷。冯。电视监控应用技术M.：机械工业，2002 3 寇向辉基于嵌入式互联网的远程监控系统设计J.西南石油大学，2006 4 邹野.智能安防系统的开发与应用J.科技信息与经济发展，2005（6）5 苏明柯佳。嵌入式系统开发环境目标监控技术研究J.计算机应用研究，2004(3)6 左敏.马尊云。数字监控视频报警系统J黄金科技，1999(4)7 王永兴.智能安防报警系统的设计与实现J.科学与技术,2004(12)8 建新安

31、防系统摄像头信号存储与管理J.中国国防产品信息,2006(3)9 子岳社会保障动态防御系统中的视频数据采集与应用技术J.中国国防网,2006(6)10 王林.马玉霞。视频监控报警联动系统的设计与实现J.计算机与网络,2006(12)11 王素清.住宅小区智能化系统建设要点及技术导则M.:,2003 12 黄曦.数字网络视频监视器中复用逻辑的设计与实现J.电子世界，2006(3)13 肖生智能社区与通信技术M.：电子工业，2004 14一智用Visual Basic实现串并行通信技术M.：清华大学，2001 15怀野等译。.数据库设计与编程实例详解M.：电子工业，2001 附录1 系统机房监控平面示意图 附录2 系统室外监控平面示意图