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文檔簡介
第5章電視監控系統
的方案設計西安電子科技大學出版社《安防系統工程方案設計》第三版第5章電視監控系統的方案設計5.1電視監控系統的組成原理5.2電視監控系統的前端設備5.3電視監控系統的顯示設備5.4電視監控系統的傳輸設備5.5電視監控系統的主機控制設備5.6電視監控系統工程設計5.7電視監控系統的工程施工5.8通用遠程監控系統設計方案【實踐材料1】鏡頭的選用【實踐材料2】攝像機的功能調整【實踐材料3】教育局網絡化電視監控系統設計方案5.1電視監控系統的組成原理
典型的電視監控系統主要由前端設備和后端設備這兩大部分組成。其中后端設備可進一步分為中心控制設備和分控制設備。前、后端設備有多種構成方式,它們之間的聯系(也可稱做傳輸系統)可通過電纜、光纖或微波等多種方式來實現。電視監控系統由攝像機部分(有時還有麥克風)、傳輸部分、控制部分以及顯示與記錄部分四大塊組成(如圖7-1所示)。在每一部分中,又含有更加具體的設備或部件。
圖5-1電視監控系統的組成
1.攝像部分攝像部分是電視監控系統的前沿部分,是整個系統的“眼睛”。它布置在被監視場所的某一位置上,使其視場能覆蓋整個被監視的部位。有時被監視場所面積較大,為了節省攝像機所用的數量,簡化傳輸系統及控制與顯示系統,在攝像機上加裝電動的(可遙控的)可變焦距(變倍)鏡頭,使攝像機所能觀察的距離更遠、更清楚;有時還把攝像機安裝在電動云臺上,通過控制臺的控制,可以使云臺帶動攝像機進行水平和垂直方向的轉動,從而使攝像機能覆蓋的角度、面積更大。
2.傳輸部分傳輸部分就是系統的圖像信號通路。一般來說,傳輸部分單指的是傳輸圖像信號。但是,由于某些系統中除圖像外還要傳輸聲音信號,同時,由于需要有控制中心通過控制臺對攝像機、鏡頭、云臺、防護罩等進行控制,因而在傳輸系統中還包含有控制信號的傳輸,所以嚴格說來,電視監控系統的傳輸部分,是指所有要傳輸的信號形成的傳輸系統的總和。
3.控制部分控制部分是整個系統的“心臟”和“大腦”,是實現整個系統功能的指揮中心。控制部分主要由總控制臺(有些系統還設有副控制臺)組成。總控制臺中主要的功能有:視頻信號放大與分配、圖像信號的校正與補償、圖像信號的切換、圖像信號(或包括聲音信號)的記錄、攝像機及其輔助部件(如鏡頭、云臺、防護罩等)的控制(遙控)等等。在上述各部分中,對圖像質量影響最大的是放大與分配、校正與補償、圖像信號的切換三部分。
4.顯示部分顯示部分一般由幾臺或多臺監視器(或帶視頻輸入的普通電視機)組成。它的功能是將傳送過來的圖像一一顯示出來。在電視監視系統中,特別是在由多臺攝像機組成的電視監控系統中,一般都不是一臺監視器對應一臺攝像機進行顯示,而是幾臺攝像機的圖像信號用一臺監視器輪流切換顯示。這樣做一是可以節省設備,減少空間的占用;二是沒有必要一一對應顯示。因為被監視的場所不可能同時發生意外情況,所以平時只要隔一定的時間(比如幾秒、十幾秒或幾十秒)顯示一下即可。當某個被監視的場所發生情況時,可以通過切換器將這一路信號切換到某一臺監視器上一直顯示,并通過控制臺對其遙控跟蹤記錄。
5.2電視監控系統的前端設備
5.2.1攝像機在閉路監控系統中,攝像機(Camera)又稱攝像頭(參見圖)。嚴格來說,攝像機是攝像頭和鏡頭的總稱,而實際上,攝像頭與鏡頭大部分是分開購買的,用戶根據目標物體的大小和攝像頭與物體的距離,通過計算得到鏡頭的焦距,所以每個用戶需要的鏡頭都是依據實際情況而定的,不要以為攝像機(頭)上已經有鏡頭。
圖5-2攝像機實物圖
感光傳感部件是攝像頭的關鍵部分。感光芯片就像人的視網膜,是攝像頭的核心。它利用光電原理,攝取景物并配合監視器顯像。依芯片材質不同,感光傳感部件可分為下列幾種:●CMOS:省電,便宜,但照度不好;●CCD:主流器件;●MOS:已過時,很少使用;●
VIDICOM:光導管,也已過時。
表5-1CCD與CMOS的性能比較
1.CCD攝像機的分類
1)依成像色彩劃分●彩色攝像機:適用于景物細部辨別,如辨別衣著或景物的顏色。因有顏色而使信息量增大。一般認為彩色攝像機的信息量是黑白攝像機的10倍。●
黑白攝像機:適用于光線不足的地區及夜間無法安裝照明設備的場所。在僅監視景物的位置或移動情況時,通常可選用分辨率高于彩色攝像機的黑白攝像機。
2)依攝像機分辨率劃分●低檔型攝像機:影像像素在25萬像素(pixel)左右,彩色分辨率為330~420線,黑白分辨率為380~450線。●
高分辨率攝像機:影像在38萬像素以上,彩色分辨率大于或等于480線,黑白分辨率在600線以上。
3)依靈敏度(照度)劃分●普通型:正常工作所需照度為1~3lx。●月光型:正常工作所需照度為0.1lx左右。●星光型:正常工作所需照度為0.01lx以下。●
紅外型:采用紅外燈照明,在沒有光線的情況下也可以成像。
4)按CCD靶面大小劃分●1英寸——靶面尺寸為寬12.7mm×高9.6mm,對角線長16mm。●2/3英寸——靶面尺寸為寬8.8mm×高6.6mm,對角線11mm。●1/2英寸——靶面尺寸為寬6.4mm×高4.8mm,對角線8mm。●1/3英寸——靶面尺寸為寬4.8mm×高3.6mm,對角線6mm。●
1/4英寸——靶面尺寸為寬3.2mm×高2.4mm,對角線4mm。
5)按視頻掃描制式劃分按視頻掃描制式劃分,主要有PAL制和NTSC制兩種。6)按信號處理制式劃分●ANALOG:模擬信號處理。●ASP:半數字信號處理。●
DSP:數字信號處理。
7)按攝像機外觀劃分按外觀分有傳統標準槍型、機板型、針孔型、半球型、子彈型等簡單型,也有魚眼機板型、針孔鏡頭、燈飾型、偵煙型等偽裝型,也有一體機,紅外線型等綜合一體型。
8)按供電電源系統劃分常見的有AC110V,AC220V,AC240V,AC24V,DC12V等幾種。
9)按電源頻率劃分●歐洲規格(50Hz):彩色PAL,黑白CCIR。●
美洲規格(60Hz):彩色NTSC,黑白EIA。
2.CCD彩色攝像機的主要技術指標
(1)CCD尺寸,亦即攝像機靶面。在相同的光學鏡頭下,成像尺寸越大,視場角越大。成像尺寸越小的攝像機的體積可以做得更小些。CCD尺寸原來多為1/2英寸,現在1/3英寸的已普及化,1/4英寸和1/5英寸也已商品化。
(2)CCD像素。這是CCD的主要性能指標,它決定了顯示圖像的清晰程度,分辨率越高,圖像細節的表現越好。CCD是由面陣感光元素組成,每一個元素稱為像素,像素越多,圖像越清晰。現在市場上大多以25萬和38萬像素劃界,38萬像素以上者為高清晰度攝像機。
(3)水平分辨率。分辨率是用電視線(簡稱線)來表示的,彩色攝像頭的分辨率在330~500線之間。分辨率與CCD和鏡頭有關,還與攝像頭電路通道的頻帶寬度直接相關,通常規律是1MHz的頻帶寬度相當于清晰度為80線。頻帶越寬,圖像越清晰,線數值相對越大。
(4)最小照度。最小照度也稱為靈敏度,表示CCD對環境光線的敏感程度,或者說是CCD正常成像時所需要的最暗光線。照度的單位是勒克斯(lx),數值越小,表示需要的光線越少,攝像頭也越靈敏。黑白攝像機的靈敏度大約是0.02~0.5lx,彩色攝像機多在1lx以上。另外,攝像機的靈敏度還與鏡頭有關,0.97lx/F0.75相當于2.5lx/F1.2,也相當于3.4lx/F1。
(5)信噪比。信噪比典型值為46dB,若為50dB,則圖像有少量噪聲,但圖像質量良好;若為60dB,則圖像質量優良,不出現噪聲。
(6)視頻輸出。多為1Vpp、75Ω,均采用BNC接頭。
(7)掃描制式。有PAL制(隔行掃描)和NTSC制(逐行掃描)之分。中國大陸采用PAL制式(黑白為CCIR),標準為625行,50場。日本為NTSC制式,標準為525行,60場(黑白為EIA)。一般只在醫療或其它專業領域才用到一些非標準制式。
(8)攝像機電源。交流有220V、110V、24V,直流為12V或9V。PAL系統多為220VAC類電源,微型攝像機多為12VDC或9VDC類電源。
3.紅外線攝像機紅外線攝影機(INFRA-REDCAMERA)是采用紅外光源成像的攝影機,原則上可以用于零照度的監控環境。
“可見光”指紅橙黃綠青藍紫光,是人眼可見之光。它的波長大約為380~775nm。紅色光波再上去之光波謂之紅外線,它的波長大約為775~1500nm。紅外線人眼是無法看到的,就如同手機的電波人眼也無法看到一樣。
4.低照度攝像機
1)晝夜型攝像機(Color/Mono)晝夜型攝像機也即白天彩色/晚上黑白攝像機,它是利用黑白影像對紅外線感度較高的特點,在一定的光源條件下,利用線路切換的方式將影像由彩色轉為黑白,以便于搭配紅外線。在彩色/黑白線路轉換的技術演進過程中,此類攝像機已采用單一CCD(彩色)設計,在白天或光源充足時為彩色攝像機,當夜晚降臨或光源不足時(一般在1~3lx)即利用數字電路將彩色信號消除掉,成為黑白影像,且為了搭配紅外線,亦拿掉了彩色攝像機不可缺的紅外線濾除器。
2)低速快門攝像機(SlowShutter)此類攝像機又稱為(畫面)累積型攝像機,是利用計算機內存技術,連續將幾個因光線不足而較顯模糊的畫面累積起來,成為一個影像清晰的畫面。此類攝像機獲得低照度下圖像的方法是通過電荷單幀累積方式增加CCD在單幀圖像上的曝光量,從而提高攝像機對單幀圖像的靈敏度。這種方式也可以獲得較低的照度指針,但是需要降低圖像的連貫程度。此類攝像機進口品牌的領先水平一般運用SlowShutter技術降低攝像機照度至0.008lx/F1.2(×128),并且畫面能夠累積到128幀。
3)超感度攝像機超感度攝像機(ExviewHAD),又稱24小時攝像機,采用ExviewHAD技術實現一般的超低照度攝像功能。其彩色照度可達0.05lx,黑白則可達0.003~0.001lx(亦可搭配紅外線以達0lx),不僅能清晰地辨識影像,更可實現對實時連續畫面的攝像。采用ExviewHADCCD的攝像機,對外界光線的敏感程度會大大提高,在各種光照環境下均可表現出最佳的效果。特別是配合專用的紅外照明設備,可以得到高清晰度的黑白圖像,實現0照度的監控(完全無光的情況下)。在近紅外760~1100mm的區域,如果配合合適波長的紅外照明,就可以實現清晰的黑白圖像。
5.DSP攝像機
由于采用了數字檢測和數字運算技術而具有智能化背景光補償功能。常規攝像機要求被攝景物置于畫面中央并要占據較大的面積方能有較好的背景光補償,否則過亮的背景光可能會降低圖像中心的透明度。而DSP攝像機是將一個畫面劃分成48個小處理區域來有效地檢測目標,這樣即使是很小的、很薄的或不在畫面中心區域的景物均能清楚地呈現。
6.網絡攝像機
隨著網絡Internet技術的廣泛應用,傳統的模擬攝像機在DSP技術的基礎上,進一步發展為支持TCP/IP的網絡攝像機(IPC,InternetProtocolCamera)。IPC網絡攝像機按外觀形態,最常見的有球形和長筒型兩款。
表5-2高速球型攝像機的技術指標5.2.2鏡頭鏡頭(LENS)一般采用許多單元的透鏡組合而成,基本為凸透鏡和凹透鏡。凸透鏡的作用是聚光成像,凹透鏡的作用是散光不成像。一般鏡頭可視為像凸透鏡這樣的會聚透鏡。這里其光學特性滿足:
S為像距,S'為物距,f為焦距。通常把短焦距、視場角大于50°(如f=10mm左右)的鏡頭稱為廣角鏡頭,把更短焦距(如f=4mm)的鏡頭叫做超廣角鏡頭,同時把很長焦距(如f>50mm)的鏡頭稱為望遠(或遠攝)鏡頭。介于短焦和長焦之間的鏡頭就叫標準鏡頭。
5.2.3云臺云臺即回轉臺(SCANNER;PAN/TILT),是安裝、固定與移動(水平/垂直)攝像機的支撐設備,它分為固定云臺和電動云臺兩種。固定云臺適用于監視范圍不大的情況,在固定云臺上安裝好攝像機后可調整攝像機的水平和俯仰的角度,達到最好的工作姿態后只要鎖定調整機構就可以了。電動云臺適用于對大范圍進行掃描監視,它可以擴大攝像機的監視范圍。電動云臺高速姿態是由兩臺執行電動機來實現的,電動機接受來自控制器的信號精確地運行定位。在控制信號的作用下,云臺上的攝像機既可自動掃描監視區域,也可在監控中心值班人員的操縱下跟蹤監視對象。
5.2.4防護罩與固定支架
1.防護罩防護罩是監控系統中重要的組件,它是保證攝像機和鏡頭有良好的工作環境的輔助性防護裝置。它將二者包含于其中,使攝像機在有灰塵、雨水、高溫、低溫等情況下可以正常使用。
2.支架支架(MOUNTINGBRACKET)是固定云臺及攝像機、防護罩的安裝部件。一般方式為在支架上安裝云臺,再將帶或不帶防護罩的攝像機固定在云臺上。制作支架的材料有塑料、金屬鍍鉻、壓鑄。室外支架主要考慮負載能力是否合乎要求,再有就是安裝位置。支架多種多樣,依使用環境不同和結構不同,主要有以下類型:
5.3.1視頻監視器
(1)監視器類型的選擇應與前端攝像機類型基本匹配,黑白攝像機一般具有分辨率較高的特點,且價格較為低廉,在以黑白攝像機為主構成的系統中,宜采用黑白監視器。
(2)對于不僅要求看得清楚而且具有彩色要求的場合,隨著大量使用彩色CCD攝像機,此時視頻圖像的顯示必然用彩色監視器,但此時對彩色監視器分辨率的選擇要適中,350~400線是較理想的標準。
5.3電視監控系統的顯示設備
(3)600~800線分辨率的高檔CRT彩色監視器,其刷新率一般為每秒75~80幀,只宜用在圖像質量要求極高的場合。
(4)監視器有不同的掃描制式,選用時應注意。黑白有EIA(美規)與CCIR(歐規),彩色亦有NTSC(美規)與PAL(歐規)。美規地區大致為加拿大、美國、中美一些國家、韓國、日本、臺灣及菲律賓;其它國家大致為歐規。
(5)對于閉路電視監控系統而言,特別是在經費不太富裕的條件下,選用價格相對便宜的彩電是可行的折衷方案之一,但必須具有視頻輸入端子。
(6)監視器屏幕大小的選擇,應以與視頻圖像相匹配為原則,用于顯示多畫面分割器輸出圖像的監視器,由于一屏上有多個攝像機輸出圖像,因此宜采用大屏幕的監視器。
5.3.2多畫面分割器
多畫面分割器的基本工作原理是采用圖像壓縮和數字化處理的方法,把幾個畫面按同樣的比例壓縮在一個監視器屏幕上。有的還帶有內置順序切換器的功能,此功能可將各攝像機輸入的全屏畫面按順序和間隔時間輪流輸出顯示在監視器上(如同切換主機輪流切換畫面那樣),并可用錄像機按上述的順序和時間間隔記錄下來,其間隔時間一般是可調的。多畫面分割器一般有報警輸入/輸出接口,可與報警系統聯動。報警時可調用全屏畫面并產生報警輸出信號啟動錄像機或其它相關設備。也就是說,當報警信號產生時,與該警報相關區域的場景將以全屏畫面顯示出來,并可自動錄像。用戶可自行設定警報的持續時間和錄像的持續時間。報警輸入接口數目與畫面輸入數目相同。
四畫面分割器簡介畫面分割器有四分割、九分割、十六分割幾種,可以在一臺監視器上同時顯示4、9、16個攝像機的圖像,也可以送到錄像機上記錄。四畫面分割器是最常用的設備之一,它是多畫面分割器中的低價適用產品,其性能價格比較好,圖像的質量和連續性可以滿足大部分要求。
5.3.3視頻分配器視頻分配器(VideoDistributier)可將一路視頻信號轉變成多路信號,將一個影像信號分配給多個接收源,輸送到多個顯示與控制設備。一般是一路視頻信號對應一臺監視器或錄像機,若想將一臺攝像機的圖像送給多個管理者查看,最好選擇視頻分配器。由于并聯視頻信號衰減較大,送給多個輸出設備后由于阻抗不匹配等原因,圖像會嚴重失真,線路也不穩定。視頻分配器則可以實現阻抗的匹配,還有視頻信號的增益,使視頻信號可以同時送給多個輸出設備而不受影響。
5.3.4視頻放大器
當視頻傳輸距離比較遠時,最好采用線徑較粗的視頻線,同時可以在線路內增加視頻放大器以增強信號強度,實現遠距離傳輸。視頻放大器(VideoAmplifier)可以增強視頻的亮度、色度和同步信號,但線路內干擾信號也會被放大。另外,回路中不能串接太多視頻放大器,否則會出現飽和現象,導致圖像失真。
5.3.5解碼器對云臺與鏡頭的控制,一般由主機經由雙絞線或者多芯電纜先送至解碼/驅動器,由解碼器對傳來的信號進行譯碼,以確定執行何種控制動作。包括對前端攝像機電源的開關控制,對來自主機的命令進行譯碼以控制云臺與鏡頭,與切換控制主機間的傳輸控制,以及通過固態繼電器提高對執行動作的驅動能力。
解碼/驅動器可控制云臺與鏡頭完成的動作包括:●云臺的左右旋轉●云臺的上下俯仰●云臺的掃描旋轉(定速或變速)●云臺預置位的快速定位●鏡頭光圈大小的改變●鏡頭聚焦的調整●鏡頭變焦變倍的增減1。
通信轉換器
RS-485通信的標準通信長度約為1.2km,如增加雙絞線的線徑,則通信長度還可延長。實際應用中,用RVV-2/1.0的兩芯護套線作通信線,其通信長度可達2km以上。但是,當RS-485通信線的長度再長時,一般就需要使用中繼器了,它可以將RS-485通信控制信號進行放大、整形后再繼續傳輸。在某些應用場合,使用光隔離型的中繼器還可以將前端設備與中心端設備的“地”隔離開,避免因前端與中心端的地電位不同而造成干擾。
5.4電視監控系統的傳輸設備
2.視頻電纜及連接器視頻電纜選用75Ω的同軸電纜,通常使用的電纜型號為SYV-75-3和SYV-75-5。它們對視頻信號的無中繼傳輸距離一般為300~500m,當傳輸距離更長時,可相應選用SYV-75-7、SYV-75-9或SYV-75-12的粗同軸電纜(在實際工程中,粗纜的無中繼傳輸距離可達1km以上),當然也可考慮使用視頻放大器。一般來說,傳輸距離越長則信號的衰減越大,頻率越高則信號的衰減也越大,但線徑粗則信號衰減越小。當長距離無中繼傳輸時,由于視頻信號的高頻成分被過多地衰減而使圖像變模糊(表現為圖像中物體邊緣不清晰,分辨率下降),而當視頻信號的同頻頭被衰減得不足以被監視器等視頻設備捕捉到,圖像便不能穩定地顯示了。
3.音頻電纜音頻電纜用2芯電纜,可以選用普通的2芯護套線,但一般來說,帶有屏蔽層的雙絞兩芯線抗干擾性能要好些,更適合于強干擾環境下的遠距離傳輸。可選用的通信線如RVVP-2/0.15或RVVP-2/0.3等。
4.控制電纜控制電纜通常指的是用于控制云臺及電動3可變鏡頭的多芯電纜,它一端連接于控制器或解碼器的云臺、電動鏡頭控制接線端,另一端則直接接到云臺、電動鏡頭的相應端子上。由于控制電纜提供的是直流或交流電壓,而且一般距離很短(有時還不足1m),基本上不存在干擾問題,因此不需要使用屏蔽線。常用的控制電纜大多采用6芯電纜或10芯電纜,如RVV-6/0.2、RVV-10/0.12等。其中6芯電纜分別接于云臺的上、下、左、右、自動、公共6個接線端。10芯電纜除了接云臺的6個接線端外還包括電動鏡頭的變倍、聚焦、光圈、公共4個接線端。
5.電源線電視監控系統中的電源線一般都是單獨布設的,在監控室安置總開關,以對整個監控系統直接控制。一般情況下,電源線是按交流220V布線的,在攝像機端再經適配器轉換成直流12V,這樣做的好處是可以采用總線式布線且不需很粗的線,當然在防火安全方面要符合規范(穿鋼管或阻燃PVC管),并與信號線離開一定距離。
5.5電視監控系統的主機控制設備
5.5.1硬盤錄像機錄像機(VIDEORECORDER,VCR)是閉路電視監視系統中的記錄和重放裝置,它要求可以記錄的時間非常長,目前大部分監視系統專用的錄像機都可以錄24~960h的錄像。此外,錄像機還必須要有遙控功能,從而能夠方便地對錄像機進行遠距離操作,或在閉路電視系統中用控制信號自動操作錄像機。硬盤錄像機產品按系統結構可以分為兩大類:基于PC架構的PC式DVR和脫離PC架構的嵌入式DVR。
壓縮方式:
(1)JPEG/M-JPEG:●
JPEG是一種靜止圖像的壓縮標準,它是一種標準的幀內壓縮編碼方式。當硬件處理速度足夠快時,JPEG能用于實時動態圖像的視頻壓縮。在畫面變動較小的情況下能提供相當不錯的圖像質量,傳輸速度快,使用相當安全,缺點是數據量較大。
●
M-JPEG源于JPEG壓縮技術,是一種簡單的幀內JPEG壓縮,壓縮圖像質量較好,在畫面變動情況下無馬賽克,但是由于這種壓縮本身的技術限制,無法做到大比例壓縮,錄像時每小時約錄1~2GB空間,網絡傳輸時需要2MHz帶寬,所以無論錄像或網絡發送傳輸,都將耗費大量的硬盤容量和帶寬,不適合長時間連續錄像的需求,不大適用于視頻圖像的網絡傳輸。
(2)H.261/H.263:●
H.261標準對全色彩、實時傳輸的動態圖像可以達到較高的壓縮比,算法由幀內壓縮加前后幀間壓縮編碼組合而成,以提供視頻壓縮和解壓縮的快速處理。由于在幀間壓縮算法中只預測到后1幀,所以在延續時間上比較有優勢,但圖像質量難以做到很高的清晰度,無法實現大壓縮比和變速率錄像等。
●
H.263的基本編碼方法與H.261是相同的,均為混合編碼方法,但H.263為適應極低碼率的傳輸,在編碼的各個環節上作了改進,如以省碼字來提高編碼圖像的質量,此外,H.263還吸取了MPEG的雙向運動預測等措施,進一步提高幀間編碼的預測精度。一般來說,在低碼率時,采用H.263只要一半的速率即可獲得和H.261相當的圖像質量。
(3)MPEG:MPEG是壓縮運動圖像及其伴音的視音頻編碼標準,它采用了幀間壓縮,僅存儲連續幀之間有差別的地方,從而達到較大的壓縮比。MPEG現有MPEG-1、MPEG-2和MPEG-4三個版本格式,以適應于不同帶寬和圖像質量的要求。①
MPEG-1的視頻壓縮算法依賴于兩個基本技術,一是基于16×16(像素行)塊的運動補償,二是基于變換域的壓縮技術來減少空域冗余度,壓縮比相比M-JPEG要高,對運動不激烈的視頻信號可獲得較好的圖像質量,但當運動激烈時,圖像會產生馬賽克現象。
②
MPEG-2是獲得更高分辨率(720×572)提供廣播級的視音頻編碼標準。MPEG-2作為MPEG-1的兼容擴展,它支持隔行掃描的視頻格式和許多高級性能,包括支持多層次的可調視頻編碼,適合多種質量如多種速率和多種分辨率的場合。它適用于運動變化較大,要求圖像質量很高的實時圖像。對每秒30幀、720×572分辨率的視頻信號進行壓縮,數據率可達3~10Mb/s。由于數據量太大,不適合長時間連續錄像的需求。
③
MPEG-4是為移動通信設備在Internet上實時傳輸視音頻信號而制定的低速率、高壓縮比的視音頻編碼標準。MPEG-4標準是面向對象的壓縮方式,不是像MPEG-1和MPEG-2那樣簡單地將圖像分為一些像塊,而是根據圖像的內容,將其中的對象(物體、人物、背景)分離出來,分別進行幀內、幀間編碼,并允許在不同的對象之間靈活分配碼率,對重要的對象分配較多的字節,對次要的對象分配較少的字節,從而大大提高了壓縮比,在較低的碼率下獲得較好的效果。MPEG-4支持MPEG-1、MPEG-2中大多數功能,提供不同的視頻標準源格式、碼率、幀頻下矩形圖形圖像的有效編碼。MPEG-4的應用能大幅度降低錄像存儲容量,獲得較高的錄像清晰度,特別適用于長時間實時錄像的需求,同時具備在低帶寬上優良的網絡傳輸能力。
5.5.2網絡錄像機(NVR)隨著網絡技術的發展,以硬盤錄像機DVR為核心的監控系統又進一步發展成為具有網絡功能的網絡錄像機(NVR,NetworkVideoRecorder)。網絡錄像機NVR是網絡視頻監控系統的存儲轉發部分,NVR與視頻編碼器或網絡攝像機協同工作,完成視頻的錄像、存儲及轉發功能。與DVR相比,NVR的功能比較單一,本身不具有模數轉換及編碼功能,不能獨立工作,通常與視頻編碼器DVS或網絡攝像機IPC協同工作,完成視頻的錄像、存儲及轉發功能。圖5-7NVR實物圖5.5.3視頻切換器視頻切換器(SWITCHER)是組成控制中心中主控制臺上的一個關鍵設備,是選擇視頻圖像信號的設備。簡單地說,將幾路視頻信號輸入,通過對其控制,選擇其中一路視頻信號輸出。多路視頻信號要送到同一處監控,可以一路視頻對應一臺監視器,但監視器占地大,價格貴,如果不要求時時刻刻監控,可以在監控室增設一臺切換器,把攝像機輸出信號接到切換器的輸入端,切換器的輸出端接監視器。切換器的輸入端分為2、4、6、8、12、16路,輸出端分為單路和雙路,而且還可以同步切換音頻(視型號而定)。
5.5.4矩陣切換主機
1.矩陣切換主機的功能應用在多路攝像機組成的電視監控系統中,一般沒必要用同攝像機數量一樣的監視器一一對應顯示各路攝像機的圖像信號。如果那樣,則成本高,操作不方便,容易造成混亂,所以一般都是按一定的比例用一臺監視器輪流切換顯示幾臺攝像機的圖像信號。視頻切換器目前多采用由集成電路做成的模擬開關。這種形式切換控制方便,便于組成矩陣切換形式。
圖5-8矩陣切換主機
2.矩陣切換主機的應用連接矩陣切換主機按系統的連接方式不同,可實現并聯連接方式和星形連接方式兩種。矩陣切換主機并聯連接方式是指電視監控系統中的所有控制設備(如矩陣切換主機、操作鍵盤、解碼器、多媒體電腦控制平臺、報警接口箱等)之間是通過一根通信總線相連接的,各控制設備之間的數據交換都是在這根通信總線上傳輸的。這一通信總線一般采用RS-485接口。這種連接方式在中小型電視監控系統中常常采用,具有施工簡單、便于維護、便于擴展、節省材料等特點。
5.5.5監控主機監控主機是大中型電視監控系統的核心設備,它通常是將系統控制單元與視頻矩陣切換器集成為一體,簡稱系統主機,也稱視頻服務器。系統主機的核心部件為微處理器(CPU)。常用的微處理器有Intel公司的8031、89C51以及華邦公司的78E58。系統主機的主要任務是實現多路視/音頻信號的選擇切換(輸出到指定的監視器或錄像機),并在視頻信號上疊加時間、日期、視頻輸入號及標題、監視狀態等重要信息在監視器上顯示,通過通信線對指定地址的前端設備(云臺、電動鏡頭、雨刷、照明燈或攝像機電源等)進行各種控制。
圖7-5監控畫面
5.5.6控制臺
圖5-10控制臺
1.主控制臺主控制臺(又稱為總控制臺)是電視監控系統中的控制室設備,從這里發出信號控制系統內所有設備。控制臺本身是各種具體設備組合而成的,主要有:視頻分配放大器、視頻切換器(或畫面分割器)、控制鍵盤、錄像機(或長延時錄像機)、電源(給攝像機等設備供電的專用電源)等等。目前生產的控制臺,有些則采用多媒體計算機作為控制臺的主體控制設備。
2.副控制臺副控制臺實際上是一個操作鍵盤。在該鍵盤上,具有與總控制臺上的操作鍵盤完全相同的功能。因此通過副控制臺(操作鍵盤)可以對整個系統進行各種控制和操作。在副控制臺的工作室內,一般只設一臺監視器,通過這臺監視器可以切換巡視各個攝像機返回的監視畫面。5.6電視監控系統工程設計
5.6.1系統方案總體設計1.電視監控系統設計的原則要求●規范性和實用性;●先進性和互換性;●準確性;●完整性;●
聯動兼容性。
2.電視監控系統的功能要求電視監控系統應具有對圖像信號采集、傳輸、切換控制、顯示、分配、記錄和重放等基本功能。
1)探測與圖像信號采集
(1)探測設備應能清晰有效地(在良好配套的傳輸和顯示設備下)探測到現場的圖像,達到四級(含四級)以上圖像質量等級。對于電磁環境特別惡劣的現場,其圖像質量應不低于三級。
(2)探測設備應能適應現場的照明條件。環境照度不滿足視頻檢測要求時,應配備輔助照明。
(3)探測設備的防護措施應與現場環境相協調,具有相應的設備防護等級。
(4)探測設備應與觀察范圍相適應,必要時,固定目標監視與移動目標跟蹤配合使用。
(5)探測范圍應與其檢測范圍相適應。
2)控制
(1)根據系統規模,可設置獨立的視頻監控室,也可與其它系統共同設置聯合監控室,監控室內放置控制設備,并為值班人員提供值守場所。
(2)監控室應有保證設備和值班人員安全的防范設施。
(3)系統的運行控制和功能操作應在控制臺上進行。
(4)大型系統應能對前端視頻信號進行監測,并能給出視頻信號丟失的報警信息。
(5)系統應能手動或自動操作,對攝像機、云臺、鏡頭、防護罩等各種動作進行遙控。
(6)系統應能手動切換或編程自動切換,對所有的視頻輸入信號在指定的監視器上進行固定或時序顯示。
(7)大型和中型系統應具有存儲功能,在市電中斷或關機時,對所有編程設置、攝像機號、時間、地址等信息均可保持。
(8)大型和中型系統應具有與報警控制器聯動的接口,報警發生時能切換出相應部位攝像機的圖像,予以顯示和記錄。
(9)系統其它功能配置應能滿足使用要求和冗余度要求。
(10)大型和中型系統應具有與音頻同步切換的能力。
(11)根據用戶使用要求,系統可設立分控設施,通常應包括控制設備和顯示設備。
(12)系統聯動響應時間應不大于4秒。
3)信號傳輸
(1)信號傳輸可采用有線和/或無線介質,利用調制解調等方法,可以利用專線或公共通信網絡傳輸。
(2)各種傳輸方式,均應力求視頻信號輸出與輸入的一致性和完整性。
(3)信號輸出應保證圖像質量和控制信號的準確性(響應及時和防止誤操作)。
(4)信號傳輸應有防泄密措施,有線專線傳輸應有防信號泄漏和/或加密措施,有線公網傳輸和無線傳輸應有加密措施。
4)圖像顯示
(1)系統應能清晰顯示攝像機所采用的圖像,即顯示設備的分辨率應不低于系統圖像質量等級的總體要求。
(2)系統應有圖像來源的文字提示,以及日期、時間和運行狀態的提示。
5)信號的處理和記錄/回放
(1)視頻移動報警與視頻信號丟失報警功能可根據用戶的使用要求增加必要的設施。
(2)當需要多畫面組合顯示或編碼記錄時,應提供視頻信號處理裝置——多畫面分割器。
(3)根據需要,對下列視頻信號和現場聲音應使用圖像和聲音記錄系統存儲:●發生事件的現場及其全過程的圖像信號和聲音信號;●預定地點發生報警時的圖像信號和聲音信號;●
用戶需要掌握的動態現場信息。
(4)應能對圖像的來源、記錄的時間、日期和其它的系統信息進行全部或有選擇的記錄。對于特別重要的固定區域的報警錄像宜提供報警前的圖像記錄。
(5)記錄圖像數據的保存時間應根據應用場合和管理需要確定。
(6)圖像信號的記錄方式可采用模擬式和/或數字式。應根據記錄成本和法律取證的有效性(記錄內容的唯一性和不可改性)等因素綜合考慮。
(7)系統應能夠正確回放記錄的圖像和聲音,回放的效果應滿足完整性的要求。系統應能正確檢索信息的時間地點。
3.系統方案設計的一般方法
(1)由攝像機配置的數量決定控制主機輸入的路數。
(2)由攝像機配置的數量決定監視器的數量,比如用4∶1方式時,假設有16臺攝像機,則應配4臺監視器,并由監視器的數量決定控制主機輸出的最少路數。
(3)由攝像機所用鏡頭的性質決定系統是否應該有對應的控制功能(如變倍、聚焦、光圈控制等)。
(4)由是否使用云臺決定總系統是否應該有對應的控制功能(如云臺水平、垂直運動的控制)。
(5)由是否用解碼器決定控制臺輸出控制命令的方式(用解碼器時,控制臺輸出的編碼信號用總線方式傳送給解碼器;不用解碼器時,控制臺輸出直接控制信號。一般來說,攝像機距離控制臺較遠,且攝像機相對較多,又都是有鏡頭和云臺的情況下,用解碼器方式;反之,可以用直接控制方式)。
(6)由傳輸方式決定控制臺上是否應加裝附加設備。比如射頻傳輸方式,應加裝射頻解調器;光纖傳輸時應加裝光解調器,等等。
(7)由傳輸距離決定是否采用遠端視頻切換方式,并由此決定控制臺的切換控制方式以及對遠端切換的控制方式。
(8)根據用戶單位的風險等級、用戶要求、攝像機數量等因素,綜合考慮是否用錄像機、多畫面分割器、監聽、對講等等。
(9)根據上述情況決定電源的配置。
(10)根據風險等級、用戶要求決定采用單獨的電視監控系統,還是電視監控系統與防盜報警系統相結合。
4.系統設計的性能指標根據國家標準《民用閉路監視電視系統工程技術規范》(GB50198—94)和《民用建筑電氣設計規范》(JGJ/T16—92),監控電視系統的技術指標和圖像質量應滿足如下要求:
(1)在攝像機的標準照度情況下,整個系統的技術指標應滿足表7-9所示的要求。
表5-5CCTV系統的技術指標
5.電視監控系統的設備選型
1)攝像部分應根據監視目標的照度選擇不同靈敏度的攝像機。監視目標的最低環境照度應高于攝像機最低照度的10倍。攝像機鏡頭的選擇應符合下列規定:鏡頭的焦距根據視場大小和鏡頭與監視目標的距離確定。攝取固定監視目標時,可選用定焦距鏡頭;當視距較小而視角較大時,可選用廣角鏡頭;當視距較大時,可選用望遠鏡頭;當需要改變監視目標的觀察視角時,宜選用變焦距鏡頭。
2)傳輸部分
(1)系統的圖像信號傳輸方式,宜符合下列規定:傳輸距離較近,可采用同軸電纜傳輸視頻基帶信號的視頻傳輸方式。當傳輸的黑白電視基帶信號在5MHz點的不平坦度大于3dB時,宜加電纜均衡器;當大于6dB時,應加電纜均衡放大器。當傳輸的彩色電視基帶信號在5.5MHz點的不平坦度大于3dB時,宜加電纜均衡器;當大于6dB時,應加電纜均衡放大器。傳輸距離較遠,監視點分布范圍廣,或需進入電纜電視網時,宜采用同軸電纜傳輸射頻調制信號的射頻傳輸方式。長距離傳輸或需避免強電磁場干擾的傳輸,宜采用傳輸光調制信號的光纜傳輸方式。當有防雷要求時,應采用無金屬光纜。
(2)系統的控制信號可采用多芯線直接傳輸或將遙控信號進行數字編碼用電(光)纜進行傳輸。
(3)傳輸電、光纜的選擇應滿足下列要求:同軸電纜在滿足衰減、屏蔽、彎曲、防潮性能的要求下,宜選用線徑較細的同軸電纜;光纜的選擇應滿足衰減、帶寬、溫度特性、物理特性、防潮等要求。
(4)光纜外護層的選擇應符合下列規定:●當光纜采用管道、架空敷設時,宜采用鋁—聚乙烯粘結護層。●當光纜采用直埋時,宜采用充油膏鋁塑粘結加鎧裝聚乙烯外護套。●當光纜在室內敷設時,宜采用聚氯乙烯外護套,或其它的塑料阻燃護套。當采用聚乙烯護套時,應采取有效的防火措施。●當光纜在水下敷設時,應采用鋁塑粘結(或鋁套、鉛套、鋼套)鋼絲鎧裝聚乙烯外護套。●
無金屬的光纜線路,應采用聚乙烯外護套或纖維增強塑料護層。
(5)解碼箱、光部件在室外使用時,應具有良好的密閉防水結構。光纜接頭應設接護套,并應采取防水、防潮、防腐蝕措施。
(6)傳輸線路路由設計,應滿足下列要求:●路由應短捷,安全可靠,施工維護方便;●應避開惡劣環境條件或易使管線損傷的地段;●
與其它管線等障礙物不宜交叉跨越。
(7)室外傳輸線路的敷設,應符合下列要求:●當采用通信管道敷設時,不宜與通信電纜共管孔。●
當電纜與其它線路共溝敷設時,其最小間距應符合表7-14的規定。
3)監控中心
(1)根據系統大小,宜設置監控點或監控室。監控室的設計應符合下列規定:●監控室宜設置在環境噪聲較小的場所;●監控室的使用面積應根據設備容量確定,宜為12~50m2;●監控室的地面應光滑、平整、不起塵,門的寬度不應小于0.9m,高度不應小于2.1m;●
監控室內的溫度宜為16~30℃,相對濕度宜為30%~75%;
●監控室內的電纜、控制線的敷設宜設置地槽,當屬改建工程或監控室不宜設置地槽時,也可敷設在電纜架槽、電纜走道、墻上槽板內,或采用活動地板;●根據機柜、控制臺等設備的相應位置,設置電纜槽和進線孔,槽的高度和寬度應滿足敷設電纜的容量和電纜彎曲半徑的要求;●
監控室內設備的排列,應便于維護與操作,并應滿足安全、消防的規定要求。
(2)監控室根據需要宜具備下列基本功能:●能提供系統設備所需的電源;●監視和記錄;●輸出各種遙控信號;●接收各種報警信號;●同時輸入輸出多路視頻信號,并對視頻信號進行切換;●時間、編碼等字符顯示;●
內外通信聯絡。
(3)當電梯廂安裝攝像機時應在監控室內配置樓層指示器顯示電梯運行情況。
(4)監視器的選擇宜符合下列規定:●監視器的屏幕大小應根據監視者與屏幕墻之間的距離來確定,一般監視距離為屏幕對角線的4~6倍較合適;●在射頻傳輸方式中,可采用電視接收機作監視器;●
有特殊要求時,可采用大屏幕監視器或投影電視。
(5)錄像機的選擇應符合下列規定:●在同一系統中,錄像機的制式和磁帶規格宜一致;●錄像機輸入、輸出信號,視、音頻指標均應與整個系統的技術指標相適應;●當長時間記錄監視畫面時,可采用長時間記錄的錄像機(如大容量硬盤錄像機)。
(6)對幾臺攝像機的信號進行頻繁切換并需錄像的系統,宜采用主從同步方式或外同步方式穩定信號。
(7)用于保安的閉路監視電視系統應留有接口和安全報警聯動裝置,當需要時可選用圖像探測裝置報警。
(8)監控室距監視場所較近時,對各控制點可采用直接控制方式;當距控制點較遠或控制點較多時,可采用間接控制或脈沖編碼的微機控制方式。
(9)系統的運行控制和功能操作宜在控制臺上進行,其操作部分應方便、靈活、可靠。控制臺裝機容量應根據工程需要留有擴展余地。
(10)放置顯示、測試、記錄等設備的機架尺寸,應符合現行國家標準《面板、架和柜的基本尺寸系列》的規定。
(11)控制臺布局、尺寸和臺面及座椅的高度應符合現行國家標準《電子設備控制臺的布局、形式和基本尺寸》的規定。
(12)控制臺正面與墻的凈距不應小于1.2m;側面與墻或其它設備的凈距,在主要走道不應小于1.5m,次要走道不應小于0.8m。
(13)機架背面和側面距離墻的凈距不應小于0.8m。
5.6.2電視監控系統的配置
1.配置形式
(1)單頭單尾系統。即最簡單的單一小系統,在一處連續監視一個固定目標,選用攝像機、傳輸電(光)纜、監視器組成。
(2)多頭單尾系統。在一處集中監視多個分散目標時,選用攝像機、傳輸電(光)纜、切換控制器、監視器等組成。
(3)單頭多尾系統。在多處監視同一個分散目標時,選用攝像機、傳輸電(光)纜、視頻分配器組成。
(4)多頭多尾系統。在多處監視多個目標時,選用攝像機、傳輸電(光)纜、切換分配器、視頻分配器等組成。
表5-12CCTV系統組成形式
2.攝像系統配置為了保證監視的質量,并考慮技術經濟效果,一般都采用分級監視方式,則攝像機與監視器的數量配備應有恰當的比例。若比例很小,設備增多,不經濟也不太必要;若比例過大,畫面切換間隔時間過長,不能及時發現問題。由攝像機配置的數量決定監視器數量,例如采用4∶1方式時,假設有20臺攝像機,則應配5臺監視器,并由監視器的數量決定控制臺輸出的最少路數。
3.控制臺組合配置主控制臺(總控制臺)是電視監控系統的終端設備,也是核心設備。它由各種具體設備組成,主要有視頻分配放大器、視頻切換器、控制鍵盤、時間地址符號發生器、錄像機等。有些裝有多分割畫面器,有些則采用多媒體計算機作為控制臺的主體控制設備。根據系統中攝像機的臺數,選擇視頻切換器的最大輸入路數,并一般還應大于攝像機的臺數,為今后擴展留有余地。
5.6.3視頻切換與主機控制方式
1.單純型的云臺、鏡頭及防護罩控制器此類裝置的功能是僅僅實現對單臺或多臺執行云臺旋轉、上下俯仰,對云臺上的攝像機鏡頭控制聚焦、光圈調整及變焦變倍功能,較復雜的裝置還可對云臺上的防護罩進行加熱、除霜等控制。
2.手動視頻切換器這是視頻切換器中最簡單的一種,該裝置上有若干按鍵,用以對單一監視器輸出顯示所選擇的某臺攝像機圖像。手動切換比較經濟可靠,可將4~16路視頻輸入切換到一臺監視器上輸出。其缺點是使用這種類型切換器對攝像機進行手動切換時,監視器上會出現垂直翻轉和滾動,直至監視器確定有輸入攝像機的垂直同步脈沖后才會消失。
3.順序視頻切換器
順序視頻切換器是使來自多臺攝像機的圖像在一臺監視器上選擇顯示一幅,再顯示另一幅,攝像機的顯示順序和顯示停留時間可由用戶程序設置或修改。順序視頻切換器采用垂直間隔切換,以消除監視器上的圖像閃爍、抖動或滾動,使觀察監視器的人可以舒適地觀看。所謂垂直間隔切換,是視頻播放時切換視頻的一種方式。切換器中的電子系統尋找每一臺攝像機的垂直同步脈沖,然后切換這一垂直脈沖間的視頻,消除監視器上的垂直滾動和抖動,得到無滾動切換的效果。實現無滾動切換的前提是攝像機需要有行同步電路,這樣多臺攝像機用同一交流電源相位的電源供電時,可使多臺攝像機同時產生垂直同步脈沖,這也是使用24V交流電源的攝像機能在閉路電視監控系統中得到廣泛應用的原因之一。
4.視頻矩陣切換與控制主機
所謂視頻矩陣切換就是可以選擇任意一臺攝像機的圖像在任一指定的監視器上輸出顯示,猶如M臺攝像機和N臺監視器構成的M×N矩陣一般,視應用需要和裝置中模板數量的多少,矩陣切換系統可大可小,小型系統是4×1,大型系統可以達到1024×256或更大。在以視頻矩陣切換與控制主機為核心的系統中,每臺攝像機的圖像需要經過單獨的同軸電纜傳送到切換與控制主機;對云臺與鏡頭的控制,則一般由主機經由雙絞線或者多芯電纜先送至解碼/驅動器,由解碼器對傳來的信號進行譯碼,以確定執行何種控制動作。
5.同軸視控矩陣切換控制系統
這是以微處理器為核心具有視頻矩陣切換和對攝像機前端控制能力的系統。同軸視控傳輸技術是當今監控系統設備的發展主流,它只需要一根視頻電纜便可同時傳輸來自攝像機的視頻信號以及對云臺、鏡頭、預置功能等所有的控制信號,這種傳輸方式節省材料和成本,施工方便,維修簡單,在系統擴展和改造時更具靈活性。同軸視控實現方法有兩類,一是采用頻率分割,即把控制信號調制在與視頻信號不同的頻率范圍內,然后同視頻信號復合在一起傳送,再在現場做解調將兩者區分開;二是利用視頻信號場消隱期間來傳送控制信號,類似于電視圖文傳送。
6.微機控制或微機一體化的矩陣切換與控制系統
這是隨著計算機應用的普及而出現的電腦式切換器,有的由計算機芯片和外圍電路控制,有的直接以微機控制,除完成常規的視頻矩陣切換和對攝像機前端的控制功能外,它同時具有很強的計算機功能。例如它有較強的鍵盤密碼系統可以有效地防止無權者操作使用;它有啟動配置程序,能夠以下拉式菜單的方式進行程序控制;它有系統診斷程序以監視系統所有功能;有打印機接口可以輸出整個系統的操作情況;有網絡互聯功能,有多種輸入/輸出接口,有的系統還有視頻圖像的移動探測報警功能。微機一體化控制系統均內置有多路報警輸入與輸出,可配接多臺分控鍵盤和連接較多的解碼器。大型系統可用于分級層控聯網。
5.6.4電視監控系統的基本類型
1.簡單的定點監控系統最簡單的定點監控系統就是在監視現場安置定點攝像機(攝像機配接定焦鏡頭),通過同軸電纜將視頻信號傳輸到監控室內的監視器。例如,在小型工廠的大門口安置一臺攝像機,并通過同軸電纜將視頻信號傳送到廠辦公室內的監視器(或電視機)上,管理人員就可以看到哪些人上班遲到或早退,離廠時是否攜帶了廠內的物品。若是再配置一臺錄像機,還可以把監視的畫面記錄下來,供日后檢索查證。
2.簡單的全方位監控系統全方位監控系統是將前述定點監控系統中的定焦鏡頭換成電動變焦鏡頭,并增加可上下左右運動的全方位云臺(云臺內部有兩個電動機),使每個監視點的攝像機可以進行上下左右的掃視,其所配鏡頭的焦距也可在一定范圍內變化(監視場景可拉遠或推進)。很顯然,云臺及電動鏡頭的動作需要由控制器或與系統主機配合的解碼器來控制。
3.多媒體視頻監控系統通常的文字、數據、聲音、圖形、圖像等信息一般是通過不同的設備和網絡來進行傳輸和處理的,而多媒體技術就是用一個設備和網絡來傳輸和處理文字、數據、聲音、圖形、圖像等信息的技術。多媒體視頻監控集視頻監控、音頻監聽、報警等功能為一體,具有功能強大、操作簡單、靈活、直觀,便于組成聯網監控系統等獨特的優勢。
5.7電視監控系統的工程施工
5.7.1電視監控系統施工的一般要求
(1)施工現場必須設一名現場工程師以指導施工進行,并協同建設單位做好隱蔽工程的檢測與驗收。
(2)電視監控工程施工前應具備下列圖紙資料:①系統原理及系統連線圖。②設備安裝要求及安裝圖。③中心控制室的設計及設備布置圖。④
管線要求及管線敷設圖。
(3)電視監控系統施工應按設計圖紙進行,不得隨意更改。確需更改原圖紙時,應按程序進行審批,審批文件(通知單等)經雙方授權人簽字,方可實施。
(4)電視監控系統工程竣工時,施工單位應提交下列圖紙資料:①施工前所接的全部圖紙資料。②工程竣工圖。③
設計更改文件。
5.7.2電纜敷設
(1)必須按圖紙進行敷設,施工質量應符合《電力工程電纜設計規范》的要求。
(2)施工所需的儀器設備、工具及施工材料應提前準備就緒,施工現場有障礙物時應提前清除。
(3)根據設計圖紙要求選配電纜,盡量避免電纜的接續。必須接續時應采取焊接方式或采用專用接插件。
(4)電源電纜與信號電纜應分開敷設。
(5)敷設電纜時盡量避開惡劣環境,如高溫熱源和化學腐蝕區域等。
(6)遠離高壓線或大電流電纜,不易避開時應各自穿配金屬管,以防干擾。
(7)隨建筑物施工同步敷設電纜時,應將管線敷設在建筑物體內,并按建筑設計規范選用管線材料及敷設方式。
(8)有強電磁場干擾的環境(如電臺、電視臺附近)應將電纜穿入金屬管,并盡可能埋入地下。
(9)在電磁場干擾很小的情況下,可使用PVC阻燃管。
(10)電纜穿管前應將管內積水、雜物清除干凈,穿線時宜涂抹黃油或滑石粉,進入管口的電纜應保持平直,管內電纜不能有接頭和扭結,穿好后應做防潮、防腐等處理。
(11)管線兩固定點之間的距離不得超過1.5m。
(12)電纜應從所接設備下部穿出,并留出一定余量。
(13)在地溝或天花板內敷設的電纜,必須穿管(視具體情況選用金屬管或PVC阻燃管),并固定在墻上。
(14)在電纜端做好標志和編號。
5.7.3光纜敷設
(1)敷設光纜前,應檢查光纖有無斷點、壓痕等損傷。
(2)根據施工圖紙選配光纜長度,配盤時應使接頭避開河溝、交通要道和其他障礙物。
(3)光纜的彎曲半徑不應小于光纜外徑的20倍。光纜可用牽引機牽引,端頭應作好技術處理,牽引力應加于加強芯上,牽引力大小不應超過150kg,牽引速度宜為10m/min;一次牽引長度不宜超過1km。
(4)光纜接頭的預留長度不應小于8m。
(5)光纜敷設一段后,應檢查光纜有無損傷,并對光纜敷設損耗進行抽測,確認無損傷時,再進行接續。
(6)光纜接續應由受過專門訓練的人員操作,接續時應用光功率計或其他儀器進行監視,使接續損耗最小。接續后應做接續保護,并安裝好光纜接頭護套。
(7)光纜端頭應用塑料膠帶包扎,盤成圈置于光纜預留盒中,預留盒應固定在電桿上。地下光纜引上電桿,必須穿入金屬管。
(8)光纜敷設完畢時,需測量通道的總損耗,并用光時域反射計觀察光纖通道全程波導衰減特性曲線。
(9)光纜的接續點和終端應做永久性標志。
5.7.4前端設備的安裝
1.一般要求
(1)按安裝圖紙進行安裝。
(2)安裝前應對所裝設備通電檢查。
(3)安裝質量應符合《電氣裝置安裝工程及驗收規范》的要求。
2.支架、云臺的安裝
(1)檢查云臺轉動是否平穩、剎車是否有回程等現象,確認無誤后,根據設計要求鎖定云臺轉動的起點和終點。
(2)支架與建筑物、支架與云臺均應牢固安裝。所接電源線及控制線接出端應固定,且留有一定的余量,以不影響云臺的轉動為宜。安裝高度以滿足防范要求為原則。
3.解碼器的安裝解碼器應牢固安裝在建筑物上,不能傾斜,不能影響云臺(攝像機)的轉動。
4.攝像機的安裝
(1)安裝前應對攝像機進行檢測和調整,使攝像機處于正常工作狀態。
(2)攝像機應牢固地安裝在云臺上,所留尾線長度以不影響云臺(攝像機)轉動為宜,尾線須加保護措施。
(3)攝像機轉動過程盡可能避免逆光攝像。
(4)室外攝像機若明顯高于周圍建筑物時,應加避雷措施。
(5)在搬動、安裝攝像機過程中,不得打開攝像機鏡頭蓋。
(6)安裝固定攝像機時,可參考以上要求。
5.7.5中心控制設備的安裝
1.監視器的安裝
(1)監視器應端正、平穩地安裝在監視器機柜(架)上;應具有良好的通風散熱環境。
(2)主監視器距監控人員的距離應為主監視器熒光屏對角線長度的4~6倍。
(3)避免日光或人工光源直射熒光屏。熒光表面背景光照度不得高于100lx。
(4)監視器機柜(架)的背面與側面距墻不應小于0.8m。
2.控制設備的安裝
(1)控制臺應端正、平穩安裝,機柜內設備應安裝牢固,安裝所用的螺釘、墊片、彈簧、墊圈等均應按要求裝好,不得遺漏。
(2)控制臺或機架柜內插件設備均應接觸可靠,安裝牢固,無扭曲、脫落現象。
(3)監控室內的所有引線均應根據監視器、控制設備的位置設置電纜槽和進線孔。
(4)所有引線在與設備連接時,均要留有余量,并做永久性標志,以便維修和管理。
5.7.6供電與接地
(1)測量所有接地極電阻,必須達到設計要求。達不到要求時,可在接地極回填土中加入無腐蝕性的長效降阻劑或更換接地裝置。
(2)系統的防雷接地安裝,應嚴格按設計要求施工。接地安裝最好配合土建施工同時進行。
5.7.7電視監控系統的調試
1.一般要求
(1)電視監控系統的調試應在建筑物內裝修和系統施工結束后進行。
(2)電視監控系統調試前應具備施工時的圖紙資料和設計變更文件以及隱蔽工程的檢測與驗收資料等。
(3)調試負責人必須有中級以上專業技術職稱,并由熟悉該系統的工程技術人員擔任。
(4)具備調試所用的儀器設備,且這些設備符合計量要求。
(5)檢查施工質量,做好與施工隊伍的交接。
2.調試前的準備工作
(1)電源檢測。接通控制臺總電源開關,檢測交流電源電壓;檢查穩壓電源上電壓表讀數;合上分電源開關,檢測各輸出端電壓,直流輸出極性等;確認無誤后,給每一回路通電。
(2)線路檢查。檢查各種接線是否正確。用250V兆歐表對控制電纜進行測量,線芯與線芯、線芯與地絕緣電阻不應小于0.5MΩ;用500V兆歐表對電源電纜進行測量,其線芯間、線芯與地間絕緣電阻不應小于0.5MΩ。
(3)接地電阻測量。監控系統中的金屬護管、電纜橋架、金屬線槽、配線鋼管和各種設備的金屬外殼均應與地連接,保證可靠的電氣通路。系統接地電阻應小于4Ω。
3.攝像機的調試
(1)閉合控制臺、監視器電源開關,若設備指示燈亮,即可閉合攝像機電源,監視器屏幕上便會顯示圖像。
(2)調節光圈(電動光圈鏡頭)及聚焦,使圖像清晰。
(3)改變變焦鏡頭的焦距,并觀察變焦過程中圖像的清晰度。
(4)遙控云臺,若攝像機靜止和旋轉過程中圖像清晰度變化不大,則認為攝像機工作正常。
4.云臺的調試
(1)遙控云臺,使其上下、左右轉動到位,若轉動過程中無噪音(噪音應小于50dB)、無抖動現象、電機不發熱,則視為正常。
(2)在云臺大幅度轉動時,如遇以下情況應及時處理:
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