社區電視監控系統設計

貴州省新聞出版廣電局七五一臺　劉　駿　柴　霖　李貴勇

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社區電視監控系統設計

貴州省新聞出版廣電局七五一臺劉駿柴霖李貴勇

【摘要】根據電視監控系統的結構和設備組成原理，制作了電視監控系統設計圖。視頻信號通過視頻線傳輸到視頻分配器，經過視頻分配器的分配再分別傳輸給DVR硬盤錄像機、矩陣切換器、畫面分割器、監視器等設備，從而完成記錄、視頻切換、多畫面顯示等功能。控制信號則是由控制線傳輸，通信方式是RS-485，通過控制鍵盤來控制云臺、攝像機及鏡頭的轉動、變焦。供電方面采用集中供電模式。

【關鍵詞】電視監控；DVR硬盤錄像機；畫面分割器；控制鍵盤；攝像機

科技的進步和時代的發展都在與時俱進，人們的需求也日益廣泛，安全良好的生活質量是居民的需求。其中，運用電視監控系統對社區各個區域進行24小時不間斷地監控及記錄，監管并保障著人們的生命及財產安全[1]。提高安全管理效率，達到對各區域的統一管理，構建安防系統具有重要的現實意義。

電視監控技術，能夠真切地顯示被監視的目標，獲得詳細訊息，住宅社區以及各大場合的管理效率被高效率提升，與此同時，能夠及時處置突發事件，便于管理，它不僅可以進行24小時不間斷監控現場實時監測，監測內容還能夠被清晰地記錄。電視監控系統所需設備主要是：攝像機、視頻分配器、矩陣切換器、控制鍵盤、DVR硬盤錄像機、監視器等[2-6]。在傳輸部分，選擇一種視頻傳輸方式也極為重要，它決定著傳輸速度和成像質量，與此同時，要全面考慮到社區的實際環境因素。

1　電視監控系統技術

1.1電視監控系統的組成及原理

電視監控系統主要由四大部分構成，分別是前沿的攝像部分、中間的傳輸部分、后臺的顯示記錄部分以及控制部分。攝像部分就像人的“眼睛”，將看見的信號轉變成電信號，通過相應的電纜傳送到矩陣機或者硬盤錄像機，同時也將接收的信號顯示在監控中心的監視器上；控制部分起到的作用是能夠控制云臺攝像機全方位轉動和鏡頭的聚焦、變倍等功能；顯示部分則是將被攝物場景實時顯示或重現，通過監視器監控畫面，通過錄像機進行畫面存儲。

1.2系統組成及結構

1.2.1攝像部分

（1）攝像機

攝像機是系統的前置部分，安裝位置要選擇視角寬闊的地方，并做到24小時不間斷監控。如今某些高檔區域在攝像機上安裝了可遙控配置和可變焦鏡頭，使攝像機觀察距離更遠、圖像更清晰。同時，攝像機被安置在電動或手動的云臺上面，使攝像機視角能夠水平、垂直轉動，這樣一來，可增大攝像機的監控面積。攝像機的光電轉換配置都是CCD（電耦合）器件，將畫面成像，再由CCD電荷轉移，完成光電轉換，最后經過放大等處理，變為標準電信號傳輸給監視器。由于CCD攝像機性價比高、體積較小、耐用等特點，在監控系統中廣泛引用。并且CCD攝像機的靈敏度高，尤其對紅外光比較敏感，加上紅外光源后在黑暗地區可充分發揮作用。如果在光線較暗的情況下使用，要求能夠清楚地反映錄像細節情況，可采用黑白攝像機；如果要求采用可辨別顏色的攝像機，可采用彩色攝像機。

（2）鏡頭

鏡頭是電視監控系統的重要組成部分，大致分為以下幾類：

1）定焦距鏡頭：此類型鏡頭的焦距是固定不變的，由生產廠家設置參數。但它的光圈大小是能夠變化的。適合拍攝焦距固定的景物。

2）電動變焦距鏡頭：可控制光圈大小，在光照度變化較多的的地方，適合用此鏡頭，可對視角和被拍攝景物進行變焦距拍攝，能夠拍攝較遠距離的目標，用起來很方便。在鏡頭的選擇方面，要求要在機械安裝方面保持一致，與攝像機的成像規格和攝像機靶面規格相符合。

（3）云臺與防護罩

云臺固定攝像頭，可以控制攝像頭的水平、垂直轉動，大致可分為以下幾類：

1）室內云臺、室外云臺：室內云臺的承受力較小，比較輕便且不安置防水配件。而室外云臺則考慮到天氣、氣候的影響，有防雨、防凍、防火等配件。

2）承重度：室內云臺承重量為1.5~7kg左右，室外云臺承重量為7kg~50kg左右。

3）有線控制電動云臺：這種類型的云臺較為常用，有5個控制輸入端口，分別是電源公共端、上、下、左、右控制端。如果將電源一端接在公共端口，另一端接上、下、左、右其中之一的端口，則云臺就會往接口的那一個方向轉動。

4）內置繼電器云臺：該類型的云臺有6個控制輸入端口，除了電源端口、上、下、左、右端，還添置了自動旋轉端。如果將電源的一端接在公共端口，另外一端接在自動旋轉端口，云臺則會帶動攝像頭進行上、下、左、右自動轉動。

除此之外，選用云臺要根據被監控場地的條件，要具備防水、耐高溫、防盜、防凍、雨刷器等功能[8]。

（4）解碼器

解碼器在電視監控系統中是前端部分，安裝在云臺、鏡頭的攝像機附近，由多芯控制線與云臺、防護罩、攝像機相連，另有通信線與系統主機相連。通信線和控制線是分開的，控制信號單用一條雙絞線傳輸，通過控制鍵盤從視頻切換，控制主機發出的控制信號，由一條雙絞線傳輸到攝像端的解碼器，再接出多根雙絞線以便控制各個攝像機。采用RS-485的通信控制方式。

1.2.2傳輸部分

傳輸部分就是圖像信號、音頻信號、控制信號、報警信號等相關信號的“通路”，視頻監控系統中信號傳送常用的的傳輸方式有：

（1）視頻基帶傳輸：現如今最常用的的傳輸方式，傳輸媒介是同軸電纜，傳輸方法較為簡易。它的特點是：傳輸距離短，在短距離內傳輸圖像信號失真小，附加噪聲低，不必增加如調整器、解調器等配置。缺點：傳輸距離短，超過300米距離時信號會衰弱，圖像質量較差；一根電纜只能傳送一路信號；其結構布線量大、維修困難、可拓展性差。

（2）光纖/光纜傳輸：傳送距離為0.5～10km。顧名思義，是把視頻及控制信號轉變成光信號，由光纖傳送，且光信號衰減最小。光纜傳輸方式的優點是：傳送距離遠，寬屏帶，低衰減，重量輕，不會產生火花等。適用于長距離的大系統。部件有：光發射機、光放大器、光接收機、光分配器等。

（3）網絡傳輸：適用于區域距離遠、分散布置的監控體系，將視頻信號、音頻信號以壓縮格式傳輸。其優點是：利用網絡服務器，在聯網情況下能夠遠程監控和控制。其缺點是：由于會受網速的影響，傳輸的畫面是小圖像，其質量較低；動畫效果有延時，無法做到實時監控。主要有基于E1信道傳輸、基于N*64kbit/s信道傳輸、基于TP/IP網絡傳輸等方式。

（4）直接電纜傳輸：是最基本的傳輸方式，前置攝像機和控制中心由電纜直接連接，其中，視頻信號采用同軸電纜連接。

1.2.3顯示與記錄部分

顯示記錄部分由一臺或多臺監視器或電視機組成，能夠將傳送過來的圖像信號顯示出來。這些顯示記錄設備都安裝在控制室內。

（1）監視器

一般采用電視機作顯示器，畫面質量良好，成本低。根據攝像頭的數量來確定電視機的數量。

（2）視頻切換器

信號的選取由視頻切換器控制。在一些規模大的區域，要求各個方位都安裝監控器，多路攝像頭的錄像信號會分別傳輸在不同的監視器上，可同步輸出信號，也可獨立輸出，功能較靈活。目前使用的視頻切換器一般都做成矩陣切換或者積木式切換。可根據系統中攝像頭的數量以及攝像頭對監視器的比例來選用視頻切換器輸入輸出線路。

（3）多畫面分割器

多畫面分割器能夠同時進行錄像、實時監控，支持畫中畫、四畫面、八畫面、十六畫面顯示。可回放、放大單畫面、畫面局部放大、畫面凍結。錄像的畫面都是壓縮后的，所以畫面比較清晰。

1.2.4控制部分

控制部分是整個視頻監控系統的“大腦”，是系統的“指揮中心”。主要功能有（攝像機與控制中心距離較遠的情況下）圖像信號的切換、記錄視頻及音頻信號、控制輔助部件（如鏡頭、云臺、防護罩等），從而實現全方位監控。

2　視頻監控系統工程設計示例

2.1系統設計規范和依據

（1）國家標準

《民用建筑閉路監視電視系統工程技術規范》GB50198-94

《中華人民共和國公共安全行業標準》GA/T75-92

《電子計算機機房設計規范》GB50174-93

《建筑物防雷設計規范》GB50057-94

《安全防范工程程序與要求》GA/T 75-94

《視頻安防監控系統工程設計規范》GB50395-2007

（2）產品標準

安全防范系統所選用的系統設備、產品應滿足以下條件：

設備和系統要具備防火、防雷擊、防爆、防高溫、低溫、濕熱、煙霧、霉菌、雨淋、防射線輻射、防電磁干擾、防沖擊、碰撞、跌落、防觸電等性能；

同時應具有防破壞的保護殼體，具有防拆、防短路等。

2.2系統總體設計

（1）前端部分

監視點的配置以監視區域的大小、光照強弱和清晰度為主要依據。林業小區的監控系統一共安裝了16臺攝像機，安裝位置主要有：

1）在小區停車場出入口設置選用了1臺 ST-399槍式高清夜視監控攝像頭。

2）住宅樓樓周界安裝STJIATU思特佳圖半球監控攝像頭 ST-8603RH 4個。

3）住宅樓一樓入口上安裝ST-399槍式高清夜視監控攝像頭4個；

4）住宅樓一樓大廳安裝飛STJIATU思特佳圖半球監控攝像頭ST-8603RH各一個，共計4個。

5）主干路入口和盡頭各安裝1個ST-399槍式高清夜視監控攝像頭，共計2個。

6）大門口安裝1個ST-399槍式高清夜視監控攝像頭。

（2）系統的施工圖設計

如圖1所示，共設計16臺攝像機，每臺攝像機各配置一臺解碼器、云臺，視頻信號及電源線由75-5視頻線+2*0.3mm電源線綜合線傳輸，控制信號由RVVP-2*0.5屏蔽雙絞線傳輸。視頻信號經綜合線傳輸到一進三出型的視頻分配器，再由視頻分配器分別傳輸給DVR硬盤錄像機、矩陣切換器、16路畫面分割器，從而完成記錄、切換畫面、多畫面顯示的功能。當矩陣切換器收到控制鍵盤發出的控制信號請求某一臺攝像機的監控畫面，監視器上就會顯示那一個攝像機的畫面。其次，控制鍵盤的旋鈕可以操控云臺的轉向和鏡頭的變焦，通過RS-485的通信方式和解碼器傳輸給前端的攝像機、云臺及鏡頭。編號是1、2、3、4的監控器分別監控社區范圍較大的場所，5號監視器顯示16臺攝像機提供的全部畫面，由16路畫面分割器按相同比例壓縮成16個畫面。圖中部分標線為16根。

圖1　 系統的施工圖設計

如圖2所示為模擬社區的平面圖，圓形表示半球形攝像機，圓柱形表示槍式攝像機。各攝像機分別連接綜合線及控制線。

圖2　社區電視監控

如圖3所示，設計了一個監控室的模擬圖。其中，監控室的布局是要結合實際環境去設計，地下鋪線槽和室外鋪線槽的設置要避免人流走動處；除濕器和加濕器要及時解決室內潮濕、干燥的情況；機柜和配置電源要盡量靠墻。

圖3　監控室布置

監控系統設備配置清單如表1所示：

表1　監控系統設備配置清單

3　結束語

隨著科學技術、物質生產的迅速發展和人們生活水平、文化素質的不斷提高，社區的基本功能和系統配置都會有所變化和增減，科技的進步給人們提供了一個安全、便利、舒適、受保護的空間。在具體應用時，還應該考慮到社區的類型不同、各地經濟狀況和客觀條件以及人們生活習慣等，其基本功能的內涵和要求也會有所不同、社區的基本功能和系統配置必然成為多樣化，隨著人們的客觀需要而發展，逐步符合完善、合理和實用的要求。

本文首先介紹了電視監控系統的發展階段，并總結了各個階段的特點。同時，詳細的講述了電視監控系統的結構組成，并對各個部分的原理進行了詳細分析，對其中的主要設備的功能做了介紹，對電視監控系統的組成有了深度的認識。與此同時，在設計中還要考慮到系統供電和電纜布置問題，如供電方式、供電設備、電纜型號選擇等。

在對電視監控系統做了研究之后，結合電視監控系統的設計原則、法規，提出適應林業社區環境的合理化建議，制作電視監控系統的設計方案，成功運用到每一個工程中。

參考文獻

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