安防监控硬件学习资料

安防监控硬件学习资料 2010年3月21日星期日 Cctv 当CCTV Monitor接上摄影机或录放影机后，现场或所录的影像便呈现在Monitor上，就像平时所看到的电视屏幕，那究竟影像是如何形成 的？ 影像形成的动作原理影像信号输入Monitor后，Monitor必须将此复合信号（comp。site signal）给予分离并解码。主要分 离出 R、 G、 B三原色信号与H（水平）、 V（垂直） 二个同步信号。 R、 G、 B三原色信号经过解码后， 并加以放大以便推动 CRT的阴极（cathode），释放 出电子束。此电子束经过 Mask（屏幕）后撞击萤光(phosphor），而产生亮点。H（水平）与V（垂直）二个同步信号则分别经 过放大处理以便使 Monitor的偏向线圈产生扫瞄电 流，此电流所产生的磁力带动电子束的运行方向。 如此配合便是我们所看到的影像画面了！ 萤幕（Display）分类 市面上的萤幕种类有大家最为熟悉的电视萤 幕，还有个人的PC Monitor，以及CCTV产业中的 Monitor。而萤暮又区分为数种类型，例如一般的 CRT映像管萤幕及新流行的液晶显示萤幕等等，以 下便是更详细的分类： 基本上监视器的萤幕分为发光型与非发光型。 一、 1．CRT（Cathode Ray Tube）阴极射管线 2．VFD（VACuum FIuorescent DispIay）萤光显 示管 3．LED（Light Emitter DispIay）发光二极体 4．PDP（PIasma DispIay PaneI）电浆显示板 5．EL（EIectro Luminecent）电光光面板） 其中CRT是CCTV监视器最常采用的萤幕映像管，另外VFD与CRT类似，多用於小型管与数字显示；PDP分有AC与DC型，具有高亮度、多色彩、高解析度的侵点，常用於战斗机上的仪表版：EL於1935年为法国Destriau所发明，分有AC与DC型及有机无机型。可以作为 LCD的光源，柔软可弯曲、色彩多、价 格低、轻、薄、省电，如常用於车上的冷光仪表板。 二、 此种萤幕本身不具有发光的功能，包括： 1．LCD（Liquid CrystaI DispIay）液晶显示 2．ECD（EIectro Chromic ChemicaI DisPIay） 电化著色显示 3．EPID（EIectrophoretic Indication DispIay） 电泳动显示 LCD是属於较新的萤幕显示方式， 具有省电与轻薄的优点。PC Camera所采用就是LCD，而一些 C C T VM O n i t o r也开始采用。虽然LCD是监视器萤幕的趋势，但是它仍然无法取代传统的CCTV Monitor。因为LCD本身不发光，如果装於室外，便无法辨识；另外，LCD有视角上的问题，角度一偏斜， 就会看不清楚。而监视器多半置於室外，观看距离较长，装置LCD Monitor就会产生上述的问题。 另外，ECD属於电化学，是使用氧化还原法，可以著色与消色（On、O的达到显示效 1 www.anfangjishu.com 安防技术论坛 2010年3月21日星期日 果。 目前仅CRT、LED、LCD、PDP可以达到高解析度的要求；CRT、LED、PDP、VFD可达到高亮度的要求；CRT、LED、VFD、EL、LCD可达到多色彩的要求。 、 1．电压系统：100V．127V．220V．260V 2．频率系统：50／50Hz 3．插头型式：A、B、C、D、E、F等六种。 由於各地区的电压系统、频率系统、插头型式 不一，因此监视器的制造必须符合各地区的 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 而生产不同规格的监视器。例如澳洲与南非 的电压系统高达250V，如果要外销至澳洲与南非就必须生产符合260V的产品。在频率与插头型式方面也是如此，有些国家的插头是3孔插头，而台湾明年规定所有新的建筑物都要改 成3孔插头，这样也较符合用电安全。 、 世界上有3种彩色方式即NTSC方式，以L方式及SECAM方式，彩色方式及采用国家如 下： 1．NTSC：NatiOnaI TV Svstem Committee， F H（Horizontal）水平频率：15．7 K H z， FV（VErtical Frequency）垂直频率：60Hz， Burst（系色信号）：3．58MHz 采用国家包括美国、加拿大、瓜地马拉、台 湾、日本、夏威夷、波多黎各、墨西哥等。 2．PAL：PhaSe AIternating Line， FH：15.625KHz，FV：5OHz，Burst：斗．斗3MHz 采用国家包括英国、荷兰、澳大利亚、瑞士、 瑞典、丹麦、西德、挪威、比利时、西班牙、 葡萄牙及其属地，如曾是属地的香港及印尼。 （法国除外之欧洲自由国家） PAL系统是全世界最多国家采用的系统，而 paL系统中又区分成数个系统，如中国大陆所 采用的是自行研发的PAL。D系统，英、德则 是PAL．B或PAL．G系统。 3．SECAM：SequentiaI CoIor And MOduIation，FH：15．625KHz，FV：主OHz 采用国家包括法国、苏俄、甸牙利、东德、 保 加利亚、波兰。（主要地区为法国及东欧国 家）。由以上得知，每个地区的系统不尽相 同，而中东地区因为受到来自各国驻军的影 响，包括了数种以上的系统。 为了适应各国不同的系统，目前较先进的 CCTV Monitor朝向多系统发展，如此不仅可 符合外销多国的需求，也能减少库存的压力。 在售价上现在多系统的监视器已与单系统的监 视器价格并核差别。 1．InterIace：交织扫瞄，如NTSC，趴L， 1Frame：2FieId，NTSC有307固画面／SEC。 InterIace是二个FieId曼起来形成一个画面，容 易有书面闪烁的情形，一般电视所采用 的就是 InterIace，不过因为距离远及动态书面，所以 较感觉不出闪烁的情形。InterIace比Non． InterIace能达到较高的解析度。 2．Non．InterIace：非交织扫瞄，如：VGA， 1 Frame：1FieId，不闪烁 非交织扫瞄如办公室的电脑萤幕属於此类。 、 Monitor为了有统一的颜色标准，所以制订了 色温，将颜色数字化，如国际照明协会 2 www.anfangjishu.com 安防技术论坛 2010年3月21日星期日 所定的?仄、 座标图，利用X座标与Y座标标示出颜色的标准范 围。人眼睛所看的颜色又 因种族眼球颜色及年龄有 所差别。比如西方人蓝眼球所看的白色会稍微偏 红，而东方人黑眼球所看的白色会稍微偏蓝。因此就有： 1．9300。K：东方黑眼球，在0300。K色温下， 为东方黑眼球所看到的白色 2．5500。K：西方蓝眼球，在5500。K色温下， 为西方蓝眼球所看到的白色。 、 地球上除了南北二极磁场不同外，还包括其他小的磁场，共有大小57固磁极。磁场的不同会影响CRT Monitor的电子束运行，因此在不同的地区Monitor就要调整适合当地的磁 场，否则画面将出现弯曲、倾斜或模糊的情形。 目前已有飞利浦（PhiIips）的CRT技术，可以适合任何的地区。 、 一、频宽Band Width：MHz解析度：BW× SO：TVL 所谓的频宽就像一条管子的大小，所 能进出的资料容量。如NTSC系统的频宽最窄，最高只有6MHz：PAL系统最高可达7MHz：YC信号可达10MHz：而电脑的VGA信号可高达斗O．200MHz。 解析度的大小依照频宽× 8 0 换算得来，如NTSC系统为6× 80一480，最高解析度为480条：PAL系统为7× 80：560，最高解析度为560条。 、 是指在Monitor上可控制的方式，包括：VR：VariabIe Resistance可变电阻式。为类比方式，通常以手动旋纽方式控制。DigitaI：数位控制。可以将控制信号数位化后，容易 做各种处理，如记隐储存，同时可以减少VR零件可靠度较差的问题。SD： Screen DispIay。例如电视的萤幕上有音量、色彩、选台等符号大小的显示，PCMonitor更是直接在萤幕上操作，目前 CCTVMonitor也朝此方向发展。 、 CVBS：COmp。site Video Bar SignaI 。．728（Video）十0.272（Sync．）：1 Vp．p CVBS是一般录放影机或摄影机最常用的输入 信号，也是最常见的输入信号。信号大小为1 Vp． 一输入阻抗：75 Q及Hi。Impedance串接时使 吊「目前CCTV M0nitor都有输入阻抗切换SW，主 要提供当一支摄影机必须连接二台以上的Monitor 时串接使用。Y／C信号：Y：Luminance，C：CoIor。 Y／C信号是将亮度与彩色信号分离，是高解析度的 信号。目前较新技术的Monitor皆可以适用此种信 号。 、。 TV．Grade：14”：O．63mm屏距， TV等级的1斗”CRT点距为O．63mm，目前有 90％的CCTV Monitor为此种较低解析度的等级。 ．．．．．Hi．ResoIution：14”：O．28mm屏足臣 19：O．27mm屏距 PC Monitor大都为1 4。，O．28mm屏距，高解 析，或是近年流行的1977t O．27mm屏距。 目前低解析与高解析的CRT价格已所差无几， 因此现在新的 3 www.anfangjishu.com 安防技术论坛 2010年3月21日星期日 CCTV Monitor都开始使用1斗 n： 。．28mm屏距的CRT。 、 1．With Quad 2．WithtCher 3．Sp。t。utput 通常多支摄影机都会搭配四分割器或跳 台器， 再接Monitor使用，现在有些Monitor已把四分割与 跳台的功能包括在内。另外， Sp。t Output功能的Monitor可接2个信号，用手动的方式选择跳台。 、 1．BIA：EIectronics IndHstry Association 如同彩色信号NTSC系统。EIA扫瞄线为525 条。 2．CCIR：COInmittee ConsuItatif InternationaI Des Radiocommunique 如同彩色信号PAL系统。CCIR扫瞄线为625 条。 一般PC用Monitor的解像度（ResoIution）较 高，且会随著使用者的VGA卡（显示介面卡）与显 示程式而改变。常见的有：640× 4 8 0、8 00× 6。。、1。4× 7 6 8、1 2 S O×1 024等，而CCTV Monitor则因其信号源（摄像机Camera）通常采用 电视系统的讯号编码方式来记录并传输影像；所 以，CCTV Monitor的解像度便较固定，即 NTSC、PAL或SECAM等系统。 CCTV Monitor产品发展趋势最重要的是朝向数位化的发展，亦即类似PC Monitor的一些指令直接屯萤幕上的符号或数据来操作，不再由手动来转动萤幕的旋转钮，其次CCTV Monitor将朝向与Camera等影像传输设备做整合性的发展，使Monitor不只具备监看的功能，同时也拥有其他附加的功能，综合说来主要方向如下： 1．monitor加装四分割器或自动跳台器：一台 monitor可以同时监看多个区域为产品 发展趋 势，而整合性产品其成本可以比分开来购买省下 约307。的成本，且易於施工安装 不占用太多空 间。 2．monitor加装喇叭与自动警报设备。 3．结合数位化技术与DSC（Digital still Camera）结 合或以数位化控制方式来操控 monitor。 4．黑白与彩色CCTV monitor并存发展。不过彩色 的数量或有渐多的趋势。 5．高解析度彩色CCTV monitor渐受重视。 即Closed Circuit Television 的缩写，是闭路电视系统的意思。其利用电学原理， 透过光学镜头所摄取的影像光能，经由摄影机内的芯片(CCD)或摄像管(tube)转变为电能，再经由电缆线及一些用途不同的辅助器材传送到监视器上，使电能回复光能呈现在屏幕上。 目前大多数新式系统中，除特殊运用外，多采用CCD摄影机，此种趋势在将来会更普遍。 4 www.anfangjishu.com 安防技术论坛 2010年3月21日星期日 所谓CCD(charge coupled device，电荷耦合组件)为一摄像组件，此组件可将光线变成电荷，并可将电荷储存及转移，且能令储藏之电荷取出，使电压发生变化。 ? ： (1) 体积小，重量轻。 (2) 低残像。 (3) 磁场不会影响到画面。 (4) 抗震动、抗撞击。 (5) 寿命长。 ? 摄影机所使用之CCD可分为2/3"、1/2"、1/3"等尺寸类别。因为影像表面变小，图素数量及敏感度(sensitivity)随之减少。最近已将此问题解决，为了节省成本，制造商多采用 1/3"CCD。 ? (1) 交流电源(AC mains) (2) 24V交流电源(24V AC)此类摄影机另需加装一个24V AC的转接器。 (3) 单电缆(one cable)此类摄影机之电源(DC power)来自同轴电缆(需加装控制器)，此电 缆供视频信号输出使用。 ? 通常是指水平解晰度，除非特别指定"垂直"时。 (1) 水平解晰度(horizontal resolution) 其数目是由明显的垂直交互黑白线条之最大数 目乘以0.75而得。 一般以CCD之图素(pixel)数量及摄影机的电子特性决定。 (2) 垂直解晰度(vertical resolusion) 其数目是由明显的水平交互黑白线条之最大数目 而得。 一般以扫描线的数目及扫描方法而得。 ? 黑白 / 彩色若监视一个景物的位置或景物的移动时，建议选用黑白摄影机。彩色摄影机 适用于景物细部辨别做实时(real time)的监视。通常黑白摄影机比彩色摄影机更为敏感， 所以黑白摄影机适用于光线不足之地区或夜晚无法安装照明设备之地点。 ? 照度 (illumination)依照安装地点的亮度来选择摄影机。如果地点的亮度超过最低物体亮度10 倍以上时，画面一定清晰 。 ? 进行发射机及接收机同步时，须完成信号同步。水平同步信号控制水平扫描，垂直同步 信号控制垂直扫描。 同步系统分为下列四种： 5 www.anfangjishu.com 安防技术论坛 2010年3月21日星期日 ? 内同步(internal synchronization)藉由摄影机的内同步信号产生电路之同步信号来完成操作。 ? 外同步(external synchronization)藉由一个外部的同步信号产生器，将同步信号分送 到摄影机的外同步输入来完成同步。 ? 电源（行锁定）同步(power（line-lock）synchronization)利用摄影机的AC电源周波来完成垂直驱动(VD)同步。 ? ? 电子快门(electronic shutter)固体摄像素子的电荷累积时间，依电子的可变性而控 制曝光时间的功能。此一功能可使摄影机捕捉快速移动之物体。? 白平衡(white balance)对于彩色摄影机为配合光源而调整颜色再现的功能。 (1) 自动白平衡(automatic white balance；AWB) 自动储存物体预设的白平衡。适用于固定光源的地方。(2) 自动追踪白平衡(automatic tracking white balance；ATW)可经常对一个物体的色温变化追踪和侦测，并 自动调整白平衡。适用于定期光源改变的地方，例如夜间用萤光灯来替代天然光线之地方。 ? 光圈(iris)(1) 手动(manual)光圈 当亮度变更时需手动调整光圈，所以适用于亮度不变 的地方。(2) 自动(auto)光圈 因亮度变更时光圈可自动调整，所以适用于每天定时光源会 变换的地方。? Video input型式镜头内有电路来侦测进入镜头里的光度。? DC input 型式镜头内无光度侦测电路，反之有些摄影机内部加上了光度侦测电路，故镜头本身较便宜。 6 www.anfangjishu.com 安防技术论坛 2010年3月21日星期日 ? 镜头选择与摄影机选择同样重要。依照监视时被观察物体之尺寸(观察范围)、物体亮度变化及CCD尺寸来选择镜头的型式。一般有下列几项选择条件：? 焦距(focal length) 必须注意物体到摄影机之距离及观察尺寸。? 镜头种类 可分为广角(wide angle)、望远(telephoto)、标准(standard)、伸缩(motorized)、针孔(pin-hole)、棱镜(prism)。? 安装座分为C mount及CS mount。 ? 孔径比(aperture ratio)孔径比可指示镜头的亮度， 亦即我们在规格上所见的F值(F-stop number)。此比率是镜头的光圈直径(D)与镜头焦距(f)之比；数值愈小，光圈愈大，透过的光线愈多。F=f/D? 监视器之选择依照黑白或彩色及屏 幕大小来选择监视器。? 外围设备因安装位置环境需要及监视作业周全与便利，必须加装 许多外围设备，如回转台、防护罩、跳台器，甚或矩阵控制器。 ? 监视摄影机所需之明亮度 ? 在摄影机的可辨识范围内，被照体需要一定之明亮度，摄影机才可输出被照体之影像， 此明亮度称之为＜最低被照体照度＞。各型号摄影机可摄得影像所需之明亮度皆不相同，因 此明亮度即成为摄影机感度之标准。 ＜最低被照体照度＞会随着镜头之F值(最大口径比)、光源之色温、被照体之反射率、增益 的最大值等条件不同而改变。 镜头之F值（最大口径比） 将镜头之明亮度数值化 光源之色温 人类肉眼不可辨识光源之色温数值化 被照体之反射率 被照体入射光线和反射光线之比率 增益的最大值 摄影机感度之最大值 ? F 值即指镜头之明亮度。镜头规格中所显示＜最大口径比1:1.2＞之＜1.2＞即为F值。F值越小表示镜头之明亮度越高。F值每缩小一级距，明亮度即增加两倍。镜头之射入光量 与光束之断面积[镜头的有效口径[D]的平方]成比例，因此影像明亮度为F值平方之反比。由此推算，F值每缩小一级距，明亮度即增加两倍。 ? 7 www.anfangjishu.com 安防技术论坛 2010年3月21日星期日 摄影机规格记载之最低被照体照度，是使用F1.4镜头所测定之值。实际使用时，根据 所组合镜头之F值不同，最低被照体照度也有所不同。 在C-CC350摄影机 ＜最低被照体照度：3Lx(50IRE)(F1.4)＞上加装CT-0312G(F1.2)之镜头时，其换算之最低 被照体照度为： (3Lx)×(1.2×1.2)/(1.4×1.4)＝2.2Lx 使用比 F1.4明亮度更高之镜头（非球面镜头等），最低被照体照度也随之下降，即使是昏 暗的物体，摄影机也可清楚地输出被照体之影像。 闭路电视监控系统是在小区主要通道、重要公建及周界设置前端摄像机，将图像传送到智能 化管理中心，中心对整个小区进行实时监控和记录，使中心管理人员充分了解小区的动态。 同时采用多媒体控制平台与周界防越报警系统及住宅室内报警系统联动。当发生警情时 ，中心监视器将自动弹出警情发生区域的画面，并进行记录。 小区闭路电视监控系统的主要目的是将重要观察点(主要分布在小区主干道及小区出入 口、其它重点部位等重点区域)的被 检测 工程第三方检测合同工程防雷检测合同植筋拉拔检测方案传感器技术课后答案检测机构通用要求培训 的图像传送到设在物业管理中心的控制室， 中心控 制室可以对所控制的摄像点进行遥控，并可在非常事件突发时及时将叠加有时间、地点等信 息内容的现场情况记录下来，以便重放时分析调查，并作为具有法律效力的重要证据，这样 既提高了保安人员处警的准确性，也可为公安人员迅速破案提供有力证据。 小区周界防盗报警系统还可以与闭路电视监控系统联动，一旦报警，监控中心图像监视 屏上立即出现与报警点相关的图像，并自动以高密度方式录像。值班保安人员可以通过云台 和变焦镜头监视报警区域的所有情况，以便及时发出报警信息。 ： 摄像 传输 控制 显示（记录） ： 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。 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、线路驱动设备等。 把从现场传来的电信号转换成图像在监视设备上显示，如果有必要，就 用录像机录下来，所以它包含的主要设备是监视器和录像机。 则负责所有设备的控制与图像信号的处理。 8 www.anfangjishu.com 安防技术论坛 2010年3月21日星期日 ： 小型电视监控系统 一般摄像机数量＜10个。 中型电视监控系统一般摄像机数量在 10～100个范围内。监控系统可根据管理需要设置若干级管理的控制键盘及相应的监视器。 大型电视监控系统 一般摄像机数量＞100个，它是将中型监控系统联网组合而成的，系统 设总控制器和分控制器进行监控管理。 摄像机 传输电缆 控制设备 显示终端 录像机 根据摄像机的性能、功能、使用环境、结构颜色等有以下分类。 ?普通摄像机：工作于室内正常照明或室外白天。 ?暗光摄像机：工作于室内无正常照明的环境里。 ?微光摄像机：工作于室外月光或星光下。 ?红外摄像机：工作于室内、外无照明的场所。 ?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。 ?针孔振摄像机：用于隐蔽监视局部范围。 ? 内摄像机：摄像机外部无防护装置，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。适应室 外温、湿度等环境的变化。 ?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360?水平旋转，90?垂直旋转，预置旋转位置。 9 www.anfangjishu.com 安防技术论坛 2010年3月21日星期日 ?半球形摄像机：吸顶安装，可做上、下、左、右旋转。 ?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。 (1)同轴电缆 用于传输短距离的视频信号，当传输黑白视频信号时，在5.5ＭＨz点不平坦度＞6ｄＢ时，需加均衡放大器。 (2)光缆 当需要长距离传输视频及控制信号时，采用光缆传输。传输距离在几十公里内 无需加中继器。 (1)视频切换器 具有画面切换输出，固定画面输出等功能。 (2)多画面分割控制器 具有顺序切换、画中画、多画面输出显示回放影像，互联的摄 像机报警显示，点触式暂停画面，报警记录回放，时间、日期、标题显示等功能。 (3)矩阵切换系统 ?分区控制功能：对键盘、监视器、摄像机进行授权。 ?键盘到监视器：设定哪些键盘可以控制哪些监视器。 ?监视器到摄像机的分区：设定哪些监视器可显示 哪些摄像机的图像。 ?键盘到摄像机的分区：设定哪些键盘可调用哪些摄像机的图 像。 ?键盘到摄像机控制的分区：设定哪些键盘可控制哪些摄像机的动作。 ?分组同步切换。将系统中全部或部分摄像机分成若干组，每一组摄像机可以同 步地切 换到一组监视器上。 ?任意切换。是指摄像机的任意组合，而且任一台摄像机画面的显示时间独立可 调，同 一台摄像机的画面可以多次出现在同一组切换中，随时将任意一组切换调到任意一 台监视器上。 ?任意切换定时自动启动。任意一组万能切换可编程在任意一台监视器上定时自 动执行 。 10 www.anfangjishu.com 安防技术论坛 2010年3月21日星期日 ?报警自动切换。具有报警信号输入接口和输出接口，当系统收到报警信号时将 自动切 换到报警画面及启动录像机设备，并将报警状态输出到指定的监视器上。 ?报警状态自动输出系统。可将报警状态自动输出到打印机和监视器上。 ?报警处理。报警显示： ?时序显示方式：时序显示多个报警点，每一点的 显示时间独立可调。 ?固定显示方式：显示第一个报警点，直到确认为止。 ?双 监视显示方式：多个报警点分组时序显示在一组监视器上。 ?报警复位：具有手动复位、延时自动复位、报警信号消失自动复位。 ?多个控制键盘输入接口。 ?ＲＳ-485输出接口及控制输出接口。 (4)其它控制 ?电动变焦镜头的控制。变焦镜头是在固定成像面的情况下能够连续调整焦距的 镜头， 它与电动旋转云台组合可以对相当广阔的范围进行监视，而且还可以对该范围内任 意部分进行特写。对它的控制就是变焦、聚焦和光圈三种功能，每种有长短、远近或开闭两 种控制， 总计六种控制。 ?云台的控制。电动旋转云台需要左右和上下四种控制，有些云台还有自动巡视 功能， 所以要增加云台自动控制。 ?切换设备的控制。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。 电视监控系统还有许多高级的控制。比如现在一些 把云台、变焦镜头和摄像机封装在一 起的一体化摄像机，它们配有高级的伺服系统，云台 可以有很高的旋转速度，还可以预置监视点和巡视路径，这样，平时可以按设定的路线进行 自动巡视，一旦发生报警，就能很快地 对准报警点，进行定点的监视和录像。一台摄像机 可以起到几个摄像机的作用。 (1)显示终端(监示器) 前端摄像机传送到终端的视频信号由监视器再现为图像。按功 能的不同可分为图像监视器和电视监视器。 ?图像监视器。它与电视接收机相比不含高频调谐、中频放大、检波、音频放大等 电路 。其特点是：视频带宽可达7～8ＭＨz，水平清晰度达500～600线以上。显像管框内的画面 在水平和垂直方向的大小可以自由调整，以便于对图像的全部画面进行检查。 ?电视监视器。这种监视器兼有图像监视器和电视接收机的功能。其特点是：可作 为录 像机的监视接收机，将广播电视信号转换为视频信号，在屏幕显示的同时送往录像机 进行录像。作为录像机的录像信号重放时的图像显示设备。可以输入摄像机直接传送来的视 频信号 和音频信号，进行监视和监听，并同时送往记录设备录音、录像。 11 www.anfangjishu.com 安防技术论坛 2010年3月21日星期日 (2)录像机 录像机的工作原理是通过磁头与涂有强磁性材料的磁带之间的作用，把视 频和音频信号用磁信息方式记录在磁带上，并可将磁带上的磁信息还原为音视频电信号。 电视监视系统中一般都采用长时间录像机，它除了以标准速度进行记录和重放之外，还 具有下述功能： ?以标准速度记录的图像可以用慢速度或静像方式进行重放。 ?以长时间记录的图像可以用快速或静像方式重放。 ? 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。 设被摄物体的高度和宽度分别为H、W，被摄物体与镜头间的距离为D，镜头的焦距为f。靶面成像的高度和宽度分别为h、w，则计算公式如下： f=h×D/H f=w×D/W 根据上述公式，也可以很容易地计算出视场角，下表为靶面尺寸和成像大小对照表 靶面规格 1" 2/3" 1/2" 1/3" h 9.6mm 6.6mm 4.8mm 3.6mm w 12.8mm 8.8mm 6.4mm 4.8mm 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，镜头实际的有效孔径为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 平方成正比，一般习惯上用F=f/D，即相对光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。 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。主要用光源恒定或摄像机自带电子快门的 12 www.anfangjishu.com 安防技术论坛 2010年3月21日星期日 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。 三可变镜头：可调焦距、调聚焦、调光圈。 二可变镜头：可调焦距、调聚焦、自动光圈。 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 注释： 变焦镜头--焦平面的位置固定，而焦路可连续调节的光学系统。变焦是通过移动镜头 内部的镜片，改变它们之间的相对位置而实现的。这样就可以在一定范围内改变镜头的焦 距长度和视角。 焦距--透镜中心或其第二主平面到图像聚集点处的距离。单位一般为毫米或英寸。 光圈--位于摄像机镜头内部分的、可以调节的光学机械性阑也，可用来控制通过镜头 的光线的多少。 自动光圈--镜头内的隔膜装置，可根据电视摄像机传来的视频信号自行调节，以适应 光照强度的变化。光圈隔膜通过打开或关闭光圈来控制通过镜头传送的光线。典型的补偿 范围是10000-1到300000-1。 镜头是摄像机的眼睛，正确选择镜头以及良好的安装与调整是清晰成像的第一步。当前，1／3"镜头是应用的主流，自动光圈镜头销售量最多，变焦镜头是应用发展的趋势。 1)应依据摄像机到被监视目标的距离，来选择定焦镜头(Fixed Focal Lens)的焦距。 从焦距上区分有短焦距广角镜头、中焦距标准镜头、长焦距远镜头。镜头焦距通常用 值来表示，镜头光圈一般用F表示，F取值以镜头的焦距／和通光孔径d的比值来衡量，F=f/d，每个镜头上均标有其最大的F值。 2)摄像机的镜头规格应与摄像机CCD靶面尺寸(1／2"为6.4hX4.8υ、1／3"为4.8hX3.6υ、1／4"为3.2hX2.4υ)相对应。如果镜头尺寸与摄像机CCD靶面尺寸不一致时，观察角度将 不符合设计要求，或者发生画面在焦点以外等问题。 3)摄像机的水平视觉度数及垂直视觉度数与摄像机CCD靶面尺寸hXυ及镜头焦距f之间有如下关系：水平视觉度数=2arctan (h／2f)； 垂直视觉度数=2arctan (υ/2f)。 4)镜头有自动光圈(auto iris)和手动光圈(manual iris)之分。自动光圈用于被照物光线变 化较多场合，手动光圈用于被照物光线稳定之处。 13 www.anfangjishu.com 安防技术论坛 2010年3月21日星期日 ： 一类为视频输入型Video driver(with Amp)，它将一个视频信号及电源从摄像机输送 到透镜来控制镜头上的光圈，这种视频输入型镜头内包含有放大器电路，用以将摄像机传来 的视频信号转换成对光圈马达的控制， 另一类称为DC输入型(DC driverno Amp)，它利用摄像机上的直流电压来直接控制光 圈，这种镜头内只包含电流计式光圈马达，摄像机内没有放大器电路。二种驱动方式产品不 具可互换性，但现已有通用型自动光圈镜头推出。 5)镜头安装有C型和CS型两种，C型安装的镜头在CCD摄像机与镜头间多了5mm 调整光圈值的环。C型安装的摄像机可用CS型镜头，但CS安装的摄像机不能使用C型镜头。Philips公司推出革命性的Wizard镜头安装向导，保证镜头与摄像机的完全兼容，这使得在任何环 境下都可得到最优图像。 6)变焦镜头由于在一个镜头内能够使镜头焦距在一定范围内变化，因此可以使被监控的目标 放大或缩小。典型的光学放大规格有诸如6～20倍等不同档次，并以电动缩放镜头(Zoom Lens)应用最普遍。按变焦镜头参数可调整的项目划分有： ?三可变镜头——光圈、聚焦、焦距均需人为调节。 ?二可变镜头——通常是自动光圈镜头，而聚焦和焦距需人为调节。 ?单可变镜头——一般是自动光圈和自动聚焦的镜头，而焦距需人为调节。 7)缩放/变焦镜头(Vari Focal Lens)是变焦镜头配合缩放镜头功能，焦距连续可变，可将远 距离物体放大，又可提供一个宽广视景，使监视宽度增加。日本Kowa公司提供从1.6～3.4mm的宽角度镜头到15.0—300mm的远距镜头。 8)除传统的球面镜头外，新一代的是非球面镜头(Aspherical Lens)，镜片研磨的形状为抛物线、二次曲线、三次曲线或高次曲线，并且在设计时就考虑到了镜头的相差、色差、球差 等校正因素，通常一片非球面镜片就能达到多个球面镜片矫正像差的效果，因此可以减少镜 片的数量，使得镜头的精度更佳、清晰度更好、色彩还原更为准确、镜头内的光线反射得以 降低，镜头体积也相应缩小。非球面镜头具有变倍高、物距短、光圈大的特点。变倍高可以 简化镜头的种类，物距短可以应用在近距离摄像的场合，光圈大则可以适应光线较暗的场所， 因此应用领域日渐宽广。日本AVENIA的非球面镜头产品SSV0770，近摄距离可到30cm， 光圈值也可到F1.6，变焦范围可从7.0～70mm，变倍率高达十倍，可用于电视监控等 领域。 摄像机镜头是视频监视系统的最关键设备，它的质量(指标)优势直接影响摄像机的整机 指标，因此，摄像机镜头的选择是否恰当既关系到系统质量，又关系到工程造价。 镜头相当于人眼的晶状体，如果没有晶状体，人眼看不到任何物体；如果没有镜头，那 么摄像头所输出的图像；就是白茫茫的一片，没有清晰的图像输出，这与我们家用摄像机和 照相机的原理是一致的。 14 www.anfangjishu.com 安防技术论坛 2010年3月21日星期日 当人眼的肌肉无法将晶状体拉伸至正常位置时，也就是人们常说的近视眼，眼前的景物 就变得模糊不清；摄像头与镜头的配合也有类似现象，当图像变得不清楚时，可以调整摄像 头的后焦点，改变CCD芯片与镜头基准面的距离(相当于调整人眼晶状体的位置)，可以将模糊的图像变得清晰。 由此可见，镜头在闭路监控系统中的作用是非常重要的。工程设计人员和施工人员都要 经常与镜头打交道：设计人员要根据物距、成像大小计算镜头焦距，施工人员经常进行现场 调试，其中一部分就是把镜头调整到最佳状态。 按外形功能分、按尺寸大小分、按光圈分、按变焦类型分、按焦距长矩分： *球面镜头1”25mm自动光圈电动变焦、长焦距镜头女非球面镜头1／2”3mm手动光圈手动变焦标准镜头 *针孔镜头1／3” 8．5mm固定光圈固定焦距广角镜头 *鱼眼镜头2／3”17mm (1) 所有的摄象机镜头均是螺纹口的，CCD摄象机的镜头安装有两种工业标准，即C安装座和CS安装座。两者螺纹部分相同，但两者从镜头到感光表面的距离不同。 C安装座：从镜头安装基准面到焦点的距离是17．526mm。 C S安装座：特种C安装，此时应将摄象机前部的垫圈取下再安装镜头。其镜头安装基 准面到焦点的距离是12．5mm。如果要将一个C安装座镜头安装到一个C S安装座摄象机上时，则需要使用镜头转换器。 (2) 摄像机镜头规格应视摄象机的C C D尺寸而定，两者应相对应。 即： *摄像机的C C D靶面大小为1／2英寸时，镜头应选1／2英寸。 *摄像机的C CD靶面大小为1／3英寸时，镜头应选1／3英寸。 *摄像机的C C D靶面大小为1／4英寸时，镜头应选1／4英寸。 如果镜头尺寸与摄像机C C D靶面尺寸不一致时，观察角度将不符合设计要求，或者 发生画面在焦点以外等问题。 15 www.anfangjishu.com 安防技术论坛 2010年3月21日星期日 (3) 镜头有手动光圈(manual iris)和自动光圈(autoiris)之分，配合摄像机使用，手动光圈镜 头适合于亮度不变的应用场合，自动光圈镜头因亮度变更时其光圈亦作自动调整，故适用亮 度变化的场合。自动光圈镜头有两类：一类是将一个视频信号及电源从摄像机输送到透镜来 控制镜头上的光圈，称为视频输入型，另一类则利用摄像机上的直流电压来直接控制光圈， 称为D C输入型。 自动光圈镜头上的A L C(自动镜头控制)调整用于设定测光系统，可以整个画面的平均 亮度，也可以画面中最亮部分(峰值)来设定基准信号强度，供给自动光圈调整使用。一般而 言，A L C已在出厂时经过设定，可不作调整，但是对于拍摄景物中包含有一个亮度极高的 目标时，明亮目标物之影像可能会造成“白电平削波”现象，而使得全部屏幕变成白色，此时 可以调节A L C来变换画面。 另外，自动光圈镜头装有光圈环，转动光圈环时，通过镜头的光通量会发生变化，光通 量即光圈，一般用F表示，其取值为镜头焦距与镜头通光口径之比，即： F=f(焦距)／D(镜 头实际有效口径)， F值越小，则光圈越大。 采用自动光圈镜头，对于下列应用情况是理想的选择，它们是：在诸如太阳光直射等非 常亮的情况下，用自动光圈镜头可有较宽的动态范围。 要求在整个视野有良好的聚焦时，用自动光圈镜头有比固定光圈镜头更大的景深。 要求在亮光上因光信号导致的模糊最小时，应使用自动光圈镜头。 (4) 标准镜头：视角3 0度左右，在1／2英寸CCD摄象机中，标准镜头焦距定为1 2 mm， 在1／3英寸C CD摄像机中，标准镜头焦距定为8 mm。 广角镜头：视角9 0度以上，焦距可小于几毫米，可提供较宽广的视景。 远摄镜头：视角2 0度以内，焦距可达几米甚至几十米，此镜头可在远距离情况下将拍 摄的物体影响放大，但使观察范围变小。 变倍镜头(zoom lens)：也称为伸缩镜头，有手动变倍镜头和电动变倍镜头两类。 可变焦点镜头(vari—focus lens)：它介于标准镜头与广角镜头之间，焦距连续可变，即 可将远距离物体放大，同时又可提供一个宽广视景，使监视范围增加。变焦镜头可通过设置 自动聚焦于最小焦距和最大焦距两个位置，但是从最小焦距到最大焦距之间的聚焦，则 需通过手动聚焦实现。 针孔镜头：镜头直径几毫米，可隐蔽安装。 16 www.anfangjishu.com 安防技术论坛 2010年3月21日星期日 (5) 短焦距镜头：因入射角较宽，可提供一个较宽广的视野。 中焦距镜头：标准镜头，焦距的长度视C C D的尺寸而定。 长焦距镜头：因入射角较狭窄，故仅能提供狭窄视景，适用于长距离监视。 变焦距镜头：通常为电动式，可作广角、标准或远望等镜头使用。 (1) 应与摄像机C C D靶面尺寸相一致，如前所述，有1英寸、2／3英寸、1／2英寸、1／3英寸、1／4英寸、1／5英寸等规格。 (2) 描述镜头成像质量的内在指标是镜头的光学传递函数与畸变，但对拥护而言，需要了解 的仅仅是镜头的空间分辨率，以每毫米能够分辨的黑白条纹数为计量单位，计算公式为：镜 头分辨率N二1 8 0／画幅格式的高度。由于摄像机CCD靶面大小已经标准化，如1／2英寸摄像机，其靶面为宽6.4mm*高4.8mln，1／3英寸摄象机为宽4.8mm×高3．6mm。因此对1／2英寸格式的C C D靶面，镜头的最低分辨率应为3 8对线／mm，对1／3英寸格式摄像机，镜头的分辨率应大于5 0对线，摄像机的靶面越小，对镜头的分辨率越高。 (3) 首先根据摄像机到被监控目标的距离，选择镜头的焦距，镜头焦距f确定后，则由摄像机靶面决定了视野。 (4) 镜头的通光量以镜头的焦距和通光孔径的比值来衡量，以F为标记，每个镜头上均标有 其最大的F值，通光量与F值的平方成反比关系，F值越小，则光圈越大。所以应根据被监 控部分的光线变化程度来选择用手动光圈还是用自动光圈镜头。 (zoom lens) 变焦镜头有手动伸缩镜头和自动伸缩镜头两大类。伸缩镜头由于在一个镜头内能够使镜 头焦距在一定范围内变化，因此可以使被监控的目标放大或缩小，所以也常被成为变倍镜头。 典型的光学放大规格有6倍(6.0-36mm，F1.2)、8倍(4．5-36mm，F1．6)、1 0倍(8．0-80mm，F1．2)、12倍(6.0-72mm，F1．2)、2 0倍(10-200mm，F1.2)等档次，并以电动伸缩镜头应用最普遍。为增大放大倍数，除光学放大外还可施以电子数码放大。 17 www.anfangjishu.com 安防技术论坛 2010年3月21日星期日 在电动伸缩镜头中，光圈的调整有三种，即：自动光圈、直流驱动自动光圈、电动调整 光圈。其聚焦和变倍的调整，则只有电动调整和预置两种，电动调整是由镜头内的马达驱动， 而预置则是通过镜头内的电位计预先设置调整停止位，这样可以免除成像必须逐次调整的过 程，可精确与快速定位。在球形罩一体化摄像系统中，大部分采用带预置位的伸缩镜头。 另一项令用户感兴趣的则是快速聚焦功能，它由测焦系统与电动变焦反馈控制系统构 成。 CCD 尺寸的关系 1／2”镜头既可用于1／2”摄像机，也可用于1／3”摄像机，但视角会减少25％左右。 1／3”镜头不能用于1／2”摄像机，只能用于1／3”摄像机。 手动、自动光圈镜头的应用范围 手动光圈镜头是的最简单的镜头，适用于光照条件相对稳定的条件下，手动光圈由数片 金属薄片构成。光通量靠镜头外径上的—个环调节。旋转此圈可使光圈收小或放大。 在照明条件变化大的环境中或不是用来监视某个固定目标，应采用自动光圈镜头，比如 在户外或人工照明经常开关的地方，自动光圈镜头的光圈的动作由马达驱动，马达受控于摄 像机的视频信号。 手动光圈镜头和自动光圈镜头又有定焦距(光圈)镜头自动光圈镜头和电动变焦距镜头之分。 定焦距(光圈)镜头，一般与电子快门摄像机配套，适用于室内监视某个固定目标的场所 作用。 定焦距镜头一般又分为长焦距镜头，中焦距镜头和短焦距镜头。中焦距镜头是焦距与成 像尺寸相近的镜头；焦距小于成像尺寸的称为短距镜头，短焦距镜头又称广角镜头，该镜头 的焦距通常是28mm以下的镜头，短焦距镜头主要用于环境照明条件差，监视范围要求宽 的场合，焦距大于成像尺寸的称为长焦距镜头，长焦距镜头又称望远镜头，这类镜头的焦距 一般在150mm以上，主要用于监视较远处的景物。 手动光圈镜头，可与电子快门摄像机配套，在各种光线下均可使用。 18 www.anfangjishu.com 安防技术论坛 2010年3月21日星期日 自动光圈镜头，(EF)可与任何CCD摄像机配套，在各种光线下均可使用，特别用于被监 视表面亮度变化大、范围较大的场所。为了避免引起光晕现象和烧坏靶面，一般都配自动光 圈镜头。 电动变焦距镜头，可与任何CCD摄像机配套，在各种光线下均可使用，变焦距镜头是 通过遥控装置来进行光对焦，光圈开度，改变焦距大小的。 1：焦距的大小决定着视场角的大小，焦距数值小，视场角大，所观察的范围也 大，但距离远的物体分辨不很清楚；焦距数值大，视场角小，观察范围小，只要焦距选择合 适，即便距离很远的物体也可以看得清清楚楚。由于焦距和视场角是一一对应的，一个确定 的焦距就意味着一个确定的视场角，所以在选择镜头焦距时，应该充分考虑是观测细节重要， 还是有一个大的观测范围重要，如果要看细节，就选择长焦距镜头；如果看近距离大场面， 就选择小焦距的广角镜头。 2：即光通量，用F表示，以镜头焦距f和通光孔径D的比值来衡量。每个镜头上都标有最大F值，例如6mm／P1．4代表最大孔径为4．29毫米。光通量与F值的平方成反比关系，F值越小，光通量越大。镜头上光圈指数序列的标值为1.4，2，2.8，4，5.6，8，1 1，16，22等，其规律是前一个标值时的曝光量正好是后一个标值对应曝光量的 2倍。也就是说镜头的通光孔径分别是1/1.4，1／2，1／2.8，1／4，1／5.6，1／8，1／11，1／16，1／22，前一数值是后一数值的根号2倍，因此光圈指数越小，则通光孔径越大， 成像靶面上的照度也就越大。另外镜头的光圈还有手动(MANUAL IRIS)和自动光圈(AUTO IRIS)之分。配合摄像头使用，手动光圈适合亮度变化不大的场合，它的进光量通过镜头上的 光圈环调节，一次性调整合适为止。自动光圈镜头会随着光线的变化而自动调整，用于室外、 人口等光线变化大且频繁的场合。 3：自动光圈镜头目前分为两类：一类称为视频(VIDEO)驱动型，镜头本身包含放大器电路，用以将摄像头传来的视频幅度信号转换成对光圈马达的控制。另一类 称为直流(DC)驱动型，利用摄像头上的直流电压来直接控制光圈。这种镜头只包含电流计式 光圈马达，要求摄像头内有放大器电路。对于各类自动光圈镜头，通常还有两项可调整旋钮， 一是ALC调节 (测光调节)，有以峰值测光和根据目标发光条件平均测光两种选择， 一般取平均测光档；另一个是LEVEL调节(灵敏度)，可将输出图像变得明亮或者暗淡。 4：变倍镜头分为手动(MANUAL ZOOM LENS)和电动(AUTO ZOOM LENS)两种，手动变倍镜头一般用于科研项目而不用在闭路监视系统中。在监控很大的场面时，摄 像头通常要配合电动镜头和云台使用。电动镜头的好处是变焦范围大，既可以看大范围的情 况，也可以聚焦某个细节，再加上云台可以上下左右的转动，可视范围就非常大了。电动镜 头有6倍、10倍、15倍、20倍等多种倍率，如果再知道基准焦距，就可以确定镜头焦距 的可变范围。例如一个6倍电动镜头，基准焦距为8．5毫米，那么其变焦范围就是8．5到51毫米连续可调，视场角为31．3到5．5度。电动镜头的控制电压一般是直流8V～16V，最大电流为30毫安。所以在选控制器时，要充分考虑传输线缆长度，如果距离太远， 线路产生的电压下降会导致镜头无法控制，必须提高输入控制电压或更换视频矩阵主机配合 解码器控制。 19 www.anfangjishu.com 安防技术论坛 2010年3月21日星期日 (1)彩色摄像机：适用于景物细部辨别，如辨别衣着或景物的颜色。因有颜色而使信息量增 大，信息量一般认为是黑白摄像机的10倍。 (2)黑白摄像机：是用于光线不足地区及夜间无法安装照明设备的地区，在仅监视景物的位 置或移动时，可选用分辨率通常高于彩色摄像机的黑白摄像机。 (1)影像像素在25万像素（pixel）左右、彩色分辨率为330线、黑白分辨率420线左右的 低档型。 (2)影像像素在25万~38万之间、彩色分辨率为420线、黑白分辨率在500线上下的中档型 (3)影像在38万点以上、彩色分辨率大于或等于480线、黑白分辨率，570线以上的高分辨 率。 (1)普通型：正常工作所需照度为1~3Lux (2)月光型：正常工作所需照度为0.1 Lux左右 (3)星光型：正常工作所需照度为0.01 Lux以下 (4)红外照明型：原则上可以为零照度，采用红外光源成像。 (1)l inch 靶面尺寸为宽12.7mmX高9.6mm,对角线16mm (2)2/3inch靶面尺寸为宽8.8mmX高6.6mm,对角线11mm (3)1/2inch靶面尺寸为宽6.4mmX高4.8mm,对角线8mm (4)1/3inch靶面尺寸为宽4.8mmX高3.6mm,对角线6mm (5)1/4inch靶面尺寸为宽3.2mmX高2.4mm,对角线4mm (6)1/5inch正在开发之中，尚未推出正式产品 此外CCD摄像机有PAL制和NTSC制之分，还可以按图像信号处理方式划分或按摄像机 结构区分。 20 www.anfangjishu.com 安防技术论坛 2010年3月21日星期日 CCD是Charge Coupled Device(电荷耦合器件)的缩写，它是一种半导体成像器件，因而具有灵敏度高、抗强光、畸变小、体积小、寿命长、抗震动等优点。 被摄物体的图像经过镜头聚焦至CCD芯片上，CCD根据光的强弱积累相应比例的电荷，各个像素积累的电荷在视频时序的控制下，逐点外移，经滤波、放大处理后，形成视频信号 输出。视频信号连接到监视器或电视机的视频输入端便可以看到与原始图像相同的视频图 像。 评估摄像机分辨率的指标是水平分辨率，其单位为线对，即成像后可以分辨的黑白线对 的数目。常用的黑白摄像机的分辨率一般为380-600，彩色为380-480，其数值越大成像越 清晰。一般的监视场合，用400线左右的黑白摄像机就可以满足要求。而对于医疗、图像处 理等特殊场合，用600线的摄像机能得到更清晰的图像。 通常用最低环境照度要求来表明摄像机灵敏度，黑白摄像机的灵敏度大约是 0.02-0.5Lux(勒克斯)，彩色摄像机多在1Lux以上。0.1Lux的摄像机用于普通的监视场合；在夜间使用或环境光线较弱时，推荐使用0.02Lux的摄像机。与近红外灯配合使用时，也必须使用低照度的摄像机。另外摄像的灵敏度还与镜头有关，0.97Lux/F0.75相当于 2.5Lux/F1.2相当于3.4Lux/F1. 参考环境照度： 夏日阳光下 100000Lux 阴天室外 10000Lux 电视台演播室 1000Lux 距60W台灯60cm桌面 300Lux 室内日光灯 100Lux 黄昏室内 10Lux 20cm处烛光 10-15Lux 夜间路灯 0.1Lux 电子快门的时间在1/50-1/100000秒之间，摄像机的电子快门一般设置为自动电子快门 方式，可根据环境的亮暗自动调节快门时间，得到清晰的图像。有些摄像机允许用户自行手 动调节快门时间，以适应某些特殊应用场合。 外同步是指不同的视频设备之间用同一同步信号来保证视频信号的同步，它可保证不同 21 www.anfangjishu.com 安防技术论坛 2010年3月21日星期日 的设备输出的视频信号具有相同的帧、行的起止时间。为了实现外同步，需要给摄像机输入 一个复 合同 劳动合同范本免费下载装修合同范本免费下载租赁合同免费下载房屋买卖合同下载劳务合同范本下载 步信号(C-sync)或复合视频信号。外同步并不能保证用户从指定时刻得到完整的 连续的一帧图像，要实现这种功能，必须使用一些特殊的具有外触发功能的摄像机。 CCD器件由硅材料制成，对近红外比较敏感，光谱响应可延伸至1.0um左右。其响应峰值为绿光(550nm)，分布曲线如右图所示。夜间隐蔽监视时，可以用近红外灯照明，人眼看 不清环境情况，在监视器上却可以清晰成像。由于CCD传感器表面有一层吸收紫外的透明电极，所以CCD对紫外不敏感。彩色摄像机的成像单元上有红、绿、兰三色滤光条，所以彩色 摄像机对红外、紫外均不敏感。 CCD的成像尺寸常用的有1/2"、1/3"等，成像尺寸越小的摄像机的体积可以做得更小些。 在相同的光学镜头下，成像尺寸越大，视场角越大。 芯片规格 成像面大小(宽X高) 对角 线 1/2 6.4x4.8mm 8mm 1/3 4.8x3.6mm 6mm 如果想在既有的网路架构下安装IP网路摄影机，一台性能较强的电脑是不可或缺的，可以 选用Windows95/98/NT/2000或Linux作业系统的PC，此外苹果电脑也是一个不错的选择。而一般市面上的电脑通常都具备网路支援功能及浏览器，所以使用者可以很轻易的启动IP 网路摄影机，不需要为其他周边设备伤脑筋。 设定密码以增添网路传输的安全性 如果要采用IP网路摄影机，建议设定密码以保护摄影机所录取的资料；密码既可防止资 料外 ，又可保证摄影机操作设定不会被随意窜改。若要应用在安全需求更高的场所，可将 IP网路摄影机连接到具备特殊保护措施的电脑上，并可采用加密技术，如HTTPS协定等， 以确保资料的机密性。 如果希望捕捉到高品质的影像，用户应注意到电脑萤幕的显示设定，其萤幕色彩至少需 达65.000位元；另外，平面LED显示幕虽然使用起来十分方便，但在观看影像时，效果反 而不如CRT萤幕。其他高品质影像需求如下? 在很多情况下，影像画质较差是由於照度太低。一般而言，光线越强，影像的品质越高； 而在较弱的光线下，影像的色彩容易单调、模糊不清。一般专业摄影师都会采用照相机闪光 灯来弥补光线的不足。 22 www.anfangjishu.com 安防技术论坛 2010年3月21日星期日 此外，解析度较高的摄影机虽可在照度小於1 Lux的条件下工作，但这只是意味著摄影机在1 Lux时可以捕捉到影像，却不代表在1 Lux时能获得良好的影像效果；若要捕捉高解析影像，其照度至少需达到200 Lux。 一般而言，摄影机的动态调节能力是有限的，应尽量避免出现影像上的明亮区域，因为 明亮的影像会导致曝光过多，物体就会显得过暗。 用户可以通过调整摄影机的曝光程度，来取得较平均的照度 如果要将IP网路摄影机安装在室外，则需配置室外用机壳。室外摄影机一般使用自动变焦 镜头，可以调节影像感测器需要的光线，提高摄影机的动态功能，并可保护影像感测器免遭 强光的损坏。 其他户外用IP网路摄影机的的注意事项如下? 夜晚使用摄影机时，为了避免反射和阴影，通常需要照明设备，可以使用红外线照明灯代替 普通灯泡。不过用户必须使用黑白摄影机和带有红外线照明设备的网路影像伺服器，因为黑 白摄影机对红外线感光较为灵敏，而彩色摄影机则无法发挥红外线功能。 尽量避免影像中出现直射的阳光。直射的光线会使摄影机无法捕捉影像，并可能使感测器晶 片上的彩色滤光器永久性脱色，导致影像出现条纹。如果可能的话，安装时需保持摄影机与 阳光照射的方向一致，并尽量避免对准天空拍摄。 在电脑中可以调节影像感测器的增益级别，增益越高，在弱光下的性能越好，但干扰也会扩 大。在光线较弱的时候，用户可以使用高增益以获得较好的性能，在光线品质良好的时候， 用户使用低增益同样可获得高品质的影像。 通常快门速度应设置为1/50或1/60秒；光线弱时曝光时间长，可以获得良好的性能。如果 要捕捉快速移动的影像，快门速度应设定为1/10000秒。 摄影机的底座有两种主要的标准? 1. CS-mount感测器和镜头间的距离应为12.5mm。 2. C-mount感测器和镜头间的距离应为17.5mm。如果无法聚焦，可能是选用了错误的底座 23 www.anfangjishu.com 安防技术论坛 2010年3月21日星期日 类型。 另外，用户也可采用一个5mm的套环（C/CS适配器环），将C-mount镜头转换为 CS-mount镜头。 感测器尺寸越大，镜头越昂贵；1/2"镜头适用於1/2"、1/3"和1/4"感测器，但不适用於2/3"感测器。如果在大感测器上使用一个较小感测器制造的镜头，影像将会出现黑角。 焦距与感测器组合在一起形成了视角；小焦距的视角较宽，较大焦距具有狭窄的远摄视角， 而在调整远摄镜头的聚焦时，操作必须更为精确。 ? 1. 单一焦距?焦距是固定的，如4mm、8mm。 2. 变焦镜头?可以在一定范围内调整焦距，如4-10mm；焦距变化时焦点不变。 3. 变焦点镜头?这是一种低成本的变焦镜头；当焦距更改时，镜头必须重新聚焦；通常为 3.5-8mm。 可变光圈是一种机械装置，用於调节通过镜头的光线数量。在镜头中有三种不同类型的可变 光圈? 1. 手动可变光圈?转动一个环，以调节可变光圈。 2. DC自动可变光圈?摄影机的输出调节可变光圈。 3. 影像自动可变光圈?类比影像信号调节可变光圈；此类型目前不常使用。 室外一般采用自动可变光圈镜头，能保护影像感测器免遭强光的损坏。 PSTN电话模式 广泛应用於连接外部网路，廉价且实用，但传输速度不是很快，有时会产生传输错误状况， 需要重发资料。当下载文件时，最大速度可达56kbit/s，但上载文件时，最大速度是33.6 kbit/s。 ISDN电话模式 在许多国家的使用率都很高，最大传输速度为 128 kbit/s。 xDSL模式 Xdsl模式包括?ADSL、HDSL、IDSL和VDSL等，目前越来越流行。电信服务公司和ISP厂商都提供xDSL传输模式，只要每月支付固定费用，就可以连接网际网路。 不同ISP厂商的标准速度也不尽相同，上载和下载速度也有区别。通常下载速度约为 1Mbit/s，上载速度约为250Kbit/s。 24 www.anfangjishu.com 安防技术论坛 2010年3月21日星期日 有线电视Cable Modem 使用有线电视电缆传输，这种服务在人口密集的都会区域较为流行。不同地区之间的速度也 不同，速度会随周围有多少用户在使用该项服务而有所变化。一般最大速度为1Mbit/s。 T 1连接 由网际网路ISP厂商提供，每月支付固定费用，就可按需要连接到网际网路。此一线路在公 司行号或是网咖等线路使用率较高的单位较为流行。连接速度为1.5 Mbit/s。 10 Mbit 乙太网路 有两种主要标准；使用双绞线的10BaseT和使用同轴电缆(RG-58)的10Base2。由於10Base2有点不可靠，如果电缆上有任何地方发生中断状况，整个网路就会停止工作，所以不常使用。 一般传输容量可以使用10 Mbit/s的50%。 100 Mbit 乙太网路 主要标准是100BaseT，约可使用100Mbit/s容量的50%；如果有交换机，则可以利用100%的容量。 1000 Mbit(GB)乙太网路 用於建筑物的骨干网中，主要标准是1000BaseT，约可使用1000Mbit/s容量的50%；如果有交换机，则可利用100%的容量。 行动电话（GSM、CDMA、CDPD、TDMA） 行动电话模式是连接远端摄影机（如用於交通监控的摄影机）一种很好的应用方式，无需电 话线。其传输速度低，但可满足静态影像的需要。一般通信速度范围为5-20Kbit/s。 无线网路（IEEE 802.11） 由於不需要电缆，无线网路越来越流行。有许多用於高速无线通信的标准，通常最大通信速 度范围为-11Mbit/s；一般实际速度为1Mbit/s。 无线网路（蓝芽） 蓝芽无线通信是一种越来越流行的标准，最大速度为720 Kbit/s，一般实际速度为 500Kbit/s。 选用连接线路的建议 ?电话模式适用於不需要高速传输的应用。 ?xDSL适用於办公室或是商店住家。 ?行动电话或无线网路适用於远端摄影机。 ?建筑物中建议使用100Mbit乙太网路。 行业内人士强调，照度能低到多少，不仅要看镜头的光圈大小（F 值），更要看是在什麽条件限制下才能出现所标示的LUX 值，否则只是流于数字的游戏罢了！以光圈大小（ F 值）而言，光圈愈大则其所代表的F 值愈小，所需的照度愈低。另外电子灵敏度（ELECTRONIC、SENSITIVITY）是否提高，单一画面累积帧数为多少？红外线是ON 还是OFF？„„等都应了解清楚，才不致被规格所标示的照度数值所混淆。 25 www.anfangjishu.com 安防技术论坛 2010年3月21日星期日 低照度摄像机在中国市场的演进过程 1、低照度摄像机在中国市场的演进简单分为以下三步：白天彩色/晚上黑白（COLOR/MONO）转换； 2、低速快门（SLOW/SHUTTER） 3、超感度摄像机（EXVIEW/HAD）。 、 此类摄像机目前在市场上仍有其特定的需求群，国内市场在美国缔佳推出DIS888C 微光夜视摄像机，以前夜视摄像机一直以此类型摄像机为夜视主流产品。 昼夜型（COLOR/MONO）摄像机的照度在国内市场上最低标示数值甚至为0LUX，我们不禁要问：“摄像机乃光学原理制成，0 照度下如何成像？” 白天彩色/晚上黑白（COLOR/MONO）摄像机是利用黑白影像对红外线感度较高的特点， 在一定的光源条件，利用线路切换的方式将影像由彩色转为黑白，以便于搭配红外线。在彩 色/黑白线路转换的技术演进过程中，早期像PHILIPS（飞利浦）、IKEGAMI（池上）、日本JVC 曾采用2 颗SENSOR（1 颗彩色、1 颗黑白）共用一组电路再行切换，目前此类摄像机 已采用单一CCD（彩色）设计，在白天或光源充足时为彩色摄像机，当夜晚降临或光源不足 时（一般在1LUX～3LUX）即利用数位电路将彩色信号消除掉，成为黑白影像，且为了搭配 红外线，亦拿掉了彩色摄像机不可缺的红外线滤除器，此种作法虽可在夜晚达到“低照度” 的目的，白天却有影像模糊，色彩不自然的缺点，并且摄像机的摄像距离会受到红外灯照射 距离的限制。据厂商表示，为了弥补此一缺点，日本SANYO 曾推出利用马达控制滤光片开 合(即随着彩色/黑白影像的切换,开合滤光片)的机种,但此机种似乎也已于市场消失。然 而,COLOR MONO摄像机是否属于“低照度”摄像机,仍相当具争议性,专家指出,真正的“低照度摄像机”应指摄像机本身(所采用的元件,技术)可达到的功能,而白天彩色/晚上黑白的摄像机因受限于CCD 感度,本身并无法改变,只是利用线路切换及搭配红外光的方式将功能 提升,不能算是低照度摄像机。 此类摄像机又称为（画面）累积型摄像机，是利用电脑记忆体的技术，连续将几个因光 线不足而较显模糊的画面累积起来，成为一个影像清晰的画面，运用SLOW SHUTTER 技术降低摄像机照度至0.008LUX/F1.2（×128），并且画面能够累积的帧数(128 帧)是属于甚至包括进口品牌再内的领先水平。此类型低照度摄像机适用于禁止红、紫外线破坏的博物馆， 夜间生物活动观察，夜间军事海岸线监视等，属性较静态场所的监视。运用SLOW SHUTTER 技术的摄像机才是真正的低照度摄像机；某些人认为，标准的低照度摄像机应是指（画面）累 积型的摄像机。 目前属于此类型的低照度摄像机，以进口品牌为主导，大多数进口品牌价格昂贵，且累积帧 数少（32 帧）。 26 www.anfangjishu.com 安防技术论坛 2010年3月21日星期日 超感度摄像机（EXVIEW/HAD），又称24 小时摄像机，为”98 年全世界最热门的机种， 其彩色照度可达0.05LUX，黑白则可达0.003-0.001LUX（亦可搭配红外线以达0LUX）不仅能清晰的辩识影像，更是实时连续的画面。 此类型摄像机主要是采用SONY 元件厂所推出的EXVIEW/HAD/CCD（超感CCD），其运用专利技术将CCD 每一画素的开口率提高，进而达到更低照度的要求，由于该CCD 的制造成本仍高，相对的成品制造商要研发此类摄像机的技术门槛也较高。 EXVIEW HAD CCD+画面累积技术，并且基本消除了拖影现象，估计以目前全球技术而言也属 于领先水平。专业人士认为若EXVIEW/HAD/CCD 一旦普及，则此类摄像机将会是最具明日之 星架势的监视摄像机。 超低照度摄像机是近年来随着半导体技术发展而推出的监控行业热点产品。目前已广泛用于 金融、文博、酒店、写字楼、 住宅小区物业管理等领域。由于传统的摄像机难以满足24小时连续监控（因为不可能在任何地点都做到24小时开灯）的需求，新技术型的超低照度 摄像机抓住这一良机迅速发展起来。 一般的超低照度摄像机大都采用Exview HAD 技术，采用Exview HAD CCD的摄像机， 对外界光线的敏感程度会大大提高，在近红外区域，其感度可以提高到普通摄像机的4倍，如(图1)。因此，即使在非常暗的环境下，这种摄像机通常可以看到人眼看不到的物体，这一 技术的出现受到了监控市场的欢迎，对各种光照环境下均可表现出最佳的效果，特别是配合 专用的红外照明设备，可以得到高清晰度的黑白图像，实现0照度的监控（完全无光的情况下）。在近红外800mm-1100mm的近红外区域，如果配合合适波长的红外照明，就可以实现 清晰的黑白图像。 类似地获得低照度下图像的方法是通过电荷单帧累积方式增加CCD在单帧图像的爆光量， 从而提高摄像机对单帧图像的灵敏度。这种方式也可以获得较低的照度指标，但是需 要降低图像的连贯程度，所以选择这种摄像机时要注意尽可能不要同云台一起使用，否则会 造成丢失画面的现象。在获得低照度下图像上还有一些其它的办法，但都不能从根本上解决 照度问题。 另外，在选择使用低照度摄像机和红外线灯时要注意几点。 ，必须选择适当的镜头。为了提高摄像机对红外灯以及景物的敏感度，应尽可能选 用通光量大的镜头，并注意在使用自动光圈或电动二可变镜头时，要尽可能开大光圈的驱动 电平值。因为一般随着镜头焦距的增加，其通光量会相对减少，在选择红外灯时要留一定的 余量，并注意红外灯的标称指标。 ，红外灯的选配电源应尽可能要满足其所需的最小电功率，经常发生照射距离不够 的情况。 27 www.anfangjishu.com 安防技术论坛 2010年3月21日星期日 ，要考虑被摄像景物的反光程度，由于红外线具备可见光相同的如反射、折射等特 性，因此，在目标景物周围如果没有良好的反光环境（如建筑物、围墙、标牌）时应考虑一 定的距离余量。 镜头是摄像机的眼睛，正确选择镜头以及良好的安装与调整是清晰成像的第一步。当前，1／3"镜头是应用的主流，自动光圈镜头销售量最多，变焦镜头是应用发展的趋势。 1)应依据摄像机到被监视目标的距离，来选择定焦镜头(Fixed Focal Lens)的焦距。 从焦距上区分有短焦距广角镜头、中焦距标准镜头、长焦距远镜头。镜头焦距通常用 值来表示，镜头光圈一般用F表示，F取值以镜头的焦距／和通光孔径d的比值来衡量，F=f/d，每个镜头上均标有其最大的F值。 2)摄像机的镜头规格应与摄像机CCD靶面尺寸(1／2"为6.4hX4.8υ、1／3"为4.8hX3.6υ、1／4"为3.2hX2.4υ)相对应。如果镜头尺寸与摄像机CCD靶面尺寸不一致时，观察角度将 不符合设计要求，或者发生画面在焦点以外等问题。 3)摄像机的水平视觉度数及垂直视觉度数与摄像机CCD靶面尺寸hXυ及镜头焦距f之间有如下关系：水平视觉度数=2arctan (h／2f)； 垂直视觉度数=2arctan (υ/2f)。 4)镜头有自动光圈(auto iris)和手动光圈(manual iris)之分。自动光圈用于被照物光线变 化较多场合，手动光圈用于被照物光线稳定之处。 自动光圈镜头有二种驱动方式：一类为视频输入型Video driver(with Amp)，它将一个视频信号及电源从摄像机输送到透镜来控制镜头上的光圈，这种视频输入型镜头内包含有 放大器电路，用以将摄像机传来的视频信号转换成对光圈马达的控制，另一类称为DC输入型(DC driverno Amp)，它利用摄像机上的直流电压来直接控制光圈，这种镜头内只包含电 流计式光圈马达，摄像机内没有放大器电路。二种驱动方式产品不具可互换性，但现已有通 用型自动光圈镜头推出。 5)镜头安装有C型和CS型两种，C型安装的镜头在CCD摄像机与镜头间多了5mm 调整光圈值的环。C型安装的摄像机可用CS型镜头，但CS安装的摄像机不能使用C型镜头。Philips公司推出革命性的Wizard镜头安装向导，保证镜头与摄像机的完全兼容，这使得在任何环 境下都可得到最优图像。 6)变焦镜头由于在一个镜头内能够使镜头焦距在一定范围内变化，因此可以使被监控的目标 放大或缩小。典型的光学放大规格有诸如6～20倍等不同档次，并以电动缩放镜头(Zoom Lens)应用最普遍。按变焦镜头参数可调整的项目划分有： ?三可变镜头——光圈、聚焦、焦距均需人为调节。 ?二可变镜头——通常是自动光圈镜头，而聚焦和焦距需人为调节。 ?单可变镜头——一般是自动光圈和自动聚焦的镜头，而焦距需人为调节。 28 www.anfangjishu.com 安防技术论坛 2010年3月21日星期日 7)缩放/变焦镜头(Vari Focal Lens)是变焦镜头配合缩放镜头功能，焦距连续可变，可将远 距离物体放大，又可提供一个宽广视景，使监视宽度增加。日本Kowa公司提供从1.6～3.4mm的宽角度镜头到15.0—300mm的远距镜头。 8)除传统的球面镜头外，新一代的是非球面镜头(Aspherical Lens)，镜片研磨的形状为抛物线、二次曲线、三次曲线或高次曲线，并且在设计时就考虑到了镜头的相差、色差、球差 等校正因素，通常一片非球面镜片就能达到多个球面镜片矫正像差的效果，因此可以减少镜 片的数量，使得镜头的精度更佳、清晰度更好、色彩还原更为准确、镜头内的光线反射得以 降低，镜头体积也相应缩小。非球面镜头具有变倍高、物距短、光圈大的特点。变倍高可以 简化镜头的种类，物距短可以应用在近距离摄像的场合，光圈大则可以适应光线较暗的场所， 因此应用领域日渐宽广。日本AVENIA的非球面镜头产品SSV0770，近摄距离可到30cm， 光圈值也可到F1.6，变焦范围可从7.0～70mm，变倍率高达十倍，可用于电视监控等 领域。 摄像部分一般安装在现场,它包括摄像机、镜头、防护罩、支架和电动云台。它的作用是对监视区域进行摄像并将其转换成电信号。 像机分为彩色和黑白两种，一般黑白摄像机要比彩色的灵敏度高，比较适合用于光线不 足的地方，如果使用的目的只是监视景物的位置和移动，可采用黑白摄像机；如果要分辨 被摄像物体的细节，比如分辨衣服和景物的颜色，则采用彩色的比较好。 摄像机的规格可分为1/3〃、1/2〃和2/3〃等，安装方式有固定和带云台二种。 在闭路监控系统中，摄像机又称摄像头或CCD（Charge Coupled Device）即电荷耦合器件。严格来说，摄像机是摄像头和镜头的总称，而实际上，摄像头与镜头大部分是分开购 买的，用户根据目标物体的大小和摄像头与物体的距离，通过计算得到镜头的焦距，所以每 个用户需要的镜头都是依据实际情况而定的，不要以为摄像机（头）上已经有镜头。 摄像头的主要传感部件是CCD，它具有灵敏度高、畸变小、寿命长、抗震动、抗磁场、 体积小、无残影等特点，CCD是电耦合器件（Charge Couple Device）的简称，它能够将光线变为电荷并可将电荷储存及转移，也可将储存之电荷取出使电压发生变化，因此是理想的 摄像元件。是代替摄像管传感器的新型器件。 CCD的工作原理是：被摄物体反射光线，传播到镜头，经镜头聚焦到CCD芯片上，CCD根据光的强弱积聚相应的电荷，经周期性放电，产生表示一幅幅画面的电信号，经过滤波、放大 处理，通过摄像头的输出端子输出一个标准的复合视频信号。这个标准的视频信号同家用的 录像机、VCD机、家用摄像机的视频输出是一样的，所以也可以录像或接到电视机上观看。 CCD芯片就像人的视网膜，是摄像头的核心。目前我国尚无能力制造，市场上大部分摄 像头采用的是日本SONY、SHARP、松下、LG等公司生产的芯片，现在韩国也有能力生产，但 29 www.anfangjishu.com 安防技术论坛 2010年3月21日星期日 质量就要稍逊一筹。 因为芯片生产时产生不同等级，各厂家获得途径不同等原因，造成CCD采集效果也大不相同。在购买时，可以采取如下方法检测：接通电源，连接视频电缆到监视 器，关闭镜头光圈，看图像全黑时是否有亮点，屏幕上雪花大不大，这些是检测CCD芯片最简单直接的方法，而且不需要其它专用仪器。然后可以打开光圈，看一个静物，如果是彩色 摄像头，最好摄取一个色彩鲜艳的物体，查看监视器上的图像是否偏色，扭曲，色彩或灰度 是否平滑。好的CCD可以很好的还原景物的色彩，使物体看起来清晰自然；而残次品的图像 就会有偏色现象，即使面对一张白纸，图像也会显示蓝色或红色。个别CCD由于生产车间的灰尘，CCD靶面上会有杂质，在一般情况下，杂质不会影响图像，但在弱光或显微摄像时， 细小的灰尘也会造成不良的后果，如果用于此类工作，一定要仔细挑选。 １、依成像色彩划分 彩色摄像机：适用于景物细部辨别，如辨别衣着或景物的颜色。 黑白摄像机：适用于光线不充足地区及夜间无法安装照明设备的地区，在仅监视景物的位置或 移动时，可选用黑白摄像机。 ２、依分辨率灵敏度等划分 影像像素在38万以下的为一般型，其中尤以25万像素（512*492）、分辨率为400线的产品最普遍。 影像像素在38万以上的高分辨率型。 ３、按CCD靶面大小划分 CCD芯片已经开发出多种尺寸： 目前采用的芯片大多数为1/3"和1/4"。在购买摄像头时，特别是对摄像角度有比较严格要求的时候，CCD靶面的大小，CCD与镜头的配合情况将直接影响视场角的大小和图像的清晰度。1英寸--靶面尺寸为宽12.7mm*高9.6mm，对角线16mm。 2/3英寸--靶面尺寸为宽8.8mm*高6.6mm，对角线11mm。 1/2英寸--靶面尺寸为宽6.4mm*高4.8mm，对角线8mm。 1/3英寸--靶面尺寸为宽4.8mm*高3.6mm，对角线6mm。 1/4英寸--靶面尺寸为宽3.2mm*高2.4mm，对角线4mm。 ４、按扫描制式划分 PAL制。 NTSC制。 中国采用隔行扫描（PAL）制式（黑白为CCIR），标准为625行，50场，只有医疗或其它专业领域才用到一些非标准制式。另外，日本为NTSC制式，525行，60场（黑白为EIA）。 ５、依供电电源划分 110VAC（NTSC制式多属此类）， 220VAC， 24VAC。12VDC或9VDC（微型摄像机多属此类）。 ６、按同步方式划分 内同步：用摄像机内同步信号发生电路产生的同步信号来完成操作。 外同步：使用一个外同步信号发生器，将同步信号送入摄像机的外同步输入端。 功率同步（线性锁定，line lock）：用摄像机AC电源完成垂直推动同步。 外VD同步：将摄像机信号电缆上的VD同步脉冲输入完成外VD同步。 多台摄像机外同步：对多台摄像机固定外同 步，使每一台摄像机可以在同样的条件下作业，因各摄像机同步，这样即使其中一台摄像机 转换到其他景物，同步摄像机的画面亦不会失真。 7、按照度划分，CCD又分为： 普通型 正常工作所需照度1~3LUX 月光型 正常工作所需照度0.1LUX左右 星光型 正常工作所需照度0.01LUX以下 红外型 采用红外灯照明，在没有光线的情况下也可以成像 30 www.anfangjishu.com 安防技术论坛 2010年3月21日星期日 8、按外观分：有机板型、针孔型、半球型。 CCD彩色摄像机的主要技术指标 （１）CCD尺寸，亦即摄像机靶面。原多为1/2英寸，现在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，是CCD的主要性能指标，它决定了显示图像的清晰程度，分辨率越高，图 像细节的表现越好。CCD是由面阵感光元素组成，每一个元素称为像素，像素越多，图像越 清晰。现在市场上大多以25万和38万像素为划界，38万像素以上者为高清晰度摄像机。 （３）水平分辨率。彩色摄像机的典型分辨率是在320到500电视线之间，主要有330线、380线、420线、460线、500线等不同档次。 分辨率是用电视线（简称线TV LINES）来表示的，彩色摄像头的分辨率在330~500线之间。分辨率与CCD和镜头有关，还与摄像头电 路通道的频带宽度直接相关，通常规律是1MHz的频带宽度相当于清晰度为80线。 频带越宽，图像越清晰，线数值相对越大。 （４）最小照度，也称为灵敏度。是CCD对环境光线的敏感程度，或者说是CCD正常成像时所需要的最暗光线。照度的单位是勒克斯（LUX），数值越小，表示需要的光线越少，摄像 头也越灵敏。月光级和星光级等高增感度摄像机可工作在很暗条件，2~3lux属一般照度，现在也有低于1lux的普通摄像机问世。 （５）扫描制式。有PAL制和NTSC制之分。 （６）摄像机电源。交流有220V、110V、24V，直流为12V 或9V。 （７）信噪比。典型值为46db，若为50db，则图像有少量噪声，但图像质量良好；若为60db，则图像质量优良，不出现噪声。 （８）视频输出。多为1Vp-p、75Ω，均采用BNC接头。 （９）镜头安装方式。有C和CS方式，二者间不同之处在于感光距离不同。 （１）同步方式的选择 A、对单台摄像机而言，主要的同步方式有下列三种： 内同步--利用摄像机内部的晶体振荡电路产生同步信号来完成操作。 外同步--利用一个外同步信号发生器产生的同步信号送到摄像机的外同步输入端来实现同步。 电源同步--也称之为线性锁定或行锁定，是利用摄像机的交流电源来完成垂直推动同步，即 摄像机和电源零线同步。 B、对于多摄像机系统，希望所有的视频输入信号是垂直同步的，这样在变换摄像机输出时， 不会造成画面失真，但是由于多摄像机系统中的各台摄像机供电可能取自三相电源中的不同 31 www.anfangjishu.com 安防技术论坛 2010年3月21日星期日 相位，甚至整个系统与交流电源不同步，此时可采取的措施有： 均采用同一个外同步信号发生器产生的同步信号送入各台摄像机的外同步输入端来调节同步。 调节各台摄像机的"相位调节"电位器，因摄像机在出厂时，其垂直同步是与交流电的上升沿正过零点同相的， 故使用相位延迟电路可使每台摄像机有不同的相移，从而获得合适的垂直同步，相位调整范 围0~360度。 （２）自动增益控制 所有摄像机都有一个将来自CCD的信号放大到可以使用水准的视频 放大器，其放大量即增益，等效于有较高的灵敏度，可使其在微光下灵敏，然而在亮光照的 环境中放大器将过载，使视频信号畸变。为此，需利用摄像机的自动增益控制（AGC）电路去探测视频信号的电平，适时地开关AGC，从而使摄像机能够在较大的光照范围内工作，此 即动态范围，即在低照度时自动增加摄像机的灵敏度，从而提高图像信号的强度来获得清晰 的图像。 （３）背景光补偿 通常，摄像机的AGC工作点是通过对整个视场的内容作平均来确定的， 但如果视场中包含一个很亮的背景区域和一个很暗的前景目标，则此时确定的AGC工作点有可能对于前景目标是不够合适的，背景光补偿有可能改善前景目标显示状况。 当背景光补偿为开启时，摄像机仅对整个视场的一个子区域求平均来确定其AGC工作点，此时如果前景目标位于该子区域内时，则前景目标的可视性有望改善。 （４）电子快门 在CCD摄像机内，是用光学电控影像表面的电荷积累时间来操纵快门。 电子快门控制摄像机CCD的累积时间，当电子快门关闭时，对NTSC摄像机，其CCD累积时间为1/60秒；对于PAL摄像机，则为1/50秒。当摄像机的电子快门打开时，对于NTSC摄像机，其电子快门以261步覆盖从1/60秒到1/10000秒的范围；对于PAL型摄像机，其电子快门则以311步覆盖从1/50秒到1/10000秒的范围。当电子快门速度增加时，在每个视 频场允许的时间内，聚焦在CCD上的光减少，结果将降低摄像机的灵敏度，然而，较高的快 门速度对于观察运动图像会产生一个"停顿动作"效应，这将大大地增加摄像机的动态分辨 率。 （５）白平衡 白平衡只用于彩色摄像机，其用途是实现摄像机图像能精确反映景物状况， 有手动白平衡和自动白平衡两种方式。 连续方式--此时白平衡设置将随着景物色彩温度的改变而连续地调整，范围为 2800~6000K。这种方式对于景物的色彩温度在拍摄期间不断改变的场合是最适宜的，使色彩 表现自然，但对于景物中很少甚至没有白色时，连续的白平衡不能产生最佳的彩色效果。 按钮方式--先将摄像机对准诸如白墙、白纸等白色目标，然后将自动方式开关从手动拨到设置 位置，保留在该位置几秒钟或者至图像呈现白色为止，在白平衡被执行后，将自动方式开关 拨回手动位置以锁定该白平衡的设置，此时白平衡设置将保持在摄像机的存储器中，直至再 次执行被改变为止，其范围为2300~10000K，在此期间，即使摄像机断电也不会丢失该设置。 以按钮方式设置白平衡最为精确和可靠，适用于大部分应用场合。 32 www.anfangjishu.com 安防技术论坛 2010年3月21日星期日 开手动白平衡将关闭自动白平衡，此时改变图像的红色或兰色状况有多达107个等级供调节，如增加或减少红色各一个等级、增加或减少兰色各一个等级。除次之外，有的摄像 机还有将白平衡固定在3200K（白炽灯水平）和5500K（日光水平）等档次命令。 （６）色彩调整 对于大多数应用而言，是不需要对摄像机作色彩调整的，如需调整则需细 心调整以免影响其他色彩，可调色彩方式有： 红色-黄色色彩增加，此时将红色向洋红色移 动一步。 红色-黄色色彩减少，此时将红色向黄色移动一步。 兰色-黄色色彩增加，此时将 兰色向青兰色移动一步。 兰色-黄色色彩减少，此时将兰色向洋红色移动一步。 新型摄像机对前述各项可选参数的调整采用数字式调整控制，此时不必手动调节电位计而是 采用辅助控制码，而且这些调整参数被储存在数字记忆单元中，增加了稳定性和可靠性。 DSP摄像机 在模拟制式的基础上引入部分数字化处理技术，称为数字信号处理（DSP，DIGITAL SIGNAL PROCESSOR）摄像机。该种摄像机具有以下优点： １、由于采用了数字检测和数字运算技术而具有智能化背景光补偿功能。常规摄像机要求被 摄景物置于画面中央并要占据较大的面积方能有较好的背景光补偿，否则过亮的背景光可能 会降低图像中心的透明度。而DSP摄像机是将一个画面划分成48个小处理区域来有效地检 测目标，这样即使是很小的、很薄的或不在画面中心区域的景物均能清楚地呈现。 ２、由于DSP技术而能自动跟踪白平衡，即可以在任何条件检测和跟踪"白色"，并以数字运算处理功能来再现原始的色彩。传统的摄像机因系对画面上的全部色彩作平均处理，这样如 果彩色物体在画面上占据很大面积，那么彩色重现将不平衡，也就是不能重现原始色彩。DSP摄像机是将一个画面分成48个小处理区域，这样就能够有效地检测白色，即使画面上只有 很小的一块白色，该摄像机也能跟踪它从而再现出原始的色彩。 在拍摄网格状物体时，可 将由摄像机彩色噪声引起的图像混叠减至最少。 C与CS接口的区别在于镜头与摄像机接触 面至镜头焦平面（摄像机 CCD光电感应器应处的位置）的距离不同，C型接口此距离为17.5mm., CS型接口此距离为12.5mm.。 C型镜头与C型摄像机，CS型镜头与CS型摄像机可以配合使用。C型镜头与CS型摄像机之间增加一个 5mm的C/CS转接环可以配合使用。CS型镜头与C型摄像机无法配合使用。 何谓照度？照度（LUX）数值达到多少为低照度？多少数值能适应摄取影像的周围环境？ 照度是反映光照强度的一种单位，其物理意义是照射到单位面积上的光通量，照度的单 位是每平方米的流明（Lm）数，也叫做勒克斯（Lux）： 1Lux=1Lm/平方米上式中，Lm是光通量的单位，其定义是纯铂在熔化温度（约1770?）时，其1/60平方米的表面面积于1球面度的立体角内所辐射的光量。 为了对照度的量有一个感性的认识，下面举一例进行计算，一只100W的白炽灯，其发出的总光通量约为1200Lm，若假定该光通量均匀地分布在一半球面上，则距该光源1m和5m 33 www.anfangjishu.com 安防技术论坛 2010年3月21日星期日 处的光照度值可分别按下列步骤求得： 半径为1m的半球面积为2π×12=6.28平方米 距光源1m处的光照度值为： 1200Lm/6.28平方米=191Lux同理、半径为5m的半球面积为:2π×52=157平方米 距光源5m处的光照度值为： 1200Lm/157平方米=7.64Lux 可见，从点光源发出的光照度是遵守平方反比律的。 1LUX大约等于1烛光在1米距离的照度，我们在摄像机参数规格中常见的最低照度 （MINIMUM.ILLUMINATION），表示该摄像机只需在所标示的LUX数值下，即能获取清晰的影像画面，此数值越小越好，说明CCD的灵敏度越高。同样条件下，黑白摄像机所需的照度远 比尚须处理色彩浓度的彩色摄像机要低10倍。 一般情况：夏日阳光下为100，000LUX；阴天室外为10000LUX；室内日光灯为100LUX；距60W台灯60CM桌面为300LUX；电视台演播室为1000LUX；黄昏室内为10LUX；夜间路灯为0.1LUX；烛光（20CM远处）10～15LUX。 照度参考表： 34 www.anfangjishu.com 安防技术论坛 2010年3月21日星期日 自然界中的一切物体，只要它的温度高于绝对温度(-273?)就存在分子和原子无规则的运动，其表面就不断地辐射红外线。红外线是一种电磁波，它的波长范围为0.78 ~ 1000um， 不为人眼所见。红外成像设备就是探测这种物体表面辐射的不为人眼所见的红外线的设备。 它反映物体表面的红外辐射场，即温度场。 注意：红外成像设备只能反映物体表面的温度场。 对于电力设备，红外检测与故障诊断的基本原理就是通过探测被诊断设备表面的红外辐射信 号，从而获得设备的热状态特征，并根据这种热状态及适当的判据，作出设备有无故障及故 障属性、出现位置和严重程度的诊断判别。 为了深入理解电力设备故障的红外诊断原理，更好的检测设备故障，下面将初步讨论一 下电力设备热状态与其产生的红外辐射信号之间的关系和规律、影响因素和DL500E的工作 原理。 所谓黑体，简单讲就是在任何情况下对一切波长的入射辐射吸收率都等于1的物体， 也就是说全吸收。显然，因为自然界中实际存在的任何物体对不同波长的入射辐射都有一定 的反射(吸收率不等于1)，所以，黑体只是人们抽象出来的一种理想化的物体模型。但黑体 热辐射的基本规律是红外研究及应用的基础，它揭示了黑体发射的红外热辐射随温度及波长 变化的定量关系。 下面，我着重介绍其中的三个基本定律。 1． 辐射的光谱分布规律-普朗克辐射定律 一个绝对温度为T(K)的黑体，单位表面积在波长λ附近单位波长间隔内向整个半球空 间发射的辐射功率(简称为光谱辐射度)Mλb (T)与波长λ、温度T满足下列关系： Mλb (T)=C1λ-5[EXP(C2/λT)-1]-1 式中C1-第一辐射常数，C1=2πhc2=3.7415×108w?m-2?um4 C2-第二辐射常数，C2=hc/k=1.43879×104um?k 普朗克辐射定律是所有定量计算红外辐射的基础，介绍起来比较抽象，这里就不仔细讲 了。 2． 辐射功率随温度的变化规律-斯蒂芬-玻耳兹曼定律 35 www.anfangjishu.com 安防技术论坛 2010年3月21日星期日 斯蒂芬-玻耳兹曼定律描述的是黑体单位表面积向整个半球空间发射的所有波长的总辐 射功率Mb(T)(简称为全辐射度)随其温度的变化规律。因此，该定律为普朗克辐射定律 对波长积分得到： Mb(T)=?0?Mλb(T)dλ=σT4 式中σ=π4C1/(15C24)=5.6697×10-8w/(m2?k4)，称为斯蒂芬-玻耳兹曼常数。 斯蒂芬-玻耳兹曼定律表明，凡是温度高于开氏零度的物体都会自发地向外发射红外热 辐射，而且，黑体单位表面积发射的总辐射功率与开氏温度的四次方成正比。而且，只 要当温度有较小变化时，就将会引起物体发射的辐射功率很大变化。 那么，我们可以想象一下，如果能探测到黑体的单位表面积发射的总辐射功率，不是就 能确定黑体的温度了吗？因此，斯蒂芬-玻耳兹曼定律是所有红外测温的基础。 3． 辐射的空间分部规律-朗伯余弦定律 所谓朗伯余弦定律，就是黑体在任意方向上的辐射强度与观测方向相对于辐射表面法线 夹角的余弦成正比，如图所示 Iθ=I0COSθ 此定律表明，黑体在辐射表面法线方向的辐射最强。因此，实际做红外检测时。应尽可 能选择在被测表面法线方向进行，如果在与法线成θ角方向检测，则接收到的红外辐 射信号将减弱成法线方向最大值的COSθ倍。 1． 基尔霍夫定律 物体的辐射出射度M(T)和吸收本领α的比值M/α与物体的性质无关，等于同一温度下黑体的辐射出射度M0(T)。其表明，吸收本领大的物体，其发射本领大，如果该物体不能发射 某一波长的辐射能，也决不能吸收此波长的辐射能。 2． 发射率 实验表明，实际物体的辐射度除了依赖于温度和波长外，还与构成该物体的材料性质及表面 状态等因素有关。这里，我们引入一个随材料性质及表面状态变化的辐射系数，则就可把黑 体的基本定律应用于实际物体。这个辐射系数，就是常说的发射率，或称之为比辐射率，其 定义为实际物体与同温度黑体辐射性能之比。 这里，我们不考虑波长的影响，只研究物体在某一温度下的全发射率： ε(T) = M(T)/M0(T) 则斯蒂芬-玻耳兹曼定律应用于实际物体可表示为： M(T) =ε(T).σT4 物体对于给定的入射辐射必然存在着吸收、反射和透射，而且吸 收率α，反射率ρ和透 射率τ之和必然等于1： α+ρ+τ=1 而且，其反射和透射部分不变。因此，在热平衡条件下，被物体吸收的辐射能量必然转化为 该物体向外发射的辐射能量。由此可断定，在热平衡条件下，物体的吸收率必然等于该物体 在同温度下的发射率： 36 www.anfangjishu.com 安防技术论坛 2010年3月21日星期日 α(T)=ε(T) 其实由基尔霍夫定律，我们也可以推断出以上公式： M(T)/ α(T)=M0(T) ε(T) =α(T) ε(T) = M(T)/M0(T) 则对于一个不透明的物体ε(T) =1-ρ(T) 根据上式，我们不难定性地理解影响发射率大小的下列因素： 1． 不同材料性质的影响 不同性质的材料因对辐射的吸收或反射性能各异，因此它们 的发射性能也应不同。一般当温度低于300K时，金属氧化物的发射率一般大于0.8。 2． 表面状态的影响 任何实际物体表面都不是绝对光滑的，总会表现为不同的表 面粗糙度。因此，这种不同的表面形态，将对反射率造成影响，从而影响发射率的数值。这种影响的大小同时取决于材料 的种类。 例如，对于非金属电介质材料，发射率受表面粗糙度影响较小 或无关。但是，对于金属材料而言，表面粗糙度将对发射率产生较大影响。如熟铁，当表面状况为毛面，温度为300K时，发射率为0.94；当表面状况为抛光，温度为310K时，发射率就仅为0.28。 另外，应该强调，除了表面粗糙度以外，一些人为因素，如施 加润滑油及其他沉积物(如涂料等)，都会明显地影响物体的发射 率。 因此，我们在检测时，应该首先明确被测物体的发射率。在一 般情况下，我们不了解发射率，那么只有用相间比较法来判别故 障。而对于电力设备，其发射率一般在0.85-0.95之间。 3． 温度影响 温度对不同性质物体的影响是不同的，很难做出定量的分析， 只有在检测过程中注意。 上面我们曾经讨论过物体对于给定的入射辐射必然存在着吸收、反射，而当达到热平衡后， 其吸收的辐射能必然转化为向外发射的辐射能。因此，当我们在一个变电站中，检测任意一 个目标时，所检测出来的温度，必然还存在着附近其它物体的影响。 因此，我们在检测时，要注意检测的方向和时间，使其它物体的影响降到最小。 大气对物体的辐射有吸收、散射、折射等物理过程，对物体的辐射强度会有衰减作用， 我们称之为消光。 大气的消光作用与波长相关，有明显的选择性。红外在大气中有三个波段区间能基本完全透 过，我们称之为大气窗口，分为近红外（0.76 ~ 1.1um），中红外（3 ~ 5um），远红外（8 ~ 14）。 37 www.anfangjishu.com 安防技术论坛 2010年3月21日星期日 对于电力设备，其大部分的温度较低，集中在300K ~ 600K(27? ~327?)左右，在这 一温度区间内，根据红外基本定律可以推导出，设备发射的红外辐射信号，在远红外8 ~ 14um 区间内所占的百分比最大，并且辐射对比度也最大。因此，大部分电力系统的红外检测仪器 工作在8 ~ 14um的波长之内。 不过，请注意，即使工作在大气窗口内，大气对红外辐射还是有消光作用。尤其，水蒸气对 红外辐射的影响最大。因此，在检测时，最好在湿度小于85%以下，距离则越近越好。 （传感器）是一种当入侵者接近它时能触发报警的探测装置。在接近探测器中， 通常有一个高频率的LC震荡电路，震荡电路的LC回路通过导线连通到外部的金属部件上。当人体靠近时，通过空间的电磁偶合，会改变LC回路的谐振频率，引起震荡频率改变，探测器的检测电路能够识别这种频率的改变而发出警示信号。 接近探测器比较适用于室内，如对写字台、文件柜、保险柜等一些特殊物件提供保护， 也可以用于对门窗的保护。通常被保护的物件是金属的，实际上可以构成保护电路的一部分， 因而只要有人试图破坏系统时，就会立即触发报警。 接近探测系统的主要优点是多用性和通用性，它几乎可用来保护任何物体，而且不会被 几米以外的干扰所激发。一旦有人靠近或接触到珠宝箱、文件柜、门窗准备行窃时，便会触 发报警，但在附近的正常业务工作可以照常进行。 接近探测器的电路设计，需要注意几个关键的技术要点：?频率的选择，频率太低检测 灵敏度低，太高容易产生误报，还要尽量避开电台频率点；?耗电量要小，接近探测器有时 被做成一个小巧的便携式报警器，需要使用电池供电，而且使用电池供电也有利于提高电路 的抗干扰能力，减少误报；?LC震荡回路的谐振频率，还会受外界环境因素（如温度和湿 度）的影响，因此检测震荡频率的缓慢变化没有意义，应该检测震荡频率的突然变化，只有 震荡频率的“突变”才与可能的盗情相关。 能够探测固定物体位置被移动的传感器称为移动探测器。其实运动是无处不在的，地球 在转动，地球上的任何东西都在“移动”，这里所要探测的其实是相对的移动，比如放置在 桌面上的物体被移开了桌面、停放的车辆被开动或搬动了等等。 移动探测器材最适合于如文件柜、保险箱等贵重、机要特殊物件的保护，也适宜于与其 他系统结合使用，来防止盗贼破墙而入。移动探测器的有效性与应用的正确与否有很大关系。 它常常用来对某些一般情况下有人员在活动的保护区内的特殊物件提供保护。 探测被警戒的物体发生移动，必须找到移动所能够产生的物理量变化，现在至少有：机 械方法、光学方法、电磁方法、震动探测法 38 www.anfangjishu.com 安防技术论坛 2010年3月21日星期日 光以直线传播，因此称为“光线”，如果光的传播路径被阻挡，光线既中断，光不能继 续传播。主动光入侵探测器就是利用了光的直线传播特性作入侵探测，由光发射器和光接收 器组成，收、发器分置安装，收发器之间形成一道光警戒线，当入侵者跨越该警戒线时，阻 挡了光线，接收器失去光照而发出报警信号。 一般情况下，选择可见光光谱之外的红外辐射光作为发射器的光源，使入侵者不能够 察觉警戒光线的存在。为了避免受自然日光照射的干扰，通常采取两种技术措施： ?在接收器的受光窗口上加滤色镜，过滤其他的光线； ?对发射器光线进行幅度（强度）调制，具体做法是：使用红外线发光二极管作发射器 光源的发光器件，并且使用频率为几KHz的调制信号，对发射器光源的供电电源的电压或电 流进行调制，使发射器发出的光线强度也按照调制信号的规律变化。在接收器中，采用采用 红外接收二极管接收光信号，并通过具有调谐回路的放大器对信号进行选频放大，这样就可 以滤除与调制信号频率不同的其他信号的干扰，日光是不受任何调制的的稳定光线，它在接 收二极管上产生的信号，自然也就被滤除而不产生响应。 利用“黑体辐射”的物理学原理：只要物体的温度高于绝对零度，就会不停地向四周 辐射光线，辐射的光线波长与物体的温度相关。人体在正常体温下，能够发射出远红外线， 肉眼不能够看到它，但通过红外线传感器就可探测到这种远红外线，因此能够发现入侵者。 这种探测器的核心部件是热释电红外探测元件，配置上用透明塑料制成的“菲聂尔”透镜， 就能够对一定的空间范围进行监控，安装方便、灵敏度高、不需要辅助光源、耗电少，而且 成本还比较低，因此是现在比较流行的一种电子安防产品部件。 入侵探测器是用来探测入侵者的移动或其他动作的电子及机械部件所组成的装置。包括 主动红外入侵探测器、被动红外入侵探测器、微波入侵探测器、微波和被动红外复合入侵探 测器、超声波入侵探测器、振动入侵探测器、音响入侵探测器、磁开关入侵探测器、超声和 被动红外复合入侵探测器等。 每一种入侵探测器都具有在保安区域内探测出入员存在的一定手段，装置中执行这种任 务的部件称为探测器或传感器。 理想的入侵探测器仅仅响应人员的存在，而不响应如狗、猫及老鼠等动物的活动，也不 响应室内环境的变化，如温度、湿度的变化及风、雨声音和振动等。要做到这一点不很容易， 大多数装置不但响应了人的存在，而且．对一些无关因素的影响也产生响应。对报警器的选 择和安装也要考虑使它对无关因素不作响应，同时信号的重复性要好。 设计报警装置时首先要掌握和分析各种入侵行动的特点。入侵者在进入室内时首先要排 除障碍，他必须打开门窗，或在墙上、地板和顶棚上开洞。因此可以安装一些开关报警器， 39 www.anfangjishu.com 安防技术论坛 2010年3月21日星期日 使入侵者刚开始行动时就触发开关。另一个应考虑的特点是光和红外线不能透过人体，因此 可以利用安装光电装置的方法来探测入侵活动。 还有一个十分重要的特点是人体正常体温能发射红外线，利用红外线传感器就可探测出 人体辐射的热量。此外，入侵者在行窃时不可避免的要发出声响，使用声控传感器便可探测 室内发出的异常声响。利用超声波和微波入侵探测器是根据人体的移动会干扰超声波或电磁 场的原理而工作的。 各种探测器有各自不同的工作原理，它们各有优缺点。要使探测器在任何场合都能有效 地发挥作用，就应该进行精心选择、精心安装，安装时应尽可能考虑到对探测器的保护措施。 由于家庭、商店、团体和企业等部门各自的情况不同，使用的入侵探测器也不尽相同。 为了获得最佳保安效果，通常需要根据用户的实际情况对报警系统进行裁剪，这样才能使探 测器更好地发挥作用。 没有入侵行为时发出的报警叫做误报。误报可能由于元件故障或某些外界影响而造成， 它所产生的恶劣后果是 不堪设想的，最轻的后果是因为增加了许多不必要的麻烦而使人感到厌烦，从而大大降低报警器的可信度。可以设想，如果商店和库房管理人员经常由于误报 而被从床上叫起，他们就不会愿意使用这种报警装置。最坏的后果是它使警察或保安人员毫 无必要地火速赶到现场，这样他们本身的安全和周围人们的安全都会受到危害。因此，误报 是报警器的致命弱点。 1）微波多普勒入侵探测器 常常被称为雷达报警器，因为它实际上是一种多普勒雷达。是应用多普勒原理，辐射一 定频率的电磁波，覆盖一定范围，并能探测到在该范围内移动的人体而产生报警信号的装置。 从技术上讲，一般要求探测器应由一个或多个传感器和信号处理器组成，探测器应具有 能改变探测范围的方法。 微波多普勒入侵探测器如果安装恰当就很难被破坏。利用微波探测器还可以用一台设施 来保护两个以上的房间。微波入侵探测器对于捕获躲藏起来的窃贼非常有效，只要躲藏的人 进入保安区域就会触发报警器。 微波入侵探测器的主要缺点是安装要求较高，如果安装不当，微波信号就会穿透装有许 多窗户的墙壁而导至频繁的误报。另一个缺点是它会发出对人体有害的微量能量，因此必须 将能量控制在对人体无害的水平。此外，微波报警装置会受到空中交通和国防部门所用的高 能量雷达的干扰。 2）超声波入侵探测器 超声波入侵探测器与微波入侵探测器原理一样，也是应用多普勒原理，通过对移动人体 反射的超声波产生响应，从而引起报警，超声波入侵探测器利用超声波的波束探测入侵行为， 40 www.anfangjishu.com 安防技术论坛 2010年3月21日星期日 与微波入侵探测器一样是最有效的保安设施之一。超声波报警器必须对保安区域内微小运动 非常敏感，同时又不会受气流的影响。 超声波报警装置的有效性取决于能量在保安区域内多次反射。像墙壁、桌子和文件柜这 样的硬表面对声波具有很好的反射作用，而地毯、窗帘和布等软质材料则是声波的不良反射 体。因此，具有坚硬墙壁这样反射表面的小区域，比装有壁毯和许多窗帘的办公室所需的传 感器少。充满软质材料的区域最好使用其他保安方法。 另外，如果房间里通风很好，或是房间的某个部位在加温，使空气流动较大，就会使相对安 装的超声波报警器发生误报。因为在空气流动较大的情况下，如果发射信号顺风时，发出的 超声波到达接收机的速度就会较静止时快，这样一来，驻波波形就会被破坏，从而触发报警 器。 发射机与接收机之间的红外辐射光束，完全或大于给定的百分比部分被遮断能产生报警 状态的探测装置。 主动红外入侵探测器一般由单独的发射机和接收机组成，收、发机分置安装，性能上要 求发射机的红外辐射光谱应在可见光光谱之外。为防止外界干扰，发射机所发出的红外辐射 必须经过调制，这样当接收机收到接近辐射波长的不同调制频率的信号，或者是无调制的信 号后，就不会影响报警状态的产生和干扰产生的报警状态。 当人体在探测范围内移动，引起接收到的红外辐射电平变化而能产生报警状态的探测装 置。 对灵敏度的要求是，当人体正常着装，以每秒一步的速度，在探测范围内任意作横向运动， 连续步行不到3米，探测器便能产生报警状态。 被动红外入侵探测器采用热释电红外探测元件来探测路动目标。只要物体的温度高于 绝对零度，就会不停地向四周辐射红外线，利用移动目标(如人、畜、车)自身辐射的红外线 进行探测。 与其他类型的保安设备比较，被动红外入侵探测器具有如下特点： 1、不需要在保安区域内安装任何设备，可实现远距离控制； 2、由于是被动式工作，不产生任何类型的辐射，保密性强，能有效地执行保安任务； 3、不必考虑照度条件，昼夜均可用，特别适宜在夜间或黑暗条件下工作； 4、由于无能量发射，没有容易磨损的活动部件，因而功耗低、结构牢固、寿命长、维护简 便、可靠性高。 41 www.anfangjishu.com 安防技术论坛 2010年3月21日星期日 将微波和被动红外两种单元组合于一体，且当两者都处于报警状态才发出报警的装置。 这种复合探测器由微波单元、被动红外单元和信号处理器组成，并装在同一机壳内。微波和 红外探测范围大小相当且重叠，在机壳内有调节两者重叠的装置。 最简单的入侵探测器，由围绕保护区域的闭合电路所组成，一旦入侵者进入该区域，即 会破坏电路而触发报警。 机电探测器包括： 1、金属箔探测器。最常用的机电探测器是将金属箔或金属带装在门窗上形成探测电路的组 成部分，由于入侵行为而损坏金属箔时就会触发报警； 2、门窗开关。门窗开关可用于机电入侵报警器； 3、玻璃破碎探测器。在各类偷盗案件中，案犯以暴力手段打破玻璃门窗而侵入室内作案的 案例占有相当大的比例，因此玻璃破碎探测器在防盗报警中具有很大的使用价值； 4、倾斜与振动开关。顾名思义，所谓倾斜开关或振动开关就是能敏感倾斜或振动而进行开、 关的器件。 机电探测器最基本的优点是它的工作原理简单，电路元件很少，因此可靠性相对较高。只要 安装与维护得当，再加装备份的隐蔽开关，报警器可具有较好的保安性能，它可作为较高级 报警系统的极好后备系统；另外，由于机电探测器可以看得见并易于识别，所以对大多数“业 余”窃贼和破坏分子有一定的威慑作用，对于惯犯也有一定迷惑作用。比如说，当他发现机 电报警器后，便会信心十足地先设法损坏报警器，然后放心地开始作案，这时他就可能触发 更高级的报警系统。 但是机电探测器不可能保护所有可能进入保护区的通道，即使所有的门窗都装上这种探 测器，入侵者仍可穿过墙壁、顶棚或地板而侵入室内。机电探测器的另一缺点是它的安装问 题，如果缺乏想象力和安装经验，就不易取得好的效果。它的敏感元件十分暴露，容易被案 犯处理后失效。 光电探测器利用光线具有直线传播的特点，因此它适合于探测出入口或较开阔而没有物 体阻挡光束的区域。如果区域较大，可以使用镜子来反射光。光电探测器的主要缺点是，它 不适用于短而又不直的通道。若用于短而不直的通道，则需使用多面镜子，而每面镜子的安 装位置不准或被沾染污物都会造成误报。另外入侵者还可能利用镜子反射光束，使光束不被 阻断的方法潜入保安区内而不被探测出来。 光探测器是一种不用光源驱动的光探测器。这种装置可自动测出保安区内的光线强度， 并能对突然的变化作出反应。 42 www.anfangjishu.com 安防技术论坛 2010年3月21日星期日 红外体温探测器是光探测器的另一种形式，它可由入侵者身体发出的热能触发。这种探 测器不会响应室温上升或下降的变化。但是当温度约等于人体温度的目标(如入侵者)从敏感 区域进入非敏感区域时，报警器就能检测出辐射的差别，并触发报警。红外体温探测器的灵 敏度很高，而且不容易被破坏。但如果入侵者的体温与室内环境的温度一致，那么报警器就 会失效，实际上这是很难实现的。 接近探测器是一种当入侵者接近它(但还未碰到它)时能触发报警的探测装置。在室外应用接近探测器时很容易发生误报，必须在应用时采取特殊的措施。最常见的影响是温度和湿 度的变化，下雨时，影响就更大了，要采用高级的绝缘材料来支承放感导线，以便将雨水的 影响减小到最低限度。 接近探测器更适用于室内，如对写字台、文件柜等一些特殊物件提供保护。通常被保护 的物件是金属的，实际上可以构成保护电路的一部分。敏感导线接到柜子的框架上，作为敏 感电路中电容器的一个极板。 接近探测器非常适合于对特定物件的保护。它的最突出优点是可以很方便地将被保护物 体当作电路的一部分，因而只要有人试图破坏系统时，就会立即触发报警。 接近探测系统的主要优点是多用性和通用性，它几乎可用来保护任何物体，而且不会被几米 以外的干扰所激发。一旦有人靠近珠宝箱、文件柜行窃时，便会触发报警，但在附近的正常 业务工作可以照常进行。 接近探测系统的主要缺点是太灵敏，如果为了适应某一种应用而把灵敏度调得太高时， 容易造成频繁的误报。与其他系统不同，它不可能将电源插头一插就能使系统正常工作，而 必须进行一定的调整，使误报的概率降低到最低限度。 除了可用于门户的入口控制以外，还可用来监控入侵者出现的区域，但这时警卫人员必 须一直监听着是否有入侵行动所发出的声音。但另一方面，入侵者一般又都是尽可能地不出 声的，尤其是一个警卫要监控几个不同的区域时困难就更大了。增加一个触发电路便可克服 上述缺点。 音响入侵探测器材有许多局限性。在正常条件下，当背景噪声在很宽的范围内变化时，这种 探测器很容易造成误报。对于门窗上挂有较厚的帘子、地面铺有厚地毯的场合也不适用。此 外，有的部门机械设备昼夜自动地接通断开会产生不停的声音，这时也不宜使用上述探测器。 音响入侵探侧器的突出优点是，它可用来鉴别引起报警的原因。 振动探测器与音响入侵探测器实质上是相同的。振动系统的传感器是一个振动探测器， 这种探测器必须要有机械位移才能产生信号；振动探测器材最适合于如文件柜、保险箱等贵 重、机要特殊物件的保护，也适宜于与其他系统结合使用，来防止盗贼破墙而入。振动探测 43 www.anfangjishu.com 安防技术论坛 2010年3月21日星期日 器的有效性与应用的正确与否有很大关系。它常常用来对某些一般情况下有人员在活动的保 护区内的特殊物件提供保护。 防火（Flame proof）电线电缆为具有防火性能电线电缆的总称，通常分为阻燃电线电缆 和耐火电线电缆两类。从防火安全和消防救生出发，对电线电缆防火性能的要求越来越多， 例如： 阻燃（Flame retardancy）--阻滞、延缓火焰沿着电线电缆的蔓延，使火灾不扩大。 耐火（Fire resistance）--在火焰燃烧情况下能保持一定时间的运行，即保持线路的完整 性（Circuit integrity）。 无卤（Free halogen）--构成电线电缆的材料不含卤素，其燃烧产物的腐蚀性较低。 低卤（Low halogen）--构成电线电缆的材料中可含有卤素，但含量较低。 低烟（Low smoke）--电线电缆燃烧时产生的烟尘较少，即透光率较高。 低毒（LOW toxicity）--电线电缆材料燃烧时产生的气体毒性较低。 我国阻燃和耐火电线电缆的研究开发始于1982年。经过5年时间，即1987年，许多电缆厂家已投入生产并为用户所认同。针对当时对燃烧特性的命名和型号比较混乱的情况，笔 者提出以燃烧试验方法相对应的电线电缆燃烧特性，对防火电线电缆进行分类，用汉语拼音 的首位字母定型作为相应普通电线电缆型号的前缀。其中阻燃电线电缆类的型号ZR和耐火电线电缆类的型号NH已沿用至今。 随着防火电线电缆在开发研究中所取得的许多新进展，原有型号已不敷使用。加之投 产厂家越来越多，在制订企业标准时，对有关型号各取所需，又造成新的混乱。最突出的表 现是，电线电缆的燃烧特性相同，但名称和型号却不同。业内及用户强烈要求改变这个状况， 希望对型号予以统一。为此，本文提出防火电线电缆型号的编制方法，供日后编制企业标准 或行业标准参考。 44 www.anfangjishu.com 安防技术论坛 2010年3月21日星期日 （1）一个型号对应于一个燃烧特性，有相应的试验方法和具体的指标可以考核，并用汉语 拼音的首位字母表示，尽量简化。 （2）型号用前缀方法加在普通电线电缆型号之前。 （3）普通电线电缆固有的燃烧特性，不另给型号。 （4）留有补充发展的余地。 目前我国标准与IEC国际标准尚有些差别，因为有些标准，IEC颁布在我国标准之后，根据 等同采用国际标准的原则，今后这种差别将会消除。 3.1关于阻燃（ZURAN） 根据IEC 332，阻燃有单根和成束之分。十多年前，我国电线电缆主要为聚氯乙烯、氯丁橡 皮等含卤制品，通过单根垂直燃烧试验在产品标准中是基本要求，因此不需要给予单根阻燃 的型号。而把成束C类作为阻燃电线电缆的基本要求，把B类和A类作为用户必须特别指定 的阻燃要求。因此，用阻燃（ZURAN）的首位字母ZR作为型号也就盛行一时了。 现在的情况不同。聚烯烃如聚乙烯、聚丙烯、乙丙、天然一丁苯等是易燃材料，当其阻燃制 品能通过单根垂直燃烧试验时就要给以型号，来与原有的易燃特性相区别。这个型号用Z。成束燃烧因有阻燃A类、阻燃B类、阻燃C类、阻燃D类之分，因此用ZA、ZB、ZC、ZD型号来区分。其中阻燃D类为IEC的新提案，适用于外径12mm及以下的电线电缆。其所用试 样的非金属材料总体积仅为C类的1/3，即0.5L/m。要求供火时间20min和烧焦高度小于2.5m则与C类相同。因为这个提案尚待表决通过。 此外，IEC 332－3有一个规定，即做A类试验时，若试样取间隔排列（有一芯导体大于35mm2的场合）在标准梯子前面排列不下时，可在后面排列，并且用AF／R表示。或采用宽型梯（0.8m宽）全部排在梯子的前面（用AF表示），并且用双喷灯供火。但若大规格电缆在标准梯子 前面排得下时，则用单喷灯供火，仍记作AF。为简化型号，对于这一类情况均记作ZA。 3.2关于耐火（NAIHUO） 根据我国标准GB 12666.6－90，耐火分A类和B类二个级别。A类的供火温度为950?～ 1000?,B类的供火温度为750?～800?。早先曾用NH型号表示耐火电线电缆，按IEC 331－1970标准要求，相当于我国标准的B类。由于有些用户要求A类耐火电线电缆，故把型 号扩展为NA和NB，以示区别。但是，在最近IEC新出版的标准IEC60331－1999中，供火温度仍为750C～800?，而提高试验温度的建议尚在考虑中。因此，如等同采用编制新的国 家标准时，耐火等级就没有A类B类之区分。届时耐火电线电缆型号可以简化为队如果将来 IEC把试验温度再分出类别来，我们的型号就有了发展的余地。 值得注意的是，英国对耐火电缆的要求花样最多，因而有许多型号。考虑到英国对IEC的影响，IEC对提高试验温度、喷水和机械冲击已在考虑之中，因此，附加冲击（CHONGJI）用型号C，附加喷水（PENSHUI）用型号S，以备日后使用。 45 www.anfangjishu.com 安防技术论坛 2010年3月21日星期日 注：耐火、喷水耐火和冲击时火试验是分别进行的。如通过耐火 950?3h和750?冲击的电缆型号为CY;通过650?3h耐火、950?20min耐火、650?喷水和 650?冲击要求的电缆型号为ASWX，余类推。其最高级别型号为CwZ。 3.3 关于低卤（DILU）、无卤（WULU）低烟（DIYAN）、低容（DIDU） 关于低卤（DILU），用D表示。用IEC60754－1：1994（国标为GB／T 17650.1－1998）方法测定HCI含量。标准中无指标，建议HCI?100 mg／g。 关 于无卤（WULU）即低腐蚀性，用 W表示：用IEC 60754－2：1991（1997修正），我国等同采用的国标为 GB／T17650.2－1998方法测定，揩标为PH?4.3，r（电导率）?10ps／mm。国外不少国家或公司把无卤标准定为 HCI?5mg／g，国人也有所仿效，这是不恰当的。 因为IEC 60754－l已明确指出该方法不能用来测定 HCI含量小于5mg／g的材料，即不能判定"无卤"。其次，当HCI含量＞2mg／g时，其水溶液的PH值就小于4.3，即不符IEC60754－2的要求。此外，有人认为IEC定的指标PH?4.3，而德国的指标是PH?3.5，因此IEC的要求比德国高。这只是表面现象。其实两者的效果是完全相同的。有机会笔者将另文再作 介绍。 关于低烟（DIYAN），也用D表示。虽与低卤的D重复，但已约定俗成，在型号组合时 也不致误解。低烟的国际标准要求为透光率?60％。必须指出，我国以 PVC为基的所谓低卤低烟材料所制作的电线电缆，其低烟达不到上述要求，不应采用低烟的型号。除非在产品 标准中另有说明，例如降低透光率的指标，并说明该指标低于国际标准或国家标准的要求， 以免用户误解。 关于低毒（DIDU），不能再用D表示，而用U。有关标准IEC尚在考虑中。目前使用较多的是英国海军工程标准NES713，用毒性指数（TI）表示，如要求绝缘材料的毒性指数小 于3、护套的毒性指数小于5。国内有些厂家称可提供无卤、低烟、无毒电缆，这里所称的 无毒是不恰当的，应为低毒。因无卤、低烟材料燃烧时会产生有毒的CO，如材料中含有P、N、S，则生成的有毒气体还要多。 3.4关于型号的组合 当某～电线电缆具有多种燃烧特性时，按国际惯例，某型号及称谓按下列顺序（没有的 项目应略去）； 无（低）卤一低烟一低毒一阻燃一耐火 例如： （1）阻燃（A）类聚氯乙烯绝缘聚氯乙烯护套电力电缆，型号为：ZA－VV （2）低卤阻燃（B类）PVC绝缘PVC护套电力电缆，型号为： DZB－VV （3）低卤低烟阻燃（C类）PVC绝缘PVC护套电力电缆，型号为：DDZC-VV 46 www.anfangjishu.com 安防技术论坛 2010年3月21日星期日 （4）无卤低烟阻燃（A类）交联聚乙烯绝缘钢带销装聚烯烃护套电力电缆，型号为： WDZA-YJY23（外护层的聚烯烃护套用数字3） （5）无卤低烟阻燃（B类）交联聚乙烯绝缘聚烯烃护套电力电缆，型号为：WDZB一YJY（聚烯烃型号用Y不用X、E、O或P，据GB／T13849－1993） （6）无卤低烟耐火（A类）交联聚乙烯绝缘聚烯烃护套电力电缆，型号为：WDNA－YJY （7）耐火（B类）聚氯乙烯绝缘聚氯乙烯护套电力电缆，型号为：NB-VV 3.5必须注意的问题 以上提出了根据电线电缆的燃烧特性来确定相应型号和称谓的方法。现就目前出现的一 些问题及如何处理说明如下： （1）不要给阻燃戴高帽子为使电线电缆达到阻燃的要求，有 各种各样的方法。例如，采用以无机阻燃剂为基的胶泥填充（即所谓"隔氧层"、"隔火层"等）或以无机阻燃剂为基的涂料涂覆的阻燃市带（即所谓"高阻燃带"、"隔氧隔火带"等）包绕，在解决交联聚乙烯绝缘等易燃材料组成的电缆阻燃问题上起着非常重要的作用，甚至可 以达到阻燃A类的水平。但不要给它戴上"高阻燃"、"超高阻燃"、"特高阻燃"的帽子，不要采用GZR的型号。这是因为，依据的燃烧试验方法和指标相同，都是IEC 332－3或GB 12666.5，所以不管采用何种手段和方法来实现阻燃，其型号和称谓应该相同。目前阻燃的 最高级别是ZA。值得指出的是，不要给阻燃电缆起新名字，如隔氧层电缆、隔火层电缆等， 否则，在国际招标中就让人难以理解。 （2）称谓不要颠来倒去你叫"无卤低烟"，他叫"低烟无卤"，在实质上没有差别，但称谓就 不统一。而且导致型号可以是WD，也可以是DW，颠来倒去也不统一。在国外，称谓都是先 卤后烟。例如，法国阿尔卡特公司称HALOGEN FREE LOW SMOKE CABLES（无卤低烟电缆），型号为XLS；英国德尔塔公司称 ZERO HALOGEN LOW SMOKECABLES（应译无卤低烟电缆，不 译零卤低烟电缆，以免自造混乱），型号为OHLS，等等。可见还是叫"无卤低烟"好。同理，"低卤低烟"不要叫做"低烟低卤"。 （3）阻燃不要称为难燃阻燃与国际通用的 FLAME RETARDANT切合，因为RETARDANT是延迟、阻止之意。日本人称为难燃；并把阻燃剂叫做难燃剂。为统一称谓，叫阻燃好，型号用Z不用N。 （4）矿物绝缘（MI）电缆不要再Pg防火电缆矿物绝缘（MI）电缆是有别于有机绝缘电缆的 另类电缆，阻燃和耐火是其固有特性之一，因此，在需防火的地方，可推荐选用MI电缆。但不必把它再叫做防火电缆，以免与有机绝缘的阻燃电缆和耐火电缆相混淆。更不要再加一 个型号。国内把MI电缆叫做防火电缆，是有人认为它的阻燃和耐火性能更好。实，试验方 法和考核指标都是一样的。 （5）关于耐火电缆的阻燃等级根据新近出版的英国标准BS7629-1997和 BS6387－1994，耐火电缆的阻燃特性要求是通过单报垂直燃烧试验。因此，如果我国予以仿效，在制订标准时 也可统一规定耐火电缆的阻燃等级为单根阻燃，则在耐火电缆的型号中可把阻燃的代号省 去。当然，如用户要求提高阻燃等级，再在型号中把阻燃代号介入即可。 47 www.anfangjishu.com 安防技术论坛 2010年3月21日星期日 电缆的燃烧特性都每时总体，并不计较各组成构件的个别特性，这不仅使电缆设计乾有 用脑之地，而且为型号和称谓的简化也提供了有利条件。 以上防火电线电缆型号编制方法承上启下，顺应国内约定谷成习惯，简便直观，容易记 忆，且便于今后特性的增删。希望能为大家所接受或提出 意见 文理分科指导河道管理范围浙江建筑工程概算定额教材专家评审意见党员教师互相批评意见 。 21世纪，综合布线系统进入了一个以千兆传输速率为标志的六类UTP时代、以万兆传输速率为标志的光缆时代。特别是2002年6月，TIA/EIA-568B标准发布以来，千兆布线系统已经开始使用，然而很多的设计商、承建商、用户在追求速度的同时，却忽视了一个潜在的设 计漏洞——火险。 据权威机构调查表明，很多建筑发生火灾都是由于电缆老化路短而导致自燃等原因造成 的电气火灾。而在火灾发生后最严重的灾害是火势廷电缆线路的曼延。如何减少安全隐患， 提高系统的安全性，成为很多新建建筑的首要安全问题。 今天的智能大厦首先应该是安全的大厦，才能保证系统智能化的正常工作。本文针对目 前布线行业中存在的问题：1、UTP和光缆的防火标准规则；2、关于防火线缆的认证机构是UL还是ETL争论；3、如何识别线缆的防火性能等进行了探讨。 标准与规则 在引入结构化布线系统后，安装在商业建筑中的电缆总量有了很大的增长。通常电缆被 绑扎成束并安装在吊顶天花板与建筑夹层之间的空间内，或安装在抬高的地板下。这就要求 特别注意电缆的性能，不仅在于它们的传输特性，也在于防止潜在的火险。 世界上有关防火的法规有很多。目前投入市场的各种通讯电缆，具有上千种不同的标准 和要求，每一种都具有不同的耐火、防烟、抗腐蚀和放毒性等特性。这些特性取决于电缆的 材料成分、外皮尺寸及内部导线绝缘等。使用火焰传播性低、阻燃性高的电缆，可以防止火 焰快速蔓延到建筑物的其他部分以及建筑物内易燃的材料上，使人们拥有更多的时间逃生。 下面的标准定义了通讯电缆防火和燃烧指标，详细说明了有关火警和火焰的技术条件和 测试方法。 ?美国国家电工标准（National Electrical Code, NEC）800条款 ?加拿大电气标准（Canadian Electrical Code, CEC） ?国际电工委员会（International Electrotechnical Committee, IEC）332 ?电气技术标准化欧洲委员会（CENELEC）HD 405 ?英国的BS4066 48 www.anfangjishu.com 安防技术论坛 2010年3月21日星期日 美国国家电气规程（NEC）、加拿大CSA和美国UL实验室列表是国际上最为广泛接受的 电气安全要求。在规程中对钢缆和光纤都有防火要求。规程中最严重的2项灾害是电回路的起火和电缆上火势的蔓延。条款800针对钢缆分为：CMP——用干阻燃，CMR——用于垂直主干，CM——用于普通使用（除阻燃和垂直主干外）等，要求通信的电缆必须经测试和满 足防火、机械和电子标准，并经过实验室的独立测试（保险实验室）。条款770针对带电导体的光纤电缆的安装分为：OFN——导体光纤电缆，OFNP——非导体阻燃，OFNR——非导体垂直主干。其中OPNF为阻燃最高等级。 NEC的防火标准由美国国家防火协会（National Fire Protection Assiciation，NFPA）发布，并且每3年修订一次，最近一次发布于1996年。NEC800条款制定了所有安装于建筑物内的 通讯电线和电缆必须遵守的4个等级的防火要求。它们还必须用明显的标记标明。这些电缆 标记有助于确认安全等级，并且从建筑物检验和危险评估的观点来说也是有价值的。 安全实验室（Under writer Laboratories，UL开发了核实电缆是否符合NEC标准的测试方法。 NEC Article 800：CSA FT6/UL 910：用于空气环境中空间传递的电缆和光缆的火焰传播和 烟雾浓度的测试。最大的火焰蔓延长度为本1.50米．通过这种测试的电缆被认为是适用于 压力通风空间的阻燃级电缆。 NEC Article 800：CSA FT4/UL 1666：用于安装在垂直竖井中的电缆和光缆的火焰传播的 测试。最大的火焰蔓延长度为本1.50米耐火温度为方便用户454.4摄氏度，所设计的垂直主干级电缆须通过这种测试。 UL和ETL都是防火线缆的认证机构 对于NRTL（北美认可实验室）而言，无论测试产品还是认证产品都必须取得资格认证。 认证包括定期的工厂核查以保证制造者连续生产的产品符合工厂核查 手册 华为质量管理手册 下载焊接手册下载团建手册下载团建手册下载ld手册下载 。当前，在北美有 9家被认可的NPTL，电子检测实验室（ETL），包括安全实验室（UL）以及加拿大协会（CSA）等，他们可以测试、核实和认证通讯电缆的防火等级和 TIA／ EIA类别性能。 在美国，由国家认可测试实验室（NRTL）进行燃烧测试并编制电缆一览表。由居住安 全与健康管理局（OSHA）负责对NRTL的任命并监察他们与任命标准的连续一致性。每次任 命有效期为5年。包括UL和ETL测试实验室在内，共有9个NRTL。这些实验室还将测试通讯电缆是否符合ANSI／TIA／EIA－568－AB性能（类）规范。 在加拿大，加拿大标准委员会可指定实验室作为一个认证组织（CO）或者测试组织（TO）。组织如C（UL）和 C（ETL）。 这些实验室按照标准进行测试，并负责保证电缆充分标明了适当的防火等级。实验室还 对工厂进行审查以保证制造工艺的一致性。 如何识别线缆的防火性能 49 www.anfangjishu.com 安防技术论坛 2010年3月21日星期日 防火性能在线缆外皮上有标记，下面以IBDN电缆编码为例。 Nordx／CDT提供了三个系列的增强型水平电缆。它们是IBDN—1200、IBDN—2400和IBDN一4800LX系列。IBDN－1200由1212、1213、1224等特殊电缆组成。IBDN－2400和IBDN－4800LX系列与之类似。前两位数（如“12”“24”’）与最大建议数据传输率有关，当用于IBDN千兆位布线解决方案时，电缆可分为1.2和 2.4Gbps。 第三位数与电缆设计有关，表示如下： ?1表示UTP和使用一些卤化材料（如PVC、LSPVC或FEP） ?2表示U T P和使用低烟无毒材料（如：LSOH） 最后一位数代表火焰传播等级，表示如下： ?1表示CM、CMX通用目的； ?2表示 CMR（inc.FT－4）*竖井； ?3表示CMP阻燃； ?4表示 IEC 332－l。 Nordx／C D T还提供三个系列的光缆。它们是IBDN—FX300、IBDN—FX600和 IBDN－FX2000光纤线缆，防火性能的标记为： OFN——非导体光纤线缆 FNR——一非导体垂直主干 OFNP——一非导体光纤阻燃 阻燃级线缆 用于压力通风管道的阻燃级线缆，列示和认证标记为CMP，OFNP。该线缆具有高阻燃性、冒烟少，可用于空气流通的空间如升高的天花板和地板。 竖井级线缆 垂直安装的经过一层以上的线缆，或垂直安装于通风竖井内，列示和认证标记为 CMR，OFNR。这 些线缆具有阻燃性并可以防止火焰的蔓延。 50 www.anfangjishu.com 安防技术论坛 2010年3月21日星期日 类别、用途 导体 绝缘 内护层 特征 铠装置 外护层 N-农用电缆 L-铝线芯 V-聚氯乙烯 H-橡套 CY-充汕 0-无 0-无 V-聚氯乙烯塑料绝缘电缆 X-橡皮 F-氯丁橡皮护套 D-不滴流 1- 1-纤维层 X-橡皮绝缘电缆 Y-聚乙烯 L-铝套 F-分相护套 2-双钢带 2-聚氯乙烯套 YJ-交联聚乙烯绝缘电缆 Q-铅套 P-贫油干绝缘 3-细圆钢丝 3-聚乙烯套 ZQ-纸绝缘电缆 V-聚氯乙烯 P-屏蔽 4-粗圆钢丝 Y-聚乙烯套 Z-直流 型号 名称 使用范围 铜芯 铝芯 VV VLV 聚氯乙烯绝缘聚氯乙烯护套电力电缆 敷设在室内、管道内、隧道内 VV VLV 聚氯乙烯绝缘聚乙烯护套电力电缆 敷设在室内、管道内、隧道内 VV22 VLV22 聚氯乙烯绝缘钢带铠装聚氯乙烯护套电缆 敷设在地下，能承受机械外力作用 VV23 VLV23 聚氯乙烯绝缘钢带铠装聚乙烯护套电缆 RVVP：铜芯聚氯乙烯绝缘屏蔽聚氯乙烯护套软电缆 电压300V/300V 2-24芯 用途：仪器、仪表、对讲、监控、控制安装 RG：物理发泡聚乙烯绝缘接入网电缆 用于同轴光纤混合网（HFC）中传输数据模拟信号 UTP：局域网电缆 用途：传输电话、计算机数据、防火、 防盗保安系统、智能楼宇信息网 KVVP：聚氯乙烯护套编织屏蔽电缆 用途：电器、仪表、配电装置的信号传输、控制、测量 SYWV（Y）、SYKV 有线电视、宽带网专用电缆 结构：（同轴电缆）单根无氧圆铜线+物理 发泡聚乙烯（绝缘）+（锡丝+铝）+聚氯乙烯（聚乙烯） RVV（227IEC52/53） 聚氯乙烯绝缘软电缆 用途：家用电器、小型电动工具、仪表及 动 力照明 AVVR 聚氯乙烯护套安装用软电缆 SBVV HYA 数据通信电缆（室内、外）用于 电话通信及无线电设备的连接以及电话配线网的 分线盒接线用 RV、RVP 聚氯乙烯绝缘电缆 RVS、RVB 适用于家用电器、小型电动工具、仪器、仪表及动力照明连接用电缆 BV、BVR 聚氯乙烯绝缘电缆 用途：适用于电器仪表设备及动力照明固定布线用 RIB 音箱连接线（发烧线） KVV 聚氯乙烯绝缘控制电缆 用途：电器、仪表、配电装置信号传输、控制、 测量 SFTP 双绞线 传输电话、数据及信息网 UL2464 电脑连接线 VGA 显示器线 SYV 同轴电缆 无线通讯、广播、监控系统工程和有关电子设备中传输射频信号（含综合用同轴电 51 www.anfangjishu.com 安防技术论坛 2010年3月21日星期日 缆） SDFAVP、SDFAVVP、SYFPY 同轴电缆，电梯专用 JVPV、JVPVP、JVVP 铜芯聚氯乙烯绝缘及护套铜丝编织电子计算机控制电缆 以上是本人笔记整理，错误之处请高手指正！ 谢谢！ 线材选型 1、 视频线 摄像机到监控主机距离?200米，用RG59（128编）视频线。 摄像机到监控主机距离＞200米，用SYV75-5视频线。 2、 云台控制线 云台与控制器距离?100米，用RVV6×0.5护套线。 云台与控制器距离＞100米，用RVV6×0.75护套线。 3、 镜头控制线 采用RVV4×0.5护套线。 4、 解码器通讯线 应采用RVV2×1屏蔽双绞线 5、 摄像机电源线 若系统有20台普通摄像机，摄像机到监控主机的平均距离为50米，则应使用BVV6m 2铜芯双塑线作电源主线，不同距离所使用的电源线见如下表： 摄像机到监控主机的平均距离 34~50m 21~33m ?20m 222电源线规格（2线） 6m 4 m 2.5m 监控系统线路铺设 1、 视频线敷设注意事项 1.1、 若摄像机到监控主机（图像处理器、矩阵控制主机或数码录像机）的距离少于2 00米，可用RG59视频线，若超过200米，应该采用SWY-75-5视频线，以保证监控图像 的质量。 1.2、 对于安装在电梯内的摄像机，在电梯井内布线应采用星铁槽并接地处理，以减少 电梯电机启动时对视频信号造成的干扰。 52 www.anfangjishu.com 安防技术论坛 2010年3月21日星期日 1.3、 如果摄像机安装在室外（如大院门口或停车场等），线路需要在室外走线或通过 架空钢缆走线，条件允许的情况下要安装视频避雷器（因为加装防雷设备会造成工程总造价 的增加），即分别在摄像机端和监控主机端各安装1个视频避雷器，而且每个视频避雷器均 要接地（室外摄像机要单独打地线，监控室的视频避雷器可统一接地），以防止感应雷对设 备造成损坏。 2、 控制线敷设注意事项 2.1、 在模拟监控系统中，若安装配云台变焦镜头的摄像机，并采用云台镜头控制器进 行控制，控制线的选择应根据摄像机与云镜控制器的距离确定。当距离少于100米时，云台控制线可采用RVV6×0.5护套线，；当距离大于100米时，云台控制线应采用RVV6×0.75护套线，镜头控制线均采用RVV4×0.5护套线。 如果该模拟监控系统是通过矩阵控制主机对云台和镜头进行控制，一般需要用到解码 器，控制线路敷设可参考所用矩阵控制主机的技术要求。 2.2、 在数码监控系统中，若安装配云台变焦镜头的摄像机，则需要通过解码器对云台 和镜头进行控制。解码器一般安装在摄像机旁，解码器与数码录像机采用RS485总线进行通信。布线应采用RVVP2×1屏蔽双绞线从数码录像机先引至距离最近的解码器1，然后由解码器1引至解码器2 ……现在的16路数码录像机最多可接16台解码器，而RS485通讯线的总长度最长可达1200米。接线示意图如下：见基础知识内的相关帖。 解码器有AC 220V和AC 24V两种供电类型，若选用AC 24V解码器，则一般由AC 24V变压器统一供电。特别需要注意的是，由于有些解码器输出的DC 12V电源有干扰，用于摄像机供电时会对图像造成一定的影响，因此需要统一对摄像机（12V）供电。 3、 摄像机电源线敷设注意事项 市面上采用DC 12V供电的普通摄像机工作电流约为200~300mA，一体化摄像机为350~400mA。如果摄像机的数量较少（5台以内）且摄像机与监控主机的距离较近（少于50米），每台摄像机可单独布RVV2×0. 5电源线到监控室并用小型变压器供电。如果摄像机 的数量较多，则应采用大功率的12V直流稳压电源集中供电。 在方案设计和施工过程中，要考虑到所有摄像机的总功率和由传输线路所造成的电压降 （俗称“线损”，规格为1m 2的铜导线每100m的电阻是1.8Ω）。对于一幢楼的监控，施工2时一般用2条2.5~6m的铜芯双塑线作为电源的主干由监控室引至线井，并沿线井走至各 摄像机所在楼层的线井。对于楼层各摄像机的供电，可由该层线井引1条RVV2×1或RVV2×1.5（若该层的摄像机数量超过6台）电源线给摄像机供电，或用RVV2×0.5护套线一一对应供电。 我们所说的UPS就是不间断电源，它的英文全称为Uninterruptible Power System。UPS是伴随着计算机的诞生而出现的，作为计算机的外围设备，UPS是一种含有储能装置， 53 www.anfangjishu.com 安防技术论坛 2010年3月21日星期日 以逆变器为主要元件，稳压稳频输出的电源保护设备，它可以解决现有电力的断电、地电压、 高电压、突波、杂讯等现象，使计算机系统运行更加安全可靠。现在已经被广泛应用于计算 机、交通、银行、证券、通信、医疗、工业控制等行业，并且正在迅速地走入家庭。 通常我们把UPS依设计架构区分为三种，即后备式、在线式及线上互动式。 UPS依输出波形区分为：方波、正弦波及阶梯波。纯净的市电就是标准的正弦波，是最理想的波形； 方波的高次谐波量较多，会影响精密仪器的工作；阶梯波是方波的特殊形式，它介于方波与 正弦波之间，这种波形输出的UPS适合对电源要求不特别严格的负载使用。 UPS依容量区分为小型UPS：10KVA以下；中型UPS：10KVA以上，100KVA以下；大型UPS：100KVA以上。种类繁多的UPS在电池供电状态下区分不大，都为逆变器输出，主要区别在于市电状态下的 工作状态。此时，在线式仍为逆变器输出，有独立的充电电路；线上互动式（或称在线互动 式或线上交互式）为直接输出或市电经变压器耦合输出，此时逆变器为充电器；后备式为直 接输出或市电经变压器耦合输出，此时逆变器不工作有单独的充电电路。 一台UPS至少可以使用3年以上。用户在挑选UPS电源时，应根据自己的要求来确定 挑选标准，选择最适合使用的UPS，而不是最便宜的或最高档的。一般来说，应就负载设备 所处理资料的重要性、各种用电设备对电源质量的要求、安装与空间要求及其经济预算等因 素综合考虑，同时也要考虑UPS的重量和体积大小合适。总的来说，用户应该考虑三个因素： 即技术性能、服务保证和产品价格。 ：先确认你需要何种类型的UPS 就中国目前的电力状况而言，UPS是一种非常必要的电源保护设备，不同的用户对UPS类型的需求也是不同的，如：重要设备须选用性能优异，安全系数极高的在线式机种，在线 式UPS功能完善，能抵抗来自电网上的各种侵害，如高压、尖峰、浪涌、杂讯干扰等等，输 出纯净的电源，时刻保护您的负载。 网络用户除选用在线式外，亦可考虑线上互动式UPS。线上互动式UPS虽种类较多，品质良莠不全，但象山特的Inter系列UPS，通过电源软件监测网络环境，管理网络电源， 也是很适合网络使用的。 个人及家庭用户可以考虑选用后备式机型，后备式UPS价格低廉，外形轻巧，是个人 电脑理想伙伴。它在从市电切换到电池供电时的转换时间小于10毫秒，而PC机具有储存电能的电容，可忍受小于20毫秒的停电转换时间，所以不会影响PC机的正常使用。 ：确定你所需要的UPS功率（VA）值 列出所有需保护的设备，别忘了显示器、主机、外挂硬盘等。 每一设备的电压及电源数据可在其背板上找到，把两者相乘即可获得（VA）伏安值。 54 www.anfangjishu.com 安防技术论坛 2010年3月21日星期日 有些设备用瓦特（W）表明电能需要，将瓦数乘以1.4即可获得大致的伏安值。 把所有部件的VA值汇总；将汇总值加上30%的预留扩充容量，以备系统升级时使用。 ：确定负载设备所需要的备用时间 断电时，负载设备只需进行存盘、关机操作，建议选择标准型UPS。 断电时，负载设备仍需进行长时间运转，应当选择长效型UPS。 ：选择一个好品牌的UPS是非常重要的，原因是： 好品牌的UPS，产品质量有保证。 售后服务周到、及时。一台UPS的使用寿命至少有3年，所以最好选择能提供3年保修服务的品牌。另外销售与维修服务网点覆盖面的大小也是购买时需考虑的因素，这可以保 证对产品的及时维护及维修。 好品牌UPS的厂商珍惜产品声誉，对用户的承诺言而有信。 由于一般负载在启动瞬间存在冲击电流，而UPS内部功率元件都有一定的安全工作区 范围，尽管我们在选用器件时都留有一定的余量，但是过大的冲击电流还是会缩短元器件的 使用寿命，甚至造成元器件损坏，因此在使用时尽量减少冲击电流带来的损害。一般UPS在旁路工作是抗冲击能力较强，我们可以利用这特点在开机时采用以下方式进行，先送市电 给UPS，使其处于旁路工作，在逐个打开负载，先开冲击电流较大的负载，再开冲击电流较 小的负载，然后UPS面板开机，使其处于逆变工作状态。开机时千万不能将所有负载同时开 启，也不可带载开机。 关机顺序如下，先逐个关闭负载，再将UPS面板关机，使UPS处于旁路工作而充电器继续对电池组充电，如果不需要UPS输出，将UPS完全关闭，再将输入市电断开即可。 后备式UPS在市电正常情况下，皆为旁路供电，只靠输入保险丝起保护，如用户使用 时不注意这点，而超载使用，虽然市电状态下UPS还可继续工作，但是当市电异常转电池逆 变工作时，就会因过载保护而关机。严重时会造成UPS损坏，以上情况都会造成输出中断， 给用户带来一定的损失。因此在使用后备式UPS时应特别注意不要超载使用。 长效型UPS由于采用外接电池组以延长供电时间，所以，外接电池的好坏直接影响到 UPS的放电时间。因此在使用长效型UPS是应特别注意电池的使用和保养，关于电池使用保 养请参阅以后内容。由于长效型UPS外置电池与UPS主机是分开的，相互间由电池连线相连， 一般正常使用时不会有什么问题，但是当用户在装机（山特C系列3K以上机器必须由专业人员安装）或移机时就需要进行重新连线，在连线时因注意以下几个问题： 55 www.anfangjishu.com 安防技术论坛 2010年3月21日星期日 ? 电池连接时电压极性要正确； ? 电池与主机之间的连线先不要连接，等UPS市电输入产生充电电压后再连接，即UPS先上市电，再接电池（后备长效机以及山特C系列6KS以上机器则应该先连接电池否则无法开机）。 防护罩是监控系统中重要的组件。它是使摄像机在有灰尘、雨水、高低温等情况下正常使 用的防护装置。 防护罩一般分为两类。 一类是室内用防护罩，这种防护罩结构简单，价格便宜。其主要功能是防止摄像机落 灰并有一定的安全防护作用，如防盗、防破坏等。 另一类是室外用防护罩，这种防护罩一般为全天候防护罩，即无论刮风、下雨、下雪、 高温、低温等恶劣情况，都能使安装在防护罩内的摄像机正常工作。因而这种防护罩具有 降温、加温、防雨、防雪等功能。同时，为了在雨雪天气仍能使摄像机正常摄取图像，一般在全天候防护罩的玻璃窗前安装有可控制的雨刷。 目前较好的全天候防护罩是采用半导体器件加温和降温的防护罩。这种防护罩内装有半导体元体，既可自动加温，也可自动降 温，并且功耗较小。 另外，还有半球形、球形防护罩，这种防护罩内置万向可调支架，造型美观。 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。摄象机 防护罩的选择，首先是要包容所使用的摄象机加镜头，并留有适当的富余空间，其次是依据 使用环境选择适合的防护罩类型，在此基础上，将包括防护罩及云台在内的整个摄像前端之 重量累计，选择具有相应承重值的支架。还要看整体结构，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、安装座等等。 在防护罩中，除了用于一体化摄像系统的球形防护罩外，还有圆柱形、长方形等不同形 状，应用场合有室内型和室外型两大类。室内摄象机防护罩以装饰性、隐蔽性和防尘为主要 目标，而室外型因属全天候应用，要能适应不同的使用环境。 防护罩的材料主要有铝质、合金、挤压成型、不锈钢等。 56 www.anfangjishu.com 安防技术论坛 2010年3月21日星期日 ?云台 在前面的介绍中我们常提到云台，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。 ?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、安装座等等。 ?监视器 监视器是监控系统的标准输出，有了监视器我们才能观看前端送过来的图像。监视器分 彩色、黑白两，尺寸有9、10、12、14、15、17、21英寸等，常用的是14英寸。 监视器也 有分辨率，同摄像机一样用线数表示，实际使用时一般要求监视器线数要与摄像机匹配。 另 外，有些监视器还有音频输入、S-video输入、RGB分量输入等，除了音频输入监控系统用到外，其余功能大部分用于图像处理工作，在此不作介绍。 ?视频放大器 57 www.anfangjishu.com 安防技术论坛 2010年3月21日星期日 当视频传输距离比较远时，最好采用线径较粗的视频线，同时可以在线路内增加视频放 大器增强信号强度达到远距离传输目的。视频放大器可以增强视频的亮度、色度和同步信号， 但线路内干扰信号也会被放大，另外，回路中不能串接太多视频放大器，否则会出现饱和现 象，导致图像失真。 ?视频分配器 一路视频信号对应一台监视器或录像机，若想一台摄像机的图像送给多个管理者看，最 好选择视频分配器。因为并联视频信号衰减较大，送给多个输出设备后由于阻抗不匹配等原 因，图像会严重失真，线路也不稳定。 视频分配器除了阻抗匹配，还有视频增益，使视频 信号可以同时送给多个输出设备而不受影响。 ?视频切换器 多路视频信号要送到同一处监控，可以一路视频对应一台监视器，但监视器占地大，价 格贵，如果不要求时时刻刻监控，可以在监控室增设一台切换器，把摄像机输出信号接到切 换器的输入端，切换器的输出端接监视器，切换器的输入端分为2、4、 6、8、12、16路，输出端分为单路和双路，而且还可以同步切换音频（视型号而定）。 切换器有手动切换、自动切换两种工作方式，手动方式是想看哪一路就把开关拨到哪一路；自动方式是让预设的 视频按顺序延时切换，切换时间通过一个旋钮可以调节，一般在1秒到35秒之间。 切换器的价格便宜（一般只有三五百元），联接简单，操作方便，但在一个时间段内只能看输入中 的一个图像。要在一台监视器上同时观看多个摄像机图像，就需要用画面分割器。 ?画面分割器 画面分割器有四分割、九分割、十六分割几种，可以在一台监视器上同时显示 4、9、16个摄像机的图像，也可以送到录像机上记录。 四分割是最常用的设备之一，其性能价格 比也较好，图像的质量和连续性可以满足大部分要求。九分割和十六分割价格较贵，而且分 割后每路图像的分辨率和连续性都会下降，录像效果不好。 另外还有六分割、八分割、双四分割设备，但图像比率、清晰度、连续性并不理想，市场使用率更小。 大部分分割器除了可以同时显示图像外，也可以显示单幅画面，可以叠加时间和字符，设置自动切换，联接 报警器材。 ?录像机 监控系统中最常用的记录设备是民用录像机和长延时录像机，因其操作简单易学，录像 带也容易保存和购买。 与家用录像机不同，延时录像机可以长时间工作，可以录制24小时（用普通VHS 录像带）甚至上百小时的图像，可以联接报警器材，收到报警信号自动启动 录像，可以叠加时间日期，可以编制录像机自动录像程序，选择录像速度，录像带到头后是 自动停止还是倒带重录„„ 延时录像机的性能虽然出众，但价格不菲，而且目前分辨率不 是很高，在延时录像时图像也会丢失一部分，回放的图像是一顿一顿跳跃的。 前端监控设备介绍 摄像机：采用先进的电荷耦合器件CCD图像传感技术。具有自动光圈接口、自动白平衡、 58 www.anfangjishu.com 安防技术论坛 2010年3月21日星期日 电子快门、 照度要求、逆光补偿、标准清晰度或高解象力等适合多种场合使用的摄像机供 用户选择。可分为： 黑白摄像机：经济实用，具有超一流的清晰度和灵敏度； 彩色摄像机：高清晰度和色彩形成鲜明图像对比； 半球黑白/彩色摄像机：经济便利、自带镜头、安装支架，可与周围环境气氛协调一致； 镜头：通过改变镜头来调整摄像范围以获得合适图像，镜头能够与系列摄像机配合。分 为：定焦镜头和变焦镜头。定焦镜头有广角、标准和长焦距型，还可选择适合照明条件不变 场所使用的手动光圈镜头或更适合光照经常变化场所使用的自动光圈镜头；变焦镜头的调整 可以满足对被摄物体的视场要求。 红外光投射器：提供摄像机夜间工作所需照明。 摄像机防护罩和支架：有效防止人为破坏摄像机，起到防水、防尘、固定的作用。 全方位云台：可以上下左右旋转，实现全方位监视。 云台镜头控制器：遥控现场云台全方位旋转并对摄像机镜头焦距、光圈调整。 监听头：在监视现场图像的同时，可以高灵敏度监听现场声音。 监视器：高质量地显示由摄像机所拾取的图像。有多种尺寸的黑白、彩色监视器供选择。 终端监控设备介绍 顺序式视频音频切换器：可以对来自2路至12路的摄像机图像和相应的音频信号按照 顺序进行切换，其时序切换图像信号分别在监视器上自动顺序显示,切换时间可调整。亦可手动切换选择或旁路隔离某一路指定摄像机图像显示。 视频图像处理器：用视频图像处理器可以将多幅图像同时在一个监视器屏幕上分割显示 出来，也可以从多幅图像中任选一幅全屏显示。具有报警输入接口，报警时自动切换显示相 应摄像机全屏图像。更高级型号处理器带录像回放控制功能。 矩阵切换控制器：预编了程序，用以控制视频和管理报警的输入和输出。 专业录像机：使用一盒普通家用录像带可以方便地录制24小时甚至168小时直至960小时的系统所有摄像机图像和音频信号，管理简明方便；录像重放时，配合视频图像处理器 既能显示多画面分割图像又能手动切换显示某路摄像机全屏幕图像；异常图像确认可以在高 速回放中进行；接收到传感器的报警信号，可以自动启动录像机或转换到实时录像状态；监 视器显示操作程序和功能菜单。 59 www.anfangjishu.com 安防技术论坛 2010年3月21日星期日 在智能建筑中，闭路电视系统中的信息量与信息处理的工作量都很大，因此基控制台的 操作一般都采用了计算机系统，以用户软件编程的全键盘方式来完成驱动云台巡视、视频切 换、报警处理、设备状态自检等工作。 现在出现的数字视频监控报警系统采用计算机多媒体技术，以CCD摄像机作为报警探头，摄像机将获取的视频信号传输到主机，主机里的高速图像处理器对视频信号进行数字化 处理，将视频信号形成的图像与背景图像进行分析比较，若发现有差异就报警，因为这是一 种全屏幕报警，因而不易漏报。同时主机自动采集报警图像并存入计算机，事后用户可根据 时间、地点随时查阅报警现场的图像，以了解报警原因。系统将电视监控系统与报警合二为 一，实现了监视、报警与图像记录的同步进行，而且这种系统中没有录像机，没有视频分配 器，一切报警记录都在计算机的硬盘内，所有操作都根据屏幕上的软件提示动作，对使用者 来说是一种全新概念的安全防护系统。 控制系统的切换方式主要有如下两种： 单步切换方式：使用控制键盘把任一路输入视频信号切换到主监视器上。 顺序切换方式：使用控制键盘编制的顺序切换方式程序，把系统中若干路输入视频信号 编为一个程序，程序运行时，其画面可按预先设定 显示与记录设备安装在控制室内,主要有监视器、录像机和一些视频处理设备。 现在有一种电视监控系统把云台、变焦镜头和摄像机封装在一起组成一体化摄像机。它 们配有高级的伺服系统，云台具有很高的旋转速度，还可以预置监视点和巡视路径。平时按 设定的路线进行自动巡视，一旦发生报警，就能很快地对准报警点，进行定点的监视和录像。 一台摄像机可以起到几个摄像机的作用。 1 图像监视器主要分为黑白和彩色两大类。黑白监视器的中心分辨率通常可达800线以 上，彩色监视器的分辨率一般为300线以上。图像监视器视频信号的带宽一般在7～8MHz 范围内。 2 录像机是闭路电视监视系统中的记录和重放装置，它要求可以记录的时间非常长，目前大 60 www.anfangjishu.com 安防技术论坛 2010年3月21日星期日 部分监视系统专用的录像机都可以录24H～960H的录像。此外，录像机还必须要有遥控功能，从而能够方便地对录像机进行远距离操作，或在闭路电视系统中用控制信号自动操作录 像机。 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，还能在图像上示出摄像机与报警器的编号与报警方式。使用自动录像周期设定功能，可以对一星期内每一天的录像模式 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。 3 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 在大型楼宇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监视器的数量。而且监视器数量太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，输入一台监视器，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信号视频信号的任意一路在 监视器上满屏放。 5 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。 云台是安装、固定摄像机的支撑设备，它分为固定和电动云台两种。 固定云台适用于监视范围不大的情况，在固定云台上安装好摄像机后可调整摄像机的水 61 www.anfangjishu.com 安防技术论坛 2010年3月21日星期日 平和俯仰的角度，达到最好的工作姿态后只要锁定调整机构就可以了。 电动云台适用于对大范围进行扫描监视，它可以扩大摄像机的监视范围。电动云台高速 姿态是由两台执行电动机来实现，电动机接受来自控制器的信号精确地运行定位。在控制信 号的作用下，云台上的摄像机既可自动扫描监视区域，也可在监控中心值班人员的操纵下跟 踪监视对象。 云台根据其回转的特点可分为只能左右旋转的水平旋转云台和既能左右旋转又能上下 旋转的全方位云台。一般来说，水平旋转角度为0?～350?，垂直旋转角度为+90?。恒速 云台的水平旋转速度一般在3?～10?/s，垂直速度为4?/s左右。变速云台的水平旋转速 度一般在0?～32?/s，垂直旋转速度在0?～16?/s左右。在一些高速摄像系统中，云台 的水平旋转速度高达480?/s以上，垂直旋转速度在120?/s以上。 原则上，录一个讯号最好的方式是1对1，也就是用一个录影机录取单一摄影机摄取的画面， 画面处理器每秒录30个画面，不经任何压缩，解析度愈高愈好（通常是S-VHS）。但如果需要同时监控很多场所，用一对一方式会使系统庞大、设备数量多、耗材及人力管理上费用 大幅提高，为解决上述问题，画面处理器应运而生。画面处理器为最大程度地简化系统，提 高系统运转效率，一般用一台监视器显示多路摄像机图像或一台录像机记录多台摄像机信号 的装置。 原理及分类 画面处理设备可分为两大类： 一类为画面分割器（多为四分割器Quad）, 四分割器(Quad)是将四个视频信号同时进行数字化处理，经像素压缩法将每个单一画面压缩成1/4画面大小，分别放置于信号中1/4的 位置，在监视器上组合成四分割画面显示。萤幕被分成4个画面，录影机同时实时地录取4 个画面。VCR将它视为一个单一的画面来处理。这种方式只有编码的处理程序，在回放时 不须经过解码器，虽然有很多四分割允许画面在回放时以全画面回送，但这只是电子放大， 即把1/4画面放大成单画面，因四分割拨放全部的动作，故会牺牲掉画面的解析度及品质。 当对整个动作的要求高于对画面清晰度的要求时，四分割是个很好的选择。例如工业处理控 制及赌博时。 画面分割器有四分割、九分割、十六分割几种，可以在一台监视器上同时显示4、9、 16个摄像机的图像，也可以送到录像机上记录。四分割是最常用的设备之一，其性能价格 比也较好，图像的质量和连续性可以满足大部分要求。九分割和十六分割价格较贵，而且分 割后每路图像的分辨率和连续性都会下降，录像效果不好。另外还有六分割、八分割、双四 分割设备，但图像比率、清晰度、连续性并不理想，市场使用率更小。 另一类为多工处理器（Multiplexers），也成为图框压缩处理器，是按图像最小单位--场 或帧，即1/60秒（场切换）或1/30秒（桢切换）的图像时间依序编码个别处理，按摄像机 的顺序依次录在磁带上，编上识别码，录像回放时取出相同识别码的图像集中存放在相应图 像存储器上，再进行像素压缩后送给监视器以多画面方式显示。这种科技让录影机依序录下 每支摄影机输入的画面。每个图框都是全画面（若系统只单取一个图场，其解析度就会缩减 62 www.anfangjishu.com 安防技术论坛 2010年3月21日星期日 成一半），故在画质上不会有损失。然而画面的更新速率却被摄影机的数量瓜分了，所以会 有画面延迟的现象，。如果要录10支摄影机的画面，每支摄影机每秒只能取3个图框。虽然回放时每秒仍然有30个图框，但却不是30个不同的图框。当使用多工处理器时，每秒钟可 录下来的图框数会减少。市面上不难看到图框处理器接16支以上的摄影机，并与960小时长时间录放影机连接。这种组合方式会造成每几分钟才录一个画面的结果，与其他方式相较 显得较没效率。 多工处理器与画面分割器的优缺点 画面分割器Quad可以实时监视画面动作，没有延迟现象，录像时是将四画面组成一个 视频信号进行录像，录像回放时也是以四分割的方式实时回放。有些产品可以进行电子变焦 （Zoom）式的放大处理，但其像素少且清晰度大幅下降，以致于没有意义，故可认为它不 能大画面回放。Multiplexers由于不损失画面像素但损失了时间，因此录像回放时会产生延 迟现象，动画效果强烈，所看到的画面是不连续的，回放时可以分割回放，也可以大画面回 放。由上分析Quad的优点是无丢失记录，取证效果好，缺点是不能不能大画面（在不牺牲 像素的境况下）回放，而多工处理器Multiplexers是回放功能好，能大画面回放，也能多画 面回放，缺点是丢失图像，产生动画效果。 分割器的功能：多数产品具备以下全部或部分 （１）同时多画面显示图像外，也可以显示单幅画面，设置自动切换具备４个或８个（双 页四分割）摄象机输入端子，通常有两个视频输出端子，一路为录象输出，输出四画面图像 供记录，另一路为视频输出，供与监视器相连，可选择显示单一画面图像，也可顺序显示４ 路输入图像。 （２）即时显示影像输出（60或50画面/秒），四画面分割器的影像处理技术是将四个视 频信号同时进行数位处理，将每一个全画面缩小成１／４的画面大小并放置于不同位置，从 而在监视器上组合成四画面分割显示。由于四画面分割器是同时处理四个画面信号，因此可 以作实时录象与监视，画面动作不致有延迟的现象。现在已发展出高品质的IC，提高即时性的速度。 （３）可以叠加时间和字符（内建式时钟和字幕显示），各画面上可显示多个英文或数字， 以标明摄象机号和位置信息，字数一般最多为８个。 （４）具有双工性能的装置，在回放时可放送四分割画面，也可指定某一画面作放大监看， 但是画面品质较粗糙、质量不高。 （５）含内建蜂鸣器的警报输入与联动功能，影像移动自动侦测(Motion Detection)，可以与报警探测器或视频移动探测器构成的报警系统连动。 （６）快速放像功能、静止画面功能、时间发生器、单道声音输出等功能。 （7）图像丢失报警功能，可留住最后画面。 （8）对于双四画面：八只摄影机的输入，都可独立调其亮度、对比、彩色及色度，不同 的边界颜色，区分二页四分割显示。 （9）具备RS232口与电脑连接的功能，RS232远地控制功能，未来可与网路连结。 （10）菜单设置功能 （10）画中画与图像局部放大功能 （10）高解析度显示720x576(PAL)，720x480(NTSC)，一千六百万种真实彩色输出 未来功能发展趋势 由于四分割与图框强调其画面的清晰与即时性，而IC的品质是影响的关键。目前不断研 发出新的IC，改善了画面的品质。另外，微处理器的进步也使其控制管理不同IC（如影像 63 www.anfangjishu.com 安防技术论坛 2010年3月21日星期日 IC、记忆体IC）的能力更好。 多工处理器的功能：多数产品具备以下全部或部分 • • 全双工图框压缩功能与多工监视同时工作。 • • 可连接4只摄影机，并有回路输出。 • • 即时四分割显示(60或50画面/秒)。 • • 高解析度显示720x576(PAL)，720x480(NTSC)。 • • 一千六百万种真实彩色输出。 • • 影像断讯与警报输入自动侦测。 • • 摄影机的输入，都可独立调其亮度。 • • 四分割画面和4组摄影机自动跳台显示，可同时输出。 • • 内建式蜂鸣器的警报输入。 • • 可储存5笔警报记录。 • • 可选各种长时间的VCR录影模式。 • • VCR可依四分割或全画面回放影像。 • • VCR回放影像可放大。 • • VCR影像影像可直接输出于电视上。 • • RS232远地控制功能。 • • 工业标准架1U的机箱。 未来功能发展趋势 • 产品网际网路化 随着网路的兴盛，未来四分割与图框处理器将走向网际网路化，产品的功能设计将与网际 网路连结，朝向多画面的远端监视系统发展。 • 产品个性化，少量多样的模式，会愈来愈普遍。 为因应各地区对产品的需求不同，产品的设计将有其独特性，不只少量销售也在外观与功 能上增加多样性。 • 产品功能丰富化 由于技术愈趋成熟，以前的跳台器，移动侦测器(Motion Dection)等全都成为内建的必备功能。另外，内建Modem，有警报侦测，立即拨号，也将成为趋势。 • 服务附加价值大 产品朝向网际网路化及功能丰富化后，四分割与图框处理器不只是单纯提供使用者影像处 理的功能，因与现代科技发展的结合，将扩大提供使用者更多元化的服务空间。 同时多画面分割器有与视频矩阵切换系统相融合的趋势。 四分割与图框将朝向远端监控产品的技术发展，在CCTV市场中发展新的应用来开创新的市场。而不论功能的变化如何，传输画面、回放画面的清晰度与速度相信仍是最重要的品 质要求。 画面处理设备的种类及典型品牌 目前市场上画面分割器(又有彩色、黑白之分，单功、双功之分)有 • 单工四画面分割器：NQC—6015（彩色），WV-MS424（彩色）， NQB—601（黑白）， NQB—604（黑白） • 双工四画面分割器（即回放时靠电子放大可实现淡化面显示）：NQC—605（彩色） • 双四画面分割器（即可连接8只摄像机，以二面的四画面切换显示）：NQC—608（彩 色），WV-MS428（彩色）， NQB—612（黑白） 而图像多工器（Multiplexers桢场切换）则种类更多(又有彩色、黑白之分，单功、双功及全双功之分)，有 64 www.anfangjishu.com 安防技术论坛 2010年3月21日星期日 单工处理器(场开关)：WV-FS28(4路)，WV-FS29(9路),WJ-FS216(16路) 双工处理器(场开关)：WV-FS38(4路)，WJ-FS216(16路) 全双功处理器：WJ-FS616（带系统控制功能） 十六路场开关（WV-FS616）（带系统控制功能）,MV94E,MV99E,MV96E,MV16I(黑白) 单功、双功、全双功概念 对于画面处理器（Multiplexers）而言，存在单功型、双功型、全双功型，而这三个概念 是众多使用者们难以准确定义的，在这里，说述其定义： 所不同的仅在于记录全部输入视频信号的同时 1. 单功：多画面录像与多画面监视不能同时进行，二者选取其一；a.只能多画面监看，不能多画面同时录影，称为画面分割器，b只能多画面录影，不能多画面同时监看, 称为场 切换或桢切换 2. 双功：多画面录像与多画面监视可以同时进行，互不影响；即：在录象状态下可 以监看多画面分割图像或全画面，在放像时也可看全画面或分割画面 3. 全双功：可同时接两台录像机，一台进行录像，而另一台用于回放，两者互不干 扰。图框处理器则可另外再接一台监视器与录放影机，共接二台监视器与二台录放影机，交 叉同时监看、录影与回放，可以连接两台监视器和两台录象机，其中一台用于录象作业，另 一台用于录象带回放。 画面设备应用中的一些误区 画面处理器是以损失一些图像质量来换取系统的简单，节省耗材，但保安监控中重要的是 在于识别罪犯特征，不必过分强调作案过程的细节，所以应能完全忍受画面的动画效果。评 价多画面分割器性能优劣的关键是影像处理速度和画面的清晰程度。 1前言彩色监视器（以下简称“彩监”）在视频监控系统中的应用越来越广泛。彩监的主 要作用是：将摄像机输出的复合视频信号（CVBS）或SVHS信号处理后在CRT上显示监控目标的图像；同时它也将监控现场拾音器输出的音频信号进行放大由喇叭发出声音，以便实 施视音频监控。一般来说，彩监应具备以下基本功能： ? 图像质量高，抗干扰能力强。 ? 可输入多路CVBS信号和SVHS信号，且可环接输出。 ? PAL/NTSC两种制式自动转换。 ? OSD屏显，无信号蓝屏。为了使彩监具备这些功能及其他新的功能，在彩监的 设计中广泛使用了许多新技术，如总线技术、黑电平延伸技术、彩色瞬 态增强技术以及最新的倍场扫描技术等。这些新技术或电路均通过功能极强的T V处理器IC或其他IC来实现，因而采用新技术设计的彩监除具备彩监的基本功 能外，它的图像特别清晰、细腻，色彩非常逼真；NTSC制下还具有肤色自动校 正功能；整机可*性好，抗干扰能力强。下面具体介绍彩监中所采用的这些新技 术。 65 www.anfangjishu.com 安防技术论坛 2010年3月21日星期日 2彩色监视器中的新技术 总线技术在彩监中采用总线技术，使得各电路单元之间仅需要最简单的 连接，IC引脚大大减少，省去了大量的印刷板走线和接线，电路印刷板体积减少，成本降 低。由于总线将各单元分割成了许多功能模块，产品设计者可以很快地由一个功能图 完成一个系统设计，并可方便地对一个系统进行修改或扩展。集成化的寻址方式和数据传输 协议，使得系统的结构和功能完全由软件来决定；通过总线可以很方便地完成产品的故障诊断和跟踪，调试、维修十分方便；同时总线技术提高了电路系统的灵活性。目 前很多彩监所用的微控制器、TV处理器、场IC等集成电路均为总线控制的芯片。 2.2 黑电平延伸技术黑电平延伸技术的工作原理是：黑电平延伸电路检测器把图像信 号的黑-白电平（0.7 VP-P）之半（0.35VP-P）处的浅黑信号取出，同时把消隐脉冲电位与 黑峰值信号相比较，得到与此差值相对应的控制信号，由此信号对黑信号的振幅加以控制。 如果所检出的信号未达到消隐脉冲电平，则进行黑电平延伸；如果达到了黑电平，就停止黑 电平延伸。这样，浅黑就变得较暗，但不会超过消隐脉冲电平的范围（即不会变得过于深暗）， 使得画面有纵深感。现在彩监的黑电平延伸功能由功能极强的TV处理器来完成。 2.3 新型水平清晰度电路包括轮廓校正电路和动态噪声抑制电路。在CVBS信号中，色度信号是一个正交平衡调幅信号，它是按频谱交错法被安插在亮度信号的高频端。为了消 除色度信号对亮度信号的窜扰，通常采用色度陷波器将色度副载波及其边带分量吸收掉，这 样就使亮度信号的高频分量损失严重，影响了图像清晰度。因此，为了提高图像清晰度，弥 补高频分量的损失，常常加入水平轮廓校正电路，以改善图像质量。水平轮廓校正对两个像 素间的黑白交替（即垂直方向的边界）予以增强，它对应于视频通道幅频特性的高频部分， 因而水平轮廓校正需要在幅频特性的高频区有尖峰。有些彩监采用延迟型水平轮廓校正电 路，虽然该电路幅频特性在频率高端有明显抬高，但不会产生振铃，也不会产生相位失真。 延迟型水平轮廓校正电路包含以下3个内容： ?边缘校正电路，?细节校正电路，?降噪电路。 彩监的延迟型水平轮廓校正电路也由TV处理器来实现。 2.4 彩色瞬态增强电路彩色瞬态增强电路（CTI）是对不同的色差信号（R-Y）和（B-Y）进行处理，得到高的彩色瞬态信号输出。一般来说，彩监必须采用专用的CTI芯片，色差信号经过CTI芯片处理后，其高频分量得以提升，使得其在屏幕上显现出更为漂亮、清 晰的彩色图像。 2.5 枕形失真校正电路由于显像管荧光屏的曲率半径与电子束的偏转半径不同，因而 电子束在扫描过程中不同位置的线速度不同，使光栅产生了枕形失真。所以，在扫描部分必 须加入枕形失真校正电路。目前很多彩监采用专用的带枕校的场IC芯片，由场IC输出场频抛物波信号（即东西校正信号）给行输出电路，可基本消除显像管荧光屏左右及四角的失真。 2.6 终端负载自动匹配功能在很多情况下，彩监的信号输入端子要有环接功能，以便 使多台彩监可以串联使用，这样就涉及到终端负载的匹配问题。目前很多彩监是利用一开关 采用手动方法来控制终端负载的：当彩监不环接时，拨动开关使输入与75Ω负载电阻相连；当彩监环接时，拨动开关使输入与75Ω负载电阻断开。而有些彩监具有终端负载自动匹配 66 www.anfangjishu.com 安防技术论坛 2010年3月21日星期日 功能：当不使用环接端子时，输入端子终端负载为75Ω；当使用环接端子时，75Ω终端负载将被自动解除。终端负载自动匹配可通过带开关的BNC连接器并配合相应的电路来实现。 2.7 数字梳状滤波器为了防止亮、色信号间的窜扰，彻底分离亮、色信号，进一步提 高图像质量，在有些高档彩监中往往采用数字梳状滤波器来分离亮色信号。常用的数字梳状 滤波器有TC9090AN，TC90A49P等。 网络速率 传输距离 网络标准 光纤 光源 波长 100Mbps 2000m 100BASE-FX LED 1300nm MMF(多模) 1000Mbps 300m 1000BASE-SX VCSEL 850nm MMF(多模) 1000Mbps 550m 1000BASE-LX* Laser 1300nm MMF(多模) 1000Mbps 2000m 1000BASE-LX Laser 1310nm SMF(单模) 10Gbps 300m 10GBASE-S VCSEL 850nm OM3(多模) 10Gbps 300m 10GBASE-LX4 Laser 1310nm OM1(多模) 10Gbps 2~10Km Laser 1310nm 10GBASE-L OS1(单模) 10Gbps 40Km 10GBASE-E Laser 1550nm OS1(单模) 如果有人不知道什么带宽什么距离选什么类型的光纤可以参照次表。希望对大家有帮助。 光纤、光缆介绍 光纤通信系统及其构成 光纤通信系统 光纤通信系统是以光波为载体、光导纤维为传输媒体的通信方式,起主导作用的是光源、光纤、光发送机和光接收机。 光源是光波产生的根源。 光纤是传输光波的导体。 光发送机的功能是产生光束,将电信号转变成光信号,再把光信号导入光纤。 光接收机的功能负责接收从光纤上传输的光信号,并将它转变成电信号,经解码后再作相应处理。 67 www.anfangjishu.com 安防技术论坛 2010年3月21日星期日 光纤通信系统的主要优点有: (1)传输频带宽,通信容量大。 (2)线路损耗低,传输距离远。 (3)抗干扰能力强,应用范围广。 (4)线径细,重量轻。 (5)抗化学腐蚀能力强。 (6)光纤制造资源丰富。 在网络工程中,一般用62.5μm/125μm规格的多模光纤,有时也用100μm/125μm和100μm/140μm规格的光纤。 户外布线大于2公里时可选用单模光纤。在进行综合布线时 需要了解的光纤的一些基本特性, 现以AMP(安普)公司的光纤线缆产品为例说明。表1和表2分别为光纤性能指标和使用温度范围 光缆－尾纤－法兰－跳线－收发器－跳线－交换机 1、概述 光纤和同轴电缆相似，只是没有网状屏蔽层。中心是光传播的玻璃芯。在多模光纤中， 芯的直径是15mm~50mm， 大致与人的头发的粗细相当。而单模光纤芯的直径为 8mm~10mm。芯外面包围着一层折射率比芯低的玻璃封套， 以使光纤保持在芯内。再外面的是一层薄的塑料外套，用来保护封套。光纤通常被扎成束，外面有外壳保护。 纤芯通常是由石英玻璃制成的横截面积很小的双层同心圆柱体，它质地脆,易断裂,因此需要外加一保护层。其结构如图1所示。 陆地上的光纤通常埋在地下1米处，有时会受到地下小动物的破坏。在靠近海岸的地方， 越洋光纤外壳被埋在沟里。 在深水中，它们处于底部，极有可能被鱼类咬坏或被渔船撞坏。 2、分类 光纤主要分以下两大类: 1）传输点模数类 传输点模数类分单模光纤(Single Mode Fiber)和多模光纤(Multi Mode Fiber)。单模光纤的纤芯直径很小, 在给定的工作波长上只能以单一模式传输,传输频带宽,传输容量大。多模光纤是在给定的工作波长上,能以多个模式同时传输的光纤。 与单模光纤相比,多模光纤的 68 www.anfangjishu.com 安防技术论坛 2010年3月21日星期日 传输性能较差。 2)折射率分布类 折射率分布类光纤可分为跳变式光纤和渐变式光纤。跳变式光纤纤芯的折射率和保护层 的折射率都是一个常数。 在纤芯和保护层的交界面,折射率呈阶梯型变化。渐变式光纤纤芯 的折射率随着半径的增加按一定规律减小, 在纤芯与保护层交界处减小为保护层的折射率。 纤芯的折射率的变化近似于抛物线。折射率分布类光纤光束传输如图2所示。选择视频矩阵主机时首先要确定自己有多少个摄像机需要控制，是不是还会扩充，把现有 的和将来有可能扩充的摄像机数目相加，选择控制器的输入路数。比如一个居住小区，目前 只盖好了10栋楼房，后期会有15栋，每栋楼房安装1只摄像机，那么最少也要有25路视频输入给控制主机，（由于控制主机大部分以输入、输出模块形式扩充，输入以8的倍数递增）所以需要选择32输入主机。 选择控制器的输出路数是看监控室内需要几台监视器。比如上面举的例子，如果监控室 需要至少4台监视器，那么输出就选择4路或5路输出（输出多一些不会影响性能，但价 格会增加）的控制主机。 目前控制主机常用的输入有8、16、32、48、64、80、96、128到512路，一般以8或16的倍数递增；输出从2、4、5、8、16、24到32，一般以2或4的倍数递增。 主机的控制码有多种，大部分不兼容，必须配合其系列产品或说明可以使用的设备工作。 如解码器、辅助跟随器、报警接口、分控键盘、多媒体软件等。 解码器功能是把主机的控制码转换成模拟信号输出：提供云台24伏或220伏交流电压，镜头12伏直流电压，辅助24伏交流电压，2个辅助开关，有的还提供12伏直流供电。解码器是控制系统中最常用的设备，前端有一个云台或电动镜头，就需要有一个解码器。解码 器分为室内型和室外型，室外型有一个防水箱，并提供雨刷工作电压。安装时必须提供解码 器的220伏电源，跳开解码器的地址码以免冲突。还有要注意云台的工作电压，因为云台 工作电压有24伏和220伏两种，如果与解码器配合不对，轻则无法工作，重则烧毁云台电 机，造成不必要的损失。 解码器到云台、镜头的联接线不要太长，因为控制镜头的电压为直流12伏左右，传输太远则压降太大，会导致镜头不能控制。另外由于多芯控制电缆比屏蔽双绞线要贵，所以成 本也会增加。 室外解码器要做好防水处理，在进线口处用防水胶封好是一种不错的方法，而且操作简 单。 69 www.anfangjishu.com 安防技术论坛 2010年3月21日星期日 从主机到解码器通常采用屏蔽双绞线，一条线上可以并联多台解码器，总长度不超过 1500米（视现场情况而定）。如果解码器数量太大，需要增加一些辅助设备，如增加控制 码分配器或在最后一台解码器上并联一个匹配电阻（以厂家的说明为准）。 除监控室以外还要有人操作云台、镜头等设备，需要配分控键盘，每个主机可以带分控 键盘的个数不同，分控键盘的功能也有差异，有的可以控制监视器的输出，有的可以控制变 速云台。分控键盘与主机一般也用屏蔽双绞线联接。 现在由于计算机多媒体技术的发展，监控系统也有向其*拢的趋势，多数厂商在设计监控主机时留有计算机接口，通过联接电缆和接口与计算机的串行口通讯，在计算机上插一块 视频捕捉卡来观看图像，插一块声卡来监听声音。多媒体控制软件一般有如下功能：设置系 统控制主机的型号，设置通讯口，设置系统密码，设置操作人员的操作等级，画电子地图， 设置前端摄像机的性质（是否带云台、电动镜头），对已有的地图进行增加和删除修改，对 报警探测器布防和撤防，控制视频的切换，云台转动，镜头聚焦，辅助开关的闭合等等。由 于多媒体软件操作界面良好，使操作者更容易理解接受，现在已广泛应用。 安装注意事项：由于监控主机输出信号是485码，与模拟信号是无法抗衡的，所以在安装时要做好设备的接地工作，保证回路内没有强电反馈给通讯口，否则会烧坏通讯芯片， 使主机无法工作 70 www.anfangjishu.com 安防技术论坛