工厂闭路电视监控系统设计方案

工厂闭路电视监控系统设计方案内容摘要：

间 彩色半球摄像机 台 2 8 厂区生产间 彩色低照度 摄像机 台 6 9 厂区加工间 彩色低照度 摄像机 台 2 10 厂区组装间 彩色低照度 摄像机 台 2 11 厂区成品车间 彩色低照度 摄像机 台 2 摄像机的选择 摄像部分的主体是摄像机，其功能为观察、收集信息。 摄像机的性能及其安装方式 是决定系统质量的重要因素。 光导管摄像机目前已被淘汰，由电荷耦合器件简称 CCD 摄像机所取代。 其主要性能及技术参数要求如下： 1)色彩：摄像机有黑白和彩色两种，通常黑白摄像机的水平清晰度比彩色摄像机高，且黑白摄像机比彩色摄像机灵敏，更适用于光线不足的地方和夜间灯光较暗的场所。 黑白摄像机的价格比彩色便宜。 但彩色的图像容易分辨衣物与场景的颜色，便于及时获取、区分现场的实时信息。 2)清晰度：有水平清晰度和垂直清晰度两种。 垂直方向的清晰度受到电视制式的限制，有一个最高的限度，由于我国电视信号均为 PAL 制式， PAL 制垂直清晰度为 400 行。 所以摄像机的清晰度一般是用水平清晰度表示。 水平清晰度表示临汾市亿博科技有限公司 工厂闭路电视监控系统 15 人眼对电视图像水平细节清晰度的量度，用电视线 TVL 表示。 目前选用黑白摄像机的水平清晰度一般应要求大于 500 线，彩色摄像机的水平清晰度一般应要求大于 400 线。 3)照度：单位被照面积上接受到的光通量称为照度。 Lux(勒克斯 )是标称光亮度 (流明 )的光束均匀射在 lm2面积上时的照度。 摄像机的灵敏度以最低照度来表示，这是摄像机以特定的测试卡为摄取标，在镜头光圈为 ，调节光源照度，用示波器测其输出端的视 频信号幅度为额定值的 10%，此时测得的测试卡照度为该摄像机的最低照度。 所以实际上被摄体的照度应该大约是最低照度的 10倍以上才能获得较清晰的图像。 目前一般选用黑白摄像机的最低照度，当相对孔径为 F／ 时，最低照度要求选用小于。 选用彩色摄像机的最低照度，当相对孔径为 F／ 时，最低照度要求选用小于。 3)同步：要求摄像机具有电源同步、外同步信号接口。 对电源同步而言，使所有的摄像机由监控中心的交流同相电源供电，使摄像机场同步信号与市电的相位锁定，以达到摄像机同步信号相 位一致的同步方式。 对外同步而言，要求配置一台同步信号发生器来实现强迫同步，电视系统扫描用的行频、场频、帧频信号，复合消隐信号与外设信号发生器提供的同步信号同步的工作方式。 系统只有在同步的情况下，图像进行时序切换时就不会出现滚动现象，录、放像质量才能提高。 4)电源：摄像机电源一般有交流 220V，交流 24V，直流 12V，可根据现场情况选择摄像机电源但推荐采用安全低电压。 选用 12V 直流电压供电时，往往达不到摄像机电源同步的要求，必须采用外同步方式，才能达到系统同步切换的目的。 5)自动增益控制 (AGC)：在低亮度的情况下，自动增益功能可以提高图像信号的强度以获得清晰的图像。 目前市场上 CCD摄像机的最低照度都是在这种条件下的参数。 6)自动白平衡：当彩色摄像机的白平衡正常时，才能真实地还原被摄物体的色彩。 彩色摄像机的自动白平衡就是实现其自动调整。 7)电子亮度控制：有些 CCD 摄像机可以根据射入光线的亮度，利用电子快门临汾市亿博科技有限公司 工厂闭路电视监控系统 16 来调节 CCD 图像传感器的曝光时间，从而在光线变化较大时可以不用自动光圈镜头。 使用电子亮度控制时，被摄景物的景深要比使用自动光圈镜头时要小。 8)逆光补偿：在只能逆光安装的情况下，采用普通摄像机时，被摄物体的图像会发黑，应选用具有逆光补偿的摄像机才能获得较为清晰的图像。 镜头选择 镜头按功能和操作分类： 1)摄取静态目标的摄像机，可选用固定焦距镜头，当有视角变化要求的动态目标摄像场合，可选用变焦距镜头。 镜头焦距的选择要根据视场大小和镜头到监视目标的距离而定。 F=A L/B 式中 F—— 焦距 (mm)； A—— 像场、宽 (mm)； L—— 镜头到监视目标的距离； B—— 视场高 (L、 B采用相同的度量单位 )。 2)选择镜头焦距时，必须考虑摄像机图像敏感器画面的尺寸，有 2/3”、 1/2”、1/3”、 1/4”四种型式，这四种模式都具有垂直 X 水平尺寸为 3X4 的方位比，而四种模式摄像机对应于某一个镜头，则下一个模式正好与它上一个模式摄像机相差一个镜头焦距的档次。 如专 1/2”摄像机使用 16mm 镜头的视角范围正好与 1/3摄像机使用 12mm 焦距的镜头相同。 以此类推。 3)对景深大、视场范围广的监视区域及需要监视变化的动态场景，一般对应采用带全景云台的摄像机，并配置 6倍以上的电动变焦距带自动光圈镜头。 4)使用电荷耦合 器件 (CCD)时，一般均应选择自动光圈镜头，对于室内照度恒定或变化很小的时可选择手动可变光圈镜头，电梯轿箱内的摄像机镜头应根据轿箱体积的大小选用水平视场角大于 70176。 的广角镜头。 5)随着小型化需要，镜头尺寸需缩小，除通常摄像机镜头的标准 C接口外，引入了 Cs 接口。 由于 Cs接口比 C接口短 5mm，减小了镜头与敏感件的间距，故Cs 接口系统体积小、轻，且 Cs 接口镜头价格较便宜。 Cs接口摄像机可配用 Cs接口镜头，也可使用 C 接口镜头再加上引入 5mm 隔条环。 而 C接口摄像机只能配用 C 接口镜头，不能使用 Cs 接口的镜头。 临汾市亿博科技有限公司 工厂闭路电视监控系统 17 6)摄 像机镜头应从光源方向对准监视目标，避免逆光。 镜头的焦距和摄像机靶面的大小决定了视角，焦距越小，视野越大，焦距越大，视野越小。 若要考虑清晰度，可采用电动变焦距镜头，根据需要随时调整。 7)通光量：镜头的通光量是用镜头的焦距和通光孔径的比值 (光圈 )来衡量的，一般用 F 表示。 在光线变化不大的场合，光圈调到合适的大小后不必改动，用手动光圈镜头即可。 在光圈线变化大的场合，如在室外，一般均需要自动光圈镜头。 防护罩 防护罩分为室内型和室外型两种。 室内的防护罩主要是防尘，有的也有作隐蔽作用，使监视场合和对象不易察觉受监 视；室外防护罩的功能主要有防晒、防雨、防尘和防冻等作用。 一般的室外防护罩都配有温度继电器，在温度高时自动打开风扇冷却，温度低时自动加热；下雨时可以人工控制雨刷器刷雨；有的室外防护罩的玻璃还可以加热，当防护罩上有结霜时，可以加热除霜。 云台 云台是安装、固定摄像机的支撑设备，它分为水平和全方位云台两种。 水平云台适用于监视范围不大的情况，在水平云台上安装好摄像机后可调整摄像机俯仰的角度，达到最好的监视角度后可遥控水平旋转。 全方位云台适用于对大范围进行扫描监视，它可以大大增加摄像机的监视范围。 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。 一般来说，水平旋转角度为 0176。 ～ 350176。 ，垂直旋转角度为 +90176。 恒速云台的水平旋转速度一般在 3176。 ～ 10176。 /s ，垂直速度为 4176。 /s 左右。 变速云台的水平旋转速度一般在 0176。 ～ 32176。 /s ，垂直旋转速度在 0176。 ～ 16176。 /s 左右。 在一些高速摄像系统中，云台的水平旋转速度高达 200176。 /s 以上，垂直旋转速度在 30176。 /s以上。 解码器 解码器一般与矩阵控制 主机配套使用，主要作用为通过数据线缆接收来自矩阵主机的控制信号，对主机的控制码进行解码，放大输出，驱动云台的旋转，临汾市亿博科技有限公司 工厂闭路电视监控系统 18 以及变焦镜头的变焦和聚焦。 前端系统 配置表 编号 产品名称 产品型号 单位 数量 备注 监视现场和控制中心总有一定距离，从监视现场到控制中心需要图像信号传输图像信号，同时从控制中心的控制信号要传送到现场，所以传输系统包括视频信号和控制信号传输两部分。 视频信号传输 一般采用同轴电缆传输视频基带信号，也可采用光缆传送电视信号 以及用平衡电缆对也就是利用电话电缆传送。 由于电缆对外界的静电场和电磁波有屏蔽作用，可减少串扰，传输损失也较小。 但当电缆作为长距离传送媒体时，会发生对地不平衡低频地电流的影响，有时也会有高频干扰。 信号传输带宽为 50Hz～4MHz，当传输距离在 200m 以内时，用同轴电缆传送，其衰减的影响一般可不予考虑；当传输距离大于 200m 时，电缆衰减量较大，为了能把整个带宽内不同频率的信号进行传输，必须使用电缆补偿放大器。 控制信号传输 对于 CCTV，常用的控制方式有直接控制、编码控制、同轴视控。 目前直接控制由于线缆过多 ，很少采用。 编码控制是将全部控制命令数字化 (调制 )后再传输，到控制设备后再解调，还原成直接控制量，可节约线缆。 这种方式传输距离长，目前工程中采用较多。 同轴视控就是控制信号与视频信号共用一条同轴电缆，利用频率分割或视频信号消隐期传输控制信号的方式传输，但价格较贵。 鉴于系统造价方面经济实用 、系统便于升级 的 原则，建议采用编码控制。 管槽敷设 为防止电磁干扰和外电源等干扰，电缆应敷设在接地良好的金属管或金属桥架，同时保护线缆。 临汾市亿博科技有限公司 工厂闭路电视监控系统 19 传输 系统 配置表 编号 产品名称 产品型号 单位 数量 备注 模拟 控制系统 视频矩阵切换器 对多路视频输入信号和多路视频输出信号进行切换和控制，可以通过电子开关，组成切换矩阵，使任一路输入可切换至任一路输出。 设计时应满足必要的视频输入／输出容量，并易扩展。 一个 CCTV 系统除主控键盘外，还可根据需要设置分控键盘。 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。 双工多画面视频处理器 能把多路视频信号合成一幅图像，达到在一台监视器上同时观看多路摄像机信号。 常用的 16 画面分割器，又称为多画面视频处理器，双工的另一个用途是用一台录像机同时录制多路视频信号，并具有单路回放的功能，即能选择同时录下的 多路视频信号的任意一路在监视器上回放。 多画面分割器 将多个画面通过视频数字处理合并成分割状的一个画面，就出现了多画面分割临汾市亿博科技有限公司 工厂闭路电视监控系统 20 器。 现有 4画面分割器， 9画面分割器， 16 画面分割器。 这样用一台监视器，一台录像机上能同时监看、记录 16个画面，多画面分割器通常分为三类：  单工画面处理器：单纯监看一个画面，记录分割画面。  双工画面处理器：在监视单画面、分割画面同时，可以进行记录。  全双工画面处理器：在监视、记录的同时，可以进行记录信号回放。 在大型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摄像机的数量，而且其数量大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，进入一台监视器，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像。 视频分配 器 一路视频信号可同时分配成多路视频输出。 数字化图像监控系统 以同轴电缆传输视频信号，称之为传统的模拟信号传输方式，这种方式传输，在较短距离内 (如 200m 左右 )视频信号的衰减不大，如果超过 200m，则必须对视频信号进行补偿放大。 常规的闭路电视监控系统较适合在一座建筑物或较小的地域范。