视频安防监控系统实训讲义.docx

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视频安防监控系统实训讲义

视频安防监控系统实训指导书

一、视频安防监控系统概述

视频安防监控系统是安全防范系统的组成部分，它是一种防范能力较强的综合系统。

视频监控以其直观、方便、信息内容丰富而广泛应用于许多场合。

它能根据建筑物安全技术防范管理的需要，对必须进行监控的场所、部位、通道等进行实时、有效地视频探测、视频监控、视频传输、显示和记录，并具有报警和图像复核功能。

视频安防监控系统的三大要素是监控、防盗、门禁，本身具有可视、可记录和信息量大等特点；它通观全局、一目了然、判断事件具有极高的准确性，可谓眼见为实。

因此它是报警复核、动态监控、过程控制和信息记录的最有效手段。

监控系统已被广泛的应用于工厂、酒店、超市、码头、学校、家庭、政府部门、银行等等。

二、视频安防监控系统发展史

视频监控系统发展了短短二十几年时间，从最早的模拟监控到这些年火热的数字监控再到方兴未艾的网络视频监控，发生了翻天覆地变化。

在IP技术逐步统一全球的今天，我们有必要重新认识视频监控系统发展历史。

从技术角度出发，视频监控系统发展划分为第一代模拟视频监控系统（CCTV），到第二代基于“PC＋多媒体卡”数字视频监控系统（DVR），到第三代完全基于IP网络视频监控系统（IPVS）,以及介于第二代和第三代之间的DVS。

2.1第一代视频监控CCTV

在20世纪90年代初以前，主要是以模拟设备为主的闭路电视监控系统，称为第一代模拟监控系统。

图像信息采用视频电缆，以模拟方式传输，一般传输距离不能太远，主要应用于小范围内的监控，监控图像一般只能在控制中心查看。

主要由摄像机、视频矩阵、监视器、录像机等组成，利用视频传输线将来自摄像机的视频连接到监视器上，利用视频矩阵主机，采用键盘进行切换和控制，录像采用使用磁带的长时间录像机；远距离图像传输采用模拟光纤，利用光端机进行视频的传输。

传统的模拟闭路电视监控系统有很多局限性：

①有线模拟视频信号的传输对距离十分敏感；

②有线模拟视频监控无法联网，只能以点对点的方式监视现场，并且使得布线工程量极大；

③有线模拟视频信号数据的存储会耗费大量的存储介质（如录像带），查询取证时十分烦琐。

2.2第二代基于“PC＋多媒体卡”数字视频监控系统（DVR）

20世纪90年代中期，基于PC的多媒体监控随着数字视频压缩编码技术的发展而产生。

系统在远端有若干个摄像机、各种检测和报警探头及数据设备，获取图像信息，通过各自的传输线路汇接到多媒体监控终端上，然后再通过通信网络，将这些信息传到一个或多个监控中心。

监控终端机可以是一台PC机，也可以是专用的工业控制机。

这类监控系统功能较强，便于现场操作；但稳定性不够好，结构复杂，视频前端（如CCD等视频信号的采集、压缩、通信）较为复杂，可靠性不高；功耗高，费用高；需要有多人值守；同时，软件的开放性也不好,传输距离明显受限。

PC机也需专人管理，特别是在环境或空间不适宜的监控点，这种方式不理想。

这其实是半模拟--半数字的监控系统，目前在一些小型的、要求比较简单的场所用的比较广泛。

只是随着技术的发展，工控机变成了嵌入式的硬盘录像机，该机性能较好，可无人值守，还有网络功能。

2.3“模拟-数字”监控系统（DVR）的延伸—DVS

以视频网络服务器和视频综合管理平台为核心的数字化网络视频监控系统。

基于嵌入式技术的网络数字监控系统不需处理模拟视频信号的PC，而是把摄像机输出的模拟视频信号通过嵌入式视频编码器直接转换成IP数字信号。

嵌入式视频编码器具备视频编码处理、网络通信、自动控制等强大功能，直接支持网络视频传输和网络管理，这类系统可以直接连入以太网，省掉了各种复杂的电缆，具有方便灵活、即插即看等特点，使得监控范围达到前所未有的广度。

除了编码器外，还有嵌入式解码器、控制器、录像服务器等独立的硬件模块，它们可单独安装，不同厂家设备可实现互连。

DVS目前比较主流的监控系统，性能优于第一代和DVR，比第三代有价格优势，技术也相对成熟，虽然某些时候施工布线会比较复杂，但总体来说瑕不掩瑜。

2.4数字化视频监控的优点

数字视频监控的优点是克服了模拟闭路电视监控的局限性：

（1）数字化视频可以在计算机网络（局域网或广域网）上传输图像数据，不受距离限制，信号不易受干扰，可大幅度提高图像品质和稳定性；

（2）数字视频可利用计算机网络联网，网络带宽可复用，无须重复布线；

（3）数字化存储成为可能，经过压缩的视频数据可存储在磁盘阵列中或保存在光盘、U盘中，查询十分简便快捷；

（4）不需要庞大的布线工作，减少了施工量。

2.5第三代视频监控：

全IP技术的视频监控系统IPVS

全IP视频监控系统及前面三种方案相比存在显著区别：

该系统优势是摄像机内置Web服务器，并直接提供以太网端口，摄像机内集成了各种协议，支持热插拔和直接访问。

这些摄像机生成JPEG或MPEG-4数据文件，可供任何经授权客户机从网络中任何位置访问、监视、记录并打印，而不是生成连续模拟视频信号形式图像。

更具高科技含量的是可以通过移动的3G网络实现无线传输，你可以通过笔记本、手机、PDA等无线终端随处查看视频。

2.6关于无线监控

无线监控比较常用的有：

模拟微波视频传输，数字微波视频传输，无线网桥，或者用电信和移动的通讯网络CDMA，TD-SCDMA（这种方式价格昂贵，而且图像不实时，每秒也就几贞图像，延时大概有10几秒钟，图像大小大概也就352*288），前面两种方式是目前比较常用的。

模拟微波传输就是把视频信号直接调制在微波的信道上（微波发射机，HD-630），通过天线（HD-1300LXB）发射出去，监控中心通过天线接收微波信号，然后再通过微波接收机（RECORD8200）解调出原来的视频信号。

如果需要控制云台镜头，就在监控中心加相应的指令控制发射机（HD-2050），监控前端配置相应的指令接收机（HD-2060），这种监控方式图像非常清晰，没有延时，没有压缩损耗，造价便宜，施工安装调试简单，适合一般监控点不是很多，需要中继也不多的情况下使用。

数字微波传输就是先把视频编码压缩（HD-6001D），然后通过数字微波（HD-9500）信道调制，再通过天线发射出去，接收端则相反，天线接收信号，微波解扩，视频解压缩，最后还原模拟的视频信号，也可微波解扩后通过电脑安装相应的解码软件，用电脑软解压视频，而且电脑还支持录像，回放，管理，云镜控制，报警控制等功能；这种监控方式图像有720*576和352*288的分辨率选择，前者造价更高，视频有0.2-0.8秒左右的延时，造价根据实际情况差别很大，但也有一些模拟微波不可比的优点，如监控点比较多，环境比较复杂，需要加中继的情况多，监控点比较集中它可集中传输多路视频，抗干扰能力比模拟的要好一点，等等...优点，适合监控点比较多，需要中继也多的情况下使用。

三、视频安防监控系统的应用

视频安防监控系统的应用领域非常广泛，不仅用于金融、文博、军事、珠宝商场、宾馆等行业的安全保卫，也用于公安、交通、医疗、机场车站港口、工厂等行业的安全生产及现场管理。

概括地说，视频监控系统的应用主要有以下几点：

①提高管理监督效果：

监控系统通过各个架设在不同生产现场的摄像机，将现场的视频集中传送到监控室，管理人员不用亲临现场，在监控室中或通过上网就能同时对多处生产现场实时监督和管理，大大提高了监督效率，及时发现生产过程中存在的违规现象，及时纠正，降低重大生产事故的发生的可能性。

②降低管理成本：

节省管理人员大量的差旅费用，对于业务范围和地域性较广的企业，如果要亲临现场视察，每年要用去大量的差旅费用，有了“视频监控系统”以后可以在企业总部运筹于帷幄之中，又可以节省时间、金钱；熟练的利用“视频监控系统”，可以减少施工现场的管理人员，降低支出成本；提高生产现场的文明和安防状况，“视频监控系统”安装以后可以有效的监督生产现场工作环境和生产秩序，减少不文明行为，做好防盗工作。

③方便监督、监理工作：

生产现场安全生产保证体系的建立和实施均要接受监督检查，监督、检查人员通过对生产一线的实时监控和不定期抽查相结合的手段，不仅提高了检查的有效性，而且提高了检查的真实性，并对生产现场的安全工作提出了更高的要求。

④增加生产线人员的责任心：

生产线人员文化层次参差不齐，现场远程监控的设置，在很大程度上提高了人员的责任心和工作积极性。

⑤提高企业管理效率：

作为企业的管理层，越来越多的时间被业务处理和常规工作所拖累，因此他们往往很少能抽出时间去生产现场、了解生产现场情况、掌握生产现场第一手的资料，视频监控作为一种对生产一线的实时反映的工具，在一定程度上缓解了管理人员的工作时间，使得他们在出差的过程中也能够随时了解生产区的情况，大大提高了其对生产现场的了解程度，提高了其工作的管理效率。

⑥便于调查和明确责任：

由于生产过程录像被存储备份，即使发生了一些不可预测的事件，也便于事故发生以后第一事件内明确事故责任，找出事故发生的原因，避免今后类似事件的重演。

⑦提高企业形象，增强企业竞争力：

企业可以把企业的现场图像和实时生产情况放在网站上让客户随时上网查看，对于参观访问人员或，不用进生产区能可以了解企业的各种情况。

四、视频安防监控系统的组成

典型的视频监控系统主要由前端设备和后端设备这两大部分组成，其中后端设备可进一步分为中心控制设备和分控制设备。

前、后端设备有多种构成方式，它们之间的联系（也可称作传输系统）可通过电缆、光纤或微波等多种方式来实现。

视频监控系统由摄像机部分（有时还有拾音器）、传输部分、控制记录以及显示部分四大块组成。

在每一部分中，又含有更加具体的设备或部件。

图4.1系统图

图4.2实例图

4.1摄像部分

摄像机基础知识介绍：

（1）摄像机有黑白、彩色之分，后来随着技术的日益成熟，慢慢有了彩色转黑白、红外一体机等。

（2）按摄像机外形来分有半球、普通枪机、一体机、球机、云台、烟感、针孔、飞碟等，球机有匀速球、高速球和智能高速球等。

还有集成了网路协议的网络摄像机。

（3）有定焦和变焦之分

（4）摄像机的清晰度用电视线TVL表示。

常见的有420TVL、480TVL、520TVL、580TVL等.高清监控摄像机已经达到1080P。

420TVL相当于25万像素，480TVL相当于38万像素以上。

（5）视频监控属于弱电行业，所以摄像机以及配套产品（云台、视频服务器）的电源一般选用12V、24V（机房设备除外）。

4.2传输部分

视频传输选用75Ω的同轴电缆，通常使用的电缆型号为SYV—75—3和SYV—75—5。

它们对视频信号的无中继传输距离一般为300-500m，当传输距离更长时，可相应选用SYV—75—7、SYV—75—9或SYV—75—12的粗同轴电缆（在实际工程中，粗缆的无中继传输距离可达1km），在视频信号衰减而图像变模糊可考虑使用信号放大器。

大的系统电源线是按交流220V布线，在摄像机端再经适配器转换成直流12V，这样做的好处是可以采用总线式布线且不需很粗的线，小的系统也可采用12V直接供电的方式，因为有衰减，所以距离不能太长。

控制电缆通常指的是用于控制云台及电动3可变镜头的多芯电缆，它一端连接于控制器或解码器的云台、电动镜头控制接线端，另一端则直接接到云台、电动镜头的相应端子上。

如果在摄像机距离控制中心较远的情况下，也有采用射频传输方式或光纤传输方式。

4.3控制记录部分

控制部分是整个系统的“心脏”和“大脑”，是实现整个系统功能的指挥中心。

总控制台中主要的功能有：

视频信号放大及分配、图像信号的较正及补偿、图像信号的切换、图像信号（或包括声音信号）的记录、摄像机及其辅助部件（如镜头、云台、防护罩等）的控制（遥控）等等。

硬盘录像机DVR：

PC式和嵌入式

（1）PC型硬盘录像机实质上就是一部