电视监控系统.docx

资源描述

电视监控系统.docx

《电视监控系统.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电视监控系统.docx（27页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

电视监控系统.docx

电视监控系统

1.系统概述

随着科学技术日新月异的高速发展以及科学化管理手段的大大提高，安全技术防范系统在各个领域所起的作用越来越大。

安全技术防范系统是现代建筑中保障人员和财产安全的重要环节，现代建筑对安全技术防范系统提出了越来越高的要求，安全技术防范系统本身的应用范围也在日益扩大，已从基本的人身、财产的安全保证，扩大到文件、资料、图纸、计算机系统的安全保护。

另外，剧院属于大型社会文化设施，设备繁多、人员庞杂，对安全技术防范系统的多层次、立体化要求也显得尤为重要。

2.用户需求分析

新桥医院位于沙区中心地带，是集军、地结合的甲级医院。

新桥医院是一家重要的医疗单位。

其特点是人流量大，且流动人员多，设立安全防范系统，对大楼各出入口、大厅、走廊电梯厅、电梯轿箱、停车场等区域进行安全监视。

通过闭路电视，即时摄取像景，传输至安保控制室，进行可选择性显示录像。

系统应具备如下功能：

Ø视频图像的采集和形成

能在电视墙彩色专业监视器上显示经视频矩阵切换输出的每一路图像。

Ø视频存储

能将视频图像存储到硬盘录像机上，录像时间至少达到7天以上（遵循当地公安部要求）；对于所记录的图像可以通过时间和地点检索回放。

Ø矩阵控制

矩阵切换控制系统应用微处理器技术，可实现安防自动化，即使一名操作人员也可以控制整个CCTV系统，240路视频输入和32路视频输出。

可自定义巡视和成组切换，系统可在单独的监视器上自动执行。

使用视频分配器将接收到的原视频输出到硬盘录像机上，最大限度地确保了安全。

Ø报警控制

A、移动侦测报警：

利用鼠标可以在硬盘录像机上任意一个活动的视频图像上画定任意区域为报警区，当有人侵入该区域时，系统将报警，并按照事先设置好的视频报警方案动作。

B、I/O报警：

紧急报警按钮发出报警信号可联动硬盘录像机录像并语音提示，并按照事先设置好的联动动作、弹出相关界面。

C、具有遮挡功能。

D、当线路被切断及设备等破坏时、出现故障时均可报警提示。

Ø远程图像

传输和控制通过电话线（PTSN，ISDN，DDN）或计算机网络（LAN，WAN）可以实现监控系统的联网，将各监控点的多媒体监控主机设置成拨号或网络服务器，远程中心控制室就可以共享分布在不同地理位置的监控点的图像资源，并可设置多个分控。

Ø与其它系统的联动控制

通过设置在矩阵主机内的报警接口单元，与防盗报警系统、门禁系统、停车场管理系统实现联动控制。

在监控中心内设置报警控制主机和电脑用于接收用户报警信息，在设定的时间内，对上述区域实行封锁，当有活动目标出现，发出报警，同时联动闭路电视监控系统，将相应位置的摄像头切换至该区域，并在监控中心主监视器上进行显示，并予以记录。

闭路电视监控系统结合防盗报警系统贯彻“防盗为主”、“图像核实”的原则，对新桥医院的相关区域及其他重点区域、要害部门进行监控和录像。

系统应采用模块化设计，便于系统升级和扩展，并通过与防盗报警系统、门禁系统（属于一卡通系统）和通讯系统联网互动构成完整的安全保障管理体系。

中心控制室主机系统采用全矩阵系统，通过矩阵主机及控制键盘可对系统进行编程操作。

系统矩阵应选择模块化结构，以提高系统可靠性。

3.系统构成

本工程电视监控系统由前端（成像以及相关辅助设备）、后端（控制、显示、记录等设备）、传输（视频、控制、供电电缆和光缆等等）和供电（前端和后端设备的供电）四部分组成，设备选用美国TYCO全系列电视监控设备。

4.设计方案

闭路电视监控系统作为智能建筑中不可或缺的一个子系统，在大型公共文化事业项目中的应用尤为广泛，根据新桥医院的功能区域不同，设置不同等级的风险级别，在监控系统设计中依照不同风险等级进行不同的设计，力求满足应用的需要，以保证新桥医院的财产以及相关人员的人身安全。

设计原则

为对新桥医院内的治安及人员通行状况实施监视，有效地防范各类突发事件，增强工作的主动性；查处违规状况；发挥科学管理的作用。

在设计过程中应遵循以下原则：

●技术先进

系统充分采用国际先进的监控技术和数字视频技术，设备选型立足于成熟、稳定，同时又要兼顾先进的技术和产品，使得系统能在稳定运营的同时，保持近期内的领先，且能满足远期发展需要。

●设计合理

监控系统的构成力求能做到功能完善，经济合理。

●操作简便

通过简单的键盘指令即可对系统进行操作，也可采用系统软件对系统操作，以电子地图为平台，采用图形界面，形象更直观。

●可靠性高

设备选型尽量采用可靠性高、配套性好、应用面广、便于维护的产品，确保系统整体运行良好、稳定可靠。

●扩展性强

在系统设计中，我们充分考虑到系统的可扩展性，为将来系统扩容提供技术保证。

●经济实用

针对新桥医院的实际需要，做到防范和管理相结合，少投入，多成效。

●系统安全可靠

系统设有登录、操作、维修等不同级别的口令，具有操作日记和报警记录日记，确保系统安全运行。

设计思路

大剧院的安全防范管理遵循人防、技防相结合的原则，不仅是防入侵、防破坏、防盗窃、防爆炸等，同时还包括电梯轿箱内部安全管理。

该系统对大剧院内的重点防范区域（包括出入口、主通道、电梯轿厢、停车场等重要区域）进行实时图像监视与录像，系统具备图像信号的采集、传输、显示、控制（分配切换）、记录和重放等基本功能。

电视监控系统（硬盘录像主机）可实现大剧院安全防范的综合管理，它可以具备报警显示、记录、打印的功能，并应留有接口，可在用户需要时进行扩充。

考虑到新桥医院的功能化分的具体情况，我们把该院按楼层分为19个监控区域，并在各楼层的中心区域分别设置一台32寸等离子监视器，显示本楼层的监视图象，让各病员家属、工作人员等协助查看本楼层的可疑人员，事件，让不法分子无所遁形。

通过分析，我们有发现每个区域的不同部位的风险存在很大区别，所以对于个别重点部位要特殊设计，因此在设计中采用点面结合的设计思路。

系统设计

设计指标

A.图像质量：

图像质量不低于4级。

B.相对4级图像质量信噪比符合如下规定：

指标

黑白电视监控系统

彩色电视监控系统

随机信噪比

37dB

36dB

单频干扰

40dB

37dB

电源干扰

40dB

37dB

脉冲干扰

37dB

31dB

C.系统各部分信噪比指标满足如下要求：

项目

摄像部分

传输部分

显示部分

连续随机信噪比

40dB

50dB

45dB

D.图像水平清晰度：

Ø黑白电视监控系统的图像水平清晰度不低于560线

Ø图像画面的灰度不低于8级

Ø系统各路视频信号，在监控器输入端的电平值应为1Vpp±3dBVBS

Ø图像质量主观评价达到4级以上

前端设计

在通道、护士站及重要区域，设置室内日夜型半球摄像机；大厅设置室内快球摄像机；在室内停车场区域，设置彩色枪式摄像机；在重点部位，设置一体化枪式摄像机；在各出入口、通道、电梯前室设置固定彩色半球摄像机；在电梯轿箱设置电梯专用摄像机。

具体点位设置如下表：

位置

电视监控系统

楼层

区域

半球

一体化

枪机

电梯

室外快球

室内快球

负二层

公共区域

负一层

公共区域

室外

剧院广场

总计

共计：

156

后端设计

后端设备由控制设备、显示设备和记录设备构成。

后端设备的性能决定了系统的稳定性、易用性和可扩展性。

因此稳健的系统要求后端设备具备良好的可靠性，是经过时间检验的成熟的产品，在保证系统的稳定的前提下，也可具备某些先进的特性，以适合将来的发展需要。

在本方案控制设备的设计中，我们采用视频矩阵和数字硬盘录像机的组合作为系统的控制设备的方式，以实现高可靠、高稳定的系统要求。

我们选择了TYCOADS1024RX240-32型矩阵主机一台、并配有AD2431X64路报警接口单元满足门禁、消防、防盗等系统与矩阵系统通信要求。

显示设备中，我们选用了2台日本日立50PD955050寸等离子显示器作为主监视器，与20台TYCOADTV9021D19寸专业彩色监视器组成电视墙，进行图像显示。

记录设备中，我们设计为嵌入式数字硬盘录像机的记录方式，选用了11台TYCOADTV601616路数字硬盘录像机，并有冗余设计。

存储周期按7天设计。

4.3.3.1控制设备设计

在本方案设计中，我们选用视频矩阵和数字硬盘录像机的组合作为系统的控制设备，以实现高可靠、高稳定的系统要求。

采用视频矩阵和数字硬盘录像机的组合作为系统的控制设备，是大型监控系统常采用的一种做法，这种系统稳定可靠，操作灵活，性价高。

视频信号由前端摄像机（包括固定摄像机、云台摄像机和智能快球）送出，经由传输线路（电缆/光缆/微波）传送至中控室，送入视频分配器分成两路，一路进入硬盘录像机录像，另一路进入视频矩阵的视频输入，通过视频矩阵处理后显示在电视墙的监视器上，操作人员通过电视墙上的监视器便可看到前端摄像机的视频。

操作人员通过矩阵的操作键盘，发出视频切换指令，由键盘送至矩阵，经矩阵处理后将指定的前端摄像机的视频显示在电视墙上指定的监视器上。

以方便实施有效的监控。

操作人员通过矩阵的操作键盘，发出云台或快球指令，由键盘送至矩阵，经矩阵处理后送出至控制码处理设备，再由控制码处理设备送出经由传输线路（电缆/光缆/微波）传送至前段可控的前段（包括云台摄像机或快球），可控前段接收到后，进行相应的动作。

操作人员便可通过电视墙上指定的监视器上看到操作的结果。

操作人员也可通过操作硬盘录像机，发出云台或快球指令，由硬盘录像机将前端控制信号送至控制码处理设备，再由控制码处理设备送出经由传输线路（电缆/光缆/微波）传送至前段可控的前段（包括云台摄像机或快球），可控前段接收到后，进行相应的动作。

操作人员便可通过硬盘录像机的显示器或监视器上看到操作的结果。

若矩阵和硬盘录像机同时发出云台或快球指令，控制码处理设备通过事先设定的优先级别来判断相应优先级高的控制设备。

从上图可以看出，整个系统的风险由矩阵和硬盘录像机分担，任何一种设备故障，系统都能实现整个系统应急使用。

因此这种系统有较高的稳定性。

A.系统功能

系统应具备以下功能

Ø系统程序化管理功能:

系统设置和所有功能均通过系统软件编程实现，通过编程可以完成各种控制参数的设定、用户操作口令的设定，操作优先级别的授权等。

最大限度地利用系统硬件实施最有效的控制，为操作者带来更多的方便和灵活性。

Ø控制主机可以对所有分控键盘、现场摄像机、监视器进行编程设定（包括时间、日期、字符、文字名称显示的设定、插入和控制），实现对监控范围内视频图像的单控、组控、群控，并可根据程序的设定完成巡检线路上的连续监视和设定。

Ø手动控制功能:

操作人员可以通过控制键盘、鼠标或操作杆完成对任意一台摄像机的控制。

包括对云台的水平转动、垂直移动、镜头的变焦/对焦、光圈等控制。

Ø菜单管理;系统应提供系统设置和维护所必须的菜单管理界面，包括视频输入设置、视频输出设置、操作键盘和操作控制级别设置、系统集成通讯协议及相关软件设置、系统输入/输出设备设置等。

Ø用户编程操作:

系统应提供一套完善的配套软件，包括摄像机的选择、监视器的选择、辅助输出设备状态的控制、前端云台控制、系统显示字符、时钟的显示等。

Ø系统逻辑编程:

操作员可以对整个系统进行逻辑编程，自动响应系统内各种状态，辅助输出控制设备状态、视频丢失报警状态、操作员登录、以及系统时钟或其他系统变量等。

图形绘制功能:

主控工作站应具有平面图绘制功能软件，并能在平面图上通过图标、颜色区分所控摄像机的分布及工作状态。

Ø动态视频编排和摄像机逻辑选择:

系统摄像机输入应拘泥于摄像机的物理输入顺序，可以按照业主自定义的区域或设定的顺序快速选择摄像机，系统赋予每一台摄像机一个逻辑编号，操作员按照摄像机的逻辑编号选择摄像机。

Ø安全巡检:

系统可以设置安全巡检路径，使切换顺序可以跟踪安检人员的巡逻过程。

Ø视频输入分组:

系统可以对视频输入进行分组，按照系统设定的操纵键盘控制级别，限定某一操纵键盘切换调用特定范围内的前端摄像机画面，或限定某一操纵键盘控制特定范围内的前端云台。

Ø视频输出分组:

系统可以对视频输出进行分组，操作人员按照设置的操纵控制级别只能切换同组的监视画面，防止对其他分控机房监视画面或操作人员的干扰。

Ø系统应可设定操纵键盘能够访问的监视器。

Ø系统应可设定监视器能够显示的前端摄像机图像。

Ø系统应可设定操纵键盘能够控制的前端摄像机云台。

Ø系统应可设定操纵键盘能够调用的前端摄像机图像。

Ø视频丢失检测:

系统应具有实时对输入的视频信号进行检测的功能，当输入的视频信号低于某一设定值时，表明前端摄像机或线路故障引起视频丢失或信号严重损失，系统将发出报警信号，提醒业主及时检修。

Ø系统信息记录:

所有的系统的事件都应被记录并储存在磁盘中，以备以后调用，以防有害的伪操作。

Ø系统信息记录打印机:

系统应可以连接实时记录打印机，将系统发生的每一件事件和信息记录打印输出。

Ø系统高级接口:

系统应提供10/100M以太网接口或RS-232C串口接口，以便与其他自动话系统，诸如BA、FA、OA等进行连网，构造功能完善的现代化智能建筑。

Ø视频帧存储和视频打印:

多媒体图形工作站应可调用实时视频图像，随时抓拍所需的画面存储在计算机硬盘上，或打印输出。

Ø录像/回放功能:

系统可以完成对任意一路视频图像信息的录像/回放功能。

Ø操作优先级:

系统应可按多种方式设定控制优先级别，支持一摄像机、操作键盘、操作人员登录口令等设定操作优先级别。

Ø系统自检:

系统应实时对本监控系统进行自检，系统的所有模块插板均有指示灯显示其工作状态，出现故障提醒操作人员及时检修。

Ø系统信号均为PAL制式，每秒25帧，与中国国内的电视制式视频系统相同。

Ø配备的多媒体视频监控管理软件，其运行环境为WINDOWS98或WINDOWS2000或WINDOWSNT操作界面，该操作界面采用鼠标进行操作（中文版）。

B.控制设备

控制设备是系统的核心，因此需采用技术成熟的产品。

在众多大型监控项目中，都采用了矩阵切换系统作为系统的核心控制设备，因此本次设计中也采用矩阵系统作为系统的控制设备。

矩阵主机应具备以下功能：

Ø系统的可靠性、稳定性高，通过中心工作站编程让任何一台摄像机显示在任何一台监视器上。

Ø模块化设计:

视频矩阵切换器应为插板式结构，模块化、高密度的矩阵设计，可实现全交叉矩阵切换，可根据具体需求进行扩展。

Ø通过中心工作站编程完成系统工作状态和运行参数的初始化设定。

Ø通过中心工作站编程可明确规定分控键盘、监视器、摄像机之间的通道和切换工作。

Ø通过中心工作站编程可实现视频信息的并行/成组切换，通用的巡视/显示序列，自动启动巡视/序列，监控器单独巡视/序列。

在自带屏幕或多媒体控制计算机屏幕上可显示：

接通/断开控制、摄像机识别码和标题、日期/时间（三种方式）信息，摄像机号码可编程。

可实现摄像机的现场控制，自动报警的调用。

Ø具有内部视频丢失检测。

Ø可对报警联系表进行编程，实现联动控制。

Ø所有编程数据都由系统备份保护。

Ø具有标准的通讯接口，可与其他字系统进行数据交换。

Ø组同化切换功能，可设定全部受控监视器在同一时间进行画面切换。

Ø字符迭加包括:

时间，日期，摄像机编号等。

Ø应具备一个打印输出口，可接入标准的RS-232串口打印机，可打印出输入的报警，确认报警等。

Ø控制键盘的控制级别不小于8个。

Ø系统操作口令不少于64个

Ø系统可接入的分控键盘数量不少于10个

Ø技术指标:

系统容量不低于300路输入/30路输出。

Ø可控制固定或变速云台和一体化摄像机。

Ø内部视频丢失检测。

Ø提供10个以上可扩展RS232接口。

Ø独立的监视器巡视。

Ø50个以上的通用巡视。

Ø50个以上的成组切换。

Ø30个以上的时间定时器。

Ø多种报警显示模块和报警清除方法。

Ø信噪比:

不小于60DB

4.3.3.2记录设备设计

记录设备一直以来都是监控系统的重要组成部分，良好的记录设备对事后的备查、事件/事故的处理具有极高的指导作用。

在本方案设计中，我们选用嵌入式数字硬盘录像机作为系统记录设备。

录像方式采用全实时录像，存储周期7天。

1）嵌入式DVR介绍

a）嵌入式系统及其特点

●系统内核小（RTOS）。

●专用性强。

软件系统和硬件系统的结合非常紧密，一般要针对硬件进行系统的移植。

●精简的指令系统（RISC）。

●高实时性的操作系统是嵌入式软件的基本要求，软件需固化。

●嵌入式软件开发要想走向标准化，就必须使用多任务的、专用的操作系统。

●嵌入式系统开发需要专门的开发工具和环境。

一个嵌入式系统，合理的任务调度必不可少，仅依赖处理器速度无法达到目的，这样就要求嵌入式系统的软件必须具有多任务调度功能。

以下按实时性对嵌入式系统进行分类：

非实时系统（应用：

PDA，RTOS：

PalmOS）

软实时系统（应用：

消费领域，RTOS：

嵌入式Linux、WinCE）

硬实时系统（应用：

工业和军工系统，RTOS：

VxWorks、OSE、Nuclear）

嵌入式系统是一个知识集成系统，开发嵌入式系统，不仅需要技术密集，还需要资金密集；就应用领域来说，具有高度分散的特点，所以不可能存在垄断的局面，从而使嵌入式技术不断创新、不断发展。

嵌入式Internet技术是近几年发展起来的一项新兴概念和技术，它使得设备通过嵌入式模块（而非PC系统）直接接入Internet，以Internet为介质实现信息交互，拓展了嵌入式的应用领域。

以嵌入式技术为基础的数码产品包括像手机，数码相机，DV等等高科技产品。

b）嵌入式DVR的特点

嵌入式DVR建构在嵌入式平台之上，具有以下特点：

●结构紧凑

由于采用嵌入式结构，电路板根据DVR的需要量身订制，去除了PC式DVR众多的多余接口，并将压缩芯片直接集成在电路板上，内部除电路板之外只有给硬盘预留的安装位置，因此体积只有PC式DVR的三分之一左右。

●系统一体化，性能稳定

操作系统采用嵌入式专用操作系统和专用DVR软件，与底层硬件固化在一起，形成一体化的DVR应用系统，操作系统和应用软件不会死机，没有兼容性问题，稳定性比PC式DVR有了长足的进步。

●安全性好

由于嵌入式操作系统的独立化和非大众化，目前流行的计算机病毒对它不会产生任何影响。

●专业化程度高，可最大限度对视频压缩性能进行优化

PC式DVR由于采用的是商业主板，其结构并不能保证视频压缩性能达到最优化。

嵌入式DVR的软硬件系统都是专门针对DVR应用而设计，可以保证视频压缩性能达到系统的最优化处理。

记录设备具有以下功能

Ø具有H.264视频和G.722音频压缩技术

Ø支持1视频和音频输入

Ø支持BNC和VGA视频输出

Ø16路报警输入和4路报警输出

Ø支持8个IDE硬盘

Ø支持隐私区域和多区域移动侦测

Ø报警时，视频自动切换和录像

Ø支持预录像功能

Ø画面的隐私区域有报警触发时，会自动去除画面遮挡

Ø支持水印技术

Ø四工操作：

在进行搜索和回放时，可同时保存、传送和实时监视

Ø内置TCP/IP协议，支持宽带拨号上网和窄带传输

Ø基于现有网络安装，无需改变设置

Ø支持监控中心和本地之间的双向语音对讲

Ø可通过本地或网络控制云台和镜头

Ø支持本地报警联动和报警信号通过网络上传

Ø提供多级权限控制

Ø可通过网络在线升级控制软件

Ø客户端软件可实现本地所有功能，包括实时浏览任何一路视/音频信号，查看视频设备状态，设置系统参数等

Ø具有掉电保护功能,来电后自动恢复

图像处理与显示设备设计

4.3.4.1图像的处理　　

闭路监控电视系统对所传输的图像信息具有切换、记录、重放、加工和复制等功能。

视频切换器是能手动和自动编程，将所有视频信号在指定的监视器上进行固定或时序显示，也可以进行图像混合、画面分割、字幕叠加等处理。

在用于安防的闭路监控电视系统中，视频切换器应具有与报警控制器联网的接口，当报警发生时切换出相应部位的摄像机图像，并能进行记录和重放，以便分析处理所发生的事故。

4.3.4.2　图像的记录及重放　　

闭路监控电视系统采用录像机实现记录和重放功能，这种录像机的特点是应能长时间录像（目前普遍使用24h录像），可以快速和静止重放所记录的画面，而且具有遥控功能，系统可以对录像机远距离操作，或利用系统中的控制信号自动操作录像机。

4.3.4.3　图像的显示　　

监视器是闭路监控电视系统的终端显示设备。

监视器的选择应根据整套系统的技术性能指标及使用目的来选择。

选择彩色监视器还是黑白监视器应与系统的摄像机一致。

屏幕的大小应根据控制中心的面积和监视人数进行选择。

监视器的清晰度应相当于或高于摄像机的清晰度，以充分发挥摄像机的性能。

监视器的数量根据实际工程需要，以区别轻重缓急，保证重点为原则，应与摄像机数量成适当比例。

在本系统设计中，重点部位监视器与摄像机的比例一般不小于1：

3，非重点部位不小于1：

8。

电视监控系统与其它系统的联动

1）矩阵视频联动

防盗报警系统、门禁控制系统若与监控系统实现联动，则需要上述系统提供常开或常闭的无源触点，若有多路需要联动，则需要提供多路常开或常闭的无源触点。

防盗报警系统、门禁控制系统的常开或常闭的无源触点连至矩阵的辅助设备报警接口单元上，每个报警接口单元允许接入64路常开或常闭的无源触点，每8路可以选择是常开还是常闭，报警接口单元允许级联，最大允许接入1024路。

矩阵联动实现其他系统的常开或常闭的无源触点连至矩阵的辅助设备报警接口单元上，当报警接口单元探测到接口类型发生变化时（常开->闭合或常闭->开路），报警接口单元将接口类型发生变化的端口地址（序号）送入矩阵，矩阵根据预设的联动表进行联动切换，将报警端口地址对应的摄像机画面显示到指定的报警监视器上。

2）矩阵灯光联动

对照明系统的联动要求若矩阵实现与照明系统联动，则照明系统提供1.0A@24VAC继电器控制接口，若有多路需要联动，则需要提供多路继电器控制接口。

矩阵联动接口照明系统的1.0A@24VAC继电器控制接口连至矩阵的辅助设备辅助跟随器上，每个辅助跟随允许接入32路1.0A@24VAC继电器控制接口，辅助跟随器允许级联。

矩阵联动实现其他系统的常开或常闭的无源触点连至矩阵的辅助设备报警接口单元上，当报警接口单元探测到接口类型发生变化时（常开->闭合或常闭->开路），报警接口单元将接口类型发生变化的端口地址（序号）送入矩阵，矩阵根据预设的联动表进行联动启动相对应的灯光继电器，将报警信号附近的灯打开，确认报警后，灯光自动关闭。

3）硬盘录像机联动录像

对其他系统的联动要求其他系统若与硬盘录像机实现联动，则需要其他提供常开或常闭的无源触点，若有多路需要联动，则需要提供

展开阅读全文