THPDF1型 实验指导书新.docx

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THPDF1型实验指导书新

目录

第一章THPDF-1型闭路电视监控及周边防范系统实验装置简介65

第一节系统的介绍65

第二节网络摄像机65

第三节矩阵主机65

第四节硬盘录像机65

第五节一体化摄像机65

第六节快球摄像机65

第二章THPDF-1型闭路电视监控及周边防范系统实验指导书65

实验一认识系统各设备65

实验二系统布线、设备接线65

实验三镜头调试实验65

实验四快球调试实验65

实验五控制中心调试实验65

实验六硬盘录像机操作65

实验七系统故障与处理实验65

实验八网络摄像机的使用实验65

实验九数字化图像监控系统实验65

第一章THPDF-1型闭路电视监控及周边防范系统实验装置简介

第一节系统的介绍

闭路电视监控系统是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。

周边防范系统是在必须防范区域的外围设置主动和被动红外探测器，对非法入侵者进行实时报警，并有监控系统联动的功能。

两系统作为智能化系统的一部份，成为智能建筑安全自动化基本组成部分。

“THPDF-1型闭路电视监控及周边防范系统实验装置”是依据目前建筑电气、楼宇智能化专业的实验内容设计的综合实验装置，结合当前闭路电视监控及周边防范系统的技术特点，采用优质监控设备，并配置包括网络摄像机在内的多种类型摄像机、矩阵主机、画面分割器、硬盘录像机、主动或被动红外探测器等，实现了闭路电视监控功能与周边防范系统的联动功能。

系统稳定可靠，安装简单易学，可为实现教学提供更多研究。

一、结构框图

图1THPDF-1型闭路电视监控及周边防范系统实现装置结构框图

二、技术参数

1．实验台工作电源：

AC220V±10%50Hz

2．工作环境：

工作温度范围-20℃～+45℃相对湿度<85%

3．外形尺寸：

1668×805×1484mm3

三、产品特点

1．实验装置结合了当前闭路电视监控及周边防范系统的最新技术，采用世界著名品牌的监控及防范设备；

2．实验装置不仅内容丰富，而且还能与安防系统实施联动。

第二节网络摄像机

网络摄像机是一种结合传统摄像机与网络技术所产生的新一代摄像机，它可以将影像通过网络传至网络连接的任何地方，且远端的浏览者不需用任何专业软件，只要标准的网络浏览器（如“MicrosoftIE或Netscape）即可监视其影像。

网络摄像机内置一个嵌入式芯片，采用嵌入式实时操作系统。

摄像机传送来的视频信号数字化后由高效压缩芯片压缩，通过网络总线传送到Web服务器。

网络上用户可以直接用浏览器观看Web服务器上的摄像机图像，授权用户还可以控制摄像机云台镜头的动作或对系统配置进行操作。

本实验装置采用山博SB-6328网络摄像机。

该网络摄像机与用户终端连接如下图所示：

图2SB-6328网络摄像机与用户终端连接图

SB-6328网络摄像机是采用先进的MPEG-4压缩技术为基础的面向网络的新型视频产品，它基于互联网内建Web服务器和使用TCP/IP将压缩的实时图像传送。

向用户提供一套图像清晰、实时的网络监控和应用解决方案。

在不同的行业、环境可以方便地在计算机网络上构建功能强大的多路视频监控系统。

功能特征：

1．安装方便，即插即看。

内置CPU和影像编码器，只需连接电源和局域网连接线即可。

2．适用于家庭、办公室和公用场所等。

3．兼容性强，支持多种网络协议：

TCP/IP,SMTP,HTTP,PPPOE及其他因特网相关协议。

4．操作简单：

通过局域网或因特网管理和浏览。

5．看门狗自动恢复系统功能。

6．两种语言（中英文）操作界面进行监控操作。

7．软件下载升级。

8．MPEG-4图像压缩，图像清晰度高，传输速度快。

9．集成RS232/RS485通讯口便于扩充周边设备。

10．可靠性能高,低功耗工作。

网络特征：

1．允许使用“端口映射”，用户可自定义http端口。

2．支持DDNS。

3．可通过SMTP发送报警图像到管理员设定的邮箱。

4．支持PPPOE拨号功能。

安全特征：

1．用户密码设定，最大用户人数为5个。

2．IP过滤及MAC地址过滤。

技术参数：

1．工作电源：

DC12V。

2．功率：

≤5W。

3．尺寸：

135×88×38mm3。

4．分辨率：

D1：

720×576；CIF：

352×288；QCIF：

176×144。

5．图像格式：

MPEG-4。

6．帧数：

PAL最大25帧/秒NTSC最大30帧/秒。

7．工作环境：

-5℃—45℃（RH85%）。

第三节矩阵主机

本实验装置采用了SANBORSB60矩阵主机，该矩阵主机是集视频矩阵主机切换和系统控制于一体的完整CCTV监控系统设备。

该系统适用于8台摄像机环接输入和5台监视器输出。

可扩展为32台摄像机环接输入，8台监视器输出，可控制变速云台。

图3矩阵主机面板布局图

SB60系统功能：

1．完整的前面板控制键盘，包含按键、云台操纵杆、液晶显示屏。

2．视频切换，可将任意摄像机信号切换到任意监视器。

3．自动队列切换。

4．报警编程及联动。

5．解码器的控制，能够驱动摄像机的云台镜头和备用功能。

第四节硬盘录像机

硬盘录像机一般是基于局域网或者广域网的视频录制，录制后并存储在服务器硬盘中。

本实验装置中采用大华DH-DVR0404RW硬盘录像机。

功能特性：

1．实时监视功能

1.1具备模拟输出接口和VGA接口，可通过监视器或显示器实现监视功能。

1.2具备单画面/四画面监视功能。

1.3实时显示录像码流和每小时占用空间。

1.4通道画面提示通道状态如录像、动态检测、视频丢失、监视锁定等。

2．压缩方式

2.1视频压缩方式：

MPEG4/H.264。

2.2支持1路/2路/4路/8路的视音频信号，视音频信号都由独立硬件进行，实时压缩，声音

与图像同步。

3．存储功能

3.1可内置4个IDE接口，可挂接1-8块各种容量硬盘。

3.2硬盘工作管理采用非工作盘休眠处理，减少散热和功耗，延长硬盘寿命。

3.3硬盘上文件可以选择覆盖式循环记录和非循环记录。

3.4存储数据采用专用格式，无法篡改数据，保证数据安全。

4．备份功能

4.1支持IDE接口刻录光驱进行备份。

4.2支持USB接口存储器进行备份。

4.3客户端电脑可以通过网络下载硬盘上的文件进行备份。

5．录放像功能

5.1多工操作，在每路实现独立全实时录像的同时可实现单路回放检索及倒放、网络监视、

录像查询下载。

5.2多种录像模式：

手动录像、定时录像、报警联动录像、动态检测录像，其中动态检测、

外部报警有预录功能。

5.3网络可以回放硬盘录像机上记录的文件。

5.4普通录像与报警录像均可实现快速检索。

5.5多种回放模式：

慢放3、慢放2、慢放1、正常、快放3、快放2、快放1及逐帧播放功

能。

5.6回放录像时可以显示事件发生的准确时间。

6．报警联动功能

6.1具备8路外部电压量报警输入,并具备视频丢失报警、动态检测报警、报警设备可以是烟感探测器、温感探测器、红外探测器等。

6.2具备多路继电器开关量报警输出，便捷地实现报警联动及现场的灯光控制。

6.3报警输入及报警输出接口皆具有保护电路，确保主设备不受损坏。

7．云台控制功能

7.1支持通过RS485通讯的云台解码器。

7.2可扩展多种解码协议，便于实现云台和球机控制功能。

8．通讯接口

8.1具备25芯接口，实现报警输入和联动控制。

8.2具备RS232接口，可用于键盘的连接实现主控，以及与电脑串口的连接进行系统维护和升级以及矩阵主机控制等。

8.3具备一个标准以太网接口，实现网络远程访问功能。

9．网络操作功能

9.1可通过网络进行远程实时监视。

9.2云镜控制。

9.3录像查询及实时回放、下载。

9.4系统设置参数的修改以及系统的软件升级。

9.5远程的报警处理以及系统日志查看等功能。

9.6采用嵌入式TCP/IP协议及嵌入式操作系统，可以直接通过Windows自带的IE浏览器访问。

9.7管理模式：

采用三级用户管理，密码方式确保合法用户才可以登录。

主要技术指标：

主处理器：

AMDELANSC520/133嵌入式微处理器。

操作系统：

实时操作系统（RTOS，Real-TimeOperatingSystem）。

操作界面：

图形化菜单操作界面。

视频输入：

4路复合视频（PAL/NTSC，）BNC（1.0Vp-p，7.5Ω）。

视频输出：

1路PAL/NTSC（NationalTelevisionSystemCommittee全国电视系统委员会），BNC（1.0Vp-p，7.5Ω）复合视频信号1路VGA显示器接口输出。

音频输入：

4路音频输入200-1000mV10KΩ（BNC，同轴电缆插件）。

音频输出：

1路音频输出3000mV1KΩ（BNC，同轴电缆插件）。

视频显示：

1，4路画面显示。

视频标准：

PAL（625线，50场/秒），NTSC（525线，60场/秒）。

系统资源：

同时多路录像、同时录像回放、同时网络操作。

硬盘：

内置4个IDE接口。

电源：

220V50Hz/110V60Hz。

第五节一体化摄像机

一体化摄像机现在专指可自动聚焦、镜头内建的摄像机，其技术从家用摄像机技术发展而来，与传统摄像机相比，一体化摄像机体积小巧、美观，安装、使用方便，监控范围广、性价比高，在成功应用于教育行业视频展示台之后，正对安防产业监控系统形成新一轮的冲击。

对于一体化摄像机，一直以来有几种不同的理解，有指半球型一体机、快速球型一体机、结合云台的一体化摄像机和镜头内建的一体机。

严格来说，快速球型摄像机、半球型摄像机与一般的一体机不是一个概念，但所用摄像机技术是一样的，因而一般也会将其归为一体化范畴。

现在通常所说的一体化摄像机专指镜头内建、可自动聚焦的一体化摄像机。

本实验装置中采用了亚安球形云台YD5307和三星一体化摄像机SCC-4201AP组成。

一、亚安球形云台YD5307的规格为：

输入电压：

AC24V50/60Hz

功率：

云台：

10W风冷：

2W加热：

20W

旋转角度：

水平：

0°～355°垂直：

0°～90°

旋转限位：

水平/垂直可调

温控范围：

风冷：

开37℃±5℃关20℃±5℃

加热：

开8℃±5℃关20℃±5℃

云台结构：

主要为ABS（AcrylonitrileButadieneStyrene丙烯睛-丁二烯-苯乙烯）、聚甲醛，上罩：

工程ABS，球罩：

耐热不变形球罩

工作温度：

-5℃～60℃

二、三星一体化摄像机SCC-4201

三星一体化摄像机SCC-4201是一种高性能的监视摄像机，具有22x光学变焦镜头和10倍数码变焦IC（集成电路），以及多达220x的变焦监视能力。

具有以下关键特征：

1．低光监视功能，即使在光照极低的条件下也能捕获影像。

2．白平衡功能，在任何光线条件下提供精确的彩色再现。

3．背光补偿功能，即使在聚光灯或入射光线非常明亮的条件下，也可进行有效的背光补偿。

4．自动聚焦功能，可自动聚焦于运动物体。

5．RS485有线遥控功能。

三星一体化摄像机SCC-4201规格如下：

1．内置22倍光学变焦（ZoomLens）及10倍电子变焦镜头（DigitalLens），是220x电动变焦彩色摄像机。

2．480线以上的水平分辨率;最低照度0.02Lux；画中画功能；DSP数字信号处理；可设置区域背光补偿及适应多种光照条件的背光补偿；动态探测；48分贝优质信噪比（S/N）；屏幕显示菜单。

3．三种可选白平衡控制方法：

自动追踪白平衡/自动白平衡控制/手动（R/B增益控制）。

4．广播系统：

PAL（PhaseAlternatingLine，逐行倒相制式）标准彩色系统。

5．成像装置：

1/4英寸ITSuperHADCCD。

6．有效像素：

752（H）×582（V）。

7．供电电压：

直流12Ｖ±10％。

8．功耗：

5.0W。

第六节快球摄像机

本实验系统中采用了SB-8803D快球摄像机，如右图所示，具有以下特性：

1．无变形6英寸球罩，透光度高，摄取图像清晰。

2．高强度合金铝压铸外壳，个性化设计，内置风扇、加热恒温系统。

3．球机采用机芯、护罩分体设计，配置快装底板，更便于户外安装。

4．水平清晰度：

彩色480线。

5．自动光圈、自动对焦，灵敏度高。

6．菜单选择功能，带自学习功能。

图5快球摄像机

7．水平速度0.5-300度/秒，360度水平连续旋转，可设两预置点之间线扫。

8．垂直速度0.5-150度/秒，垂直180度自动翻转，消除监视肓区。

9．80个预置位任意存储，定位准确。

10．采用RS485通讯，便于系统联接，内置多协议解码器，兼容性强，运行显示通讯状态。

11．设置隐私遮挡功能，带报警输入/输出接口，联动预置点。

12．轨迹速度可达300度/秒。

第二章THPDF-1型闭路电视监控及周边防范系统实验指导书

实验一认识系统各设备

一、实验目的

1．认识闭路电视监控及周边防范系统实验装置的构成；

2．认识闭路电视监控及周边防范系统实验装置的基本操作。

二、实验仪器

1．THPDF-1闭路电视监控及周边防范系统实验装置1台

三、实验原理

闭路电视监控系统由摄像机、视频切换器、监视器、电源和控制器组成。

闭路电视监控系统的基本原理是：

采用摄像机将图像调制成视频信号发射传输，该视频信号经过传输线送至监视器后，监视器再将其进行视频放大，调制解调成视频的行频、桢频信号，并在显示管上复原成图像。

闭路电视监控系统一般采用多台摄像机对应一台或者多台监视器；而通常的有线电视系统则是一台发射对应多台电视机。

该实验装置中，采用了多台摄像机对应2台监视器，外围增加红外探测器、紧急按钮报警输入设备，以及采用报警输出设备：

声光报警器。

其结构框图见图1。

由结构框图可知，闭路电视监控及周边防范系统的监控设备主要有：

高速球型摄像机、球型云台（一体化摄像机）、半球彩色摄像机、网络摄像机、彩色枪机、黑白枪机、矩阵主机、数字硬盘录像机、监视器等，报警输入输出设备有：

紧急按钮、红外对摄探测器以及声光报警器。

闭路电视监控及周边防范系统在实验台上的布局如图1-2所示：

图1-2THPDF-1型闭路电视监控及周边防范系统实验装置的布局

四、实验内容

认识闭路电视监控系统的监控摄像机、报警输入设备、输出设备等。

五、实验步骤

1．认识闭路电视监控及周边防范系统实验装置的主要设备

1.1球型云台（一体化摄像机）包含三部分：

云台支架、球型云台、一体化摄像机；一体化摄像机固定在球型云台内，球型云台固定到云台支架上面；采用壁装式固定。

1.2高速球型摄像机包含两部分：

高速球体、支架；高速球体固定到支架上；采用壁装式固定。

1.3黑白枪机与彩色枪机均包含两部分：

枪机摄像机、枪机机壳；枪机摄像机固定到枪机机壳内；采用壁装式固定。

1.4彩色半球摄像机主要有半球型护罩、摄像机、底座组成。

1.5矩阵主机的前面板主要包含：

一个液晶显示屏、按键及一个操纵杆。

1.6硬盘录像机的前面板主要包含：

电源开关、数字键及指示灯、功能键、播放键。

2．认识闭路电视监控及周边防范系统实验装置的基本操作

2.1接线、通电

如下图所示连接实验线缆：

图1-3实验线缆连接图示

连接好实验装置及控制柜的单相三芯交流220V电源线；使用视频电缆连接实验装置BNC接口，如实验装置屏上的“BNC1”与闭路电视监视控制柜的“BNC1”；连接实验装置的19芯通讯控制电缆。

接通电源，并打开实验装置的空气开关及机柜中设备的电源开关。

2.2摄像机的切换

按矩阵主机键盘“CLEAR”键，在矩阵主机键盘输入“2”，按矩阵主机键盘“CAM”键，则将15’监视画面由默认摄像机“1”切换到摄像机“2”的监控画面；同理，则可以将15”监视画面切到摄像机“1-5”的任何一个摄像机监视画面。

注意：

本实验装置中只需连接矩阵主机1-5通道。

若一一对应连接线缆，则通道分别对应：

一体化摄像机、高速球形摄像机、黑白枪机、彩色半球摄像机和彩色枪机。

2.3快速球型摄像机的控制

使用矩阵主机将15’监视器的监视画面切换到快速球型摄像机（摄像机“2”，具体可参考本实验内容的步骤2.2），上下、左右摇动矩阵主机的摇杆，则可将监视画面上下、左右移动。

使用矩阵主机TELE或WIDE改变摄像机的放大倍数，NEAR或FAR改变摄像机的聚焦。

2.420’监视器多画面切换

默认启动中，20’监视器默认显示切割的4画面，按硬盘录像机上面的“MULT”或者遥控器上面的“多画面”按钮，则可以将20’监视器的显示画面在“多画面”与“单画面”之间切换显示。

在单画面显示下，打开硬盘录像机的前挡板，按硬盘录像机控制面板上的“数字键”或遥控器上的“数字键”切换监视的摄像机通道，如在单画面显示下，按硬盘录像机的数字键“2”则将20’监视器的监视画面切换到摄像机“2”的监视画面。

同样可在1-4之间进行画面切换。

2.5硬盘录像机的录像

按遥控器上的“录像”键或面板上的“●”键（注意：

更改录像设置需输入高级秘密：

888888），将进入查看各通道的状态，数字反显（数字反显为数字有白色背景）通道为正在录像的通道，数字正常显示的通道为停止录像的通道。

例如：

各个通道的默认出厂设置为录像状态，即对应的面板数字键点亮；先按面板上的“●”键，接着按数字键“1”，则可将数字“1”取消反显状态，再面板上的“●”键，即将录像状态进行保存，将通道1由正在录像改为停止录像。

同样，可以修改1-4通道的录像状态。

注意：

硬盘录像机的面板指示灯点亮表示该通道处于录像状态，反之，熄灭则表示该通道处于停止录像状态。

六、实验报告

1．叙述闭路电视监控及周边防范系统的各个设备结构及固定方式。

2．描述闭路电视监控系统的主要功能。

七、思考题

闭路电视监控及周边防范系统的应用场合。

实验二系统布线、设备接线

一、实验目的

1．认识闭路电视监控及周边防范系统实验装置的布线；

2．学会闭路电视监控及周边防范系统实验装置的设备接线。

二、实验仪器

1．THPDF-1闭路电视监控及周边防范系统实验装置1台

三、实验步骤

1．认识闭路电视监控及周边防范系统实验装置的布线

本实验装置中，将球型云台（一体化摄像机）、高速球型摄像机、黑白枪机、半球彩色摄像机、彩色枪机的视频输出端连接到矩阵主机的视频输入1-5，且矩阵主机的视频并联输入1-4连接到数字硬盘录像机的视频输入1-4接口；且红外对射探测器与紧急按钮的公共触点与常开触点连接到矩阵主机的报警输入端；声光报警器的输入端与电源之间串接矩阵主机的报警联动继电器，且连接到数字硬盘录像机的报警输入端；

闭路电视监控及周边防范系统实验装置的设备布线如下图所示：

图2-1闭路电视监控及周边防范系统实验装置的设备接线图

2．闭路电视监控及周边防范系统实验装置的主要设备接线

2.1球型云台（一体化摄像机）

球型云台（一体化摄像机）的接线如下图2-2所示：

图2-2球型云台（一体化摄像机）的接线图

球型云台（一体化摄像机）的视频输出端通过视频电缆连接到实验平台右边的BNC接头1。

电源线采用AC24V。

控制线的“+”端连接到实验平台右边的航空插座第2脚上。

控制线的“-”端连接到实验平台右边的航空插座第3脚上。

2.2高速球型摄像机

高速球型摄像机的接线如下图2-3所示：

图2-3高速球型摄像机接线图

高速球型摄像机的视频输出端通过视频电缆连接到实验平台右边的BNC接头2。

电源线采用AC24V。

控制线的“+”端连接到实验平台右边的航空插座第4脚上。

控制线的“-”端连接到实验平台右边的航空插座第5脚上。

2.3黑白枪机

黑白枪机的接线如下图2-4所示：

图2-4黑白枪机的接线图

黑白枪机的视频输出端通过视频电缆连接到实验平台右边的BNC接头3。

电源线采用DC12V。

2.4半球摄像机

半球摄像机的接线如下图2-5所示：

图2-5半球摄像机的接线图

半球摄像机的视频输出端通过视频电缆连接到实验平台右边的BNC接头4。

电源线采用DC12V。

2.5彩色枪机

彩色枪机的接线如下图2-6所示：

图2-6彩色枪机的接线图

彩色枪机的视频输出端通过视频电缆连接到实验平台右边的BNC接头5。

电源线采用DC12V。

2.6实验台连接到航空插座的连线如下图2-7所示：

图2-7实验台连接到航空插座的接线图

球型云台（一体化摄像机）的控制线“+”连接到航空插座的第2脚，“-”连接到第3脚；高速球型摄像机的控制线“+”连接到航空插座的第4脚，“-”连接到第5脚；红外对射探测器与紧急按钮的常闭触点与公共触点依次连接到航空插座的第6、7、8和9脚；声光报警球的“+”“-”电压电源输入端连接到航空插座的第10、11脚。

2.7控制柜的航空插座接线如下图2-8所示：

闭路电视监视控制柜：

矩阵主机RS485的A脚连接右边航空插座的第2、4脚，B脚连接右边航空插座的第3、5脚；矩阵主机的ALARMS的第1、2脚分别连接右边航空插座第6、8脚，ALARMS的地连接右边航空插座第7、9脚；矩阵主机RELAYS的常开触点NO连接到右边航空插座的第10脚及左边航空插座的第3脚，公共触点COM连接到左边航空插座的第2脚，右边航空插座的第11脚连接到左边航空插座的第4脚。

闭路电视监视记录柜：

航空插座的第2脚连接到硬盘录像机的12V电源输出；航空插座的第3脚连接到硬盘录像机的报警输入1脚；航空插座的第4脚连接到硬盘录像机的电源地。

图2-8控制柜连接到航空插座的接线图

注意：

本实验装置中所有的线缆均连接好；本实验为认识实验，不要求学生自己动手操作。

四、实验报告

描述闭路电视监控及周边防范系统中各个设备的作用。

五、思考题

为什么球形云台和高速球形摄像机的控制线可以并联接入矩阵主机，而摄像机的视频线则不行？

实验三镜头调试实验

一、实验目的

认识镜头的调试

二、实验仪器

1．THPDF-1闭路电视监控及周边防范系统实验装置1台

三、实验内容

通过对网络摄像机的镜头调试，学会调试摄像机的镜头调试。

即镜头调试要求先调节镜头的焦距，然后调节光圈的大小。

四、实验步骤

1．连接实验装置线缆，并打开设备电源。

2．使用矩阵主机将15’监视器的监视画面切换到摄像机3。

3．打开黑白摄像机护罩，并在镜头前放置一个物体。

4．旋松镜头上的固定螺丝，本实验中必须把镜头的两只固定螺丝旋松。

5．调节镜头的焦距（在镜头上标识为：

N

∞），使监视画面达到清晰；把该固定螺丝旋紧。

6．调节聚焦（在镜头上标识为：

W

T），使监视画面最清晰，把该固定螺丝旋紧。

注意：

各种摄像机镜头的调试大体上相同，主要的操作步骤为先调节镜头的焦距，接着调节聚焦。

且镜头由于生产厂家的不同，标识或者功能也会有细微的差别。

本实验内容应在老师的指导下进行操作。

五、实验报告

摄像机镜头的调试心得。

六、思考题

摄像机镜头的组成及调节原理。