视频监控系统构成与设备介绍

・３Ｏ・　科技论坛　解析视频监控系统的构成及工作原理　汪海生　（哈药集团医药有限公司，黑龙江哈尔滨１５００００）　摘要：当今社会，人们越来越重视视频监控在保护人民生命和财产方面的作用，视频监控系统已经成长为人们日益重视的新兴学　科。在实际生产生活中，它的应用普及越来越广，科技含量越来越高，市场潜力越来越巨大。我们有理由相信，随着高新科技的发展，信息技　术的不断更新，频监控系统将迎来更大的发展。　关键词：视频监控；构成；工作原理　随着改革开放的深入，国民经济的发展，民众生活水平的提高，视　频监控系统已经成为保障人民群众生命财产的良方之一。近年来高新　科技的进步，尤其是信息时代的来临，计算机、网络以及图像处理、传输　技术的飞速发展，视频监控系统应用普及越来越广，这对于预防和打击　犯罪，促进可持续发展具有重要意义。　一般视频监控系统的组成主要包括：视频采集系统，云台镜头控制　系统，信号传输系统，视频处理系统，防盗报警系统，电源供电系统。　视频采集系统主要由各观测点的智能摄像机，电动变焦镜头，温湿　度传感器组成。摄像头将现场情况拍摄成为模拟视频电信号，经同轴电　缆传输给计算机。电动变焦镜头将拍摄场景拉近、推远，并实现光圈、调　焦等光学调整。温、湿度传感器可探测环境内温度、湿度，从而保｛正拍摄　现场良好的环境，视频采集系统是完成模拟视频的拍摄功能，主要实现　对每个采集点的视频采集。　云台镜头控制系统主要由云台，防护罩和控制器组成。用于完成在　监控中心遥控摄像机的，它可以通过远程视频信号调整观测位置角度　的变动，还可以对观测点的图像进行放大、缩小处理。云台、防护罩给摄　像机和镜头提供了适宜的工作环境，并可实现拍摄角度的水平和垂直　调整。控制器是云台、镜头控制的核心设备，通过它可实现计算机利用　接口软件控制镜头、云台。　信号传输部分包括有线传输和无线传输，并且传输方式和传输线　材对信号影响较大，有线传输由视频线，电源线，控制线等组成。无线传　输是利用手机内置的ＭＯＤＥＭ，通过数据传输线、红外线等方式将手机　同笔记本电脑连接起来。或者用无线上网卡连电脑这种方式，需要购买　额外的一种ＰＣ卡式设备，采用中国移动ＳＩＭ卡或者中国联通的ＵＴＫ　卡，上网时将其直接插在笔记本或者台式电脑的ＰＣＭＣＩＡ槽或ＵＳＢ接　口，实现无线上网。也可以用无线局域网ＷＬＡＮ，无线局域网ＷＬＡＮ是　另一种方便的上网方式，用户只需要使用内置了ＷＬＡＮ网卡的电脑或　者ＰＤＡ，在ＷＬＡＮ覆盖的地方，就可以上网传输。传输部分要求在前端　摄像机摄录的图像进行实时传输，同时要求传输具有损耗小，可靠的传　输质量，图像在录像控制中心能够清晰还原显示。　视频处理系统安防监控系统的核心，是实现报警和录像记录进行　联动的关键部分。主要完成对视频信号的数字化处理、图像信号的显　示、图像信号的存储、及图像信号的远程传输。采用硬盘录像及远程传　输系统实现对所有采集　的显示、录像和回放以及远程浏览。它的核心　单元是采集、压缩单元。它的通道可靠性、运算处理能力、录像检索的便　利性直接影响到整个系统的性能。　防盗报警系统是利用移动红外探｝贝０器将重要通道控制起来，并连　接到报警中心。当在非工作时间有人从＾、口进入时，探头会自动感应，　同时启动联动装置和设备，对＾侵者进行警告，并在报警监控中心的电　脑主机上，自动切换成报警录像画面，并且可以弹出电子地图显示出事　位置，电脑还可以自动做报警记录，提示值班人员及时处理。保证管理　人员能够陕速有效地了解报警区域的情况，大大加强了防盗安保的力　度。　电源供电系统对于保证整个闭路监控报警系统的正常运转起到至　关重要的作用，一旦电源受破坏就会导致整个系统处于瘫痪状态。系统　的供电可以采用集中供电和分散供电两部分，用户可以根据实际的需　要进行选择，为了避免使用生活电突然出现的突然断电，还可以使用　ＵＰＳ不间断电源做为保障。　视频监控系统根据系统各部分功能的不同，按工作原理把整个视　频监控系统划分为七层：表现层、控制层、处理层、传输层、执行层、支撑　层、采集层。由于设备集成化越来越高，对于部分系统而言，某些设备可　能会同时以多个层的身份存在于系统中。　表现层是指监视器、电子屏、防盗报警设备都属于这一层。表现层　是我们最直观感受到的，它展现了整个视频监控系统的品质。控制层是　整个安防ｌ盥控系统的核心，它是整个系统科技水平最明确的体现。控制　层是将计算机作为监控系统的控制核心，它将复杂的模拟控制操作变　为简单韵鼠标点击操作，它将Ｉｎｔｅｍｅｔ远程监控变为现实。处理层是　将传输层送过来的音视频信号加以分配、放大、分割处理，有机的将表　现层与控制层加以连接。音视频分配器、音视频放大器、视频分割器等　设备都属于这一层。传输层在小型视频监控系统中，我们最常见的传　输层设备是网线、视频线、音频线，对于中远程监控系统而言，我们常使　用的是射频线、微波，对于远程监控而言，我们通常使用Ｉｎｔｅｒｎｅｔ这一载　体。执行层是我们控制指令的命令对象，受控对象即为执行层设备。比　如：云台、镜头、解码器等。支撑层是用于后端设备的支撑，保护和支撑　采集层、执行层设备。它包括支架、防护罩等辅助设备。采集层是整个　视频监控系统品质好坏的关键因素，也是系统成本开销最大的地方。它　包括镜头、摄像机、报警传感器等。　以匕是对视频监控系统的构成和工作原理分析，在实际应用中，我　们会跟根用户的需求设计不同种类型的方案。在当今社会，人们越来越　重视视频监控在保护人民生命和财产方面的作用，视频监控系统已经　成长为人们日益重视的新兴学科。在实际生产生活中，它的应用普及越　来越广，科技含量越来越高，市场潜力越来越巨大。我们有理由相信，随　着高新科技的发展，信息技术的不断更新，频监控系统将迎来更大的发　展。　（上接８页）　性ｏ　３．３　ＭＳＴＰ网络组网结构　新建ＭＳＴＰ网络在市区采用一级环、二级环相交的组网结构，　一级环先期采用２．５Ｇｂｐｓ环，可扩展为１０Ｇｂｐｓ环；二级环先期采用　６２２Ｍｂｐｓ环，可扩展为２．５Ｇｂｐｓ环。一级环由４或５个节点组成，每　个一级环节点同时做为二级环的主环接入点，二级环根据节点分布　情况就近组环，并为后期业务扩展预留足够的带宽空间。　３．４基于ＭＳＴＰ＋光纤收发器技术组网方案　ＭＳＴＰ平台通过在接入功能层及营业网点之间采用光纤收发器　来简化边缘网络结构，从而减少所需ＭＳＴＰ网络管理系统的数量以　及安装、配置和维护网络所带来的高维护成本。　采用此种方式优点是：网络可提供较高的时延和带宽保障；安　装、业务配置、运行维护工作简单；故障响应时间较快，故障处理时　间较短；后期带宽升级过程简单快速；设备采购成本适中，并可靠　性、稳定性、安全性较好；营业网点之间采用透明传输，较为适合在　数据安全级别较高的网络中应用。缺点是占用ＭＳＴＰ设备的接口较　多，占用多个ＭＳＴＰ接入设备槽位，需要建立单独的光纤收发器集　中网络管理系统。　３．５基于ＭＳＴＰ＋协议转换器（ＰＤＨ光端机）技术组网方案　ＰＤＨ光端机（Ｐｌｅｓｉｏｃｈｒｏｎｏｕｓ　Ｄｉｇｉｔａｌ　Ｈｉｅｒａｒｃｈｙ，准同步数字系　列）是小容量光端机，容量一般为Ｅ１（２Ｍｂｐｓ）、２个Ｅ１、４个Ｅ１、８个　Ｅ１。　ＰＤＨ光端机应用时分复用技术，将一个或多个Ｅ１信号混合编　码后在一对光纤或一根光纤上传输。其优点是所采用的芯片设计采　用单板设计、集成度高，体积小，功耗低，工作可靠；接人设备安装使　用较为方便；对时延、固定带宽有较高的保障性；较为适合在数据安　全级别较高的网络中应用。其缺点是后期带宽升级较为复杂；接入　设备及器材投入较大；需要建立专用的集中网络管理系统。

视频监控系统设备安装与调试

视频监控系统中，由于每个监控点位于不同的位置，需要花很多人力和时间在前端摄像机(快球)、传输设备安装，以及传输线路辅设，如何快速检测和维护设备和传输线路，节省维护成本是工程商们比较头痛的问题。对于监控系统的维护，通常是对监控设备和传输线路进行检修。而监控中心的维护与调理也更显重要，例如：矩阵、视频服务器、电视墙等……本文针对以上所述作出各种对策!

摄像机维护

当监控中心收不到图像时，工程人员首先要检测摄像球或球机是否正常。检测摄像设备时，工程人员使用视频监控综合测试仪表做三方面检测工作：第一，用仪表测试摄像机是否有图像，仪表3.5英寸的彩色显示屏能够清晰显示摄像机采集的图像，如果仪表收不到图像或收到的图像异常，说明摄像机存在故障;第二，使用监控综合测试仪的视频信号衰减测量，测量摄像机的视频复和电平，正常范围是800-1000mV，电平太低会造成图像变暗，电平太高会造成虚影;第三，使用仪表的万用表，测量摄像机的变压器供电是否正常，一般变压器输出是直流12V，球机的变压器输出是交流24V，变压器是监控系统中故障率比较高的配件。

云台控制维护

安防监控系统中，云台或球机应用很广泛，监控中心工作人员可以机动的调整摄像角度，当云台或球机不受控制时，或者在某个位置转动不了，工程人员需要携带多功能键盘测试云台或球机的转动是否正常。但是，不同的云台或球机厂家，他们拥有自己专用协议，工程商维护球机时就要带相应的多功能键盘测试，有可能要带多个键盘以备测试不同的球机使用。工程人员使用视频监控综合测试仪很好的解决这个问题，因为它内嵌入了Pelco-D/P、BOSCH等三十多种协议，和专用于测试云台转动的云台续转测试功能，工程人员可以通过仪表操作云台不停转动，观察云台转动时是否有卡位的现象。

视频光端维护

视频光端机分为发射端设备和接收端设备，发射端设备和摄像机一样置于室外，工程人员通常是对发射端设备过行维护测试。对于光端机的检修工作，分三个步骤进行测试。第一，用视频监控综合测试仪的万用表测量光端机的供电是否正常，一般电源输入是直流5V;第二，测量光端机的光纤输出功率是否正常，发射端发射波长是1310n接收波长1510n，20KM的光端机一般发射功率是-9dBm左右;第三，测试光端机的视频端口和RS485/RS232通信是否正常。监控综合测试仪发送标准彩色图型条图像信号到视频光端机，监控中心收到视频光端机送来的测试彩色条，说明视频传输部份正常;用仪表的RS485/RS232数据捕捉功能接收光端机的控制信号，如果接收到监控中心发送过来的控制代码，说明光端机的RS485/RS232通信传输正常。

视频监控系统

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本书首先介绍了工业电视及大屏幕的开发背景，然后从系统概述、系统结构、系统提供的功能、系统技术指标等方面对工业电视及大屏幕进行了全面描述，最后介绍产品的特点及优势。

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《矿井通风安全监测装置的使用管理规定》 煤安字[1995]第562号

《煤矿通信、检测、控制用电工电子产品通用技术要求》MT209－1990

《煤矿通信、检测、控制用电工电子产品基本实验方法》MT210-1990

《煤矿安全监控系统主要性能测试方法》MT/T772-1998

《煤矿安全规程》2004年版

《煤矿电气图专用图形符号》MT/T 570—1996

《安全防范工程程序与要求》GA/T75

《煤矿监控系统设计规范》 中国统配煤矿总公司（90）

名称缩写和术语约定

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视频监控系统介绍文档

1视频监控系统发展阶段概述

视频监控系统已经经过了二十几年时间的发展，从最早模拟监控到现在的网络视频监控，可以说发生了巨大的变化。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(基于DVR) ，到第三代网络视频监控系统（基于DVS）。而目前，智能化监控也成为视频监控系统重要的发展趋势。

1.模拟视频监控

模拟信号监控系统主要由摄像机、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。

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。

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．模拟-数字” 监控系统是以数字硬盘录像机DVR为核心半模拟-半数字方案，从摄像机到DVR仍采用同轴缆输出视频信号，通过DVR同时支持录像和回放，并可支持有限IP网络访问，由于DVR产品五花八门，没有标准，所以这一代系统是非标准封闭系统，DVR系统仍存在大量局限：

(1) “模拟-数字”方案仍需要在每个摄像机上安装单独视频缆，导致布线复杂性。

(2)DVR典型限制是一次最多只能扩展16个摄像机。

有限可管理性 您需要外部服务器和管理软件来控制多个DVR或监控点。

（3）有限远程监视与控制能力有限，不能从任意客户机访问任意摄像机。只能通过DVR间接访问摄像机。