安全防范系統(tǒng)培訓(xùn)教材2008年3月安全防范是社會公共安全的一部分，安全防范行業(yè)是社會公共安全行業(yè)的一個分支。就防范手段而言，安全防范包括人力防范、實體（物）防范和技術(shù)防范三個范疇。其中人力防范和實體防范是古已有之的傳統(tǒng)防范手段，它們是安全防范的基礎(chǔ)，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進步，這些傳統(tǒng)的防范手段也不斷融入新科技的內(nèi)容。技術(shù)防范的概念是在近代科學(xué)技術(shù)用于安全防范領(lǐng)域并逐漸形成的一種獨立防范手段的過程中所產(chǎn)生的一種新的防范概念。

我們今天所講的安全防范就是指技術(shù)防范，主要包括閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)、入侵報警系統(tǒng)、可視對講系統(tǒng)、巡更系統(tǒng)、門禁系統(tǒng)及停車管理系統(tǒng)。第一章閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)是對建筑物內(nèi)重要部位的事態(tài)、人流等動態(tài)狀況進行宏觀監(jiān)視、控制，以便對各種異常情況進行實時取證、復(fù)核，達到及時處理的目的。在人們無法或不可能直接觀察的場所，能實時、形象、真實地反映被監(jiān)控對象的畫面，已成為人們在現(xiàn)代化管理中監(jiān)視、控制的一種極為有效觀察工具。

閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)課程內(nèi)容一、系統(tǒng)的組成和基本要求二、系統(tǒng)的基本設(shè)置三、主要設(shè)備的選擇四、設(shè)備的安裝五、系統(tǒng)調(diào)試一、系統(tǒng)的組成和基本要求1、系統(tǒng)的組成系統(tǒng)由前端設(shè)備、傳輸部分、控制部分及顯示部分組成。1.1前端部分

前端部分是電視監(jiān)控系統(tǒng)的前沿部分，是整個系統(tǒng)的“眼睛”。它布置在被監(jiān)視場所的某一位置上，使其視場角能覆蓋整個被監(jiān)視的各個部位。從整個系統(tǒng)來講，攝像部分是系統(tǒng)的原始信號源。因此，攝像部分的好壞以及它產(chǎn)生的圖像信號的質(zhì)量將影響著整個系統(tǒng)的質(zhì)量。所以，認(rèn)真選擇和處理攝像部分是至關(guān)重要的。在室外應(yīng)用的情況下，為了防塵、防雨、抗高低溫、抗腐蝕等，對攝像機及其鏡頭還應(yīng)加裝專門的防護罩，甚至對云臺也要有相應(yīng)的防護措施。1.2傳輸部分傳輸部分就是系統(tǒng)的圖像信號通路。一般來說，傳輸部分單指的是傳輸圖像信號。但是，由于某些系統(tǒng)中除圖像外，還要傳輸聲音信號，同時，由于需要有控制中心通過控制臺對攝像機、鏡頭、云臺、防護罩等進行控制，因而在傳輸系統(tǒng)中還包含有控制信號的傳輸，所以我們這里所講的傳輸部分，通常是指所有要傳輸?shù)男盘栃纬傻膫鬏斚到y(tǒng)的總和。1.2傳輸部分如前所述，傳輸部分主要傳輸?shù)膬?nèi)容是圖像信號。因此重點研究圖像信號的傳輸方式及傳輸中有關(guān)問題是非常重要的。對圖像信號的傳輸，重點要求是在圖像信號經(jīng)過傳輸系統(tǒng)后，不產(chǎn)生明顯的噪聲、失真（色度信號與亮度信號均不產(chǎn)生明顯的失真），保證原始圖像信號（從攝像機輸出的圖像信號）的清晰度和灰度等級沒有明顯下降等等。這就要求傳輸系統(tǒng)在衰減方面、引入噪聲方面、幅頻特性和相頻特性方面有良好的性能。1.2傳輸部分在傳輸方式上，目前電視監(jiān)控系統(tǒng)多半采用視頻線傳輸方式。如果在攝像機距離控制中心較遠的情況下，也有采用雙絞線傳輸方式或光纖傳輸方式。對以上這些不同的傳輸方式，所使用的傳輸部件及傳輸線路都有較大的不同。1.3控制部分控制部分是整個系統(tǒng)的“心臟”和“大腦”，是實現(xiàn)整個系統(tǒng)功能的指揮中心?？刂撇糠种饕煽偪刂婆_（有些系統(tǒng)還設(shè)有副控制臺）組成?？偪刂婆_中主要的功能有：視頻信號放大與分配、圖像信號的較正與補償、圖像信號的切換、圖像信號（或包括聲音信號）的記錄、攝像機及其輔助部件（如鏡頭、云臺、防護罩等）的控制（遙控）等等。1.3控制部分在上述的各部分中，對圖像質(zhì)量影響最大的是放大與與分配、較正與補償、圖像信號的切換三部分。在某些攝像機距離控制中心很近、或?qū)φ麄€系統(tǒng)指標(biāo)要求不高的情況下，在總控制臺中往往不設(shè)較正與補償部分。總控制臺的另一個重要方面是能對攝像機、鏡頭、云臺、防護罩等進行遙控，以完成對被監(jiān)視的場所全面、詳細的監(jiān)視或跟蹤監(jiān)視?？偪刂婆_上設(shè)有的錄像機，可以隨時把發(fā)生情況的被監(jiān)視場所的圖像記錄下來，以便事后備查或作為重要依據(jù)。1.3控制部分有的總控制臺上設(shè)有“多畫面分割器”，如四畫面、九畫面、十六畫面等等。也就是說，通過這個設(shè)備，可以在一臺監(jiān)視器上同時顯示出四個、九個、十六個攝像機送來的各個被監(jiān)視場所的畫面，并用一臺常規(guī)錄像機或長延時錄像機進行記錄。上述這些功能的設(shè)置，要根據(jù)系統(tǒng)的要求而定，不一定都采用。

1.4顯示部分顯示部分一般由幾臺或多臺監(jiān)視器（或帶視頻輸入的電視機）組成。它的功能是將傳送過來的圖像一一顯示出來。在電視監(jiān)視系統(tǒng)中，特別是在由多臺攝像機組成的電視監(jiān)控系統(tǒng)中，一般都不是一臺監(jiān)視器對應(yīng)一臺攝像機進行顯示，而是幾臺攝像機的圖像信號用一臺監(jiān)視器輪流切換顯示。這樣做一是可以節(jié)省設(shè)備，減少空間的占用；二是沒有必要一一對應(yīng)顯示。因為被監(jiān)視場所的情況不可能同時發(fā)生意外情況，所以平時只要隔一定的時間（比如幾秒或幾十秒）顯示一下即可。1.4顯示部分當(dāng)某個被監(jiān)視的場所發(fā)生情況時，可以通過切換器將這一路信號切換到某一臺監(jiān)視器上一直顯示，并通過控制臺對其遙控跟蹤記錄。所以，在一般的系統(tǒng)中通常都采用四比一、八比一、甚至十六比一的攝像機對監(jiān)視器的比例數(shù)設(shè)置監(jiān)視器的數(shù)量。目前，常用的攝像機對監(jiān)視器的比例數(shù)為四比一，即四臺攝像機對應(yīng)一臺監(jiān)視輪流顯示，當(dāng)攝像機的臺數(shù)很多時，再采用八比一或十六比一的設(shè)置方案。2、系統(tǒng)的基本要求按照防護目標(biāo)及監(jiān)視的基本要求，對重要部位安裝攝像機；圖像應(yīng)能自動及手動切換，畫面上應(yīng)有攝像機編號等；重要部位報警聯(lián)動；重要部位24小時錄像二、系統(tǒng)的基本設(shè)置1、安裝的部位2、確定攝像機的布局和數(shù)量3、確?？刂圃O(shè)備的容量應(yīng)有擴展的余地4、自成網(wǎng)絡(luò)并能與報警聯(lián)動5、監(jiān)控集中管理三、主要設(shè)備的選擇1、電視監(jiān)控系統(tǒng)的選型原則1、1系統(tǒng)組成形式的選擇單頭單尾系統(tǒng)多頭單尾系統(tǒng)單頭多尾系統(tǒng)多頭多尾系統(tǒng)1、2主控制臺主要有視頻分配器、矩陣、控制鍵盤、錄像機、顯示器等組成。根據(jù)信號處理方式的不同，矩陣可分為模擬矩陣和數(shù)字矩陣。2、攝像機的選擇攝像機是獲取監(jiān)視現(xiàn)場圖像的前端設(shè)備，它以面陣CCD圖像傳感器為核心部件，外加同步信號產(chǎn)生電路、視頻信號處理電路及電源等。近年來，新型的低成本MOS圖像傳感器有了較快速的發(fā)展，基于MOS圖像傳感器的攝像機已開始被應(yīng)用于對圖像質(zhì)量要求不高的可視電話或會議電視系統(tǒng)中。由于MOS圖像傳感器的分辨率和低照度等到主要指標(biāo)暫時還比不上CCD圖像傳感器，因此，在電視監(jiān)控系統(tǒng)中使用攝像機仍為CCD攝像機。2、1攝像機的主要參數(shù)

在電視監(jiān)控系統(tǒng)中選擇攝像機，一般要看幾個主要的參數(shù)，即分辨率、最低照度和信噪比等，另外還要考慮攝像機的附帶功能及價格和今后服務(wù)等因素。以下對攝像機的幾個主要參數(shù)作一介紹。2、1攝像機的主要參數(shù)2、1、1CCD尺寸及像素數(shù)

CCD尺寸指的是CCD圖像傳感器感光面的對角線尺寸，早期的CCD尺寸比較大，為lin、2/3in和1/2in等幾種，因而近年來用于電視監(jiān)控攝像機的CCD尺寸以1/3in為主流。像素數(shù)指的是攝像機CCD傳感器的最大像素數(shù)，有些給出了水平及垂直方向的像素數(shù)，如500H*582V，有些則組出了前兩者的乘積值，如30萬像素。對于一定尺寸的CCD芯片，像素數(shù)越多則意味著每一像素單元的面積越小，因而由該芯片構(gòu)成的攝像機的分辨率也就越高。2、1、2分辨率

分辨率是衡量攝像機優(yōu)劣的一個重要參數(shù)，它指的是當(dāng)攝像機攝取等間隔排列的黑白相間條紋時，在監(jiān)視器（應(yīng)比攝像機的分辨率高）上能夠看到的最多線數(shù)。清晰度有水平和垂直兩種，一般用小平清晰度表示。目前黑白攝像機的水平清晰度一般應(yīng)大于500線，彩色的一般應(yīng)大于420線。2、1、3照度照度用單位LUX表示，形象地講1LUX大約等于1燭光在1米距離的照度，我們在攝像機參數(shù)規(guī)格中常見的最低照度。表示該攝像機只需在所標(biāo)示的LUX數(shù)值下，即能獲取清晰的影像畫面，此數(shù)值越小越好，說明CCD的靈敏度越高。同樣條件下，黑白攝像機所需的照度遠比尚須處理色彩濃度的彩色攝像機要低10倍。

一般情況：夏日陽光下為100，000LUX；陰天室外為10000LUX；室內(nèi)日光燈為100LUX；距60W臺燈60CM桌面為300LUX；電視臺演播室為1000LUX；黃昏室內(nèi)為10LUX；夜間路燈為0.1LUX；燭光（20CM遠處）10～15LUX。2、1、4電源攝像機電源常用的有12VDC、24VAC，220VAC，一般采用UPS集中供電。2、1、5其它參數(shù)除了上述介紹的基本參數(shù)外，各品牌的攝像機大都還有一些附帶的功能，如自動光圈接口、電子快門、自動增益控制、逆光補償、線鎖定同步及外同步等，下面簡要介紹一下。2、1、5其它參數(shù)A、電動光圈接口

目前在市場上見到的標(biāo)準(zhǔn)CCD攝像機大都帶有驅(qū)動自動光圈鏡頭的接口，其中有些只提供一種驅(qū)動方式（通常為視頻驅(qū)動方式），也就是說，它只能配接VD型的自動光圈鏡頭，有些則可同時提供兩種驅(qū)動方式（視頻驅(qū)動和直流驅(qū)動）供用戶選擇，因此，它可以配接任何自動光圈鏡頭。這里，視頻驅(qū)動方式是指攝像機將視頻信號電平輸出到自動光圈鏡頭的內(nèi)部，再由其內(nèi)部的驅(qū)動電路輸出控制電壓，使鏡頭光圈調(diào)整電動機轉(zhuǎn)動；直流驅(qū)動（簡稱DD）方式則是指攝像機內(nèi)部增加了鏡頭光圈電動機的驅(qū)動電路，可以直接輸出直流控制電壓到鏡頭內(nèi)的光圈電動機并使其轉(zhuǎn)動，因此，具有直流驅(qū)動接口的攝像機的成本就稍許高一些（因為增加了一部分電路），但所選配的自動光圈鏡頭則因其內(nèi)部不含有驅(qū)動電路而體積稍小一些，價格也就低一些。2、1、5其它參數(shù)B、自動增益控制攝像機輸出的視頻信號必須達到電視傳輸規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)電平。即，為了能在不同的景物照度條件下都能輸出的標(biāo)準(zhǔn)視頻信號，必須使放大器的增益能夠在較大的范圍內(nèi)進行調(diào)節(jié)。這種增益調(diào)節(jié)通常都是通過檢測視頻信號的平均電平而自動完成的，實現(xiàn)此功能的電路稱為自動增益控制電路，簡稱AGC電路。具有AGC功能的攝像機，在低照度時的靈敏度會有所提高，但此時的噪點也會比較明顯。這是由于信號和噪聲被同時放大的緣故。2、1、5其它參數(shù)C、背光補償

背光補償也稱逆光補償，它可以有效補償攝像機在逆光環(huán)境下拍攝時畫面主體黑暗的缺陷。當(dāng)引入背光補償功能時，攝像機僅對整個視場的一個子區(qū)域（如從第80行~200行的中心區(qū)域）進行檢測，通過求此區(qū)域的平均信號電平來確定AGC電路的工作點。由于子區(qū)域的平均電平很低，AGC放大器會有較高的增益，使輸出視頻信號的幅值提高，從而使監(jiān)視器上的主體畫面明朗。此時的背景畫面會更加明亮，但其與主體畫面的主觀亮度差會大大降低，整個視場的可視性得到改善。3、鏡頭的選擇

鏡頭是電視監(jiān)控系統(tǒng)中必不可少的部件，鏡頭與CCD攝像機配合，可以將遠距離目標(biāo)成像在攝像機的CCD靶面上。鏡頭的種類繁多，從焦距上分類，可分為短焦距、中焦距、長焦距和變焦距鏡頭；從視場的大小分類，可分為廣角(視角90度以上)、標(biāo)準(zhǔn)(視角30度左右)、遠攝鏡頭(視角20度以內(nèi))；從結(jié)構(gòu)上分類，還可分為固定光圈定焦鏡頭、手動光圈定焦鏡頭、自動光圈定焦鏡頭、手動變焦鏡頭、自動光圈電動變焦鏡頭、電動三可變鏡頭（指光圈、焦距、聚焦這三者均可變）等類型。由于鏡頭選擇得合適與否，直接關(guān)系到攝像質(zhì)量的優(yōu)劣，因此，在實際應(yīng)用中必須合理選擇鏡頭。3、鏡頭的選擇鏡頭的選擇見P2253、1焦距的計算鏡頭的焦距，視場大小及鏡頭到被攝取物體的距離的計算如下：f=vD/V

f=hD/H

3、1焦距的計算

f：鏡頭焦距v：圖象的寬度（被攝物體在ccd靶面上成象寬度）

V：被攝物體寬度

D：被攝物體至鏡頭的距離

h：圖象高度（被攝物體在ccd靶面上成像高度）視場（攝取場景）高度

H：被攝物體的高度

ccd靶面規(guī)格尺寸：單位mm

規(guī)格WH

1/3“4.83.6

1/2”6.44.8

2/3“8.86.6

1”12.79.6

由于攝像機畫面寬度和高度與電視接收機畫面寬度和高度比例一樣，其比例均為4:3,當(dāng)L不變，H或V增大時，f變小，當(dāng)H或V不變，L增大時，f增大。四、設(shè)備的安裝

1、攝像機的安裝

攝像機的安裝很簡單，通常只要正確安裝鏡頭、連通信號電纜，接通電源即可工作。但在實際使用中，如果不能正確地安裝鏡頭并調(diào)整攝像機及鏡頭的狀態(tài)，則可能達不到預(yù)期使用效果。以下簡要介紹攝像機的正確使用方法。1、1攝像機的安裝攝像機必須配接鏡頭才可使用，一般應(yīng)根據(jù)應(yīng)用現(xiàn)場的實際情況來選配合適的鏡頭，如定焦鏡頭或變焦鏡頭、手動光圈鏡頭或自動光圈鏡頭、標(biāo)準(zhǔn)鏡頭或廣角鏡頭或長焦鏡頭等。攝像機在安裝前，應(yīng)逐個進行檢查調(diào)整。攝像機的信號線和電源線應(yīng)分別引入，并用金屬管保護，不影響攝像機的轉(zhuǎn)動。攝像機的安裝位置及高度。攝像機安裝應(yīng)避免逆光，特別是安裝在室外的攝像機。2、終端設(shè)備的安裝監(jiān)視器一般安裝在電視墻上，如果沒有電視墻，也可集成到操作臺上。控制臺的安裝、控制臺與墻的距離。3、線路的安裝架設(shè)

3、1線纜的敷設(shè)方式AC220V必須分開穿管，強電、弱電和視頻電纜最好全部分開管。直接電纜傳輸是最基本的傳輸方式。在局域性質(zhì)的閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)中，由前端設(shè)備到中心控制室的距離通常都是在1km以內(nèi)，因而從前端設(shè)備到中心控制室之間一般都是直接通過電纜連接，其中由攝像機輸出的視頻信號采用同軸電纜連接。電纜兩端應(yīng)預(yù)留一定的長度，一般攝像機端預(yù)留1M，監(jiān)控室預(yù)留10M。3、2視頻電纜的敷設(shè)視頻電纜選用75Ω的同軸電纜，通常使用的電纜型號為SYV-75-3和SYV-75-5。它們對視頻信號的無中繼傳輸距離一般為300~500m，當(dāng)傳輸距離更長時，可相應(yīng)選用SYV-75-7、SYV-75-9或SYV-75-12的粗同軸電纜（在實際工程中，粗纜的無中繼傳輸距離可達1km以上），當(dāng)然也可考慮使用視頻放大器。3、2視頻電纜的敷設(shè)

一般來說，傳輸距離越長則信號的衰減越大，但線徑越粗則信號衰減越小。當(dāng)長距離無中繼傳輸時，由于視頻信號的高頻成分被過多的衰減而使圖像變模糊（表現(xiàn)為圖像中物體邊緣不清晰，分辨率下降），而當(dāng)視頻信號的同頻頭被衰減得不足以被監(jiān)視器等視頻設(shè)備捕捉到，圖像便不能穩(wěn)定地顯示了。一般來說，距離在二、三百米以內(nèi)，并且無環(huán)境干擾、布線空間大的場所，可以考慮使用電纜；當(dāng)傳輸距離在兩公里以內(nèi)，或者環(huán)境干擾大、布線要求緊湊的場所，建議使用雙絞線；距離達到幾公里或更遠時，光纖就是必然選擇了。3、3通信電纜的敷設(shè)通信電纜指的是接于系統(tǒng)主機與解碼器之間的2芯電纜，可以選用普通的2芯護套線，但一般來說，帶有屏蔽層的兩芯線抗干擾性能要好些，更適合于強干擾環(huán)境下的遠距離傳輸?？蛇x用的通信線如RVVP-2*1.0或RVVP-2*1.5等。選擇通信電纜的基本原則是距離越長，線徑越粗。例如：RS-485通信規(guī)定的基本通信距離是1200m，但在實際工程中選用RVV-2/1.5的護套線，可以將通信擴展到2000m以上。當(dāng)通信線過長時，需使用RS-485通信中繼器。將控制信號放大整形。否則，長距離通信控制指令便不能被解碼器穩(wěn)定地接收或根本不能接收。3、3電源電纜的敷設(shè)

電視監(jiān)控系統(tǒng)中的電源線一般都是單獨布設(shè)，在監(jiān)控室安置總開關(guān)，以對整個監(jiān)控系統(tǒng)直接控制。一般情況下，電源是線是按交流220V布線，在攝像機端再經(jīng)適配器轉(zhuǎn)換成直流12V，這樣做的好處是可以采用總線式布線且不需很粗的線，當(dāng)然在防火安全方面要