云台防护罩-数字化校园平台课件.ppt
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1、智能小区安全防范技术,1,智能小区安全防范技术,2023/3/23,第2章 视频监控系统,智能小区安全防范技术,2,2023/3/23,智能小区安全防范技术,3,2023/3/23,第2章 视频监控系统,视频监控系统是安全防范技术体系中的一个重要组成部分,是一种先进的、防范能力极强的综合系统。它可以通过遥控摄像机及其辅助设备,直接观看被监视场所的一切情况,把被监视场所的图像传送到监控中心,同时还可以把被监视场所的图像全部或部分地记录下来,为日后某些事件的处理提供了方便条件和重要依据。,2.1电视技术,视频监控技术很大程度上依赖于电视技术,因此在了解视频监控之前有必对电视技术进行了解认识。2.1
2、.1彩色与人眼视觉特性,智能小区安全防范技术,4,2023/3/23,1、彩色特性(1)光的性质 光属于电磁辐射,电磁辐射的波长范围很宽,按从长到短的排列依次为无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线和宇宙射线等。波长在780380nm范围内的电磁波能使人眼产生颜色的感觉,称为可见光,颜色感觉依次为红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七色。如图2-1所示。,图2-1 可见光光谱,2.1.1彩色与人眼视觉特性,(2)物体的颜色 从光的角度可将物体分为发光体和不发光体两大类。发光体的颜色由其本身发出的光谱所确定,例如激光二极管发红光是由于其光谱为780nm;不发光的物体颜色与照射光的光谱和其对照射光的吸收、
3、反射、透射等特性有关,例如绿叶反射绿色的光,吸收其他的光而呈绿色。2、人眼的视觉特性 人眼的视觉特性包括亮度视觉、色度视觉、对图像细节的分辨率和对彩色的分辨率。3、色度学基本知识(1)彩色三要素(2)三基色原理(3)混色方法(4)亮度方程式,智能小区安全防范技术,5,2023/3/23,2.1.2图像的分解与顺序传输,智能小区安全防范技术,6,2023/3/23,(1)图像的分解 图片的画面就是由众多的“点”组成,在电视技术上,我们称这些“点”为“像素”或“像点”,像素也就是这幅图片的细胞。一幅完整的画面是可分解的,这一点很重要,实际上它为现代电视技术奠定了非常重要的基础。,(2)顺序传输 图
4、像的顺序传送就是在发送端,把被传送图像上各像素的亮度、色度按一定顺序,逐一的转变为相应的电信号,并依次经过一个通道发送;在接收端,再按相同的顺序,将各像素的电信号在电视机屏幕相应位置上转变为不同亮度、色度的光点。,图2-3 像素顺序传输示意图,智能小区安全防范技术,7,2023/3/23,2.1电视技术,2.1.3 光电转换 我们知道一幅图像是由众多的像素构成,而且像素的亮度不等,电视技术的第二步就是如何把亮度不等的像素转换成电流。像素转换为电的过程,称为“光电转换”。用于转换的器件有两种方式,分别称为“电真空管”和“固体摄像器件”。2.1.4 电光转换 在电视技术上称为“荧光效应”,所谓的荧
5、光效应是,有些化合物(荧光粉)在电子束的轰击下具有发光的现象。2.1.5 电子扫描 在电视技术中,电子束在电磁场作用下按一定规律在摄像管或显像管的屏面上作周期性的运动,称为扫描。将水平方向上的扫描称为行扫描,垂直下上的扫描称为场扫描。,2.1.6图像信号的显示,显像管是实现图像转换的关键器件。电视图像的重现主要靠显像器件将图像电信号还原成图像光信号,完成电-光转换。常用的有显像管(CRT)、投影管、液晶显示器(LCD)和等离子显示器(PDP)等。早期的黑白显像管主要由电子枪、玻壳等组成,其结构如图2-4所示。显像管外套有偏转线圈。目前彩色电视机中常用的是自会聚彩色显像管。使用阴极射线显像管(C
6、RT)和液晶显示屏(LCD)在电视图像重现原理上是有区别的,前者采用磁偏转驱动行场扫描方式(也称模拟驱动方式),而后者采用点阵驱动方式(也称数字驱动方式)。,智能小区安全防范技术,8,2023/3/23,2.1.6图像信号的显示,图2-4 黑白显像管的结构,智能小区安全防范技术,9,2023/3/23,2.2视频监控系统的组成与工作原理,视频监控,简称CCTV,是当今小区公共安全管理系统的重要组成部分。利用视频监控系统,实时、形象、真实地记录下现场(如,各个楼梯口、地下停车场、重要出入口和通道)画面,提供物业管理人员及时、准确地处理现场发生的问题。此外,现场记录、存储的视频资料还可供警方处理案
7、件时作为侦查依据。视频监控系统由三个大部分组成:系统的前端,主要由摄像机、解码器、云台及红外补偿灯组成;传输网络,主要由控制信号线缆、视频同轴电缆组成;系统的终端又称控制中心,主要由硬盘录像机、画面分割器或矩阵切换器、电视墙(监视器)组成。,智能小区安全防范技术,10,2023/3/23,图2-6 视频监控系统,2.2.1视频监控前端组成,视频监控系统前端主要由:摄像机、云台、防护罩、解码器、报警探头、安装支架和红外射灯等构成。1、摄像机 摄像机是视频监控系统最前端设备,通常安装在小区进出口、楼梯口、电梯轿箱、走廊、过道、重要路口和营业大厅等重要场合进行图像的采集。摄像机根据摄像器件不同,可分
8、为电真空管和固体摄像器件,其中固体摄像器件已被广泛运用。摄像机根据固体摄像器件的(又称图像传感器)不同,有CCD和CMOS两种。他们的共同特点,都是将光信号转换为电信号,只是在电荷的转移的方式上有所不同。摄像机从外形、功能大致可分为:半球型摄像机、球型摄像机、枪式摄像机、一体化摄像机和其它特形摄像机(如烟感、针孔、飞碟等)。,智能小区安全防范技术,12,2023/3/23,2.2.1视频监控前端组成,1)半球形摄像机 它由一个半球式的护罩和内置摄像机组成,由于摄像机完全隐藏在一个半球式的外壳中,故名半球式摄像机(俗称“半球”),如图2-17所示。,图2-17 半球摄像机,智能小区安全防范技术,
9、13,2023/3/23,2.2.1视频监控前端组成,2)全球形摄像机 全球式摄像机通常由:摄像机、内置云台、内置解码器、防护罩和摄像机吊架组成,又被称为智能球摄像机。全球形摄像机最具代表性的功能是:具有扫描预制点设置及连续无限位旋转。,图2-18 高速球形摄像机,智能小区安全防范技术,14,2023/3/23,2.2.1视频监控前端组成,3)枪式摄像机 枪机式摄像机适合于大部分监控场合,如图2-19所示。之所以叫枪式摄像机(俗称“枪机”),仅指它的外形而言。4)一体化摄像机 一体化机应具备:高清晰度、内置电动三可变(光圈、聚焦、焦距)镜头、防水、内置云台和解码器(带有RS-485通讯接口)等
10、集于一身,如图2-20所示。,图2-19 枪式摄像机,图2-20 一体化摄像机,智能小区安全防范技术,15,2023/3/23,2.2.1视频监控前端组成,5)特形摄像机 抗爆型摄像机:其外罩的材料及密封都优于普通球形摄像机,因此适用于易燃、易爆环境。飞碟型摄像机:它集摄像机、防护罩、镜头于一体飞碟型设计,适合隐蔽安装,飞碟摄像机主要应用于电梯轿箱、楼道等场所。烟感式摄像机:其工作状态其实与烟雾丝毫无关,只不过是外形借了烟感探头的外壳,进行巧妙的伪装而已。针孔摄像机:它在用途上与烟感式摄像机有相似之处,用于需要伪装和隐蔽的地方。,图2-21 特形摄像机,智能小区安全防范技术,16,2023/3
11、/23,2.2.1视频监控前端组成,6)红外一体化摄像机 红外一体化摄像机指的是摄像机与红外灯组合在一起的一种摄像机,如图2-22所示。安装的时候无需再配置红外补偿灯。7)网络摄像机 网络摄像机可以看作一台普通摄像机与网络技术的结合体,它能够像其他任何一种网络设备一样直接接入到网络中。网络摄像机拥有自己独立的IP地址。,图2-22 红外一体化摄像机,图2-23 网络摄像机,智能小区安全防范技术,17,2023/3/23,2.2.1视频监控前端组成,8)DSP摄像机(数码摄像机)数码摄像机是在模拟制式摄像机的基础上,引入部分数字化处理技术,称为数字信号处理(DIGITALSIGNALPROCES
12、SOR 简称DSP)摄象机。9)日夜型摄像机 视频监控使用的日夜型摄像机,在日夜两用技术上采用的办法是,摄像机内置有红外滤光片,白天或光源充足时滤色片启用,避免白光过冲,造成图像偏色,这时它是一台良好的彩色摄像机;当夜晚降临或照度不足时,滤色片自动移开,让红外光进入,提高CCD的感知度,但所摄图像为黑白,此时它又成为一台地地道道的黑白摄像机。,智能小区安全防范技术,18,2023/3/23,2.2.1视频监控前端组成,10)无线小型摄像机 无线小型摄像机由三大部分构成,即图像和音频信号采集、无线发射器以及接收系统组成,如图2-24所示。发射器的工作频率在2.4GHz2.483GHz之间,属于S
13、频段。通常发射器与接收器成对使用,也可以一台发射器多个监接收器同频道接收使用;一台发射器通常置有多个频道供用户选择。,图2-24 无线小型摄像机,智能小区安全防范技术,19,2023/3/23,2.2.1视频监控前端组成,2、云台 云台用于承载摄像机的工作平台,如图2-25所示。,图2-25 常用云台,智能小区安全防范技术,20,2023/3/23,2.2.1视频监控前端组成,3、防护罩 防护罩用于保护摄像机和镜头,一确保设备可靠性,二是延长设备使用寿命,三是提防摄像机和镜头的人为破坏。防护罩一般分为通用型防护罩和特殊用途型防护罩,又可分为室内型防护罩和室外型防护罩两种。防护罩按照形状划分,一
14、般可分为枪式、半球形、球型和坡型防护罩。如图2-27示。,图2-27 摄像机防护罩,智能小区安全防范技术,21,2023/3/23,2.2.1视频监控前端组成,4、安装支架 用于固定摄像机的部件,有壁装、嵌入、天花板吊装等多种型式,如图2-28所示。支架的选择比较简单,首先根据安装环境选择支架的形式,另一个是承载能力应大于支架上所有设备总重量,否则易造成支架变形,云台转动时产生抖动,影响监视图像质量。,图2-28 安装支架,智能小区安全防范技术,22,2023/3/23,2.2.1视频监控前端组成,5、立杆 用作室外摄像机的支撑物。立杆要求摄像机离地高度一般不低于5m,立杆下端管径应在220m
15、m10mm,端管径应在120mm5mm,管壁厚度应6mm。立杆表面应进行防腐处理,杆基础深度不低于1.5米,基础直径大于1米,采用混凝土灌筑,以确保立杆的抗台风能力。6、解码器 解码器是电视摄像监控常用设备,用于对前端摄像机、镜头、云台姿态的控制。每台解码器只能控制一路云台和一路的摄像机镜头,通常安装在摄像机的附近,或内置于球形防护罩内,属于管理控制主机(矩阵控制器或DVR)与前端设备的配套产品,不能单独使用,如图2-29所示。,智能小区安全防范技术,23,2023/3/23,2.2.1视频监控前端组成,解码器功能 摄像机一般远离控制中心,安装在监控点的云台上,根据监控需要,有时需要对其姿态进
16、行远程调整,如:1)镜头左右、俯仰巡视;2)巡视过程定速、变速调整;3)镜头光圈大小、聚焦、变焦调整;4)云台预置位的设置;5)防护罩雨刷、降温风扇的启闭。,图2-29 解码器,智能小区安全防范技术,24,2023/3/23,2.2.2传输系统,传输系统的作用是把视频监控系统的前后端设备进行可靠的连接与传输。传输的信号有:音视频信号、控制信号。常用的传输线缆有:同轴电缆、双绞线和光纤。传输方式有:视频基带传输、宽频共缆传输、网络传输和无线传输等。,智能小区安全防范技术,25,2023/3/23,2.2.2传输系统,智能小区安全防范技术,26,2023/3/23,1、同轴电缆传输 同轴电缆有射频
17、同轴电缆和视频同轴电缆之分,视频射频电缆通常用于有线电视传播,视频电缆(Coaxial)则是目前视频监控系统应用最广的传输线。同轴电缆结构如图2-33所示。由内及外看分别是,单根或多根铜线绞合的内导体、高频塑料绝缘介质、软铜线或镀锡丝编织层,最外层为聚氯乙烯护套。,图2-33 同轴电缆结构,2.2.2传输系统,智能小区安全防范技术,27,2023/3/23,2、双绞线视频传输 视频基带(视频信号)传输,即对06MHz视频基带信号不作任何处理,直接通过同轴电缆(非平衡式)传输模拟信号,摄像机与画面分割器之间用视频线直接连接。其优点是:在短距离传输时图像信号损失小,造价低廉。缺点是:传输距离短,当
18、传输距离在300m以上时,高频分量衰减较大,信噪比下降,图质量变劣。,图2-35 双绞线传输器结构图,2.2.2传输系统,智能小区安全防范技术,28,2023/3/23,1)无源视频传输器。其结构很简单,即在一个高磁通量、高带宽的磁环上,平行并绕制一对视频互感线圈而成,它只起到平衡/非平衡转换的作用。使用无源转换器,成本低廉,抗干扰能力较弱、传输距离有限,一般传输距离可达200m。使用方法如图2-36所示。2)有源视频传输器。有源视频传输器与无源传输器的区别在于,它具有放大和频率均衡处理功能,另外一点是必须向传输器提供直流电源。有源传输器传输距离比无源的传输器长,一般可达1000-1500m。
19、外形如图2-37所示。,图2-36 无源双绞线视频传输器,图2-37 有源视频传输器,2.2.2传输系统,智能小区安全防范技术,29,2023/3/23,3、光纤传输 光传输系统由三部分组成:光源(光发送机),传输介质、检测器(光接收机)。其中光源和检测器的工作都是由光端机完成的。如图2-39所示。,图2-39 光纤传输系统,2.2.2传输系统,智能小区安全防范技术,30,2023/3/23,4、网络传输 它采用音视频压缩方式传输监控信号,适合远距离及监控点位分散的监控。优点是:采用网络视频服务器作为监控信号上传设备,有Internet网络的地方,安装上远程监控软件就可监看和控制。,图2-40
20、 网络监控示意图,2.2.2传输系统,智能小区安全防范技术,31,2023/3/23,5、微波传输 它是解决几公里甚至几十公里不易布线场所监控传输的解决方式之一。采用调频调制或调幅调制的办法,将图像搭载到高频载波上,转换为高频电磁波在空中传输。优点是:省去布线及线缆维护费用,可动态实时传输广播级图像。缺点是:由于采用微波传输,频段在1GHz以上常用的有L波段(1.02.0GHz)、S波段(2.04.0GHz)、Ku波段(1012GHz),传输环境是开放的空间很容易受外界电磁干扰;6、无线传输 无线传输又称为开路传输方式。传输流程是:音、视频信号 调制 高频信号 接收 解调 音、视频信号,然后在
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