智能化系统工程师知识培训大纲.docx
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1、智能化系统工程师系统知识培训第一章 智能建筑安全系统概述一智能建筑安全系统的概念一、安全防范的概念所谓安全,就是没有危险、不受侵害、不出事故;所谓防范,就是防范、戒备。安全防范系统是以保护社会公共安全和预防、制止重大治安事故为目的,综合运用技防产品和其它相关产品所组成的电子系统或网络。安全防范系统包括入侵报警系统、视频监控系统、门禁控制系统、电子巡更系统、停车场控制系统、对讲系统、消防控制系统。二、安全防范的三种大体防范手腕安全防范是包括人力防范(人防)、实体防范(物防)、技术防范(技防)人防:是指指行安全防范任务的具有相应素质人员或人员群体的一种有组织的防范行为(包括人、组织和管理等)。主要
2、有保安站岗、人员巡更、报警按纽等物防:是指用于安全防范目的、能延迟风险事件发生的各类实体防护手腕(如周界的栅栏、围墙、入口门栏等)技防:指利用各类电子信息设备组成系统或网络以提高安全防范的手腕(如监控系统、红外线报警系统等)3、安全防范的三个大体要素安全防范的三个大体要素是:探测、延时和反映探测是指感知显形和隐性风险事件的发生并发出报警延时是指延长和推延风险事件发生的进程反映是指组织力量为制止风险事件的发生所采取的快速行动。二、智能建筑安全系统的组成模式第二章闭路电视监控系统第一节闭路电视监控系统概述一、闭路电视监控系统的功能闭路电视监控系统的功能有:1)对小区或公共建筑物的主要出入口,骨干道
3、、周边围墙、停车场出入口和其它重要区域进行记录2)系统可与防盗报警系统联动进行图像跟踪及记录3)视频丢失和设备故障报警4)图像自动手动切换,云台及镜头的遥控二、闭路电视监控系统的组成形式按照监视对象监视方式不同,闭路电视监控系统的组成方式一般有4种类型1) 单头单尾方式2)单头多尾方式3)多头单尾方式4)多头多尾方式第二节闭路电视监控系统的主要设备一般闭路电视监控系统是由摄像、传输、记录和控制、显示等4个部份组成。一、摄像部份摄像部份是闭路电视监控的前端,是整个系统的“眼睛”,其作用是将所监视目标的光信号变成电信号。一般由摄像机、镜头、云台、防护罩、解码器等组成。一、摄像机摄像机是将被摄物体的
4、光图像转变成电信号视频信号,为系统提供信号源,它是系统最重要的设备之一。摄像机的分类:1)按器件类型分为电真空摄像管、CCD(电荷耦合器)摄像机和CMOS(互补性金属氧化物半导体)摄像机。2) 按颜色分有黑白摄像机和彩色摄像机3)按图像信号处置方式分:a:模拟式摄像机b:数字视频(DV)格式的全数字式摄像机4)按摄像机结构分:a:普通单机型(镜头需另配)b:机板型(摄像机部件和镜头全数在一块印制电路板上)c:针孔型d:一体机型(其摄像机内建可变倍、自动聚焦、光圈镜头)e:球型(指将摄像机、镜头还有云台和解码器组合在一路的球型或半球型的防护罩里)5)按摄像机分辨率分:a:摄像像素在25万像素左右
5、、彩色分辨率在330线、黑白分辨率在400线左右的低档型b:摄像像素在2538万像素间、彩色分辨率在420线、黑白分辨率在500线左右的中档型c:摄像像素在38万像素以上、彩色分辨率大于或等于480线、黑白分辨率在600线以上的高级型6)按摄像机灵敏度分a:普通型正常工作所需要照度为13Lux。b:月光型正常工作所需要照度为左右。c:星光型正常工作所需要照度为以下。d:红外照明型原则上可以为零照度,采用红外光源成像参考环境照度:夏日阳光下100,000Lux阴天室外10,000Lux电视台演播室1000Lux距60W台灯60cm桌面300Lux室内日光灯100Lux黄昏室内10Lux20cm处
6、烛光10-15Lux夜间路灯7)按摄像机的靶面大小分为:1/2、1/3、1/4等。8)按扫描制式分为:PAL制(625行,50场)和NTSC制(525行,60场)9)按供电电源分:110VAC、220VAC、24VAC、12VDC或9VDC、二、摄像机的镜头镜头是摄像机的眼睛,起着搜集光线的作用。焦距和视场角的关系:镜头焦距越长,其镜头的视场角就越小;镜头焦距越短,其镜头的视场角就越大;在物距必然的情况下,随着镜头焦距的变大,在系统的结尾监视器上所看到的被监视场景的画面范围就越小,但画面细节就越清楚。摄像机镜头的分类:1)按镜头的视场大小分a:标准镜头视角30左右,在1/3CCD摄像机的标准镜
7、头焦距定为8mm。b:广角镜头视角90以上,在1/3CCD摄像机的标准镜头焦距定为4mm。c:远摄镜头视角20之内,在1/3CCD摄像机的标准镜头焦距为大于8mm。d:变焦镜头(也称伸缩镜头)有手动变焦镜头和电动变焦镜头两类按变焦镜头参数可调整的项目分:三可变镜头光圈、焦距、聚焦均需人为调节。二可变镜头一般是自动光圈,而焦距和聚焦需人为调节。单可变镜头一般是自动光圈和自动聚焦,而焦距需人为调节。e:针孔镜头镜头端直径几毫米,可隐蔽安装。2)按镜头安装分:C和CS安装座二者螺纹相同,但二者到感光表面的距离不同。前者从镜头安装到基准面到核心的距离为,后者为。3) 按镜头光圈分:手动光圈和自动光圈、
8、电动控制光圈光圈的作用是用来调节和控制通过镜头的光的总量a手动光圈:手动光圈镜头上的光圈通常在摄像机安装时进行设置,以适应当前环境中主要的光线条件。此类镜头的光圈无法按照现场环境照度的转变而随之转变,因此光圈通常被设置为“平均”值。b自动光圈:对于室外或照度会常常改变的场景来讲,超级适合利用带有自动光圈调节功能的镜头。光圈孔径通过摄像机来进行控制,它会被常常改变以保证图像传感器始终能接收到最佳级别的光线。自动光圈镜头适合于室外应用。光圈自动调节抵达摄像机光通量使图像达到最佳的效果,并较好的保护图像传感器。小光圈减少光通量,可取得更好的景深(聚焦到极远的距离)。大光圈可在低照度环境下取得较好的图
9、像质量。光圈通过F值来概念。F值=焦距/光圈直径镜头的F值取决于焦距与光圈直径的比。直接影响传感器实际接收到的光的总量,并对最终的图像效果有着重要的影响。F值越大,抵达传感器的光就越少。F值越小,抵达传感器的光就越多,而在低照度环境下可取得较好的图像质量。下表显示了在各不同F值情况下抵达图像传感器的光通量。自动光圈镜头有两类:视频输入型镜头本身包括放大器电路,用以将摄像头传来的视频幅度信号转换成对光圈马达的控制。DC输入型利用摄像头上的直流电压来直接控制光圈。这种镜头只包括电流计式光圈马达,要求摄像头内有放大器电路。对于各类自动光圈镜头,通常还有两项可调整旋钮,一是ALC调节(测光调节),有以
10、峰值测光和按照目标发光条件平均测光两种选择,一般取平均测光档;另一个是LEVEL调节(灵敏度),可将输出图像变得敞亮或暗淡。c电动控制光圈:连接到摄像机的输出,通过摄像机的处置器控制光圈。补充说明:一、摄像机大体设置说明:1)AGCON/OFF(自动增益控制):摄像头内有一个未来自CCD的信号放大到可利用水准的视频放大器,其放大即增益,等效于有较高的灵敏度,但是在亮光照的环境下放大器将过载,使视频信号畸变。当开关在ON时,在低亮度条件下完全打开镜头光圈,自动增加增益以取得清楚的图像。开关在OFF时,在低亮度下可取得自但是低噪声的图像。2)ATWON/OFF(自动白平衡):开关拨到ON时,通过镜
11、头来检测光源的特性色温,从而自动持续设定白电平,即便特性色温改变也能控制红色和蓝色信号的增益。3)ALC/ELC(自动亮度控制/电子亮度控制):被选择ELC时,电子快门按照射入的光线亮度而持续自动改变CCD图像传感器的曝光时间(一般从1/50到1/10000秒持续调节);被选择ELC这种方式时,可以用固定或手动光圈镜头替代ALC自动光圈镜头。需要注意的是:在室外或敞亮的环境下,由于ELC控制范围有限,仍是应该选择ALC式镜头;在某些独特的照明条件下,可能出现下列情况:在聚光灯或窗户等高亮度物体上有强烈的拖尾或模糊现象。图像显著地闪烁和色彩重现性不稳定。白平衡有周期性转变,若是发生这些现象,应利
12、用ALC镜头。以固定光圈镜头采用ELC方式时,图像的景深可能小于利用ALC式镜头所取得的景深。因此,摄像头在完全打开固定光圈镜头而采用ELC方式时。景深会比利用ALC式镜头时小,而且图像上远处的物体可能不在核心上。当镜头是自动光圈镜头时,需要将开关拨到ALC方式。4)BLCON/OFF(背光补偿开关):当壮大而无用的背景照明影响到中部重要物体的清楚度时,应该把开关拨到ON位置。注意:当与云台配用或照明迅速改变时,建议把该开关放在OFF位置,因为在ON位置时,镜头光圈速度变慢;若是所需物体不在图像中间时,背光补偿可能不会充分发挥作用。5)LL/INT(同步选择开关):此开关用以选择摄像头同步方式
13、,INT为内同步;LL为电源同步。有些摄像头还有一个LLPHASE电源同步相位控制器。当摄像头利用于电源同步状态时,此装置可调整视频输出信号的相位,调整范围可能是一帧。(调整需要专业人员进行)6)VIDEO/DC(镜头控制信号选择开关):ALC自动光圈镜头的控制信号有两种,当需要将直流控制信号的自动光圈镜头安装在摄像头上时,应该选择DC位置,需要安装视频控制信号的自动光圈镜头时,应该选择VIDEO位置。被选择ALC自动光圈视频驱动镜头时,还会有一个视频电平控制(VIDEOLEVELL/H)可能需要调整,该控制器调节输出给自动光圈镜头的控制电平,用以控制镜头光圈的开大和缩小。在摄像头的配件中,有
14、一个黑色的小插头,插头有四个针,联接摄像头上的黑色插座。若是用DC驱动的自动光圈镜头,镜头上已经做好了插头,只要插在插座上,把选择开关拨到DC即可;若是用视频驱动的自动光圈镜头,需要用户根听说明书上的标注,用烙铁焊好。由于厂家概念不同,所以焊法也有区别,请安装时留意。7)SOFT/SHARP(细节电平选择开关):该开关用以调节输出图像是清楚(SHARP)仍是光滑(SOFT),通常出厂设定在SHARP位置。8)FLICKERLESS(无闪动方式):在电源频率为50Hz的地域,CCD积累时间为1/50秒,若是利用NISC制式摄像机,其垂直同步频率为60Hz,这样将造成视觉影像不同步,在监视器上出现
15、闪动;反之,在电源为60Hz的地域用PAL制式摄像机也会有此现像。为克服此现像,在电子快门设置了无闪动方式档,对NISC制式摄像机提供1/100秒,对PAL制式摄像机提供1/120秒的固定快门速度,可以避免监视器上图像出现闪烁。手动电子快门:有些用户利用CCD摄取运动速度比较快的物体,若是以1/50秒速度拍摄,会产生拖尾现像,严重影响图像质量。有些摄像头给出了手动电子快门,使CCD的电荷偶合速度固定在某一值,例如1/500、1/1000、1/2000秒等等,此时CCD的电荷偶合速度提高,这样收集下来的图像相对来讲会减少拖尾现像,而且对于观测高速运动或电火花一类物体,必需利用此设置。所以,某些专
16、用摄像头给出了手动电子快门,提供给特殊用途的用户。二、DC驱动、视频驱动的自动光圈镜头的概念和区别解答:DC驱动自动光圈镜头是通过四根线控制镜头的,其中两根为DC12V,另两根控制线通过镜头内的光感应点感应外部光源的照度来控制光圈的大小;VIDEO驱动自动光圈镜头则是通过三根线来控制镜头的,其中一根为视频触发信号来起动光圈,并控制光圈大小,另二根为DC12V电源线驱动电机马达。镜头的选配需要按照摄像机的功能来选配。3、摄像机的选购目前我国尚无能力制造,市场上大部份摄像头采用的是日本SONY、SHARP、松下、LG等公司生产的芯片。在购买时,可以采取如下方式检测:接通电源,连接视频电缆到监视器,
17、关闭镜头光圈,看图像全黑时是不是有亮点,屏幕上雪花大不大,这些是检测CCD芯片最简单直接的方式,而且不需要其它专用仪器。然后可以打开光圈,看一个静物,若是是彩色摄像头,最好摄取一个色彩鲜艳的物体,查看监视器上的图像是不是偏色,扭曲,色彩或灰度是不是光滑。好的CCD可以很好的还原景物的色彩,使物体看起来清楚自然;而残次品的图像就会有偏色现象,即便面对一张白纸,图像也会显示蓝色或红色。3、云台摄像机云台是一种安装在摄像机支撑物上的工作台,用于摄像机与支撑物之间的连接,云台具有水平和垂直回转的功能。云台与摄像机的配合利用能达到扩大监视范围的作用,提高了摄像机的利用价值。云台的分类:1)按安装部份分:
18、室内云台和室外云台(全天候云台)。室外云台对防雨和抗风的要求高。2)按运动方式分:有固定支架云台和电动云台。电动云台按运动方向又分水平旋转云台(转台)和全方位云台两类。2)按经受负载能力分:轻载云台最大负重中载云台最大负重227N重载云台最大负重454N防爆云台用于危险环境,可负重454N3)按旋转速度分:恒速云台只有一挡速度,一般水平转速最小值为612/s,垂直俯仰速度为3/s可变速云台水平转速为0400/s,垂直倾斜速度为0120/s,最高可达400/s4、防护罩1)防护罩的设备包括刮水器、清洁器、防霜器、加热器和风扇等。2)摄像机防护罩按其功能和利用环境可分为室内型防护罩、室外型防护罩、
19、特殊型防护罩。a:室内型防护罩的要求比较简单,有防尘埃、有能隐蔽作用的。c:室外型防护罩要比室内防护罩复杂得多,其主要功能有防晒、防雨、防尘、防冻、防结露。气温35以上时,要有冷却装置,在低于0时要有加热装置,防护罩有结霜时可以加热除霜。二、传输部份传输部份的任务是把现场摄像机发出的信号传送到控制中心,或由控制中心发出控制指令控制支台、镜头动作等。监视现场和控制中心之间有两种信号需要传输:一种是摄像机取得的图像信号传送到控制中心;另一种是控制中心的控制信号要传送到现场,控制现场设备。视频信号传输的方式有:同轴电缆传输、光纤传输、双绞线传输、无线传输(高频、微波)等等。控制信号传输的方式有:直接
20、控制、间接控制、频率分割控制、数码编码微机控制。三、记录控制部份控制部份是整个系统的“心脏”和“大脑”,是实现整个系统功能的指挥中心。控制部份主要由总控制台组成,总控制台的主要功能有:视频信号放大与分派、图像信号的校正与补偿、图像信号(或包括声音信号)的记录、摄像机及其辅助部件(如镜头、云台、防护罩)等等。1、 视音频切换器各类视音频切换器视(音)频切换器是一种将多路摄像机的输出视频信号和音频信号,有选择性地切换到一台显示器和录像机上进行显示和记录的开关心换设备。具有手动切换选择、自动顺序切换选择、同步显示和监听一组摄像机图像和声音的功能。2、 视频矩阵切换控制主机视频矩阵切换控制主机的功能是
21、将多台摄像机的视频图像按需要向各个视频输出装置作交叉传送,即可以选择任意一台摄像机的图像在任一指定的监视器上输出显示,犹如M台摄像机和N台监视器组成的MN矩阵一般。矩阵切换主机具有的主要功能:1)接收各类视频装置的图像输入,并按照操作键盘的控制将它们有序地切换到相应的监视器上显示或录像机上作记录。2)接收操作键盘的指令,通过解码器完成对摄像机完成对摄像机云台、镜头、防护置的动作控制。3)对系统运行步骤可以进行编程,可以按时间顺序来触发运行所需程序。4)有必然数量的报警输入和继电器接点输出端。5)有字符发生器可在屏幕上生成日期、时间、场所、摄像机号等信息。3、视频放大器当视频传输距离比较远时,最
22、好采用线径较粗的视频线,同时可以在线路内增加视频放大器增强信号强度达到远距离传输目的。视频放大器可以增强视频的亮度、色度和同步信号,但线路内干扰信号也会被放大,另外,回路中不能串接太多视频放大器,不然会出现饱和现象,致使图像失真。4、视频分派器一路视频信号对应一台监视器或录像机,若想一台摄像机的图像送给多个管理者看,最好选择视频分派器。因为并联视频信号衰减较大,送给多个输出设备后由于阻抗不匹配等原因,图像会严重失真,线路也不稳定。视频分派器除阻抗匹配,还有视频增益,使视频信号可以同时送给多个输出设备而不受影响。五、画面分割器画面分割器有四分割、九分割、十六分割几种,可以在一台监视器上同时显示4
23、、九、16个摄像机的图像,并可以送到录像机上记录。四分割是最常常利用的设备之一,其性能价钱比也较好,图像的质量和持续性可以知足大部份要求。九分割和十六分割价钱较贵,而且分割后每路图像的分辨率和持续性都会下降,录像效果不好。大部份分割器除可以同时显示图像外,也可以显示单幅画面,可以叠加时间和字符,设置自动切换,联接报警器材。六、解码器对云台镜头的控制,除近距离和小系统采用多芯电缆作直接控制外,一般是由主机通过RS-485总线(双绞线)送至解码器,由解码器对传送过来的信号进行译码,即肯定对哪台摄像机单元执行何种动作,再经固态继电器做功率放大,驱动指定的云台或镜头完成以下控制动作:a:云台的左右旋转
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