闭路监控系统原理

闭路监控系统结构与原理

1 、概述

闭路电视监控系统应该说是跨学科跨行业的系统工程，以功能要求的不同可分为以下几个

方面：

1）前端摄像系统

2）视频传输系统

3）视频控制系统

4）视频显示和记录系统

摄像部分是电视监控系统的前沿部分，是整个系统的“眼睛”，它把监视的内容变为图像

信号，传送控制中心的监视器上，摄像部分的好坏及它产生的图像信号质量将影响整个系统的质

量。

传输部分是系统的图像信号通道。

控制部分是整个系统的“心脏”和“大脑”，是实现整个系统功能的指挥中心。

显示部分一般是由几台或多台监视器组成，它的功能是将传送过来的图像一一显示出来。

闭路监控系统的粗略结构图如下图所示：

2、摄像部分

摄像部分一般安装在监视现场,它一般包括摄像机、镜头、防护罩、支架和云台等。它的作

用是对监视区域进行摄像并将其转换成电信号。

摄像机

摄像机分为彩色和黑白两种，一般黑白摄像机要比彩色的灵敏度高，比较适合用于光线不足

的地方，如果使用的目的只是监视景物的位置和移动，则可采用黑白摄像机；如果要分辨被摄像

物体的细节，比如分辨衣服或景物的颜色，则选用彩色的效果会较好。

摄像机的规格大致可分为1/3〞、1/4〞、1/2〞和2/3〞等，安装方式有固定和带云台二种。

镜 头

常用的镜头种类包括：手动/自动光圈定焦镜头和自动光圈变焦镜头两种。定焦镜头分为标

准镜头和广角镜头两种。定焦镜头的适用范围如下：

手动光圈镜头---所需监视的环境照度变化不大，如室内。

自动光圈镜头--确认英语 -所需监视的环境照度变化大，如室外。

广角镜头---监视的角度较宽，距离较近。

标准镜头---监视的角度和距离适中。

常用的变焦镜头分为10倍、6倍和2倍变焦镜头，另一种分法是：手动变焦和电动变焦（电

动光圈和自动光圈）两种。

变焦镜头在规则上可以划分为：1/3〞、2/3〞、1/2〞和1〞等。选择变焦镜头的原则是：

镜头的规格不应小于摄像机的规格，也就是说1/2〞的镜头可以与1/3〞的摄像机一起使用，但

是1/3〞的镜头就不能够在1/2〞的摄像机上使用。

防护罩

防护罩分为室内型和室外型两种。室内的防护罩主要是防尘，有的也有作隐蔽作用，使监视

场合和对象不易察觉受监视；室外防护罩的功能主要有防晒、防雨、防尘和防冻等作用。一般的

室外防护罩都配有温度继电器，在温度高时自动打开风扇冷却，温度低时自动加热；下雨时可以

人工控制雨刷器刷雨；有的室外防护罩的玻璃还可以加热，当防护罩上有结霜时，可以加热除霜。

云台

云台是安装、固定摄像机的支撑设备，它分为水平和全方位云台两种。水平云台适用于监视

范围不大的情况，在水平云台上安装好摄像机后可调整摄像机俯仰的角度，达到最好的监视角度

后可遥控水平旋转。

全方位云台适用于对大范围进行扫描监视，它可以大大增加摄像机的监视范围。云台高速姿

态是由两台执行电动机来实现，电动机接受来自控制器的信号精确地运行定位。在控制信号的作

用下，云台摄像机既可自动扫描监视区域，也可在监控中心值班人员的操纵下跟踪监视对象。

一般来说，水平旋转角度为0～350，垂直旋转角度为+90。恒速云台的水平旋转速度

一般在3～10/s，垂直速度为4/s左右。变速云台的水平旋转速度一般在0～32/s，

垂直旋转速度经济学教材 在0～16/s左右。在一些高速摄像系统中，云台的水平旋转速度高达200/s

以上，垂直旋转速度在30/s以上。

解码器

解码器一般与矩阵控制主机配套使用，主要作用为通过数据线缆接收来自矩阵主机的控制信

号，对主机的控制码进行解码，放大输出，驱动云台的旋转，以及变焦镜头的变焦和聚焦。

3、控制部分

在控制中，闭路电视系统中的信息量与信息处理的工作量都很大，因此其控制台的操作一般

都采用了计算机系统，以用户软件编程的全键盘方式来完成驱动云台巡视、视频切换、报警处理、

设备状态自检等工作。

现在推出的数字视频监控报警系统采用计算机多媒体技术，以CCD摄像机作为监控探头，摄

像机将获取的视频信号传输到主机，主机里的高速图像处理器进行数字化处理，将视频教学英文 信号形成

的图像与背景图像进行分析比较，若发现有差异就报警，因为这是一种全屏幕报警，因而不易漏

报。同时主机自动采集报警图像并存入计算机，事后用户可根据时间、地点随时查阅报警现场的

图像，以了解报警原因。系统将电视监控系统与报警合二为一，实现了监视、报警与图像记录的

同步进行，而且这种系统中没有录像机，没有视频分配器，一切报警记录都在计算机的硬盘内，

所有操作都根据屏幕上的软件提示动作，对使用者来说是一种全新平板电脑排行榜 概念的安全防护系统。

控制系统的切换方式主要有如下2种：

➢单步切换方式：使用控制键盘把任一路输入视频信号切换到主监视器上。

➢顺序切换方式：使用控制键盘编制的顺序切换方式程序，把系统中若干路输入视频信

号编为一个程序，程序运行时，其画面可按预先设定。

4、传输部分

传输系统包括视频信号和控制信号的传输。

视频信号的传输可用同轴电缆、光纤或双绞线，用双绞线传输时需可视频转换适配器。

控制信号的传输方式包括：

➢直接控制：控制中心直接把控制量，如云台和变焦距镜头的电源电流等，直接送入被

控设备。特点是简单、直观、容易实现。在现场设备比较少，主机为手动控制时适用。

但在被控的云台、镜头数量很多时，控制线缆数量多，线路复杂，所以在大系统中不

采用。

➢多线编码的间接控制：控制中心把控制的命令编成二进制或其它方式的并行码，由多

线传送到现场的控制设备，再由它转换成控制量来对现场摄像设备进行控制。这种方

式比上一种方式用线少，在近距离控制时也常采用。

➢通讯编码的间接控制：随着微处理器和各种集成电路芯片的普及，目前规模较大的电

视监控系统大都采用通信编码，常用的是串行编码。它的优点是：用单根线路可以传

送多路控制信号，从而大大节约了线路费用，通讯距离在不加中间处理情况下达可达

1km公里以上，加处理可传10Km以上。这样就克服了前面两种方式的缺陷。本系统采

用此种控制怎么学好地理 。

➢除了以上方法外，还有一种控制信号和视频信号复用一条电缆的同轴视控传输方式。

这种方式不需另铺设控制电缆。它的实现方法有两种：一种是频率分割，即把控制信

号调制在与视频信号不同的频繁范围内，然后同视频信号一起传送，到现场后再把它

们分解开；另一种桃子用英语怎么说 方法是利用视频信号场消隐期间传送控制信号（同轴视控）。这种

方法在短距离传送时明显比其它方法要好，但设备的价格相对也比较昂惊醒梦中人 贵。

5、系统防雷设计

工厂闭路电视监控系统防雷设计包括电源防雷、视频信号防雷、控制信号防雷和接地四

个部分内容。

1、电源防雷

电子设备因雷击造成的损坏，很大比例是由于感应雷串到电源造成的设备损坏。根据

GB50174-93《电子计算机机房设计规范》和GB50057-94《建筑物防雷设计规范》要求中心计算

机机房等大量重要电子设备集中场所应设计两级以上的电源防雷保护。对于工厂闭路监控系

统供电防雷保护，设计建立二级电源防雷防护：第一级防护在机房总配电柜进线端，设计采用一

套国际知名品牌加强型电源避雷器，第二级防护在机房供电的UPS进线端，设计采用一套标准型人物事迹

电源避雷器。

2、视频信号防雷

系统设计在摄像机前端安装视频防雷器。当视频信号有过电压现象发生，避雷器瞬间导通，

以保证前端摄像机和末端矩阵主机的安全。

3、控制信号防雷

系统控制线路采用屏蔽专用控制电缆，控制线的屏蔽层在接头和端头进行重复接地，控制线

进入控制室后先进入信号避雷器，当控制线路串有感应雷过电压时，避雷器瞬间导通，把多余的

电荷引接到大地，保证前端解码器和末端矩阵控制主机的安全运行。

4、接地

根据GB50057—94《建筑物防雷设计规范》、JGJ/T16—92《民用建筑电气设计规范》的有关规

定，对控制室内所有设备的接地极和设备金属外壳进行接地处理。接地的具体处理方法是：从共

同接地体的接地干线上引一条支干线到中心机房，在机房安装汇流铜排，电源接地、防静电接地、

防雷接地和设备外壳接地各单独引接地导线到接地铜排，牢固连接，以保证电气设备和人身的安

全。