【安防知識網(wǎng)】電視監(jiān)控系統(tǒng)

　　由于電視監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用普及率高，有些安防專業(yè)人士認為它是專用的安防技術(shù)。其實不然，在安防領(lǐng)域尚未形成氣候之前，CCTV作為工業(yè)電視已應(yīng)用特種的工業(yè)環(huán)境，如人員不在現(xiàn)場的強輻射環(huán)境和易燃易爆的危險場所等。

　　安防領(lǐng)域的電視監(jiān)控系統(tǒng)，國外又稱閉路電視CCTV(Closed Circuit Television)，為區(qū)別國內(nèi)普遍稱為的電視CCTV，我國將CCTV稱為應(yīng)用電視。一般電視監(jiān)控系統(tǒng)均由前端設(shè)備、傳輸系統(tǒng)和終端設(shè)備組成。前端設(shè)備與控制裝置的信號傳輸以及執(zhí)行功能均是通過解碼器來實現(xiàn)的。

　　在CCD攝像機組中，大部分作為定點監(jiān)視用，系帶定焦鏡頭的固定式攝像機;只有小部分攝像機為配有電動云臺和變焦鏡頭的攝像機，以作為背景了解之用。

　　微機系統(tǒng)根據(jù)需要，可以是通用型PC機，也可以是多媒體計算機。多媒體計算機包含聲音卡、圖像卡、CD-ROM、回放卡MPEG、觸摸屏等硬件資源，在軟件支持下，實現(xiàn)文字、聲音、圖形、圖像的集中管理和顯示，使視聽一體化，拓寬計算機的應(yīng)用領(lǐng)域，必要時還可聯(lián)網(wǎng)運行。

　　CCD攝像部分位于閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)的最前沿，可以說是整個系統(tǒng)的“眼睛”，“眼睛”的好壞將影響整個系統(tǒng)的質(zhì)量。CCD是電荷耦合器件(Charge Couple Device)的簡稱，它能夠?qū)z入光線轉(zhuǎn)變?yōu)殡姾刹⑵鋬Υ?、轉(zhuǎn)移，把成像的光信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘栞敵?，完成光電轉(zhuǎn)換功能，因此是理想的攝像元件。CCD攝像機就是以其構(gòu)成的一種微型圖像傳感器。

　　一體化攝像機技術(shù)發(fā)展方向可從幾個方面看：成像技術(shù)——鏡頭倍數(shù)更高，拍攝距離更廣、更遠;像素數(shù)更高——提高圖像清晰度;實用性——開發(fā)商的思路、對市場的理解，決定其產(chǎn)品是否具有實用價值。一體化攝像機的技術(shù)有日夜自動轉(zhuǎn)換功能、圖像遮蓋效果、圖像翻滾、圖像報警(針對特定檢測區(qū)域的報警)等。與普通攝像機一樣，一體化攝像機在數(shù)字化及網(wǎng)絡(luò)功能上也有新的進展，主要是數(shù)字化處理技術(shù)，在一體機內(nèi)部嵌入IP處理模塊，具備網(wǎng)絡(luò)功能。

　　IP攝像機是內(nèi)置有IP服務(wù)器可以直接連接到網(wǎng)絡(luò)上的攝像機，也被稱為網(wǎng)絡(luò)攝像機(LAN Camera)。

　　還有目標鎖定、自動跟蹤功能。理論上而言，自動跟蹤功能可以很好地實現(xiàn)，可是實際應(yīng)用中在多目標跟蹤時一體機只能自動選擇最大的目標進行鎖定。網(wǎng)絡(luò)功能與自動跟蹤功能也是未來攝像機發(fā)展的方向。

　　安防集成系統(tǒng)包含防盜報警子系統(tǒng)、電視監(jiān)控子系統(tǒng)、門禁管理子系統(tǒng)、停車場管理子系統(tǒng)、在線巡更子系統(tǒng)、考勤及訪客管理子系統(tǒng)等。安全系統(tǒng)集成是在統(tǒng)一平臺上對各子系統(tǒng)進行集中的控制與監(jiān)控，它綜合利用各子系統(tǒng)產(chǎn)生的信息，并根據(jù)這些信息的變化情況，讓各子系統(tǒng)做出相應(yīng)協(xié)調(diào)工作，這也意味著信息通過和跨越不同的子系統(tǒng)，達到信息的交換、提取、共享和處理。

　　早期三代電視監(jiān)控系統(tǒng)都采用集中的監(jiān)控方式。第四代監(jiān)控系統(tǒng)產(chǎn)品基于TCP/IP網(wǎng)絡(luò)，以分布式的概念出現(xiàn)，把典型模擬系統(tǒng)與不斷發(fā)展的數(shù)字系統(tǒng)有機地結(jié)合，融為一體，采用分布式結(jié)構(gòu)，多級多層管理。這樣它既能作為一個純模擬系統(tǒng)，又能作為純數(shù)字系統(tǒng);能滿足現(xiàn)在的需求，又能適應(yīng)未來的發(fā)展;既具有很強的使用性，又有很高的技術(shù)含量，淡化了監(jiān)控中心，但是，在局域網(wǎng)范圍內(nèi)到處都可以是監(jiān)控中心。第五代監(jiān)控系統(tǒng)已經(jīng)實現(xiàn)了從圖像采集到錄像、最終輸出的全程數(shù)字化。該系統(tǒng)才是真正的數(shù)碼監(jiān)控系統(tǒng)，全數(shù)字化監(jiān)控系統(tǒng)是未來監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)展的方向和趨勢。采用分布式結(jié)構(gòu)，既可以保證原由系統(tǒng)的獨立性，又可把模擬系統(tǒng)、數(shù)字系統(tǒng)、遠程系統(tǒng)有機地結(jié)合起來。它也完全可以配置為一個全數(shù)字化監(jiān)控系統(tǒng)，操作上，網(wǎng)絡(luò)對用戶是透明的。

　　視頻監(jiān)控對存儲的需求，從最高的磁帶錄像開始，就開始形成與其他數(shù)據(jù)存儲不同的特點。與傳統(tǒng)數(shù)據(jù)存儲的高可靠性、高可用性、高性能、以及共享擴容需求不同，視頻監(jiān)控對性能、可靠性的需求并不是非常高，存儲時間也相對較短。視頻監(jiān)控對存儲需求有幾個特點：[nextpage]

　　·存儲容量非常大：在很多行業(yè)(全球眼、平安城市、銀行監(jiān)控等)，監(jiān)控攝像頭數(shù)量非常多，從數(shù)百個到多達數(shù)萬個!24小時不間斷錄像，對存儲的容量需求非常大，存儲容量通常以數(shù)百TB甚至數(shù)千TB;

　　·存儲空間增長空間大：存儲容量的多少隨著畫面質(zhì)量的提高、畫面尺寸的增大、視頻線路的增加都會成倍的增加;

　　·性能要求不高：監(jiān)控數(shù)據(jù)量非常龐大，但是正常情況下，數(shù)據(jù)讀寫流量并不大;

　　·數(shù)據(jù)保存周期短：視頻數(shù)據(jù)保存周期，一般在1個月到半年之間，過時的數(shù)據(jù)被刪除，釋放空間。

　　視頻監(jiān)控技術(shù)，經(jīng)歷了模擬視頻監(jiān)控、數(shù)字視頻監(jiān)控，正逐漸過渡到網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控階段。與之相對應(yīng)，視頻監(jiān)控存儲也經(jīng)歷了磁帶存儲、硬盤錄像機存儲(DVR)，正走向集中存儲。

　　集中存儲視頻監(jiān)控

　　視頻監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)的最主要目的，在于可以在需要的情況下，調(diào)用過去某個時段內(nèi)任何時刻的錄像數(shù)據(jù)，進行回放和分析。但是，隨著監(jiān)控點的增多，監(jiān)控清晰度的更高要求，原有的分離存儲方式已無法滿足視頻監(jiān)控應(yīng)用，視頻監(jiān)控集中存儲方式的出現(xiàn)，正是新的監(jiān)控需求催生的結(jié)果。它不再局限于簡單地完成對視頻信號的處理、傳輸、控制，其核心乃是對基于IP網(wǎng)絡(luò)的多媒體信息提供一個綜合、完備的管理控制平臺。

　　集中存儲監(jiān)控數(shù)據(jù)，是解決模擬和DVR監(jiān)控存儲的最好方式。通過將所有監(jiān)控數(shù)據(jù)，保存到監(jiān)控中心受RAID保護的專業(yè)存儲設(shè)備上，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的可靠保護和高性能保存、回放。集中存儲監(jiān)控存儲網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)如圖1所示。

　　監(jiān)控前端主要由視頻采集服務(wù)器(DVR或DVS)、攝像機等設(shè)備組成，主要負責(zé)圖像監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集和控制命令的執(zhí)行。監(jiān)控中心主要負責(zé)現(xiàn)場音視頻接收，用戶登錄管理，優(yōu)先權(quán)的分配，控制信號的協(xié)調(diào)，圖像的實時監(jiān)控，錄像的存儲、檢索、回放、備份、恢復(fù)等。系統(tǒng)中，視頻服務(wù)器接收DVR的視頻數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)保存到網(wǎng)絡(luò)中的存儲中;存儲設(shè)備甚至可以直接為DVR提供存儲空間，消除視頻服務(wù)器產(chǎn)生的性能瓶頸。視頻回放服務(wù)器和監(jiān)控終端實現(xiàn)監(jiān)控數(shù)據(jù)的檢索、回放功能，可以通過只讀的方式，共享存儲中的磁盤空間。[nextpage]

　　隨著網(wǎng)絡(luò)和通信的發(fā)展及數(shù)字監(jiān)控的應(yīng)用，利用計算機網(wǎng)絡(luò)(ISDN、ATM、PSTN)進行遠程圖像傳輸已成為高質(zhì)量遠程圖像傳輸?shù)闹饕椒ㄖ弧Ｒ曨l傳圖像可在Internet網(wǎng)(簡稱IP網(wǎng))上傳輸。數(shù)字式網(wǎng)上視頻切換是采用IP作為視頻傳送載體，而與頻矩壓縮標準無關(guān)，這樣中繼次數(shù)將不受限制，可跨越不同傳輸介質(zhì)的網(wǎng)絡(luò)平臺，實現(xiàn)大規(guī)模的視頻聯(lián)網(wǎng)，迎來數(shù)字式視頻矩陣切換的新時代。

　　雖然在很多場合“安防”與“自動化”系統(tǒng)還自成體系，但不可質(zhì)疑的是，閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)的加入，至少從某些方面保證了安全生產(chǎn)自動化系統(tǒng)的正常運行，并有效減輕了人力資源的投入。因而，將“安防”與“自動化”系統(tǒng)相結(jié)合，將使傳統(tǒng)概念的自動化系統(tǒng)更加完備，這也是未來的發(fā)展趨勢。

　　網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)在工業(yè)中的應(yīng)用

　　電視監(jiān)控系統(tǒng)(CCTV)是現(xiàn)代化企業(yè)生產(chǎn)調(diào)度、管理、安全防范體系中的一個重要組成部分，是一種先進的、防范能力極強的綜合系統(tǒng)。

　　電視監(jiān)控系統(tǒng)能實時、形象、真實地反映多地點、多區(qū)域、遠距離監(jiān)視控制事件、對象的畫面，是現(xiàn)代化管理中一種極為有效的信息采集、應(yīng)用工具。管理人員在控制中心甚至辦公室就可觀察許多區(qū)域，甚至遠距離區(qū)域的真實圖像。是現(xiàn)代化管理、事故防范、事件調(diào)查、安保工作等之必須手段，對現(xiàn)代化企業(yè)、建筑、機場、港口等起到極為重要的作用。

　　[nextpage]電視監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)合一些探測器及報警設(shè)備提供了一種有效的保安手段。探測器可以及時檢測到設(shè)備故障、險情、火警、匪情等意外情況，能及時發(fā)出警報通知運行操作人員、管理者、保安人員等采取相應(yīng)措施。同時，系統(tǒng)真實記錄現(xiàn)場，并且可通過自動撥號和語音系統(tǒng)向有關(guān)人員、部門、機關(guān)自動報警。

　　網(wǎng)絡(luò)數(shù)字化電視監(jiān)控系統(tǒng)具有失真小、精度高、傳輸特性好、抗干擾性能強，布線系統(tǒng)結(jié)構(gòu)通用性好、易于擴展等特點。最為重要的優(yōu)勢在于能適應(yīng)信息時代現(xiàn)代化管理需要的“二網(wǎng)合一”或者“三網(wǎng)合一”的發(fā)展趨勢。

　　1、工業(yè)企業(yè)網(wǎng)絡(luò)數(shù)字化電視監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計方案實例

　　某工業(yè)企業(yè)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計共有監(jiān)視點72點，根據(jù)攝像點區(qū)域分布及網(wǎng)絡(luò)節(jié)點分布，將監(jiān)視點劃分為7個物理區(qū)域，每區(qū)域的攝像機信號經(jīng)視頻服務(wù)器數(shù)字化處理后，接入各區(qū)交換機。7個區(qū)域的交換機通過光纖傳輸線路接入綜合樓主交換機，構(gòu)成完整的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)。

　　2、華北某電廠輸煤生產(chǎn)線電視監(jiān)控系統(tǒng)

　　該廠采用了多媒體電視監(jiān)控體系結(jié)構(gòu)，在20條輸煤履帶沿途關(guān)鍵部位及卸煤溝和油區(qū)共布置了70臺攝像機，其中2/3的攝像機屬于遠距離強電磁干擾環(huán)境下傳輸，分別采用了射頻調(diào)制及光纖傳輸?shù)幕旌蟼鬏斈Ｊ?，既有效抑制了電磁干擾，又不致過多地增加成本。實用中，當輸煤控制室內(nèi)的值班人員在用鼠標啟動了自動化輸煤輸送鏈后，只要觀察一下大屏幕電視墻上的各相關(guān)監(jiān)視畫面，就可知道該輸煤線路是否正常工作，這顯然比巡檢工的視野開闊得多，一旦哪個部位出現(xiàn)問題便可立即發(fā)現(xiàn)并及時采取處置措施，因而大大提高了系統(tǒng)運行效率。

　　3、“有人遠程值守”變電站

　　湖南某電業(yè)局，為了保證無人值守電站的正常遠行，有人提出了將變電站的“無人值守”狀態(tài)改為“有人遠程值守”，即借助其SDH環(huán)網(wǎng)的E1信道傳送變電站的可視圖像以及其他安防相關(guān)信息，從而在電業(yè)局內(nèi)實現(xiàn)對各遠程的集中“可視”值守，該遠程監(jiān)視系統(tǒng)同時與相應(yīng)的防入侵報警系統(tǒng)和遠程聯(lián)動(遙控)系統(tǒng)相結(jié)合，保證了“有人遠程值守”的有效實施。

　　圖像型火災(zāi)探測器

　　現(xiàn)今，CCD攝像機不僅作為電視監(jiān)控系統(tǒng)前端設(shè)備廣泛應(yīng)用于安防領(lǐng)域，亦應(yīng)用于消防領(lǐng)域，如LAl00型大空間火災(zāi)安全監(jiān)控系統(tǒng)，利用圖像型遙感探測技術(shù)較好的解決了大空間場所消防探測及滅火這一世界難題，實現(xiàn)了大空間建筑早期火災(zāi)的探測和三維空間定位。[nextpage]

　　LAl00型大空間火災(zāi)安全監(jiān)控系統(tǒng)由前端探測部分、主機控制部分和聯(lián)動部分三個部分組成。前端探測部分包括雙波段圖像火災(zāi)探測器、光截面圖像感煙探測器、激光圖像早期火災(zāi)探測報警器(吸氣式)，由它們進行火災(zāi)探測，并將采集到的現(xiàn)場圖像信號送回系統(tǒng)主機。雙波段圖像火災(zāi)探測器屬于感火焰型火災(zāi)探測器件，具有同時獲取現(xiàn)場的火災(zāi)信息和圖像信息的功能。光截面圖像感煙探測器屬于感煙型火災(zāi)探測器件，它可對被保護空間實施任意曲面式覆蓋，具有分辨發(fā)射光源和其它干擾光源的功能。

　　目前大空間火災(zāi)探測系統(tǒng)可用于房間高度大于8米的場所，如展覽中心、體育館、大型劇院、會議中心、機場、機庫、大型物資倉庫以及環(huán)境惡劣的工業(yè)場所等。

　　圖像型火災(zāi)探測報警子系統(tǒng)采用高分辨率CCD傳感器作為前端探測器件，屬于非接觸式探測方式，在顯著增大探測距離和探測靈敏度的同時，有效地消除環(huán)境干擾，并具有良好的密封性和防腐蝕特性。

　　雙波段火災(zāi)探測器屬于智能型火災(zāi)探測設(shè)備，它具有感火焰防火功能，適用于大空間和其它特殊空間場所。它由紅外CCD和彩色CCD組成，可將采集到的紅外視頻圖像信號/彩色視頻圖像信號傳送給信息處理主機，使火災(zāi)探測和圖像監(jiān)控得到有機的結(jié)合雙波段火災(zāi)探測器采用非接觸式探測，可以在防護罩內(nèi)安裝，具有防塵、防潮、防腐蝕功能，對環(huán)境因素適應(yīng)能力強(灰塵、潮濕、溫度、一般腐蝕性氣體或防爆場所等)，可用于環(huán)境惡劣的工業(yè)場所。產(chǎn)品型號DCl020雙波段火災(zāi)探測器的保護范圍：最大監(jiān)控距離100(米)，保護角度(水平×垂直)17°×13°。雙波段火災(zāi)探測器保護區(qū)域示意圖如圖2所示。

　　基于安防技術(shù)的醫(yī)院智能化子系統(tǒng)

　　現(xiàn)今，CCD攝像機不僅作為電視監(jiān)控系統(tǒng)前端設(shè)備廣泛應(yīng)用于安防領(lǐng)域，亦應(yīng)用于醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，智能化醫(yī)院是在通常的醫(yī)院大樓設(shè)計中增加了部分或全部智能醫(yī)院的“智能”功能，是現(xiàn)代醫(yī)院中的特殊類別。[nextpage]

　　如某醫(yī)院若干個子系統(tǒng)中，基于安防技術(shù)的有醫(yī)院視訊系統(tǒng)、遠程會診系統(tǒng)、呼叫系統(tǒng)、閉路監(jiān)控及防盜系統(tǒng)、閉路監(jiān)控及防盜系統(tǒng)和停車場管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)將示教、慰視、遠程會診、監(jiān)控系統(tǒng)融為一體。系統(tǒng)由固定攝像機及云臺攝像機、矩陣控制主機、操作鍵盤、數(shù)字硬盤錄像機、高清晰度監(jiān)視器、紅外報警探頭、編解碼器、供電電源等主要設(shè)備及信號傳輸媒介組成?？刂剖业谋O(jiān)視屏要對前端攝像機實行全范圍監(jiān)視，經(jīng)矩陣控制進行時序切換或人工切換交替顯示。監(jiān)視優(yōu)先級：火災(zāi)→偷盜→違紀：通過操作鍵盤任意切換所需畫面。系統(tǒng)支持網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)及弱電系統(tǒng)有關(guān)接口、協(xié)議、數(shù)據(jù)庫等方面的集成服務(wù)。該系統(tǒng)矩陣控制主機能通過與計算機多媒體系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)，與火災(zāi)報警系統(tǒng)、防盜報警系統(tǒng)聯(lián)動(配有與110報警系統(tǒng)聯(lián)動接口)，由計算機發(fā)出指令啟動CCTV系統(tǒng)矩陣控制主機將相應(yīng)的攝像機攝取的圖像切換至詳情監(jiān)視器并可錄像記錄。

　　慰視系統(tǒng)共若干路，點對點的信號傳輸?shù)奖O(jiān)控室的小型音視頻矩陣，再由矩陣輸出到監(jiān)視器上。

　　遠程會診系統(tǒng)通過編解碼器將數(shù)據(jù)流壓縮打包，通過網(wǎng)絡(luò)遠程傳輸至分會場。主會場視頻信號通過編碼器壓縮數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)椒謺鲇山獯a器將數(shù)據(jù)解壓在網(wǎng)上瀏覽。

　　示教系統(tǒng)若干路視頻信號，其中移動式各路信號直接輸入到長延時錄像機上。再由錄像機輸出到監(jiān)視器上。其余各路信號通過硬盤錄像機的網(wǎng)絡(luò)串口輸出到局域網(wǎng)，各教室通過IP地址搜尋查詢所錄過程。

　　這是以網(wǎng)絡(luò)為核心的系統(tǒng)，所有的子系統(tǒng)或設(shè)備均可掛上網(wǎng)運行，并通過網(wǎng)絡(luò)完成信息的傳送和交互，醫(yī)院內(nèi)部通過局域網(wǎng)運行;遠程會診系統(tǒng)通過廣局域網(wǎng)運行;此時的監(jiān)控裝置完成基本監(jiān)視與報警功能，網(wǎng)絡(luò)通信實現(xiàn)命令傳遞與信息交換，計算機系統(tǒng)則統(tǒng)一整個綜合數(shù)字網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)的運行。其特點是可以實現(xiàn)綜合性醫(yī)院管理功能，從而有可能在圖像壓縮、多路復(fù)用等數(shù)字化進程基礎(chǔ)上，實現(xiàn)將電視監(jiān)控、示教、慰視、遠程會診這四要素真正有機結(jié)合在一起的綜合數(shù)字網(wǎng)絡(luò)，特別是將其建立在社會公共信息網(wǎng)絡(luò)之上。

　　樓宇保安對講系統(tǒng)

　　同樣，由于樓宇保安對講系統(tǒng)應(yīng)用普及率高，有人認為它是專用的安防技術(shù)。其實亦不然，在樓宇保安對講系統(tǒng)尚未問世之前，基于音頻技術(shù)的醫(yī)院病房呼叫系統(tǒng)早已獲得應(yīng)用，早期的對講型(非可視)樓宇保安訪客系統(tǒng)也是基于這類音頻技術(shù)。

　　隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和制造成本的下降，樓宇對講系統(tǒng)逐漸向多功能和高科技方向發(fā)展。最近出現(xiàn)了帶門禁的門口主機，采用感應(yīng)讀卡控制技術(shù)，住戶用感應(yīng)卡開啟電控門鎖，更新的技術(shù)是采用指紋識別技術(shù)開啟電控門鎖。運用小區(qū)樓宇對講系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)通道，物業(yè)管理中心可向室內(nèi)分機的顯示屏發(fā)布有關(guān)信息，以實現(xiàn)物業(yè)管理部門與住戶之間的信息交互。樓宇對講系統(tǒng)其實已將住戶與物業(yè)管理部門建立起一條“通道”，并使單純的樓宇對講系統(tǒng)向家庭自動化系統(tǒng)過渡。

　　聯(lián)網(wǎng)型的樓宇對講系統(tǒng)，使小區(qū)形成一個內(nèi)部可視對講或非可視對講通信網(wǎng)，增強物業(yè)管理部門對小區(qū)的安全管理和為居住者提供更多的服務(wù)。它可接入的報警探測器主要有：

　　·門(窗)磁開關(guān);

　　·被動紅外探測器;

　　·報警按鈕;

　　·燃氣泄露報警器;

　　·煙感探測器。

　　如住戶緊急報警(求助)功能，在住戶分機上設(shè)有一個緊急按鍵，按下此鍵，立即向管理員機發(fā)出報警信號，此鍵不同于分機向管理員機的呼叫鍵，緊急按鍵具有高于呼叫鍵的優(yōu)先傳輸級，并且在管理員機上產(chǎn)生報警聲區(qū)別于呼叫的聲音。