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云台的选购

云台的定义
在电视监控的设计中,云台是指能携带摄像机进行上、下、左、右旋转的设备。在摄影行业也有云台的概念,大同小异。

云台的分类
根据外观分类:普通型云台、半球型云台和全球型云台;
根据使用环境:室内云台、室外云台和防暴云台;
根据安装方式:吸顶云台、侧装云台和吊装云台;
根据功能划分:智能型云台和普通云台;
根据云台转速:低速云台、中速云台和高速云台(多为高速球型摄像机);

云台的主要指标
云台旋转的转速:5度/秒-120度/秒不等,高速球型摄像机的内置云台达240度/秒。
云台旋转的角度:上下:0-90度;左右:0-350度/秒;智能云台无旋转角度限制。
云台的工作电压:AC24V和AC22O两种,使用时特别注意,否则解码器会烧毁。
云台的载重:云台的载重是云台工作电机功率的直接反映,不能超过云台的载重规定,否则,解码器无法正常工作。

云台常见故障的排除
云台无法旋转:云台公共线未接好,解码器电压选择不正确; 解码器协议选择不正确。
云台旋转方向不正确:检查云台控制线和解码器连接是否正确;检查协议是否选择正确。
云台旋转角度过大/过小:调节云台限位开关位置到合适的位置。

 

闭路电视监控系统的监视器和家里的电视有什么区别?
监视器在功能上要比电视机简单(少了高频头和中放电路)但在性能上,却要比电视机要求更高,其主要区别反映在三个“度”。

一是图像清晰度:由于传统的电视机接收的是电视台发射出来的射频信号,这一信号对应的视频图像带宽通常小于6M,因而电视机的清晰度通常为400线左右。但监视系统的前端设备清晰度通常>400线,要求监视器具有较高的图像清晰度,故专业监视器在通道电路上比起传统电视机而言应具备带宽补偿和提升电路,使之通频带更宽,图像清晰度更高。

二是色彩还原度:如果说清晰度主要是由视频通道的幅频特性决定的活,还原度则主要由监视器中由红(R)、绿(G)、蓝(B)三基色的色度信号和亮度信号的相位所决定。由于监视器所观察的通常为静态图像,因而对监视器色彩还原度的要求比电视机更高,故专业监视器的视放通道在亮度、色度处理和R、G、B处理上应具备精确的补偿电路和延迟电路,以确保亮/色信号和R、G、B信号的相位同步。

三是整机稳定度:监视器在构成闭路监控系统时,通常需要每天24小时,每年365天连续无间断的通电使用,(而电视机通常每天仅工作几小时),并且某些监视器的应用环境可能较为恶劣,这就要求监视器的可靠性和稳定性更高。与电视机相比而言,在设计上,监视器的电流、功耗、温度及抗电干扰、电冲击的能力和裕度以及平均无故障使用时间均要远大于电视机,同时监视器还必须使用全屏蔽金属外壳确保电磁兼容和干扰性能;在元器件的选型上,监视器使用的元器件的耐压、电流、温度、湿度等各方面特性都要高于电视机使用的元器件;而在安装、调试尤其是元器件和整机老化的工艺要求上,监视器的要求也更高,电视机制造时整机老化通常是在流水线上常温通电8小时左右,而监视器的整机老化则需要在高温/高湿密闭环境的老化流水线上通电老化24小时以上,以确保整机的稳定性。

    由上面的分析可见,如果使用电视机作为监控系统的终端监视器,除了可能感觉到图像较为模糊(清晰度较低、色彩还原度较差)之外,电视机使用的元器件也不适合无间断连续使用的要求。如果强行使用电视机作为监视器,轻则易于产生故障,严重时可能会由于电视机的工作温度过高而引起意外事故。

 

浅谈视频监控系统联网的发展
    视频监控系统经过多年的发展,已从纯模拟、电缆传输的小型系统发展到现在光纤传输、模数结合乃至全数字的大型系统。由于社会治安形势的日益严峻,还将会有更大规模的组网系统出现。本文根据用户在实际业务上的要求以及当前技术可实现的手段,对不同阶段的产品有不同的组网方式,作简要介绍。

  视频监控系统是安防系统一个非常重要的组成部分,在国内发展应用已有20多个年头,随着社会高速发展的脚步以及电子技术日新月异的变化,视频监控系统已从纯模拟、电缆传输的小型系统发展到现在光纤传输、模数结合乃至全数字的大型系统。由于社会治安形势的日益严峻,还将会有更大规模的组网系统出现。

  笔者有幸从1996年开始进入这个行业,并在这个领域一直从业至今,对视频监控系统联网的发展有一些心得体会,在这里与大家分享。

  用户的需求总是超前的,这也推动了技术上的发展,根据用户在实际业务上的要求以及当前技术可实现的手段,对不同阶段的产品有不同的组网方式,在这里作简要介绍。

  模拟视频监控系统间的控制互连

  90年代初,模拟监控应用迅速发展,当时视频监控系统的设备价格较高,主要由政府部门投资,应于交通、治安、国家安全等方面,还没有普及到民用领域。这里所说的民用主要是指应用于小区、楼宇、厂矿等。

  对于一个较大型的城市,其交通和治安监控只设一个视频监控交换中心不太现实,不管是从行政管理还是传输链路考虑都需要分级管理。

  从行政管理来看,有市级总部,也有各区的分支机构,日常业务都需要以各区为主自行处置,总部要能了解各区的实时动态,在重大事件时总部给予统一指挥调度。

  从传输链路来看,视频电缆的传输距离是有限的,距离越长,视频信号损耗就越大,为保证图像质量,传输距离要尽量地短。即使有了光纤传输技术,也需考虑光端机和光缆线路敷设的投资,不管是采用架空或者管道敷设,传输线路投入都是非常可观的,往往线路投入比设备投入要多得多。

  所以综合上述两个因素,对于城市视频监控系统的建设需采用“分区建设、资源共享”的原则。要达到这个目的就需要对总部与分区视频监控系统间进行联网。

  系统间的联网主要建立在两个方面的信号互连,一是视频信号,二是控制信号。在模拟方式距离较短的情况下,视频信号可以采用增加放大器、使用较粗的视频线缆来传输,控制信号使用采用RS485的方式应可满足800米左右线路距离的联网传输。如有以太网条件的情况下,也可使用网络编解码器作为视频和控制信号传输的手段,称之为“网络光端机”,但其传输质量有可能会受到网络状况的影响。当然最理想的方法是使用光端机经由专有的光纤路由来传输视频和控制信号,目前来讲视频和控制信号复用的光端机技术日趋成熟,国产化程度很高,基于一根光纤可以传输多路视频、数据和以太网络,而且造价越来越低。由此可见,信号传输的技术和方式很多,关键是看有什么样的线路资源。

  本文主要讨论控制信号联网问题,下面介绍在不同时期基于模拟视频监控矩阵的几种控制联网解决方案。

  无控制联网功能视频矩阵主机间的单向联网

  这种情形如只依靠原视频矩阵主机来进行联网是不可能的,只能在两矩阵之间增加转发设备如转发服务器,在转发服务器上运行定制的软件,用于转发控制指令,实现矩阵间的控制连接,转发服务器可放置于主控一起,可通过串口扩展的方式连接一台或多台受控矩阵,早期的矩阵上只有低速的RS232或RS485的受控端口,对于串口的远距离传输以及被控矩阵输出到主控矩阵的视频信号都可根据现有路由资源采用上面前面描述的任一链路传输方式。

  为了实现控制联网,除转发服务器上要运行特制软件外,主控矩阵本身也要配合做些底层开发,需要有通信端口与转发服务器相连。

  举例来说,一般主控矩阵本身接入的图像不会超过1000个,对被控矩阵图像的切换编号就从1001开始,有一个偏移量1000,对于第二个被控矩阵也可以根据矩阵输入量的大小加上不同的偏移量,对于主控矩阵来说,只要接受到键盘输入的超过编号1000的切换指令,会进行如下几个动作来完成整个切换过程:

  主控矩阵从本机的特定接口向转发服务器发送切换指令;

  1、转发服务器接收到指令后,会分析这个编号的范围属于哪个被控矩阵,然后经传输路由向被控矩阵发送切换指令;

  2、转发服务器还会发出一条指令反控主控矩阵,将从被控矩阵传来的视频从主控矩阵的输入端切换到需要的输出端去,到此完成了整个切换的过程。

  3、对已切换好的图像进行PTZ操作的指令流程比切换要简单些,只需执行前面两步就可以了。实现这个功能后,在主控端的键盘上操作主控和被控矩阵的所有图像就如同操作本地矩阵的图像一样,由此单方面(被控到主控)实现了图像共享。

  使用这种方法有几个关键难点:

  1、一般的主控矩阵都没有这种特定接口,需要做底层的改进研发,因为要分析键盘上输入的编号是本地的还是被控矩阵的;
2、对于上传图像不止一路、被控矩阵数量不止一个的情形下,转发服务器的软件相对相应地要复杂一些,涉及到控制口管理、视频干线选择管理、路由对应等方面;

  3、主控和被控矩阵厂家要开放其控制协议;

  4、无法有效管理被控矩阵图像的使用权限和级别,多个主控操作员同时使用的情况下可能会出现抢干线、抢控制,甚至混乱的现象。

  因此,这种方法只适用于小规模、简单的使用要求,最好主控操作就是一个,只能有一个人在操作。笔者在1999年参与过这样一个联网系统的建设,转发软件及主控矩阵的底层升级都是由主控矩阵厂家的研发人员来做,这对实施这样一个联网需求是有一定的优势,但由于这种可操作性的要求较高,不具备广泛的推广价值。

  有控制联网功能的视频矩阵主机间的互联

  这种情形联网相对简单得多,但仅限于同一厂家联网矩阵间的互联,不同厂家的矩阵由于各自定义的联网协议不同,无法实现异种矩阵直接互联。

  这种联网方式最成功的实例是1996年引入国内的原澳大利亚MAXPRO公司生产的MAX1000系列视频系统,该公司几年前已被Honeywell收归旗下作为其安防主打产品。

  现以MAX1000视频系统的互联为例,其特点是简便、易用、稳定可靠。其基于以PC为基础的MX-AT200矩阵控制器,其主控程序加上配置文件(文件不超过1.2M,当时在一张1.44M的3.5英寸软盘就可以承载)以简洁的配置界面,可轻松实现矩阵间双向联网功能。网络中每个节点的操作员调用网上其它节点的图像就像操作本节点一样,即使作为一个单节点来使用,MAX1000视频主机的功能也非常强大,配备了专有丰富的宏语言,工程商可以为不同用户的复杂需求进行二次定制性开发。

  笔者印象最深刻的是在2000年采用MAX1000矩阵的某高速路视频监控系统的联网,既利用了MAX1000系统本身构建的联网基础,又灵活地运用了该系统所配备的丰富的宏语言,实现了其特殊的“没有联网视频干线”的联网架构。

  整个系统包含一个主控中心、四个分控中心。主控中心位于该高速公路的中心位置,工程具体实施时如果各分控中心所属区域的前端图像先传回分控中心,再由分控中心上传至总控中心,在光纤路由和光传输设备上都将增加不少成本,基于这个考虑,设计时在每个摄像机前端都加一个视频分配器,分配后的图像一路通过单路视频加反向数据光端机传到分控中心,同时另一路图像通过单路视频光端机直接传到主控中心。主控中心与各分控中心间没有传统意义上的系统间视频干线进行互连,仅是通过长距离的RS232数据光端机进行控制数据的互连。

  该系统要求各分控中心可独立管理辖区内图像,不共享其它分控中心图像。主控中心要可切可控各分控中心的图像,并且对图像的控制优先级要比分控中心高。可以看出这是一个非常规的联网方式,主控与分控之间没有视频干线,只有RS232数据的联网通道,但主控汇集了所有分控的图像,所以没有图像切换问题,关键只是PTZ控制以及控制时的优先级管理。

  当时的解决思路是“虚拟操作员、虚拟键盘”,因为主中心与各前端摄像机间没有直连的PTZ控制线,所以只能通过与分中心间的RS232通信中介来完成,即当主控的某个操作员在键盘上切换控制某个分中心的前端PTZ时,如同在相应的分中心也有个虚拟操作员在当地的虚拟键盘上登录并控制前端,当主中心的操作员操作前端某PTZ时,实际上是对应的虚拟操作员在发PTZ控制码给某前端。由于两边显示的是同一个图像,所以在主控中心看到的操作与本地矩阵控制前端一样,而且对同一个前端的控制优先级管理也可通过分控矩阵系统中的不同操作员的优先级设置来实现(即比较虚拟操作员和本地操作员的优先级别)。具体实现方法是通过编写宏程序,从主控的RS232串口向分控发出特定键盘号的模拟键盘码,分控接到指令后会将来自主控的命令当作本地键盘来看待,实现分控中心的所有功能。关键是要做好主、分控间操作员、键盘、视频输出通道的对应关系以及某个系统重启时应考虑可能会出现图像及控制不对应的边界问题。

  当然即使在当时看来比较先进的232串口方式矩阵联网也有不足的方面,RS232串口方式联网当出现误码时,尤其在使用光端机传输的情况下,由于光端机原因出现误码会造成全网控制主机死机;另外,当某个分控需增加摄像点时,其它节点如果没有事先添加,必须到各个节点现场进行添加,否则无法调用到该图像,维护工作量较大。针对这些问题,MX-AT200的升级产品也及时推出了,配置界面从以前的DOS升级为Windows,而且数据可以通过TCP/IP的方式远程传送,但这些改动并没有改变这个控制器的底层本身,对于应对迅猛发展的、有复杂权限和级别要求的视频联网需求时,还是有些力不从心。

  基于矩阵控制器的视频矩阵控制联网

  众所周知,视频矩阵系统可分为控制器和矩阵切换两个部分,只是以前由于系统规模小或集成的考虑将控制器和矩阵合二为一。为实现日益复杂的联网需求,新一代的矩阵控制器就应运而生了。只要矩阵厂家开放协议,都可以集成到矩阵控制器中实现联网,这样就具备更多的选择性和灵活性,控制器负责本地图像切换、PTZ控制以及联网的功能,矩阵只负责图像的交换。

  可有两种方式来进行搭配实现互联互控功能,通过这样的方式所有的模拟矩阵都可互联互控。

  对于不含控制器的矩阵 只需配备专用的矩阵联网控制器和操作键盘,矩阵联网控制器只要集成该矩阵的控制协议,这样既可操控本地图像也可通过联网功能操控其它节点的图像;

  对于含控制器的矩阵 一般都带有专用操作键盘,这也需要配备专用的矩阵联网控制器和操作键盘,集成原矩阵控制器的协议,停用老键盘,使用新键盘操控本地图像和其它联网节点的图像。

  笔者所在单位从2004年开始就一直推广这种视频联网的平台,并且现在已实现了单个联网系统最多超过350个节点的三级星形拓朴结构,兼容了多家矩阵,完美地达到区域管理、整体协调及资源共享的目的。

  数字设备视频矩阵方式联网解决方案

  最初视频图像监控系统主要用于实时地监看,辅以磁带机等长时间录像来实现视频信号的存储,但以现在的要求和眼光来看,磁带回放图像的效果简直是无法忍受的,很难基于这些存储的信息有所作为。随着技术的发展,硬盘录像机(DVR)、网络录像机(NVR)都越来越广泛地应用于图像的存储和管理。

  由于DVR的设计紧凑,性价比高,在一台工控机或嵌入式机器中可以实现图像切换、PTZ控制、数字存储回放及辅助报警等功能,在某些应用场合并不一定需要有矩阵存在,而仅需一台硬盘录像机就可轻松搞定,比如小区监控,只有出入口和小区内主要道路需要监视,往往只配一台8路或16路硬盘录像机就可实现较简单的实时监视、存储和回放功能,对于小区物业来讲这是一种性价比较高的选择。

  NVR是一种新型的视频系统,设计的理念是采用IP摄像机在任意以太网端口接入到网络中,传输到中心进行存储和管理。这种设计有诸多优势,但目前IP摄像机本身的效果以及一些物理条件的限制还不能大量推广。但可借用这样一个理念,将目前成熟的标清或高清模拟摄像机通过专用的编码器接入到网络中,送到中心的磁盘阵列上进行存储和管理,从另一个角度讲就是一个编码和存储分离的大DVR,但不论从存储容量、下载速度、并发调用、整体管理等方面都比DVR有质的飞跃。目前市面上已有这类成熟的产品付诸应用。

  对于一些大型的联网系统来讲,模拟视频系统是基础,在短时间内还无法完全由数字视频系统所取代,那么以模拟视频系统为主去联网数字视频系统也不可避免。下面就模数结合的联网方式进行简单的说明。

  硬盘录像机图像切换控制联网

  对于要共享这类应用的图像资源,一般有两种方式:

  一种是将硬盘录像机接入到TCP/IP网络,通过PC客户端来访问,这种方式固然好但有一定局限性,首先要将以太网延伸至小区,另外,如果要共享的小区很多,且硬盘录像机的品牌不一致的话那就相对复杂些,但目前也有多家公司开发了可调用多种品牌硬盘录像机的软件,可以实现一些DVR共通的功能。

  第二种方式是“虚拟矩阵”方式,可以将DVR看作是一个“虚拟矩阵”,所有当地的图像就是虚拟矩阵的输入,硬盘录像机都有一个视频输出口,它与VGA的输出是一致的,可将这个输出看作是“虚拟矩阵”的输出,然后通过硬盘录像机上的串口通道与上位主控矩阵的控制端口相连,实现控制联网。

  当然,这需要DVR的串口开放协议,支持该功能。另外,就是当远端主控矩阵在操控时,当地硬盘录像机的VGA输出也跟着变化,因为它们是同一个输出源。笔者在2006年参与过对大华品牌DVR的图像共享和控制,就是使用了这种“虚拟矩阵”的模式。这种模式中视频和控制信号的传输方式可参照之前模拟矩阵的介绍。

  数字矩阵图像切换控制联网

  推而广之,上述“虚拟矩阵”方式可以解决很多实际的问题,也可拓展出新的联网思路和使用模式。比如,某个主控矩阵需要与多个被控矩阵联网达到共享被控矩阵资源的目的,所有的图像都能通过主控矩阵上到电视墙上进行显示,而且共享的这些资源都使用NVR系统进行存储,如果按照常规的做法,需要将被控矩阵上传的图像接入到主控矩阵,但当被控矩阵数量很多时,会造成主控矩阵的规模逐渐扩大,矩阵扩容的投入也逐渐加大,当矩阵的规模超过一定的量时,其造价将不是简单的线性增长,这样的话其投入跟产出的效益是不成正比的。因为主控矩阵所连接的电视墙数量有限,不可能同时看那么多共享的资源,那么,大多数时候这些接入的资源和主控矩阵的输入端口就被闲置了,这就形成了浪费。如果采用“虚拟矩阵”的方法就可以较经济地解决这些问题,既实现了存储的要求,也能实现图像上电视墙调看的需要。

  实际的做法是:将所有被控矩阵上传的图像都接入到NVR系统中的编码器,不直接进入到矩阵中去,这样就形成一个数量相对较大的数字虚拟矩阵输入端,然后再根据需要配上一定数量的解码器来作为这个数字虚拟矩阵的输出端。NVR系统本身的管理服务器将所管辖的编码器、解码器模拟成一个矩阵的输入端和输出端,当接受到模拟主控矩阵发来的相应的控制指令时,管理服务器会将某个编码器的图像“配对”到某个解码器上,实现模拟图像的输出,即作为这个数字虚拟矩阵的输出上传到模拟主控矩阵。这样根据同时调看路数的需要,仅需占用模拟主控矩阵非常有限的输入端口资源,但通过模拟主控模拟矩阵与这个数字虚拟矩阵进行联网后,就可以调用到所有的共享资源,也能实现上电视墙的功能,免去了模拟主控矩阵扩容所造成不必要的浪费。

  在此基础上还可以再接着开发一些更多的增值服务,如果NVR存储系统可以提供相关协议接口的话,甚至可以通过主控矩阵的监控键盘在电视墙上实现录像回放的功能,突破模拟矩阵只能看实时图像的功能,使得模拟矩阵的使用更加的多样和灵活,更快速地响应用户的使用需求。

  综上所述,随着科学技术日新月异的发展,社会交通、治安形式的不断变化,用户需求的不断更新,对视频监控系统的使用提出了越来越高的要求和期望,视频监控系统也发挥着越来越大的作用,各行各业都根据自己业务的实际需要采用不同的模式在建设视频监控系统,为了不出现重复投资造成资源的浪费,通过视频系统之间的联网实现图像资源的共享是一个很好的解决途径,笔者希望通过上述的对视频监控系统联网的一些经验能给业内同行带来一些启示和帮助。

 

 

IDC:剖析中国视频监控市场现状及发展
    IDC作为一家专业的市场咨询和研究机构,在全球范围内较早即进行了视频监控市场的研究。实际上也正是因为全球发生的一系列群体性安全事件,如俄罗斯地铁恐怖袭击,英国电车恐怖袭击等,使得在中国市场上,相关政府、厂商和用户对于视频监控系统市场的关注热情水涨船高。当我们回到自己的本土市场,也看到很多类似的案例,视频监控系统在很多群体性安全事件中,在安全局势控制、举证以及预防犯罪等方面发挥了不可替代的作用。

    即使在今天,这样一个全球性金融危机的大背景下,IDC看到中国视频监控市场仍然在以稳定而健康的速度发展着。而与此同时,我们也注意到,中国的安防市场正在萌生新的发展趋势。今天,监控早已不再是一个单一的应用,我们已经不能把视频监控作为一个单独的行业来看待了。现实是,几乎所有的行业都涉及了视频监控等相关的安防应用:既包括金融、公安等传统安防需求较为旺盛的行业,又出现了交通、电力、广电、园区以及医院等对于监控需求快速增长的新兴行业。

中国视频监控市场的带动热点正在转移!
    2008年以前,推动中国视频监控市场发展的动力主要来自于北京奥运会和各省相关平安城市监控项目的建设;而在奥运会之后,市场发展的热点逐渐由奥运会向区域性热点事件、平安城市及行业需求共同带动的方向发展,这些热点包括2009年在济南市举办的全国十一运会及天安门广场建国60周年庆典、2010年的上海世博会及广州亚运会等。IDC调研发现,无论是奥运会还是世博会,其相关场馆、地标建筑及整体园区的监控建设(包括北京奥运村安防、上海浦东区安防及北京西城区安防等)虽然安全级别极高、设备也主要以中高端为主,但是在中国整体安防这样一个巨大的市场中,其直接投入所占的比重仍然微乎其微。然而,这些区域性热点事件所被赋予的政治意义及其所带动的市场间接建设投入则是极为惊人的。

另一方面,经历了过去几年的市场推广和教育,无论是在金融、公安等传统安防需求较为旺盛的行业,还是在交通、电力、园区以及医院等对于监控需求快速增长的新兴行业中,视频监控投入都得到了快速的增长。

    交通、金融及园区监控市场正成为重要的新兴带动行业!交通市场
    2008年底,全球性的金融危机之后,中国政府推出了4万亿的振兴规划,其中相当比重的投资计划将投放到交通基础建设之上。这也使得铁路枢纽及沿线、民航枢纽、高速公路沿线及城市快速交通等几乎所有的交通子行业对于监控的需求全面大幅上升。IDC的市场调研显示,无论是铁道部所主导的城际快速铁路、客运专线建设,还是交通部所主导的各个城市的轨道交通运输,所有形式的大运量、高速交通运输方式,出于对安全性的首要考虑,均将视频监控系统的实施提升到了以往不曾达到的高度。

金融连锁市场
    2009年伊始,已经有越来越多诸如工商银行等的大型国有银行开始加快了在视频监控市场的投入。农业银行由于监控项目规模较大,甚至将监控主要设备如存储等分包进行招标和统一采购。IDC认为,加强设备统一采购优势并统一部署、统一管理支行安防及服务水平的金融行业联网监控,正成为金融行业加大视频监控市场投入的主要动因。

园区市场
    除了奥运会、世博会园区监控这类短期防范风险较高的园区监控之外,具有开放区域大、防范周期长、安全级别相对较低等特点的的高新区、软件园、工业开发区及景区监控市场正快速发展。尤其是在国家推出西部大开发新政、积极建设内陆经济开发区并吸引政府、企业入园的关键阶段,园区视频监控市场更具发展潜力和耐力。

行业客户的智能应用需求正日益清晰!
    随着近年来相关行业市场视频监控点的激增,越来越多的用户正面临无法及时、准确地发现报警事件,并且在事后关联分析事件的严峻挑战。于是,智能视频监控技术应运而生。

目前,具有周界报警、异常行为分析、人数统计以及动态图像跟踪放大等等智能功能的视频系统逐步在银行金库、机场候机楼、核电站以及广电卫星上行站等核心监控地区得以应用。此外,今年发生的诸如“躲猫猫”等暴力事件,也使得监狱和看守所对于周界报警及异常行为分析等智能模块的需求进一步提升。当然,智能视频监控仍面临一定的问题,包括系统的可靠性、稳定性等。当然,最重要的还是在当前小众应用的规模下,仍然居高不下的价格。

 

安防监控系统的组成
    根据安防监控系统各部分功能的不同,我们将整个安防监控系统划分为七层——表现层、控制层、处理层、传输层、执行层、支撑层、采集层。当然,由于设备集成化越来越高,对于部分系统而言,某些设备可能会同时以多个层的身份存在于系统中。

一. 表现层
    表现城是我们最直观感受到的,它展现了整个安防监控系统的品质。如监控电视墙、监视器、高音报警喇叭、报警自动驳接电话等等都属于这一层。

二. 控制层
    控制层是整个安防监控系统的核心,它是系统科技水平的最明确体现。通常我们的控制方式有两种——模拟控制和数字控制。模拟控制是早期的控制方式,其控制台通常由控制器或者模拟控制矩阵构成,适用于小型局部安防监控系统,这种控制方式成本较低,故障率较小。但对于中大型安防监控系统而言,这种方式就显得操作复杂且无任何价格优势了,这时我们更为明智的选择应该是数字控制。数字控制是将工控计算机作为监控系统的控制核心,它将复杂的模拟控制操作变为简单的鼠标点击操作,将巨大的模拟控制器堆叠缩小为一个工控计算机,将复杂而数量庞大的控制电缆变为一根串行电话线。它将中远程监控变为事实、为Internet远程监控提供可能。但数字控制也不是那么十全十美,控制主机的价格十分昂贵、模块浪费的情况、系统可能出现全线崩溃的危机、控制较为滞后等等问题仍然存在。

三. 处理层
    处理层或许该称为音视频处理层,它将有传输层送过来的音视频信号加以分配、放大、分割等等处理,有机的将表现层与控制层加以连接。音视频分配器、音视频放大器、视频分割器、音视频切换器等等设备都属于这一层。

四. 传输层
    传输层相当于安防监控系统的血脉。在小型安防监控系统中,我们最常见的传输层设备是视频线、音频线,对于中远程监控系统而言,我们常使用的是射频线、微波,对于远程监控而言,我们通常使用Internet这一廉价载体。值得一提的是,新出现的传输层介质——网线/光纤。大多数人在数字安防监控上存在一个误区,他们认为控制层使用的数字控制的安防监控系统就是数字安防监控系统了,其实不然。纯数字安防监控系统的传输介质一定是网线或光纤。信号从采集层出来时,就已经调制成数字信号了,数字信号在目前已趋成熟的网络上跑,理论上是无衰减的,这就保证远程监控图像的无损失显示,这是模拟传输无法比拟的。当然,高性能的回报也需要高成本的投入,这是纯数字安防监控系统无法普及最重要的原因之一。

五. 执行层
    执行层是我们控制指令的命令对象,在某些时候,它和我们后面所说的支撑诚、采集层不太好截然分开,我们认为受控对象即为执行层设备。比如:云台、镜头、解码器、球等等。

六. 支撑层
    顾名思义,支撑层是用于后端设备的支撑,保护和支撑采集层、执行层设备。它包括支架、防护罩等等辅助设备。

七. 采集层
    采集层是整个安防监控系统品质好坏的关键因素,也是系统成本开销最大的地方。它包括镜头、摄像机、报警传感器等等

 

电子围栏系统的阻挡功能是怎样实现的?
    传统的红外对射、泄漏电缆或微波等系统,只具有报警功能,而没有阻挡功能。入侵者往往能毫无阻挡地跨越警戒线。也就是说,当有人入侵时,在系统发生报警之前,就可能已进入安防区域之内。这使事件处理可能复杂化。

    电子围栏系统在防区的周边架设了一道电子围栏。如果有人企图入侵,首先看到挂在围栏上的"小心电子围栏"警示牌,给予心理上的威慑感。如果企图跨越当触及电子围栏时,便给予电击,使之退缩离开,且不敢再次触及。如果强行攀登,则系统发出报警。再则,电子围栏采用了带有弹性的挂线杆。当入侵者企图跨越时,挠性的围栏不给予支持力,使入侵者无法跨越。这就是电子围栏的有效阻挡功能。

●脉冲电子围栏系统的电脉冲对人身安全是否有保障?
脉冲电子围栏系统虽然脉冲电压达6000-10000V,但是脉冲的重复频率极低,每秒仅1次。脉冲的持续时间≤0.1秒。脉冲最大能量5焦耳,脉冲最大电量2.5毫科伦。由此可见,ypj2009kjhkijh其能量很小,不会伤人,仅给予入侵者较难受的警告,动摇其攀越围栏的能力与动机,达到了安全阻挡的目的。

●脉冲电子围栏系统的报警功能是怎样实现的?
传统的红外对射报警系统,只要有人或物经过警戒线时,就会发生报警。猫或狗等动物经过时,照样会报警。因此,不该报的也报了。如果遇到暴雨、浓雾等恶劣天气,系统失效,该报的又不报警。新型的脉冲电子围栏系统具有区分偶然触及和强行侵入的功能,如果有人不当心而触及围栏,或其它物体(如树枝)瞬间碰及围栏,因为这不属于真正的入侵,系统具有鉴别能力而不报警。只有当入侵者强行入侵,攀越电子围栏时,造成系统断线(开路)或持续碰线(短路)时,会发出报警。因此,脉冲电子围栏系统的报警具有智能功能,该报则报,不该报则不报。误报率极低。

 

入侵探测器的功能原理
    入侵探测器是用来探测入侵者的移动或其他动作的电子及机械部件所组成的装置。包括主动红外入侵探测器、被动红外入侵探测器、微波入侵探测器、微波和被动红外复合入侵探测器、超声波入侵探测器、振动入侵探测器、音响入侵探测器、磁开关入侵探测器、超声和被动红外复合入侵探测器等。

每一种入侵探测器都具有在保安区域内探测出入员存在的一定手段,装置中执行这种任务的部件称为探测器或传感器。

    理想的入侵探测器仅仅响应人员的存在,而不响应如狗、猫及老鼠等动物的活动,也不响应室内环境的变化,如温度、湿度的变化及风、雨声音和振动等。要做到这一点不很容易,大多数装置不但响应了人的存在,而且.对一些无关因素的影响也产生响应。对报警器的选择和安装也要考虑使它对无关因素不作响应,同时信号的重复性要好。

    设计报警装置时首先要掌握和分析各种入侵行动的特点。入侵者在进入室内时首先要排除障碍,他必须打开门窗,或在墙上、地板和顶棚上开洞。因此可以安装一些开关报警器,使入侵者刚开始行动时就触发开关。另一个应考虑的特点是光和红外线不能透过人体,因此可以利用安装光电装置的方法来探测入侵活动。

还有一个十分重要的特点是人体正常体温能发射红外线,利用红外线传感器就可探测出人体辐射的热量。此外,入侵者在行窃时不可避免的要发出声响,使用声控传感器便可探测室内发出的异常声响。利用超声波和微波入侵探测器是根据人体的移动会干扰超声波或电磁场的原理而工作的。

    各种探测器有各自不同的工作原理,它们各有优缺点。要使探测器在任何场合都能有效地发挥作用,就应该进行精心选择、精心安装,安装时应尽可能考虑到对探测器的保护措施。

由于家庭、商店、团体和企业等部门各自的情况不同,使用的入侵探测器也不尽相同。为了获得最佳保安效果,通常需要根据用户的实际情况对报警系统进行裁剪,这样才能使探测器更好地发挥作用。

    没有入侵行为时发出的报警叫做误报。误报可能由于元件故障或某些外界影响而造成,它所产生的恶劣后果是 不堪设想的,最轻的后果是因为增加了许多不必要的麻烦而使人感到厌烦,从而大大降低报警器的可信度。可以设想,如果商店和库房管理人员经常由于误报而被从床上叫起,他们就不会愿意使用这种报警装置。最坏的后果是它使警察或保安人员毫无必要地火速赶到现场,这样他们本身的安全和周围人们的安全都会受到危害。因此,误报是报警器的致命弱点。

 

 

浅谈楼宇对讲系统中防盗报警系统的设计
    在所有小区智能化系统建设中,最为普及并与居民生活紧密相关的应该是楼宇对讲系统和家庭防盗报警及紧急求助系统。在早期的智能小区建设中,由于楼宇对讲系统和防盗报警系统的生产厂家都较为独立,系统也没有考虑太多的集成,基本上都采用的是多个厂家的产品,而目前市面上多种带报警功能的楼宇对讲系统已经面世。由于报警系统无论在技术复杂程度上、可靠性上、可操作性上、作用上都有特殊性,传统的报警器如何与楼宇对讲系统统一设计,并结合在一起在智能小区中大批量推广使用,是本文探讨的重点。

(一)典型报警系统联网方式介绍
目前市面上报警系统有采用电话线、总线、网络、电力线、专线、无线等等多种方式联网的系统,我们以下主要针对目前应用面最广的两种进行探讨。

1.电话线联网方式
    家庭中的报警主机与管理中心之间通过普通电话线路进行联网。这种联网方式在早期的智能小区中应用较多,目前国外的厂家例如ADEMCO、C&K、FBI、DSC等都采用这种方式。

优点:
适合分布式报警要求,金融银行、别墅采用较多;
无须布线, 由于采用普通电话线路联网,与管理中心无须布线,适合老小区改造;
带语音通讯报警功能,可以拨打手机、电话进行语音通讯报警;
缺点:
容量小,报警速度慢 ,由于报警中心也采用电话线路,在多家报警同时会出现通讯堵塞现象,一般从报警触发—》拨号上报—》中心接警成功需要8~20秒时间,考虑到报警系统每天都有一定的状态(撤布防、自检等等信号上报,不适合在大中型小区使用。
通讯费用高 ,由于采用电话线路通讯,每次与报警中心通讯都要付一次电话费。
综合评价:
电话线联网报警系统比较适合分散型报警的要求,具有语音通讯、无须布线功能是其特色,尤其适合老小区报警改造。但是在具有一定规模的新建小区中通讯速度慢、容量小、造价高、费用高是影响起推广使用的缺点,同时与对讲系统联网方式不同,也导致无法与对讲系统进行有效的结合使用。

2. 总线制联网方式
    家庭中的报警主机与管理中心之间通过专门数据线路(2芯)进行联网,每个报警主机都有对立的地址码,通过地址码来识别警情。这种联网方式在智能小区中应用较多,目前国内专业总线制报警主机、楼宇对讲报警主机都采用这种联网方式。

优点:
通讯速度快、容量大 ,采用485总线方式,在波特率仅为2400情况下,上报一条警情信息仅为0.1~0.3秒,中心基本不占线,适合大容量小区使用;
双向通讯方式 ,采用总线制不仅报警器可以上报,中心还可以迅速下载信息;
费用低, 由于小区采用自己的通讯线路,报警通讯是不需要费用的,可以降低住户的负担;
集成性能好 ,由于大多数智能化系统都采用总线制通讯方式,便于与其他系统进行集成,降低工程费用、增强中心通讯控制功能;
成本低, 总线制报警系统省去了电话线报警系统中的拨号模块,成本下降很多,便于普及;
缺点:
工程施工要求高,对于线路铺设、总线隔离有较高的技术要求;
没有语音通讯功能,只适合联网使用,不适合住户独家独户使用,缺乏有效的报警通知用户手段;
不适合长距离报警用户,一般报警器与中心通讯距离不能超过1200米;
综合评价:
总线制联网报警系统具有速度快、容量大、成本低的突出优点,又由于可以和楼宇对讲系统统一布线,非常适合在新建的尤其是大中型小区中使用,是一种家庭普及型产品。

(二)楼宇对讲报警系统设计要点
目前市面上有多种带报警功能的楼宇对讲系统,专业报警系统从“旧时王谢堂前燕,飞入寻常百姓家”,在普通居民中得到认可,是智能化领域多年来推广的成果。但是是不是一个具有报警功能的主机就是可以真正满足住户报警要求的呢?楼宇对讲报警系统设计,要充分考虑到不同的使用对象、不同的使用环境,在技术设计上要吸收专业报警器的许多重要功能,才能保证报警系统在民用大量的使用,绝对不能只是功能上的摆设、售房上的卖点。

1. 可靠的通讯保障
    楼宇对讲报警模块接收到报警信号必须可靠的上报管理中心,不能出现误报、尤其是漏报状况,确保报警成功。

报警信息确认 :是不是楼宇对讲的报警部分接收到报警信号,并上发管理中心就可以呢?必须建立中心报警信息确认机制,管理中心接收到报警信息后,应对报警主机下发确认信号,表示中心已接收,而楼宇对讲报警主机在没有收到确认信号时,应重发;

报警信息校验 :报警信息与楼宇对讲通讯信息共用数据线路与管理中心联网,复杂的线路问题、通讯冲突(报警与楼宇对讲信息)都有可能导致报警信息出错,必须对通讯信息采用校验(例如CRC、校验和等),管理中心对信息进行校验,错误重发;

通讯侦听 :报警信息采用主动发送模式,发送之前对通讯线路进行侦听,避免出现数据追尾现象,确保一次通讯成功;

2. 丰富的通讯协议
    好的报警主机必须拥有丰富科学的通讯协议,一个只能报警才通讯的主机离实用要求还有很大的距离。比如目前国际流行的Ademco4+2、Ademco Contact Id报警通讯协议就制定的比较完善、科学。但是在民用场合,很多通讯内容可以省去,但以下几条具有特别的意义。

主机撤布防功能 :住户对楼宇对讲报警器撤布防时,报警器应该将状态上报给管理中心记录,有特别的意义。

住户使用报警器可能会产生纠纷,例如当他人为原因没有对系统布防而外出,导致财物损失时,可能会诬告报警系统失灵,要求索赔,这时管理中心可以查询该用户撤布防记录进行确认,这种案例在现实中出现过多起;管理中心还可以及时对重要用户主机状态进行监控,甚至还可以由管理中心替住户主动撤布防;

自检功能 :报警系统属于“不怕一万,就怕万一”的产品,在正常使用中看不出在工作,但是在出现警情时候,要确保报警成功!住户很难认为知道报警器是否正常,报警器设计应有自我检查功能,并将自检结果定时上报给管理中心,接受管理中心监控,出现故障立即维护;

中心主动撤布防功能 :当住户外出忘记布防怎么办? 管理中心在授权的情况下,可以发送指令替住户主机进行布防,避免出现不必要的损失、减少住户的麻烦;

3. 与楼宇对讲融合设计
    报警主机与室内楼宇对讲主机进行一体化设计,保证了用户操作使用更加方便,集成度高,工程施工也简介。以下几个事项在设计中值得重视。

模块化设计 :进行模块化设计不仅可以给生产厂家带来方便,也非常适合实际中的需要。作为基本构件,楼宇对讲在居民家中都安装,一般上是一次到位,而报警模块根据用户要求再具体安装。模块化设计可以灵活的适用这种模式,减少智能化投入,工程商也愿意接受;

统一布线 :楼宇对讲与报警系统统一布线,并一并接入到住户室内楼宇对讲主机的接线盘中。从非可视—》可视—》报警无须再布线,便于系统升机;

一线通设计 :楼宇对讲和报警系统可以共用同一个数据线(两芯485总线),减少布线量,便于中心系统集成。但要圆满解决大量楼宇对讲信息与报警信息在一条线路上共同通讯带来冲突的问题,必须统一制定合理的通讯协议(参见上上节);

人性化操作设计 :报警系统的日常操作(撤布防、紧急报警等等)要面向各个层次用户。例如尽量采用按键式操作,要有明确的指示灯和喇叭提示,在可以的情况下使用遥控器,将日常操作集中在遥控器上,而报警主机对使用者来说是完全透明的。

 

 

摄象机的定焦和变焦镜头
    镜头是摄像机的眼睛,正确选择镜头以及良好的安装与调整是清晰成像的第一步。当前,1/3"镜头是应用的主流,自动光圈镜头销售量最多,变焦镜头是应用发展的趋势。

1)应依据摄像机到被监视目标的距离,来选择定焦镜头(Fixed Focal Lens)的焦距。

从焦距上区分有短焦距广角镜头、中焦距标准镜头、长焦距远镜头。镜头焦距通常用值来表示,镜头光圈一般用F表示,F取值以镜头的焦距/和通光孔径d的比值来衡量,F=f/d,每个镜头上均标有其最大的F值。

2)摄像机的镜头规格应与摄像机CCD靶面尺寸(1/2"为6.4hX4.8υ、1/3"为4.8hX3.6υ、1/4"为3.2hX2.4υ)相对应。如果镜头尺寸与摄像机CCD靶面尺寸不一致时,观察角度将不符合设计要求,或者发生画面在焦点以外等问题。

3)摄像机的水平视觉度数及垂直视觉度数与摄像机CCD靶面尺寸hXυ及镜头焦距f之间有如下关系:水平视觉度数=2arctan (h/2f);垂直视觉度数=2arctan (υ/2f)。

4)镜头有自动光圈(auto iris)和手动光圈(manual iris)之分。自动光圈用于被照物光线变化较多场合,手动光圈用于被照物光线稳定之处。

自动光圈镜头有二种驱动方式:一类为视频输入型Video driver(with Amp),它将一个视频信号及电源从摄像机输送到透镜来控制镜头上的光圈,这种视频输入型镜头内包含有放大器电路,用以将摄像机传来的视频信号转换成对光圈马达的控制,另一类称为DC输入型(DC driverno Amp),它利用摄像机上的直流电压来直接控制光圈,这种镜头内只包含电流计式光圈马达,摄像机内没有放大器电路。二种驱动方式产品不具可互换性,但现已有通用型自动光圈镜头推出。

5)镜头安装有C型和CS型两种,C型安装的镜头在CCD摄像机与镜头间多了5mm  调整光圈值的环。C型安装的摄像机可用CS型镜头,但CS安装的摄像机不能使用C型镜头。Philips公司推出革命性的Wizard镜头安装向导,保证镜头与摄像机的完全兼容,这使得在任何环境下都可得到最优图像。

6)变焦镜头由于在一个镜头内能够使镜头焦距在一定范围内变化,因此可以使被监控的目标放大或缩小。典型的光学放大规格有诸如6~20倍等不同档次,并以电动缩放镜头(Zoom Lens)应用最普遍。按变焦镜头参数可调整的项目划分有:
     ·三可变镜头——光圈、聚焦、焦距均需人为调节。
     ·二可变镜头——通常是自动光圈镜头,而聚焦和焦距需人为调节。
     ·单可变镜头——一般是自动光圈和自动聚焦的镜头,而焦距需人为调节。

7)缩放/变焦镜头(Vari Focal Lens)是变焦镜头配合缩放镜头功能,焦距连续可变,可将远距离物体放大,又可提供一个宽广视景,使监视宽度增加。日本Kowa公司提供从1.6~3.4mm的宽角度镜头到15.0—300mm的远距镜头。

8)除传统的球面镜头外,新一代的是非球面镜头(Aspherical Lens),镜片研磨的形状为抛物线、二次曲线、三次曲线或高次曲线,并且在设计时就考虑到了镜头的相差、色差、球差等校正因素,通常一片非球面镜片就能达到多个球面镜片矫正像差的效果,因此可以减少镜片的数量,使得镜头的精度更佳、清晰度更好、色彩还原更为准确、镜头内的光线反射得以降低,镜头体积也相应缩小。非球面镜头具有变倍高、物距短、光圈大的特点。变倍高可以简化镜头的种类,物距短可以应用在近距离摄像的场合,光圈大则可以适应光线较暗的场所,因此应用领域日渐宽广。日本AVENIA的非球面镜头产品SSV0770,近摄距离可到30cm,光圈值也可到F1.6,变焦范围可从7.0~70mm,变倍率高达十倍,可用于电视监控等领域。

 
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