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№18-电视监控系统前端设备选择

　在电视监控系统中，由于设备选择不当，导致图像质量下降或是大量资金 浪费的现象屡见不鲜。合理选择电视监控设备、集成较高性能价格比的系统，是安全防范行业同仁一直追求的目标。文章从实际应用的角度介绍了如何合理选择电视监控系统的前端设备，为系统的集成提供了可借鉴的经验。 　　关键词　电视监控系统　设备　选择 　　电视监控系统前端设备主要包括：摄像机、镜头、云台、防护罩、支架、控制解码器、射灯等。目前，这些设备生产厂家很多，其品牌、型号、功能各异。因此，合理选择这些设备，对提高电视监控系统图像质量颇为重要。下面结合工程实际谈些体会。 　　1　摄像机的选择 　　摄像机是电视监控系统核心设备，根据用户要求，合理选择非常重要。现在安全防范用的电视监控系统一般都采用CCD摄像机，因为它与真空管摄像机相比具有体积小、重量轻；惰性小；灵敏度高；图像均匀性好；抗冲击性好；寿命长等优点。在实际工程中，如果监视目标照度不高，而用户对监视图像清晰度要求较高时，宜选用黑白CCD摄像机；如果用户要求彩色监视时，应考虑加辅助照明装置，或选用彩色�黑白自动转换的CCD摄像机，这种摄像机当监视目标照度不能满足彩色摄像要求时自动转为黑白摄像。 　　在确定用黑白摄像机还是用彩色摄像机之后，进而要考虑的问题是摄像机的技术指标。主要考虑的指标如下所述。 　　1.1　分辨率(清晰度) 　　表示摄像机分辨图像细节的能力，通常用电视线(TVL)表示。它取决于CCD芯片的像素数、镜头的分解力和摄像系统的带宽。 　　黑白摄像机水平清晰度一般要选择450TVL左右的，考虑到施工等因素，系统的最终清晰度能满足我国行业标准GB/T16676－1996中规定的380TVL。 　　彩色摄像机水平清晰度一般要选择大于350TVL的，因为人眼对彩色难于分辨更细，这样选择也能满足GB/T16676－1996中对彩色监视系统270TVL的要求。 　　1.2　灵敏度 　　在镜头光圈大小一定的情况下，获取规定信号电平所需要的最低靶面照度。例如：使用F1.2的镜头，当被摄物体表面照度为0.04Lx时，摄像机输出信号的幅值为350mV，即最大幅值的50％，则称此摄像机的灵敏度为0.04Lx/F1.2。如果被摄物体表面照度再低，监视器屏幕上将是一幅很难分辨层次的灰暗图像。根据经验一般所选摄像机的灵敏度为被摄物体表面照度的1/10时较为合适。 　　1.3　信噪比 　　即信号电压与噪声电压的比值。CCD摄像机信噪比的典型值在45～55dB之间。一般的电视监控系统中要选50dB左右的，这样不仅能满足行业标准中规定系统信噪比不小于38dB的要求，更重要的是当环境照度不足时，信噪比越高的摄像机图像就越清晰。 　　1.4　工作温度 　　－10～＋50℃是绝大多数摄像机生产厂家的温度指标。视使用地区的温度变化加防护或特别防护。 　　1.5　电源电压 　　国外摄像机交流电压适应范围一般是198～264V抗电源电压变化能力较强；国内摄像机交流电压适应范围一般是200～240V，抗电源电压变化能力较弱，在系统中使用时一般需稳压电源。 　　 2　镜头的选择 　　 镜头种类繁多，分类方式就有好几种，我们只从控制方式上谈谈如何选择摄像机镜头。 　　2.1　手动光圈定焦镜头 　　 这种镜头用于监视固定目标，且光照度变化较小的场合。这种镜头价格比较便宜。所需焦距大小可用下式估算。 　 f=A·L/H 　 式中：f—镜头焦距 　 A—摄像机成像面高度 　 L—被摄物体到镜头距离 　 H—被摄物体高度 　 焦距越大，视场角越小，监视范围越窄；焦距越小，视场角越大；监视范围越宽。 　　2.2　自动光圈定焦镜头 　　 当进入镜头的光通量变化时，摄像机CCD成像面上产生的电荷也相应变化，使视频信号电平发生变化，产生一个控制信号，驱动镜头内的微型电机正向或反向转动，从而调整光圈的大小。当视场照度变化在100倍以上时，选这种镜头。但需注意的是：如果视场照度不均匀，特别是监视目标与背景光反差较大时，采用这种镜头摄像效果不理想。 　　2.3　自动光圈电动变焦镜头 　　 此镜头与自动光圈定焦镜头相比增加了两个微型电机，其中一个电机与镜头的变焦环啮合，受控转动时，可改变镜头的焦距；另一个电机与镜头的聚焦环啮合，受控转动时完成镜头的聚焦。由于增加了两个微型电机，这种镜头的价格较贵。 　　2.4　电动三可变镜头 　　 与自动光圈变焦镜头相比只是对光圈的调整由自动控制方式改为遥控器控制。它也含三个微型电机，通过一组6芯控制线与控制器相连。目前这种镜头应用较多。 　　 在选择镜头时，除根据不同场合、不同要求选择不同控制方式的镜头外，还要考虑下面问题。 　(1)镜头尺寸要与摄像机成像面尺寸一致。例如：1/3″摄像机要选1/3″镜头。在难以一致时，可用大尺寸镜头配小尺寸摄像机；反之不行。 　 (2)镜头接口与摄像机接口要一致，不一致时要加连接圈。例如：C型镜头安装在CS型摄像机上时，必须在C型镜头上加连接圈，如果不加连接圈就可能

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№19-摄像机防护罩

防护罩是监控系统中重要的组件。它是使摄像机在有灰尘、雨水、高低温等情况下正常使用的防护装置。

防护罩一般分为两类。

一类是室内用防护罩，这种防护罩结构简单，价格便宜。其主要功能是防止摄像机落灰并有一定的安全防护作用，如防盗、防破坏等。

另一类是室外用防护罩，这种防护罩一般为全天候防护罩，即无论刮风、下雨、下雪、高温、低温等恶劣情况，都能使安装在防护罩内的摄像机正常工作。因而这种防护罩具有降温、加温、防雨、防雪等功能。同时，为了在雨雪天气仍能使摄像机正常摄取图像，一般在全天候防护罩的玻璃窗前安装有可控制的雨刷。 目前较好的全天候防护罩是采用半导体器件加温和降温的防护罩。这种防护罩内装有半导体元体，既可自动加温，也可自动降温，并且功耗较小。


另外，还有半球形、球形防护罩，这种防护罩内置万向可调支架，造型美观。

    室外防护罩密封性能一定要好，保证雨水不能进入防护罩内部侵蚀摄像机。有的室外防护罩还带有排风扇、加热板、雨刮器，可以更好的保护设备。当天气太热时，排风扇自动工作；太冷时加热板自动工作；当防护罩玻璃上有雨水时，可以通过控制系统启动雨刮器。摄象机防护罩的选择，首先是要包容所使用的摄象机加镜头，并留有适当的富余空间，其次是依据使用环境选择适合的防护罩类型，在此基础上，将包括防护罩及云台在内的整个摄像前端之重量累计，选择具有相应承重值的支架。还要看整体结构，安装孔越少越利于防水，再看内部线路是否便于联接，最后还要考虑外观、重量、安装座等等。

    在防护罩中，除了用于一体化摄像系统的球形防护罩外，还有圆柱形、长方形等不同形状，应用场合有室内型和室外型两大类。室内摄象机防护罩以装饰性、隐蔽性和防尘为主要目标，而室外型因属全天候应用，要能适应不同的使用环境。 防护罩的材料主要有铝质、合金、挤压成型、不锈钢等。

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№20-防火线缆

1 引言

防火（Flame proof）电线电缆为具有防火性能电线电缆的总称，通常分为阻燃电线电缆和耐火电线电缆两类。从防火安全和消防救生出发，对电线电缆防火性能的要求越来越多，例如：

阻燃（Flame retardancy）--阻滞、延缓火焰沿着电线电缆的蔓延，使火灾不扩大。

耐火（Fire resistance）--在火焰燃烧情况下能保持一定时间的运行，即保持线路的完整性（Circuit integrity）。

无卤（Free halogen）--构成电线电缆的材料不含卤素，其燃烧产物的腐蚀性较低。

低卤（Low halogen）--构成电线电缆的材料中可含有卤素，但含量较低。

低烟（Low smoke）--电线电缆燃烧时产生的烟尘较少，即透光率较高。

低毒（LOW toxicity）--电线电缆材料燃烧时产生的气体毒性较低。

我国阻燃和耐火电线电缆的研究开发始于1982年。经过5年时间，即1987年，许多电缆厂家已投入生产并为用户所认同。针对当时对燃烧特性的命名和型号比较混乱的情况，笔者提出以燃烧试验方法相对应的电线电缆燃烧特性，对防火电线电缆进行分类，用汉语拼音的首位字母定型作为相应普通电线电缆型号的前缀。其中阻燃电线电缆类的型号ZR和耐火电线电缆类的型号NH已沿用至今。

随着防火电线电缆在开发研究中所取得的许多新进展，原有型号已不敷使用。加之投产厂家越来越多，在制订企业标准时，对有关型号各取所需，又造成新的混乱。最突出的表现是，电线电缆的燃烧特性相同，但名称和型号却不同。业内及用户强烈要求改变这个状况，希望对型号予以统一。为此，本文提出防火电线电缆型号的编制方法，供日后编制企业标准或行业标准参考。

2 防火电线电缆型号的编制原则

（1）一个型号对应于一个燃烧特性，有相应的试验方法和具体的指标可以考核，并用汉语拼音的首位字母表示，尽量简化。

（2）型号用前缀方法加在普通电线电缆型号之前。

（3）普通电线电缆固有的燃烧特性，不另给型号。 （4）留有补充发展的余地。

目前我国标准与IEC国际标准尚有些差别，因为有些标准，IEC颁布在我国标准之后，根据等同采用国际标准的原则，今后这种差别将会消除。

3 型号及使用方法的说明

3.1关于阻燃（ZURAN）

根据IEC 332，阻燃有单根和成束之分。十多年前，我国电线电缆主要为聚氯乙烯、氯丁橡皮等含卤制品，通过单根垂直燃烧试验在产品标准中是基本要求，因此不需要给予单根阻燃的型号。而把成束C类作为阻燃电线电缆的基本要求，把B类和A类作为用户必须特别指定的阻燃要求。因此，用阻燃（ZURAN）的首位字母ZR作为型号也就盛行一时了。

现在的情况不同。聚烯烃如聚乙烯、聚丙烯、乙丙、天然一丁苯等是易燃材料，当其阻燃制品能通过单根垂直燃烧试验时就要给以型号，来与原有的易燃特性相区别。这个型号用Z。成束燃烧因有阻燃A类、阻燃B类、阻燃C类、阻燃D类之分，因此用ZA、ZB、ZC、ZD型号来区分。其中阻燃D类为IEC的新提案，适用于外径12mm及以下的电线电缆。其所用试样的非金属材料总体积仅为C类的1/3，即0.5L/m。要求供火时间20min和烧焦高度小于2.5m则与C类相同。因为这个提案尚待表决通过。

此外，IEC 332－3有一个规定，即做A类试验时，若试样取间隔排列（有一芯导体大于35mm2的场合）在标准梯子前面排列不下时，可在后面排列，并且用AF／R表示。或采用宽型梯（0.8m宽）全部排在梯子的前面（用AF表示），并且用双喷灯供火。但若大规格电缆在标准梯子前面排得下时，则用单喷灯供火，仍记作AF。为简化型号，对于这一类情况均记作ZA。

3.2关于耐火（NAIHUO）

根据我国标准GB 12666.6－90，耐火分A类和B类二个级别。A类的供火温度为950℃～1000℃,B类的供火温度为750℃～800℃。早先曾用NH型号表示耐火电线电缆，按IEC 331－1970标准要求，相当于我国标准的B类。由于有些用户要求A类耐火电线电缆，故把型号扩展为NA和NB，以示区别。但是，在最近IEC新出版的标准IEC60331－1999中，供火温度仍为750C～800℃，而提高试验温度的建议尚在考虑中。因此，如等同采用编制新的国家标准时，耐火等级就没有A类B类之区分。届时耐火电线电缆型号可以简化为队如果将来IEC把试验温度再分出类别来，我们的型号就有了发展的余地。

值得注意的是，英国对耐火电缆的要求花样最多，因而有许多型号。考虑到英国对IEC的影响，IEC对提高试验温度、喷水和机械冲击已在考虑之中，因此，附加冲击（CHONGJI）用型号C，附加喷水（PENSHUI）用型号S，以备日后使用。

注：耐火、喷水耐火和冲击时火试验是分别进行的。如通过耐火 950℃3h和750℃冲击的电缆型号为CY;通过650℃3h耐火、950℃20min耐火、650℃喷水和 650℃冲击要求的电缆型号为ASWX，余类推。其最高级别型号为CwZ。

3.3 关于低卤（DILU）、无卤（WULU）低烟（DIYAN）、低容（DIDU）

关于低卤（DILU），用D表示。用IEC60754－1：1994（国标为GB／T 17650.1－1998）方法测定HCI含量。标准中无指标，建议HCI≤100 mg／g。

关 于无卤（WULU）即低腐蚀性，用 W表示：用IEC 60

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№21-高性能线缆标准与识别

21世纪，综合布线系统进入了一个以千兆传输速率为标志的六类UTP时代、以万兆传输速率为标志的光缆时代。特别是2002年6月，TIA/EIA-568B标准发布以来，千兆布线系统已经开始使用，然而很多的设计商、承建商、用户在追求速度的同时，却忽视了一个潜在的设计漏洞——火险。 　　 据权威机构调查表明，很多建筑发生火灾都是由于电缆老化路短而导致自燃等原因造成的电气火灾。而在火灾发生后最严重的灾害是火势廷电缆线路的曼延。如何减少安全隐患，提高系统的安全性，成为很多新建建筑的首要安全问题。 　　 今天的智能大厦首先应该是安全的大厦，才能保证系统智能化的正常工作。本文针对目前布线行业中存在的问题：1、UTP和光缆的防火标准规则；2、关于防火线缆的认证机构是UL还是ETL争论；3、如何识别线缆的防火性能等进行了探讨。 标准与规则 　　 在引入结构化布线系统后，安装在商业建筑中的电缆总量有了很大的增长。通常电缆被绑扎成束并安装在吊顶天花板与建筑夹层之间的空间内，或安装在抬高的地板下。这就要求特别注意电缆的性能，不仅在于它们的传输特性，也在于防止潜在的火险。 　　 世界上有关防火的法规有很多。目前投入市场的各种通讯电缆，具有上千种不同的标准和要求，每一种都具有不同的耐火、防烟、抗腐蚀和放毒性等特性。这些特性取决于电缆的材料成分、外皮尺寸及内部导线绝缘等。使用火焰传播性低、阻燃性高的电缆，可以防止火焰快速蔓延到建筑物的其他部分以及建筑物内易燃的材料上，使人们拥有更多的时间逃生。 　　 下面的标准定义了通讯电缆防火和燃烧指标，详细说明了有关火警和火焰的技术条件和测试方法。 ·美国国家电工标准（National Electrical Code, NEC）800条款 ·加拿大电气标准（Canadian Electrical Code, CEC） ·国际电工委员会（International Electrotechnical Committee, IEC）332 ·电气技术标准化欧洲委员会（CENELEC）HD 405 ·英国的BS4066 　　 美国国家电气规程（NEC）、加拿大CSA和美国UL实验室列表是国际上最为广泛接受的电气安全要求。在规程中对钢缆和光纤都有防火要求。规程中最严重的2项灾害是电回路的起火和电缆上火势的蔓延。条款800针对钢缆分为：CMP——用干阻燃，CMR——用于垂直主干，CM——用于普通使用（除阻燃和垂直主干外）等，要求通信的电缆必须经测试和满足防火、机械和电子标准，并经过实验室的独立测试（保险实验室）。条款770针对带电导体的光纤电缆的安装分为：OFN——导体光纤电缆，OFNP——非导体阻燃，OFNR——非导体垂直主干。其中OPNF为阻燃最高等级。 　　 NEC的防火标准由美国国家防火协会（National Fire Protection Assiciation，NFPA）发布，并且每3年修订一次，最近一次发布于1996年。NEC800条款制定了所有安装于建筑物内的通讯电线和电缆必须遵守的4个等级的防火要求。它们还必须用明显的标记标明。这些电缆标记有助于确认安全等级，并且从建筑物检验和危险评估的观点来说也是有价值的。 　　 安全实验室（Under writer Laboratories，UL开发了核实电缆是否符合NEC标准的测试方法。 　　 NEC Article 800：CSA FT6/UL 910：用于空气环境中空间传递的电缆和光缆的火焰传播和烟雾浓度的测试。最大的火焰蔓延长度为本1.50米．通过这种测试的电缆被认为是适用于压力通风空间的阻燃级电缆。 　　 NEC Article 800：CSA FT4/UL 1666：用于安装在垂直竖井中的电缆和光缆的火焰传播的测试。最大的火焰蔓延长度为本1.50米耐火温度为方便用户454.4摄氏度，所设计的垂直主干级电缆须通过这种测试。 UL和ETL都是防火线缆的认证机构 　　 对于NRTL（北美认可实验室）而言，无论测试产品还是认证产品都必须取得资格认证。认证包括定期的工厂核查以保证制造者连续生产的产品符合工厂核查手册。当前，在北美有9家被认可的NPTL，电子检测实验室（ETL），包括安全实验室（UL）以及加拿大协会（CSA）等，他们可以测试、核实和认证通讯电缆的防火等级和 TIA／ EIA类别性能。 　　 在美国，由国家认可测试实验室（NRTL）进行燃烧测试并编制电缆一览表。由居住安全与健康管理局（OSHA）负责对NRTL的任命并监察他们与任命标准的连续一致性。每次任命有效期为5年。包括UL和ETL测试实验室在内，共有9个NRTL。这些实验室还将测试通讯电缆是否符合ANSI／TIA／EIA－568－AB性能（类）规范。 　　 在加拿大，加拿大标准委员会可指定实验室作为一个认证组织（CO）或者测试组织（TO）。组织如C（UL）和 C（ETL）。 　　 这些实验室按照标准进行测试，并负责保证电缆充分标明了适当的防火等级。实验室还对工厂进行审查以保证制造工艺的一致性。 如何识别线缆的防火性能 　　 防火性能在线缆外皮上有标记，下面以IBDN电缆编码为例。 　　 Nordx／CDT提供了三个系列的增强型水平电缆。它们是IBDN—1200、IBDN—2400和IBDN一4800LX系列。IBDN－1200由1212、1213、1224等特殊电缆组成。IBDN

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№22-红外基本原理介绍

自然界中的一切物体，只要它的温度高于绝对温度(-273℃)就存在分子和原子无规则的运动，其表面就不断地辐射红外线。红外线是一种电磁波，它的波长范围为0.78 ~ 1000um，不为人眼所见。红外成像设备就是探测这种物体表面辐射的不为人眼所见的红外线的设备。它反映物体表面的红外辐射场，即温度场。
注意：红外成像设备只能反映物体表面的温度场。


    对于电力设备，红外检测与故障诊断的基本原理就是通过探测被诊断设备表面的红外辐射信号，从而获得设备的热状态特征，并根据这种热状态及适当的判据，作出设备有无故障及故障属性、出现位置和严重程度的诊断判别。


为了深入理解电力设备故障的红外诊断原理，更好的检测设备故障，下面将初步讨论一下电力设备热状态与其产生的红外辐射信号之间的关系和规律、影响因素和DL500E的工作原理。


一． 红外辐射的发射及其规律


（一） 黑体的红外辐射规律


所谓黑体，简单讲就是在任何情况下对一切波长的入射辐射吸收率都等于1的物体，也就是说全吸收。显然，因为自然界中实际存在的任何物体对不同波长的入射辐射都有一定的反射(吸收率不等于1)，所以，黑体只是人们抽象出来的一种理想化的物体模型。但黑体热辐射的基本规律是红外研究及应用的基础，它揭示了黑体发射的红外热辐射随温度及波长变化的定量关系。
下面，我着重介绍其中的三个基本定律。


1． 辐射的光谱分布规律-普朗克辐射定律


一个绝对温度为T(K)的黑体，单位表面积在波长λ附近单位波长间隔内向整个半球空间发射的辐射功率(简称为光谱辐射度)Mλb (T)与波长λ、温度T满足下列关系：
Mλb (T)=C1λ-5[EXP(C2/λT)-1]-1
式中C1-第一辐射常数，C1=2πhc2=3.7415×108w·m-2·um4
C2-第二辐射常数，C2=hc/k=1.43879×104um·k
普朗克辐射定律是所有定量计算红外辐射的基础，介绍起来比较抽象，这里就不仔细讲了。

2． 辐射功率随温度的变化规律-斯蒂芬-玻耳兹曼定律


斯蒂芬-玻耳兹曼定律描述的是黑体单位表面积向整个半球空间发射的所有波长的总辐射功率Mb(T)(简称为全辐射度)随其温度的变化规律。因此，该定律为普朗克辐射定律对波长积分得到：
Mb(T)=∫0∞Mλb(T)dλ=σT4
式中σ=π4C1/(15C24)=5.6697×10-8w/(m2·k4)，称为斯蒂芬-玻耳兹曼常数。
斯蒂芬-玻耳兹曼定律表明，凡是温度高于开氏零度的物体都会自发地向外发射红外热辐射，而且，黑体单位表面积发射的总辐射功率与开氏温度的四次方成正比。而且，只要当温度有较小变化时，就将会引起物体发射的辐射功率很大变化。
那么，我们可以想象一下，如果能探测到黑体的单位表面积发射的总辐射功率，不是就能确定黑体的温度了吗？因此，斯蒂芬-玻耳兹曼定律是所有红外测温的基础。

3． 辐射的空间分部规律-朗伯余弦定律


所谓朗伯余弦定律，就是黑体在任意方向上的辐射强度与观测方向相对于辐射表面法线夹角的余弦成正比，如图所示
Iθ=I0COSθ
此定律表明，黑体在辐射表面法线方向的辐射最强。因此，实际做红外检测时。应尽可能选择在被测表面法线方向进行，如果在与法线成θ角方向检测，则接收到的红外辐射信号将减弱成法线方向最大值的COSθ倍。


（二） 实际物体的红外辐射规律


1． 基尔霍夫定律
物体的辐射出射度M(T)和吸收本领α的比值M/α与物体的性质无关，等于同一温度下黑体的辐射出射度M0(T)。其表明，吸收本领大的物体，其发射本领大，如果该物体不能发射某一波长的辐射能，也决不能吸收此波长的辐射能。

2． 发射率
实验表明，实际物体的辐射度除了依赖于温度和波长外，还与构成该物体的材料性质及表面状态等因素有关。这里，我们引入一个随材料性质及表面状态变化的辐射系数，则就可把黑体的基本定律应用于实际物体。这个辐射系数，就是常说的发射率，或称之为比辐射率，其定义为实际物体与同温度黑体辐射性能之比。
这里，我们不考虑波长的影响，只研究物体在某一温度下的全发射率：
ε(T) = M(T)/M0(T)
则斯蒂芬-玻耳兹曼定律应用于实际物体可表示为：
M(T) =ε(T).σT4


（三） 发射率及其对设备状态信息监测的影响


物体对于给定的入射辐射必然存在着吸收、反射和透射，而且吸 收率α，反射率ρ和透射率τ之和必然等于1：
α+ρ+τ=1
而且，其反射和透射部分不变。因此，在热平衡条件下，被物体吸收的辐射能量必然转化为该物体向外发射的辐射能量。由此可断定，在热平衡条件下，物体的吸收率必然等于该物体在同温度下的发射率：
α(T)=ε(T)
其实由基尔霍夫定律，我们也可以推断出以上公式：
M(T)/ α(T)=M0(T)
ε(T) =α(T)
ε(T) = M(T)/M0(T)

则对于一个不透明的物体ε(T) =1-ρ(T)
根据上式，我们不难定性地理解影响发射率大小的下列因素：


1． 不同材料性质的影响
不同性质的材料因对辐射的吸收或反射性能各异，因此它们 的发射性能也应不同。一般当温度低于300K时，金属氧化物的发射率一般大于0.8。

2．

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№23-红外探测器基本介绍

接近探测器 （传感器）是一种当入侵者接近它时能触发报警的探测装置。在接近探测器中，通常有一个高频率的LC震荡电路，震荡电路的LC回路通过导线连通到外部的金属部件上。当人体靠近时，通过空间的电磁偶合，会改变LC回路的谐振频率，引起震荡频率改变，探测器的检测电路能够识别这种频率的改变而发出警示信号。


接近探测器比较适用于室内，如对写字台、文件柜、保险柜等一些特殊物件提供保护，也可以用于对门窗的保护。通常被保护的物件是金属的，实际上可以构成保护电路的一部分，因而只要有人试图破坏系统时，就会立即触发报警。


接近探测系统的主要优点是多用性和通用性，它几乎可用来保护任何物体，而且不会被几米以外的干扰所激发。一旦有人靠近或接触到珠宝箱、文件柜、门窗准备行窃时，便会触发报警，但在附近的正常业务工作可以照常进行。


接近探测器的电路设计，需要注意几个关键的技术要点：①频率的选择，频率太低检测灵敏度低，太高容易产生误报，还要尽量避开电台频率点；②耗电量要小，接近探测器有时被做成一个小巧的便携式报警器，需要使用电池供电，而且使用电池供电也有利于提高电路的抗干扰能力，减少误报；③LC震荡回路的谐振频率，还会受外界环境因素（如温度和湿度）的影响，因此检测震荡频率的缓慢变化没有意义，应该检测震荡频率的突然变化，只有震荡频率的“突变”才与可能的盗情相关。

移动/震动探测器机器

能够探测固定物体位置被移动的传感器称为移动探测器。其实运动是无处不在的，地球在转动，地球上的任何东西都在“移动”，这里所要探测的其实是相对的移动，比如放置在桌面上的物体被移开了桌面、停放的车辆被开动或搬动了等等。


移动探测器材最适合于如文件柜、保险箱等贵重、机要特殊物件的保护，也适宜于与其他系统结合使用，来防止盗贼破墙而入。移动探测器的有效性与应用的正确与否有很大关系。它常常用来对某些一般情况下有人员在活动的保护区内的特殊物件提供保护。


探测被警戒的物体发生移动，必须找到移动所能够产生的物理量变化，现在至少有：机械方法、光学方法、电磁方法、震动探测法

主动光入侵探测器

光以直线传播，因此称为“光线”，如果光的传播路径被阻挡，光线既中断，光不能继续传播。主动光入侵探测器就是利用了光的直线传播特性作入侵探测，由光发射器和光接收器组成，收、发器分置安装，收发器之间形成一道光警戒线，当入侵者跨越该警戒线时，阻挡了光线，接收器失去光照而发出报警信号。


一般情况下，选择可见光光谱之外的红外辐射光作为发射器的光源，使入侵者不能够察觉警戒光线的存在。为了避免受自然日光照射的干扰，通常采取两种技术措施：

①在接收器的受光窗口上加滤色镜，过滤其他的光线；

②对发射器光线进行幅度（强度）调制，具体做法是：使用红外线发光二极管作发射器光源的发光器件，并且使用频率为几KHz的调制信号，对发射器光源的供电电源的电压或电流进行调制，使发射器发出的光线强度也按照调制信号的规律变化。在接收器中，采用采用红外接收二极管接收光信号，并通过具有调谐回路的放大器对信号进行选频放大，这样就可以滤除与调制信号频率不同的其他信号的干扰，日光是不受任何调制的的稳定光线，它在接收二极管上产生的信号，自然也就被滤除而不产生响应。

被动式红外探测器

利用“黑体辐射”的物理学原理：只要物体的温度高于绝对零度，就会不停地向四周辐射光线，辐射的光线波长与物体的温度相关。人体在正常体温下，能够发射出远红外线，肉眼不能够看到它，但通过红外线传感器就可探测到这种远红外线，因此能够发现入侵者。这种探测器的核心部件是热释电红外探测元件，配置上用透明塑料制成的“菲聂尔”透镜，就能够对一定的空间范围进行监控，安装方便、灵敏度高、不需要辅助光源、耗电少，而且成本还比较低，因此是现在比较流行的一种电子安防产品部件。

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№24-画面分割器

在有多个摄像机组成的电视监控系统中，通常采用视频切换器使多路图像在一台监视器上轮流显示。但有时为了让监控人员能同时看到所有监控点的情况，往往采用多画面分割器使得多路图像同时显示在一台监视器上。当采用几台多画面分割器时，就有可能用与多画面分割器相同数量的监视器将所有摄像机传送来的多个画面同时显示。这样，既减少了监视器的数量，又能使监控人员一目了然地监视各个部位的情况。常用的画面分割器为四画面、九画面和十六画面。


　 画面分割器的基本工作原理


　　 采用图像压缩和数字化处理的方法，把几个画面按同样的比例压缩在一个监视器的屏幕上。有的还带有内置顺序切换器的功能，此功能可将各摄像机输入的全屏画面按顺序和间隔时间轮流输出显示在监视器上(如同切换主机轮流切换画面那样)，并可用录像机按上述的顺序和时间间隔记录下来。其间隔时间一般是可调的。


主要性能：


　　 1.全压缩图像，数字化处理的彩色/黑白画面分割器；
　　 2.四路(或九、十六路)视频输入并带有四路(或九、十六路)的环接输出；
　　 3.内置可调校时间的顺序切换器和独立的切换输出。根据摄像机的编号对全屏画面按顺序切换显示，敏路画面的显示时间可由用户自己进行优化编程调整；
　　 4.高解像度以及实时更新率。画面指标为512×512象素，更新率为25-30场/秒；
　　 5.录像带重放时可实现1/4(或1/9、1/16)画面到全屏画面变焦(还原为实时全屏画面)；
　　 6.与标准的SUPER-VHS录像机兼容(有的还具有S-VHS接口)；
　　 7.有报警输入/输出接口，可与报警系统联动。报警时可调用全屏画面并产生报警输出信号启动录像机或其它相关设备。也就是说，当报警信号产生时，与该警报相关区域的场景将以全屏画面显示出来，并可自动录像。用户可自行设定警报的持续时间和录像的持续时间。报警输入接口数目与画面输入数目相同；
　　 8.八个字符的摄像机名称。用户可自已编程设定给每个摄像机最多达八个字符的名称；
　　 9.报警画面叠加、视频信号丢失指标。该功能可方便用户快速检查出现丢失的原因；
　　 10.设置屏幕菜单编程/调用。编程简单、操作容易，人-机界面友好；
　　 11.电子保险锁。用户可自行设定密码，被允许的操作者才能进行系统的操作。

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№25-基础名词解释

垂直同步、彩色视频复合信号同步、外同步、直流线锁定和完全同步是摄像机之间不同的同步方法。


完全同步 全体锁定是两部用于精密的应用如广播摄影棚摄像机之间完全同步最好的方法。它将同步：水平，垂直，偶数/奇数区域，色彩触发频率和阶段。

垂直同步 是最简单的方法来同步两部摄像机，通过垂直驱动频率来保证视频能够采用老式的切换期或者四分割机器，在同一个监视器上显示几个影像源。垂直驱动信号通常由重复频率20/16.7毫秒（50/60赫兹）和脉冲1~3毫秒宽度的脉冲组成。

彩色视频复合信号同步 彩色视频复合信号代表视频和彩色触发信号，意味着摄像机能和外部的复合彩色视频信号同步。然而尽管称作彩色视频复合信号同步，实际上只进行水平同步和垂直同步，而没有色彩触发同步。

外同步 非常类似于彩色视频复合信号同步。一个摄像机能够同步于另一个摄像机的视频信号，一个外同步摄像机能使用输入的彩色视频复合信号，提取水平和垂直同步信号来做同步。

直流线锁定 是一种古老的技术，利用直流50/60赫兹电源线电流来同步摄像机。因为直流24伏电源广泛使用于多数建筑物防火警报系统，由于非常容易获得。由于老型号的切换器和分割系统没有数字记忆功能，要保持稳定的影像，摄像机之间的同步非常必要，直流线锁定就是摄像机同步于交流50/60赫兹，彩色信道之间时间的关联和水平/垂直信号没有约束会导致糟糕的色彩转换（色彩阶段设计），因此所有使用交流线锁定的用户不可避免地失去很好的色彩转换。幸运的是，现在的分割器和16通道复合处理器以及硬盘录象机都有内部记忆体来克服这个问题，不再需要同步信号，因此交流线锁定可能若干年后会被淘汰掉。

无色滚动 数字讯号处理器视频摄像机使用在荧光灯下时，只能产生严重色滚动的影像。影像会从白色转变成蓝色、粉红色再回到白色，如此循环。这是因为交流电源运行在50/60赫兹所引起的问题。白热灯泡能提供稳定的光线，而日光灯的光线由于交流电的强度和色彩以8.3ms的速度在变换而波动。传统摄像机计算出白平衡需要 100~150ms（0.1~0.15） ，比交流电慢了8.5ms，因此永远不能赶上。对当前影像通过8次循环周期才能清楚地产生色滚动。

背光补偿 能提供在非常强的背景光线前面目标的理想的曝光，无论主要的目标移到中间、上下左右或者荧幕的任一位置。一个不具有超强动态特色的普通摄像机只有如1/60秒的快门速度和F2.0的光圈的选择，然而一个主要目标后面的非常亮的背景或一个点光源是不可避免的，摄像机将取得所有近来光线的平均值并决定曝光的等级，这并不是一个好的方法，因为当快门速度增加的时候，光圈会被关闭导致主要目标变得太黑而不被看见。为了克服这个问题，一种称为背光补偿的方法通过加权的区域理论被广泛使用在多数摄像机上。影像首先被分割成7块或6个区域（两个区域是重复的），每个区域都可以独立加权计算曝光等级，例如中间部分就可以加到其余区块的9倍，因此一个在画面中间位置的目标可以被看得非常清晰，因为曝光主要是参照中间区域的光线等级进行计算。然而有一个非常大的缺陷，如果主要目标从中闲移动到画面的上下左右位置，目标会变得非常黑，因为现在它不被区别开来已经不被加权。

F 表示镜头的孔径，F停止2:1和 f3.4 毫米表示镜头的焦距是3.4毫米。
镜头F2.0和f3.4~4采用非常经济的形式，应此价格较低，广泛应用于单板摄像机，F2.0的镜头的孔径能收集人眼一半的光线，f3.4毫米的镜头在1/4英寸CCD上有60度的视角，在1/3英寸CCD上有90度视角，非常接近于人眼的视角。人眼的两只眼睛能包含更大的视角，从人到人一般有150到180的角度，但是请记住，F停止和f焦距只是一个镜头的基本参数，并不代表质量。

超宽动态是在非常强烈的对比下让摄像机看到影像的特色。宽动态摄像机比传统只具有3:1动态范围的摄像机超出了几十倍。自然光线排列成从120,000Lux到星光夜里的0.00035Lux。当摄像机从室内看窗户外面，室内照度为100Lux，而外面风景的照度可能是10,000Lux，对比就是10,000/100=100:1。这个对比人眼能很容易地看到，因为人眼能处理1000:1的对比度，然而传统的闭路监控摄像机处理它会有很大的问题，传统摄像机只有3:1的对比性能，它只能选择使用1/60秒的电子快门来取得室内目标的正确曝光，但是室外的影像会被清除掉（全白）；或者换种方法摄像机选择1/6000秒取得室外影像完美的曝光，但是室内的影像会被清除（全黑）。
峰值感应模式 是用通过影像亮点代替整个影像的平均值来决定曝光指数，使用规则系统的用户能应对最苛刻的要求，如在黑夜抓取一个白点的影像，而且还要看到这个小亮白点的细节和色彩。

CMOS 全称为Complementary Metal-Oxide Semiconductor，中文翻译为互补性氧化金属半导体。CMOS的制造技术和一般计算机芯片没什么差别，主要是利用硅和锗这两种元素所做成的半导体，使其在CMOS上共存着带N（带–电） 和 P（带+电）级的半导体，这两个互补效应所产生的电流即可被处理芯片纪录和解读成影像。

CCD 全称为Charge Coupled De

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№26-监控图像传输方式

1 概述 在监控系统中，监控图象的传输是整个系统的一个至关重要的环节，选择何种介质和设备传送图象和其它控制信号将直接关系到监控系统的质量和可靠性。目前，在监控系统中用来传输图象信号的介质主要有同轴电缆、双绞线和光纤，对应的传输设备分别是同轴视频放大器、双绞线视频传输设备和光端机。要组建一个高质量的监控网络，就必须搞清楚这三种主要传输方式的特点和使用环境，以便针对实际工程需要采取合适的传输介质和设备。 2 同轴电缆和同轴视频放大器 一提起图象传输，人们首先总会想起同轴电缆，因为同轴电缆是较早使用，也是使用时间最长的传输方式。同时，同轴电缆具有价格较便宜、铺设较方便的优点，所以，一般在小范围的监控系统中，由于传输距离很近，使用同轴电缆直接传送监控图象对图象质量的损伤不大，能满足实际要求。 但是，根据对同轴电缆自身特性的分析，当信号在同轴电缆内传输时其受到的衰减与传输距离和信号本身的频率有关。一般来讲，信号频率越高，衰减越大。视频信号的带宽很大，达到 6MHz ，并且，图象的色彩部分被调制在频率高端，这样，视频信号在同轴电缆内传输时不仅信号整体幅度受到衰减，而且各频率分量衰减量相差很大，特别是色彩部分衰减最大。 所以，同轴电缆只适合于近距离传输图象信号，当传输距离达到 200 米左右时，图象质量将会明显下降，特别是色彩变得暗淡，有失真感。 在工程实际中，为了延长传输距离，要使用同轴放大器。同轴放大器对视频信号具有一定的放大，并且还能通过均衡调整对不同频率成分分别进行不同大小的补偿，以使接收端输出的视频信号失真尽量小。但是，同轴放大器并不能无限制级联，一般在一个点到点系统中同轴放大器最多只能级联 2 到 3 个，否则无法保证视频传输质量，并且调整起来也很困难。因此，在监控系统中使用同轴电缆时，为了保证有较好的图象质量，一般将传输距离范围限制在四、五百米左右。 另外，同轴电缆在监控系统中传输图象信号还存在着一些缺点： 1 ）、同轴电缆本身受气候变化影响大，图象质量受到一定影响； 2 ）、同轴电缆较粗，在密集监控应用时布线不太方便； 3 ）、同轴电缆一般只能传视频信号，如果系统中需要同时传输控制数据、音频等信号时，则需要另外布线； 4 ）、同轴电缆抗干扰能力有限，无法应用于强干扰环境； 5 ）、同轴放大器还存在着调整困难的缺点。 3 双绞线和双绞线视频传输设备 由于传统的同轴电缆监控系统存在着一些缺点，特别是传输距离受到限制，所以寻求一种经济、传输质量高、传输距离远的解决方案十分必要。早期，在传输距离超过五、六百米的监控系统中一般使用多模光纤和多模光端机，这虽然解决了远距离传输的问题，但是系统造价增加了很多，并且，光纤的施工复杂，需要专业人员和专用设备。所以，对这种距离不是太远的监控系统而言，使用光纤和光端机还是显得不够经济。 最近，出现了一种双绞线视频传输设备，通过使用此种设备，可以将双绞线应用于监控图象传输，它很好地解决了上面的难题，在今后的监控系统中必将被大量使用。 其实，双绞线的使用由来已久，电话传输使用的就是双绞线，在很多工业控制系统中和干扰较大的场所以及远距离传输中都使用了双绞线，我们今天广泛使用的局域网也是使用双绞线对。双绞线之所以使用如此广泛，是因为它具有抗干扰能力强、传输距离远、布线容易、价格低廉等许多优点。由于双绞线对信号也存在着较大的衰减，所以传输距离远时，信号的频率不能太高，而高速信号比如以太网则只能限制在100m以内。对于视频信号而言，带宽达到6MHz，如果直接在双绞线内传输，也会衰减很大，在传输距离为150m左右时视频信号的衰减曲线如下图所示。 因此，视频信号在双绞线上要实现远距离传输，必须进行放大和补偿，双绞线视频传输设备就是完成这种功能。加上一对双绞线视频收发设备后，可以将图象传输到1至2km，如果采用中继方式，还可以成倍增加传输距离，而且，传输图象的质量可以与光端机媲美。双绞线和双绞线视频传输设备价格都很便宜，不但没有增加系统造价，反而在距离增加时其造价与同轴电缆相比下降了许多。所以，监控系统中用双绞线进行传输具有明显的优势： 1） 传输距离远、传输质量高。由于在双绞线收发器中采用了先进的处理技术，极好地补偿了双绞线对视频信号幅度的衰减以及不同频率间的衰减差，保持了原始图象的亮度和色彩以及实时性，在传输距离达到1km或更远时，图象信号基本无失真。如果采用中继方式，传输距离会更远。 2） 布线方便、线缆利用率高。一对普通电话线就可以用来传送视频信号。另外，楼宇大厦内广泛铺设的5类非屏蔽双绞线中任取一对就可以传送一路视频信号，无须另外布线，即使是重新布线，5类缆也比同轴缆容易。此外，一根5类缆内有4对双绞线，如果使用一对线传送视频信号，另外的几对线还可以用来传输音频信号、控制信号、供电电源或其它信号，提高了线缆利用率，同时避免了各种信号单独布线带来的麻烦，减少了

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№27-监控系统常见问题解答

监控系统常见问题解答 - 分割器

１． 电源工作不正常，引起分割器锁机。更换电源。
２． 接入 BNC 头视频线接触不良，造成画面跳动。
３． 由于误设程序，造成分割器工作混乱，重新设置。
４． 使用录像时接错回放口，无法回放。
５． 使用单工分割器是只能录而无法回放的。双工，半双工才行。


监控系统常见问题解答 - 矩阵

１． 编程是否正确，有无遗漏之处。
A. 使用分控键盘时，对监视器的分配和授权的编程是否正确。
B. 设置报警监控和录像时，有否正确连接报警设备。编程是否合理（相关设备的数据冲突）。
C. 连接外部受控设备。如快球、解码器、报警设备，要注意说明书所提供的数据端口。正确连接
　　　　 和编程。

２． 矩阵的故障
a. 开机无显示，请查看保险丝。
B. 32 路以上矩阵箱开机无显示，查看插板自查发光二极管工作是否正常。不正常时，重插该板。
C. 某路无输出时，可调换一路正常的画面，以便查看是矩阵问题还是其它问题。
D. 控制失效，请查看是否接对控制端口，受控器有否编码；更换另一端口试一试。


监控系统常见问题解答 - 摄像机

１． 无图像输出
a. 检查电源是否接好，电源电压是否足够。
B. BNC 接头或视频电缆是否接触不良。
C. 镜头光圈有否打开。
D. 视频或直流驱动的自动光圈镜头控制线是否接对。

２． 图像质量不好
a. 镜头是否有指纹或太脏。
B. 光圈有否调好。
C. 视频电缆接触不良。
D. 电子快门或白平衡设置有无问题。
E. 传输距离是否太远。
F. 电压是否正常。
G. 附近是否存在干扰源。
H. 在电梯里安装时要与电梯保证绝缘免受干扰。
i. CS 接口有否接对。


监控系统常见问题解答 - 解码器

解码器

１． 接通电源，电源指示灯不亮。
A. 检查电源有否加到接线柱。
B. 检查电源保险丝是否损坏。

２． 通电即烧保险
a. 检查接线端子的公共端（ com ）有没有错。
B. 检查云台输出电压选择有否选对。

３． 电源灯亮但无法控制
a. 信号线是否接对。
B. 控制时信号灯闪烁否。
C. 有否正确编码。

４． 控制不灵乱转
a. 检查控制码信号线。
B. 同一条信号线控制线过长。
C. 同一条信号线串（并）接过多的解码器

1. 云台的故障。一个云台在使用后不久就运转不灵或根本不能转动，是云台常见故障。这种情况的出现除去产品质量的因素外，一般是以下各种原因造成的：

⑴ 只允许将摄像机正装的云台，在使用时采用了吊装的方式。在这种情况下，吊装方式导致了云台运转负荷加大，故使用不久就会导致云台的传动机构损坏，甚至烧毁电机。

⑵ 摄像机及其防护罩等总重量超过云台的承重。特别是室外使用的云台，往往防护罩的重量过大，常会出现云台转不动 ( 特别是垂直方向转不动 ) 的问题。

⑶ 室外云台因环境温度过高、过低、防水、防冻措施不良而出现故障甚至损坏。

2. 距离过远时， * 作键盘无法通过解码器对摄像机 ( 包括镜头 ) 和云台进行遥控。这主要是因为距离过远时，控制信号衰减太大，解码器接受到的控制信号太弱引起的。这时应该在一定的距离上加装中继盒以放大整形控制信号。

3. 监视器的图像对比度太小，图像淡。这种现象如不是控制主机及监视器本身的问题，就是传输距离过远或视频传输线衰减太大。在这种情况下，应加入线路放大和补偿的装置。

4. 图像清晰度不高、细节部分丢失、严重时会出现彩色信号丢失或色饱和度过小。这是由于图像信号的高频端损失过大，以 3MHz 以上频率的信号基本丢失造成的。这种情况或因传输距离过远，而中间又无放大补偿装置；或因视频传输电缆分布电容过大；或因传输环节中在传输线的芯线与屏蔽线间出现了集中分布的等效电容造成的。

5. 色调失真。这是在远距离的视频基带传输方式下容易出现的故障现象。主要原因是由传输线引起的信号高频段相移过大而造成的。这种情况应加相位补偿器。

6. * 作键盘失灵。这种现象在检查连线无问题时，基本上可确定为 * 作键盘“死机”造成的。键盘的 * 作使用说明上，一般都有解决“死机”的方法，便如“整机复位”等方式，可用此方法解决。如无法解决，就可能是键盘本身损坏了。

7. 主机对图像的切换不干净。这种故障现象的表现是在选切后的画面上，叠加有其它画面的干扰，或有其它图像的行同步信号的干扰。这是因为主机制矩阵切换开关质量不良，达到图像之间隔离度的要求所造成的。

如果采用的是射频传输系统，也可能是系统的交扰调制和相互调制过大而造成的。

一个大型的、与防盗报警联动运行的电视监控系统，是一个技术含量高、构成复杂的系统。各种故障现象虽然都有可能出现，但只要把好所选用的设备和器材的质量关，严格按标准和规范施工，一般是不会出现大问题的。即使出现了，只要冷静分析和思考，不盲目地大拆大卸，是会较快解决问题的。

1. 电源的不正确引发的设备故障。电源不正确大致有如下几种可能：供电线路或供电电压不正确、功率不够 ( 或某

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№28-监控系统设备简单介绍

①云台

在前面的介绍中我们常提到云台，但有的人对它没有什么感性认识，其实云台就是两个交流电组成的安装平台，可以水平和垂直的运动。我们所说的云台区别于照相器材中的云台，照相器材的云台一般来说只是一个三脚架，只能通过手来调节方位；而监控系统所说的云台是通过控制系统在远端可以控制其转动方向的。 云台有多种类型： 按使用环境分为室内型和室外型，主要区别是室外型密封性能好，防水、防尘，负载大。 按安装方式分为侧装和吊装，即云台是安装在天花板上还是安装在墙壁上。 按外形分为普通型和球型，球型云台是把云台安置在一个半球形、球形防护罩中，除了防止灰尘干扰图像外，还隐蔽、美观、快速。 在挑选云台时要考虑安装环境、安装方式、工作电压、负载大小，也要考虑性能价格比和外型是否美观。

　 ②支架

如果摄像机只是固定监控某个位置不需要转动，那么只用摄像机支架就可以满足要求了。普通摄像机支架安装简单，价格低廉，而且种类繁多。 普通支架有短的、长的、直的、弯的，根据不同的要求选择不同的型号。室外支架主要考虑负载能力是否合乎要求，再有就是安装位置，因为从实践中我们发现，很多室外摄像机安装位置特殊，有的安装在电线杆上，有的立于塔吊上，有的安装在铁架上……由于种种原因，现有的支架可能难以满足要求，需要另外加工或改进，这里就不再多说了。

　 ③防护罩

防护罩也是监控系统中最常用的设备之一，主要分为室内和室外两种。室内防护罩主要区别是体积大小，外形是否美观，表面处理是否合格。功能主要是防尘、防破坏。 室外防护罩密封性能一定要好，保证雨水不能进入防护罩内部侵蚀摄像机。有的室外防护罩还带有排风扇、加热板、雨刮器，可以更好的保护设备。当天气太热时，排风扇自动工作；太冷时加热板自动工作；当防护罩玻璃上有雨水时，可以通过控制系统启动雨刮器。 挑选防护罩时先看整体结构，安装孔越少越利于防水，再看内部线路是否便于联接，最后还要考虑外观、重量、安装座等等。

　 ④监视器

监视器是监控系统的标准输出，有了监视器我们才能观看前端送过来的图像。监视器分彩色、黑白两，尺寸有9、10、12、14、15、17、21英寸等，常用的是14英寸。 监视器也有分辨率，同摄像机一样用线数表示，实际使用时一般要求监视器线数要与摄像机匹配。 另外，有些监视器还有音频输入、S-video输入、RGB分量输入等，除了音频输入监控系统用到外，其余功能大部分用于图像处理工作，在此不作介绍。

　 ⑤视频放大器

当视频传输距离比较远时，最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，否则会出现饱和现象，导致图像失真。

　 ⑥视频分配器

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，最好选择视频分配器。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。 视频分配器除了阻抗匹配，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。

　 ⑦视频切换器

多路视频信号要送到同一处监控，可以一路视频对应一台监视器，但监视器占地大，价格贵，如果不要求时时刻刻监控，可以在监控室增设一台切换器，把摄像机输出信号接到切换器的输入端，切换器的输出端接监视器，切换器的输入端分为2、4、 6、8、12、16路，输出端分为单路和双路，而且还可以同步切换音频（视型号而定）。 切换器有手动切换、自动切换两种工作方式，手动方式是想看哪一路就把开关拨到哪一路；自动方式是让预设的视频按顺序延时切换，切换时间通过一个旋钮可以调节，一般在1秒到35秒之间。 切换器的价格便宜（一般只有三五百元），联接简单，操作方便，但在一个时间段内只能看输入中的一个图像。要在一台监视器上同时观看多个摄像机图像，就需要用画面分割器。

　 ⑧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、9、16个摄像机的图像，也可以送到录像机上记录。 四分割是最常用的设备之一，其性能价格比也较好，图像的质量和连续性可以满足大部分要求。九分割和十六分割价格较贵，而且分割后每路图像的分辨率和连续性都会下降，录像效果不好。 另外还有六分割、八分割、双四分割设备，但图像比率、清晰度、连续性并不理想，市场使用率更小。 大部分分割器除了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。

　 ⑨录像机

监控系统中最常用的记录设备是民用录像机和长延时录像机，因其操作简单易学，录像带也容易保存和购买。 与家用录像机不同，延时录像机可以长时间工作，可以录制24小时（用普通VHS 录像带）甚至上百小时的图像，可以联接报警器材，收到报警信号自动启动录像，可以叠加时间日期，可以编

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№29-接地的概念

1. 视频传输中，最常见的故障现象表现在监视器的画面上出现一条黑杠或白杠，并且或向上或向下慢慢滚动。因此，在分析这类故障现象时，要分清产生故障的两种不同原因。 要分清是电源的问题还是地环路的问题，一种简易的方法是，在控制主机上，就近只接入一台电源没有问题的摄像机输出信号，如果在监视器上没有出现上述的干扰现象，则说明控制主机无问题。接下来可用一台便携式监视器就近接在前端摄像机的视频输出端，并逐个检查每台摄像机。如有，则进行处理。如无，则干扰是由地环路等其它原因造成的。 2. 监视器上出现木纹状的干扰。这种干扰的出现，轻微时不会淹没正常图像，而严重时图像就无法观看了 ( 甚至破坏同步 ) 。这种故障现象产生的原因较多也较复杂。大致有如下几种原因： ⑴视频传输线的质量不好，特别是屏蔽性能差（屏蔽网不是质量很好的铜线网，或屏蔽网过稀而起不到屏蔽作用）。与此同时，这类视频线的线电阻过大，因而造成信号产生较大衰减也是加重故障的原因。此外，这类视频线的特性阻抗不是 75Ω 以及参数超出规定也是产生故障的原因之一。由于产生上述的干扰现象不一定就是视频线不良而产生的故障，因此这种故障原因在判断时要准确和慎重。只有当排除了其它可能后，才能从视频线不良的角度去考虑。若真是电缆质量问题，最好的办法当然是把所有的这种电缆全部换掉，换成符合要求的电缆，这是彻底解决问题的最好办法。 ⑵由于供电系统的电源不“洁净”而引起的。这里所指的电源不“洁净”，是指在正常的电源（ 50 周的正弦波）上叠加有干扰信号。而这种电源上的干扰信号，多来自本电网中使用可控硅的设备。特别是大电流、高电压的可控硅设备，对电网的污染非常严重，这就导致了同一电网中的电源不 “ 洁净 ” 。比如本电网中有大功率可控硅调频调速装置、可控硅整流装置、可控硅交直流变换装置等等，都会对电源产生污染。 这种情况的解决方法比较简单，只要对整个系统采用净化电源或在线 UPS 供电就基本上可以得到解决。 ⑶系统附近有很强的干扰源。这可以通过调查和了解而加以判断。如果属于这种原因，解决的办法是加强摄像机的屏蔽，以及对视频电缆线的管道进行接地处理等。 3. 由于视频电缆线的芯线与屏蔽网短路、断路造成的故障。这种故障的表现形式是在监视器上产生较深较乱的大面积网纹干扰，以至图像全部被破坏，形不成图像和同步信号。这种情况多出现在 BNC 接头或其它类型的视频接头上。即这种故障现象出现时，往往不会是整个系统的各路信号均出问题，而仅仅出现在那些接头不好的路数上。只要认真逐个检查这些接头，就可以解决。 4. 由于传输线的特性阻抗不匹配引起的故障现象。这种现象的表现形式是在监视器的画面上产生若干条间距相等的竖条干扰，干扰信号的频率基本上是行频的整数倍。这是由于视频传输线的特性阻抗不是 75Ω 而导致阻抗失配造成的。也可以说，产生这种干扰现象是由视频电缆的特性阻抗和分布参数都不符合要求综合引起的。解决的方法一般靠 “ 始端串接电阻 ” 或 “ 终端并接电阻 ” 的方法去解决。另外，值得注意的是，在视频传输距离很短时（一般为 150 米以内），使用上述阻抗失配和分布参数过大的视频电缆不一定会出现上述的干扰现象。解决上述问题的根本办法是在选购视频电缆时，一定要保证质量。必要时应对电缆进行抽样检测。 5. 由传输线引入的空间辐射干扰。这种干扰现象的产生，多数是因为在传输系统、系统前端或中心控制室附近有较强的、频率较高的空间辐射源。这种情况的解决办法一个是在系统建立时，应对周边环境有所了解，尽量设法避开或远离辐射源；另一个办法是当无法避开辐射源时，对前端及中心设备加强屏蔽，对传输线的管路采用钢管并良好接地 . 其实什麽接地都一样、接地只是一种手段的问题、就看你的接地到底要拿来做什麽、因此不要不加条件得就乱下接地的接法问题、否则将会犯下很多严重的错误、 首先就一般电路设计的眼光来看、接地是没有电位的、接地是稳定的、但实际上是 ---- 不可能、电路在实际制作时常因接地不乾净导致误差发生、就一般而言、低频电路常采行单点接地法而高频电路常采用多点接地法、但有一不得不注意那就是高频接地大多为大面积接地、为什麽呢？ 首先、低频电路接地理论本来就跟高频接地理论是不一样的、君不见音响电路有一不变的法则、那就是单点接地、君不见若没依此要领制作换来的就是低频哼声、所谓点就是一截面积趋近於零的区域、音响电路尤其是後级常因没有实行单点接地导致哼声四起、回路电流听过吧、导线电阻听过吧、你能保证你用的金属零阻抗吗不能的话、那你就必须接受一个事实：接地其实是有电位差的、有电位差就有电流、就是哼声来源点、其实就是一个流动范围极小的电流区域、但这里有一个现象就是你的大面积接地是在机壳上、若采行单点接地输出的接地、电流便较不会影响到输入的接地、电流哼声便可免除不会因为接地电流从机壳中影响但这只是一种手段而已、 接地方法有很多、单点只是其中一种、而

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№30-CCTV 镜头1

1.镜头的种类(根据应用场合分类)

· 广角镜头：视角90度以上，观察范围较大，近处图像有变形。
· 标准镜头：视角30度左右，使用范围较广。
· 长焦镜头：视角20度以内，焦距可达几十毫米或上百毫米。
· 变焦镜头：镜头焦距连续可变，焦距可以从广角变到长焦，焦距越长成像越大。
· 针孔镜头：用于隐蔽观察，经常被安装在如天花板或墙壁等地方。


2.被摄物体的大小、距离与焦距的关系


　　 设被摄物体的高度和宽度分别为H、W，被摄物体与镜头间的距离为D，镜头的焦距为f。靶面成像的高度和宽度分别为h、w，则计算公式如下： f=h×D/H f=w×D/W
　　 根据上述公式，也可以很容易地计算出视场角，下表为靶面尺寸和成像大小对照表 靶面规格 1" 2/3" 1/2" 1/3" h 9.6mm 6.6mm 4.8mm 3.6mm w 12.8mm 8.8mm 6.4mm 4.8mm


3.相对孔径


　　 为了控制通过镜头的光通量的大小，在镜头的后部均设置了光圈。假定光圈的有效孔径为d，由于光线折射的关系，镜头实际的有效孔径为D，比d大，D与焦距f之比定义为相对孔径A，即A=D/f，镜头的相对孔径决定被摄像的照度，像的照度与镜头的相对孔径的平方成正比，一般习惯上用F=f/D，即相对光径的倒数来表示镜头光圈的大小。F值越小，光圈越大，到达CCD芯片的光通量就越大。所以在焦距f相同的情况下，F值越小，表示镜头越好。


4.镜头的焦距


1)　定焦距：焦距固定不变，可分为有光圈和无光圈两种。
· 有光圈：镜头光圈的大小可以调节。根据环境光照的变化，应相应调节光圈的大小。光圈的大小可以通过手动或自动调节。人为手工调节光圈的，称为手动光圈；镜头自带微型电机自动调整光圈的，称为自动光圈。
· 无光圈：即定光圈，其通光量是固定不变的。主要用光源恒定或摄像机自带电子快门的情况。
2)　变焦距：焦距可以根据需要进行调整，使被摄物体的图像放大或缩小。
　　 常用的变焦镜头为六倍、十倍变焦。
　　 三可变镜头：可调焦距、调聚焦、调光圈。
　　 二可变镜头：可调焦距、调聚焦、自动光圈。


5.选配镜头原则


　　 为了获得预期的摄像效果，在选配镜头时，应着重注意六个基本要素：
　　　 A)　被摄物体的大小
　　　 B)　被摄物体的细节尺寸
　　　 C)　物距
　　　 D)　焦距
　　　 E)　CCD摄像机靶面的尺寸
　　　 F)　镜头及摄像系统的分辨率
注释：
　　 变焦镜头--焦平面的位置固定，而焦路可连续调节的光学系统。变焦是通过移动镜头内部的镜片，改变它们之间的相对位置而实现的。这样就可以在一定范围内改变镜头的焦距长度和视角。
　　 焦距--透镜中心或其第二主平面到图像聚集点处的距离。单位一般为毫米或英寸。
　　 光圈--位于摄像机镜头内部分的、可以调节的光学机械性阑也，可用来控制通过镜头的光线的多少。
　　 自动光圈--镜头内的隔膜装置，可根据电视摄像机传来的视频信号自行调节，以适应光照强度的变化。光圈隔膜通过打开或关闭光圈来控制通过镜头传送的光线。典型的补偿范围是10000-1到300000-1。

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№31-CCTV 镜头2

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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№32-CCTV 控制系统

　在智能建筑中，闭路电视系统中的信息量与信息处理的工作量都很大，因此基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。

　　现在出现的数字视频监控报警系统采用计算机多媒体技术，以CCD摄像机作为报警探头，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对视频信号进行数字化处理，将视频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概念的安全防护系统。

　　控制系统的切换方式主要有如下三种：

　　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

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№33-流媒体技术基础

一、流式传输的基础 在网络上传输音/视频等多媒体信息目前主要有下载和流式传输两种方案。A/V文件一般都较大，所以需要的存储容量也较大；同时由于网络带宽的限制，下载常常要花数分钟甚至数小时，所以这种处理方法延迟也很大。流式传输时，声音、影像或动画等时基媒体由音视频服务器向用户计算机的连续、实时传送，用户不必等到整个