閉路監控系統根據室內和室外和特殊要求，可選紅外和非紅外攝像機，防塵罩有室內和室外。如果用筆記本的話，建議網絡監控系統。配置根據需要和價格，可以做詳細選擇。1 概述 閉路電視監控系統作為安全防范系統的重要組成部分，具有事前預警，事后防范的功能，通過與周界防范系統和門禁等安防系統的聯動，可獲取更好的效果。 因為閉路電視監控系統的重要性，被廣泛應用于銀行、高速公路、機場、小區、大廈、學校、醫院、家庭等場所。本文側重于小區和大廈閉路電視監控系統的建設。 2 系統組成 閉路監控系統一般由三部分組成：前端設備、傳輸部分、后端設備（包括控制設備和現實設備）。 2.1 前端設備 前端設備主要包括攝像機、鏡頭、防護罩、支架、立柱、云臺、解碼器（也可以歸入后端）、變壓器、后備電源（也可以歸入后端）等。 前端設備的合理選型會直接影響到系統的效果，尤其是攝像機的合理配置，要能夠因地制宜。在后文有詳述。 2.2 傳輸部分 傳輸部分主要包括視頻線、音頻線、控制線和電源線。 視頻線可以選用同軸電纜（距離在1000米以內）或光纜（距離超過1000米），如選用同軸電纜，距離超過350米（大約值），還需要增加視頻放大器；如選用光纜，前端設備增加光發射機，后端設備增加光接收機。 2.3 后端設備 后端設備主要包括矩陣、畫面處理器、硬盤錄像機、普通錄像機、監視器、顯示器、云臺控制器、大型不間斷電源，電視墻、操作臺等設備。 后端畫面處理設備可以任選矩陣、畫面處理器、硬盤錄像機，也可以混排，區別在后文有詳述。顯示設備最少需要電視墻，也可以電視墻結合顯示器，目前出現了新的顯示趨勢，就是采用DLP拼接大屏。錄像設備目前多采用硬盤錄像機，傳統的錄像帶已被逐漸代替。 3 系統設計 本文將根據閉路電視監控系統的組成來討論如何設計。 3.1 前端 3.1.1 攝像機的選擇 CCD攝像機大致可分為下列幾大類： 1. 依成像色彩劃分 依成像色彩劃分為： 彩色攝像機：適用于景物細部辨別，如辨別衣著或景物的顏色。因有顏色而使信息量增大，信息量一般認為是黑白攝像機的10倍；及 黑白攝像機：是用于光線不足地區及夜間無法安裝照明設備的地區，在僅監視景物的位置或移動時，可選用分辨率通常高于彩色攝像機的黑白攝像機。 現在的閉路監控系統逐漸用彩色代替黑白攝像機，尤其是在數字化系統中，筆者建議如果資金充足的話，彩色的系統整體效果好，有利于宣傳和圖像識別。 2. 依攝像機分辨率劃分 按照攝像機的分辨率劃分為： 影像像素在25萬像素（pixel）左右、彩色分辨率為330線、黑白分辨率400線左右的低檔型； 影像像素在25萬38萬之間、彩色分辨率為420線、黑白分辨率在500線上下的中檔型；及 影像在38萬點以上、彩色分辨率大于或等于480線、黑白分辨率，600線以上的高分辨率。 在閉路監控系統中，大多數系統選用420線以上的攝像機，如果需要清晰的無閃爍的畫面質量，建議采用480線以上的攝像機。 3. 依攝像機靈敏度劃分 按照攝像機的靈敏度劃分為： 普通型：正常工作所需照度為131x； 月光型：正常工作所需照度為0.1x左右； 星光型：正常工作所需照度為0.01x以下；及 紅外照明型：原則上可以為零照度，采用紅外光源成像。 照度的選擇對閉路監控系統來說非常重要，普通型攝像機用于白天和照度較高的地方，月光型攝像機用于照度不高但光線較好的地方（比如晚上有高照度的路燈），星光型攝像機用于有路燈或光源但光線較暗的場所，紅外照明型攝像機用于無光源或照度非常低的場所。 4. 按攝像元件的CCD靶面的大小劃分 lin靶面尺寸為寬12.7mmX高9.6mm,對角線16mm； 2/3in靶面尺寸為寬8.8mmX高6.6mm,對角線11mm； 1/2in靶面尺寸為寬6.4mmX高4.8mm,對角線8mm； 1/3in靶面尺寸為寬4.8mmX高3.6mm,對角線6mm； 1/4in靶面尺寸為寬3.2mmX高2.4mm,對角線4mm；及 1/5in正在開發之中，尚未推出正式產品。 目前可隨意配置鏡頭的攝像機多選用1/3”in CCD的攝像機，一些一體化半球、高速球及部分攝像機采用其他尺寸的CCD。 5. 按照制式劃分 按照制式劃分為： PAL制式：大多數歐洲國家、澳洲以及中美和南美部份地區，采用的是逐行倒相制式(PAL)標準，每秒25個畫面，625行。我國采用的是此種標準；及 NTSC制式：全國電視系統委員會 (NTSC) 為美國、加拿大、日本以及中美和南美部份地區的商業電視廣播制定標準時，規定每秒30個畫面，顯示525行。 我國采用的是PAL制式，但市面上大部分攝像機均支持PAL/NTSL制式兩種，可隨意選用。 3.1.2 鏡頭的選擇 1. 鏡頭的種類 鏡頭按照應用場合分為： 廣角鏡頭：視角90度以上，觀察范圍較大近處圖像有變形； 標準鏡頭：視角30度左右，使用范圍較廣； 長焦鏡頭：視角20度以內，焦距可達幾十毫米或上百毫米； 變焦鏡頭：鏡頭焦距連續可變，焦距可以從廣角變到長焦，焦距越長則成像越大；及 針孔鏡頭：用于隱蔽觀察，經常被安裝在如天花板或墻壁等地方。 一般來說，選用標準鏡頭，特別場合根據實際情況選用其他鏡頭，在配置云臺的攝像機多配置變焦鏡頭，在電梯內采用針孔鏡頭。 2. 被攝物體的大小、距離與焦距的關系 假設被攝物體的寬度和高度分別為W、H，被攝物體與鏡頭間的距離為L，鏡頭的焦距為F。 3. 相對孔徑 為了控制通過鏡頭的光通量的大小，在鏡頭的后部均設置了光圈。假定光圈的有效孔徑為d，由于光線折射的關系，鏡光實際有效的有效孔徑為D，比d大，D與焦距f之比定義為相對孔徑A，即A=D/f，鏡頭的相對孔徑決定被攝像的照度，像的照度與鏡頭的相對孔徑的倒數來表示鏡頭光圈的大小。F值越小，光圈越大，到達CCD芯片的光通量就越大。所以在焦距f相同的情況下，F值越小，表示鏡頭越好。 4. 鏡頭的焦距 定焦距：焦距固定不變，可分為有光圈和無光圈兩種。 有光圈：鏡頭光圈的大小可以調節。根據環境江照的變化，應相應調節光圈的大小。光圈的大小可以通過手動或自動調節，人為手工調節光圈的，稱為手動光圈。鏡頭自帶微型電機自動調整光圈的，稱為自動光圈；及 無光圈：即定光圈，其通光量是固定不變的。主要用于光源恒定或攝像機自帶電子快門的情況。 變焦距：焦距可以根據需要進行調整，使被攝物體的圖像放大或縮小。 常用的變焦鏡頭為六倍、十售變焦。 三可變和二可變鏡頭 三可變鏡頭：可調焦距、調聚焦、調光圈。 二可變鏡頭：可調焦調、調聚焦、自動光圈。 5. 先配鏡頭原則 為了獲得預期的攝像效果，在選配鏡頭時，應著重注意六個基本要素： 被攝物體的大小； 被攝物體的細節尺寸； 物距； 焦距； CCD攝像機靶面的尺寸；及 鏡頭及攝像系統的分辨率。 3.1.3 攝像機護罩 防護罩是監控系統中重要的組件。它是使攝像機在有灰塵、雨水、高低溫等情況下正常使用的防護裝置。 防護罩一般分為兩類： 室內用防護罩：這種防護罩結構簡單，價格便宜。其主要功能是防止攝像機落灰并有一定的安全防護作用，如防盜、防破壞等；及 室外用防護罩，這種防護罩一般為全天候防護罩，即無論刮風、下雨、下雪、高溫、低溫等惡劣情況，都能使安裝在防護罩內的攝像機正常工作。因而這種防護罩具有降溫、加溫、防雨、防雪等功能。同時，為了在雨雪天氣仍能使攝像機正常攝取圖像，一般在全天候防護罩的玻璃窗前安裝有可控制的雨刷。目前較好的全天候防護罩是采用半導體器件加溫和降溫的防護罩。這種防護罩內裝有半導體元體，既可自動加溫，也可自動降溫，并且功耗較小。 另外，還有半球形、球形防護罩，這種防護罩內置萬向可調支架，造型美觀。 3.1.4 云臺 云臺是安裝、固定攝像機的支撐設備，它分為固定和電動云臺兩種： 固定云臺適用于監視范圍不大的情況，在固定云臺上安裝好攝像機后可調整攝像機的水平和俯仰的角度，達到最好的工作姿態后只要鎖定調整機構就可以了；及 電動云臺適用于對大范圍進行掃描監視，它可以擴大攝像機的監視范圍。電動云臺高速姿態是由兩臺執行電動機來實現，電動機接受來自控制器的信號精確地運行定位。在控制信號的作用下，云臺上的攝像機既可自動掃描監視區域，也可在監控中心值班人員的操縱下跟蹤監視對象。 云臺根據其回轉的特點可分為只能左右旋轉的水平旋轉云臺和既能左右旋轉又能上下旋轉的全方位云臺。一般來說，水平旋轉角度為0350，垂直旋轉角度為+90。恒速云臺的水平旋轉速度一般在310/s，垂直速度為4/s左右。變速云臺的水平旋轉速度一般在032/s，垂直旋轉速度在016/s左右。在一些高速攝像系統中，云臺的水平旋轉速度高達480/s以上，垂直旋轉速度在120/s以上。 如果采用高速球型攝像機，則不需要云臺了，目前國內還出現了大量的球型云臺，內置解碼器、云臺，多為球型，接近高速球但不是高速球，價廉物美，逐漸替代傳統的云臺了。 3.2 傳輸部分 閉路監控系統的傳輸部分建設的好壞直接關系到整個系統。傳輸部分主要包括視頻線、音頻線（大多數項目都不設，本文不討論）、控制線和電源線，當然，管道也是重要構成部分，一般由專業公司來建設弱電管道系統。 傳輸線要遠離強電，如確實無法避免并行或交叉，最少保持30cm的距離，采用屏蔽線。 1. 視頻線 視頻線的合理選用直接影響后端的顯示效果，一般距離在500米以內，可以采用SYV 75-5的同軸電纜，如果干擾較大，可選用SYV 75-7或SYV 75-9的同軸電纜，如果距離超過500米不超過1000米（經驗值），建議增加視頻放大器。如果距離超過1000米，建議采用光纖傳輸，當然也可以調制解調器合成幾路信號為一路信號傳輸，采用光纖傳輸需要增加專用光發射機和光接收機（在高速公路等遠程閉路監控系統中應用較廣）。 一般來說，小區和大廈的監控距離不超過1000米，故多用同軸75歐姆的電纜，下面就同軸電纜的選擇和安裝給予說明。 認真選擇合適的電纜對于設備是否能達到最佳性能至關重要，一般同軸電纜的阻抗都為75歐姆。 材質： 只能使用純銅芯導線的電纜。不要采用鍍銅的銅芯電纜或鋁芯電纜，因為它們不能在閉路監控系統所用的整個頻段上有效地傳輸信號。 在不發生彎折的情況下，實心裸銅導線最適于視頻應用。如果在正常使用中，彎則無法避免，則應選用絞芯線。 絕緣材料最好是多孔（泡沫）聚乙烯。它比實心的聚乙烯有更好的電氣特性，但容易受潮濕影響。因此在潮濕環境的應用中應采用實心聚乙烯絕緣的外部有厚絕緣層的電纜。 屏蔽層必須是覆蓋95%以上銅絲編輯層。 安裝技巧 不要拉伸電纜或使之過度彎曲。 避免電纜同供熱管道和其他熱源的接觸。即使熱量不足以造成對電纜的明顯損害，也會使傳輸特性受到影響。 在電纜必須連續彎曲的場合（如有掃描儀或水平俯仰云臺），應使用專門的電纜。這種電纜的芯導線應是多股膠合線。 只使用壓接型的BNC連接器。 2. 控制線 目前市面上大多數的國產云臺、高速球型攝像機多支持RS485傳輸方式，對線纜的規格要求不嚴，一般來說采用屏蔽雙絞線即可，多選用RVVP 21.0。一些進口的高檔高速球型攝像機對線纜要求比較高，而且多將控制線和電源線一起設計，有的高速球型攝像機還將接地線一起考慮，故需要5芯屏蔽控制線，在工程實例中多選用美國百通Belden 8723（4芯屏蔽線）作控制線纜，而且不需要單獨考慮電源線。 3. 電源線 市面上大多數固定攝像機采用直流12伏電源（DC12），高速球型攝像機多采用24伏交流電源（AC24），云臺也多采用交流24V，故電源均較低，一般選用2芯電源線即可，多選用RVV 21.0。當然也有很多攝像機可兼容DC12和AC24，也有部分攝像機直接連接交流220V電源，如果電源為220V則電源線和其它線纜要分開走，而且間距不能小于30cm，這個一定要注意。 3.3 后端設備 3.3.1 畫面處理系統 在有多個攝像機組成的電視監控系統中，通常采用視頻切換器使多路圖像在一臺監視器上輪流顯示。但有時為了讓監控人員能同時看到所有監控點的情況，往往采用多畫面分割器使得多路圖像同時顯示在一臺監視器上。當采用幾臺多畫面分割器時，就有可能用與多畫面分割器相同數量的監視器將所有攝像機傳送來的多個畫面同時顯示。這樣，既減少了監視器的數量，又能使監控人員一目了然地監視各個部位的情況。常用的畫面分割器為四畫面、九畫面和十六畫面。 畫面分割器的基本工作原理：采用圖像壓縮和數字化處理的方法，把幾個畫面按同樣的比例壓縮在一個監視器的屏幕上。有的還帶有內置順序切換器的功能，此功能可將各攝像機輸入的全屏畫面按順序和間隔時間輪流輸出顯示在監視器上(如同切換主機輪流切換畫面那樣)，并可用錄像機按上述的順序和時間間隔記錄下來。其間隔時間一般是可調的。 主要性能： 全壓縮圖像，數字化處理的彩色/黑白畫面分割器； 四路(或九、十六路)視頻輸入并帶有四路(或九、十六路)的環接輸出； 內置可調校時間的順序切換器和獨立的切換輸出。根據攝像機的編號對全屏畫面按順序切換顯示，敏路畫面的顯示時間可由用戶自己進行優化編程調整； 高解像度以及實時更新率。畫面指標為512512象素，更新率為25-30場/秒； 錄像帶重放時可實現1/4(或1/9、1/16)畫面到全屏畫面變焦(還原為實時全屏畫面)； 與標準的SUPER-VHS錄像機兼容(有的還具有S-VHS接口)； 有報警輸入/輸出接口，可與報警系統聯動。報警時可調用全屏畫面并產生報警輸出信號啟動錄像機或其它相關設備。也就是說，當報警信號產生時，與該警報相關區域的場景將以全屏畫面顯示出來，并可自動錄像。用戶可自行設定警報的持續時間和錄像的持續時間。報警輸入接口數目與畫面輸入數目相同； 八個字符的攝像機名稱。用戶可自己編程設定給每個攝像機最多達八個字符的名稱； 報警畫面疊加、視頻信號丟失指標。該功能可方便用戶快速檢查出現丟失的原因； 設置屏幕菜單編程/調用。編程簡單、操作容易，人-機界面友好；及 電子保險鎖。用戶可自行設定密碼，被允許的操作者才能進行系統的操作。 畫面處理器在閉路監控系統的后端中有著非常重要的作用和地位： 畫面處理器一般具有一個主端口，用來接大的監視器（比如21”），一個定點監視端口，用來接小的監視器（比如14”）；大部分的畫面處理器都具有環通的功能，可將所有輸入的信號通過環通再輸出，便于分別單路監視和錄像；畫面處理器還具有移動偵測和報警聯動功能，實際上就是一個小矩陣。正是有著這些優點，在需要電視墻監視的場所就需要畫面處理器，如圖1和圖2所示。 在采用矩陣的后端錄像系統中，矩陣只能輸出信號，不能監視（只能通過第三方的電腦顯示1路）和錄像，而且輸出端口不能夠同時連接顯示器和錄像機，只能二選其一，即使通過視頻分配器可以同時連接錄像機和顯示器，數量也是很大的，不經濟，故在矩陣的輸出端再連接一臺或多臺畫面處理器則可以有效的處理這個問題； 在采用硬盤錄像的系統中，人眼在短距離不能同時監視3臺以上的顯示器，所以一定要通過電視墻才能夠實現監視功能，而一般的硬盤錄像機不具備直接連接監視器的功能，故也需要畫面處理器，然后通過畫面處理器配合監視器實現監視功能。 3.3.2 硬盤錄像系統 硬盤錄像機的基本功能是將模擬的音視頻信號轉變為JPGE MPEG數字信號存儲在硬盤（HDD）上，并提供與錄制、播放和管理節目相對應的功能。 其突出特性體現在以下幾個方面： 實現了模擬節目的數字化高保真存儲能夠將廣為傳播和個人收集的模擬音視頻節目以先進的數字化方式錄制和存儲，一次錄制，反復多次播放也不會使質量有任何下降； 全面的輸入輸出接口：提供了天線/電視電纜、AV端子、S端子輸入接口和AV端子、S端子輸出接口。可錄制幾乎所有的電視節目和其它播放機、攝像機輸出的信號，方便地與其它的視聽設備連接； 多種可選圖像錄制等級：對于同一個節目源，提供了高、中、低三個圖象質量錄制等級。選用最高等級時，錄制的圖象質量接近于DVD的圖象質量； 大容量長時間節目存儲，可擴展性強用戶可選用20GB、40GB或更大容量的硬盤用于節目存儲； 具有先進的時移（Timeshifting）功能：當不得不中斷收看電視節目時，用戶只需按下Timeshifting鍵，從中斷收看時刻開始的節目都將被自動保存起來，用戶在處理完事務后還可以從中斷的位置起繼續收看節目，而不會有任何停頓感； 完善的預約錄制/播放節目功能：用戶可以自由的設定開始錄制/播放節目的起始時刻、時間長度等選項。通過對預約節目單的編輯組合，可以系統化地錄制各種間斷性的電視節目，包括電視連續劇； 強大的網絡信息家電中心：用戶通過網絡通訊接口，使用DVR度身定制的網絡瀏覽器，配備相應的網絡資源，將可以享用豐富的網絡在線信息； 提供便捷的管理已錄制節目的方法：用戶可以按照錄制時間、節目種類等方式對已