第1章典型電視監控系統的構成典型的電視監控系統主要由前端設備和后端設備這兩大部分組成，其中后端設備可進一步分為中心控制設備和分控制設備。前、后端設備有多種構成方式，它們之間的聯系（也可稱作傳輸系統）可通過電纜、光纖或微波等多種方式來實現。如圖1-1所示，電視監控系統由攝像機部分（有時還有麥克）、傳輸部分、控制部分以及顯示和記錄部分四大塊組成。在每一部分中，又含有更加具體的設備或部件。圖1-1電視監控系統的基本組成1.1主要設備1.1.1攝像部分攝像部分是電視監控系統的前沿部分，是整個系統的“眼睛”。它布置在被監視場所的某一位置上，使其視場角能覆蓋整個被監視的各個部位。有時，被監視場所面積較大，為了節省攝像機所用的數量、簡化傳輸系統及控制與顯示系統，在攝像機上加裝電動的（可遙控的）可變焦距（變倍）鏡頭，使攝像機所能觀察的距離更遠、更清楚；有時還把攝像機安裝在電動云臺上，通過控制臺的控制，可以使云臺帶動攝像機進行水平和垂直方向的轉動，從而使攝像機能覆蓋的角度、面積更大。總之，攝像機就像整個系統的眼睛一樣，把它監視的內容變為圖像信號，傳送給控制中心的監視器上。由于攝像部分是系統的最前端，并且被監視場所的情況是由它變成圖像信號傳送到控制中心的監視器上，所以從整個系統來講，攝像部分是系統的原始信號源。因此，攝像部分的好壞以及它產生的圖像信號的質量將影響著整個系統的質量。從系統噪聲計算理論的角度來講，影響系統噪聲的最大因素是系統中的第一級的輸出（在這里即為攝像機的圖像信號輸出）信號信噪比的情況。所以，認真選擇和處理攝像部分是至關重要的。如果攝像機輸出的圖像信號經過傳輸部分、控制部分之后到達監視器上，那么到達監視器上的圖像信號信噪比將下降，這是由于傳輸及控制部分的線路、放大器、切換器、等又引入了噪聲的緣故。除了上述的有關討論之外，對于攝像部分來說，在某些情況下，特別是在室外應用的情況下，為了防塵、防雨、抗高低溫、抗腐蝕等，對攝像機及其鏡頭還應加裝專門的防護罩，甚至對云臺也要有相應的防護措施。這些也將在后面的有關章節中討論。1.1.2傳輸部分傳輸部分就是系統的圖像信號通路。一般來說，傳輸部分單指的是傳輸圖像信號。但是，由于某些系統中除圖像外，還要傳輸聲音信號，同時，由于需要有控制中心通過控制臺對攝像機、鏡頭、云臺、防護罩等進行控制，因而在傳輸系統中還包含有控制信號的傳輸，所以我們這里所講的傳輸部分，通常是指所有要傳輸的信號形成的傳輸系統的總和。如前所述，傳輸部分主要傳輸的內容是圖像信號。因此重點研究圖像信號的傳輸方式及傳輸中有關問題是非常重要的。對圖像信號的傳輸，重點要求是在圖像信號經過傳輸系統后，不產生明顯的噪聲、失真（色度信號與亮度信號均不產生明顯的失真），保證原始圖像信號（從攝像機輸出的圖像信號）的清晰度和灰度等級沒有明顯下降等等。這就要求傳輸系統在衰減方面、引入噪聲方面、幅頻特性和相頻特性方面有良好的性能。在傳輸方式上，目前電視監控系統多半采用視頻基帶傳輸方式。如果在攝像機距離控制中心較遠的情況下，也有采用射頻傳輸方式或光纖傳輸方式。對以上這些不同的傳輸方式，所使用的傳輸部件及傳輸線路都有較大的不同。1.1.3控制部分控制部分是整個系統的“心臟”和“大腦”，是實現整個系統功能的指揮中心。控制部分主要由總控制臺（有些系統還設有副控制臺）組成。總控制臺中主要的功能有：視頻信號放大與分配、圖像信號的較正與補償、圖像信號的切換、圖像信號（或包括聲音信號）的記錄、攝像機及其輔助部件（如鏡頭、云臺、防護罩等）的控制（遙控）等等。在上述的各部分中，對圖像質量影響最大的是放大與與分配、較正與補償、圖像信號的切換三部分。在某些攝像機距離控制中心很近、或對整個系統指標要求不高的情況下，在總控制臺中往往不設較正與補償部分。但對某些距離較遠，或由于傳輸方式的要求等原因，校正與補償是非常重要的。因為圖像信號經過傳輸之后，往往其幅頻特性（由于不同頻率成分到達總控制臺時，衰減是不同的，因而造成圖像信號不同頻率成分的幅度不同，此稱為幅頻特性）、相頻特性（不同頻率的圖像信號通過傳輸部分后產生的相移不同，此稱為相頻特性）無法絕對保證指標的要求，所以在控制臺上要對傳輸過來的圖像信號進行幅頻和相頻的校正與補償。經過校正與補償的圖像信號，再經過分配和放大，進入視頻切換部分，然后送到監視器上。總控制臺的另一個重要方面是能對攝像機、鏡頭、云臺、防護罩等進行遙控，以完成對被監視的場所全面、詳細的監視或跟蹤監視。總控制臺上設有的錄像機，可以隨時把發生情況的被監視場所的圖像記錄下來，以便事后備查或作為重要依據。目前，有些控制臺上高設有一臺或兩臺“長延時錄像機”，這種錄像機可用一盤60分鐘帶長的錄像帶記錄長達幾天時間的圖像信號，這樣就可以對某些非常重要的被監視場所的圖像連續記錄，而不必使用大量的錄像帶。還有的總控制臺上設有“多畫面分割器”，如四畫面、九畫面、十六畫面等等。也就是說，通過這個設備，可以在一臺監視器上同時顯示出四個、九個、十六個攝像機送來的各個被監視場所的畫面，并用一臺常規錄像機或長延時錄像機進行記錄。上述這些功能的設置，要根據系統的要求而定，不一定都采用。目前生產的總控制臺，在控制功能上，控制攝像機的臺數上往往都做成積木式的。可以根據要求進行組合。另外，在總控制臺上還設有時間及地址的字符發生器，通過這個裝置可以把年、月、日、時、分、秒都顯示出來，并把被監視場所的地址、名稱顯示出來。在錄像機上可以記錄，這樣對以后的備查提供了方便。總控制臺對攝像機及其輔助設備（如鏡頭、云臺、防護罩等）的控制一般采用總線方式，把控制信號送給各攝像機附近的“終端解碼箱”，在終端解碼箱上將總控制臺送來的編碼控制信號解出，成為控制動作的命令信號，再去控制攝像機及其輔助設備的各種動作（如鏡頭的變倍、云臺的轉動等）。在某些攝像機距離控制中心很近的情況下，為節省開支，也可采用由控制臺直接送出控制動作的命令信號——即“開、關”信號。總之，根據系統構成的情況及要求，可以綜合考慮，以完成對總控制臺的設計要求或訂購要求。1.1.4顯示部分顯示部分一般由幾臺或多臺監視器（或帶視頻輸入的普通電視機）組成。它的功能是將傳送過來的圖像一一顯示出來。在電視監視系統中，特別是在由多臺攝像機組成的電視監控系統中，一般都不是一臺監視器對應一臺攝像機進行顯示，而是幾臺攝像機的圖像信號用一臺監視器輪流切換顯示。這樣做一是可以節省設備，減少空間的占用；二是沒有必要一一對應顯示。因為被監視場所的情況不可能同時發生意外情況，所以平時只要隔一定的時間（比如幾秒、十幾秒或幾十秒）顯示一下即可。當某個被監視的場所發生情況時，可以通過切換器將這一路信號切換到某一臺監視器上一直顯示，并通過控制臺對其遙控跟蹤記錄。所以，在一般的系統中通常都采用四比一、八比一、甚至十六比一的攝像機對監視器的比例數設置監視器的數量。目前，常用的攝像機對監視器的比例數為四比一，即四臺攝像機對應一臺監視輪流顯示，當攝像機的臺數很多時，再采用八比一或十六比一的設置方案。另外，由于“畫面分割器”的應用，在有些攝像機臺數很多的系統中，用畫面分割器把幾臺攝像機送來的圖像信號同時顯示在一臺監視器上，也就是在一臺較大屏幕的監視器上，把屏幕分成幾個面積相等的小畫面，每個畫面顯示一個攝像機送來的畫面。這樣可以大大節省監視器，并且操作人員觀看起來也比較方便。但是，這種方案不宜在一臺監視器上同時顯示太多的分割畫面，否則會使某些細節難以看清楚，影響監控的效果。個人認為，四分割或九分割較為合適。為了節省開支，對于非特殊要求的電視監控系統，監視器可采用有視頻輸入端子的普通電視機，而不必采用造價較高的專用監視器。監視器（或電視機）的屏幕尺寸宜采用14英寸至18英寸之間的，如果采用了“畫面分割器”，可選用較大屏幕的監視器。放置監視器的位置應適合操作者觀看的距離、角度和高度。一般是在總控制臺的后方，設置專用的監視架子，把監視器擺放在架子上。監視器的選擇，應滿足系統總的功能和總的技術指標的要求，特別是應滿足長時間連續工作的要求。由于監視器或電視機已有成型的產品，大家都很熟悉，在此不作詳述。1.2中小型電視監控系統通常的電視監控系統規模都不大，功能也相對簡單，但其適用的范圍非常廣。所監視的對象也不僅僅限于想到的人、商品、貨物或車輛，有些應用系統還涉及到對諸如天然氣罐、高油墨瓜爐的監視，另有些應用系統則需要對工廠的煙囪及排污管道進行曲監視。電視監控系統可以自成體系，也可以與防盜報警系統或出入口控制系統組合，構成綜合保安監控系統。一般來說，典型中小型電視監控系統的攝像監視點數不超過32點，造價大都在幾萬~幾十萬元。1.2.1簡單的定點監控系統最簡單的定點監控系統就是在監視現場安置定點攝像機（攝像機配接定焦鏡頭），通過同軸電纜將視頻信號傳輸到監控室內的監視器。例如，在小型工廠的大門口安置一臺攝像機，并通過同軸電纜將視頻信號傳送到廠辦公室內的監視器（或電視機）上，管理人員就可以看到哪些人上班遲到或早退，離廠時是否攜帶了廠內的物品。若是再配置一臺錄像機，還可以把監視的畫面記錄下來，供日后檢索查證。這種簡單的定點監控系統適用于多種應用場合。當攝像機的數量較多時，可通過多路切換器、畫面分割器或系統主機進行監視。以某著名外企總部為例，該總部曾多次丟失高檔筆記本電腦，后來在其各樓層的所有12個出口都安裝了定點攝像機，并配備了3臺四畫面分割器和24小時實時錄像機，有效地杜絕了上述失盜現象。某招待所也是采用了這種簡單的定點監控系統。這是在1~6層客房通道的兩端各安裝一臺定點黑白攝像機，加上大門口、門廳、后門、停車場等4個監視點共計16臺攝像機，再配置一臺16畫面分割器、一臺29英寸大屏幕彩電和一臺24小時錄像機便構成了完整的監控系統。當監視的點數增加時會使系統規模變大，但如果沒有其他附加設備及要求，這類監控系統仍可歸屬于簡單的定點系統，以某超市的閉路電視監控系統為例，由于該超市的營業面積較大（上下兩層總計約16000㎡），貨架較多，總共安裝了48臺定點黑白攝像機。這48臺攝像機的信號被分成了3組，分別接到了對應的16畫面分割器、17英寸黑白監視器和24小時錄像機（該超市的實際工程中另外增加了防盜報警系統和公共廣播/背景音樂系統，此處從略）。圖1-2示出了該超市電視監控系統的構成。攝像機33~48攝像機17~32攝像機1~16攝像機33~48攝像機17~32攝像機1~1616畫面分割器16畫面分割器16畫面分割器16畫面分割器16畫面分割器監視器監視器錄像機監視器錄像機監視器錄像機圖1-2該超市電視監控系統的構成1.2.2簡單的全方位監控系統全方位監控系統是將前述定點監控系統中的定焦鏡頭換成電動變焦鏡頭，并增加可上下左右運動的全方位云臺（云臺內部有兩個電動機），使每個監視點的攝像機可以進行上下左右的掃視，其所配鏡頭的焦距也可在一定范圍內變化（監視場景可拉遠或推進）。很顯然，云臺及電動鏡頭的動作需要由控制器或與系統主機配合的解碼器來控制。最簡單的全方位監控系統與最簡單的定點監控系統相比，在前端增加了一個全方位云臺及電動變焦鏡頭，在控制室增加了一臺控制器，如SP3801，另外從前端到控制室還需多布設一條多芯（10芯或12芯）控制電纜。以某小型制衣廠的監控系統為例，在其制衣車間安裝了兩臺全方位攝像機，在廠長辦公室內配置了一臺普通電視機、一臺切換器和兩臺控制器，當廠長需要了解車間情況時，只需通過切換器選定某一臺攝像機的畫面，并通過操作控制器使攝像機對整個監控現場進行掃視，也可以對某個局部進行定點監視。在實際應用中，并不一定使每一個監視點都按全方位來配置，通常僅是在整個監控系統中的某幾個特殊的監視點才配備全方位設備。例如，在前述的某招待所的定點監控系統中，也可考慮將監視停車場情況的定點攝像機改為全方位攝像機（更換電動變焦鏡頭并增加全方位云臺），再在控制室內增加一臺控制器，這樣就可以把對停車場的監視范圍擴大了，既可以對整個停車場進行掃視，也可以對某個局部進行監視。特別是當推進鏡頭時，還可以看清車牌號碼。圖1-3為在定點監控系統中增加一個全方位監視點的系統結構。攝像機1~16攝像機1~16云臺控制器16畫面分割器監視器錄像機云臺控制器16畫面分割器監視器錄像機圖1-3在定點監控系統中增加一個全方位監視點的系統結構1.2.3低成本全方位監控系統在本系統中（如圖1-4所示），用分控鍵盤SP8050替代云臺鏡頭控制器，這樣系統的連接線就顯得比較簡單。SP8050還能遙控控制切換器（SP2000系列）及畫面分割器。切換器還有報警功能，當有報警時，能自動地把報警的現場攝像機切換出來，并記錄。在成本方面，要低于使用系統主機/矩陣切換器的系統。圖1-4低成本全方位監控系統1.2.4具有小型主機的監控系統多大的系統才需配用系統主機并沒有嚴格的限制。一般來說，當監控系統中的全方位攝像機數量達到3~4臺以上時，就可考慮使用小型系統主機。雖然用多臺單路控制器或一臺多路（如4路或6路）控制器也可以實現全方位攝像機的控制，但這樣所需的控制線纜數量較多（每一路至少要一根10芯電纜），而且線纜的長度將過長（長線電阻造成的電壓降可能會導致云臺及電動鏡頭動作遲緩甚至不動作），整個系統也會顯得零亂。一般來說，使用系統主機會增加整個監控系統的造價，這是因為系統主機的造價要比普通切換器高，而與之配套的前端解碼器的價格也比普通單路控制器高。但從布線考慮，各解碼器與系統主機之間是采用總線方式連接的，因此系統中線纜的數量不多（只需要一根兩芯通信電纜）。另外，集成式的系統主機大都有報警探測器接口，可以方便地將防盜報警系統與電視監控系統整合于一體。當有探測器報警時，該主機還可自動地將主監視器畫面切換到發生警情的現場攝像機所拍攝的畫面。圖1-5示出了采用系統主機的小型電視監空系統的結構。解碼器通信總線解碼器通信總線監視器錄像機系統主機/矩陣切換器監視器錄像機系統主機/矩陣切換器圖1-5采用系統主機的小型電視監空系統的結構1.2.5具有聲音監聽的監控系統電視監控系統中還常常需要對現場聲音進行監聽（例如：銀行柜員制監控系統），因此從系統結構上看，整個電視監控系統由圖像和聲音兩個部分組成。由于增加了聲音信號的采集及傳輸，從某種意義上說，系統的規模相當于比純定點圖像監控系統增加了一倍，而且在傳輸過程中還應保證圖像與聲音信號的同步。對于簡單的一對一結構（攝像機——錄像機——監視器），只要增加監聽頭及音頻傳輸線，即可將視音頻信號一同顯示、監聽并記錄。對于切換監控的系統來說，則需要配置視音頻同步切換器，它可以從多路輸入的視音頻信號中切換并輸出已選中的視頻及對應的音頻信號。1.3大中型電視監控系統大中型電視監控系統的監視點數增多，除了包含有大量的全方位監視點外，還常常與防盜報警系統集成為一體。由于匯集在中心控制室的視音頻信號多，往往需要多種視音頻設備進行組合，很多系統還需要多個分控制中心（或分控點），因此系統相對龐大。1.3.1大中型電視監控系統釋義從原理上說，大中型電視監控系統與前述的中小型電視監控系統是一樣的。這里所謂的“大中型”可有兩層含義：一是指系統的規模大，如前端攝像機的數量及中心控制端設備的數量都很多，中心控制室的場面也很龐大，往往還要有一面龐大的監視器墻，能同時顯示出大小不等的十幾個甚至幾十個實時監控現場的畫面，另外還在很多相關部門設有分控系統，有時還會與防盜報警系統或門禁刷卡系統聯動；二是系統的復雜程度高，作業難度大，傳輸條件惡劣，使得十幾個點的監控系統比普通超市或寫字樓中的同十個甚至上百個點的監控系統的施工與調試還難。1.3.2多主機多級電視監控系統常規的電視監控系統一般只有一臺主機，即使是大中型系統，也不外乎是增加攝像機的數量和增加分控系統的數量。但是對某些特殊應用的場合，這種單臺主機加若干臺分控器的實現方法是不能滿足用戶需要的。以某大型工廠的監控系統為例，用戶要求在其每一個相對獨立的廠區都安裝一套閉路電視監控系統，各廠區內有獨立的監控室，管理人員可以對本系統進行任意操作控制。而整個工廠還要建立一個大型監控系統，將各廠區的子系統組合在一起，并設立大型電視監控中心，在該中心可以任意調看一廠區中某一個攝像機的圖像，并對該攝像機的云臺及電動變焦鏡頭進行控制。這就提出了由各廠區的多臺主機共同組成大型電視監控系統的要求。由于各主機的內部結構和工作原理是一樣的，因此，相對于普通的矩陣主機來說，這種多主機系統的各個主機都增加了地址標識碼，可以被上一級主機選調，各攝像機的圖像則經過二級或三級切換被選調到主中心控制室的監視器上。圖1-6示出了多級矩陣系統連接控制圖1-6多級矩陣系統連接控制第2章電視監控系統的前端設備電視監控系統的前端設備通常由攝像機、手動或電動鏡頭、云臺、防護罩、監聽器、報警探測器和多功能解碼器等部件組成，它們各司其職，并通過有線、無線或光纖傳輸媒介與中心控制系統的各種設備建立相應的聯系（傳輸視/音頻信號及控制、報警信號）。在實際的電視監控系統中，這些前端設備不一定同時使用，但實現監控現場圖像采集的攝像機和鏡頭是必不可少的。2.1攝像機攝像機是獲取監視現場圖像的前端設備，它以面陣CCD圖像傳感器為核心部件，外加同步信號產生電路、視頻信號處理電路及電源等。近年來，新型的低成本MOS圖像傳感器有了較快速的發展，基于MOS圖像傳感器的攝像機已開始被應用于對圖像質量要求不高的可視電話或會議電視系統中。由于MOS圖像傳感器的分辨率和低照度等到主要指標暫時還比不上CCD圖像傳感器，因此，在電視監控系統中使用攝像機仍為CCD攝像機。攝像機具有黑白和彩色之分，由于黑白攝像機具有高分辨率、低照度等優點，特別是它可以在紅外光照下成像，因此在電視監控系統中，黑白CCD攝像機仍具有較高的市場占有率。順便指出，在各商家列出的閉路電視監控器材清單中的攝像機通常都是不帶鏡頭的（一體化攝像機除外），因此在實際應用中，應根據監控現場的實際環境及用戶要求，為攝像機配合適的鏡頭（詳見本章第2-2節）。2.1.1黑白CCD攝像機的主要參數在電視監控系統中選擇攝像機，一般要看幾個主要的參數，即分辨率、最低照度和信噪比等，另外還要考慮攝像機的附帶功能及價格和今后服務等因素。以下對攝像機的幾個主要參數作一介紹。A、CCD尺寸及像素數CCD尺寸指的是CCD圖像傳感器感光面的對角線尺寸，早期的CCD尺寸比較大，為lin、2/3in和1/2in等幾種，因而近年來用于電視監控攝像機的CCD尺寸以1/3in為主流。像素數指的是攝像機CCD傳感器的最大像素數，有些給出了水平及垂直方向的像素數，如500H*582V，有些則組出了前兩者的乘積值，如30萬像素。對于一定尺寸的CCD芯片，像素數越多則意味著每一像素單元的面積越小，因而由該芯片構成的攝像機的分辨率也就越高。例如，在電視監控攝像機中使用的CCD傳感器的像素有的已達到48萬像素。B、分辨率分辨率是衡量攝像機優劣的一個重要參數，它指的是當攝像機攝取等間隔排列的黑白相間條紋時，在監視器（應比攝像機的分辨率高）上能夠看到的最多線數。當超過這一線數時，屏幕上就只能看到灰蒙蒙的一片而不能再辨出黑白相間的線條。工業監視用攝像機的分辨率通常在380~460線之間，廣播級攝像機的分辨率則可達到700線左右。C、低照度低照度指的是當被攝景物的光亮度低到一定程度而使攝像機輸出的視頻信號電平低到某一規定值時的景物光亮度值。測定此參數時，還應特別注明鏡頭的最大相對孔徑。例如，使用F1.2的鏡頭，當被景物的光亮度值低到0.04lx時，攝像機輸出的視頻信號幅值為最大幅值的50%，即達到350mV（標準視頻信號最大幅起來700mV），則稱此攝像機的最低照度為0.04lx/F1.2。被攝景物的光亮度值再低，攝像要輸出的視頻信號的幅值就達不到350mV了，反映在監視器的屏幕上，將是一屏很難分辨出層次的、灰暗的圖像。D、信噪比及伽瑪校正系數信噪比也是攝像機的一個主要參數。其基本定義是信號對于噪聲的比值乘以20log，一般攝像機給出的信噪比值均是在AGC（自動增益控制）關閉時的值，因為當AGC接通時，會對小信號進行提升，使得噪聲電平也相應提高。CCD攝像機的信噪比的典型值一般為45~55dB。測量信噪比參數時，應使用視頻雜波測量儀直接連接于攝像機的視頻輸出端子上。伽瑪校正系數前面提到的γ值，其典型值為γ=0.45。現行攝像機大都采用了固定的γ值。2.1.2黑白CCD攝像機的附帶功能除了上述介紹的基本參數外，各品牌的攝像機大都還有一些附帶的功能，如自動光圈接口、電子快門、自動增益控制、逆光補償、線鎖定同步及外同步等，下面簡要介紹一下。A、電動光圈接口目前在市場上見到的標準CCD攝像機大都帶有驅動自動光圈鏡頭的接口，其中有些只提供一種驅動方式（通常為視頻驅動方式），也就是說，它只能配接VD型的自動光圈鏡頭，有些則可同時提供兩種驅動方式（視頻驅動和直流驅動）供用戶選擇，因此，它可以配接任何自動光圈鏡頭。這里，視頻驅動（VideoDriver，簡稱VD）方式是指攝像機將視頻信號電平輸出到自動光圈鏡頭的內部，再由其內部的驅動電路輸出控制電壓，使鏡頭光圈調整電動機轉動；直流驅動（DCDriver，簡稱DD）方式則是指攝像機內部增加了鏡頭光圈電動機的驅動電路，可以直接輸出直流控制電壓到鏡頭內的光圈電動機并使其轉動，因此，具有直流驅動接口的攝像機的成本就稍許高一些（因為增加了一部分電路），但所選配的自動光圈鏡頭則因其內部不含有驅動電路而體積稍小一些，價格也就低一些。不同品牌及型號的攝像機所帶自動光圈接口的位置及形式是不完全一樣。一般攝像機的自動光圈接口設置在機身的后面板上，但也有一些則設在機身的側面。圖2-1示出幾種不同形式的自動光圈的接口，其中陰式方四孔接口最為常見，但不同攝像機對其各針腳的定義又不完全相同。一般視頻驅動自動光圈接口使用3個針，即電源、視頻、接地；而直流驅動自動光圈接口使用4個針，即阻尼正、阻尼負、驅動正、驅動負。若同時具有兩種光圈驅動方式，則具體將該接口定義為VD還是DD驅動方式，須由另外的撥動開關來選擇（如JETCOM公司的JC系列攝像機），也有的由攝像機蓋板內視頻處理板上不同的插座位置來選擇，并在出廠前設定一種方式（如NATURE的NV-434CA攝像機），還有的干脆在攝像機機身側面及后面板上直接設定兩個不同的自動光圈接口（如JVC的TX-S240E攝像機）。（1）（2）（3）（1）陰式方四孔型（2）陰式圓四孔型（3）接線端子型圖2-1攝像機的自動光圈接口B、電子快門電子快門（ElectronicShutter）是比照照相機的機械快門功能提出一個術語，它相當于控制CCD圖像傳感器的感光時間。由于CCD感光的實質是信號電荷的積累，則感光時間越長，信號電荷的積累時間就越長，輸出信號電流的幅值也就越大。通過調整光生信號電荷的積累時間（即調整時鐘脈沖的寬度），即可實現控制CCD感光時間的功能。C、自動增益控制攝像機輸出的視頻信號必須達到電視傳輸規定的標準電平，即。為了能在不同的景物照度條件下都能輸出的標準視頻信號，必須使放大器的增益能夠在較大的范圍內進行調節。這種增益調節通常都是通過檢測視頻信號的平均電平而自動完成的，實現此功能的電路稱為自動增益控制電路，簡稱AGC電路。具有AGC功能的攝像機，在低照度時的靈敏度會有所提高，但此時的噪點也會比較明顯。這是由于信號和噪聲被同時放大的緣故。D、背光補償背光補償（Back–lightCompensation）也稱作逆光補償或逆光補正，它可以有效補償攝像機在逆光環境下拍攝時畫面主體黑暗的缺陷。當引入背光補償功能時，攝像機僅對整個視場的一個子區域（如從第80行~200行的中心區域）進行檢測，通過求此區域的平均信號電平來確定AGC電路的工作點。由于子區域的平均電平很低，AGC放大器會有較高的增益，使輸出視頻信號的幅值提高，從而使監視器上的主體畫面明朗。此時的背景畫面會更加明亮，但其與主體畫面的主觀亮度差會大大降低，整個視場的可視性得到改善。E、線鎖定同步線鎖定同步（LINELOCK）是一種利用交流電源來鎖定攝像機場同步脈沖的一種同步方式。當圖像出現因交流電源造成的網波干擾時，將此開關撥到線鎖定同步（LL）的位置，就可消除交流電源的干擾。2.1.3攝像機的使用攝像機的使用很簡單，通常只要正確安裝鏡頭、連通信號電纜，接通電源即可工作。但在實際使用中，如果不能正確地安裝鏡頭并調整攝像機及鏡頭的狀態，則可能達不到預期使用效果。以下簡要介紹攝像機的正確使用方法。A、安裝鏡頭攝像機必須配接鏡頭才可使用，一般應根據應用現場的實際情況來選配合適的鏡頭，如定焦鏡頭或變焦鏡頭、手動光圈鏡頭或自動光圈鏡頭、標準鏡頭或廣角鏡頭或長焦鏡頭等。另外還應注意鏡頭與攝像機的接口，是C型接口還是CS型接口（這一點要切記，否則用C型鏡頭直接往CS接口攝像機上旋入時極有可能損壞攝像機的CCD芯片）。安裝鏡頭時，首先去掉攝像機及鏡頭的保護蓋，然后將鏡頭輕輕旋入攝像機的鏡頭接口并使之到位。對于自動光圈鏡頭，還應將鏡頭的控制線連接到攝像機的自動光圈接口上，對于電動兩可變鏡頭或三可變鏡頭，只要旋轉鏡頭到位，則暫時不需校正其平衡狀態（只有在后焦聚調整完畢后才需要最后校正其平衡狀態）。B、調整鏡頭光圈與對焦關閉攝像機上電子快門及逆光補償等開關，將攝像機對準欲監視的場景，調整鏡頭的光圈與對焦環，使監視器上的圖像最佳。如果是在光照度變化比較大的場合使用攝像機，最好配接自動光圈鏡頭并作攝像機的電子快門開關置于OFF。如果選用了手動光圈則應將攝像機的電子快門開關置于ON，并在應用現場最為明亮（環境光照度最大）時，將鏡頭光圈盡可能開大并仍使圖像為最佳（不能使圖像過于發白而過載），鏡頭即調整完畢。裝好防護罩并上好支架即可。由于光圈較大，景深范圍相對較小，對焦距時應盡可能照顧到整個監視現場的清晰度。當現場照度降低時，電子快門將自動調整為慢速，配合較大的光圈，仍可使圖像滿意。在以上調整過程中，若不注意在光線明亮時將鏡頭的光圈盡可能開大，而是關得比較小，則攝像機的電子快門會自動調在低速上，因此仍可以在監視器上形成較好的圖像；但當光線變暗時，由于鏡頭的光圈比較小，而電子快門也已經處于最慢（1/50s）了，此時的成像就可能是昏暗一片了。C、后焦距的調整后焦距也稱背焦距，指的是當安裝上標準鏡頭（標準C/CS接口鏡頭）時，能使被攝景物的成像恰好成在CCD圖像傳感器的靶面上，一般攝像機在出廠時，對后焦距都做了適當的調整，因此，在配接定焦鏡頭的應用場合，一般都不需要調整攝像機的后焦。在有些應用場合，可能出現當鏡頭對焦環調整到極限位置時仍不能使圖像清晰，此時首先必須確認鏡頭的接口是否正確。如果確認無誤，就需要對攝像機的后焦距進行調整。根據經驗，在絕大多數攝像機配接電動變焦鏡頭的應用場合，往往都需要對攝像機的后焦距進行調整。后焦距調整的步驟如下：a、將鏡頭正確安裝到攝像機上。b、將鏡頭光圈盡可能開到最大（目的是縮小景深范圍，以準確找到成像焦點）。c、通過變焦距調整（ZoomIn）將鏡頭推至望遠（Tele）狀態，拍攝10m以外的一個物體的特寫，再通過調整聚焦（Focus）將特寫圖像調清晰。d、進行與上一步相反的變焦距調整（ZoomOut）將鏡頭拉回至廣角（Wide）狀態，此時畫面變為包含上述特寫物體的全景圖像，但此時不能再作聚焦調整（注意：如果此時的圖像變模糊也不能調整聚焦），而是準備下一步的后焦調整。e、將攝像機前端用于固定后焦調節環的內六角螺釘旋松，并旋轉后焦調節環（對沒有后焦調節環的攝像機則直接旋轉鏡頭而帶動其內置的后焦環），直至畫面最清晰為止，然后暫時旋緊內六角螺釘。f、重新推鏡頭到望遠狀態，看看剛才拍攝的特寫物體是否仍然清晰，如不清晰再重復上述第a、b、c步驟。g、通常只需一兩個回合就可完成后焦距調整了。h、旋緊內六角螺釘，將光圈調整到適當的位置。2.2鏡頭鏡頭是電視監控系統中必不可少的部件，鏡頭與CCD攝像機配合，可以將遠距離目標成像在攝像機的CCD靶面上。鏡頭的種類繁多，從焦距上分類，可分為短焦距、中焦距、和焦距和變焦距鏡頭；從視場的大小分類，可分為廣角、標準、遠攝鏡頭；從結構上分類，還可分為固定光圈定焦鏡頭、手動光圈定焦鏡頭、自動光圈定焦鏡頭、手動變焦鏡頭、自動光圈電動變焦鏡頭、電動三可變鏡頭（指光圈、焦距、聚焦這三者均可變）等類型。由于鏡頭選擇得合適與否，直接關系到攝像質量的優劣，因此，在實際應用中必須合理選擇鏡頭。2.2.1鏡頭的參數鏡頭的光學特性包括成像尺寸、焦距、相對孔徑和視場角等幾個參數，一般在鏡頭所附的說明書中都有注明，以下分別介紹。A、成像尺寸鏡頭一般可分為25.4mm（lin）、16.9mm（2/3in）、12.7mm（1/2in）、8.47mm（1/3in）和6.35mm（1/4in）等幾種規格，它們分別對應著不同的成像尺寸，選用鏡頭時，應使鏡頭的成像尺寸與攝像機的靶面尺寸大小相吻合。表2-1列出了幾種常見CCD芯片的靶面尺寸，表中單位為mm。標稱芯片尺寸CCD感光靶面尺尺寸25.41＇＇16.92/3＇＇12.71/2＇＇8.471/3＇＇6.351/4＇＇對角線1611864.5垂直9.66.64.83.62.7水平12.78.86.44.83.6表2-1幾種常見CCD芯片的靶面尺寸鏡頭成像面由表2-1可知，12.7mm（1/2in）的鏡頭應配12.7mm（1/2in）靶面的攝像機，當鏡頭的成像尺寸比攝像機靶面的尺寸大時，不會影響成像，但實際成像的視場角要比該鏡頭的標稱視場角小（參見圖2-2），而當鏡頭的成像尺寸比攝像機靶面的尺寸小時，就會影響成像，表現為成像的畫面四周被鏡筒遮擋，在畫面的4個角上出現黑角（參見圖2-2）。鏡頭成像面CCD靶面鏡頭成像面CCD靶面8.4712.78.4712.7CCD靶面鏡頭成像面CCD靶面8.4712.78.4712.7(1)(2)(1)鏡頭成像尺寸比CCD靶面尺寸大(2)鏡頭成像尺寸比CCD靶面尺寸小圖2-2鏡頭成像尺寸與CCD靶面尺寸的關系B、焦距在實際應用中，經常會有用戶提出該攝像機能看清多么遠的物體或該攝像機能看清多么寬的場景等問題，這實際上由所選用的鏡頭的焦距來決定，因為焦距決定了攝取圖像的大小，用不同焦距的鏡頭對同一位置的某物體攝像時，配長焦距鏡頭的攝像機所攝取的景物尺寸就大，反之，配短焦距鏡頭的攝像機所攝取的景物尺寸就小。當然，被攝物體成像的清晰度還與所選用的CCD攝像機的分辨率及監視器的分辨率有關。理論上，任何一種鏡頭均可拍攝很遠的物體，并在CCD靶面上成一很小的像，但受CCD單元（像素）物理尺寸的限制，當成像小到小于CCD傳感器的一個像素大小時，便不再能形成被攝物體的像，即使成像有幾個像素大小，該像也難以辨識為何物。當已知被攝物體的大小及該物體到鏡頭距離，則可根據下兩式估算所選取配鏡頭的焦距：f=hD/Hf=vD/V式中，D為鏡頭中心到被攝物體的距離；H和V分別為被攝物體的水平尺寸和垂直尺寸；v為靶面成像的高度；h為靶面成像的水平寬度。成像場景的大小與成像物體的顯示尺寸是互相矛盾的，舉個例子來說，用同一支攝像機對同一個停車場進行監視，選用短焦距鏡頭可以對整個停車場的全景進行監視并看到出入口外的車輛進出，但卻不能看清該輛車的牌照號碼（該車在監視器屏幕上僅占據了很小的面積）；而選用長焦距鏡頭雖可以看清該輛車的牌照號碼（該車占據了屏幕上的大部分面積），卻又不能監視到整個停車場的全貌。因此當需要既監視全景以要看清局部時，一般應考慮配用電動兩可變或電動三可變鏡頭。當然，在選定了鏡頭的前提下，選用高分辨率的攝像機及監視器則可以在被監視物體成像尺寸較小時也能看清局部細節。C、相對孔徑為了控制通過鏡頭的光通量大小，在鏡頭的后部均設置了光闌（俗稱光圈）。假定光闌的有效孔徑為d，由于光線折射的關系，鏡頭實際的有效孔徑為D，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于被攝像的照度，像的照度E與鏡頭的相對孔徑平方成正比，一般習慣上用相對孔徑的倒數來表示鏡頭光闌的大小，即F=f/D式中，F一般稱為光欄F數，標注在鏡頭光欄調整圈上，其標值為1.4、2、2.8、4、5.6、8、11、16、22等序列值，每兩個相鄰數值中，后一個數值是前一個數值的倍。由于像面照度與光欄的平方成正比，所以光欄每變化一檔，像面亮度就變化一倍。F值越小，光欄越大，到達攝像機靶面的光通量就越大。D、視場角鏡頭有一個確定的視野，鏡頭對這個視野的高度和寬度的張角稱為視場角。視場角與鏡頭的焦距f及攝像機靶面尺寸（水平尺寸h及垂直尺寸v）的大小有關，鏡頭的水平視場角ah及垂直視場角av可分別由下式來計算，即ah=2arctg（h/2f）av=2arctg（v/2f）由以上兩式可知，鏡頭的焦距f越短，其視場角越大，或者，攝像機靶面尺寸h或v越大，其視場角也越大。如果所選擇的鏡頭的視場角太小，可能會因出現監視死角而漏監；而若所選擇的鏡頭的視場角太大，又可能造成被監視的主體畫面尺寸太小，難以辨認，且畫面邊緣出現畸變。因此，只有根據具體的應用環境選擇視場角合適的鏡頭，才能保證既不出現監視死角，又能使被監視的主體畫面盡可能大而清晰。表2-2列出了幾種常用鏡頭的水平視場角，表中的參數是以日本精工系列鏡頭為參考給出的。焦距/mm鏡頭尺寸/in2.83.54.04.86.08.012.016.025.01/386.367.462.052.242.332.622.117.110.61/294.669.457.142.629.722.614.22/359.230.819.4127.8表2-2列出了幾種常用鏡頭的水平視場角圖2-3為不同焦距鏡頭所對應的視場角示意圖（設所用鏡頭均配接1/2in靶面CCD攝像機）。1/2inCCD靶面焦距f=3.5視場角=94.6°鏡頭f=25視場角=14.2°1/2inCCD靶面焦距f=3.5視場角=94.6°鏡頭f=25視場角=14.2°f=8f=8視場角=42.6°圖2-3不同焦距鏡頭所對應的視場角在實際應用中，經常聽到有用戶提出諸如某攝像機能夠“看多遠”之類的問題，比如100m、500m甚至1km遠外的物體還能否在監視器上清晰地顯示出來。有了前面關于鏡頭的成像尺寸、焦距及視場角等概念后，這個問題就不難解釋了，即“看多遠”問題與許多因素有關。比如說，用某定焦鏡頭可以看清100m遠處的鈔票的面值。一般來說，鏡頭焦距越長，“看”得就越遠，但同時視場角卻變小，結果觀看的范圍變窄了。舉個簡單的例子，若用標準鏡頭剛好看清遠處某人的基本特征（是男或是女），則換用長焦距鏡頭則可能看清其面部特征（是否有痣或疤），但卻無法看見該人穿的是什么褲子和鞋（這部分已經“漲”出了畫面），而換用廣角鏡頭則只可能看到畫面中有人（連男女都分辨不出），但卻可看清該人在整個監視場景中的所處的位置，周圍還有什么別的人物或參照物。因此，關于“看多遠”的較為科學的說法應該是“在屏幕上成的像大小可對應于實際觀測距離處多高或多寬的景物”。例如，用8mm鏡頭觀測10m遠處的景物，如果該處有10個人站成一排則剛好可橫向充滿整個監視器屏幕。E、接口12.5鏡頭的安裝方式有C型安裝和CS型安裝兩種。圖2-4畫出了這兩種鏡頭的接口部位示意圖。其中上半部為CS型鏡頭，下半部為C型鏡頭。在電視監控系統中常用的鏡頭是C型安裝鏡頭（in32牙螺紋座），這是一種國際公認的標準。這種鏡頭安裝部位的口徑是25.4mm（in），從鏡頭安裝基準面到焦點的距離是17.526mm。大多數攝像機的鏡頭接口則做成CS型，因此將C型鏡頭安裝到CS接口的攝像機時需增配一個5mm厚的接圈，而將CS鏡頭安裝到CS接口的攝像機時就不需接圈。12.55mm接圈焦點17.526C安裝鏡頭CS安裝鏡頭5mm接圈焦點17.526C安裝鏡頭CS安裝鏡頭圖2-4C型安裝和CS型安裝鏡頭在實際應用中，如果誤對CS型鏡頭加裝接圈后安裝到CS接口攝像機上，會因為鏡頭的成像面不能落到攝像機的CCD靶面上而不能得到清晰的圖像，而如果對C型鏡頭不加接圈就直接接到CS接口攝像機上，則可能使鏡頭的后鏡面碰到CCD的靶面的保護玻璃，造成CCD攝像機的損壞，這一點在實用中需特別注意。2.2.2鏡頭的種類鏡頭的種類有許多種，每一種鏡頭都有其特點。根據功能與結構的不同，這些鏡頭的價格相差非常大，如電動變焦鏡頭要比普通定焦鏡頭的價格高約10倍，因此，只有正確了解各種鏡頭的特性，才能更加靈活地選擇鏡頭。A、固定光圈定焦鏡頭固定光圈定焦鏡頭是相對較為簡單的一種鏡頭，該鏡頭上只有一個可手動調整的對焦調整環（環上標有若干距離參考值），左右旋轉該環可使成在 CCD靶面上的像最為清晰，此時在監視器屏幕上得到圖像也最為清晰。由于是固定光圈鏡鏡頭，因此在在鏡頭上沒有有光圈調整環環，也就是說說該鏡頭的光光圈是不可調調整的，因而而進入鏡頭的的光通量是不不能通過簡單單地改變鏡頭頭因素而改變變，而只能通通過改變被攝攝現場的光照照度來調整，如如增減被攝現現場的照明燈燈光等。這種種鏡頭一般應應用于光照度度比較均勻的的場合，如室室內全天以燈燈光照明為主主的場合，在在其他場合則則需與帶有自自動電子快門門功能的CCD攝像機合用用（當然，目目前市面上絕絕大多數的CCD攝像機均帶帶有自動電子子快門功能），通通過電子快門門的調整來模模擬光通量的的改變。B、手動光圈定焦鏡鏡頭手動光圈定焦鏡頭頭比固定光圈圈定焦鏡頭增增加了光圈調調整環，其光光圈調整范圍圍一般可從F1.2或F1.4到全關閉，能能很方便地適適應被攝現場場的光照度，然然而由于光圈圈的調整是通通過手動人為為地進行的，一一旦攝像機安安裝完畢，位位置固定下來來，再頻繁地地調整光圈就就不那么容易易了，因此，這這種鏡頭一般般也是應用于于光照度比較較均勻的場合合，而在其他他場合則也需需與帶有自動動電子快門功功能的CCD攝像機合用用，如早晚與與中午、晴天天與陰天等光光照度變化比比較大的場合合，通過電子子快門的調整整來模擬光通通量的改變。C、自動光圈定焦鏡鏡頭自動光圈定焦鏡頭頭在結構上有有了比較大的的改變，它相相當于在手動動光圈定焦鏡鏡頭的光圈調調整環上增加加一個由齒輪輪嚙合傳動的的微型電動機機，并從其驅驅動電路上引引出3芯或4芯線傳送給給自動光圈鏡鏡頭，至使鏡鏡頭內的微型型電動機相應應做正向或反反向轉動，從從而高速光圈圈的大小。自自動光圈鏡頭頭又分為含放放大器（視頻頻驅動型）與與不含放大器器（直流驅動動型）兩種規規格。D、手動變焦鏡頭顧名思義，手動變變焦鏡頭的焦焦距是可變的的，它有一個個焦距調整環環，可以在一一定范圍內調調整鏡頭的焦焦距，其變比比一般為2~3倍，焦距一一般在3.6~~8mm。在在實際工程應應用中，通過過手動調節鏡鏡頭的變焦環環，可以方便便地選擇監視視現場的視場場角，如：可可選擇對整個個房間的監視視或是選擇對對房間內某個個局部區域的的監視。當對對于監視現場場的環境情況況不十分了解解時，采用這這種鏡頭顯然然是非常重要要的了。對于大多數電視監監控系統工程程來說，當攝攝像機安裝位位置固定下來來后，再頻繁繁地手動變焦焦是很不方便便的，因此，工工程完工后，手手動變焦鏡頭頭的焦距一般般很少再去調調整，而僅僅僅起到定焦鏡鏡頭的作用。因因而手動變焦焦鏡頭一般用用在要求較為為嚴格而用定定焦鏡頭又不不易滿足要求求的場合。但但這種鏡頭卻卻受到工程人人員的青睞，因因為在施工調調試過程中使使用這種鏡頭頭，通過在一一定范圍的焦焦距調節，一一般總可以找找到一個可使使用戶滿意的的觀測范圍（不不用反復更換換不同焦距的的鏡頭），這這一點在外地地施工中尤為為顯得方便。E、自動光圈電動變變焦鏡頭此種鏡頭與前述的的自動光圈定定焦鏡頭相比比另外增加了了兩個微型電電動機，其中中一個電動機機與鏡頭的變變焦環嚙合，當當其受控而轉轉動時可改變變鏡頭的焦距距（Zoom）；另一個個電動機與鏡鏡頭的對焦環環嚙合，當其其受控而轉動動時可完成鏡鏡頭的對焦（Focus）。由于該該鏡頭增加了了兩個可遙控控調整的功能能，因而此種種鏡頭也稱作作電動兩可變變鏡頭。自動光圈電動變焦焦鏡頭一般引引出兩組多芯芯線，其中一一組為自動光光圈控制線，其其原理和接法法與前述的自自動光圈定焦焦鏡頭的控制制線完全相同同；另一組為為控制鏡頭變變焦及對焦的的控制線，一一般與云臺鏡鏡頭控制器及及解碼器相連連。當操作遠遠程控制室內內云臺鏡頭控控制器及解碼碼器的變焦或或對焦按鈕時時，將會在此此變焦或對焦焦的控制線上上施加一個或或正或負的直直流電壓，該該電壓加在相相應的微型電電動機上，使使鏡頭完成變變焦及對焦調調整功能。圖圖2-5為該鏡頭控控制線的接線線圖。MM關（Close）開（Open）光圈自動光圈電路紅（RED）Vcc（+）黑（BLACK）Vcc（－）白（WHITE）視頻信號綠（GREEN）未用屏蔽（SHIELLD）地NearFar綠（GREEN）+－黑（BLACK）－+聚焦聚焦M遠（Far）近（Near）DC8VTeleWide黃（YELLOW）+－紅（RED）－+變焦變焦M廣角（Wide）望遠（Tele）DC8V圖2-5自動光圈電電動變焦鏡頭頭控制線的接接線圖F、電動三可變鏡頭頭此種鏡頭與前述電電動兩可變鏡鏡頭結構相差差不多，只是是將對光圈調調整電動機的的控制由自動動控制方式改改為由控制器器來手動控制制，因此它也也包含了3個微型電動動機，引出一一組6芯控制線與與云臺鏡頭控控制器及解碼碼器相連。常常見的有6倍、10倍和12倍等幾種規規格。圖2-6為該鏡頭控控制線的接線線圖。CloseOpen白（WHITE）+－棕（BROWN）－+M關（Close）開（Open）光圈DC8V需要說明的是，變變焦鏡頭的“倍率”與焦距是兩兩個不同的概概念，有些人人往往混淆兩兩者的含義，認認為倍率越高高則看得越遠遠。其實，倍倍率是變焦鏡鏡頭的最長焦焦距與最短焦焦距之比，是是一個相對值值。例如，同同樣是6倍鏡頭，市市面上常見的的就有6~36mmm、7~42mmm、8~48mmm和8.5~~51mmm等多種不同同廠家的不同同品種，其中中8.5~~51mmm鏡頭的遠視視特性顯然比比6~36mmm鏡頭的遠視視特性要好，但但它的近視（廣廣角）特性M關（Close）開（Open）光圈DC8V聚焦聚焦M遠（Far）近（Near）DC8VNearFar綠（GREEN）+－黑（BLACK）－+TeleWide黃（YELLOW）+－紅（RED）－+變焦變焦M廣角（Wide）望遠（Tele）DC8V圖2-6電動三可變變鏡頭控制線線的接線圖2.3云臺與防防護罩云臺是承載攝像機機進行水平和和垂直兩個方方向轉動的裝裝置。云臺內內裝兩個電動動機。這兩個個電動機一個個負責水平方方向的轉動，另另一個負責垂垂直方向的轉轉動。水平轉轉動的角度一一般為350?，垂直轉動動則有±45?、±35?、±75?等等。水平平及垂直轉動動的角度大小小可通過限位位開關進行調調整。云臺的的分類大致如如下：2.3.1室室內用云臺及及室外用云臺臺室內用云臺承重小小，沒有防雨雨裝置。室外外用云臺承重重大，有防雨雨裝置。有些些高檔的室外外云臺除有防防雨裝置外，還還有防凍加溫溫裝置。2.3.2承承重為適應安裝不同的的攝像機及防防護罩，云臺臺的承重應是是不同的。應應根據選用的的攝像機及防防護罩的總重重量來選用合合適承重的云云臺。室內云云臺的承重量量較小，云臺臺的體積和自自重也較小。室室外用云臺因因為肯定要在在它的上面安安裝帶有防護護罩（往往還還是全天候防防護罩）的攝攝像機，所以以承重量都較較大。它的體體積和自重也也較大。目前出廠的室內云云臺承重量大大約1.5kg~~7kg左右，室室外用云臺承承重量大約為為7kg~50kkg左右。還還有些云臺是是微型云臺，比比如與攝像機機一起安裝在在半球型防護護罩內或全天天候防護罩內內的云臺。2.3.3控控制方式一般的云臺均屬于于有線控制的的電動云臺。控控制線的輸入入端有五個，其其中一個為電電源的公共端端，另外四個個分為上、下下、左、右控控制端。如果果將電源的一一端接在公共共端上，電源源的另一端接接在“上”時，則云臺臺帶動攝像機機頭向上轉，其其余類推。還有的云臺內裝繼繼電器等控制制電路，這樣樣的云臺往往往有六個控制制輸入端。一一個是電源的的公共端，另另四個是上、下下、左、右端端，還有一個個則是自動轉轉動端。當電電源的一端接接在公共端，電電源另一端接接在“自動”端，云臺將將帶攝像機頭頭按一定的轉轉動速度進行行上、下、左左、右的自動動轉動。在電源供電電壓方方面，目前常常見的有交流流24V和220V兩種。云臺臺的耗電功率率，一般是承承重量小的功功耗小，承重重量大的功耗耗大。目前，還有直流66V供電的室內內用小型云臺臺，可在其內內部安裝電池池，并用紅外外遙控器進行行遙控。目前前大多數云臺臺仍采用有線線搖控方式。云云臺的安裝位位置距控制中中心較近，且且數量不多時時，一般從控控制臺直接輸輸出控制信號號進行控制。而而當云臺的安安裝位置距離離控制中心較較遠且數量較較多時，往往往采用總線方方式傳送編碼碼的控制信號號并通過終端端解碼器解出出控制信號再再去控制云臺臺的轉動。在選用云臺時，最最好選用在云云臺固定不動動的位置上安安裝有控制輸輸入端及視頻頻輸入輸出端端接口的云臺臺，并且在固固定部位與轉轉動部位之間間（即與攝像像機之間）有有用軟螺旋線線形成的攝像像機及鏡頭的的控制輸入線線和視頻輸出出線的連線。這這樣的云臺安安裝使用后不不會因長期使使用導致轉動動部分的連線線損壞。特別別是室外用的的云臺更應如如此。防護罩是使攝像機機在有灰塵、雨雨水、高低溫溫等情況下正正常使用的防防護裝置。防防護罩一般分分為兩類。一一類是室內用用防護罩，這這種防護罩結結構簡單，價價格便宜。其其主要功能是是防止攝像機機落塵并有一一定的安全防防護作用，如如防盜、防破破壞等。室外外防護罩一般般為全天候防防護罩，即無無論刮風、下下雨、下雪、高高溫、低溫等等惡劣情況，都都能使安裝在在防護罩內的的攝像機正常常工作。因而而這種防護罩罩具有降溫、加加溫、防雨、防防雪等功能。同同是，為了在在雨雪天氣仍仍能使攝像機機正常攝取圖圖像，一般在在全天候防護護罩的玻璃窗窗前安裝有可可控制的雨刷刷。目前較好的全天候候防護罩是采采用半導體器器件加溫和降降溫的防護罩罩。這種防護護罩內裝有半半導體元件，即即可自動加溫溫，也可自動動降溫，并且且功耗較小。2.4解碼器器在具體的閉路電視視監控系統工工程中，解碼碼器是屬于前前端設備的，它它一般安裝在在配有云臺及及電動鏡頭的的攝像機附近近，有多芯控控制電纜直接接與云臺及電電動鏡頭相聯聯，另有通信信線（通常為為兩芯護套線線或兩芯屏蔽蔽線）與監控控室內的系統統主機相聯。SP8060系列列解碼器不能能單獨使用，而而必須與SP80000、SP82000、SP83000矩陣控制系系統和SP80550配合使用。同一系統中有很多多解碼器，所所以每個解碼碼器上都有一一個撥碼開關關，它決定了了該解碼器在在該系統中的的編號（即ID號），在使使用解碼器時時首先必須對對撥碼開關進進行設置。在在設置時，必必須跟系統中中的攝像機編編號一致。如如不一致，會會出現操作混混亂，例如：：當攝像機的的信號連接到到SP80000系列主機第第一視頻輸入入口，即CAM1，而相對應應的解碼器的的編號應設為為1。否則，操操作解碼器時時，很可能在在監視器上看看不見云臺的的轉動和鏡頭頭的動作，甚甚至可能認為為此解碼器有有故障。SP8060、SSP80600O解碼器具有有自檢功能，即即不需遠端主主機的控制，直直接在解碼器器上操作撥碼碼開關，此測測試云臺及電電動鏡頭的工工作是否正常常來判斷連線線是否正確，同同時鏡頭電壓壓可在6V、8V、10V、12V之間進行選選擇，以適應應不同的鏡頭頭電源。RS-485收發器報警探頭接口云臺控制繼電器組數據譯碼CPU電源繼電器組繼電器組鏡頭控制輔助控制報警探頭控制量輸出通訊指示燈去主機SP8060系列列解碼器的通通訊指示燈，當當通訊正確時時，指示燈閃閃亮，這樣，就就很容易判斷斷此解碼器RS-485收發器報警探頭接口云臺控制繼電器組數據譯碼CPU電源繼電器組繼電器組鏡頭控制輔助控制報警探頭控制量輸出通訊指示燈去主機圖2-7解碼器的的原理框圖當云臺、鏡頭與解解碼器連接使使用時，必須須根據云臺、鏡鏡頭的工作電電源來選擇解解碼器的端子子，滿足要求求。否則很容容易造成云臺臺、鏡頭的損損壞。圖2-8解碼器器的接線示意意圖SP8060、SSP80600O解碼器還具具有回傳數據據信號的功能能，因而在實實際應用中可可以將各類報報警探頭等前前端設備直接接接于監控現現場的解碼器器上。報警探探頭發出的報報警信號可在在前端解碼器器內編碼后經經由RS-4885通信總線回回傳到中心控控制端的系統統主機，這樣樣在實際工程程施工中即可可省去從前端端監控現場到到中心控制端端的報警連線線，從而大大大減小施工難難度及復雜程程度，也減少少了工程線纜纜的用量及成成本。第3章系統主機/矩陣切切換系統主機是大中型型電視監控系系統的核心設設備，它通常常是將系統控控制單元與視視頻矩陣切換換器集成為一一體，簡稱系系統主機，而而系統主機的的核心部件則則為微處理器器（CPU）。常用的的微處理器有有Inter公司的8031、89C51、華邦公司司的78E58。系統主機的主要任任務是實現多多路視/音頻信號的的選擇切換（輸輸出到指定的的監視器或錄錄像機）并在在視頻信號上上疊加時間、日日期、視頻輸輸入號及標題題、監視狀態態等重要信息息在監視器上上顯示，并通通過通信線對對指定地址的的前端設備（云云臺、電動鏡鏡頭、雨刷、照照明燈或攝像像機電源等）進進行各種控制制。工作中，微處理通通過掃描通信信端口是否由由控制面板、主主控鍵盤、副副控鍵盤、報報警接口箱、多多媒體傳來的的控制指令，還還會掃描主機機本身報警接接口板是否有有報警輸出。當當控制面板或或控制鍵盤上上有鍵被按下下時，微處理理器可正確判判斷該按鍵的的功能含義，并并向相應控制制電路發出控控制指令信號號。例如，向向視頻矩陣切切換器中的多多路模擬開關關芯片發出88-4-2--1選通碼使其其選通指定通通道攝像機的的視頻信號輸輸入，同時在在該路視頻信信號上疊加字字符，然后將將該路輸入信信號在指定的的輸出口輸出出、顯示。如如系統主機同同時含有內置置（或外掛）音音頻矩陣切換換器，則同樣樣的控制碼還還可將選定攝攝像機外所對對應的監聽頭頭的聲音信號號一并選不定定，并送到與與上述視頻輸輸出通道編號號相同的音頻頻矩陣輸出端端口，使視頻頻信號與音頻頻信號同步切切換。如果控控制鍵盤發出出的是對于前前端設備的控控制指令（含含有地址碼信信息），則該該指令經編碼碼后通過雙絞絞線傳送到遠遠端指定地址址的解碼器。解解碼器經過通通信接口芯片片收到系統主主機傳來的控控制指令后對對其進行解碼碼，解出主控控端的命令，使使解碼器內的的相應繼電器器吸合，輸出出相應的控制制信號（電壓壓量或開關量量）至指定的的外接設備，使使外接設備做做與主控端指指令相符合的的動作。這些些受控的外接接設備包括云云臺、電動三三可變鏡頭、室室外防護罩的的雨刮器及除除霜器、攝像像機的電源、紅紅外燈或其他他可控制設備備。系統主機機主要型號有有SP80000、SP82000、SP83000系列。報警接口箱、多媒媒體將報警信信號控制指令令通過RS-4885通訊線回傳傳到系統主機機，因此系統統主機在掃描描通信端口時時不僅要判斷斷是否有分控控鍵盤的控制制指令，還要要判斷是否有有報警接口箱箱送來的報警警信息，如有有則聯動該現現場圖像的切切換。并把報報警信息傳送送給多媒體。3.1SP88000、SP82000系列該系列有OSDConnScreeenDissplay菜單設置，通通控制面板或或鍵盤的編程程鎖可發進入入菜單，在菜菜單中可以進進行下列設置置：系統設置置，監視器設設置、攝像機機設置、鍵盤盤設置、報警警設置、權限限設置。它們們的結構及功功能如下：3.1.1系統設置時間日期：進入此此項可設置年年、月、日、時時、分、秒。程序切換：就是預預先設置好攝攝像機切換隊隊列，在隊列列中攝像機號號，停留時間間、預置號，輔輔助功能可設設置，。同時時整個系統可可以設置32個隊列，每每個隊列可設設置32個攝像機。這這樣就可以通通過鍵盤直接接在某一監視視器上調年任任意隊列。同步切換：將一組組攝像機畫面面順序切地換換到一組連續續的監視器上上顯示。群組切換：將一組組同步隊列攝攝像機畫面順順序地切換到到一組同步隊隊列的監視器器上顯示。這這功能實際上上就是調用多多個同步切換換。語言設置：支持中中文、英文兩兩種語言。這這兩種語言可可進行選擇。系統復位：使整個個系統重新回回到出廠狀態態。進行后用用戶設置的數數據將全部丟丟失。3.1.2監視器設置置選擇攝像機標題、系系統時間日期期、當前狀態態信息是否要要在該監視器器上顯示。3.1.3攝像機設置置系統可通過標準區區位碼選擇字字符來輸入攝攝像機的標題題。系統內置置二級16x16點陣的的漢字庫及圖圖標。3.1.4鍵盤設置鍵盤密碼：整個系系統可帶16個鍵盤，而而每個鍵盤操操作的權力等等級均可設置置，總共有16級，高優先先級的鍵盤優優先于低優先先級鍵盤操作作。密碼由用用戶通過自己己的鍵盤輸入入密碼，用戶戶必須要記住住此密碼。因因鍵盤登錄主主機時，必須須要輸入密碼碼，如密碼不不對，不能登登錄。如果密密碼忘記了，可可以進入菜單單項進行查看看。設置記錄：進入此此項可查詢最最近32次進入菜單單的操作員以以及時間日期期。3.1.5報警設置自動設防：可以設設置哪一個報報警點在什么么時間自動布布上防，在什什么時間自動動撤防。時間間是按24小時制計算算。報警輸出：將多個個報警控測器器與多個攝像像機、監視器器進行關聯設設置，當發現現報警時，系系統主機就會會把關聯的攝攝像機畫面切切換到關聯的的監視器上，啟啟動與攝像機機相對應的解解碼器的輔助助功能。設防狀態：查看報報警探測器在在什么時候設設防和撤防，不不能設置。報警記錄：記錄了了最近發生的的32個報警事件件，包括報警警點號碼、報報警發生的時時間日期。3.1.6權權限鍵盤/監視器權限：通過過設置，可以以權限哪些鍵鍵盤，只能訪訪問哪些監視視器，也就是是有些操作用用戶不能看某某監視器的圖圖像。鍵盤/攝像機權限：就是是鍵盤不能調調看己被它權權限的攝像機機，同時也不不能操作相對對應的前端設設備（如解碼碼器）。鍵盤/攝像機控制權限：：鍵盤能調調調看己被它權權限的攝像機機圖像，但不不能操作相對對應的前端設設備（如解碼碼器）。監視器/攝像機權權限：監視器器只能觀看允允許它看到的的攝像機畫面面。如果建立立了這種權限限關系，鍵盤盤就不能把攝攝像機調用到到那個監視器器上。鍵盤/警點權限：就是鍵鍵盤不能設、撤撤防于己被它它權限的報警警探測器。3.2控制部分由圖3-1可見，系統統主機的控制制部分主要由由微處理器CPU1、CPU2及周邊設備備組成，其中中微處理器CPU1是系統的核核心，它不斷斷地對主控制制鍵盤、通訊訊接口及報警警控制單元進進行掃描，查查詢本地及遠遠端控制鍵盤盤是否有鍵按按下。如果有有鍵按下，CPU1會正確解釋釋該按鍵的含含義，并發出出指令控制相相應設備的動動作；CPU1與CPU2通過雙口RAM不斷地交換換數據，CPU1把要顯示的的時間、日期期及字符交給給CPU2去完成，CPU2根據要求從從字符圖形存存儲器讀出字字符送到視頻頻輸出模塊去去顯示。如果果報警控制電電路接收到報報警信號，CPU則根據報警警探測器的端端口號將對應應于該端口號號的攝像機畫畫面切換到主主輸出監視器器其他指定的的監視器上，同同時將報警信信號送到其他他外設。字符疊加字符疊加CPURS-485收發器報警檢測控制面板音頻矩陣切換視頻信號輸出音頻信號輸出外設接口：解碼器、報警接口箱、主、副控鍵盤、多媒體等音頻信號輸入報警輸入視頻矩陣切換視頻信號輸入………………RS-232畫面分割器圖3-1集成監系系統的工作原原理3.3視音頻頻矩陣切換部部分由圖可見，視頻信信號經驅動電電路，提高帶帶負載能力后后，直接輸入入到矩陣交叉叉的電子開關關，控制部分分根據控制面面板或鍵盤的的指令輸出選選通碼到矩陣陣交叉電子開開關，使其選選通指定通道道攝像機的視視頻信號輸入入到指定的輸輸出口。矩陣交叉電子開關關是視音頻矩矩陣切換部分分的核心部件件，是由16個輸入口、8個輸出口及及控制部分組組成，型號為為MT88116，任意一個個輸入口的信信號可輸出到到任意一個輸輸出口上。圖圖3-2示出了“8入4出”矩陣切換方方式示意圖。1234567812345678視頻輸入1234視頻輸出此交叉點閉合圖3-2“8入44出”矩陣切換方方式示意圖由圖3-2可以看出，矩矩陣切換方式式是由多條視視頻輸入子線線與多條視頻頻輸出母線構構成的，所有有子母線的交交點均可由開開關控制。因因此，每一條條視頻母線都都是一個“N選1”的開關排，母母線上的每一一個交叉點就就是一個開關關。當某一子子母交叉點接接通時，該交交叉點對應著著的視頻輸入入信號（由子子線輸入）就就被切換到視視頻母線的輸輸出端。視圖圖中第3行第6列處的交叉叉點閉合，則則可把第6路視頻輸入入信號切換到到第3路輸出端口口上。上述切切換方式中，同同一母線上的的各子母交叉叉點可以按一一定的次序依依次閉合，但但不能同時閉閉合。因而上上述切換方式式可以將任意意一路或多路路輸入視頻信信號以一定的的次序輸出在在任意一路輸輸出端口上。由于圖3-2中的的各交叉點排排成了一個8*4的矩陣（一一般為M*N矩陣），故故此種切換器器被形象地稱稱為矩陣切換換器。3.4通信部部分系統主機與分控鍵鍵盤、解碼器器、報警接口口箱等之間的的通信采用RS-4885通訊方式。RS—485通信方式是是目前國內廠廠家應用比較較多的一種編編碼通信方式式。使用的芯芯片主要是MAXIM公司的MAX14487以及TI公司（TexasInstrrumentts）的SN751176、SN65KKBC1844和SN75LLBC1844等。實際上，MAXIIM公司的RS-4885通信IC系列包括有有多個系列的的幾十種芯片片，例如有+5V供電和+3V供電系列以以及可邏輯選選擇全雙工/半雙工系列列等。由于MAX4887和MAX14487允許在通信信總線上并接接128片同樣芯片片，使得該主主機最多可以以掛接128個解碼器，滿滿足了一般中中型監控系統統的需要。RS-485通信信芯片可以有有全雙工通信信或半雙工通通信兩種工作作方式，其中中全雙工通信信需要4根通信線（兩兩對雙絞線）。MAX487和MAX1487均為半雙工通信方式，可以在同一對雙絞線上分時完成雙向通信（芯片要么處于發送數據狀態，要么處于接收芯片狀態）。該芯片采用單一5V電源供電，可接受–7~+12V信號輸入電平。圖3-3示出MAX487和MAX1487的結構及典型工作電路。MAX487MAX487MAX1487DEDERERODIRDRtRtBARERODIDEVccGNDAB6785DR4321RERODIRDRtRtBARERODIDEVccGNDAB6785DR4321圖3-3MAXX487和MAX14487的結構及典典型工作電路路RS—485接收器的單單位輸入阻抗抗為12kΩ,總線上最多多可以帶32個芯片，而MAX4887和MAX14487采用了1/4單位負載，即即48KΩ，因此總線線上的最大負負載數量增加加為原來的4倍，達128個芯片。表3-1與表3-22分別列出了MAX4887與MAX14487芯片的發射射與接收真值值表，由此表表可以看出，只只有RE為高電平“1”及DE為低電平“0”這兩個條件件同時滿足時時，器件才關關閉，此時器器件消耗電流流僅為0.1μA。表3-1發射真真值表輸入輸出REDEDIZ（B）Y（A）×1101×101000×高阻高阻10×關閉關閉表3-2接收真真值表輸入輸出REDEA-BR000≥＋0.2V100≤－0.2V000輸入開路110×關閉RODIREBADRDERODIREBADRDERt120ΩDRDEDIROREDRDEDIRORERt120ΩBABARS—485通信的標準準通信長度約約為1.2kkm，如增加加雙絞線的線線徑，則通信信長度還可延延長。實際應應用中，用RVV-2//1.0的兩兩芯護套線作作通信線，其其通信長度可可達2km以上。但但是，當RS—485通信線的長長度再長時，一一般就需要使使用中繼器了了，它可以將RODIREBADRDERODIREBADRDERt120ΩDRDEDIROREDRDEDIRORERt120ΩBABA圖3-4MAXX487和MAX14487的典型網絡絡應用圖3-4示出了MAAX487和MAX14487的典型網絡絡應用，整個個網絡上最多多可以并接128個同樣的芯芯片。需要注注意的是，為為減小反射，線線路兩終端要要接上120Ω的匹配電阻阻。在實際電視監控工工程調試過程程中，有時可可能會出現系系統控制“時有時無”的現象，表表現為受控的的云臺或電動動鏡頭有時可可正常動作，有有時則不能（或或延時）動作作，或是動作作之后停不住住，這些現象象大都是因監監控系統的RS—485通信不良所所造成。其原原因可解釋為為：由于系統統通信不良，當當在中心端持持續按住控制制鍵盤上的控控制按鈕或操操縱桿使系統統主機連續地地發出控制指指令碼時，前前端解碼器不不一定全部即即刻收到，但但隨后也可能能會收到一個個正確的控制制指令碼，于于是解碼器解解出該碼的含含義，使云臺臺或電動鏡頭頭動作；但是是當中心端的的控制操作完完成后，前端端解碼器又不不能馬上收到到停止動作的的指令，因此此繼續剛才的的動作，直到到偶爾又收到到一個停止操操作的控制指指令碼后才停停止動作。要找出上述故障的的原因可以有有幾種方法：：在確認接線線無誤、線路路無誤的情況況下，首先檢檢查解碼器上上的RS—485通信終端匹匹配電阻（最最遠端為120Ω端接，其余余不接，實際際工程中也遇遇到過全不接接終端電阻的的效果最好）。或或者用萬用表表測量單個通通信芯片的端端腳直流電阻阻R0及整個系統統的通信端口口直流電阻R2，并與理論論計算值進行行比較（R2=R0/n，其中n為整個系統統中所并接的的解碼器的數數量），如果果差異過大則則可認定是通通信芯片的問問題，并通過過逐點排除找找到有問題的的芯片。如果果通信線路有有很多支路，可可以斷開支路路來判斷通信信故障的大概概范圍。3.5控制鍵鍵盤控制鍵盤是集成監監控系統中必必不可少的設設備，對于攝攝像機畫面的的選擇切換、對對于云臺及電電動鏡頭的全全方位控制、對對于室外防護護罩的雨刷及及輔助照明燈燈的控制等必必須通過對控控制鍵盤的操操作來實現。SP8000、SSP83000系列都自帶帶控制鍵盤（直直接裝于面板板上），SP82000主機的控制制鍵盤是外置置的，它通過過通信線與系系統主機相連連。在控制鍵盤上一般般有很多數字字鍵及功能鍵鍵，其中數字字鍵用于選擇擇攝像機輸入入及監視器輸輸出，功能鍵鍵則用于對選選定的前端設設備進行各種種控制操作，面面板鍵盤、主主控鍵盤允許許對系統進行行編程設置。在在控制鍵盤上上通常還設有LED顯示屏或液液晶顯示屏，用用于顯示控制制指令或系統統內各監視點點的工作狀態態。一個系統只有一個個主控鍵盤，但但可以有若干干分控鍵盤，其其中分控鍵盤盤往往是放置置于各主管領領導的辦公室室內，用于對對整個電視監監控系統進行行遠端控制操操作。SP8050、SSP80555控制鍵盤實實際上也是一一個單片機應應用系統，內內含單片機、程程序存儲器、控控制數據編碼碼器、數據收收發器及狀態態顯示驅動器器等。它通過過通信線向系系統主機發送送指令。控制制鍵盤都是通通過兩芯、三三芯或四芯屏屏蔽線以RS-4885通信方式與與主機相連。圖3-5示出了SP8055、SP8000、SP8200外形尺寸圖。圖3-5SP80555、SP80000、SP82000外形尺寸圖圖SP8050、SSP80555還具有單機機工作模式，也也就是脫離系系統主機工作作。可以單獨獨控制SP系列解碼器器，還可以與與SP20000系列切換器器及畫面分割割器組成類似似于系統主機機的小型監控控系統。通過過鍵盤操作可可以控制切換換器的視頻切切換及實現畫畫面分割器面面板按鍵的功功能。第4章云臺鏡頭控制器在不配系統主機的的小型電視監監控系統中，如如果前端攝像像