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张新房文说智能化-如何建设智能化系统...

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sonier 发布于: 2004-5-2 16:46 31115 次浏览 112 位用户参与讨论
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论文一:如何选择家庭智能终端

Sonier Zhang
星级家园 http://card.vip.sina.com  2004-05-02

[摘要]
本文对家庭智能终端进行了较详细的市场分析、功能分析和投资成本分析。内容包括家庭智能终端有哪些主流产品、具有哪些功能,以及发展商如何选用适合的终端。同时作者对各个厂家的产品进行了优缺点描述。

[关键词] 智能化小区 智能化系统 家庭智能终端 控制器

1 概述

随着人们经济生活的提高、科学技术的进步、信息技术的普及和应用,目前在沿海、发达地区所新建的住宅小区,在不同程度上都建设了智能化系统。而家庭智能终端作为智能化系统的重要组成部分被广大发展商所接受。但是市面上的家庭智能终端有哪些、具有什么样的功能、价格怎么样却一直困扰着发展商和集成商。本文试图通过这样几个方面对家庭智能终端进行一些浅述,希望对大家能够有所帮助。

2 家庭智能终端的产生与发展

智能化小区的出现是在九十年代,笔者认为到目前经历了以下几个阶段:

初级阶段:强调小区的安防,发展商普遍建设闭路监控系统、非可视对讲系统、周界防范系统和停车场系统,对加强小区的居住安全性,起了很大的促进作用,减少了人力和物力;
发展阶段:加强小区的安防,除初级阶段外建设的系统,还考虑了门禁系统、巡更系统、家庭安防系统。对以前所建设的系统也进行了加强,比如非可视对讲系统升级为可视对讲系统、可视对讲系统再升级为带安防功能的可视对讲系统,停车场系统增加了非接触刷卡系统和图像对比系统、加强了车辆的安全性;

提升阶段:除了再次加强小区的安防功能外,增加了业主信息获取功能并优化小区居住环境。在这一阶段出现了早期的家庭智能终端,主要作用为安防终端,同时具有简单的信息获取功能(后文有详述);此外发展商为小区普遍建设了综合布线系统、小区局域网系统、物业管理系统、宽带管理系统;为了美化环境还建设了背景音乐系统和小区信息发布系统(LED大屏幕);

高级阶段:这个阶段的智能化系统基本上涵盖了安防、控制、信息获取、宽带管理、物业管理等功能,小区的智能化达到较高水平,所建设的智能化系统也趋于稳定,各家厂商在产品的功能上进行深化和延伸、外观进行美化处理。

随着小区建设的规模越来越大、加强室内安防显得更加重要、管理也越来越困难、人们的对家庭智能化的需求越来越高,加上发展商将智能化作为小区的一个卖点,而智能化系统体现在住宅内的最主要的设备就是家庭智能终端,家庭智能终端随之得到快速的发展,应运而生,借势而起。

家庭智能终端随着小区智能化系统的发展而产生,国内第一代的家庭智能终端出现在90年代后期。最初的功能仅仅是室内安防功能,能够外接门磁、窗磁、红外探头、燃气泄漏器、火灾探测器、紧急按钮、玻璃破碎器等安防设备,基于TCP/IP协议的终端还能够提供数据接口;随着技术的成熟、小区档次的提高,家庭智能终端慢慢增加家电控制功能、远程控制功能、信息获取功能,功能越来越完善。

目前家庭智能终端市场处于战国时代,厂商云集,但家庭智能终端的发展历史不过5年,技术上、外观上均还有很多问题需要处理,加之技术壁垒较低,容易进入,需要大集中、大整合。

3 家庭智能终端的分类

家庭智能终端是指安装在住宅内的、具有安全防范功能、控制功能、信息服务功能的终端设备。有的厂家又把它称作“智能中控器”、有的称作“家庭智能集中控制器”、有的称作“网络数据终端”。

笔者根据家庭智能终端的通信方式,将家庭智能终端分为2种:
1) 基于TCP/IP协议的终端
2) 基于485通信协议的终端
基于TCP/IP协议的终端代表厂商有深圳康帕斯科技发展有限公司的家庭智能集中控制器HSC,朝华数码科技公司的智能中控器;基于485网络的终端代表厂商有深圳易天元网络控制有限公司的智能控制单元EHIU。

4 家庭智能终端的功能

4.1 功能概述

一般的家庭智能终端提供三大功能:智能控制、信息服务和家庭安防监控。智能控制在无线控制的基础上进一步加强,除了包含无线遥控系统的功能并扩大其控制范围和各种控制方式的容量外,还添加远程控制功能;信息服务和家庭安防监控是家庭智能系统新增加的功能,当单独使用家庭智能系统时,这两个功能的应用会受到一定程度的限制。

图1 家庭智能终端功能示意图

4.2 智能控制功能

智能控制实现对家庭设备的轻松控制,包括下列具体功能:集中控制、灯光情景控制、组合控制、条件控制、远程控制。

集中控制
把家庭中所有遥控器的功能都集中在一个控制器上,使该控制器能够控制家中所有的遥控设备的控制方法。该功能的核心部件为全能遥控器(或智能中控器),通过学习电视机、VCD机、DVD机、功放、空调、遥控照明等多种设备的控制码,全能遥控器(或智能中控器)可以控制家庭中的所有遥控设备,从而无须再使用多个遥控器控制家用电器。

灯光情景控制:一键多灯
使用一个键把要控制的所有照明灯调整到指定状态的控制过程。其核心部件为情景遥控器(全能遥控器或智能终端),情景遥控器(全能遥控器或智能终端)学习需要控制照明灯的状态编码,储存起来,当希望把灯光状态调整到已经学习过的状态时,按情景遥控器(全能遥控器或智能终端)上的指定按键,实现对灯光照明的情景控制。

组合控制
把任意几种家电设备的单独功能组合起来作为一个功能,实现一键对多个设备联动的控制方法。该功能的核心部件为全能遥控器(或智能终端),通过把学习到的其他设备的单独功能组合在一起,以单键实现多个设备的功能。

条件控制
指根据设定条件,控制一种或几种家电设备的动作的控制方式。该功能的核心部件为全能遥控器(或智能中控器),可设定条件为时间和居室温度,在全能遥控器(或智能中控器)上设置控制条件,当系统监测到的条件满足设定要求时,全能遥控器(或智能中控器)发出信号,控制选定设备完成设置的功能。

远程控制
通过拨打家中的电话或登陆Internet,实现对家庭的所有家用电器、灯光、电源的远程控制。该功能的核心部件为智能中控器,通过电话或Internet,把控制信号发送到智能中控器,智能中控器控制电器完成动作。

4.3 安防监控
安防监控的主要对象为家庭安全,主要包括以下功能:可视对讲、安防报警、远程报警和紧急求助。

可视对讲
目前大部分家庭智能终端趋向于集成可视对讲,但存在的普遍问题时家庭智能终端生产厂商往往绑定一家公司的产品,即选择这家的终端就必须选择对应的可视对讲系统,给设计和兼容带来问题。建议发展商根据实际需要选用。

安防报警
包括防盗报警、火灾报警和煤气泄露报警。所有安防报警器都连接到家庭智能终端,安防传感器具有有线和无线两种接入方式。当发生警报时,家庭智能终端把警情送往小区监控服务器,并根据设置进行下列操作:启动警铃和联动设备、拨打设定的报警电话。

紧急呼叫
事先在智能终端上设定几个紧急呼叫电话号码,当需要紧急救助时,直接按下紧急呼叫按钮,智能中控器拨打预先设定的求救电话。

远程撤布防
通过电话和网络改变家庭安防系统的布防状态。

4.4 信息服务
信息服务包括以下内容:信息浏览、语音留言、远程抄表和便民服务

信息浏览(小区服务器提供相关信息)
小区可以发布多种信息,包括小区信息、时事新闻、金融信息、天气预报等内容,以方便住户及时了解各种信息。信息由管理人员在小区服务器发布,信息通过智能终端阅读。

短信功能
住户可以通过登陆远程控制网站或者使用智能终端应用软件,向家人或朋友发短信,实现信息共享,信息通过智能终端阅读

语音留言
用户可以在智能终端上留言,问候家人或向家人提供信息;同时,为来访客人提供语音留言服务。

三表查询(结合小区住户管理程序使用)
用户可以通过智能终端查询家庭水、电、煤气和其他类似用品的用量和费用。

便民服务(小区服务器提供相关信息)
由管理人员在小区服务器发布小区及附近的商业信息和服务信息,住户通过智能终端了解信息,选择自己需要的商品或服务。

5 主流家庭智能终端介绍

篇幅所限,在本文主要介绍3家公司的家庭智能终端,分别是:

5.1 朝华数码科技有限公司的智能中控器

5.1.1 朝华数码科技有限公司简介

朝华数码科技有限公司(www.zarva.com)属朝华科技(集团)股份有限公司的全资子公司。业务涵盖智能家居、MP3、数码相机等业务,致力为消费者提供智能家居产品及丰富多变的数码产品,并以产品为依托向消费者提供相关领域的解决方案及应用服务。

5.1.2 智能中控器简介

朝华数码的智能中控器分为3大系列:500系列、300系列、200系列。500系列涵盖上文所述所有功能,300系列具有可视对讲(可选)、安防功能(最多16防区)和简单控制功能,200系列具有安防和控制功能。

500系列组成原理如图2所示:

图2 智能中控器组成及功能示意图
500系列实物控制示意图如图3所示:

图3 集中控制器控制示意图



5.1.3 产品评析
朝华数码的500系列功能非常强大,适合于高档住宅小区。具有控制、安防监控、信息服务功能,支持遥控控制。缺点是集成的中山泛达的对讲系统不可更改为其他品牌,同时早期的500系统仅具有4个防区。建设1套2居室的住宅需要6000-10000元
300系列大大降低了设备的成本,增强了安防功能,防区扩展到16个,对讲系统可集成视得安或者中山泛达的产品,可选余地大,缺点是外观需要美华。
200系列适合中低档楼盘使用,外观设计精美,具有有线10防区,支持电话不撤防,可和美国X10产品兼容,可控制照明及家电。缺点是不能集成可视对讲产品。

5.2 深圳市康帕斯科技发展有限公司的集中控制器

5.2.1 深圳市康帕斯科技发展有限公司简介

深圳市康帕斯科技发展有限公司(www.compasstech.com.cn)成立于1998年,是一家集网络通信技术的研发、应用及系统集成于一体的民营高科技企业。总部设立于深圳市,在上海、广州、武汉、成都、郑州、福州等重点城市均设有分支机构。

5.2.2 家庭集中控制器简介

HSC-03家庭智能集中控制系统是智能小区的核心组成部分,它是由智能小区监控中心、家庭智能集中控制器(HSC-02)、数字三表、各种安防传感器、智能家电及网络通讯系统与物业管理、监控系统、小区网页等系统软件组成。

家庭智能集中控制系统所能实现的功能

三表自动抄送
自动计量,自动抄送。HSC自动收集三表数据并发送到小区管理中心,自动统计用户三表使用量并自动计费,方便准确。

家庭安防
自动监测,自动报警,远程设防,远程监视、监测,无线布撤防。HSC通过线路连接各种安全传感器(红外探测、烟感探头、门磁报警、燃气探头、玻璃破碎、紧急呼叫按钮、警铃警灯、网络数字录像机等),做到防盗、防火、防煤气泄漏,紧急求助。一旦有意外发生,能迅速上报小区管理中心;同时接通住户主人的电话向您通知家庭警报;也可通过无线遥控家庭布撤防;电话远程布撤防;网上远程布撤防;网上远程监视居室、自动监视自动报警等。

家电控制
远程开启、关闭家电。在远程通过电话、互联网等方式控制家中各种电器,如电视、音响、空调、窗帘、冰箱、烤箱、电热水器、照明、水电气阀门等。

信息服务
享受宽带网带来的乐趣。通过网络与小区及外部世界连接,让您在家中就可以享受宽带上网、信息浏览、电子邮件、网上订票、网上购物、视频点播、远程教育、远程医疗等各种增值信息服务。

康帕斯集中控制器的组成及原理如图4所示:

图4 HSC-02家庭智能小区系统结构图

5.2.3 产品评析
该产品主控面板设计小巧、精美,每台主机可接2个面板适合复式结构,中控器信息输入端口多达28个,可满足几乎所有户型的要求,主机交换机模式设计,易于安装和调试。缺点主机与面板分离,主机箱不易设置放置位置。每户投资大约在2000元以内。

5.3深圳易天元网络控制有限公司的智能控制单元

5.3.1 深圳易天元网络控制有限公司简介

深圳易天元网络控制有限公司(www.etynet.com)是中外合资经营企业,成立于2001年5月。自2000年10月起,由自动控制专家、留学归国人员董世杰博士主持,研究、开发、生产ETY2000家庭与小区智能化系统。该系统产品追踪国际流行的"智能家居"理念,同时针对大型住宅小区开发建设的国情,率先将先进的工业控制网络技术和嵌入式软件技术引入智能小区,确保了系统的实时、稳定、安全运行和系统的可扩展性。

5.3.2 智能控制单元简介

由于采用从国外引进的先进嵌入式软件和多枚国际首创的专利控制芯片,ETY2000家庭智能单元EHIU成功地融合了多项实用的智能家居功能,成为目前市场上最先进的智能家庭主机。

与普通的可编程控制器PLC不同,EHIU不是简单地提供DI/DO, AI/AO等功能,而是针对家庭生活的特殊需求,预置嵌入式程序,实现安防、家电控制、抄表、信息广播等特定的功能,并提供多种人性化的操作方式,例如互联网、电话、无线RF、汉字显示键盘等等,同时,ETY2000/EHIU设计的一个原则是:能适应各类家电的控制,而又不影响原有电器开关和控制器的使用。

在控制家用电器的种类和方式方面,ETY2000/EHIU可以控制各类家电,由于内置了红外线控制码学习功能,从而实现了对空调等红外线控制类电器的开关控制。

具有如下功能

安防功能
ETY2000家庭智能单元主机EHIU的安防报警信息通过小区控制网络实时传输至小区安防监控中心,小区安防监控中心电脑发出声光报警,显示住户信息和报警信息,这些信息和处理结果自动存入安防管理数据库以备翻查。报警管理电脑显示的电子户型图和防区分布图方便保安员迅速确定报警点和处理报警事件。
家庭智能单元内嵌的报警确认逻辑,可以有效删除误报警,降低系统误报率。

家电自动化
ETY2000家庭智能化系统使住户可以通过以下方式对空调和灯光等家用电器进行控制,可以大大提高家居的舒适程度:
 互联网浏览器控制家电(需要小区有一台电脑上网,并有固定IP地址),体验真正的e 家居生活方式;
 电话、手机远程控制家电。业主直拨家庭电话,根据语音提示控制家电,方便、快捷、实用。
 室内智能显示键盘控制家电。快捷键控制方式与跟随式汉字提示相结合,大大提高了生活的便利性。在别墅和复式住宅,在客厅和二楼主人房各安装一个智能显示键盘,对楼梯、走廊、卧室和客厅的灯光,主人房和客厅的空调等电器进行上下楼控制,可大大方便主人的日常生活。
 无线遥控器控制家电,同样可以大大提高生活的便利。

抄表
通过联网的抄表系统和抄表软件进行四表集中抄收,免除上门抄表,使物业管理更加文明,提高管理的效率。

信息广播
小区管理中心将管理电脑的留言板功能,将管理信息、各类通知发送至家庭智能单元主机,住户在家庭智能显示键盘上阅读。

智能控制单元组成如图5所示:

图5 智能控制单元组成图

5.3.3 产品评析
由于采用的485总线格式,不会受制于楼内宽带网的建设的情况,有的楼盘由专业公司投资运营宽带网,经常不给智能化系统集成商提供接口,使得家庭终端无法使用。产品设计外观精美。缺点是采用485网络技术,如果建设了局域网则会出现资源浪费的现象。

6 如何选择适合的家庭智能终端

那么对于发展商来说,到底建设怎么样的家庭智能终端才适合自己的楼盘,那要根据实际情况。

如果小区家庭安防防区少于8个,不需要家电控制功能,则采用可视对讲系统实现即可,先进的可视对讲具有信息发布、留言、留影功能,也可满足基本需要。

如果家庭安防防区大于8个,或者需要家电控制、远程控制、更多的信息获取、存储功能,建议建设家庭智能终端,同时发展商要根据小区的实际情况选用基于TCP/IP的家庭智能终端还是基于485网络技术的终端,同时根据实际需要选用自己需要的功能。

家庭智能终端投资从1000元到10000元不等,相信每位发展商都会寻找到自己需要的家庭智能终端。

笔者在此用两个发展商建设理念作为本文的结束。同在广州市房地产发展商前十强的保利房地产股份有限公司和广州恒大实业集团有限公司在建设智能化系统各有侧重点:

保利房地产强调小区的安全性、高档性,在新建楼盘中多考虑建设家庭智能终端,大大的加强了小区的安全性和科技含量,楼盘售价也较其他楼盘高,平均每户在家庭智能终端系统的投资为2500元左右;

恒大房地产强调小区的实用性和低成本,在楼盘建设智能化系统时多采用可视对讲系统来实现安防功能,投资成本低,楼盘售价也较低。

在沿海及发达地区,家庭智能终端越来越多的受到发展商的认可和接受,希望中国的家庭智能终端成熟起来,将国外产品拒之于门外,加强自己的竞争力,为我们的国家做点贡献。

注:
1. 本文所描述的内容仅代表作者观点,如和产品/厂家的实际有出入,以实际情况为准,同时欢迎厂家和读者批评、指正。
2. 本文发表于《国际智能建筑》,2003年9月,P54~P58;
3. 现在朝华数码已经放弃智能终端业务,之所以仍然录入该产品,因为该产品设计理念非常好。

[此贴子已经被作者于2007-4-14 13:15:58编辑过]

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sonier 发表于 2004-5-23 15:41:00

闭路电视监控系统浅析
How to design CCTV system

广东互维科技有限公司 张新房
文章来源  http://card.vip.sina.com

摘要:闭路电视监控系统目前被广泛应用于国民经济的各个行业,属于安全防范系统的重要组成部分,应用范围广、技术成熟。随着数字化技术的发展,闭路监控系统也出现了一些新的产品和新的发展趋势,本文是对闭路监控系统设计的浅析。

关键词:闭路监控、硬盘录像机、安全防范系统
Keyword: Closed-circuit television, Digital Video Recorder, Safe System

1 概述

      闭路电视监控系统作为安全防范系统的重要组成部分,具有事前预警,事后防范的功能,通过与周界防范系统和门禁等安防系统的联动,可获取更好的效果。
      因为闭路电视监控系统的重要性,被广泛应用于银行、高速公路、机场、小区、大厦、学校、医院、家庭等场所。本文侧重于小区和大厦闭路电视监控系统的建设。

2 系统组成
      闭路监控系统一般由三部分组成:前端设备、传输部分、后端设备。

2.1 前端设备
      前端设备主要包括摄像机、镜头、防护罩、支架、立柱、云台、解码器(也可以归入后端)、变压器、后备电源(也可以归入后端)。
      前端设备的合理选型会直接影响到系统的效果,尤其是摄像机的合理配置,要能够因地制宜。在后文有详述。

2.2 传输部分
      传输部分主要包括视频线、云台控制线和电源线。
      视频线可以选用同轴电缆(距离在1000米以内)或光缆(距离超过1000米),如选用同轴电缆,距离超过350米(大约值),还需要增加视频放大器;如选用光缆,前端设备增加光发射机,后端设备增加光接收机。

2.3 后端设备
       后端设备主要包括矩阵、画面处理器、硬盘录像机、普通录像机、监视器、显示器、云台控制器、大型不间断电源,电视墙、操作台等设备。
      后端画面处理设备可以任选矩阵、画面处理器、硬盘录像机,也可以混排,区别在后文有详述。显示设备最少需要电视墙,也可以电视墙结合显示器,录像设备目前多采用硬盘录像机,传统的录像带已被逐渐代替。

3 系统设计
本文将根据闭路电视监控系统的组成来讨论如何设计。

3.1 前端

3.1.1 摄像机的选择

CCD摄像机大致可分为下列几大类:

1.依成像色彩划分
依成像色彩划分为:

彩色摄像机:适用于景物细部辨别,如辨别衣着或景物的颜色。因有颜色而使信息量增大,信息量一般认为是黑白摄像机的10倍;及
黑白摄像机:是用于光线不足地区及夜间无法安装照明设备的地区,在仅监视景物的位置或移动时,可选用分辨率通常高于彩色摄像机的黑白摄像机。
现在的闭路监控系统逐渐用彩色代替黑白摄像机,尤其是在数字化系统中,笔者建议如果资金充足的话,彩色的系统整体效果好,有利于宣传和图像识别。

2. 依摄像机分辨率划分

按照摄像机的分辨率划分为:
影像像素在25万像素(pixel)左右、彩色分辨率为330线、黑白分辨率400线左右的低档型;
影像像素在25万~38万之间、彩色分辨率为420线、黑白分辨率在500线上下的中档型;及
影像在38万点以上、彩色分辨率大于或等于480线、黑白分辨率,600线以上的高分辨率。
在闭路监控系统中,大多数系统选用420线以上的摄像机,如果需要清晰的无闪烁的画面质量,建议采用480线以上的摄像机。

3. 依摄像机灵敏度划分

按照摄像机的灵敏度划分为:
普通型:正常工作所需照度为1~31x;
月光型:正常工作所需照度为0.1x左右;
星光型:正常工作所需照度为0.01x以下;及
红外照明型:原则上可以为零照度,采用红外光源成像。
照度的选择对闭路监控系统来说非常重要,普通型摄像机用于白天和照度较高的地方,月光型摄像机用于照度不高但光线较好的地方(比如晚上有高照度的路灯),星光型摄像机用于有路灯或光源但光线较暗的场所,红外照明型摄像机用于无光源或照度非常低的场所。

4. 按摄像元件的CCD靶面的大小划分

lin靶面尺寸为宽12.7mmX高9.6mm,对角线16mm;
2/3in靶面尺寸为宽8.8mmX高6.6mm,对角线11mm;
1/2in靶面尺寸为宽6.4mmX高4.8mm,对角线8mm;
1/3in靶面尺寸为宽4.8mmX高3.6mm,对角线6mm;
1/4in靶面尺寸为宽3.2mmX高2.4mm,对角线4mm;及
1/5in正在开发之中,尚未推出正式产品。

       目前可随意配置镜头的摄像机多选用1/3”in CCD的摄像机,一些一体化半球、高速球及部分摄像机采用其他尺寸的CCD。

5. 按照制式划分

按照制式划分为:
PAL制式:大多数欧洲国家、澳洲以及中美和南美部份地区,采用的是逐行倒相制式(PAL)标准,每秒25个画面,625行。我国采用的是此种标准;及
NTSC制式:全国电视系统委员会 (NTSC) 为美国、加拿大、日本以及中美和南美部份地区的商业电视广播制定标准时,规定每秒30个画面,显示525行。
我国采用的是PAL制式,但市面上大部分摄像机均支持PAL/NTSL制式两种,可随意选用。

3.1.2 镜头的选择

1. 镜头的种类

镜头按照应用场合分为:
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,焦距越长则成像越大;及
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。
一般来说,选用标准镜头,特别场合根据实际情况选用其他镜头,在配置云台的摄像机多配置变焦镜头,在电梯内采用针孔镜头。

2. 被摄物体的大小、距离与焦距的关系

假设被摄物体的宽度和高度分别为W、H,被摄物体与镜头间的距离为L,镜头的焦距为F。

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,镜光实际有效的有效孔径为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

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。根据环境江照的变化,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;及
无光圈:即定光圈,其通光量是固定不变的。主要用于光源恒定或摄像机自带电子快门的情况。
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、十售变焦。

三可变和二可变镜头

三可变镜头:可调焦距、调聚焦、调光圈。
二可变镜头:可调焦调、调聚焦、自动光圈。

5. 先配镜头原则

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:
被摄物体的大小;
被摄物体的细节尺寸;
物距;
焦距;
CCD摄像机靶面的尺寸;及
镜头及摄像系统的分辨率。

3.1.3 摄像机护罩

      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:

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;及
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。

3.1.4 云台

云台是安装、固定摄像机的支撑设备,它分为固定和电动云台两种:

固定云台适用于监视范围不大的情况,在固定云台上安装好摄像机后可调整摄像机的水平和俯仰的角度,达到最好的工作姿态后只要锁定调整机构就可以了;及
电动云台适用于对大范围进行扫描监视,它可以扩大摄像机的监视范围。电动云台高速姿态是由两台执行电动机来实现,电动机接受来自控制器的信号精确地运行定位。在控制信号的作用下,云台上的摄像机既可自动扫描监视区域,也可在监控中心值班人员的操纵下跟踪监视对象。
云台根据其回转的特点可分为只能左右旋转的水平旋转云台和既能左右旋转又能上下旋转的全方位云台。一般来说,水平旋转角度为0˚~350˚,垂直旋转角度为+90˚。恒速云台的水平旋转速度一般在3˚~10˚/s,垂直速度为4˚/s左右。变速云台的水平旋转速度一般在0˚~32˚/s,垂直旋转速度在0˚~16˚/s左右。在一些高速摄像系统中,云台的水平旋转速度高达480˚/s以上,垂直旋转速度在120˚/s以上。

3.2 传输部分

闭路监控系统的传输部分建设的好坏直接关系到整个系统。传输部分主要包括视频线、音频线(大多数项目都不设,本文不讨论)、云台控制线和电源线,当然,管道也是重要构成部分,一般由专业公司来建设弱电管道系统。

传输线要远离强电,如确实无法避免并行或交叉,最少保持30cm的距离,采用屏蔽线。

1. 视频线

视频线的合理选用直接影响后端的显示效果,一般距离在350米以内,可以采用SYV 75-5的同轴电缆,如果干扰较大,可选用SYV 75-7或SYV 75-9的同轴电缆,如果距离超过350米不超过1000米(经验值),建议增加视频放大器。如果距离超过1000米,建议采用光纤传输,当然也可以调制解调器合成几路信号为一路信号传输,采用光纤传输需要增加专用光发射机和光接收机(在高速公路等远程闭路监控系统中应用较广)。

一般来说,小区和大厦的监控距离不超过1000米,故多用同轴75欧姆的电缆,下面就同轴电缆的选择和安装给予说明。

认真选择合适的电缆对于设备是否能达到最佳性能至关重要,一般同轴电缆的阻抗都为75欧姆。

材质

只能使用纯铜芯导线的电缆。不要采用镀铜的铜芯电缆或铝芯电缆,因为它们不能在闭路监控系统所用的整个频段上有效地传输信号。
在不发生弯折的情况下,实心裸铜导线最适于视频应用。如果在正常使用中,弯则无法避免,则应选用绞芯线。
绝缘材料最好是多孔(泡沫)聚乙烯。它比实心的聚乙烯有更好的电气特性,但容易受潮湿影响。因此在潮湿环境的应用中应采用实心聚乙烯绝缘的外部有厚绝缘层的电缆。
屏蔽层必须是覆盖95%以上铜丝编辑层。

安装技巧
不要拉伸电缆或使之过度弯曲。
避免电缆同供热管道和其他热源的接触。即使热量不足以造成对电缆的明显损害,也会使传输特性受到影响。
在电缆必须连续弯曲的场合(如有扫描仪或水平俯仰云台),应使用专门的电缆。这种电缆的芯导线应是多股胶合线。
只使用压接型的BNC连接器。

(未完,待续.......)

[此贴子已经被作者于2007-4-14 13:16:24编辑过]

点评

现在很少模拟摄像头了,采用数字网络监控没有这么繁琐,相比较更先进更便捷,数据写的很长,要去实践了解  发表于 2017-6-30 16:09
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sonier 发表于 2004-5-23 15:42:00

(续上文) 3.3 后端设备 3.3.1 画面处理系统 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: 全压缩图像,数字化处理的彩色/黑白画面分割器; 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; 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; 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; 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); 与标准的SUPER-VHS录像机兼容(有的还具有S-VHS接口); 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; 八个字符的摄像机名称。用户可自己编程设定给每个摄像机最多达八个字符的名称; 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; 设置屏幕菜单编程/调用。编程简单、操作容易,人-机界面友好;及 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。 画面处理器在闭路监控系统的后端中有着非常重要的作用和地位: 画面处理器一般具有一个主端口,用来接大的监视器(比如21”),一个定点监视端口,用来接小的监视器(比如14”);大部分的画面处理器都具有环通的功能,可将所有输入的信号通过环通再输出,便于分别单路监视和录像;画面处理器还具有移动侦测和报警联动功能,实际上就是一个小矩阵。正是有着这些优点,在需要电视墙监视的场所就需要画面处理器,如图1和图2所示。 在采用矩阵的后端录像系统中,矩阵只能输出信号,不能监视(只能通过第三方的电脑显示1路)和录像,而且输出端口不能够同时连接显示器和录像机,只能二选其一,即使通过视频分配器可以同时连接录像机和显示器,数量也是很大的,不经济,故在矩阵的输出端再连接一台或多台画面处理器则可以有效的处理这个问题; 在采用硬盘录像的系统中,人眼在短距离不能同时监视3台以上的显示器,所以一定要通过电视墙才能够实现监视功能,而一般的硬盘录像机不具备直接连接监视器的功能,故也需要画面处理器,然后通过画面处理器配合监视器实现监视功能。 4画面处理器设备连接示意图如图1所示: 图1 四画面处理器连接示意图 十六画面处理器设备连接示意图如图2所示: 图2 十六画面处理器连接示意图 3.3.2 硬盘录像系统 硬盘录像机的基本功能是将模拟的音视频信号转变为JPGE MPEG数字信号存储在硬盘(HDD)上,并提供与录制、播放和管理节目相对应的功能。 其突出特性体现在以下几个方面: 实现了模拟节目的数字化高保真存储能够将广为传播和个人收集的模拟音视频节目以先进的数字化方式录制和存储,一次录制,反复多次播放也不会使质量有任何下降; 全面的输入输出接口:提供了天线/电视电缆、AV端子、S端子输入接口和AV端子、S端子输出接口。可录制几乎所有的电视节目和其它播放机、摄像机输出的信号,方便地与其它的视听设备连接; 多种可选图像录制等级:对于同一个节目源,提供了高、中、低三个图象质量录制等级。选用最高等级时,录制的图象质量接近于DVD的图象质量; 大容量长时间节目存储,可扩展性强用户可选用20GB、40GB或更大容量的硬盘用于节目存储; 具有先进的时移(Timeshifting)功能:当不得不中断收看电视节目时,用户只需按下Timeshifting键,从中断收看时刻开始的节目都将被自动保存起来,用户在处理完事务后还可以从中断的位置起继续收看节目,而不会有任何停顿感; 完善的预约录制/播放节目功能:用户可以自由的设定开始录制/播放节目的起始时刻、时间长度等选项。通过对预约节目单的编辑组合,可以系统化地录制各种间断性的电视节目,包括电视连续剧; 强大的网络信息家电中心:用户通过网络通讯接口,使用DVR度身定制的网络浏览器,配备相应的网络资源,将可以享用丰富的网络在线信息; 提供便捷的管理已录制节目的方法:用户可以按照录制时间、节目种类等方式对已录制的节目进行组织和分类,随意在喜好的位置设定书签;及 提供随心所欲的播放方式 由于硬盘快速、随机存储的特点,欣赏录制好的和正在录制的节目时,都可以用比当前DVD播放机更多种、更灵活的方式进行特技播放,快速播放时图像更加平滑,慢速播放时具有更高的细节分辨率。 正是因为硬盘录像机的这些突出表现,现在越来越多的代替传统的方式来实现录像和显示。根据笔者的经验,现在的小区和大厦闭路监控系统多使用硬盘录像机,通过硬盘录像可以很方便的通过局域网甚至互联网远程的显示、录像、控制,非常方便,可以在小区或大厦建设多个监控中心,以满足实际的需要。 因为一般的小区和大厦的监控系统摄像机多在100只左右,故一般会使用6-9台16路硬盘录像机,但鉴于显示器不是全部用来显示图像的还要显示很多操作按钮和菜单,同时显示器显示的图像偏小,只有近距离才有好的监视效果;同时人的肉眼无法同时监视3台以上的显示器,就算可以看到也不能同时监视所有的画面。所以一般采用硬盘录像的闭路监控系统多采用画面处理器通过环通再接到监视墙上,具有很好的效果,如图3所示。 硬盘录像机配合画面处理的监控系统组成示意图如图3所示: 图3 硬盘录像机结合画面处理的监控系统示意图 3.3.3 矩阵 矩阵是视频切换和控制的系统设备,具有强大的功能。一般为微机模块化,高密度矩阵设计,可接多达几千台摄像机和上百台监视器。 一般矩阵系统具有如下特性:  预组装系统;  菜单综合设置;  键盘口令输入;  优先级操作;  系统可划分;  并行/成组切换;  通用的巡视/显示序列;  自动调用巡视序列和触点设防表;  屏幕显示(摄像机号和标题、日期/时间格式可调整、监视器号及其状);  系统可分级、多级控制:摄像机现场控制:控制恒速或变速云台;  自动报警调用;  内部视频丢失检测:同步检测;  可编程报警联系表;  五种不同的报警显示方式;  三种报警状态消除方式;  报警状态输出;  所有编程数据的备用电池保护;及  8个RS-232通讯口。 典型采用矩阵的闭路监控系统如图4所示: 图4 典型矩阵系统连接图 根据笔者多年的设计经验,认为矩阵系统具有以下优缺点: 多进少出:优点是减轻了后端的监视、录像压力,降低后端的成本。如果后端减少的资金不足以抵扣矩阵设备的话,则此优势无存;缺点是不能实时监视和实时录像,输入越多输出越少这个问题越突出,在需要实时的系统不实用; 可以接多达上千路的报警设备:如果系统中的报警设备非常少,则优势无法体现,市面上也有专业报警系统可能效果会更好; 可实现报警联动功能:因为矩阵可以接多路报警设备也可以联动多路设备,故功能非常强大,适合大规模的室外报警、联动场合。如果需要联动的设备少,可以通过硬盘录像机或小的报警联动系统实现; 通过键盘可将任何一路摄像机画面调到任何一个监视器上,同时通过编程可以实现按时间、按顺序在同一个显示器上显示不同的画面; 基于以上的分析,在小区和大厦建设闭路监控系统时,大部分摄像机需要实时监视和录像,不适合采用矩阵系统,就算采用输入与输出一样的矩阵则成本太昂贵,足可以买到相应的硬盘录像机,随着电子技术的发展,硬盘录像机越来越便宜,故笔者建议,最好采用如图3所示的硬盘录像机结合画面处理器的方式设计闭路监控系统。 3.3.4 显示与记录设备 显示与记录设备安装在控制室内,主要有监视器、录像机和一些视频处理设备。 现在有一种电视监控系统把云台、变焦镜头和摄像机封装在一起组成一体化摄像机。它们配有高级的伺服系统,云台具有很高的旋转速度,还可以预置监视点和巡视路径。平时按设定的路线进行自动巡视,一旦发生报警,就能很快地对准报警点,进行定点的监视和录像。一台摄像机可以起到几个摄像机的作用。 1. 图像监视器 图像监视器主要分为黑白和彩色两大类 。黑白监视器的中心分辨率通常可达800线以上,彩色监视器的分辨率一般为330线以上。图像监视器视频信号的带宽一般在7~8MHz范围内。根据笔者建议采用彩色系统,最好采用哪些高清晰无闪烁的监视器,效果非常理想。 2. 录像机 录像机主要有硬盘录像方式和传统模拟录像方式,硬盘录像机的详细描述见3.3.2,本处主要描述普通录像机。 录像机是闭路电视监视系统中的记录和重放装置,它要求可以记录的时间非常长,目前大部分监视系统专用的录像机都可以录24H~960H的录像。此外,录像机还必须要有遥控功能,从而能够方便地对录像机进行远距离操作,或在闭路电视系统中用控制信号自动操作录像机。 闭路电视监视系统中专用录像机是间歇式视频录像机 ,它有多种时间间隔录像模式 ,在一盘1/2英寸VHS/E180的盒带上,最长可以录制长达960H的录像。录像机内设有字符信号发生器,可在图像信号上打出月/日/年/星期/时/分/秒/录像模式,还能在图像上示出摄像机与报警器的编号与报警方式。使用自动录像周期设定功能,可以对一星期内每一天的录像模式进行编程。当收到报警信号后,录像机便自动进入连续录像状态,在无报警情况下,恢复正常间歇录像模式。此外,录像机还有一个锁定保护键,使非正常指令与操作无效,防止非专业人员与破坏性操作侵犯闭路电视监视系统。 4 如何建设闭路监控系统 在论述了系统构成和系统设计之后,到底如何为小区和大厦设计合理的闭路监控系统呢。笔者根据自己的经验现在给予一些建议。 4.1 前端设备 推荐采用彩色摄像机,在电梯内设计半球或针孔型摄像机,在楼道或大堂内设计半球摄像机(当然要根据环境选择颜色)或飞碟型摄像机(隐蔽性较好)。其他地方设置普通摄像机。 在照度地的地方,要选择低照度的摄像机;在交叉楼口、出入口摄像机要配置云台,重要场所还可以配置高速球。 推荐采用480线及以上的摄像机,监视效果将非常好。 一般来说摄像机要考虑后备电源和视频放大器,这个问题一定要注意。 4.2 传输部分 一般,视频线采用SYV 75-5的同轴电缆即可,云台控制线选用RVS 2*1.0mm的双绞屏蔽线,电源采用RVV 2*1.0mm的电源线即可。如果距离稍远视频线可以加大直径。 4.3 后端设备 建议后端采用16路硬盘录像机加16路画面处理器的方式,所有摄像机先接入画面处理器,再通过画面处理器的环通功能接到硬盘录像机,监视器接在画面处理器上。每台画面处理器接1台21”的监视器和1台14”的监视器,如有需要可以将16路画面处理改为4画面处理器,监视画面更大。建议硬盘录像机配置80G以上的硬盘,最好120G。 希望本文能够对阁下有所帮助。如本文帮助到了阁下,不妨告诉他/她人,以便他/她同得益处。

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sonier 发表于 2004-5-24 21:43:00

好的文章大家还是应该看的,尤其是闭路监控系统的论文,耗注了我很大的心血才完成的,有心人会看到,觉得时间有所值!

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jerryliu 发表于 2004-5-30 21:56:00
文章很好,你有联系方式吗?我们可以在这方面探讨一下,主要是向你请教!!
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kevin王杰 发表于 2004-5-31 14:52:00

你能分析一下门禁系统这一块吗?我觉得你应该有自己的工程公司吧!

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sonier 发表于 2004-5-31 18:22:00
以下是引用jerryliu在2004-5-30 21:56:00的发言: 文章很好,你有联系方式吗?我们可以在这方面探讨一下,主要是向你请教!!

我的联系方式: http://card.vip.sina.com E-mail: sonier@sohu.com QQ:8563788 请教不敢当,主要是交流

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sonier 发表于 2004-5-31 18:23:00
以下是引用kevin王杰在2004-5-31 14:52:00的发言:

你能分析一下门禁系统这一块吗?我觉得你应该有自己的工程公司吧!

其实门禁已经包含在一卡通系统里面了,在论坛中我已经有很多描述,目前为止还没有自己的工程公司,主要作系统集成。
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sonier 发表于 2004-5-31 18:26:00
1. 问:什么是最低照度?什么是感光度?0.0001Lux代表什么? 答:最低照度是测量摄像机感光度的一种方法,换句话说,摄像机能在多黑的条件下看到可用的影像。但是因为没有管理的国际标准,因此每个大型CCD制造商都有自己测量CCD感光度的方法。然而一个标注为(1Lux,F10)的摄像机能和标注为(0.01Lux,F10)的摄像机完全一样!!!奇怪吗?为什么呢?

2. 问:F2.0、f3.4毫米代表什么意思?我如何通过这些数字来选择镜头? 答: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,就像是上帝巧妙的设计,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。一个具有同样F停止和焦距的优质镜头能比具有同样参数的劣质镜头贵100倍,请参阅下一个问答详细了解。

3. 问:什么事CMOS摄像机?和CCD摄像机有何不同? 答:CMOS传感器是一种通常比CCD传感器低10倍感光度的传感器。 因为人眼能看到1Lux照度(满月的夜晚)以下的目标,CCD传感器通常能看到比人眼略好在0.1~3Lux,是CMOS传感器感光度的3到10倍

4. 什么是星光摄像机? 星光CCD摄影机,光子在CCD传感器上比普通CCD摄像机最大曝光时间(1/60 或 1/50 秒)长2到128倍(1~2秒)的聚集。因此,摄像机产生可用影像的最低照度就降低了2到128倍。使用带有帧累积技术的星光摄像机,用户可以在星光照度情况(0.0035Lux)下看到彩色影像,而在多云的星光照度情况(0.0002Lux)下看到黑白影像,城市中散布的背景光(比如光污染)足够产生良好的彩色曝光

5. 什么是峰值感应模式? 答: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。 这对于在夜晚使用摄像机抓取车牌号码同时还要看到交通灯的颜色非常有用。

6. 问:什么是超高感度摄像机?它的优点和缺陷在哪里? 答:"EX-View"是索尼公司研发用来提高其CCD感光度的一个感光度提高技术,一是两个可见光的因素,二是四倍近红外波的波长。 EX-View是索尼专有技术,每个CCD基础光电二极管的P/N接口特殊组装来获得更好的光子到电子的转换效率。另外,每个光电二极管(描绘影像上的一个像素)有一个覆盖在上面的微型镜头能够较好的记录和聚焦光线到有效的半导体接口。它的结果对比于索尼提供的CCD可视范围提高了可见光的2倍和近红外光(800~900纳米)的4倍感光度。EX-View的Lux效率比优质的"Super HAD"可见光和近红外光波场高出了2倍。 EX-View技术的缺陷在于,因为CCD芯片制造过程的难度本质和芯片灵敏的本质,索尼公司只有有限的传感器部分供货。 按照索尼的讲法,相比于Super HAD传感器,EX-View芯片的光电二极管还有一些潜在的不完美的地方。这些很少的有缺陷的CCD元素可能会有故障,因此会导致"死亡像素",会在影像留下一些无法去除的得白点或黑点。CCD芯片已知不管是在储存或使用中死点都会不断增长。 举个例子,一个从索尼工厂出来的EX-View CCD只有3个死点,但是在运输的过程中可能增加到5个,到了摄像机厂商的仓库时可能增长到7个并会继续增长,比如,当安装在CCD摄像机上时增长到12个。到摄像机到达用户时数量可能增长到15到30个。这个过程会一直持续到有缺陷的光电二极管都稳定下来。索尼认为死点数量增长的原因是由于宇宙射线破坏了一些CCD矩阵的缺陷接口。 由于制造过程的感光本质,EX-View CCD芯片的产量是比较低的,可以使用的单位也是有限的产量。制造过程的高成本组合使得EX-View CCD芯片更适合应用于特殊领域(如科研、工业),这里使用高亮感光度的芯片是非常重要的,但是在普通的监控摄像机应用上使用却是不划算的。

7. 什么是超高解析CCD摄像机? 答: 目前市场上的索尼CCD摄像机几乎都使用了超高解析技术。超高解析能比传统旧型号的CCD提高2倍的感光度和6dB的漏光排斥比。 松下认为他们的最新37个系列和索尼超高解析一样的好,而39个系列和索尼EX-View在可见光范围有同样的效果。 索尼Ex-view CCD相比于超高解析在近红外光区域(800~900纳米)有4倍的感光度,然而这个优点只有需要在夜视时能取得很好的效果。如果不能正确地使用,这个优点几乎没有用处,因为红外线会导致色彩失真,由于红外线聚焦较深的物理特性导致影像模糊,特别在使用某些镜头的时候会导致全息影像。

8. 问:什么是超宽动态? 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)。这是一个自从摄像机被发明以来就一直长期存在的缺陷。

9. 问:什么是星光模式? 星光模式能让CCD摄像机在非常弱的光线情况下,比如0.0002Lux照度等级,看到清晰的彩色影像。 所有的CCD摄像机都是设计工作在1/50,1/60~1/2000秒的快门速度,因此最低照度等级或者称为感光度在使用 F1.2 和5600k条件下限制在3到6Lux。星光模式CCD摄像机专有数字讯号处理器能使得CCD的快门速度低到 1~10 秒,因为长时间快门打开的物理原理,CCD可以收集到更多的光子,因此比传统摄像机提高100到600倍的感光度。

10. 问:什么是背光补偿? 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。

11. 问:什么是无色滚动? 答: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。

12. 问:什么是垂直同步、彩色视频复合信号同步、外同步、直流线锁定和完全同步? 答:这是摄像机之间不同的同步方法。 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。

13. CCD摄像机最小能到什么程度?是11.5X50毫米或者22X23毫米的极限吗? 答:CCD摄像机尺寸主要依赖于4个主要的部件,CCD传感器的尺寸,数字讯号处理器,CDS和垂直驱动。因为这些芯片必须由不同的半导体技术制造,所以不可能合并到一个单IC中,CCD传感器作为主要的部分,已经大幅缩小了,从2/3英寸到1/2英寸到1/3英寸到1/4英寸和1/6英寸及1/7英寸,然而CCD尺寸越小感旋旋光性能就越差,因此1/6英寸CCD就已经比1/4英寸差了很多,因此1/4英寸CCD多年来一直是主流。一个1/4英寸CCD具有10X10毫米的尺寸成为主要部件,数字讯号处理器如果采用15X15毫米QFPGA封装将大于CCD,进一步加大摄像机单板的尺寸。当今多数公司只能缩减CCD摄像机板机尺寸到44X44毫米。

深圳市宇力科技开发有限公司 欧阳** 供稿,在此表示感谢

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liujirong 发表于 2004-5-31 20:23:00

好!非常好,收下了

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sonier 发表于 2004-5-31 22:23:00

镜头焦距的计算 一、公式计算法: 视场和焦距的计算 视场系指被摄取物体的大小,视场的大小是以镜头至被摄取物体距离,镜头焦头及所要求的成像大小确定的。 1、镜头的焦距,视场大小及镜头到被摄取物体的距离的计算如下; f=wL/W  f=hL/h   f:镜头焦距 w:图象的宽度(被摄物体在ccd靶面上成象宽度)   W:被摄物体宽度   L:被摄物体至镜头的距离   h:图象高度(被摄物体在ccd靶面上成像高度)视场(摄取场景)高度   H:被摄物体的高度 ccd靶面规格尺寸:  单位mm    规格     W     H    1/3"     4.8    3.6    1/2"     6.4    4.8    2/3"     8.8    6.6    1"     12.7    9.6 由于摄像机画面宽度和高度与电视接收机画面宽度和高度一样,其比例均为4:3,当L不变,H或W增大时,f变小,当H或W不变,L增大时,f增大。

2、视场角的计算 如果知道了水平或垂直视场角便可按公式计算出现场宽度和高度。 水平视场角β(水平观看的角度) β=2tg-1= 垂直视场角q(垂直观看的角度) q=2tg-1= 式中w、H、f同上 水平视场角与垂直视场角的关系如下: q=或=q 表2中列出了不同尺寸摄像层和不同焦距f时的水平视场角b的值,如果知道了水平或垂直场角便可按下式计算出视场角便可按下式计算出视场高度H和视场宽度W. H=2Ltg、W=2Ltg 例如;摄像机的摄像管为17mm(2/3in),镜头焦距f为12mm,从表2中查得水平视场角为40℃而镜头与被摄取物体的距离为2m,试求视场的宽度w。 W=2Ltg=2×2tg=1.46m 则H=W=×1.46=1.059m 焦距f越和长,视场角越小,监视的目标也就小。

二、图解法 如前所示,摄像机镜头的视场由宽(W)。高(H)和与摄像机的距离(L)决定,一旦决定了摄像机要监视的景物,正确地选择镜头的焦距就由来3个因素决定; *.欲监视景物的尺寸 *.摄像机与景物的距离 *.摄像机成像器的尺士:1/3"、1/2"、2/3"或1"。 图解选择镜头步骤: 所需的视场与镜头的焦距有一个简单的关系。利用这个关系可选择适当的镜头。 估计或实测视场的最大宽度;估计或实测量摄像机与被摄景物间的距离;使用1/3”镜头时使用图2,使用1/2镜头时使用图3,使用2/3”镜头时使用图4,使用1镜头时使用图5。具体方法:在以W和L为座标轴的图示2-5中,查出应选用的镜头焦距。为确保景物完全包含在视场之中,应选用座标交点上,面那条线指示的数值。例如: 视场宽50m,距离40m,使用1/3"格式的镜头,在座标图中的交点比代表4mm镜头的线偏上一点。这表明如果使用4mm镜头就不能覆盖50m的视场。而用2.8mm的镜头则可以完全覆盖视场。 f=vD/V f=hD/H 其中,f代表焦距,v代表CCD靶面垂直高度,V代表被观测物体高度,h代表CCD靶面水平宽度,H代表被观测物体宽度。 举例:假设用1/2”CCD摄像头观测,被测物体宽440毫米,高330毫米,镜头焦点距物体2500毫米。由公式可以算出: 焦距f=6.4X2500/440≈36毫米 或 焦距f=4.8X2500/330≈36毫米 当焦距数值算出后,如果没有对应焦距的镜头是很正常的,这时可以根据产品目录选择相近的型号,一般选择比计算值小的,这样视角还会大一些。

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litower 发表于 2004-6-3 15:16:00
版主真的是值得大家支持和赞扬啊,在你的版块里总会能爆出很多真才实料,实在人啊
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sonier 发表于 2004-6-4 14:52:00
以下是引用litower在2004-6-3 15:16:00的发言: 版主真的是值得大家支持和赞扬啊,在你的版块里总会能爆出很多真才实料,实在人啊
以诚相待,物有所值!
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sonier 发表于 2004-6-23 23:17:00

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,操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. 操作键盘失灵。这种现象在检查连线无问题时,基本上可确定为操作键盘“死机”造成的。键盘的操作使用说明上,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。

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sonier 发表于 2004-7-1 09:03:00

问题01: 视频服务器是什么? 回答: 视频服务器是连接到数据网, i.e. LAN的基于WEB的视频服务器的通俗的表示, 视频服务器的目的是, 自动地或在请求时递送实时的视频到你的浏览器或在数据网之上的其它的应用. 问题02: 在网络上的视频服务器的目的是什么? 回答: 在网络上的视频服务器的目的是通过递送实时图像,来完成监视和监控功能. 它可以是一条生产线, 一货船海湾, 或是需要监控的任何另外的区域. 实时的图像可以被任意在网络或Internet上的经授权的计算机访问,而不需要单独的放在监控室的视频监控系统及专用监视器 问题03: 视频服务器连接在网络的什么地方? 回答: 实际上它可以放在任意地方,视频服务器自我集成了WEB server, 它可以像其它工作站或外围设备一样连接到你的路由器(Router) 或集线器(Hub). 问题04: 我需要什么软件? 回答: 不需要任何定制的软件访问视频服务器,你可以直接使用Netscape Navigator 3.x & 4.x. 它支持运动图像及 "Server Push" 技术. 或Microsoft IE 4.x or 5.x., 你只要简单地自动安装一浏览器插件(Active X) 即可. 问题05: 视频服务器与常规的CCTV技术有什么不同? 回答: 1. 能递送30帧/秒(NTSC, 25帧/秒 PAL)的视频图像到任意计算机。 2. 不需要铺设成堆的视频电缆及控制线。 3. 不需要专用的监控系统及监视器 问题06: 我能在我的硬盘上存储图像为以后看吗? 回答: 是的, 那是必然要考虑的事情。并且它可以选择需要的图像保存,摈弃无变化的图像。 问题07: 可以使用PTZ摄像机吗? 回答: 可以,目前支持的解码器及摄像机种类有Sony EVI D30/31, EVI G20/21 Canon VC/C3, Ernitec (ERNA) Videmech UOCP, Pelco Digital Coaxitron,Kalatel KTD-312 等,并逐渐支持更多的解码器类型。 (特供:北方有为开发的全向云台及解码器) 问题08: 视频服务器有报警输入吗? 回答: 2401可以支持2路报警输入和1路报警输出, 2400可以支持4路报警输入和1路报警输出。 问题09: 我需要视频切换器吗? 回答: 不需要视频切换器,视频服务器内部支持四画面。 问题10: 一幅图像占多少字节? 回答: 取决于图像尺寸的大小,颜色的深度及图象压缩质量。大约为几K到几十K字节。 问题11: 我怎么安装并且设置我的视频服务器? 回答: 1. 指定一个有效的IP地址(使用ARP协议或IP installer工具软件。 2. 根据向导进行设置,例如:用户设置及安全,网络环境,用户界面,摄像机种类PTZ等 问题12: 我需要使用一外部的电源吗? 回答: 是的, 电源器随着产品一起提供。

问题13: 我可以设置带宽应用吗? 回答: 可以根据需要设置带宽,例如:128Kb, 256Kbit, 2Mbit, 或无限制带宽。 问题14: 我能阻止非法的观察者访问视频服务器吗? 回答: 可以设置权限访问视频服务器:无限制,用户级别,管理员级别三个权限。

问题15: 我怎么选择谁能访问视频服务器? 回答: 访问和口令的管理是必须的,由管理员设置和管理。

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游魂 发表于 2004-7-2 12:37:00
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sonier 发表于 2004-7-3 16:35:00
以下是引用游魂在2004-7-2 12:37:00的发言: 顶一下,打印出来拜读

多谢支持,这些文章还是有一定的价值的,不会浪费阁下的纸张

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游魂 发表于 2004-7-5 11:59:00
以下是引用sonier在2004-7-3 16:35:00的发言:

多谢支持,这些文章还是有一定的价值的,不会浪费阁下的纸张

兄弟,能否将此文E-mail给我啊,在网上怎么打印不出来图片啊?另你有msn吗,希望能与你在msn上多多沟通智能建筑的技术问题!!!我的是znelj@hotmail.com,邮箱是zenljinfo@126.com
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sonier 发表于 2004-7-6 21:49:00
以下是引用游魂在2004-7-5 11:59:00的发言: 兄弟,能否将此文E-mail给我啊,在网上怎么打印不出来图片啊?另你有msn吗,希望能与你在msn上多多沟通智能建筑的技术问题!!!我的是znelj@hotmail.com,邮箱是zenljinfo@126.com

E-mail的话要过一段时间,最近特别忙,我的MSN:sonisni@msn.com

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pzy2008 发表于 2004-7-10 10:51:00

好东西,感谢了

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