定義
安防器材泛指為了維護和保證公民生命和財產安全的各類安全保障設備、設施、器材。DVR監控設備
DVR採用的是數字記錄技術,在圖像處理、圖像儲存、檢索、備份、以及網路傳遞、遠程控制等方面也遠遠優於模擬監控設備,DVR代表了電視監控系統的發展方向,是目前市面上電視監控系統的首選產品。市面上流行的產品有PC平台DVR和嵌入式DVR,嵌入式DVR在穩定性、可靠性、易用性等方面有“專業化”的優勢,嵌入式DVR會逐步侵占PC平台DVR的市場。PC平台DVR在通用性、可擴張性方面占有優勢,在網路視頻監控系統中仍可負擔管理主機的角色,仍然有其自身的市場份額。
由於價格、性能等原因,在國內市場上的DVR產品主要是包括台灣在內的大中華地區及韓國的產品占主導地位,大陸地區企業具有“中國製造”的優勢,但在技術上幾乎完全依賴國外的技術發展,沒有掌握核心晶片和嵌入式主機板開發的關鍵技術,企業的技術創新能力較差,台灣和鄰國韓國在這方面強於大陸地區企業。
目前國外已有很多公司投入資金開發多路的MPEG-II、MPEG-4壓縮晶片,和小波的圖像壓縮晶片,新型壓縮晶片的出現和套用,將使數位化網路視頻監控邁向新的時代。
同時隨著存儲設備容量的不斷增大,價格不斷地降低,新的存儲技術的發展,攝像機的全數字、高清晰度不斷完善,高畫質圖像標準的產品將投入市場,成為數位化網路視頻監控的新寵。
另外,企業在開發新產品過程中還應該注意通過行業協會建立統一標準,使不同企業的產品能夠通過網路真正實現數據共享,並且應儘可能與樓宇智慧型系統中其它各子系統實現無縫連線,實現樓宇系統的統一管理和控制。
DVR系統的硬體主要由CPU,記憶體,主機板,顯示卡,視頻採集卡,機箱,電源,硬碟,連線線纜等構成,讓我們從系統學的觀點出發,來分析這些部件的穩定性和可靠性。
攜帶型水切割系統
便攜水切割設備是唯一的冷切割設備,也是高危作業領域最理想的切割工具,可套用於:公安排爆;
廢舊彈藥銷毀;
武警破障;
石油工業、天燃氣管道的排險;
油罐的清理工作;
隧道施工和救援等領域;
化工行業。
同時,水切割設備的快速、無損、作業精細、一次成型的特點,也可廣泛套用於建築、設備加工、石材切割、管件切割等方面。
球機分類及構造
一般來講,球機在功能上主要分為普通球機和高速預置球機。在這裡,我們主要討論普通球機。普通球機主要指球機內置的雲台為普通雲台或無內置雲台。影響性能的因素及對策
就當今球機技術來講,影響球機性能及質量的因素是多方面的,但主要來自如下各方面:透光球罩(簡稱球面)
●圖像清晰度下降主要原因:
·球面材質;
·球面表面光潔度;
·球面製造工藝解決方案:
①選用光學亞加力材料,其透光率好;
②球面光潔度高,不能有任何缺陷,包括:不平、凹凸起、劃傷、氣泡等。
③球面製造工藝精良,嚴格控制出模時間、溫度等,此外,作業現場乾淨、整潔、無塵也是重要的控制因素。
●圖像重影一這是最經常出現的故障,也是用戶及工程商不容易發現的故障
主要原因:
·球面曲率的大小,比如:9"比14"重影機會多;
·球面δ過大;
·球面各部分厚薄不均勻;
·選用鏡頭倍數與球罩尺寸不匹配。
原因分析:
因為攝像機成像一般都是由像素構成,上述原因均可導致成像重影(參見圖B)
解決方案:
①大倍數鏡頭儘量選用大尺寸球機;
②儘量選用δ小的球面;
③選用δ儘量相近的球面,球面厚薄儘可能一致且均勻;
④根據鏡頭倍數,合理購置球機尺寸。
●透光率下降
主要原因:球面顏色
因為球機的一大優點是隱蔽性,因此隱蔽性越強就要求球罩顏色越深。由此深色球面的負作用是透光率下降。
解決方案:
①根據現場光照度,選擇球面顏色;
②儘量選擇低照度攝像機;
③合理選擇球面顏色,一般選用淺煙、淺藍等,可折中解決此矛盾。
●反光
主要原因:
·球機內部有反光物。
·攝像機與球面距離過遠。
·鏇轉角度與外部光源形成光多角度反射。
解決方案:
①球機內儘量減少反光物;
②安裝中儘量將攝像機與球面接近;
③儘量避免球機與外部光源構成不合理反射位置。
球機結構
一般來講,在戶外使用的攝像機故障大大多於室內使用,究其原因主要是因為戶外攝像機防護設備問題,而恰恰是防護問題大大降低攝像機和鏡頭使用壽命及工作的可靠性。因此科學的結構設計同樣是球機性能的重要指標。戶外型——高溫、防雨、加熱除霜是三大重要難點。
高溫
戶外高溫主要是陽光直射。一般球機在室外陽光直射下,內部可達55℃-60℃。一般防護罩可採用內部風冷方式降溫,但風冷條件是對流,而球機沒有對流渠道,因此球機最佳降溫手段是遮陽。先進球機的設計均採用雙層結構設計,如圖A所示。雙層對流通風設計更是有效降溫的最佳手段。一般來說,選用雙層遮陽罩的球機可降低球機內部溫度3℃-5℃,而單就單層頂罩來講,其材料也十分重要,一般鋁材頂罩保溫效果最差,工程ABS次之,而DMC、玻璃鋼等材料保溫效果要明顯優於上述材料。
防雨與密封
優秀球機對防雨和密封要求很高。防雨不僅要考慮雨量,而且要考慮雨水方向。我國沿海等地區經常有颱風,其雨水方向是全方位的,因此對球機密封要求很高。一般來講,漏雨進水主要來自幾個方面:·球機本身設計裝配不良;
·球面與頂罩接觸部分不密封或密封不好;
·通過球機支架進水;
·安裝過程沒有按照說明書指導在關鍵部分做防水處理(如支架與球機聯結部、支架與牆體聯結部等);
·安裝中球機出線處理不好,水順導線進進球機注意上述要點可大大減少漏水可能。
加熱與除霜
由於球機中攝像機和鏡頭均在球機內下部,因此球機內的加熱功能設計要十分合理。一般來講,加熱器安裝在球機上部,並應配有同步小型風扇,將熱量吹向球機下部及球面,以起到加熱攝像機和鏡頭並除霜的作用。目前,最新設計是將加熱器安裝在球機的內側壁,同時配同步風扇。其優點如圖C所示。科學地使加熱風在球機內循環,不會形成熱風阻流及產生死氣流區,最大限度使其加熱均勻,起到加熱、除霜、除水氣的目的。
圖C側壁加熱及風扇熱流循環設計
●電機及內部結構設計
電機是雲台和球機關鍵部件。一般來講,針對目前國內外電機技術衡量電機優良的主要指標是其可靠性。因此,電機在一定溫度、濕度條件下連續運行的小時數是硬指標。此外,電機亂向、卡死、停機、發熱、噪聲、干擾等也都是雲台電機的重要指標,選用優良電機可大大提高球機壽命和可靠性。
內部結構設計的科學性、實用性。如:攝像機托板可上下調節,如前述,可最大限度地使攝像機接近球罩;內部走線合理;安裝接線方便;雲台回差小;連續轉動抖動小;轉速設計合理等也是重要指標。
球機發展趨勢及展望
目前國外球機發展主要發展趨勢有如下凡方面:1、外形:球機外觀與安裝現場環境的和諧、美觀;
2、小型化:適應目前攝像機、鏡頭小型化及一體化趨勢,球機也向小型化發展;
3、隱蔽性:根本上解決隱蔽與透光率低的矛盾,將是球機發展的根本性革命;
4、向高速、變速預置球發展。
總之,目前球機發展正處在取代傳統雲台防護罩的時候,而部分條件下也正處在被高速預置球機取代的地位,但無論如何,普通球機仍以其價格低、適用性強(無需通信協定等)、安裝調試方便被大多數用戶所青睬。
視頻切換器
概述
視頻切換器是組成控制中心中主控制台上的一個關鍵設備,是選擇視頻圖像信號的設備。簡單地說,將幾路視頻信號輸入,通過對其控制,選擇其中一路視頻信號輸出。在多路攝像機組成的電視監控系統中,一般沒必要用同攝像機數量一樣的監視器一一對應顯示各路攝像機的圖像信號。如果那樣,則成本高,操作不方便,容易造成混亂,所以一般都是按一定的比例用一台監視器輪流切換顯示幾台攝像機的圖像信號。視頻切換器目前多採用由積體電路做成的模擬開關。這種形式切換控制方便,便於組成矩陣切換形式。切換的控制信號可採用編碼方式。
目前所使用的主控制台上的視頻切換器,一般都做成矩陣切換形式以及積木式。可根據系統中攝像機的多少以及攝像機對監視器的比例來選用視頻切換器的輸入輸出路數及任意組成切換比例。
主要技術指標
1.切換比例此指標即指切換器的輸入路數及切換後輸出的路數。如果是矩陣形式的視頻切換器,可通過編碼任意選擇切換比例。如果切換比例是固定的,一般常用的有“四選一”、“六選一”等等。
2.隔離度
這項指標是衡量多路視頻信號輸入到切換器上時,各路視頻信號之間以及它們與切換後輸出的信號之間隔離的程度。一般用分貝(dB)表示,此項指標值越高越好。
3.微分增益DG、微分相位DP
微分增益DG是指被切換後輸出的視頻信號與切換前的信號在幅度上的失真程度。此指標值越小,表明失真越小。
微分相位DP是指被切換後輸出的視頻信號與切換前的信號在相位上的失真。此指標值越小,表示在相位上失真越小。一般要求電視監視控系統中使用的視頻切換器的DG≤8%,DP≤8°。
4.輸入電平與輸出電平
有些視頻切換器還給出輸入電平(或輸入電壓)和輸出電平(或輸出電壓)的技術指標。輸入電平是指視頻切換器輸入端對輸入視頻信號電壓幅度的要求,一般為0.8Vp-p至1.2Vp-p;輸出電平是指視頻切換器輸出端輸出電壓的幅度標準,一般為1Vp-p至1.2Vp-p。
畫面分割器
概述
在有多個攝像機組成的電視監控系統中,通常採用視頻切換器使多路圖像在一台監視器上輪流顯示。但有時為了讓監控人員能同時看到所有監控點的情況,往往採用多畫面分割器使得多路圖像同時顯示在一台監視器上。當採用幾台多畫面分割器時,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
採用圖像壓縮和數位化處理的方法,把幾個畫面按同樣的比例壓縮在一個監視器的螢幕上。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螢幕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),並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
1.全壓縮圖像,數位化處理的彩色/黑白畫面分割器;2.四路(或九、十六路)視頻輸入並帶有四路(或九、十六路)的環接輸出;
3.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螢幕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最佳化編程調整;
4.高解析度以及實時更新率。畫面指標為512×512象素,更新率為25-30場/秒;
5.錄像帶重放時可實現1/4(或1/9、1/16)畫面到全螢幕畫面變焦(還原為實時全螢幕畫面);
6.與標準的SUPER-VHS錄像機兼容(有的還具有S-VHS接口);
7.有報警輸入/輸出接口,可與報警系統聯動。報警時可調用全螢幕畫面並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螢幕畫面顯示出來,並可自動錄像。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;
8.八個字元的攝像機名稱。用戶可自已編程設定給每個攝像機最多達八個字元的名稱;
9.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;
10.設定螢幕選單編程/調用。編程簡單、操作容易,人-機界面友好;
11.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。
雲台
雲台是安裝、固定攝像機的支撐設備,它分為固定和電動雲台兩種。固定雲台適用於監視範圍不大的情況,在固定雲台上安裝好攝像機後可調整攝像機的水平和俯仰的角度,達到最好的工作姿態後只要鎖定調整機構就可以了。
電動雲台適用於對大範圍進行掃描監視,它可以擴大攝像機的監視範圍。電動雲台高速姿態是由兩台執行電動機來實現,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,雲台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。
雲台根據其迴轉的特點可分為只能左右鏇轉的水平鏇轉雲台和既能左右鏇轉又能上下鏇轉的全方位雲台。一般來說,水平鏇轉角度為0°~350°,垂直鏇轉角度為+90°。恆速雲台的水平鏇轉速度一般在3°~10°/s,垂直速度為4°/s左右。變速雲台的水平鏇轉速度一般在0°~32°/s,垂直鏇轉速度在0°~16°/s左右。在一些高速攝像系統中,雲台的水平鏇轉速度高達480°/s以上,垂直鏇轉速度在120°/s以上。
防護罩
簡介
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。分類
防護罩一般分為兩類。一類是室內用防護罩,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並有一定的安全防護作用,如防盜、防破壞等。另一類是室外用防護罩,這種防護罩一般為全天候防護罩,即無論颳風、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採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,並且功耗較小。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。
防護罩的選擇
防護罩分為室內型和室外型兩種。室內的防護罩主要是防塵,有的也有隱蔽作用,使監視場合和對象不易察覺受監視。室外防護罩的功能有防曬、防雨、防塵、防凍和防凝露等作用。一般室外的防護罩都配有溫度繼電器,在溫度高時自動打開風扇冷卻,溫度低時自動加熱。下雨時可以人為控制雨刷器刷雨。有的室外防護罩的玻璃還可以加熱,當防護罩上有結霜時,可以加熱除霜。監控設備維護注意事項
1、對每個攝像機所供電源的插座要經常檢查,防止插頭脫落。2、保證對每個攝像機和監控中心的供電電壓較恆定。
3、對低矮位置的攝像機儘量設有明顯標誌,提醒非監控管理人員觸碰。
4、對監控中心的監控控制設備派專人專管,要求非監控人員禁止操作。
5、監控中心在每晚無人的情況下一定要對監控設備斷電。
6、對監控設備經常擦拭保養。
紅外燈
概述
在電視監控系統工程中,過去很少套用紅外燈,近年來,不但金庫、油庫、軍械庫、圖書文獻庫、文物部門、監獄等重要部門採用,而且也在一般監控系統中都被採用。甚至居民小區電視監控工程也套用了紅外燈。這說明人們對電視監控系統工程的要求愈來愈規範、愈來愈高。不但要求白天和夜間可見光照明監控,而且要求夜間隱蔽性監控。隨著電視監控系統工程技術的發展,購買紅外燈用戶的迅猛增加,也出現不少問題,例如:某用戶購買了十幾個紅外燈,說一個都不亮,經過詢問了解才知道,他採用的是普通彩色攝像機,而普通彩色攝像機是不感受紅外光的;有的用戶說你們的紅外燈達不到標稱的照射距離,經過了解,他們缺乏紅外燈對攝像機、鏡頭、防護罩和供電系統配套性要求的認識,在電視監控工程設計中沒有作為一個紅外低照度低照度假夜視系統工程來總體考慮;有的用戶對紅外燈自以為了解,自行增加DC12V紅外燈供電電壓,以此增加紅外燈的輻照功率,或採用不穩壓直流電源給DC12V紅外燈供電造成紅外燈燒毀;有的用戶反映它們按紅外燈要求的照度選配了攝像機,在紅外燈標稱的照射距離內卻不能獲得清晰圖象,而不知有的攝像機生產廠家給出的最低照度有水分,或有意無意地使用了含糊的最低照度概念,以所謂的靶面照度代替景物照度;此外,有的用戶對攝像機照度之外影響獲得清晰圖像的因素,如攝像機和鏡頭的標稱尺寸、鏡頭光圈F、焦距f、對攝像機功能要求等不十分了解。我們認為現在向電視監控器材經銷商、工程商和用戶介紹一些紅外燈的原理、選擇和套用方法是有益的。
實現夜視的方法,可以採用常規的可見光照明,但此法不僅不能隱蔽,反而更加暴露監控目標(在居民小區還有擾民問題)。隱蔽的夜視監控,目前都是採用紅外攝像技術。紅外攝像技術分為被動紅外攝像技術和主動紅外攝像技術。被動紅外攝像技術是利用任何物質在絕對零度以上都有紅外光發射,人體和熱機發出的紅外光較強,其它物體發出的紅外光很微弱,利用特殊的紅外攝像機可以實現夜間監控。但是,這種特殊的紅外攝像機造價昂貴,而且不能反映周圍環境狀況,因此在夜視系統中不被採用。在夜視系統中經常採用主動紅外攝像技術,即採用紅外輻射“照明”,產生人眼看不見而普通攝像機能捕捉到的紅外光,輻射“照明”景物和環境,套用普通低照度黑白攝像機、白天彩色夜間自動變黑白攝像機或紅外低照度彩色攝像機,感受周圍環境反射回來的紅外光實現夜視。
原理及特性
概述光是一種電磁波,它的波長區間從幾個納米(1nm=10-9m)到1毫米(mm)左右。人眼可見的只是其中一部分,我們稱其為可見光,可見光的波長範圍為380nm~780nm,可見光波長由長到短分為紅、橙、黃、綠、青、蘭、紫光,波長比紫光短的稱為紫外光,波長比紅外光長的稱為紅外光。
普通CCD黑白攝像機可以感受光的光譜特性,它不僅能感受可見光,而且可以感受紅外光。這就是利用普通CCD黑白攝像機,配合紅外燈可以比較經濟地實現夜視的基本原理。而普通彩色攝像機的光譜特性不能感受紅外光,因此不能用於夜視。
紅外燈按其紅外光輻射機理分為半導體固體發光(紅外發射二級管)紅外燈和熱輻射紅外燈兩種。其原理及特性我們介紹如下:
紅外發射二極體(LED)紅外燈的原理及特性
由紅外發光二級管矩陣組成發光體。紅外發射二級管由紅外輻射效率高的材料(常用砷化鎵GaAs)製成PN結,外加正向偏壓向PN結注入電流激發紅外光。光譜功率分布為中心波長830~950nm,半峰頻寬約40nm左右,它是窄帶分布,為普通CCD黑白攝像機可感受的範圍。其最大的優點是可以完全無紅暴,(採用940~950nm波長紅外管)或僅有微弱紅暴(紅暴為有可見紅光)和壽命長。
紅外發光二極體的發射功率用輻照度μW/m2表示。一般來說,其紅外輻射功率與正向工作電流成正比,但在接近正向電流的最大額定值時,器件的溫度因電流的熱耗而上升,使光發射功率下降。紅外二極體電流過小,將影響其輻射功率的發揮,但工作電流過大將影響其壽命,甚至使紅外二極體燒毀。
當電壓越過正向閾值電壓(約0.8V左右)電流開始流動,而且是一很陡直的曲線,表明其工作電流對工作電壓十分敏感。因此要求工作電壓準確、穩定,否則影響輻射功率的發揮及其可靠性。輻射功率隨環境溫度的升高(包括其本身的發熱所產生的環境溫度升高)會使其輻射功率下降。紅外燈特別是遠距離紅外燈,熱耗是設計和選擇時應注意的問題。
紅外二極體的最大輻射強度一般在光軸的正前方,並隨輻射方向與光軸夾角的增加而減小。輻射強度為最大值的50%的角度稱為半強度輻射角。不同封裝工藝型號的紅外發光二極體的輻射角度有所不同。
熱輻射紅外燈的基本原理及其特性
熱輻射現象是極為普通的,物體在溫度較低時產生的熱輻射全部是紅外光,所以人眼不能直接觀察到。當加熱500度左右時,才會產生暗紅色的可見光,隨著溫度的上升,光變得更亮更白。在熱輻射光源中通過加熱燈絲來維持它的溫度,供輻射繼續不斷的進行。維持一定的溫度而從外部提供的能量與因輻射而減少的能量達到平衡。
輻射體在不同加熱溫度時,輻射的峰值波長是不同的,其光譜能量分布也是不同的。
根據以上原理,經特殊設計和工藝製成的紅外燈泡,其紅外光成分最高可達92~95%。國外生產的這種紅外燈泡的技術性能為:
功率100~375W;電源電壓230~250V;使用壽命5000小時、輻射角度60~80度。
普通黑白攝像機感受的光譜頻率範圍也是很寬的,且紅外燈泡一般可製成比較大的功率和大的輻照角度,因此可用於遠距離紅外燈,這是它最大的優點。其最大不足之處是包含可見光成份,即有紅暴,且使用壽命短,如果每天工作10小時,5000小時只能使用一年多,考慮散熱不夠,壽命還要短。而對於客戶來講,更換燈泡是麻煩和不愉快的事情。
在克服熱輻射紅外燈缺點方面進行了許多努力,首先是研製和套用了高通紅外濾波鋼化玻璃。波長愈長,紅暴愈小,甚至可達到全無紅暴,但是,紅外光的效率愈低,紅外燈發熱就愈高。紅外玻璃的波長可根據用戶對紅暴要求高低加以選擇,一般而言,相同有效輻照距離時,對紅暴要求愈高,造價愈高。紅外玻璃經過鋼化,可以耐受急冷急熱的變化,在內部紅外燈泡由於可見光濾除的部分,轉化產生熱量,溫度會很高,外部冷風及雨雪的突襲下,急冷而不致損壞。為提高熱輻射紅外燈的壽命,採用了光控開關電路,以減小其工作時間;採用了變壓穩壓整流電路,使其發光功率得以充分發揮而且提高了紅外燈的壽命;而更重要的是考慮燈絲冷阻是非常小的,如100W紅外燈泡,燈絲熱阻為529Ω,這時的工作電流只有0.4348A,而冷阻只有36Ω,紅外燈接通電源瞬間為6.39A瞬時功達到1470W,這一瞬間燈絲負荷過載達幾十倍,這對燈絲壽命有非常大的影響。人們研製的燈絲保護電路,相信紅外燈燈泡的工作壽命會成倍增長。此外,還增加了延時開關電路以防環境的光干擾。
選擇和使用
概述紅外燈的選擇最重要的問題是成套性,即紅外燈與攝像機、鏡頭、防護罩、供電電源等的成套性。在設計方案時對所有器材綜合考慮設計,把它作為一個紅外低照度夜視監控系統工程來考慮設計。有的人買完了攝像機、鏡頭、防護罩、電源之後甚至安裝之後才去考慮購買紅外燈,這是不正確的,在考慮成套性時,特別要注意以下幾個問題。
使用黑白攝像機或特殊彩色攝像機
CCD圖象感測器具有很寬的感光光譜範圍,其感光光譜不但包括可見光區域,還延長到紅外區域,利用此特性,可以在夜間無可見光照明的情況下,用輔助紅外光源照明也可使CCD圖象感測器清晰的成像。而普通彩色攝像機為了能傳輸彩色信號,從CCD器件的輸出信號中分離出綠藍紅三種基色視頻信號,然後合成彩色電視信號,其感光光譜只在可見光區域。
隨著技術的進步出現白天彩色/晚上黑白攝像機,它採用兩個CCD進行切換或採用一個CCD利用數位電路的切換來實現,但是存在黑白照度偏高、有的對彩色色彩的不利影響等缺點。而紅外低照度彩色攝像機紅外感度比一般攝像機高4倍以上,隨著成本的降低,會成為發展趨勢的。
要求選用低照度攝像機
攝像機的最低照度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,還應特別註明鏡頭的光圈F的大小。例如使用F1.2的鏡頭,當被攝影景物的照度值低到0.02Lx時,攝像機輸出的視頻信號幅值為標準幅值700mv的50%-33%,則稱此攝像機的最低照度為0.02Lx/F1.2。有的攝像機生產廠家給出不同光圈F時的最低照度。當選擇攝像機最低照度高於紅外燈要求時,紅外燈的有效距離將受到一定影響。應當提醒用戶的是市場上出售的攝像機技術性能標出的最低照度有兩種不正常情況,一種是攝像機製造商所標的最低照度是所謂的靶面照度,即CCD圖象感測器上的光照度,它比景物照度低10倍左右;另一種是有個別攝像機製造商或銷售商虛報最低照度。目前市場上比較經濟的黑白攝像機(售價在700元左右,有的最低照度標為0.01~0.02Lx)它們的實際最低照度僅為0.1~0.2Lx,如果,使用的紅外燈要求攝像機的最低照度為0.02Lx,必然影響紅外燈的有效照射距離,而購買最低照度0.02Lux的攝像機,價格可能比0.1~0.2Lx攝像機最少高一倍左右。這時有兩種選擇,在攝像機上多花錢,在紅外燈上就少花錢;在攝像機上少花錢,在紅外燈上就多花錢。經驗表明室外特別是距離較遠時,選擇前者是比較經濟的。
要求攝像機的尺寸規格
攝像機標稱尺寸日趨小型化,目前市場上的攝像機尺寸規格有1/2"1/3"1/4",攝像機尺寸大,接受的光通量大,攝像機尺寸小,接受的光通量少,如紅外燈標稱的有效距離是在1/2"攝像機條件下試驗的,如採用1/3"或者1/4"攝像機,有效距離也將受到一定影響。1/3"攝像機光通量只有1/2”攝像機光通量的44%
鏡頭的尺寸規格與攝像機的尺寸規格同理,不再贅述。
攝像機和鏡頭的功能要求
攝像機有自動電子快門功能,AGC自動增益控制功能,鏡頭有自動光圈,以適應晝夜照度很大的變化。
電源供應
電視監控系統前端設備的電源供應要統一考慮設計。紅外燈的電源供應,考慮到紅外管的工作電流對供電電壓十分敏感,而電纜長度不同對直流電壓衰減不同。在多個紅外燈距控制室的距離相差較大時,採用DC12V集中供電可能使距控制室近的紅外燈供電電壓高,距控制室遠的紅外燈供電電壓低。加之電源電壓調整上的偏差,可能造成電壓過高的紅外燈壽命縮短甚至燒壞,電壓低的紅外燈發射功率不足。因此建議儘可能採用AC220V供電或配一對一的直流穩壓電源,這種直流穩壓電源有的在電網電壓波動在AC100V-245V時輸出直流電壓都是穩定的,保證紅外燈紅外輻射功率都是穩定可靠的。
其他方面
除配套性外,還要考慮到以下因素,選擇紅外燈時,在選擇紅外燈輻照距離時留有餘地。
1.攝像機給出的最低照度。這裡的最低照度概念是什麼?攝像機產生的視頻信號標稱值為1V,標準值為0.7V,而最低照度時的視頻信號值為1/3-1/2標準植。所以攝像機在最低照度時的圖像,決不會“如同白晝一樣”。
2.攝像機在最低照度時產生的圖像清晰度,是用電視信號測試卡進行測式的,其黑白相間的條紋,要求黑色反射率近於0%,白色反射率大於89.9%。而我們在現場觀察時有時不具備這樣的條件,比如:樹葉和草地的反射率很低,反差很小,就不易獲得清晰圖像。
3.給出攝像機最低照度的同時,還要給出光圈F的要求值,而變焦鏡頭一般只給出1:F的最大值,即光圈F的最小值(光圈實際尺寸最大值),F=f/D,那么D為定值,在f焦距拉大10倍時,F變得很大(即光圈實際尺寸變得很小)。光通量將受到很大影響。
4.在使用自動光圈鏡頭、自動增益控制或自動電子快門攝像機時,鏡頭光圈F值也會發生變化。例如,在攝像機近處有景物,反射回強光給攝像機,或附近有燈光照射攝像機,這時攝像機的靈敏度將減小、自動光圈的尺寸將被關小,光通量也將受到很大影響。
5.防護罩對紅外燈的效果也有影響,紅外光在傳輸過程中,通過不同介質,透射率和反射率也不同。不同的視窗玻璃,,特別是自動除霜鍍膜玻璃,對紅外光的衰減也不同。
6.有的器材生產或銷售商,不給出紅外燈的輻照距離,只給出功率數,這樣對生產、銷售商來說麻煩可能少一些,但是這是非常含糊的概念,因為功率消耗除轉化為紅外光能外,還有電源熱損耗、電路熱損耗、光源熱損耗、濾光玻璃片紅外光效率等等。相同功率的紅外燈,其輻照距離可能相差很遠。
隨著紅外夜視系統的迅速發展,紅外燈生產供應廠家也會增加,但紅燈產品並非象有的人想像的那樣容易,在技術、檢測儀器設備等方麵條件也不同,希望用戶多多加比較,慎重選擇。
用戶使用紅外燈首先要仔細閱讀使用說明書,特別是為保證人身設備安全的注意事項。檢查前面所講述的配套性方面是否達到要求,應考慮到的影響因素是否考慮到,如未達到要求,可及時調整所用器材。
用戶不應擅自提高供電電壓,因為紅外燈在設計時,既考慮到其輻照度的充分發揮,又考慮到其安全可靠性。提高供電電壓,可能使紅外燈燒毀,更不應擅自拆改紅外燈。如果這樣做,生產廠家可能不再負責維修。如果紅外燈出現問題,應與生產廠家或供貨商聯繫。
監控系統故障的解決方法
1.電源的不正確引發的設備故障。電源不正確大致有如下幾種可能:供電線路或供電電壓不正確、功率不夠(或某一路供電線路的線徑不夠,降壓過大等)、供電系統的傳輸線路出現短路、斷路、瞬間過壓等。特別是因供電錯誤或瞬間過壓導致設備損壞的情況進有發生。因此,在系統調試中,供電之前,一定要認真嚴格地進行核對與檢查,絕不應掉以輕心。2.由於某些設備(如帶三可變鏡頭的攝像機及雲台)的連結有很多條,若處理不好,特別是與設備相接的線路處理不好,就會出現斷路、短路、線間絕緣不良、誤接線等導致設備的損壞、性能下降的問題。在這種情況下,應根據故障現象冷靜地進行分析,判斷在若干條線路上是由於哪些線路的連線有問題才產生那種故障現象。這樣就會把出現問題的範圍縮小了。特別值得指出的是,帶雲台的攝像機由於全方位的運動,時間長了,導致連線的脫落、掙斷是常見的。因此,要特別注意這種情況的設備與各種線路的連線應符合長時間運轉的要求。
3.設備或部件本身的質量問題。從理論上說,各種設備和部件都有可能發生質量問題。但從經驗上看,純屬產品本身的質量問題,多發生在解碼器、電動雲台、傳輸部件等設備上。值得指出的是,某些設備從整體上講質量上可能沒有出現不能使用的問題,但從某些技術指標上卻達不到產品說明書上給出的指標。因此必須對所選的產品進行必要的抽樣檢測。當確屬產品質量問題,最好的辦法是更換該產品,而不應自行拆卸修理。除此之外,最常見的由於對設備調整不當產生的問題。比如攝像機後截距的調整是個要求非常細緻和精確的工作,如不認真調整,就會出現聚焦不好或在三可變鏡頭的各種操作時發生散焦等問題。另外,攝像機上一些開關和調整鏇鈕的位置是否正確、是否符合系統的技術要求、解碼器編碼開關或其它可調部位設定的正確與否都會直接影響設備本身的正常使用或影響整個系統的正常性能。
4.設備(或部件)與設備(或部件)之間的連線不正確產生的問題大致會發生在以下幾個方面:
⑴阻抗不匹配。
⑵通信接口或通信方式不對應。這種情況多半發生在控制主機與解碼器或控制鍵盤等有通信控制關 系的設備之間,也就是說,選用的控制主機與解碼器或控制鍵盤等不是一個廠家的產品所造成的。所以,對於主機、解碼器、控制鍵盤等應選用同一廠家的產品。
⑶驅動能力不夠或超出規定的設備連線數量。比如,某些畫面分割器帶有報警輸入接口在其產品說明書上給出了與報警探頭、長延時錄像機等連線的系統主機連成系統,如果再將報警探頭並聯接至畫面分割器的報警輸入端,就會出現探頭的報警信號既要驅動報警主機,又要驅動畫面分割器的情況。在這種情況下,往往會出現驅動能力不足的問題。表現出的現象是,畫面分割器雖然能報警,但出於輸入的報警信號弱而工作工穩定,從而導致對應發生報警信號的那一路攝像機的圖像畫面在監視器上雖然瞬間轉換為全螢幕幕畫面卻又丟掉(保持不住),而使監視器上的圖像仍為沒報警之前的多畫面。
前端設備介紹
攝像機:採用先進的電荷耦合器件CCD圖像感測技術。具有自動光圈接口、自動白平衡、電子快門、照度要求、逆光補償、標準清晰度或高解象力等適合多種場合使用的攝像機供用戶選擇。可分為:黑白攝像機:經濟實用,具有超一流的清晰度和靈敏度;
彩色攝像機:高清晰度和色彩形成鮮明圖像對比;
半球黑白/彩色攝像機:經濟便利、自帶鏡頭、安裝支架,可與周圍環境氣氛協調一致;
鏡頭:通過改變鏡頭來調整攝像範圍以獲得合適圖像,鏡頭能夠與系列攝像機配合。分為:定焦鏡頭和變焦鏡頭。定焦鏡頭有廣角、標準和長焦距型,還可選擇適合照明條件不變場所使用的手動光圈鏡頭或更適合光照經常變化場所使用的自動光圈鏡頭;變焦鏡頭的調整可以滿足對被攝物體的視場要求。
紅外光投射器:提供攝像機夜間工作所需照明。
攝像機防護罩和支架:有效防止人為破壞攝像機,起到防水、防塵、固定的作用。全方位雲台:可以上下左右鏇轉,實現全方位監視。
雲台鏡頭控制器:遙控現場雲台全方位鏇轉並對攝像機鏡頭焦距、光圈調整。
監聽頭:在監視現場圖像的同時,可以高靈敏度監聽現場聲音。
監視器:高質量地顯示由攝像機所拾取的圖像。有多種尺寸的黑白、彩色監視器供選擇。
終端監控設備介紹
順序式視頻音頻切換器:可以對來自2路至12路的攝像機圖像和相應的音頻信號按照順序進行切換,其時序切換圖像信號分別在監視器上自動順序顯示,切換時間可調整。亦可手動切換選擇或旁路隔離某一路指定攝像機圖像顯示。視頻圖像處理器:用視頻圖像處理器可以將多幅圖像同時在一個監視器螢幕上分割顯示出來,也可以從多幅圖像中任選一幅全螢幕顯示。具有報警輸入接口,報警時自動切換顯示相應攝像機全螢幕圖像。更高級型號處理器帶錄像回放控制功能。
矩陣切換控制器:預編了程式,用以控制視頻和管理報警的輸入和輸出。
電子圍欄
電子圍欄是目前最先進的周界防盜報警系統,它由高壓電子脈衝主機和前端探測圍欄組成。高壓電子脈衝主機是產生和接收高壓脈衝信號,並在前端探測圍欄處於觸網、短路、斷路狀態時能產生報警信號,並把入侵信號傳送到安全報警中心;前端探測圍欄由桿及金屬導線等構件組成的有形周界。電子圍欄是一種主動入侵防越圍欄,對入侵企圖做出反擊,擊退入侵者,延遲入侵時間,並且不威脅人的性命,並把入侵信號傳送到安全部門監控設備上,以保證管理人員能及時了解報警區域的情況,快速的作出處理。電子圍欄的阻擋作用首先體現在威懾功能上,金屬線上懸掛警示牌,一看到便產生心理壓力,且觸碰圍欄時會有觸電的感覺,足以令入侵者望而卻步;其次電子圍欄本身又是有形的屏障,安裝適當的高度和角度,很難攀越;如果強行突破,主機會發出報警信號。