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明景电子 CCTV 闭路监控系统培训教程-现场篇 PowerPoint PPT Presentation


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明景电子 CCTV 闭路监控系统培训教程-现场篇. 一、常见监控系统. 二、网络视频传输模式. 网络视频传输模式: 普通摄像机+网络视频模块(视频编码器)+网络+网络视频模块(视频解码器)+监视器 普通摄像机+网络视频模块(视频编码器)+网络+ PC 客户端 网络摄像机+网络+网络视频模块(视频解码器)+监视器 网络摄像机+网络+ PC 客户端. 网络资源:网线、路由器、交换器、 Internet. 三、车载云台设备. 四、监控系统组成部分.

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明景电子 CCTV 闭路监控系统培训教程-现场篇

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Presentation Transcript


Cctv

明景电子CCTV闭路监控系统培训教程-现场篇


Cctv

一、常见监控系统


Cctv

二、网络视频传输模式

  • 网络视频传输模式:

  • 普通摄像机+网络视频模块(视频编码器)+网络+网络视频模块(视频解码器)+监视器

  • 普通摄像机+网络视频模块(视频编码器)+网络+PC客户端

  • 网络摄像机+网络+网络视频模块(视频解码器)+监视器

  • 网络摄像机+网络+PC客户端

网络资源:网线、路由器、交换器、Internet


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三、车载云台设备


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四、监控系统组成部分

闭路监控系统,摄像机是最基本的前端设备,而图像传感器则是摄像机的核心部件。长期以来,电视监控系统中的摄像机所用的图像传感器绝大多数都是CCD图像传感器。这种传感器具有很高的成像质量,分辨率高,灵敏度高,信噪比高,动态范围宽,但生产工艺也要求高,成本相当高一些。

近年来,CMOS图像传感器异军突起,具有体积小,集成度高,功耗低等许多优点,基于COM图像传感器的摄像机也被广泛应用于基于数字网络的可视电话、会议电视系统及个人数字助理(PDA)、数字相机中,有些CMOS摄像机(PC摄像机)已开始用于基于网络的远程电视监控系统,并大有进军传统电视监控领域之势。

不同的图像取样部分,内置图像传感器不一定是单一的,可能是多路的,尤其是CCD图像传感器。尤其常见的为三片式CCD图像传感器,分别接受从光棱镜分出的红、绿、兰三基色光信号,经过光电转换后送入各自的信号处理器,最后经过彩色编码后输出。

图像传感器主要是作为光电转换器件,将光信号转换为微处理可以采样的电气信号。针对不同的传感器工作特性,通过一定的采样手段,配合外围电气结构,组合成最简单的板机系统。

注意:单板机对于电源要求比较严格,电源功率、电压范围、纹波系数等要求都比较高。

1. 单板机:

CCD

CCD板机系统


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四、监控系统组成部分

2. 镜头:

镜头是闭路电视监控系统中必不可少的部件,镜头与摄像机(机体)配合,可以将远近距离目标成像在摄像机的图像传感器靶面上。摄像头的镜头是将拍摄景物在传感器(CCD或CMOS)上成像的器件,它通常由几片透镜组成。

从焦距上分类,可分为短、中、长和变焦距镜头;从视场的大小分类,可以分为广角、标准、远摄镜头;从结构上分,可分为固定光圈定焦镜头、手动光圈定焦镜头、自动光圈定焦镜头、手动光圈手动变焦镜头、自动光圈手动变焦镜头、自动光圈电动变焦镜头、电动三可变等类型;而从镜头的透镜的性质来分,可以分为球面镜和非球面镜。镜头的选择的合适与否,直接影响到监视视野的范围和图像质量的优劣。

从材质上看,摄像头的镜头可分为塑胶透镜(Plastic)和玻璃透镜(Glass)。通常摄像头用的镜头构造有:1P、2P、1G1P、1G2P、2G2P、4G等(此处的P、G分别代表塑胶透镜和玻璃透镜,如1G1P表示这款摄像头的镜头由一片塑胶透镜和一片玻璃透镜组成)。透镜越多,成本越高;玻璃透镜比塑胶贵。因此一个品质好的摄像头应该是采用玻璃镜头,成像效果就相对塑胶镜头会好,玻璃透光性以及成像质量都具有较大优势,比较常使用在较为高端的摄像头上。现在市场上的大多摄像头产品为了降低成本,一般会采用塑胶镜头或半塑胶半玻璃镜头(即:1P、2P、1G1P、1G2P等)。

    镜头通常有两个较为重要的参数。一个是光圈,它是安装在镜头上控制通过镜头到达传感器的光线多少的装置,除了控制通光量,光圈还具有控制景深的功能,即光圈越大,则景深越小。另一个是焦距,它基本上就是从镜头的中心点到传感器平面上所形成的清晰影像之间的距离。镜头的焦距决定了该镜头拍摄的物体在传感器上所形成影像的大小。假设以相同的距离面对同一物体进行拍摄,那么镜头的焦距越长,则物体所形成的影像就越大。

自动光圈镜头分为二大类:a.电源驱动(dc)自动光圈镜头;b.视频驱动自动光圈镜头。电源驱动自动光圈镜头是通过四根线控制镜头的,其中两根为dc12v或dc24v电源来驱动镜头中的马达,另两根控制线通过镜头内的光感应点感应外部光源的照度来控制光圈的大小;视频驱动自动光圈镜头则是通过三根线来控制镜头的,其中一根为视频触发信号来起动光圈,并控制光圈大小,另二根为dc12v或dc24v电源线驱动电机马达。

带自动光圈镜头

三可变镜头


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四、监控系统组成部分

3. 云台:

云台是闭路电视监控系统中的补充部件,是一个可在水平以及垂直方向上旋转的摄像机底座,里面除了机械传动机构外还有电动机、继电器、以及相应控制电路。

按外观划分为水平云台和球形云台;按性能分为带内置解码云台和不带内置解码云台;按水平运动范围划分有带限位云台和全方位云台;按驱动方式有DC15V、AC24V、AC220V驱动方式。

不带内置解码的云台必须通过外置解码器来配合使用;由电机驱动特点来决定,主要AC24V的居多。内置解码的云台可以通过外部控制器,包括键盘一类的控制来控制,由内部MCU处理相应的动作。

全方位的云台通常内部带有导电环,而且内置解码器,性能比较高,价格对应比较高;不带内解的云台,常常带有限位开关,内部无导电环,如果限位开关实效,往往会导致内部连接线旋转卡死包括断裂等情况。

水平云台通常配合防护罩使用,防护罩内部可以是一体机、三可变镜头加CCD主件等设备,可以由内部解码器控制,也可以外接解码器控制。球形云台是将云台集成到球形外锅内部,控制方式和水平类似。

云台

云台+防护照+支架


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四、监控系统组成部分

4. 前端设备:

前端设备主要用于视频信号的采集;由最初形式的固定探头,配合全方位的云台,整合

成万象云台。随着科技的进步,设备性能不断完善,配合不同的运用场合,其外观、尺寸、功能

等有翻天覆地的变化,不断满足人们各方面的需求。


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四、监控系统组成部分

5. 传输设备:

信号转换设备:

控制信号、视频信号

与光信号转换设备

传输介质:

视频、音频信号

传送载体

普通导线、光纤、网线

光端机

转化设备:

控制信号的转化、

码流分配、协议转化

信号转换设备:

模拟信号数字压缩

编码网络传送设备

码转换器、码分配器

网络视频服务器

信号转换设备:

无线信号传输设备

电平转换设备:

不同电气接口

电平转换器件

电平转换器

无线模块


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四、监控系统组成部分

6. 视频处理设备:

画面处理器

视频切换器

矩阵

带画面处理功能键盘

网络视频解码器

视频采集卡


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四、监控系统组成部分

7. 控制设备:

普通键盘

多功能键盘

PC终端

PC客户端

硬盘录像机

矩阵键盘


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四、监控系统组成部分

8. 显示设备:

监视器

背投

电视墙

平板电视

液晶监视器

PC


Cctv

六、简易故障排除


Cctv

六、简易故障排除


Cctv

六、简易故障排除

电源适配器是小型便携式电子设备及电子电器的供电电源变换设备,一般由外壳、电源变压器和整流电路组成,按其输出类型可分为交流输出型和直流输出型;按连接方式可分为插墙式和桌面式。

同样开关电源也是电子设备及电子电器供电电源。设备的启动、正常运行,超负荷运转的工作状态与电源的好坏有直接的影响。所有的电气设备,需要注意的是:设备电源的表称工作电压,是指设备在工作状态下、电源带负载的情况下实际输入设备端口的电压。

1. 电源部分:

电源适配器

电源不稳定,输出功率不够往往会引起各种故障情况,即使设备勉强通过自检,也会有很多隐患,包括控制不稳定,图像不稳定,机器不稳定等一系列问题。现场往往存在一个误区,当线路过长,线径过细的情况下,很多测试人员都是在电源空载的状态下测量电源的输出值,此时的空载值可能满足表称值,一旦带了负载电压会比实际要求低的多。另外,通常很多工程商在实际操作过程中,凭经验喜欢采用集中供电的方式给设备供电。在设备比较多,设备本身功耗比较大,而集中供电的设备输出功率不是足够大,线路线径细、距离过远功耗也大情况下,往往导致集中供电的时候,要么设备批量不稳定,要么由于设备线路电源功率不稳定,导致电源设配器烧毁,甚至把设备内部电源模块烧毁。所有,有条件的情况下,电源安装尽量就近原则,一对一的原则,可靠性高、稳定性好。


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六、简易故障排除

  • 电源小结:

  • 设备电源输入功率需要满足表称要求:电源带负载的情况下,输入电源适配器电压需要满足条件,同样适配器输入到设备的工作电压要求满足条件。

  • 远距离供电过程中,需要注意线路衰减,尽量避免远距离给设备供电,尤其是交流供电设备。当220V电源远距离送电也需要注意衰减,保证到适配器输入电源有200V以上。

  • 电源适配器在现场有条件布220V线路的情况下,使用就近原则,也就是尽量靠近设备安装。

  • 强电和弱电布线时候,要注意分开走线,尽量避免使用同一根屏蔽线,另外尽量不要紧靠在一起平行走线,防止由于浪涌电压产生的感应电流将弱电系统打坏。

  • 忠告:

  • 客户使用UPS给设备供电,甚至是220V,当供电线径过细,距离比较远、负载比较多的情况下,发现设备工作有异常,仔细检测适配器输入输出电源是否正常。

  • 设备有异常,现场无法测试的情况下,将设备取回监控区域,检测是否正常,排除设备故障,然后在排除现场隐患。


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六、简易故障排除

2. 通信部分:

单片机系统通信可以采用全双工模式,通信往往要3根线,TXD、RXD和GND,使用的是TTL(或者COMS)电平,电压 0v、5v(或3.3v)分别代表典型的逻辑值0和1。TTL电平传输距离比较近,而且容易受到干扰,往往只在单片机系统内部使用。 使用时候收发双方TXD和RXD交叉连接,GND互联。

RS232--TTL电平转换全双工收发电路

RS-232-C标准最初是远程通信连接数据终端设备DTE与数据通信设备DCE而制定的。电气特性:EIA-RS-232C对电器特性、逻辑电平和各种信号线功能都作了规定。在TxD和RxD上:逻辑1(MARK)=-3V~-15V;逻辑0(SPACE)=+3~+15V;使用时候收发双方TXD和RXD交叉连接,GND互联。

利用MAX232芯片,可以实现TTL与RS232接口的转换;每片232芯片都集成了两组转换电路,我们可以任意选用一组作为单片机和PC全双工接口。智能球机包含了摄像机自动识别功能,但是这种识别功能建立在摄像机与单片机使用相同的电平接口—TTL电平接口之上。如果摄像机使用了232电平接口(比如LG、世棱、霍利威而等),那么摄像机无法被识别到,导致摄像机功能无法控制。典型体现在摄像机的3可变功能无法使用,摄像机的预置点功能无法使用,包括摄像机菜单等功能都无法正常操作。另外由于电平不匹配,往往会导致正常的设备换了像机都无法自检成功。


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六、简易故障排除

RS-485与RS-232不一样,数据信号采用差分传输方式,也称作平衡传输,它使用一对双绞线,将其中一线定义为A,另一线定义为B;通常情况下,发送驱动器A、B之间的正电平在+2~+6V,是一个逻辑状态,负电平在-2~6V,是另一个逻辑状态。另有一个信号地C,在RS-485中还有一“使能”端;“使能”端是用于控制发送驱动器与传输线的切断与连接。当“使能”端起作用时,发送驱动器处于高阻状态,称作“第三态”,即它是有别于逻辑“1”与“0”的第三态。

2. 通信部分:

RS485--TTL电平转换半双工收发电路

接收器也作与发送端相对的规定,收、发端通过平衡双绞线将AA与BB对应相连,当在收端AB之间VA-VB有大于+200mV的电平时,输出正逻辑电平,小于-200mV时,输出负逻辑电平。RS485总线所有连接端都并联连接,为半双工模式,只有在发送数据的时候才可以占用总线,将U1使能端2,3脚变高;平时不使用的时候,总线上的RS485都必须释放总线,处于接收状态,即U1使能端2,3脚必须为低;否则将会把总线拉死,使整个系统瘫痪。

由于RS-485总线带节点能力强,通讯距离远,线路简单,组网方便等系列优势,因此广泛的运用于工业控制中。安防系统也广泛使用这种电气接口。内部采用了RS485芯片,另外该芯片是半双工通信模式,收发不能同时。当使用PC机控制RS485设备时候,一定要注意,使用对应的RS485—RS232的电平转换器,否则无法正常控制。


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六、简易故障排除

3.视频保护电路

  视频保护电路由两个5.1V稳压管和放电管构成,确保视频线路不会被感应电压

击穿;也可防止将短时间内电源接入导致视频信号线路的烧毁。

4.视频放大电路

  视频信号可以通过2267进行放大,适合信号远距离传输。同时也可利用该芯片将单路视频扩充放大为两路独立的视频信号,互不干扰。有些视频采集卡对于输入信号过强或者过弱的情况下,图像会有发白的情况。


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六、简易故障排除

5.交流系统视频、设备易损坏情况

说明:

1.设备使用AC24V电源输入,

设备内部使用开关电源;

2.电气上,输入各模块设备

之间地为隔离的;

3.摄像机外壳与内部地相连

接,方便像机散热;

4.机械上由于设备传动结构等因素,摄像机外壳与设备外壳共地,导致设备内部与外壳共地;

注意要点:

1.设备安装要注意屏蔽,防止干扰信号从外壳引入设备地,导致异常;

2. 防止外部交流电源与外壳短路,导致设备设备损害甚至烧毁。


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六、简易故障排除

6.视频故障问题集合:

1) 电源不稳定引起的水纹干扰:前后端所有处理视频的设备;设备周围有交变磁场。

2)通信干扰引起的图像细细的雪花干扰:例如RS485防雷设备损坏、设备不合理共地。

3)视频编、解码设备引起的细细的纹波干扰:例如光纤设备。

4) 传输过程视频信号减弱引起的图像发白或者其他干扰:视频传输线路过长,线径过细;或者一路图像直接使用2通接口直接分为两路视频输出;视频采集卡匹配电阻不匹配,甚至是采集卡输入口损坏。

5)图像扭曲,显示不正常:需外同步的摄像机没有接入同步信号;视频输入信号接反;视频信号地没有连接;摄像机收到损坏,内部模拟地与数字地连接磁珠击穿。


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六、简易故障排除

6.视频故障问题集合:

6) 图像抖动,图像有不连续感觉:使用多路画面处理器、画面切换器等视频切换设备,由于设备抽帧显示,每秒显示的帧图像不满足25帧( PLA制),或者场图像不满足50场( PLA制)。

7) 图像不自锁,有翻转的感觉:画面切换器、处理器等图像切换时候场不同步导致。

8) 网络传输图像不连续:与网络带宽以及上行下行速度有关;与编解码方式有关;与图像采样设备有关(普通CCD镜头还是COMS镜头),与摄像机光圈增益有关;与摄像机噪点等有关系。

9) 图像在PC机或者某些监视器上看到图像四周有遮边情况,尤其变倍长焦距情况下越明显:主要是摄像机CCD靶面成像尺寸比监视器小,监视器整屏幕截取的图像达不到监视器的分辨率。

10)摄像机镜头在间距比较近的物体之间无法调整FOCUS使得物体变清晰:主要是不同摄像机机的FOCUS范围受ZOOM范围影响,在ZOOM限制范围内,无法将间隔过大的物体通过FOCUS微调得到清晰的成像效果。


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七、防雷击、浪涌

TVS板极防雷技术,可以有效防止1.5KW以下功率的瞬时雷击、浪涌等各类

脉冲信号对设备造成的损坏。但是,对于室外安装要根据实际情况在保证电气安全

的前提下做好必要的防护措施:

●信号传输线必须与高压设备或高压电缆之间保持至少50米的距离;

●室外布线尽量选择沿屋檐下走线;

●对于空旷地带必须采用密封钢管埋地方式布线,并对钢管采用一点接地,绝对 禁止采用架空方式布线;

●在强雷暴地区或高感应电压地带(如高压变电站),必须采取额外加装大功率 防雷设备以及安装避雷针等措施;

●室外装置和线路的防雷和接地设计必须结合建筑物防雷要求统一考虑,并符合 有关国家标准、行业标准的要求;

●系统必须等电位接地。接地装置必须满足系统抗干扰和电气安全的双重要求, 并不得与强电网零线短接或混接。系统单独接地时,接地阻抗不大于4Ω,接 地导线截面积必须不大于25mm2线短接


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七、防雷击、浪涌


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八、RS485总线常识

1. RS485总线基本特性

根据RS485工业总线标准,RS485工业总线为特性阻抗120Ω的半双工通讯总线,其最大负载能力为32个有效负载(包括主控设备与被控设备)

2. RS485总线传输距离

当使用0.56mm(24AWG)双绞线作为通讯电缆时,根据波特率的不同最大传输距离理论值如表:

  • 3. 连接方式与终端电阻

    • RS485工业总线标准要求各设备之间采用菊花链式连接方式,两头必须接有120Ω终端电阻。(图2)简化连接可采用(图3),但“D”段距离不得超过7米。

图2


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四、RS485总线常识

图3

设备终端120Ω电阻的连接方式:(如图2)设备终端电阻120Ω电阻在控制电路板上已备有,共有两种连接方式. 图2中为出厂时的缺省连接方式,此时控制电路板上的,SW1:Bit10在0FF这时120Ω电阻未接入。当需要接入120Ω电阻时,将控制电路板上的SW1:Bit10拨在ON状态,这样120Ω电阻接入电路中。


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八、RS485总线常识

5. 实际使用中的问题

实际施工使用中用户常采用星形链接方式,此时终端电阻必须连接在线路距离最远的两个设备上(如图4)中1 #与15 #设备,但是由于该连接方式不符合RS485 工业标准的使用要求,因此在各设备线路距离较远时,容易产生信号反射、抗干扰能力下降等问题,导致控制信号的可靠性下降。反映现象为球机完全或间断不受控制或自行运转无法停止。对于这种情况建议采用我公司的MC2080 RS485分配器。该产品可以有效地将星形连接转换为符合RS485工业标准所规定的连接方式,从而避免产生问题,提高通信可靠性。(如图5)


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八、RS485总线常识

图5

图4


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九、AC24V线径和传输距离关系表

当线径大小一定,24VAC 电压损耗率低于10% 时,推荐的最大传输距离。(对于交流供电的设备而言,其最大的允许电压损耗率为10%。例如:一台设备额定功率为80VA,安装在离变压器35英尺远处(10m)需要的最小线径大小为0.8000mm。


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九、AC24V线径和传输距离关系表


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十、国内外线规对照表


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十、国内外线规对照表


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To be continued

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特别感谢: 周剑波

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