視頻監控系統概述

視頻監控系統是安全防範體系中的一個重要的組成部分，是一種先進的且防範能力極強的綜合性系統，可以通過遙控攝像機及輔助設備（鏡頭、雲台等）直接觀看被監視場所的一切情況

監控的起源

俗話說的好，害人之心不可有，防人之心不可無。自古至今，财産和人身安全是人們最基本的需求，在技術防範之前，隻能通過人自身肉眼去監視确保自身安全，然而随着經濟發展，人防成本過高，人自身能力和精力的局限不能提供有效證據等，安全防範大打折扣。

自從有了影像資料的時代，對于曆史上已發生的事情，就可以更加的全面真實再現了。而也正是因為如此，才有了新時代背景下的安防監控系統。這樣的技術和設備對于一些犯罪分子來說，就是一種警示和震懾的作用，并且在現實的證據材料的搜集中，更是作為一種直接的信息呈現在人們的面前。

監控的演變過程

在技術不發達的時代的人力防範到運用科技防範，從模拟監控到網絡監控，從單點監控到聯網中央管理系統。

一切以人的需求為中心

财産和人身安全是最基本需求。

視頻監控的作用

用于實時監控重要場所情況變化、重要設備運行情況等、在一定程度上替代了人的作用；在某些高危場所安裝攝像機可以大大降低作業的風險性。

系統能将前端攝像機拍攝到的現場畫面實時的顯示在電視牆、顯示器等顯示設備上，亦能進行錄像設置，方便以後查詢。可以及時發現異常情況，也可以對事後事件分析提供有力依據。

監控行業發展曆程、現狀及趨勢

現狀：模拟高清作為模拟向網絡化發展的過渡，短時間内，安防行業的産品、系統和運營都會圍繞模拟高清展開，但網絡化發展明顯加快。

趨勢：随着智慧城市建設步伐的加快，大數據、雲計算技術的普及應用，更加高清化、網絡化、智能化、大平台化集成化管理将成為趨勢。

視頻監控技術發展過程

模拟視頻監控系統

網絡視頻監控系統

視頻監控基本概念

碼流知識

在視頻監控系統中，對存儲空間容量的大小需求是與畫面質量的高低、及視頻線路等都有很大關系。下面對視頻存儲空間大小與傳輸帶寬的之間的計算方法簡單介紹。

比特率是指每秒傳送的比特(bit)數。單位為bps(BitPerSecond)，比特率越高，傳送的數據越大。比特率表示經過編碼(壓縮)後的音、視頻數據每秒鐘需要用多少個比特來表示，而比特就是二進制裡面最小的單位，要麼是0，要麼是1。比特率與音、視頻壓縮的關系，簡單的說就是比特率越高，音、視頻的質量就越好，但編碼後的文件就越大；假如比特率越少則情況恰好相反。

碼流(DataRate)是指視頻文件在單位時間内使用的數據流量，也叫碼率，是視頻編碼中畫面質量控制中最重要的部分。同樣分辨率下，視頻文件的碼流越大，壓縮比就越小，畫面質量就越高。

上行帶寬就是本地上傳信息到網絡上的帶寬。上行速率是指用戶電腦向網絡發送信息時的數據傳輸速率，比如用FTP上傳文件到網上往，影響上傳速度的就是“上行速率”。

下行帶寬就是從網絡上下載信息的帶寬。下行速率是指用戶電腦從網絡下載信息時的數據傳輸速率，比如從FTP服務器上文件下載到用戶電腦，影響下傳速度的就是“下行速率”。

不同的格式的比特率和碼流的大小定義表：

傳輸帶寬計算：

比特率大小×攝像機的路數=網絡帶寬至少大小；

注：監控點的帶寬是要求上行的最小限度帶寬(監控點将視頻信息上傳到監控中心)；監控中心的帶寬是要求下行的最小限度帶寬(将監控點的視頻信息下載到監控中心)；例：電信2Mbps的ADSL寬帶，50米紅外攝像機理論上其上行帶寬是512kbps=64kb/s，其下行帶寬是2Mbps=256kb/

例：監控分布在5個不同的地方，各地方的攝像機的路數：n=10(20路)1個監控中心，遠程監看及存儲視頻信息，存儲時間為30天。不同視頻格式的帶寬及存儲空間大小計算如下：

監控點：

CIF視頻格式每路攝像頭的比特率為512Kbps，即每路攝像頭所需的數據傳輸帶寬為512Kbps，10路攝像機所需的數據傳輸帶寬為：

512Kbps(視頻格式的比特率)×10(攝像機的路數)≈5120Kbps=5Mbps(上行帶寬)

即：采用CIF視頻格式各地方監控所需的網絡上行帶寬至少為5Mbps；

D1視頻格式每路攝像頭的比特率為1.5Mbps，即每路攝像頭所需的數據傳輸帶寬為1.5Mbps，10路攝像機所需的數據傳輸帶寬為：

1.5Mbps(視頻格式的比特率)×10(攝像機的路數)=15Mbps(上行帶寬)

即：采用D1視頻格式各地方監控所需的網絡上行帶寬至少為15Mbps；

720P(100萬像素)的視頻格式每路攝像頭的比特率為2Mbps，即每路攝像頭所需的數據傳輸帶寬為2Mbps，10路攝像機所需的數據傳輸帶寬為：

2Mbps(視頻格式的比特率)×10(攝像機的路數)=20Mbps(上行帶寬)

即：采用720P的視頻格式各地方監控所需的網絡上行帶寬至少為20Mbps；

1080P(200萬像素)的視頻格式每路攝像頭的比特率為4Mbps，浙江監控批發網絡編碼闆即每路攝像頭所需的數據傳輸帶寬為4Mbps，10路攝像機所需的數據傳輸帶寬為：

4Mbps(視頻格式的比特率)×10(攝像機的路數)=40Mbps(上行帶寬)

即：采用1080P的視頻格式各地方監控所需的網絡上行帶寬至少為40Mbps；

監控中心：

CIF視頻格式的所需帶寬：

512Kbps(視頻格式的比特率)×50(監控點的攝像機的總路數之和)=Kbps=25Mbps(下行帶寬)

即：采用CIF視頻格式監控中心所需的網絡下行帶寬至少25Mbps

D1視頻格式的所需帶寬：

1.5Mbps(視頻格式的比特率)×50(監控點的攝像機的總路數之和)=75Mbps(下行帶寬)

即：采用D1視頻格式監控中心所需的網絡下行帶寬至少75Mbps

720P(100萬像素)的視頻格式的所需帶寬：

2Mbps(視頻格式的比特率)×50(監控點的攝像機的總路數之和)=100Mbps(下行帶寬)

即：采用720P的視頻格式監控中心所需的網絡下行帶寬至少100Mbps

1080P(200萬像素)的視頻格式的所需帶寬：

4Mbps(視頻格式的比特率)×50(監控點的攝像機的總路數之和)=200Mbps(下行帶寬)

二、攝像機介紹

前端視頻采集—攝像機

攝像機是視頻監控系統的前沿部分,是整個系統的”眼睛”,布置在被監視場所的某一個位置,使其能”看到”整個被監視的位置。

網絡攝像機&模拟攝像機

攝像機分類—信号

攝像機分類—外觀

攝像機适用場景

攝像機組成&工作原理

組成：主要由鏡頭、影像傳感器（CCD/CMOS）、DSP（數字信号處理器）、及相關電路組成。

工作原理：被攝物體經鏡頭成像在影像傳感器表面，形成微弱電荷并積累，在相關電路控制下，積累電荷逐點移出，經過濾波、放大後輸入DSP進行處理，最後形成視頻信号輸出。

攝像機主要技術指标

傳感器

傳感器是攝像機的關鍵部件，是把光信号轉換為電信号的元件，在傳感器上，可見光等光學信号通過器件上的物理轉換，轉換為相對應的電子信号，輸送到後端的信号處理單元，使得光學圖像得以轉換為電子圖像，從而使電子處理。傳輸等功能得以實現。目前市面上的傳感器主要分為CCD和CMOS兩種

CCD尺寸

一般用CCD芯片的對角線尺寸表示，如1/2”、1/3 “、1/4”等，目前采用的芯片大多數為1/3”和1/4”。ccd靶面的大小、ccd與鏡頭的配合情況将直接影響視場角的大小和圖像的清晰度。在相同的光學鏡頭下，成像尺寸越大，視場角越大，效果越好，但成本就越高。

攝像機功能

攝像機效果對比

攝像機鏡頭

攝像機鏡頭應用

攝像機鏡頭參數

三、硬盤錄像機

硬盤錄像機概述

DVR&NVR概念

數字硬盤錄像機

Digital Video Recorder，相對于傳統的模拟視頻錄像機，采用硬盤錄像，故常常被稱為硬盤錄像機，即DVR。DVR是集中畫面顯示預覽、錄像、存儲、PTZ控制、報警、雲服務等多功能于一體的計算機系統。

高清攝像機的數字硬盤錄像機：SDI-DVR、AHD-DVR、CVI-DVR、TVI-DVR

網絡硬盤錄像機

Network Video Recorder，網絡視頻錄像機,通過IP網絡接入前端視音頻采集設備（IPC），實現監控圖像浏覽、錄像、回放、攝像機控制和報警功能的監控主機設備。

混合DVR功能

混合DVR即 Tribrid DVR，可同時接入模拟攝像機和網絡攝像機，如三混合DVR，可接入Analog、AHD（CVI或TVI）和IPC。

DVR接口配置

DVR&NVR區别

DVR&NVR區别

DVR&NVR訪問方式

四、常見名詞介紹

RS458線

通俗來講RS458就是2條線，RS485A和RS485B,通過兩條線來控制攝像機的OSD菜單，以及PTZ雲台轉動等相關操作（模拟球機使用，數字球機直接通過網絡控制）

POE供電

采用IEEE802.3af以太網供電，網絡攝像機電源，圖像數據傳輸都通過一條以太網傳輸, 理論上傳輸距離≤100米。

優點：可以降低成本，對于工程布線、安裝和維修都很方便，功耗更小系統更加穩定運行。

五、常見問題說明

1. 無圖像輸出

1) 檢查電源是否接好，電源電壓是否足夠。

2) BNC接頭或視頻電纜是否接觸不良。

3) 鏡頭光圈有否打開。

4) 視頻或直流驅動的自動光圈鏡頭控制線是否接對。

5) 檢查監控顯示設備與攝像機本身是否存在故障。

2. 圖像質量不好

1） 鏡頭是否有指紋或太髒。

2） 光圈有否調好。

3） 視頻電纜接觸是否不良。

4） 電子快門或白平衡設置有無問題。

5） 傳輸距離是否太遠。

6） 電源電壓是否正常。

7） 附近是否存在幹擾源。（強磁場、強電場等）

8） 在電梯裡安裝時要與電梯保證絕緣免受幹擾。

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