安防視頻監(jiān)控系統(tǒng)的基本組成介紹詳解引言:

在當(dāng)今社會，安全問題不容忽視。為了確保公共場所與個人的安全，安防視頻監(jiān)控系統(tǒng)成為了必不可少的設(shè)備之一。本文將討論安防視頻監(jiān)控系統(tǒng)的基本組成，幫助讀者了解這一關(guān)鍵技術(shù)的工作原理與重要組成部分。

一、攝像機
攝像機是安防視頻監(jiān)控系統(tǒng)的核心組件之一。它們負(fù)責(zé)將畫面?zhèn)鬏數(shù)奖O(jiān)控中心，以進(jìn)行實時監(jiān)測和記錄。攝像機的類型包括固定型、球機、半球機、全景機等。其中，固定攝像機常用于固定監(jiān)控區(qū)域，而球機和全景機則可實現(xiàn)360度全方位監(jiān)控。此外，攝像機還具備高清晰度、低光拍攝、防水防塵等特性，以適應(yīng)各種場景的需求。

二、視頻錄像機（NVR/DVR）
視頻錄像機（NVR/DVR）是安防視頻監(jiān)控系統(tǒng)的記錄與存儲設(shè)備。NVR（網(wǎng)絡(luò)視頻錄像機）通常用于IP攝像機，而DVR（數(shù)字視頻錄像機）則適用于模擬攝像機。通過與攝像機連接，NVR/DVR能夠接收視頻信號，并將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號進(jìn)行錄制和存儲。除此之外，NVR/DVR還具備遠(yuǎn)程訪問功能，用戶可以通過網(wǎng)絡(luò)連接實時查看和回放錄像。

三、監(jiān)控中心
監(jiān)控中心是安防視頻監(jiān)控系統(tǒng)的核心控制中心。它包括監(jiān)控室、顯示屏、操作臺等設(shè)備。監(jiān)控中心可以同時顯示多個攝像頭的畫面，并通過監(jiān)控軟件進(jìn)行圖像分析和處理。操作員可以實時監(jiān)控各個監(jiān)控區(qū)域，發(fā)現(xiàn)異常事件并采取相應(yīng)的措施。此外，監(jiān)控中心還可以與警報系統(tǒng)、門禁系統(tǒng)等其他安防設(shè)備進(jìn)行集成，形成全面的安全防護(hù)體系。

四、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備
網(wǎng)絡(luò)設(shè)備是安防視頻監(jiān)控系統(tǒng)中的關(guān)鍵組成部分。它們通過網(wǎng)絡(luò)連接各個設(shè)備之間的通信和數(shù)據(jù)傳輸。常見的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備包括交換機、路由器、網(wǎng)絡(luò)線纜等。交換機負(fù)責(zé)將攝像機、NVR/DVR等設(shè)備連接在一起，構(gòu)建一個穩(wěn)定可靠的局域網(wǎng)。而路由器則負(fù)責(zé)連接不同的局域網(wǎng)，實現(xiàn)不同地點的視頻監(jiān)控數(shù)據(jù)傳輸。

五、電源設(shè)備
電源設(shè)備是安防視頻監(jiān)控系統(tǒng)中常常被忽視但卻至關(guān)重要的一部分。它們?yōu)檎麄€系統(tǒng)提供穩(wěn)定的電源供應(yīng)，確保系統(tǒng)的正常運行。常見的電源設(shè)備包括電源適配器、電池、UPS（不間斷電源）等。UPS在停電時能夠提供備用電源，保證重要設(shè)備的正常運行，避免數(shù)據(jù)丟失和系統(tǒng)故障。

結(jié)論:
安防視頻監(jiān)控系統(tǒng)的基本組成包括攝像機、視頻錄像機、監(jiān)控中心、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和電源設(shè)備。這些組件共同協(xié)作，實現(xiàn)對公共場所和個人安全的監(jiān)控與保護(hù)。隨著技術(shù)的發(fā)展，安防視頻監(jiān)控系統(tǒng)會進(jìn)一步智能化，例如人臉識別、行為分析等。通過不斷創(chuàng)新和優(yōu)化，安防視頻監(jiān)控。

1.基本組成

一個視頻監(jiān)控系統(tǒng)，不論是小系統(tǒng)還是復(fù)雜的大系統(tǒng)，如小到只有一臺攝像機和一臺監(jiān)視器，大到幾百、幾千、幾萬臺攝像機和幾十、幾百、幾千臺監(jiān)視器，不論它構(gòu)成方式復(fù)雜程度如何，都可用圖 1-1 的框圖來概括。

圖 1-1 視頻監(jiān)控系統(tǒng)的組成

由圖 1-1 可看出，任何視頻監(jiān)控系統(tǒng)，都由前端設(shè)備、傳輸信道、控制設(shè)備和終端設(shè)備 4 部分構(gòu)成。顯然，這 4 部分，缺一不可，并且它們也是互相關(guān)聯(lián)，互相制約的，不能偏廢任何一部分。

2.前端設(shè)備

前端設(shè)備是系統(tǒng)信息的總源頭。形象地說，前端設(shè)備是系統(tǒng)的「視覺」和「聽覺」器官。系統(tǒng)的操作者可通過控制設(shè)備，按自己的愿望去進(jìn)行設(shè)置和布防，以獲取必要的影像和聲音信息。因此，前端設(shè)備的性能優(yōu)劣及其布設(shè)的合理與否，對系統(tǒng)的質(zhì)量影響很大。

視頻監(jiān)控系統(tǒng)的前端設(shè)備的構(gòu)成如圖 1-2 所示。

圖 1-2 前端設(shè)備的構(gòu)成

由前面的系統(tǒng)基本構(gòu)成可知，視頻監(jiān)控系統(tǒng)的前端設(shè)備的作用是獲取視頻與音頻信息，因此前端的關(guān)鍵設(shè)備是攝像機（在第 3 章中專門介紹），它主要是攝取三維光學(xué)圖像（即監(jiān)控中的場景），并轉(zhuǎn)換為一維時序的視頻電信號，然后通過傳輸信道送到終端設(shè)備供人們觀看。所以說，攝像機是整個系統(tǒng)的「眼睛」，它布置在需要監(jiān)控的各場所的某一個位置上，并使其視角能覆蓋整個被監(jiān)控的區(qū)域。有時，被監(jiān)控場所面積較大，為了節(jié)省攝像機所用的數(shù)量同時簡化傳輸系統(tǒng)及控制與顯示系統(tǒng)，在攝像機上還可加裝電動的（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(yuǎn)，更清楚；同時，有時還把攝像機安裝在電動云臺上，通過控制，可以使云臺帶動攝像機進(jìn)行水平和垂直方向的轉(zhuǎn)動，從而使攝像機能覆蓋的角度和面積更大。

攝像機及鏡頭，通常要放在防護(hù)罩中。在室外或其他特殊環(huán)境中，還需要采用室外全天候防護(hù)罩或其他耐高溫、防爆、防水等特殊條件的防護(hù)罩。至于支撐它們的支架也有室內(nèi)、室外、輕型與重型云臺支架等。

由于前端設(shè)備需要監(jiān)控多個場景，且遠(yuǎn)離控制設(shè)備。為減少連接線纜數(shù)量，在稍復(fù)雜的系統(tǒng)中一般不用直接控制的方法，多采用數(shù)字編碼控制的方式，從而使數(shù)字式的終端解碼控制器成為前端設(shè)備中的又一關(guān)鍵部件。其作用是對控制室的控制鍵盤發(fā)出的上行指令進(jìn)行判斷，判斷其是否要前端設(shè)備動作及要做什么動作；下行的信號也由它中轉(zhuǎn)連接。這種終端解碼器所控制的設(shè)備包括云臺（左/右、上/下運動）、鏡頭（光圈大/小、變焦距遠(yuǎn)/近、聚焦長/短）、防護(hù)罩（雨刷除塵開/關(guān)、除霜開/關(guān)）、攝像機電源（開/關(guān)）、報警探測器電源（開/關(guān)）和照明燈電源（開/關(guān)）等。

監(jiān)聽器就是一個拾音器，實際就是一個微型話筒，根據(jù)需要可裝在攝像機中或其他隱蔽的地方。其作用是拾取監(jiān)控場所的聲音，并通過傳輸信道放大送到揚聲器（即揚聲器）上，供人們聽取或錄音。

在前端設(shè)備中，還有各種各樣的防盜探測器，如主動和被動的紅外探測器、雙鑒探測器、震動探測器、玻璃破碎探測器及門窗與保險柜的開關(guān)探測器等。當(dāng)這些探測器探測到有非法侵入者時，就發(fā)出報警。若視頻監(jiān)控系統(tǒng)兼有消防報警功能，即接有煙霧、火光和燃?xì)馓綔y等傳感器時，也可起到消防報警的作用。

3.傳輸信道

傳輸信道（或傳輸設(shè)備）可以形象地比喻為視頻監(jiān)控系統(tǒng)的「神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)」。沒有這個「神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)」就不能保障上下暢通。也就是說，沒有這個傳輸信道，前端的圖像與聲音信息就無法傳輸過來，并且按所需要的控制前端的控制信號也無法傳遞到前端。因此，傳輸信道選擇和布設(shè)的好壞，關(guān)系到能不能保障視頻監(jiān)控系統(tǒng)正確無誤的上下暢通，進(jìn)而使系統(tǒng)不受或少受干擾。

除了一些必要的電氣、機械連接件和緊固件外，傳輸信道的分類和構(gòu)成基本如圖 1-3 所示。顯然，不同的條件下可選擇不同的傳輸信道的傳輸方式。傳輸信道通常有兩種傳輸方式。

圖 1-3 傳輸信道

1）有線傳輸

一般有線傳輸即閉路傳輸信道，如同軸視頻電纜、雙絞線等，它們都用基帶傳輸方式，即視頻信號以攝像機輸出的原視頻信號進(jìn)行傳輸，其信號帶寬上限一般為 6MHz。當(dāng)傳輸距離在 1km 以內(nèi)時，一般都使用同軸電纜；當(dāng)傳輸距離大于 1km 時，為了降低傳輸成本，常采用雙絞線平衡傳輸?shù)姆绞健?/p>

利用光纖線纜的傳輸，也是一種特殊的閉路傳輸系統(tǒng)。由于光纖傳輸?shù)男盘栴l帶寬、容量大、損耗小，而且不受外界的電磁干擾，是一種遠(yuǎn)距離傳輸高質(zhì)量電信號的極好媒介。在大型視頻監(jiān)控系統(tǒng)（如高速公路、城市交通管理等）中，通常采用這種傳輸方式。

2）無線傳輸

無線傳輸即不用線纜連接的傳輸，也稱開路傳輸。在某些特定情況（如公安機關(guān)對控制對象的監(jiān)控、火災(zāi)現(xiàn)場的觀察等）及受地形、地物（鐵道、河流等）限制等情況，采用微波開路傳輸?shù)姆绞绞亲罴训倪x擇。

無線傳輸中還有紅外光波傳輸和公用通信網(wǎng)絡(luò)的移動傳輸?shù)取?/p>

圖 1-3 所示的不同的傳輸方式，所使用的傳輸部件及傳輸線路，都有較大的不同。這些在第 5 章中將進(jìn)行專門論述。雖然從表面上看，傳輸部分好像只是一些簡單的線路，不容易引起重視，但往往系統(tǒng)工程的問題大多出在這一部分。因此，這部分的好壞，常會影響整個系統(tǒng)的質(zhì)量，必須引起足夠的重視。

4.控制設(shè)備

控制設(shè)備是系統(tǒng)的中樞，可形象地比喻為系統(tǒng)的「大腦」。人的大腦決定一個人的智力的高低，控制設(shè)備的好壞則決定了視頻監(jiān)控系統(tǒng)性能的優(yōu)劣。一般控制設(shè)備中的許多設(shè)備都使用了微處理器，因而它能像計算機一樣按既定的程序工作，即協(xié)調(diào)系統(tǒng)的動作，使其按照操作者的意愿去執(zhí)行系統(tǒng)所具有的各項功能，從而可大大減輕操作者的負(fù)擔(dān)。所以，控制設(shè)備配備的好壞和合理與否，是系統(tǒng)能否按照人的意愿運行的關(guān)鍵。

視頻監(jiān)控系統(tǒng)的控制設(shè)備的組成如圖 1-4 所示。它由主控制器（有些還設(shè)有副控制臺）、控制鍵盤、音/視頻放大與分配、音/視頻切換、視頻圖像信號的校正與補償、畫面分割及多工處理、時日發(fā)生與字符疊加、樓層顯示、云臺鏡頭防護(hù)罩控制及報警控制器等設(shè)備組成。由于控制設(shè)備大都使用了微處理器，因而能按操作者的意愿協(xié)調(diào)系統(tǒng)的動作，執(zhí)行系統(tǒng)所具有的功能。

圖 1-4 控制設(shè)備

在上述的各設(shè)備中，對圖像質(zhì)量影響最大的是放大與分配、校正與補償、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?qū)φ麄€系統(tǒng)指標(biāo)要求不高的情況下，在總控制臺中往往不設(shè)校正與補償部分。但對某些距離較遠(yuǎn)，或由于傳輸方式的要求等原因，校正與補償是非常必要的。因為圖像信號經(jīng)過傳輸之后，往往其幅頻特性（由于不同頻率成分到達(dá)總控制臺時，衰減不同，因而造成圖像信號不同頻率成分的幅度不同，此即幅頻特性）、相頻特性（不同頻率的圖像信號通過傳輸部分后產(chǎn)生的相移不同，此即相頻特性）無法絕對保證達(dá)到指標(biāo)的要求，所以在控制臺上要對傳輸過來的圖像信號進(jìn)行幅頻和相頻的校正和補償。經(jīng)過校正和補償?shù)膱D像信號，再經(jīng)過分配或放大，進(jìn)入視頻切換部分，然后送到監(jiān)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(hù)罩等進(jìn)行遙控，以完成對被監(jiān)控的場所進(jìn)行全面、詳細(xì)的監(jiān)控或跟蹤監(jiān)控。還有的總控制臺上設(shè)有「多畫面分割器」，如四畫面、九畫面、十六畫面等。通過這個設(shè)備可以在一臺監(jiān)視器上同時顯示出 4 個、9 個、16 個攝像機送來的各個被監(jiān)控場所的圖像畫面，并用終端設(shè)備的一臺硬盤錄像機進(jìn)行記錄，以便事后備查或作為重要的事實依據(jù)。

主控制器（如矩陣控制器）在控制功能上及控制攝像機的臺數(shù)上往往都做成積木式的，具體可以根據(jù)實際要求進(jìn)行組合。此外，在總控制臺上還設(shè)有時間及地址的字符發(fā)生器，通過這個裝置可以把年、月、日、時、分、秒都時時顯示出來，并把被監(jiān)控場所的地址、名稱也顯示出來。在終端設(shè)備的錄像機上也同時把它們記錄下來，這樣就為以后的備查提供了方便。

總控制臺對攝像機及其輔助設(shè)備（如鏡頭、云臺、防護(hù)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「終端解碼器」，在終端解碼器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附屬設(shè)備的各種動作（如鏡頭的變倍、云臺的轉(zhuǎn)動等）。在某些攝像機距離控制中心很近的情況下，為節(jié)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(guān)」信號。總之，根據(jù)系統(tǒng)構(gòu)成的情況及要求，可以綜合考慮，以完成對總控制臺的設(shè)計要求。

控制設(shè)備的作用可歸納為兩方面。① 對下行信號與終端設(shè)備的連接進(jìn)行調(diào)度。這里有三類信號：圖像信號、聲音信號、報警信號，它們進(jìn)入微機中央控制器（兼有音頻、視頻、報警控制切換功能）后，可以按照操作者的意愿，與終端設(shè)備的監(jiān)視器、錄像機等音像設(shè)備相連，供顯示、觀察和記錄、存儲。② 對前端發(fā)出控制指令，指揮其動作。一般采用數(shù)字式的碼分多址方式對前端進(jìn)行控制。前端的解碼控制器就與此密切相關(guān)。

作為整個系統(tǒng)與人之間進(jìn)行操作的界面是控制鍵盤，操作指令通過鍵盤輸入，使系統(tǒng)按人的意愿運行。操作指令集是否完備、漢化程度的高低、是否便捷易記直接關(guān)系到整個控制設(shè)備性能的優(yōu)劣。

在采用計算機多媒體技術(shù)的系統(tǒng)中，一般直接配置了通用的微機系統(tǒng)硬件（監(jiān)視器、主機、鍵盤）取代專用的操作鍵盤，同時還要有必要的多媒體操作軟件及視頻、音頻信號的專用接口板等。

值得注意的是，控制設(shè)備的編碼方式與接口，特別是控制操作鍵盤與音/視頻切換器、解碼中繼器、報警控制器等設(shè)備之間，必須要事先約定編碼指令方能兼容。在國家未實現(xiàn)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)之前，各用戶在選擇和更換設(shè)備時，對此必須給予特別注意，即要考慮設(shè)備的兼容性。

5.終端設(shè)備

終端設(shè)備是視頻監(jiān)控系統(tǒng)前端信息的存儲、記憶、顯示與處理的輸出設(shè)備。也可比喻成人的大腦的記憶與存儲及前端設(shè)備「觀看」、監(jiān)聽的再現(xiàn)。人們可根據(jù)終端設(shè)備所獲取的前端信息，去分析、綜合、判別真?zhèn)巍⑴袛嗍欠?，及時打擊各類犯罪，以保衛(wèi)國家和人民生命財產(chǎn)的安全。所以，終端設(shè)備配備的好壞及與前端設(shè)備搭配的合理與否，是系統(tǒng)是否丟失前端信息和不失真地再現(xiàn)前端信息的關(guān)鍵。

終端設(shè)備的組成如圖 1-5 所示。它包括供觀察圖像的監(jiān)視器，告警的揚聲器和警示燈，監(jiān)聽揚聲器，記錄查證的硬盤錄像機，即時將圖像記錄、印出的視像機，事件發(fā)生即予上報和記錄的電話自動撥號機及打印機等。隨著多媒體技術(shù)的發(fā)展，經(jīng)計算機處理后的多媒體輸出方式和設(shè)備也在不斷的發(fā)展，將使人們與系統(tǒng)的溝通更便捷，系統(tǒng)的輸出信息更易于為人所接收。對要求連成網(wǎng)絡(luò)的報警系統(tǒng)，可用計算機輸出數(shù)碼，由數(shù)據(jù)通信設(shè)備與外界連接起來。

圖 1-5 終端設(shè)備的組成

由圖 1-5 可看出，終端設(shè)備最基本的、必不可少的設(shè)備是顯示部分，其他設(shè)備配置的增/減，完全取決于用戶的要求和經(jīng)濟(jì)承受力。

顯示部分一般由幾臺或多臺監(jiān)視器（或帶視頻輸入的普通電視機）組成。它的功能是將傳輸過來的圖像一一顯示出來。在視頻監(jiān)控系統(tǒng)中，特別是在由大量攝像機組成的視頻監(jiān)控系統(tǒng)中，一般都是幾臺攝像機的圖像信號用一臺監(jiān)視器輪流切換顯示。這樣做一是可以節(jié)省設(shè)備，減少空間的占用；二是也沒必要一一對應(yīng)顯示。因為被監(jiān)控場所的情況不可能同時都發(fā)生意外情況，所以平時只要隔一定的時間（如幾秒、十幾秒或幾十秒）顯示一下即可。當(dāng)某個被監(jiān)控的場所出現(xiàn)異常情況時，可以通過切換器將這一路信號切換到某一臺監(jiān)視器上一直顯示，并通過控制臺對其遙控跟蹤與記錄。所以，在一般的系統(tǒng)中常將攝像機對監(jiān)視器的比例數(shù)設(shè)為 4∶1 方式，即 4 臺攝像機對應(yīng)一臺監(jiān)視器進(jìn)行輪流顯示。當(dāng)攝像機的數(shù)量很多時，再采用 6∶1、9∶1 或 16∶1 的設(shè)置方案。另外，由于「畫面分割器」的應(yīng)用，在有些攝像機數(shù)量很多的系統(tǒng)中，常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(jiān)視器上，也就是在一臺較大屏幕的監(jiān)視器上，把屏幕分成幾個面積相等的小區(qū)域，每個區(qū)域顯示一個攝像機送來的畫面。這樣可以大大節(jié)省監(jiān)視器，并且操作人員觀看起來比較方便。但是，這種方案不宜在一臺監(jiān)視器上同時顯示太多的分割畫面，如果太多，則會使某些細(xì)節(jié)難以看清楚，影響監(jiān)控的效果。一般以顯示四分割或九分割較為合適。

通常，監(jiān)視器的屏幕尺寸宜為 14～18in（英寸），如果采用了「畫面分割器」，可選用較大屏幕的監(jiān)視器（或電視機）。監(jiān)視器的選擇，應(yīng)滿足系統(tǒng)總的功能和總的技術(shù)指標(biāo)的要求，特別是應(yīng)滿足與攝像機清晰度搭配和長時間連續(xù)工作的要求。放置監(jiān)視器的位置應(yīng)符合操作者觀看的距離、角度和高度的要求。一般方式是，在總控制臺的后方，設(shè)置擺放專用監(jiān)視器的架子?，F(xiàn)在的大型視頻監(jiān)控系統(tǒng)，大多采用電視墻的方式。