闭路电视监控及周边防范系统大学论文.doc

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1、工程实践训练报告课题名称 闭路电视监控及周边防范系统 专业班级 测控技术与仪器 姓 名 学 号 指导教师 2012 年 11 月 25 日目录第一章 实训的目的与任务1第二章 闭路电视监控及周边防范系统概述2第三章 装置介绍3 3.1一体化摄像机SR-AP250 YD5409球型云台3 3.2 彩色半球摄像机采用FC-5028 43.3 彩色枪机FC-2028 53.4嵌入式硬盘录像机DH-DVR0404LK 6第四章 调试 7 4.1 BNC接头制作74.2一体化摄像机的调试74.3 连线及通电74.4 系统登录94.5 关机94.6 参数设置94.7 云台介绍及应用 104.8硬盘录像操作

2、 14第五章 总结与心得16 工 程 实 训 任 务 书实训名称 闭路电视监控及周边防范系统 专业班级 测控技术与仪器 学生姓名 学 号 指导老师 审 批 任务书下达日期 2012 年 11 月 12 日任务完成日期 2012 年 11 月 25 日3目的与任务工程实训的目的了解闭路电视监控及周边防范系统的组成、基本原理；了解系统的设备安装、接线；掌握镜头调试及控制中心操作方法。能独立完成系统的外围电路的接线，能独立操作硬盘录像机。培养故障排除能力，为工程实际及以后工作打下良好基础。工程实训的任务（1）通过本次课题的实训，了解闭路电视监控及周边防范系统的原理以及应用领域，掌握闭路电视监控及周边

3、防范系统的基本构成，认识各类监控设备、安防设备及基本使用方法。（2）掌握镜头的调试方法。（3）熟悉系统控制中心操作方法。（4）掌握硬盘录像机的使用方法。（5）学会故障排除的基本技能。二、闭路电视监控及周边防范系统概述闭路电视监控系统能在人们无法直接观察的场合，却能实时、形象、真实地反映被监视控制对象的画面，并已成为人们在现代化管理中监控的一种极为有效的观察工具。由于它具有只需一人在控制中心操作就可观察许多区域，甚至远距离区域的独特功能，被认为是保安工作之必须手段。闭路电视监控系统能提供某些重要区域近距离的观察、监视和控制。系统符合国家有关技术规范。一般在系统应设置电视摄像机，以实现全方位监控。

4、系统的主要设备应配置电视监视器、时滞录像机和画面处理器等，使用户能调看任意一个画面和遥控操作任意一台有遥控功能摄像机的云台和变焦功能。闭路电视（又称CCTV）监控系统是安防领域中的重要组成部分，系统通过摄像机及其辅助设备（镜头、云台等），直接观察被监视场所的情况，同时可以把监视场所的情况进行同步录像。另外，电视监控系统还可以与防盗报警系统等其他安全技术防范体系联动行动，使用户安全防范能力得到整体的提高。闭路电视监控系统的主要技术要求闭路电视监控系统的技术要求主要是：摄像机的清晰度、系统的传输带宽、视频信号的信噪比、电视信号的制式、摄像机达到较高画质和操作的功能以及系统各器件的环境适应度。三、装

5、置介绍本实训装置中，主要由一体化摄像机、彩色半球摄像机、彩色枪机摄像机、紧急按钮、红外对射探测器、声光报警器、数字硬盘录像机以及彩色监视器组成。其组成结构框图如下图1-1所示：闭路电视监控及周边防范系统实训装置系统框图系统设备认识3.1 一体化摄像机采用韩国世林SR-AP250，一体化摄像机与亚安YD5409球型云台：SR-AP250的特点如下：影像感测元件：1/4英寸影像感测元件有效像素：510（H）582（V）有效像素：数英文名称为Effective Pixels。与最大像素不同，有效像素数是指真正参与感光成像的像素值。最高像素的数值是感光器件的真实像素，这个数据通常包含了感光器件的非成像

6、部分，而有效像素是在镜头变焦倍率下所换算出来的值。信号/杂讯比：大于48dB在一般情况下，信号电压远高于噪声电压，比值非常大，信噪比的单位用db来表示。一般摄像机给出的信噪比值均是在agc关闭时的值，因为当agc接通时，会对小信号进行提升，使得噪声电平也相应提高。典型值为46db，若为50db，则图像有少量噪声，但图像质量良好；若为60db，则图像质量优良，不出现噪声。灵敏度：1Lux/F1.6移动侦测功能中，灵敏度是指对运动变化的物体或光线的一个感知度。红外灯切换过程中，灵敏度是指在外部光线明暗变化时光敏电阻切换的一个速度。也就是最低照度,1/4照度会比1/3差,原理很简单:相同数量的感 光

7、点,摆在1/4上的每一点一定比较小点,他的受光就较少,当然照度就较差,好处是便宜一些,还有体积较小,板子可以做小一些。自动电子快门：1/601/10000（NTSC）/1/501/10000（PAL）其构造总成中，驱动快门的“门帘或合页”动作的方式，分为纯机械驱动和机械-电磁驱动两大类。其中机械传动、弹簧延时的是“纯机械快门”;机械传动、电磁触发的是电磁快门;后来发展到高速档用弹簧延时，慢速档用电子电路延时，这才叫“电磁触发、电子延时快门”。它们都是属于“有门的快门”范畴，只是“打开”和“维持时间”的“手段”区别而已。供电电源：DC12V亚安YD5409球型云台的特点如下：具有内置解码器具有一

8、条自动扫描路线，且扫描边界不可设置，靠限位开关控制其左右边界；通讯协议转换功能，YAAN、Pelco-D、Pelco-P、AD/AB、行协、三星及多种波特率通讯3.2 彩色半球摄像机采用FC-5028从最早模拟监控到前些年火热数字监控再到现在方兴未艾网络视频监控，发生了翻天覆地变化。从技术角度出发，视频监控系统发展划分为第一代模拟视频监控系统(CCTV)，到第二代基于“PC+多媒体卡”数字视频监控系统(DVR)，到第三代完全基于IP网络视频监控系统(IPVS)。既然是监控，摄像机自然是其中非常重要的组成部分。摄像机对于监控系统的重要就像眼睛对于人的重要一样，人眼是可以24小时全天候的将看到的事

9、物反应给大脑的，监控的眼睛也应如此出色。红外摄像机便就是监控的一双慧眼，其能力甚至超过了人眼，不仅可以监控到白天的影像，就连夜晚，甚至人眼都不能看清的事物，也可以监控到。有效像素（水平垂直）：NTSC：510492；PAL：500582信号/杂讯比：大于48dB自动电子快门：1/601/10000（NTSC）/1/501/10000（PAL）具有自动增益控制、自动白平衡3.3 彩色枪机FC-2028：枪机摄像机，又名枪式摄像机。枪机摄像机的变焦范围可从几倍到十数倍，并且镜头更换十分的方便，因此应用范围非常宽广。随着网络摄像机的发展，以前机关单位、银行等应用的网络摄像机，也进入了寻常百姓的生活中

10、。枪机摄像机同半球摄像机一样采用大功率恒流电源供电，内部循环散热设计，红外灯寿命长;波长较大，严格降低红暴现象;电子除霜电路，有效的控制腔体内的饱和水蒸气浓度，做到了自动除雾除霜;隐形雨刷视窗玻璃具有排斥水、灰尘、雪花的功能;枪机摄像机密封性能起到完好的防水防尘功能;白平衡，背光补偿功能使用户一直获得清晰的图像。安全防范系统中，图像的生成当前主要是来自CCD半球摄像机，CCD是电荷耦合器件（charge coupled device)的简称，它能够将光线变为电荷并将电荷存储及转移，也可将存储之电荷取出使电压发生变化，因此是理想的摄像机元件，以其构成的CCD摄像机具有体积小、重量轻、不受磁场影响

11、、具有抗震动和抗撞击之特性而被广泛应用。有效像素（水平垂直）：NTSC：510492；PAL：500582信号/杂讯比：大于48dB自动电子快门：1/601/100000（NTSC）/1/501/110000（PAL）报警输入设备有：紧急按钮按钮和红外对射探测器，用于提供报警输入的开关量信号。报警输出设备采用声光报警器，用于提供报警输出的声音、光线报警。3.4 控制主机采用大华嵌入式硬盘录像机DH-DVR0404LK DVR集合了录像机、画面分割器、云台镜头控制、报警控制、网络传输等五种功能于一身，用一台设备就能取代模拟监控系统一大堆设备的功能，而且在价格上也逐渐占有优势。DVR采用的是数字记

12、录技术，在图像处理、图像储存、检索、备份、以及网络传递、远程控制等方面也远远优于模拟监控设备，DVR代表了电视监控系统的发展方向，是目前市面上电视监控系统的首选产品。硬盘录像机主要功能：视频存储：所有硬盘录像机都可以接入串口硬盘，用户可以根据自己录像保存时间选择不同大小的硬盘接上去。视频查看：硬盘录像机具有BNC、VGA视频输出，可以与电视、监视器、电脑显示器等显示设备配合使用。也有的厂家把显示屏与硬盘录像机做成一体化。其中视频查看分为视频实时查看和视频回放。视频集中管理：所有厂家的DVR出厂都配有集中管理软件，可以用该软件管理多个硬盘录像机的视频图像与视频统一存储等功能。远程访问：硬盘录像机

13、通过网络设置，可以实现远程访问，手机访问。让监控在有网络的情况下，实现随时随地查看。主处理器：嵌入式微处理器操作系统：嵌入式Linux四、调试4.1 BNC接头制作实训步骤BNC接头有压接式、组装式和焊接式，制作压接式BNC接头需要专用卡线钳和电工刀。压接式BNC接头制作步骤如下：1剥线2连接芯线3压线4.2一体化摄像机的调试实训步骤1使用螺丝刀打开彩色枪机前盖的固定螺丝，并旋松镜头上的固定螺丝。2打开电源，并使用硬盘录像机将监视器切换到彩色枪机的显示画面。按“Mult”按键将监视器画面切换到单画面显示，按“3”将彩色枪机的监视画面切换到监视器上显示。3彩色枪机的镜头调节主要通过旋转调节镜头的

14、焦距(N)调节环，即使固定螺丝左右移动，使影像画质最清晰。镜头调试完成。4本实训装置中一体化摄像机的镜头不用手动调节，其具有自动调节功能。4.3 连线及通电球型云台（一体化摄像机）的线缆连接。球型云台的外部线缆有：解码器电源线（24VAC）、RS485（A、B）、视频线组成，内部线缆有：摄像机电源线（12VDC）、镜头控制线（变焦、聚焦、光圈、公共）视频线。一体化摄像机的线缆有：1变焦、2聚焦、3关键、4公共、5电源地、6正电源。打开球型云台的下半球护罩，并将一体化摄像机固定到球型云台的摄像机挡板上；连接球型云台的视频电缆到一体化摄像机的BNC座上。将球型云台的内部线缆与一体化摄像机的通讯控制

15、电缆连接。 本实训装置的视频电缆由实训台直接连接到监视柜的硬盘录像机上，硬盘录像机的视频电缆输出连接到监视器输出；本实训通讯控制装置接线图下：图4 - 1 闭路电视监控及周边防范系统实训装置接线图云台的485控制线缆连接到硬盘录像机的485输入端；紧急按钮按钮的公共端和常开触点分别连接到硬盘录像机的地和报警输入1（ALARMIN1）；紧急按钮按红外对射探测器的公共端和常开触点分别连接到硬盘录像机的地和报警输入2（ALARMIN2）；声光报警器将DC12V电源串接硬盘录像机的报警输入出1。插上实训平台及监视控制柜的电源线，打开实训平台的漏电保护器，监视控制柜的接线板开关以及硬盘录像机、监视后面板

16、的电源开关。则硬盘录像机电源指示灯亮，硬盘录像机开机。4.4 系统登录在硬盘录像机正常开机后，按硬盘录像机的“Enter”确认键，弹出“登录系统”对话框，并在“登录系统”界面中，选择用户名“888888”，输入密码“888888”；切换到“确定”按钮，按“ENTER”键即可登录系统。图4-2 登录对话框注意：本嵌入式硬盘录像机可通过“左、右”方向键切换各个选项，“上、下”方向键切换选项内容，“ENTER”为确定键，“Esc”为取消键。密码选项的输入法可通过“”切换。“123”表示输入数字，“ABC”表示输入大写字母，“abc”表示输入小写字母，“:/?”表示输入特殊符号。4.5 关机关闭时，按

17、住前面板的“POWER”键4秒，停止硬盘录像机的所有工作，方可按下后面板的电源开关，关闭电源。4.6 参数设置登录系统后，依次进入“主菜单-系统设置-云台设置”界面，并设置参数：通道：1，协议：PELCOD3，地址：1，波特率：2400，数据位：8，停止位：1，校验：无。选择“保存”按钮，按“ENTER”保存设置的参数，并按“Esc”直到退出参数设置系统。图4-3 云台控制参数设置界面4.7 云台介绍及应用云台就是两个交流电机组成的安装平台，可以水平和垂直的运动。但是要注意我们所说的云台区别于照相器材中的云台。照相器材的云台一般来说只是一个三脚架，只能通过手来调节方位；而监控系统所说的云台是通

18、过控制系统在远程可以控制其转动以及移动的方向的。云台有多种类型：按使用环境分为室内型和室外型，主要区别是室外型密封性能好，防水、防尘，负载大。按安装方式分为侧装和吊装，就是把云台是安装在天花板上还是安装在墙壁上。按外形分为普通型和球型，球型云台是把云台安置在一个半球形、球形防护罩中，除了防止灰尘干扰图像外，还隐蔽、美观、快速。在挑选云台时要考虑安装环境、安装方式、工作电压、负载大小，也要考虑性能价格比和外型是否美观等因素。云台的内部结构：全方位云台内部有两个电机，分别负责云台的上下和左右各方向的转动。其工作电压的不同也决定了该云台的整体工作电压，一般有交流 24V、交流220V及直流24V。当

19、接到上、下动作电压时，垂直电机转动，经减速箱带动垂直传动轮盘转动；当接到左、右动作电压时，水平电机转动并经减速箱带动云台底部的水平齿轮盘转动。需要说明的是云台都有水平、垂直的限位栓，云台分别由两个微动开关实现限位功能。当转动角度达到预先设定的限位栓时，微动开关动作切断电源，云台停止转动。限位装置可以位于云台外部，调整过程简单，也可以位于云台内部，通过外设的调整机构进行调整，调整过程相对复杂。但外置限位装置的云台密封性不如内置限位装置的云台。室外云台与室内云台大体一致，只是由于室外防护罩重量较大，使云台的载重能力必须加大。同时，室外环境的冷热变化大， 易遭到雨水或潮湿的侵蚀。因此室外云台一般都设

20、计成密封防雨型。另外室外云台还具有高转矩和扼流保护电路以防止云台冻结时强行起动而烧毁电机。在低温的恶劣条件下还可以在云台内部加装温控型加热器。通用型云台的性能指标：一 云台的转动速度：云台的转动速度衡量云台档次高低的重要指标。云台水平和垂直方向是由两个不同的电机驱动的，因此云台的转动速度也分为水平转速和垂直转速。由于载重的原因，垂直电机在启动和运行保持时的扭矩大于水平方向的扭矩，在加上实际监控时对水平转速的要求要高于垂直转速，因此一般来说云台的垂直转速要低于水平转速。交流云台使用的是交流电机，转动速度固定，一般为水平转动速度为4/秒6/秒，垂直转动速度为3/秒6/秒。有的厂家也生产交流型高速云

21、台，可以达到水平15/秒，垂直9/秒，但同一系列云台的高速型载重量会相应降低。直流型云台大都采用的是直流步进电机，具有转速高、可变速的优点，十分适合需要快速捕捉目标的场合。其水平最高转速可达4050/秒，垂直可达1024/秒。另外直流型云台都具有变速功能，所提供的电压是直流0至36V之间的变化电压。变速的效果由控制系统和解码器的性能决定，以使云台电机根据输入的电压大小做相应速度的转动。常见的变速控制方式有两种，一种是全变速控制，就是通过检测操作员对键盘操纵杆控制的位移量决定对云台的输入电压，全变速控制是在云台变速范围内实现平缓的变速过渡。另外一种是分档递进式控制，就是在云台变速范围内设置若干挡

22、，各档对应不同的电压（转动速度），操作前必须先选择所需转动的速度档，在对云台进行各方向的转动操作。二 云台的转动角度：云台的转动角度尤其是垂直转动角度与负载（防护罩/摄像机/镜头总成）安装方式有很大关系。云台的水平转动角度一般都能达到355，因为限位栓会占用一定的角度，但会出现少许的监控死角。当前的云台都改进了限位装置使其可以达到360甚至365（有5的覆盖角度），以消除监控死角。用户使用时可以根据现场的实际情况进行限位设置。例如安装在墙壁上的壁装式，即使云台具有360的转动角度，实际上只需要监视云台正面的180角度，即使转动到后面方向的180也只能看到安装面（墙壁），没有实际监控意义。因此壁

23、装式只需要监视水平180的范围，角装式只需监视270的范围。这样避免云台过多地转动到无需监控的位置，也提供了云台的使用效率。三 云台的载重量：云台的最大负载是指垂直方向承受的最大负载能力。摄像机的重心（包括防护罩）到云台工作面距离为50mm，该重心必须通过云台回转中心，并且与云台工作面垂直，这个中心即为云台的最大负载点，云台的承载能力是以此点作为设计计算的基准。如果负载位置安装不当，重心偏离回转中心，增大了负载力矩，实际的载重量将小于最大负载量的设计值。因此云台垂直转动角度越大，重心偏离也越大，相应的承载重量就越小。云台的载重量是选用云台的关键，如果云台载重量小于实际负载的重量不仅会使操作功能

24、下降，而且云台的电机、齿轮也会因长时间超负荷损坏。云台的实际载重量可从3kg到50kg不等，同一系列的云台产品，侧装时的承载能力要大于顶装，高速型的承载能力要小于普通型。四 使用环境指标：室内使用的云台的要求不高，云台的使用环境的各项指标主要针对室外使用的云台。其中包括使用环境温度限制、湿度限制、防尘防水的IP防护等级。一般室外环境使用的云台温度范围为-20至+60，如果使用在更低温度的环境下，可以在云台内部加装温控型加热器使温度下限达-40或更低。湿度指标一般为95%不凝结。防尘防水的IP等级应达到IP66以上。IP防护等级的高低反映了设备的密封程度，主要指防尘和液体的侵入，它是一种国际标准

25、，符合1997年的BS5490标准和1976年的IECS529标准。IP后的第一个数值表示抗固体的密封保护程度，第二位表示抗液体保护程度，第三位表示抗机械冲击碰撞。另外在实际使用中应根据环境选择使用相适合的材料和防护层，如铁质外壳不适合使用在潮湿和具有腐蚀性的环境中。回差：回差也称为齿轮间隙（Gear Backlash），是考察云台转动精度的重要指标。五 可靠性：云台的可靠性一般以平均故障（间隔）时间MTBF、平均修理时间MTTR、平均无故障时间MTTF及为动开关的极限次数等指标衡量。六 特殊用途的云台：云台的应用范围很广，各种特殊行业也对云台产品有一定的需求，由于使用环境特殊因此需要云台产品

26、具有满足现场环境特殊防护性能，常见的有水下型、高温型、低温型、防腐型和防爆型。特殊云台对使用的材料、防护等级、防护方式等都有严格的要求，并必须遵守相应的行业特殊标准。其中以防爆型云台最为突出。在画面显示下，直接按数字键“1”将监视器的显示界面切换到球型云台（一体化摄像机）的监控图像。按面板上的“Fn”键，进入“辅助功能”界面，默认选中“云台控制”。按“ENTER”键进入“云台控制”界面，如下图所示：图4-4 云台控制界面使用前面板的方向键“上、下、左、右”即可控制球型云台（一体化摄像机）进行上、下、左、右转动。使用前面板的慢放或者快进将球型云台（一体化摄像机）的放大倍数增大或者减小。切换到“线

27、扫”按钮，并按下“ENTER”键，即可将摄像机切换到自动扫描转动状态，其限位点为左右限位点。并将“线扫”按钮改为“停止”按钮。选中“停止”按钮，按“ENTER”键，即可退出自动扫描转动状态。在“云台控制”界面下，可通过按键“ESC”退出云台控制界面。4.8硬盘录像操作嵌入式硬盘录像机恢复出厂设置内容仅有：普通设置、录像设置、网络设置、视频检测、输出模式、编码设置、串口设置、报警设置、云台设置、通道标题等。且硬盘录像机恢复出厂设置不可以自动恢复除了上述内容外的参数设置，如：录像模式、报警输入等等。手动录像 登录系统，依次进入“高级选项”、“录像控制”界面，使用“左、右”方向键将录像通道切换到通道

28、1，使用“上、下”方向键切换本路录像的状态（显示“”为开启该项录像功能），使通道1为“手动”状态。切换到“确定”按钮，并按“ENTER”键保存退出“录像控制”界面，即可将该通道1切换到录像状态；按“Esc”键，可退出设置界面。等待10分钟后，将通道1的录像控制状态改为“关闭”，即可关闭通道1的录像。定时录像 登录系统，依次进入“高级选项”、“录像控制”界面，将通道2的录像状态改为“自动”，保存并退出。依次进入“系统设置”、“ 录像设置”界面，参数设置为：通道：2，星期：全，时间段1 ，00：0024：00选择“普通”，其他保持默认设置，选择保存并退出。即打开通道2的定时录像功能。下面是本人的一

29、个照片：五、总结与心得这次能有机会去工厂实习，我感到非常荣幸。虽然只有两个礼拜的时间，但是在这段时间里，对于一些平常理论的东西，有了感性的认识，感觉到受益匪浅。以下是我在实习期间的一些总结以及心得体会。首先，来实习的短短两个星期时间里，使我在思想上有了很大的转变。以前，在学校里学知识的时候总是有老师往我们的头脑里灌知识，自己根本没有那么强烈的求知欲，大多是逼着去学的。然而到这里实习，确使我的感触很大，自己的知识太贫乏了，工厂里那种紧张的工作气氛特别在无形中给我营造了一个自己求知的欲望。其次，第一次亲身感受了所学知识与实际的应用。通过这次生产实习，进一步巩固和深化所学的理论知识，弥补以前单一理论

30、教学的不足,为后续专业课学习和毕业设计打好基础。第三，在实习中，我深深体会到团队合作的重要性，并勇于展现自我。自从来到这里，我为人处事的方法有所改变，最明显的是我转化了做事的方法，原来是学完了再干，现在是边干边学。第四，在实习中为我提供了与众不同的学习方法和学习机会.让我从传统的被动授学转变为主动求学，从死记硬背的模式中脱离出来，转变为在实践中学习，增强了领悟、创新和推断的能力。掌握自学的方法，使学习、生活都能有成熟的思考。这些方法的提高是我终身受益的。我认为这次的实习机会是难得的，让我真正懂得了工作和学习的基本规律。我这两个星期里的实习，有辅导老师，工自己的努力，自感收益不小。这次实习把我从

31、学校纯理论学习中拉到了实践中学习的环境。一进入工厂，我意识到，该把学生时代的野性收敛了。没有规矩不成方圆，虽然公司没有老套的束缚，它有不可违反的规定。我就该严于律已。这样不仅可以遵守工厂的规矩，对我们自己更有好处。这两个星期是我用金钱都买不到的机会，无论从工作、学习、做人上，我都有很大的收获。这两个星期我没有白费。总之，现在的实习时期是给予我转折性的机会。电气信息学院工程实践训练评分表项 目评 价优良中及格差硬件测试或软件调试完成情况*(40%)完成任务情况(10%)独立工作能力(10%)设计说明书质量(20%)答辩情况(10%)组织纪律性（出勤率）(10%)综 合 评 分 指导教师签名：_ 日 期：_ 18