安防視頻監控系統的基本組成介紹詳解引言:

在當今社會，安全問題不容忽視。為了確保公共場所與個人的安全，安防視頻監控系統成為了必不可少的設備之一。本文將討論安防視頻監控系統的基本組成，幫助讀者了解這一關鍵技術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控系統的核心組件之一。它們負責將畫面傳輸到監控中心，以進行實時監測和記錄。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控區域，而球機和全景機則可實現360度全方位監控。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）是安防視頻監控系統的記錄與存儲設備。NVR（網絡視頻錄像機）通常用于IP攝像機，而DVR（數字視頻錄像機）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，并將其轉換為數字信號進行錄制和存儲。除此之外，NVR/DVR還具備遠程訪問功能，用戶可以通過網絡連接實時查看和回放錄像。

三、監控中心
監控中心是安防視頻監控系統的核心控制中心。它包括監控室、顯示屏、操作臺等設備。監控中心可以同時顯示多個攝像頭的畫面，并通過監控軟件進行圖像分析和處理。操作員可以實時監控各個監控區域，發現異常事件并采取相應的措施。此外，監控中心還可以與警報系統、門禁系統等其他安防設備進行集成，形成全面的安全防護體系。

四、網絡設備
網絡設備是安防視頻監控系統中的關鍵組成部分。它們通過網絡連接各個設備之間的通信和數據傳輸。常見的網絡設備包括交換機、路由器、網絡線纜等。交換機負責將攝像機、NVR/DVR等設備連接在一起，構建一個穩定可靠的局域網。而路由器則負責連接不同的局域網，實現不同地點的視頻監控數據傳輸。

五、電源設備
電源設備是安防視頻監控系統中常常被忽視但卻至關重要的一部分。它們為整個系統提供穩定的電源供應，確保系統的正常運行。常見的電源設備包括電源適配器、電池、UPS（不間斷電源）等。UPS在停電時能夠提供備用電源，保證重要設備的正常運行，避免數據丟失和系統故障。

結論:
安防視頻監控系統的基本組成包括攝像機、視頻錄像機、監控中心、網絡設備和電源設備。這些組件共同協作，實現對公共場所和個人安全的監控與保護。隨著技術的發展，安防視頻監控系統會進一步智能化，例如人臉識別、行為分析等。通過不斷創新和優化，安防視頻監控。

1.基本組成

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

圖 1-1 視頻監控系統的組成

由圖 1-1 可看出，任何視頻監控系統，都由前端設備、傳輸信道、控制設備和終端設備 4 部分構成。顯然，這 4 部分，缺一不可，并且它們也是互相關聯，互相制約的，不能偏廢任何一部分。

2.前端設備

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

視頻監控系統的前端設備的構成如圖 1-2 所示。

圖 1-2 前端設備的構成

由前面的系統基本構成可知，視頻監控系統的前端設備的作用是獲取視頻與音頻信息，因此前端的關鍵設備是攝像機（在第 3 章中專門介紹），它主要是攝取三維光學圖像（即監控中的場景），并轉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備供人們觀看。所以說，攝像機是整個系統的「眼睛」，它布置在需要監控的各場所的某一個位置上，并使其視角能覆蓋整個被監控的區域。有時，被監控場所面積較大，為了節省攝像機所用的數量同時簡化傳輸系統及控制與顯示系統，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，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行水平和垂直方向的轉動，從而使攝像機能覆蓋的角度和面積更大。

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

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

監聽器就是一個拾音器，實際就是一個微型話筒，根據需要可裝在攝像機中或其他隱蔽的地方。其作用是拾取監控場所的聲音，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探測器等。當這些探測器探測到有非法侵入者時，就發出報警。若視頻監控系統兼有消防報警功能，即接有煙霧、火光和燃氣探測等傳感器時，也可起到消防報警的作用。

3.傳輸信道

傳輸信道（或傳輸設備）可以形象地比喻為視頻監控系統的「神經網絡」。沒有這個「神經網絡」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的好壞，關系到能不能保障視頻監控系統正確無誤的上下暢通，進而使系統不受或少受干擾。

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行傳輸，其信號帶寬上限一般為 6MHz。當傳輸距離在 1km 以內時，一般都使用同軸電纜；當傳輸距離大于 1km 時，為了降低傳輸成本，常采用雙絞線平衡傳輸的方式。

利用光纖線纜的傳輸，也是一種特殊的閉路傳輸系統。由于光纖傳輸的信號頻帶寬、容量大、損耗小，而且不受外界的電磁干擾，是一種遠距離傳輸高質量電信號的極好媒介。在大型視頻監控系統（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（如公安機關對控制對象的監控、火災現場的觀察等）及受地形、地物（鐵道、河流等）限制等情況，采用微波開路傳輸的方式是最佳的選擇。

無線傳輸中還有紅外光波傳輸和公用通信網絡的移動傳輸等。

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，常會影響整個系統的質量，必須引起足夠的重視。

4.控制設備

控制設備是系統的中樞，可形象地比喻為系統的「大腦」。人的大腦決定一個人的智力的高低，控制設備的好壞則決定了視頻監控系統性能的優劣。一般控制設備中的許多設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，即協調系統的動作，使其按照操作者的意愿去執行系統所具有的各項功能，從而可大大減輕操作者的負擔。所以，控制設備配備的好壞和合理與否，是系統能否按照人的意愿運行的關鍵。

視頻監控系統的控制設備的組成如圖 1-4 所示。它由主控制器（有些還設有副控制臺）、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、時日發生與字符疊加、樓層顯示、云臺鏡頭防護罩控制及報警控制器等設備組成。由于控制設備大都使用了微處理器，因而能按操作者的意愿協調系統的動作，執行系統所具有的功能。

圖 1-4 控制設備

在上述的各設備中，對圖像質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對整個系統指標要求不高的情況下，在總控制臺中往往不設校正與補償部分。但對某些距離較遠，或由于傳輸方式的要求等原因，校正與補償是非常必要的。因為圖像信號經過傳輸之后，往往其幅頻特性（由于不同頻率成分到達總控制臺時，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生的相移不同，此即相頻特性）無法絕對保證達到指標的要求，所以在控制臺上要對傳輸過來的圖像信號進行幅頻和相頻的校正和補償。經過校正和補償的圖像信號，再經過分配或放大，進入視頻切換部分，然后送到監視器上。

總控制臺的另一個重要方面是能對攝像機、鏡頭、云臺、防護罩等進行遙控，以完成對被監控的場所進行全面、詳細的監控或跟蹤監控。還有的總控制臺上設有「多畫面分割器」，如四畫面、九畫面、十六畫面等。通過這個設備可以在一臺監視器上同時顯示出 4 個、9 個、16 個攝像機送來的各個被監控場所的圖像畫面，并用終端設備的一臺硬盤錄像機進行記錄，以便事后備查或作為重要的事實依據。

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上往往都做成積木式的，具體可以根據實際要求進行組合。此外，在總控制臺上還設有時間及地址的字符發生器，通過這個裝置可以把年、月、日、時、分、秒都時時顯示出來，并把被監控場所的地址、名稱也顯示出來。在終端設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備（如鏡頭、云臺、防護罩等）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備的各種動作（如鏡頭的變倍、云臺的轉動等）。在某些攝像機距離控制中心很近的情況下，為節省開支，也可采用由控制臺直接送出控制動作的命令信號，即「開、關」信號。總之，根據系統構成的情況及要求，可以綜合考慮，以完成對總控制臺的設計要求。

控制設備的作用可歸納為兩方面。① 對下行信號與終端設備的連接進行調度。這里有三類信號：圖像信號、聲音信號、報警信號，它們進入微機中央控制器（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，與終端設備的監視器、錄像機等音像設備相連，供顯示、觀察和記錄、存儲。② 對前端發出控制指令，指揮其動作。一般采用數字式的碼分多址方式對前端進行控制。前端的解碼控制器就與此密切相關。

作為整個系統與人之間進行操作的界面是控制鍵盤，操作指令通過鍵盤輸入，使系統按人的意愿運行。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系到整個控制設備性能的優劣。

在采用計算機多媒體技術的系統中，一般直接配置了通用的微機系統硬件（監視器、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、報警控制器等設備之間，必須要事先約定編碼指令方能兼容。在國家未實現統一標準之前，各用戶在選擇和更換設備時，對此必須給予特別注意，即要考慮設備的兼容性。

5.終端設備

終端設備是視頻監控系統前端信息的存儲、記憶、顯示與處理的輸出設備。也可比喻成人的大腦的記憶與存儲及前端設備「觀看」、監聽的再現。人們可根據終端設備所獲取的前端信息，去分析、綜合、判別真偽、判斷是非，及時打擊各類犯罪，以保衛國家和人民生命財產的安全。所以，終端設備配備的好壞及與前端設備搭配的合理與否，是系統是否丟失前端信息和不失真地再現前端信息的關鍵。

終端設備的組成如圖 1-5 所示。它包括供觀察圖像的監視器，告警的揚聲器和警示燈，監聽揚聲器，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。隨著多媒體技術的發展，經計算機處理后的多媒體輸出方式和設備也在不斷的發展，將使人們與系統的溝通更便捷，系統的輸出信息更易于為人所接收。對要求連成網絡的報警系統，可用計算機輸出數碼，由數據通信設備與外界連接起來。

圖 1-5 終端設備的組成

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

顯示部分一般由幾臺或多臺監視器（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。在視頻監控系統中，特別是在由大量攝像機組成的視頻監控系統中，一般都是幾臺攝像機的圖像信號用一臺監視器輪流切換顯示。這樣做一是可以節省設備，減少空間的占用；二是也沒必要一一對應顯示。因為被監控場所的情況不可能同時都發生意外情況，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。當某個被監控的場所出現異常情況時，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，在一般的系統中常將攝像機對監視器的比例數設為 4∶1 方式，即 4 臺攝像機對應一臺監視器進行輪流顯示。當攝像機的數量很多時，再采用 6∶1、9∶1 或 16∶1 的設置方案。另外，由于「畫面分割器」的應用，在有些攝像機數量很多的系統中，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視器上，也就是在一臺較大屏幕的監視器上，把屏幕分成幾個面積相等的小區域，每個區域顯示一個攝像機送來的畫面。這樣可以大大節省監視器，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視器上同時顯示太多的分割畫面，如果太多，則會使某些細節難以看清楚，影響監控的效果。一般以顯示四分割或九分割較為合適。

通常，監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視器（或電視機）。監視器的選擇，應滿足系統總的功能和總的技術指標的要求，特別是應滿足與攝像機清晰度搭配和長時間連續工作的要求。放置監視器的位置應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，設置擺放專用監視器的架子。現在的大型視頻監控系統，大多采用電視墻的方式。