監控設備

前、後端設備有多種構成方式，它們之間的聯繫（也可稱作傳輸系統）可通過電纜、光纖或微波等多種方式來實現。電視監控系統由攝像機部分（有時還有麥克）、傳輸部分、控制部分以及顯示和記錄部分四大塊組成。在每一部分中，又含有更加具體的設備或部件。

攝像部分是電視監控系統的前沿部分，是整個系統的“眼睛”。它佈置在被監視場所的某一位置上，使其視場角能覆蓋整個被監視的各個部位。有時，被監視場所面積較大，為了節省攝像機所用的數量、簡化傳輸系統及控制與顯示系統，在攝像機上加裝電動的（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；有時還把攝像機安裝在電動雲台上，通過控制枱的控制，可以使雲台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、面積更大。總之，攝像機就像整個系統的眼睛一樣，把它監視的內容變為圖像信號，傳送給控制中心的監視器上。由於攝像部分是系統的最前端，並且被監視場所的情況是由它變成圖像信號傳送到控制中心的監視器上，所以從整個系統來講，攝像部分是系統的原始信號源。因此，攝像部分的好壞以及它產生的圖像信號的質量將影響着整個系統的質量。從系統噪聲計算理論的角度來講，影響系統噪聲的最大因素是系統中的第一級的輸出（在這裏即為攝像機的圖像信號輸出）信號信噪比的情況。所以，認真選擇和處理攝像部分是至關重要的。如果攝像機輸出的圖像信號經過傳輸部分、控制部分之後到達監視器上，那麼到達監視器上的圖像信號信噪比將下降，這是由於傳輸及控制部分的線路、放大器、切換器等又引入了噪聲的緣故。

除了上述的有關討論之外，對於攝像部分來説，在某些情況下，特別是在室外應用的情況下，為了防塵、防雨、抗高低温、抗腐蝕等，對攝像機及其鏡頭還應加裝專門的防護罩，甚至對雲台也要有相應的防護措施。這些也將在後面的有關章節中討論。

傳輸部分就是系統的圖像信號通路。一般來説，傳輸部分單指的是傳輸圖像信號。但是，由於某些系統中除圖像外，還要傳輸聲音信號，同時，由於需要有控制中心通過控制枱對攝像機、鏡頭、雲台、防護罩等進行控制，因而在傳輸系統中還包含有控制信號的傳輸，所以我們這裏所講的傳輸部分，通常是指所有要傳輸的信號形成的傳輸系統的總和。

如前所述，傳輸部分主要傳輸的內容是圖像信號。因此重點研究圖像信號的傳輸方式及傳輸中有關問題是非常重要的。對圖像信號的傳輸，重點要求是在圖像信號經過傳輸系統後，不產生明顯的噪聲、失真（色度信號與亮度信號均不產生明顯的失真），保證原始圖像信號（從攝像機輸出的圖像信號）的清晰度和灰度等級沒有明顯下降等等。這就要求傳輸系統在衰減方面、引入噪聲方面、幅頻特性和相頻特性方面有良好的性能。

在傳輸方式上，至今電視監控系統多半採用視頻基帶傳輸方式。如果在攝像機距離控制中心較遠的情況下，也有采用射頻傳輸方式或光纖傳輸方式。對以上這些不同的傳輸方式，所使用的傳輸部件及傳輸線路都有較大的不同。

控制部分是整個系統的“心臟”和“大腦”，是實現整個系統功能的指揮中心。控制部分主要由總控制枱（有些系統還設有副控制枱）組成。總控制枱中主要的功能有：視頻信號放大與分配、圖像信號的校正與補償、圖像信號的切換、圖像信號（或包括聲音信號）的記錄、攝像機及其輔助部件（如鏡頭、雲台、防護罩等）的控制（遙控）等等。在上述的各部分中，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，在總控制枱中往往不設校正與補償部分。但對某些距離較遠，或由於傳輸方式的要求等原因，校正與補償是非常重要的。因為圖像信號經過傳輸之後，往往其幅頻特性（由於不同頻率成分到達總控制枱時，衰減是不同的，因而造成圖像信號不同頻率成分的幅度不同，此稱為幅頻特性）、相頻特性（不同頻率的圖像信號通過傳輸部分後產生的相移不同，此稱為相頻特性）無法絕對保證指標的要求，所以在控制枱上要對傳輸過來的圖像信號進行幅頻和相頻的校正與補償。 經過校正與補償的圖像信號，再經過分配和放大，進入視頻切換部分，然後送到監視器上。總控制枱的另一個重要方面是能對攝像機、鏡頭、雲台、防護罩等進行遙控，以完成對被監視的場所全面、詳細的監視或跟蹤監視。總控制枱上設有的錄像機，可以隨時把發生情況的被監視場所的圖像記錄下來，以便事後備查或作為重要依據。至今，有些控制枱上高設有一台或兩台“長延時錄像機”，這種錄像機可用一盤60分鐘帶長的錄像帶記錄長達幾天時間的圖像信號，這樣就可以對某些非常重要的被監視場所的圖像連續記錄，而不必使用大量的錄像帶。還有的總控制枱上設有“多畫面分割器”，如四畫面、九畫面、十六畫面等等。也就是説，通過BSV液晶拼接技術，可以在一台監視器上同時顯示出四個、九個、十六個攝像機送來的各個被監視場所的畫面，並用一台常規錄像機或長延時錄像機進行記錄。上述這些功能的設置，要根據系統的要求而定，不一定都採用。

至今生產的總控制枱，在控制功能上，控制攝像機的台數上往往都做成積木式的。可以根據要求進行組合。另外，在總控制枱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、秒都顯示出來，並把被監視場所的地址、名稱顯示出來。在錄像機上可以記錄，這樣對以後的備查提供了方便。

總控制枱對攝像機及其輔助設備（如鏡頭、雲台、防護罩等）的控制一般採用總線方式，把控制信號送給各攝像機附近的“終端解碼箱”，在終端解碼箱上將總控制枱送來的編碼控制信號解出，成為控制動作地命令信號，再去控制攝像機及其輔助設備的各種動作（如鏡頭的變倍、雲台的轉動等）。在某些攝像機距離控制中心很近的情況下，為節省開支，也可採用由控制枱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，以完成對總控制枱的設計要求或訂購要求。

顯示部分一般由幾台或多台監視器（或帶視頻輸入的普通電視機）組成。它的功能是將傳送過來的圖像一一顯示出來。在電視監視系統中，特別是在由多台攝像機組成的電視監控系統中，一般都不是一台監視器對應一台攝像機進行顯示，而是幾台攝像機的圖像信號用一台監視器輪流切換顯示，到目前流行BSV液晶拼接跨屏顯示，畫中畫顯示。這樣做一是可以節省設備，減少空間的佔用；二是沒有必要一一對應顯示。因為被監視場所的情況不可能同時發生意外情況，所以平時只要隔一定的時間（比如幾秒、十幾秒或幾十秒）顯示一下即可。當某個被監視的場所發生情況時，可以通過切換器將這一路信號切換到某一台監視器上一直顯示，並通過控制枱對其遙控跟蹤記錄。所以，在一般的系統中通常都採用四比一、八比一、甚至十六比一的攝像機對監視器的比例數設置監視器的數量。至今，常用的攝像機對監視器的比例數為四比一，即四台攝像機對應一台監視輪流顯示，當攝像機的台數很多時，再採用八比一或十六比一的設置方案。另外，由於 “畫面分割器”的應用，在有些攝像機台數很多的系統中，用畫面分割器把幾台攝像機送來的圖像信號同時顯示在一台監視器上，也就是在一台較大屏幕的監視器上，把屏幕分成幾個面積相等的小畫面，每個畫面顯示一個攝像機送來的畫面。這樣可以大大節省監視器，並且操作人員觀看起來也比較方便。但是，這種方案不宜在一台監視器上同時顯示太多的分割畫面，否則會使某些細節難以看清楚，影響監控的效果。個人認為，四分割或九分割較為合適。

為了節省開支，對於非特殊要求的電視監控系統，監視器可採用有視頻輸入端子的普通電視機，而不必採用造價較高的專用監視器。監視器（或電視機）的屏幕尺寸宜採用14英寸至18英寸之間的，如果採用了“畫面分割器”，可選用較大屏幕的監視器。

放置監視器的位置應適合操作者觀看的距離、角度和高度。一般是在總控制枱的後方，設置專用的監視架子，把監視器擺放在架子上。

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，特別是應滿足長時間連續工作的要求。由於監視器或電視機已有成型的產品，大家都很熟悉，在此不作詳述。

傳輸系統

監視現場和控制中心總有一定距離，從監視現場到控制中心需要圖像信號傳輸圖像信號，同時從控制中心的控制信號要傳送到現場，所以傳輸系統包括視頻信號和控制信號傳輸兩部分。

視頻信號傳輸

一般採用同軸電纜傳輸視頻基帶信號，也可採用光纜傳送電視信號以及用平衡電纜對也就是利用電話電纜傳送。由於電纜對外界的靜電場和電磁波有屏蔽作用，可減少串擾，傳輸損失也較小。但當電纜作為長距離傳送媒體時，會發生對地不平衡低頻地電流的影響，有時也會有高頻干擾。信號傳輸帶寬為50Hz～4MHz，當傳輸距離在200m以內時，用同軸電纜傳送，其衰減的影響一般可不予考慮；當傳輸距離大於200m時，電纜衰減量較大，為了能把整個帶寬內不同頻率的信號進行傳輸，必須使用電纜補償放大器。某些場合，佈線非常困難時，可以採用無線傳輸如微波定向傳輸，但它要佔用頻率資源，需經無線電管理委員會核准。

通常的電視監控系統規模都不大，功能也相對簡單，但其適用的範圍非常廣。所監視的對象也不僅僅限於想到的人、商品、貨物或車輛，有些應用系統還涉及到對諸如天然氣罐、高油墨瓜爐的監視，另有些應用系統則需要對工廠的煙囱及排污管道進行監視。電視監控系統可以自成體系，也可以與防盜報警系統或出入口控制系統組合，構成綜合保安監控系統。一般來説，典型中小型電視監控系統的攝像監視點數不超過32點，造價大都在幾萬~幾十萬元。

最簡單的定點監控系統就是在監視現場安置定點攝像機（攝像機配接定焦鏡頭），通過同軸電纜將視頻信號傳輸到監控室內的監視器。例如，在小型工廠的大門口安置一台攝像機，並通過同軸電纜將視頻信號傳送到廠辦公室內的監視器（或電視機）上，管理人員就可以看到哪些人上班遲到或早退，離廠時是否攜帶了廠內的物品。若是再配置一台錄像機，還可以把監視的畫面記錄下來，供日後檢索查證。

這種簡單的定點監控系統適用於多種應用場合。當攝像機的數量較多時，可通過多路切換器、畫面分割器或系統主機進行監視。以某著名外企總部為例，該總部曾多次丟失高檔筆記本電腦，後來在其各樓層的所有12個出口都安裝了定點攝像機，並配備了3台四畫面分割器和24小時實時錄像機，有效地杜絕了上述失盜現象。

某招待所也是採用了這種簡單的定點監控系統。這是在1~6層客房通道的兩端各安裝一台定點黑白攝像機，加上大門口、門廳、後門、停車場等4個監視點共計16台攝像機，再配置一台16畫面分割器、一台29英寸大屏幕彩電和一台24小時錄像機便構成了完整的監控系統。

當監視的點數增加時會使系統規模變大，但如果沒有其他附加設備及要求，這類監控系統仍可歸屬於簡單的定點系統，以某超市的閉路電視監控系統為例，由於該超市的營業面積較大（上下兩層總計約16000㎡），貨架較多，總共安裝了48台定點黑白攝像機。這48台攝像機的信號被分成了3組，分別接到了對應的16畫面分割器、17英寸黑白監視器和24小時錄像機（該超市的實際工程中另外增加了防盜報警系統和公共廣播/背景音樂系統，此處從略）。

概況來説，以上的2種監控系統都屬於模擬監控系統。現流行數字監控系統/網絡監控系統還有無線監控系統。

隨着電視監控行業的迅速發展，其技術也有了許多突飛猛進的改進。近年來發展起來的球形雲台攝像機(簡稱球機)就是其突出代表之一。球機以其外形美觀、隱蔽、個性化、安裝方便等特點正在逐步取代傳統雲台防護罩，但針對球機自身的特點，我們也應有深入的瞭解，以在工程中注意選擇、合理配置、科學使用。

一般來講，球機在功能上主要分為普通球機和高速預置球機。在這裏，我們主要討論普通球機。普通球機主要指球機內置的雲台為普通雲台或無內置雲台。

影響球型雲台性能的主要因素及對策

就當今球機技術來講，影響球機性能及質量的因素是多方面的，但主要來自如下各方面:

透光球罩簡稱球面

●圖像清晰度下降主要原因:

·球面材質

·球面表面光潔度

·球面製造工藝解決方案:

①選用光學亞加力材料，其透光率好

②球面光潔度高，不能有任何缺陷，包括:不平、凹凸起、劃傷、氣泡等。

③球面製造工藝精良，嚴格控制出模時間、温度等，此外，作業現場乾淨、整潔、無塵也是重要的控制因素。

●圖像重影一這是最經常出現的故障，也是用户及工程商不容易發現的故障

主要原因:

圖像重影

·球面曲率的大小，比如:9"比14"重影機會多

·球面δ過大

·球面各部分厚薄不均勻

·選用鏡頭倍數與球罩尺寸不匹配

原因分析:

因為攝像機成像一般都是由像素構成，上述原因均可導致成像重影(參見圖B)

解決方案:

①大倍數鏡頭儘量選用大尺寸球機

②儘量選用δ小的球面

③選用δ儘量相近的球面，球面厚薄儘可能一致且均勻

④根據鏡頭倍數，合理購置球機尺寸。

●透光率下降

主要原因:球面顏色

因為球機的一大優點是隱蔽性，因此隱蔽性越強就要求球罩顏色越深。由此深色球面的負作用是透光率下降。

解決方案:

①根據現場光照度，選擇球面顏色

②儘量選擇低照度攝像機

③合理選擇球面顏色，一般選用淺煙、淺藍等，可折中解決此矛盾。

●反光

主要原因:

·球機內部有反光物。

·攝像機與球面距離過遠。

·旋轉角度與外部光源形成光多角度反射。

解決方案:

①球機內儘量減少反光物

②安裝中儘量將攝像機與球面接近

③儘量避免球機與外部光源構成不合理反射位置

一般來講，在户外使用的攝像機故障大大多於室內使用，究其原因主要是因為户外攝像機防護設備問題，而恰恰是防護問題大大降低攝像機和鏡頭使用壽命及工作的可靠性。因此科學的結構設計同樣是球機性能的重要指標。

●户外型--高温、防雨、加熱除霜是三大重要難點

高温

户外高温主要是陽光直射。一般球機在室外陽光直射下，內部可達55℃-60℃。一般防護罩可採用內部風冷方式降温，但風冷條件是對流，而球機沒有對流渠道，因此球機最佳降温手段是遮陽。先進球機的設計均採用雙層結構設計，如圖A所示。雙層對流通風設計更是有效降温的最佳手段。一般來説，選用雙層遮陽罩的球機可降低球機內部温度3℃-5℃，而單就單層頂罩來講，其材料也十分重要，一般鋁材頂罩保温效果最差，工程ABS次之，而DMC、玻璃鋼等材料保温效果要明顯優於上述材料。

防雨與密封

優秀球機對防雨和密封要求很高。防雨不僅要考慮雨量，而且要考慮雨水方向。我國沿海等地區經常有颱風，其雨水方向是全方位的，因此對球機密封要求很高。一般來講，漏雨進水主要來自幾個方面:

·球機本身設計裝配不良

·球面與頂罩接觸部分不密封或密封不好

·通過球機支架進水

·安裝過程沒有按照説明書指導在關鍵部分做防水處理(如支架與球機聯結部、支架與牆體聯結部等)

·安裝中球機出線處理不好，水順導線進入球機 注意上述要點可大大減少漏水可能。

加熱與除霜

由於球機中攝像機和鏡頭均在球機內下部，因此球機內的加熱功能設計要十分合理。一般來講，加熱器安裝在球機上部，並應配有同步小型風扇，將熱量吹向球機下部及球面，以起到加熱攝像機和鏡頭併除霜的作用。

目前，最新設計是將加熱器安裝在球機的內側壁，同時配同步風扇。其優點如圖C所示。科學地使加熱風在球機內循環，不會形成熱風阻流及產生死氣流區，最大限度使其加熱均勻，起到加熱、除霜、除水氣的目的。

●電機及內部結構設計

·電機是雲台和球機關鍵部件。一般來講，針對目前國內外電機技術衡量電機優良的主要指標是其可靠性。因此，電機在一定温度、濕度條件下連續運行的小時數是硬指標。此外，電機亂向、卡死、停機、發熱、噪聲、干擾等也都是雲台電機的重要指標，選用優良電機可大大提高球機壽命和可靠性。

·內部結構設計的科學性、實用性。如:攝像機託板可上下調節，如前述，可最大限度地使攝像機接近球罩；內部走線合理；安裝接線方便；雲台回差小；連續轉動抖動小；轉速設計合理等也是重要指標。

視頻切換器是組成控制中心中主控制枱上的一個關鍵設備，是選擇視頻圖像信號的設備。簡單地説，將幾路視頻信號輸入，通過對其控制，選擇其中一路視頻信號輸出。

在多路攝像機組成的電視監控系統中，一般沒必要用同攝像機數量一樣的監視器一一對應顯示各路攝像機的圖像信號。如果那樣，則成本高，操作不方便，容易造成混亂，所以一般都是按一定的比例用一台監視器輪流切換顯示幾台攝像機的圖像信號。視頻切換器目前多采用由集成電路做成的模擬開關。這種形式切換控制方便，便於組成矩陣切換形式。切換的控制信號可採用編碼方式。

目前所使用的主控制枱上的視頻切換器，一般都做成矩陣切換形式以及積木式。可根據系統中攝像機的多少以及攝像機對監視器的比例來選用視頻切換器的輸入輸出路數及任意組成切換比例。

視頻切換器的主要技術指標：

微分相位DP是指被切換後輸出的視頻信號與切換前的信號在相位上的失真。此指標值越小，表示在相位上失真越小。一般要求電視監視控系統中使用的視頻切換器的DG≤8%，DP≤8°。

在有多個攝像機組成的電視監控系統中 ，通常採用視頻切換器使多路圖像在一台監視器上輪流顯示。但有時為了讓監控人員能同時看到所有監控點的情況，往往採用多畫面分割器使得多路圖像同時顯示在一台監視器上。當採用幾台多畫面分割器時，就有可能用與多畫面分割器相同數量的監視器將所有攝像機傳送來的多個畫面同時顯示。這樣，既減少了監視器的數量，又能使監控人員一目瞭然地監視各個部位的情況。常用的畫面分割器為四畫面、九畫面和十六畫面。

畫面分割器的基本工作原理

採用圖像壓縮和數字化處理的方法，把幾個畫面按同樣的比例壓縮在一個監視器的屏幕上。有的還帶有內置順序切換器的功能，此功能可將各攝像機輸入的全屏畫面按順序和間隔時間輪流輸出顯示在監視器上(如同切換主機輪流切換畫面那樣)，並可用錄像機按上述的順序和時間間隔記錄下來。其間隔時間一般是可調的。

主要性能：

雲台是安裝、固定攝像機的支撐設備，它分為固定和電動雲台兩種。

固定雲台適用於監視範圍不大的情況，在固定雲台上安裝好攝像機後可調整攝像機的水平和俯仰的角度，達到最好的工作姿態後只要鎖定調整機構就可以了。

電動雲台適用於對大範圍進行掃描監視，它可以擴大攝像機的監視範圍。電動雲台高速姿態是由兩台執行電動機來實現，電動機接受來自控制器的信號精確地運行定位。在控制信號的作用下，雲台上的攝像機既可自動掃描監視區域，也可在監控中心值班人員的操縱下跟蹤監視對象。

雲台根據其迴轉的特點可分為只能左右旋轉的水平旋轉雲台和既能左右旋轉又能上下旋轉的全方位雲台。一般來説，水平旋轉角度為0°～350°，垂直旋轉角度為+90°。恆速雲台的水平旋轉速度一般在3°～10°/s，垂直速度為4°/s左右。變速雲台的水平旋轉速度一般在0°～32°/s，垂直旋轉速度在0°～16°/s左右。在一些高速攝像系統中，雲台的水平旋轉速度高達480°/s以上，垂直旋轉速度在120°/s以上。

防護罩是監控系統中重要的組件。它是使攝像機在有灰塵、雨水、高低温等情況下正常使用的防護裝置。

防護罩一般分為兩類。一類是室內用防護罩，這種防護罩結構簡單，價格便宜。其主要功能是防止攝像機落灰並有一定的安全防護作用，如防盜、防破壞等。另一類是室外用防護罩，這種防護罩一般為全天候防護罩，即無論颳風、下雨、下雪、高温、低温等惡劣情況，都能使安裝在防護罩內的攝像機正常工作。因而這種防護罩具有降温、加温、防雨、防雪等功能。同時，為了在雨雪天氣仍能使攝像機正常攝取圖像，一般在全天候防護罩的玻璃窗前安裝有可控制的雨刷。目前較好的全天候防護罩是採用半導體器件加温和降温的防護罩。這種防護罩內裝有半導體元體，既可自動加温，也可自動降温，並且功耗較小。

另外，還有半球形、球形防護罩，這種防護罩內置萬向可調支架，造型美觀。

1、對每個攝像機所供電源的插座要經常檢查，防止插頭脱落。

2、保證對每個攝像機和監控中心的供電電壓較恆定。

3、對低矮位置的攝像機儘量設有明顯標誌，提醒非監控管理人員觸碰。

4、對監控中心的監控控制設備派專人專管，要求非監控人員禁止操作。

5、監控中心在每晚無人的情況下一定要對監控設備斷電。

6、對監控設備經常擦拭保養

在電視監控系統工程中，過去很少應用紅外燈，近年來,不但金庫、油庫、軍械庫、圖書文獻庫、文物部門、監獄等重要部門採用，而且也在一般監控系統中都被採用。甚至居民小區電視監控工程也應用了紅外燈。這説明人們對電視監控系統工程的要求愈來愈規範、愈來愈高。不但要求白天和夜間可見光照明監控，而且要求夜間隱蔽性監控。

隨着電視監控系統工程技術的發展，購買紅外燈用户的迅猛增加，也出現不少問題，例如：某用户購買了十幾個紅外燈，説一個都不亮，經過詢問了解才知道，他採用的是普通彩色攝像機，而普通彩色攝像機是不感受紅外光的；有的用户説你們的紅外燈達不到標稱的照射距離，經過了解，他們缺乏紅外燈對攝像機、鏡頭、防護罩和供電系統配套性要求的認識，在電視監控工程設計中沒有作為一個紅外低照度低照度假夜視系統工程來總體考慮；有的用户對紅外燈自以為了解，自行增加DC12V紅外燈供電電壓，以此增加紅外燈的輻照功率，或採用不穩壓直流電源給DC12V紅外燈供電造成紅外燈燒燬；有的用户反映它們按紅外燈要求的照度選配了攝像機，在紅外燈標稱的照射距離內卻不能獲得清晰圖像，而不知有的攝像機生產廠家給出的最低照度有水分，或有意無意地使用了含糊的最低照度概念，以所謂的靶面照度代替景物照度；此外，有的用户對攝像機照度之外影響獲得清晰圖像的因素，如攝像機和鏡頭的標稱尺寸、鏡頭光圈F、焦距f、對攝像機功能要求等不十分了解。我們認為現在向電視監控器材經銷商、工程商和用户介紹一些紅外燈的原理、選擇和應用方法是有益的。

實現夜視的方法，可以採用常規的可見光照明，但此法不僅不能隱蔽，反而更加暴露監控目標（在居民小區還有擾民問題）。隱蔽的夜視監控，目前都是採用紅外攝像技術。紅外攝像技術分為被動紅外攝像技術和主動紅外攝像技術。被動紅外攝像技術是利用任何物質在絕對零度以上都有紅外光發射，人體和熱機發出的紅外光較強，其它物體發出的紅外光很微弱，利用特殊的紅外攝像機可以實現夜間監控。但是，這種特殊的紅外攝像機造價昂貴，而且不能反映周圍環境狀況，因此在夜視系統中不被採用。在夜視系統中經常採用主動紅外攝像技術，即採用紅外輻射“照明”，產生人眼看不見而普通攝像機能捕捉到的紅外光，輻射“照明”景物和環境，應用普通低照度黑白攝像機、白天彩色夜間自動變黑白攝像機或紅外低照度彩色攝像機，感受周圍環境反射回來的紅外光實現夜視。

光是一種電磁波，它的波長區間從幾個納米（1nm=10-9m）到1毫米（mm）左右。人眼可見的只是其中一部分，我們稱其為可見光，可見光的波長範圍為380nm～780nm，可見光波長由長到短分為紅、橙、黃、綠、青、蘭、紫光，波長比紫光短的稱為紫外光，波長比紅外光長的稱為紅外光。

普通CCD黑白攝像機可以感受光的光譜特性，它不僅能感受可見光，而且可以感受紅外光。這就是利用普通CCD黑白攝像機，配合紅外燈可以比較經濟地實現夜視的基本原理。而普通彩色攝像機的光譜特性不能感受紅外光，因此不能用於夜視。

紅外燈按其紅外光輻射機理分為半導體固體發光（紅外發射二級管）紅外燈和熱輻射紅外燈兩種。其原理及特性我們介紹如下：

（1）紅外發射二極管（LED）紅外燈的原理及特性

由紅外發光二級管矩陣組成發光體。紅外發射二級管由紅外輻射效率高的材料（常用砷化鎵GaAs）製成PN結，外加正向偏壓向PN結注入電流激發紅外光。光譜功率分佈為中心波長830～950nm，半峯帶寬約40nm左右，它是窄帶分佈，為普通CCD黑白攝像機可感受的範圍。其最大的優點是可以完全無紅暴，（採用940～950nm波長紅外管）或僅有微弱紅暴（紅暴為有可見紅光）和壽命長。

紅外發光二極管的發射功率用輻照度μW/m2表示。一般來説，其紅外輻射功率與正向工作電流成正比，但在接近正向電流的最大額定值時，器件的温度因電流的熱耗而上升，使光發射功率下降。紅外二極管電流過小，將影響其輻射功率的發揮，但工作電流過大將影響其壽命，甚至使紅外二極管燒燬。

當電壓越過正向閾值電壓（約0.8V左右）電流開始流動，而且是一很陡直的曲線，表明其工作電流對工作電壓十分敏感。因此要求工作電壓準確、穩定，否則影響輻射功率的發揮及其可靠性。輻射功率隨環境温度的升高(包括其本身的發熱所產生的環境温度升高)會使其輻射功率下降。紅外燈特別是遠距離紅外燈，熱耗是設計和選擇時應注意的問題。

紅外二極管的最大輻射強度一般在光軸的正前方，並隨輻射方向與光軸夾角的增加而減小。輻射強度為最大值的50%的角度稱為半強度輻射角。不同封裝工藝型號的紅外發光二極管的輻射角度有所不同。

（2）熱輻射紅外燈的基本原理及特性

熱輻射現象是極為普通的,物體在温度較低時產生的熱輻射全部是紅外光，所以人眼不能直接觀察到。當加熱500度左右時，才會產生暗紅色的可見光，隨着温度的上升，光變得更亮更白。在熱輻射光源中通過加熱燈絲來維持它的温度，供輻射繼續不斷的進行。維持一定的温度而從外部提供的能量與因輻射而減少的能量達到平衡。

輻射體在不同加熱温度時，輻射的峯值波長是不同的，其光譜能量分佈也是不同的。

根據以上原理，經特殊設計和工藝製成的紅外燈泡，其紅外光成分最高可達92～95%。國外生產的這種紅外燈泡的技術性能為:

功率100～375W；電源電壓 230～250V；使用壽命5000小時、輻射角度60～80度。

普通黑白攝像機感受的光譜頻率範圍也是很寬的，且紅外燈泡一般可製成比較大的功率和大的輻照角度，因此可用於遠距離紅外燈，這是它最大的優點。其最大不足之處是包含可見光成份，即有紅暴，且使用壽命短，如果每天工作10小時，5000小時只能使用一年多，考慮散熱不夠，壽命還要短。而對於客户來講，更換燈泡是麻煩和不愉快的事情。

在克服熱輻射紅外燈缺點方面進行了許多努力，首先是研製和應用了高通紅外濾波鋼化玻璃。波長愈長，紅暴愈小，甚至可達到全無紅暴，但是，紅外光的效率愈低，紅外燈發熱就愈高。紅外玻璃的波長可根據用户對紅暴要求高低加以選擇，一般而言，相同有效輻照距離時，對紅暴要求愈高，造價愈高。紅外玻璃經過鋼化，可以耐受急冷急熱的變化，在內部紅外燈泡由於可見光濾除的部分，轉化產生熱量，温度會很高，外部冷風及雨雪的突襲下，急冷而不致損壞。為提高熱輻射紅外燈的壽命，採用了光控開關電路，以減小其工作時間；採用了變壓穩壓整流電路，使其發光功率得以充分發揮而且提高了紅外燈的壽命；而更重要的是考慮燈絲冷阻是非常小的，如100W紅外燈泡，燈絲熱阻為529Ω，這時的工作電流只有0.4348A，而冷阻只有36Ω，紅外燈接通電源瞬間為6.39A瞬時功達到1470W，這一瞬間燈絲負荷過載達幾十倍，這對燈絲壽命有非常大的影響。人們研製的燈絲保護電路，相信紅外燈燈泡的工作壽命會成倍增長。此外，還增加了延時開關電路以防環境的光干擾。

當視頻傳輸距離比較遠時，最好採用線徑較粗的視頻線，同時可以在線路內增加視頻放大器增強信號強度達到遠距離傳輸目的。視頻放大器可以增強視頻的亮度、色度和同步信號，但線路內干擾信號也會被放大，另外，迴路中不能串接太多視頻放大器，否則會出現飽和現象，導致圖像失真。

一路視頻信號是隻能對應一台監視器或錄像機，若想一台攝像機的圖像送給多個管理者，就需要選擇視頻分配器。視頻分配器即可以阻抗匹配，還可以視頻增益，使視頻信號可以同時送給多個輸出設備而不受影響。

視頻抗干擾器主要應用於消除視頻信號在視頻電纜傳輸過程中遇到的各種干擾信號。它採用先進的技術，以多種綜合手段徹底解決各種干擾源對視頻信號的干擾，有效解決圖像抖動、扭曲、模糊等問題，保證在惡劣的環境下傳輸穩定可靠的視頻信號,可應用於電梯、電機、變壓器、變電站、發射塔、電廠、車間及其它有強電干擾的場所

你做過安防工程嗎？這樣直接提問，雖然有些唐突，但還都可以回答“做過”。但是，如果我問：“你做工程時，親手製造過干擾嗎”？多數人會覺得“莫名其妙”，把工程做好就不錯了，誰還會“親手製造干擾”呢？

總結多年來的工程實例，看看下面一些可以產生干擾的因素，雖然你不會全都經歷過，但不會一個也沒經歷過吧！？

這些因素造成的干擾現象，“五花八門，包羅萬象”；

這些造成干擾的因素，都與主觀因素有關係——不管你願不願意承認；

這類干擾現象，幾乎佔了“干擾求助案例”的大多數。

這類干擾現象“發案率很高”，排除干擾的難度也很大。

這類“人為因素干擾”，可以統稱為“故障類干擾”或“假干擾”；

這時我再問：“你做工程時，親手製造過干擾嗎”？多數人會回答“出現過，是無意的。”解決這類主觀因素造成的假干擾，從外部找原因，用抗干擾設備來解決，您覺得思路對嗎？

問題是工程中發現的是“干擾現象”，這類與主觀因素有關的“干擾現象”，並沒有打上“人工製造的”標籤。工程中最現實，最急切的問題是，怎麼判斷它是“假干擾”呢？

那真干擾又是什麼呢？

為此，我們還需要統一認識什麼干擾才是“真干擾”？

“真干擾”是指空間電磁波與傳輸線發生電磁耦合，在傳輸線上產生了感應電動勢，干擾感應電動勢進入信號傳輸迴路，在信號有效負載上，產生了干擾信號電壓。這就是安防工程的“真干擾”。只要明白，“真干擾”是指空間電磁感應產生的干擾就夠了。

“真干擾”和“假干擾”的提法，都屬於工程方便用語，好説，好記，但不是學術用語，沒有確切和不確切可言，只要正確理解它們的真實含義就夠了。

【認識真、假干擾的傳輸路徑特點】

監控系統的“真干擾”和“假干擾”，從圖像的干擾現象上，很難區分。但是，在傳輸路徑上卻有着本質的區別和各自的特點，明確這一點十分重要。

①系統外部的干擾源，是通過“有線連接關係”，引入信號（視頻）傳輸迴路的，這種“有線連接的傳導關係”，是有意或無意“人工接入的”，性質屬於“人工製造” 的。如地電位環路干擾，是由多點接地線形成的地環路，把地電位傳導到視頻傳輸迴路的；

②系統內產生假干擾的“源頭”，都是“傳輸線路或設備故障”直接引起的；

明確這兩點，十分重要；

【明確真、假干擾的解決思路和辦法有本質區別】

事前儘量避免：包括提高設計施工水平，積累經驗，設備的正確選型、配套和檢測，建立一套有效地抗干擾系統設計原則，預防和減少假干擾因素的產生；

事後查找排除故障：

① 首先是判斷干擾性質：通過現場一些判斷性測試，區分是真干擾還是假干擾；

② “解鈴還須繫鈴人”，怎麼製造的就怎麼去解決。積累對假干擾產生因素的認識經驗，提高工程現場排查故障的能力。——本質上，這不是抗干擾，這是透過干擾現象，分析發現系統的問題和排除系統故障。

③ 值得深思的是：沒有認識到還會有與主觀因素有關的“假干擾”，遇到干擾就認為是“外部因素”，就設想用抗干擾器類的設備來解決；

④ 與主觀因素有關的“假干擾”，用抗干擾器類的設備來解決，多數是“無效的”；而且這種做法的本質是：企圖用抗干擾設備來解決、排除主觀製造的系統和設備故障——顯然，這是違背科學實踐規律的；

“避”——改變傳輸線的佈線路徑，減弱線纜與干擾的電磁耦合，原理上可以，但實踐上很難做到；改變傳輸方式，是“避”的有效方法，如採用射頻，光纜，微波，數字等各類調製解調傳輸方式，也是有效的。射頻抗干擾器（又稱視頻拓展器）也屬於這一類“避”的方式，或者以避代抗方式；

“抗”——視頻基帶傳輸方式中，對視頻源信號進行頻率加權放大，提高視頻傳輸信噪比，達到抑制干擾目的。實踐表明，它沒有調製解調方式帶來的繁雜和弊端，延長了視頻線的有效傳輸距離，也有效提高了圖像傳輸質量；

“補”—— 視頻基帶抗干擾器，在具有一定的有效抑制干擾能力的同時，它必須是一個標準的“視頻傳輸器”，是能夠確保圖像（信息）傳輸質量的傳輸器，包括補償傳輸線纜的衰減和頻率失真。衰減靠幅度放大補償，頻率失真靠頻率加權補償。不能只抑制干擾，不管傳輸質量。這類產品，如果沒有足夠的，適應不同傳輸距離的“頻率加權”特性和功能，就不能實現有效的頻率補償，“視頻傳輸器”最基本的傳輸性能也不可能合格；

上面解決“真干擾”的各種方式方法，都是不用區分什麼干擾現象，什麼干擾頻率，什麼干擾波形，也不管是什麼干擾源產生，這些方式方法都是有效的。這就給解決工程干擾問題帶來極大的方便。

【工程中解決干擾問題的思路】

發現干擾現象後，首先要着力區分是真干擾，還是假干擾，針對不同性質的干擾，採取科學、有效的解決辦法。這裏總結三點值得深思的問題：

1） 不少抗干擾器產品廠家或經銷商，遇到干擾求助，不是首先幫助分析干擾性質，而是立即蜂擁而上，推薦自己的產品，甚至聲稱“可以百分之百解決問題”，“可以免費使用”等等。一個連干擾性質都分不清的廠家，它的產品你有理由質疑。

2） 本文提出的這些與“主觀因素有關”的干擾現象，工程商首先應該深思，應該自檢和自查。有位工程老闆遇到了干擾，買了幾種抗干擾器來解決，結果都是“無效”或“效果不明顯”。在與筆者電話諮詢時，初步分析“假干擾的可能很大”，建議他現場做幾個干擾性質的判斷性測試，他很不耐煩的説：“你就説抗干擾器能不能解決，囉嗦什麼！”掛斷電話。問題在哪裏？他沒有真假干擾的概念，認為解決不了，就是“抗干擾器不好用”，不知道監控系統產生的干擾，有的屬於自己的主觀責任。“主觀隨意”製造假干擾的問題，只有提高設計施工素質才能解決；也只有提高現場排除故障能力，才能解決；這是一個任重道遠的問題。只看到“安防行業門檻低”，“高中生就可以幹”……等等，就蜂擁而上做工程；只看到國外的IT產品是“技術”，沒有看到“系統電磁兼容”是更難處理的技術難題；恐怕這種“主觀隨意”製造假干擾的問題，還將長久延續下去。

3） 應該認識到：在工程遇到的干擾中，這些與“主觀因素有關的假干擾”，佔多數；工程中，那些難以解決的干擾，絕大多數都是這類假干擾。基於這個認識，工程抗干擾問題，不僅僅是抗干擾產品價格，質量和有效性的競爭，更多，更難，更需要的是：工程商的觀念認識，設計施工水平，排除系統故障能力的有效提高；也需要產品商，協助客户分析和排查工程現場的這些“系統和設備故障”。這又是技術服務能力、水平和態度的競爭。

現在，對於安全的防範，很多的安防監控商場和工程當中使用了監控設備系統。那麼，監控公司隨着我國監控行業的發展，這種系統的使用有什麼優勢呢？

1、先進性與繼承性。城市視頻監控工程報警聯網系統的建設不可能將原有的以模擬為主的系統一概拋棄，合適的做法是在規劃好全數字化系統的前提下儘可能將原有模擬系統納入其中。最理想的系統是在兩者之間能做無縫連接，形成完整的城市視頻圖像聯網監控。[1]

2、性能價格比。設計者應合理設置系統功能、正確進行系統配置和設備選型，在關鍵設備檔次優良的前提下，保證系統的整體價格較低，從而讓系統具有較高的性價比。系統前端的攝像機選型和後端軟件的水平應是關注的重點，前端攝像機的線數若低於460線，後續系統再好也無濟於事，是不可能保證系統有清晰圖像效果的。在某些應用場合還需要有寬動態範圍等高級特性。

3、系統升級和維修的便捷性。由於系統規模較大，系統軟件和核心設備應具有自動升級維護功能；另外，城市監控報警聯網系統是由多個複雜的系統組成，包括網絡、存儲、操作系統、平台軟件、各種前端設備等，所以要求每個子系統均應具有工作日誌記錄，包括系統各模塊和核心設備。

4、實用性。系統應考慮當地環境條件、監視對象、監控方式、維護保養以及投資規模等因素，能滿足城市視頻監控報警聯網系統的正常運行和社會公共安全管理的需求。

5、可靠性(Reliability)與穩定性。系統應採用成熟的技術和可靠的設備，對關鍵設備有備份或冗餘措施。系統軟件有維護保障能力和較強的容錯及系統恢復能力，以保證系統穩定運行的時間儘可能長，一旦系統發生故障時能儘快修復或恢復。

6、可擴展性。宜採用分佈式體系和模塊化結構設計，以適應系統規模擴展、功能擴充、配套軟件升級的需求。用户可隨時依需要對系統進行擴充或裁剪，體現足夠的靈活性。

7、系統的管理功能及易操作性。考慮到聯網系統的規模及複雜性，管理軟件平台應具有較好的系統構架，系統核心管理和業務管理必須明確分離，以確保滿足不同的應用需求。由於系統中各類管理服務器、存儲及轉發服務器等數量較多，所以系統的網管功能必須強大，否則無法進行日常維護；系統所提供的管理和用户界面要清晰、簡潔、友好，操控應簡便、靈活、易學易用，便於管理和維護。

8、系統支持二次開發的能力。一個城市的監控報警聯網系統的攝像機數目最少也有數百個，多的可達幾萬個，因此必須考慮到平台的可持續發展問題。要達到“視頻創造價值”的目標，就要求系統具備二次開發的條件，只有這樣才能保證平台視頻資源的充分利用。

9、系統的安全保障程度。系統安全包括多個方面，其中主要是防止非法用户及設備的接入，所以除對不同用户(包括管理員和用户)要採取不同程度的驗證手段外，還要保證不合法的設備不能接入到系統中去。聯網監控系統最易受到黑客的攻擊，應採取有效的安全保護措施，防止系統被非法接入、非法攻擊和病毒感染。此外還需防雷擊、過載、斷電、電磁干擾和人為破壞等不安全的因素，以提供全面有效的安全保障措施。

10、兼容性與標準化程度。兼容性是實現眾多不同廠商、不同協議的設備間互聯的關鍵。系統應能有效地通信和共享數據，儘可能實現設備或系統間的兼容和互操作。系統的標準化程度越高、開放性越好，則系統的生命週期越長。控制協議、傳輸協議、接口協議、視音頻編解碼、視音頻文件格式等均應符合相應國家標準或行業標準的規定。

智能一體化監控主機是針對樓宇，商場，弱電機房，數據中心等重要場所開發的一款多用途監控報警主機。具有數據採集、分析處理、聯動控制、報警通知,報表查詢等各種功能，內嵌WEB服務器.用户通過IE瀏覽器查看監控場地環境、設備參數，告警、報表等信息，代替人工巡檢，實現無人值守，提高維護效率，降低管理成本。

1、採用低功耗嵌入式工控主機和嵌入式組態監控系統，系統部署快捷，穩定可靠。

2、內置嵌入式數據庫,可單機獨立運行並保存1年以上報警事件、歷史數據及門禁進出記錄等信息。

3、工程維護方便，可遠程調試及升級軟件。

4、內置看門狗功能，確保系統不間斷運行。

5、所有歷史數據保存到內嵌的SD卡或硬盤中，徹底擺脱FLASH機械讀寫數據帶來的安全隱患。

6、可接入多達15個智能設備