解码器视频监控及方案.docx
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解码器视频监控及方案.docx
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解码器视频监控及方案
视频监控
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视频监控的分类
视频监控的特点
1.
视频监控的分类
视频监控的特点
1.
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视频监控的分类
视频监控是安全防范系统的重要组成部分,它是一种防范能力较强的综合系统。
视频监控以其直观、准确、及时和信息内容丰富而广泛应用于许多场合。
近年来,随着计算机、网络以及图像处理、传输技术的飞速发展,视频监控技术也有了长足的发展。
在视频技术不断的发展情况下,视频监控目前可分为两大类:
数字视频监控系统和网络监控(嵌入式视频监控系统)。
解决视频监控联网问题,使用北京洛达公司的DSN-3000视频监控联网主机是目前最好的解决方案,DSN-3000是针对视频监控联网开发的,可以兼容数十个品牌的视频监控系统,可以无缝连接,已经广泛用于北京、广州、杭州、宁波、广西、新疆、河南、山东等地的“3111”平安城市的建设中。
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视频监控的特点
1、视频监控的数字化首先应该是系统中信息流(包括视频、音频、控制等)从模拟状态转
网络视频编解码器
为数字状态,这将彻底打破“经典闭路电视系统是以摄像机成像技术为中心”的结构,根本上改变视频监控系统从信息采集、数据处理、传输、系统控制等的方式和结构形式。
信息流的数字化、编码压缩、开放式的协议,使智能网络视频监控系统与安防系统中的各个子系统间实现无缝连接,并在统一的操作平台上实现管理和控制,这就是系统集成的含义。
2、视频监控的网络化将以这系统的结构将由集成式向集散式系统过渡,集散式系统采用多层分级的结构形式,具有微内核技术的事时多任务、多用户、分布式操作系统以实现抢先任务调度算法的快速响应,组成集散式视频监控系统的硬件和软件采用标准化、模块化和系统化设计,视频监控系统设备的配置具有通用性强、开放性好、系统组态灵活、控制功能完善、数据处理方便、人机界面友好以及系统安装、调试和维修简单化,系统安全,容错可靠等功能。
3、视频监控的网络化在某种程度上打破了布控区域和设备扩展的地域和数量界限。
系统网络化将使整个网络系统硬件和软件资源的共享以及任务和负载的共享,这就是系统集成的一个重要概
网络强式摄像机
念。
闭路监控系统能在人无法直接观察的场合,适时、图象、真实地反映被监视控制对象的画面。
闭路监控系统已成为广大用户,在现代化管理中监控的最为有效的观察工具。
在控制中心,只要一个工作人员的操作,就能够观察多个被控区域,以及远距离区域的监控功能。
视频监控系统的发展大致经历了三个阶段。
在九十年代初以前,主要是以模拟设备为主的闭路电视监控系统,称为第一代模拟监控系统。
九十年代中期,随着计算机处理能力的提高和视频技术的发展,人们利用计算机的高速数据处理能力进行视频的采集和处理,利用显示器的高分辨率实现图像的多画面显示,从而大大提高了图像质量,这种基于PC机的多媒体主控台系统称为第二代数字化本地视频监控系统。
九十年代末,随着网络带宽、计算机处理能力和存储容量的快速提高,以及各种实用视频处理技术的出现,视频监控步入了全数字化的网络时代,称为第三代远程视频监控系统。
第三代视频监控系统以网络为依托,以数字视频的压缩、传输、存储和播放为核心,以智能实用的图像分析为特色,引发了视频监控行业的技术革命,受到了学术界、产业界和使用部门的高度重视。
与传统的模拟监控相比,数字监控具有许多优点
第一,便于计算机处理。
由于对视频图像进行了数字化,所以可以充分利用计算机的快速处理能力,对其进行压缩、分析、存储和显示。
通过视频分析,可以及时发现异常情况并进行联动报警,从而实现无人值守。
第二,适合远距离传输。
数字信息抗干扰能力强,不易受传输线路信号衰减的影响,而且能够进行加密传输,因而可以在数千公里之外实时监控现场。
特别是在现场环境恶劣或不便于直接深入现场的情况下,数字视频监控能达到亲临现场的效果。
即使现场遭到破坏,也照样能在远处得到现场的真实记录。
第三,便于查找。
在传统的模拟监控系统中,当出现问题时需要花大量时间观看录像带才能找到现场记录;而在数字视频监控系统中,利用计算机建立的索引,在几分钟内就能找到相应的现场记录。
第四,提高了图像的质量与监控效率。
利用计算机可以对不清晰的图像进行去噪、锐化等处理,通过调整图像大小,借助显示器的高分辨率,可以观看到清晰的高质量图像。
此外,可以在一台显示器上同时观看16路甚至32路视频图像。
第五,系统易于管理和维护。
数字视频监控系统主要由电子设备组成,集成度高,视频传输可利用有线或无线信道。
这样,整个系统是模块化结构,体积小,易于安装、使用和维护。
正是由于数字视频监控具有传统模拟监控无法比拟的优点,而且符合当前信息社会中数字化、网络化和智能化的发展趋势,所以数字视频监控正在逐步取代模拟监控,广泛应用于各行各业
监控系统主要由以下部分组成:
视频采集系统:
视频中心控制矩阵
视频采集系统主要由各观测点的摄像机组成,主要完成视频图像信号采集。
由现有8个高性能彩色数码摄像机组成。
主要实现对每个采集点的视频采集。
图像监控各部位布防简介:
(附监控点平面图)
在超市的每个收银台上各设1个固定式监控点,共:
5个点;在饰品柜台边与化妆柜边上各设一个带球型云台的监控点,共2个;在开票柜上设1个固定式监控点;在正大门口上设置1个监控点;在超市的销售区域里分配设7个监控点;整个工程共设16个监控点。
视频云台不含护照和摄像机
云台镜头控制系统:
云台镜头控制系统主要由云台和控制器组成。
用于完成在监控中心遥控摄像机的
用于远程视频信号传输
观测位置的变动和观测点图像的放大、缩小处理。
信号传输系统:
在本系统中信号传输系统主要包括电源信号的传输、视频信号的传输和控制信号的传输线路三部分组成。
视频处理系统:
视频处理系统主要完成对视频信号的数字化处理、图像信号的显示、图像信号的存储、及图像信号的远程传输。
本系统中采用硬盘录像及远程传输系统实现对所有采集点的显示、录像和回放以及远程浏览。
系统功能说明:
1、采用最先进的数字压缩技术(MPEG-4),通过计算机处理实现对图像的显示、存储、回放及远程传输
2、每路显示、存储、回放均能达到6.25帧/秒
3、显示分辨率可达768*576,存储、回放分辨率可达384*288
4、可以对每个观测点的观测情况进行硬盘存储。
5、可以在存储过程中回放历史存储记录。
6、历史记录均有时间标记
7、系统集成度高在计算机上均能实现全部操作
8、全部采用WINDOWS界面,操作简便灵活
可通过PSTN、ISDN、LAN、WAN实现图像的远程浏览。
视频监控系统的历史发展
随着监控行业的飞速发展,视频监控系统的发展大致经历了三个阶段。
在上个世纪末以前,主要是以模拟设备为主,含摄像机和磁带录像机的全模
数字硬盘录像机
拟电视监控系统,称为第一代模拟监控系统;这一阶段监控系统中基本不使用视频监控软件。
到了二十一世纪,随着计算机技术的飞速发展,计算机处理视频的技术不断成熟,人们利用计算机的高速数据处理能力进行视频的采集和压缩处理,利用显示器的高分辨率实现图像的多画面显示,从而大大提高了图像质量,由于传输依旧采用传统的模拟视频电缆,所以就叫着第二代半模拟半数字本地视频监控系统;这一阶段使用的监控软件基本上都为PC单机DVR软件。
从2004年开始,随着网络带宽的提高和成本的降低、硬盘容量的加大和中心存储成本的降低,以及各种实用视频处理技术的出现,视频监控步入了全数字化的网络时代,由于它从摄像机或网络视频服务器下来就直接进入网络,以数字视频的压缩、传输、存储和播放为基础,依靠强大的平台软件实施管理,所以称之为第三代全网络视频监控管理系统。
在第三代视频监控系统中,视频监控软件是必不可缺的,普通用户需要使用视频监控软件进行日常的监控功能应用,系统管理员更需要使用视频监控软件对监控系统中所有的硬件软件资源进行全面的管理和维护,可以毫不夸张的说,视频监控软件是第三代视频监控系统的核心。
视频监控在DDNS应用
给每个监控设备申请一个域名,由DDNS平台系统来探查监控设备当前的IP地址,并通知远程监控端。
远程监控端通过固定不变的域名来访问每个监控设备。
无需关心IP地址的变化于否。
企业实施视频监控项目时可根据实际情况选择采用哪种方式使用DDNS服务。
具体实现方式有以下几种。
1、路由器外挂
具体的说路由器外挂就是采用集成DDNS的路由器,通过申请其域名和服务,把申请所得用户名密码填入路由器DDNS模块相关项,再由路由器上作端口映射指向所需访问的监控设备即可,远程监控端通过访问域名即可访问到当前路由器,根据不同的端口来判断并指向所需访问的监控设备。
2、集成DDNS的监控设备
对于无人值守或不方便外挂路由器的状况下,视频监控也可采用集成DDNS的网络摄像机,同样把申请DDNS服务得到的用户名密码填入相关项,通过一条ADSL等宽带线路直接相连。
远程监控端通过域名直接访问。
3、运行DDNS客户端软件
解码器
百科名片
编码器(encoder),是一种输入模拟视频信号并将它转换为数字信号格式,以进一步压缩和传输的硬件/软件设备。
像视频的mpeg4,音频的mp3,ac3,dts等,这些编码器可以将原始数据压缩存放,刚才都是常用的编码格式,还有些专业的编码格式,一般家庭基本不会用到。
为了在家用设备或者电脑上重放这些视频和音频则需要用到解码软件,一般称为插件。
比如mpeg4解码插件ffdshow,ac3解码插件ac3fliter等。
只有装了各种解码插件你的电脑才能重放这些图像和声音。
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基本简介
解码器分类
1.
2.
3.
解码器解析
注意事项
基本简介
解码器分类
1.
2.
3.
解码器解析
注意事项
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基本简介
解码器是一个重要前段控制设备。
在主机的控制下,可使前端设备产生相应的动作。
解码器,国外称其为接收器/驱动器(Receiver/Driver)或遥控设备(Telemetry),是为带有云台、变焦镜头等可控设备提供驱动电源并与控制设备如矩阵进
解码器(Decoder)
行通讯的前端设备。
通常,解码器可以控制云台的上、下、左、右旋转,变焦镜头的变焦、聚焦、光圈以及对防护罩雨刷器、摄像机电源、灯光等设备的控制,还可以提供若干个辅助功能开关,以满足不同能够用户的实际需要。
高档次的解码器还带有预置位和巡游功能。
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解码器分类
解码器分为软件解码器.硬件解码器和无线解码器
软件解码器
电脑里所说的解码器是软解码器,即通过软件方法解出音频视频数据.与之相对应的是DVD和vcd机,它们属于硬件解码器.
硬件解码器
解码器的存在是因为音频视频数据存储要先通过压缩,否则数据量太庞大,而压缩需要通过一定的编码,才能用最小的容量来存贮质量最高的音频视频数据.因此在需要对数据进行播放时要先通过解码器进行解码.可以解码的数字编码格式有AC-3,HDCD,DTS等。
这些都是多声道音视频编码格式。
如果要达到高保真的水平,有双声道的PCM数字编码的。
所以在选择硬件解码器的时候应该注意是否支持这些格式的软件。
无线解码器
频率范围
频率范围是指无线解码器在规定的失真度和额定输出功率条件下的工作频带宽度,即无线解码器的最低工作频率至最高工作频率之间的范围。
单位Hz(赫兹)。
无线解码器实际的工作频率范围可能会大于定义的工作频率范围。
频率稳定度
频率稳定度标识了无线解码器工作频率的稳定程度。
单位为ppm(partpermillion,百万分比)。
通常无线解码器的频率稳定度应在:
±1.5ppm左右。
信道间隔
信道指发射接收时占用的频率值。
相邻信道之间的频率差值称为信道间隔。
规定的信道间隔有25KHz(宽带)、20KHz、12.5KHz(窄带)等。
调制方式
无线解码器的调制方式主要有以下几类:
(一)GMSK
高斯滤波最小频移键控。
GMSK调制是在MSK(最小频移键控)调制器之前插入高斯低通预调制滤波器这样一种调制方式。
GMSK提高了数字移动通信的频谱利用率和通信质量。
(二)CPFSK
连续相位频移键控。
采用CPFSK调制方式使接收机易于实现,与QPSK的调制方式相比对相位稳定度要求不高,不易受外界温度噪声的影响,而且在信号解调处理时实现低功耗。
(三)QAM
正交振幅调制。
QAM是用数字信号去调制载波的幅度和相位,使载波的幅度和相位受控于数字信号,常用有16QAM、32QAM、64QAM等。
这种调制由于载波的幅度和相位都带有信息,所以它比QPSK方式所能传输的数码率高。
(四)QPSK
四进制相移键控调制。
QPSK是一种四进制的相位键控调制方式,可以看成是两正交的二相调制合成。
把相继码元的四种组合(00、01、10、11)对应于载波的四个相位(0、±π/2、π)。
数据接口
无线解码器常见接口为RS-232端口。
RS-232-C接口(又称EIARS-232-C)是目前最常用的一种串行通讯接口。
它是在1970年由美国电子工业协会(EIA)联合贝尔系统、调制解调器厂家及计算机终端生产厂家共同制定的用于串行通讯的标准。
它的全名是“数据终端设备(DTE)和数据通讯设备(DCE)之间串行二进制数据交换接口技术标准”该标准规定采用一个25个脚的DB25连接器,对连接器的每个引脚的信号内容加以规定,还对各种信号的电平加以规定。
接口速率
无线解码器常见的接口速率有:
1200,2400,4800,9600,19200,38400bps(位/秒)以及更高的N*64Kbps。
接口校验
无线解码器接口的常见校验形式有奇校验和偶校验。
奇校验规定:
正确的代码一个字节中1的个数必须是奇数,若非奇数,则在最高位b7添1。
如:
10110,0101
00110,0001
偶校验规定:
正确的代码一个字节中1的个数必须是偶数,若非偶数,则在最高位b7添1。
如:
10100,0101
00100,0001
奇偶校验能够检测出信息传输过程中的部分误码(1位误码能检出,2位及2位以上误码不能检出),同时,它不能纠错。
在发现错误后,只能要求重发。
但由于其实现简单,仍得到了广泛使用。
天线阻抗
天线阻抗指含有电阻、电感和电容的天线电路里,对交流电所起的阻碍,单位Ω(欧姆)。
常见的天线阻抗为50Ω或75Ω。
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解码器解析
继电器
继电器是解码器中的动作发生器,通常解码器会匹配九只继电器,其中有五只较大的继电器,是控制云台的上下左右动作,其余四只较小继电器是控制三可变镜头光圈、变倍、聚焦。
松下、欧姆等继电器都是一流的产品,但价格较高,通常在门禁控制器等领域使用。
监控解码器使用的继电器中有两个品牌比较多,松乐、汇港,质量差别不大,在实际使用中继电器故障率不高,我个人认为基本可以忽略不计。
但解码器工作时,继电器要频繁的开合,而每次开合时都有一个瞬时电流通过。
如果继电器容量太小,瞬时电流有可能超过继电器的容量,继电器的使用寿命会大大缩短,一定要用7A以上额定工作电流的继电器,而有些厂家过于追求成本而选择1A的小继电器。
还有一个问题需要注意,有些解码器设计时取消了镜头控制的3个继电器,用三极管和电阻代替,这种设计在使用中故障率也不高,基本在正常范围之内,但我个人持保留意见,三极管的驱动能力有限,当在相对复杂的环境中使用时,可能会不稳定。
通信芯片
解码器的通信芯片主要是负责RS485总线上数据信号的接收,最常用的是75176芯片,75176芯片是相对较老的一种产品,但价格较低,稳定性较好,但在驱动能力上较差,由于解码器属于RS485单向通信总线,不存在驱动能力问题,对于现在竞争激烈的市场,低成本的75176芯片成为95%以上生产解码器厂家的选择。
但建议不要使用采用75176作为通信芯片的码转换器,由于驱动能力有限,当控制32台以上解码器运行时,故障率很高。
防雷系统
品牌较好的解码器通常带有简易的防雷系统,主要是防止感应雷通过RS485总线对解码器的破坏。
标准的防雷系统价格会比解码器本身还要高几倍,所以通常设计相对简易的防雷系统。
以沈阳先凯丽柯电子有限公司的先柯解码器为例,防雷部分要由2只防雷二极管来完成,可以防止10毫秒600W的感应雷破坏,基本上可以抵御常见感应雷袭击。
当感应雷能量超出防雷二极管承受极限时,防雷二极管会烧毁,同时吸收感应雷能量,保护解码器内部器件和电源变压器不被破坏。
防雷管被烧毁后,将防雷管取下后,解码器便可正常工作,但已经不具备防雷功能。
由于解码器使用环境复杂,被雷击情况经常发生,建议选择解码器时,选择带有防雷系统的产品。
保险
解码器中的保险丝基本上有2大作用:
1.防止220V电源在施工过程中短路或对人员造成伤害,当220V电源短路或人员触电时保险丝会自动切断220V电源,保证人员及设备安全。
通常220伏保险丝会设计一个透明塑料外壳,防止保险丝金属接头引起触电。
2.防止摄像机短路造成电源变压器烧毁,此种通常不用保险丝座外壳。
在一些设计比较完善的解码器中,有3个保险丝,增加了一个对外输出交流24伏的输出保护,防止云台短路引起的解码器内部器件及电源变压器的烧毁。
驱动芯片NLU2003:
解码器的动作是由CPU控制继电器的吸合来实现的,但CPU的驱动能力一般都不强,需要借助驱动芯片来实现继电器的控制,比如沈阳先凯丽柯公司的先柯解码器就使用了2片NLU2003型号驱动芯片,当CPU发出动作指令时由NLU2003芯片来驱动继电器的吸合和断开,2片NLU2003分别控制云台控制继电器和镜头控制继电器。
首先,观察解码器电路板的光泽度,是否饱满,字体印刷是否清晰,元器件排列是否整齐。
是否有中文接线说明,解码板厚度是否够厚,标准应该在1.5毫米以上,足够厚的解码板张力较强,可以适应更复杂环境,电路板变形机率更小,电路板边缘用手触摸会不会划手的感觉,如果有说明生产时切板机不够先进。
解码器通常有2个参数需要人工设置分别是通信波特率和地址码。
波特率是指解码器与硬盘录像机或矩阵通过485总线通信时的通信速率,不同的通信协议通信速率不相同,但大致可以分为1200、2400、4800、9600几种。
它们通常用二进制拨码开关来设置,具体设置方法每种品牌各不相同。
以先柯解码器为例,共计8位拨码开关,其中1、2位为通信波特率设置开关,3-8位为地址设置开关。
地址码设置,由于485通信总线上一般都连结多个解码器为了把它们区别开,分别对每个解码器设置一个地址。
地址码也是用二进制来表示的。
通信协议:
协议就是数据通信时的信息存储格式,解码器的通信协议大约有100多种,其中比较常见的还有多个版本,最常使用的派尔高D协议,就有大概7个版本。
以派尔高D为例,分析一下协议的数据结构。
通信数据为7位字节,分别为:
1-2-3-4-5-6-7
1、标志位:
确定协议种类;
2、地址位:
所发出动作所对应的解码器地址;
3、4、动作位:
具体的工作指令;
5、6、速度和预置位:
定义动作的速度和预置到的坐标;
7、校验位:
校验数据是否正确。
通常解码器会根据协议的格式来识别协议的种类,这就是通称谈到的自识别协议解码器,又叫万码解码器。
硬盘录像机发出控制命令后,硬盘录像机的串行接口RS-232会以软件设置协议的波特率和数据格式发出控制协议代码,RS-232转RS-485码转换器将RS-232信号转换成RS-485信号,然后再传输(理论上可传输1200米),系统经过485总线上的每个解码器都会接收到控制协议代码,然后对比自己的地址,控制协议代码与地址相同解码器才会执行动作。
使用232转485码转换器的主要是RS232信号传输距离比较近约15米,而485信号可传输12000米,使控制距离大大加长。
嵌入式硬盘录像机本身就有485通信接口,不必再加RS-232转RS-485通传协议转换器。
硬盘录像机与解码器之间的通信是单向通信,数据硬盘录像机发出到解码器接收为止,解码器不向硬盘录像机发送任何数据。
因此,为了降低成本监控系统使用的码转换器有相当的比例是单功码转,即由232信号转换成RS485信号。
因此,在门禁等双向通信系统中使用监控系统码转可能会发生通信不良的问题。
解码器的电源
解码器电源一般都使用多电压输出的线性变压器,线性变压器大致可以分成3种:
1.EI型变压器;
2.R型变压器;
3.环型变压器。
EI型变压器
EI型铁芯变压器制造工艺简单,成本相对较低。
由于铁芯片及与其相配套的线圈骨架均已形成系列并大量生产,所以应用十分广泛。
EI型铁芯变压器所用的铁芯材料十分复杂,有热轧硅钢板(俗称低硒)、冷轧无取向硅钢带、冷轧取向硅钢带(俗称高硒)。
现在使用的冷轧无取向硅钢带主要是0.5毫米厚的(俗称中硒),0.35毫米的(俗称国产高硒)已经淘汰。
这些材料中冷轧取向硅钢带材质最好,其厚度在0.35毫米以下,冷轧无取向硅钢带次之,热轧硅钢板材质质量最差。
因而同一尺寸的变压器,不同的铁芯材料,变压器输出的功率差别较大。
R型变压器
R型变压器比EI变压器小30%,薄40%,轻40%。
R型变压器漏磁最小,比EI型变压器小10倍。
R型铁芯变压器产生的热量最少比EI型变压器小50%。
R型变压器不会产生噪音,这一特点远胜EI型变压器或铁芯有间隙的切形铁芯变压器。
R型变压器与环形变压器相比,工作性能更强,可靠性更高,绝缘性能强,安装简便。
R型变压器的构造比EI和C型变压简单但可靠性和品质都比它们高。
环型变压器
环型变压器的铁心是用优质冷轧硅钢片(片厚一般为0.35mm以下),无缝地卷制而成,这就使得它的铁心性能优于传统的叠片式铁心。
环形变压器的线圈均匀地绕在铁心上,线圈产生的磁力线方向与铁心磁路几乎完全重合,与叠片式相比激磁能量和铁心损耗将减小25%。
环型变压器有以下特点:
(1)电效率高铁心无气隙,叠装系数可高达95%以上,铁心磁导率可取1.5~1.8T(叠片式铁心只能取1.2~1.4T),电效率高达95%以上,空载电流只有叠片式的10%。
(2)外形尺寸小,重量轻环形变压器比叠片式变压器重量可以减轻一半,只要保持铁心截面积相等,环形变压器容易改变铁心的长、宽、高比例,可以设计出符合要求的外形尺寸。
(3)磁干扰较小环形变压器铁心没有气隙,绕组均匀地绕在环形的铁心上,这种结构导致了漏磁小,电磁辐射也小,无需另加屏蔽都可以用到高灵敏度的电子设备上,例如应用在低电平放大器和医疗设备上。
(4)振动噪声较小铁心没有气隙能减少噪声。
解码器RS485通信线的连接
链式连接图是标准的接线方式,所有解码器均挂接在RS485总线上,通信距离远,传输数据稳定,最后一个解码器需要跳线接通120Ω电阻,用来改善通讯质量,建议施工时利用此种布线方式。
星型连接图中解码器都单独通过一条RS485总线与发送设备相连,当485通信数据通过结点向2个以上方向传输时,其传输距离会大大缩短。
建议在施工时避免利用此种接线方式。
如果采用此种接线方式建议使用RS485HUB解决。
解
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