江苏教育大厦视频监控系统毕业设计.docx
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江苏教育大厦视频监控系统毕业设计
摘要
随着现代电子技术的发展,视频监控系统逐步由模拟走向数字化。
视频监控系统是安防领域中的重要组成部分,是所有安全系统中最关键的子系统。
视频监控系统能在人无法直接观察的场合,适时、清晰、真实地反映被监视控制对象或场所的画面。
因而已成为在现代化管理中监控的最为有效的观察工具。
它不仅能通过遥控摄像机,直接观察被监视场所的情况,同时可以把被监视场所的情况进行同步录像,还可以与防盗报警系统等其它安全技术防范体系联动运行,使用户安全在全时空范围内的防范能力。
[关键词]视频监控;采集;传输;存储
第一章绪论
1.1系统概述
视频监控系统是安全防范技术体系中一个重要的组成部分。
目前这种系统的应用在我国发展极快,市场竞争激烈。
在本次设计中,视频监控系统主要以下几部分组成:
图像信息的采集和预览;对采集画面的简单控制以及存储和回放功能。
随着计算机技术的高速发展,整个系统的向着数字化,网络化,集成化的方向发展。
本文主要论述一般视频监控系统的工作原理和设计方法,以及简单介绍这种技术的发展趋势。
1.2发展历程
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。
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,视频监控制技术也得到飞速发展。
由于视频控制系统应用领域广泛,而且发展迅速,目前在国内外市场上,推出了数字控制的模拟视频监控和数字视频监控两类产品。
前者技术发展已经非常成熟、性能稳定,并在实际工程应用中得到广泛应用,特别是在大、中型视频监控工程中的应用尤为广泛;后者是新近崛起的以计算机技术及图像视频压缩为核心的新型视频监控系统,该系统解决了模拟系统部分弊端而迅速崛起,但仍需进一步完善和发展。
1.3设计目标
系统的设计目标是要根据江苏教育大厦的设计要求,对于重点部位区进行实时的监控,监控工作人员、来访人员的活动并记录活动情况,能够回放录像并能够清晰的显示人的面部特征,同时实现视频入侵报警功能,在发生报警时能够进行视频复核。
江苏教育大厦监控系统采用摄像机对被控现场实时监控,使用这种防范技术可以更好的进行安全防范。
第二章设计依据和总体设计分析
2.1设计依据
江苏教育大厦视频监控系统的设计依据主要是国家相关的标准和规定,主要有:
(1)GB50198-94民用闭路电视监控系统工程技术规范。
(2)GA/T75-94安全防范工程程序与要求。
(3)GB50168-92电器装置安装工程电缆线路施工及验收规范。
(4)GB50169-92电器装置安装工程接地施工及验收规范。
(5)GB7401-87彩色电视图象质量主观评价方法。
(6)GB104081-89入侵探测器通用技术条件。
(7)GB12663-90防盗报警控制器通用技术条件。
(8)GB8567软件工程国家标准。
(9)GA/T74-94安全防范系统通用图形符号。
(10)计算机信息系统安全保护等级划分准则。
2.2设计原则
本系统设计内容是系统的、完整的、全面的;设计方案具有科学性、合理性、可操作性。
其具有以下原则:
1)先进性与适用性
系统的技术性能和质量指标应达到国际领先水平;同时,系统的安装调试、软件编程和操作使用又应简便易行,容易掌握,适合中国国情和本项目的特点。
该系统集国际上众多先进技术于一身,体现了当前计算机控制技术与计算机网络技术的最新发展水平,适应时代发展的要求。
同时系统是面向各种管理层次使用的系统,其功能的配置以能给用户提供舒适、安全、方便、快捷为准则,其操作应简便易学。
2)经济性与实用性
充分考虑用户实际需要和信息技术发展趋势,根据用户现场环境,设计选用功能和适合现场情况、符合用户要求的系统配置方案,通过严密、有机的组合,实现最佳的性能价格比,以便节约工程投资,同时保证系统功能实施的需求,经济实用。
3)可靠性与安全性
系统的设计应具有较高的可靠性,在系统故障或事故造成中断后,能确保数据的准确性、完整性和一致性,并具备迅速恢复的功能,同时系统具有一整套完成的系统管理策略,可以保证系统的运行安全。
4)开放性
以现有成熟的产品为对象设计,同时还考虑到周边信息通信环境的现状和技术的发展趋势,可以消防、防盗、聚光系统实现联动,具有RJ-45网络通讯口,可实现远程控制。
5)扩充性
系统设计中考虑到今后技术的发展和使用的需要,具有更新、扩充和升级的可能。
并根据今后该项目工程的实际要求扩展系统功能,同时,本方案在设计中留有冗余,以满足今后的发展要求。
6)广泛性
为了提供使用者(在过程监视中,一般指管理人员及各级领导者)的监视区域以外场所的远程监视的需要,只需在现有的机器上安装应用软件或直接使用标准浏览器(不需任何安装),即可实现此需求。
2.3需求分析
该系统采用硬盘录像机、群控计算机等控制器材,要能满足实时图像监视的管理形式。
实时监视和录制的全部过程,作为强有力的证据。
在该系统中,管理人员可通过监视器实时监视重点场所及重要通道的现场图像,可通过控制键盘、鼠标对系统前端设备进行控制与操作。
第三章系统组成
视频监控系统分别由控制系统、前端系统、传输系统、显示系统四个部分构成,还具有对图像信号的分配切换、存储、处理、还原等功能。
3.1摄像系统设计
3.1.1摄像部分
摄像部分的作用是把系统所监视的目标(视频图像),转换成监测电信号。
再经系统的传输部分送到控制中心进行控制、处理、还原成原来监视的图像信号。
如果需要还能将其记录、保存下来。
摄像部分的核心是电视摄像机,他是光电信号转换的主体设备,是整个系统的眼睛。
摄像机的种类很多,不同的系统可以根据不同的需求选择不同的摄像机及镜头、滤色片等。
目前摄像机根据不同的分类方法可以分为多种:
(1)按所摄取的图像种类来分:
黑白和彩色摄像机。
黑白摄像机只能摄取反映景物明暗变化的黑白图像,用于地下车库,用红外线摄像机,而彩色摄像机还能真实的反映景物的色彩。
虽然黑白摄像机发展时间久,技术成熟,灵敏度高、清晰度好、价格便宜,但是在教育大楼中的摄像机不但需要较高的灵敏度和清晰度,同时需要真实的记录来访人员和工作人员的面部特征,在这方面彩色摄像机较黑白摄像机有很大的优势,能够收集更多的信息,并且随着彩色摄像技术的而急速发展,性能不断的提高,价格日趋降低,所以在本项目中选取的大都是彩色摄像机。
(2)按适用照度来分:
普通摄像机、低照度摄像机和微光摄像机。
普通摄像机对于照度要求较高,在白天和较强的灯光下才能摄取到满意的图像,最低照度一般均大于10勒克斯;
低照度摄像机可以工作在照度较低的环境中(如黎明、黄昏和暗光下),最低照度为0.1-0.5勒克斯;
微光摄像机可以工作在月关、星光甚至是伸手不见五指的阴天、漆黑的夜间,最低照度可达10-4勒克斯。
(3)按电源分:
摄像机电源一般有交流220V,交流24V,直流12V,可根据现场情况选择摄像机电源,但推荐采用安全低电压。
选用12V直流电压供电时,往往达不到摄像机电源同步的要求,必须采用外同步方式,才能达到系统同步切换的目的。
(4)逆光补偿:
在只能逆光安装的情况下,采用普通摄像机时,被摄物体的图像会发黑,应选用具有逆光补偿的摄像机才能获得较为清晰的图像。
在江苏教育大厦楼层里面都有稳定的光照,无需逆光补偿,但是对于一层正门的摄像机来说,光照变化较大,正对强光,所以需要做逆光补偿处理。
摄像机外型的选择
枪式摄像机适合于所有监控场合
(1)1/2CCD适合于配置大倍数、长焦距镜头,监视范围大、图象质量要求高的室外环境
(2)1/3或更小CCD适合于图象质量要求较高,配置定焦镜头或常规变焦镜头的场合
(3)变倍一体化摄像机(含带云台的一体机)适合于监视范围广,可远近调整监视的场合例如广场,街道商场、学校、酒店、宾馆大堂等
(4)半球型摄像机适合于室内隐蔽安装,图象质量要求不高,以美观、隐蔽安装为主要目地的场合
(5)智能球机适合于室内/室外环境,更注重摄像设备的整体使用功能的方便性和美观隐蔽安装,图象质量要求一般
(6)其它异型摄像机(烟感、针孔、飞碟等)适合于室内环境有特殊安装要求的
3.1.2云台部分:
如果一个监视点上所要监视的环境范围较大,则在摄像部分中必须设置云台。
云台是承载摄像机进行水平和垂直两个方向转动的装置。
云台内装两个电动机。
这两个电动机一个负责水平方向的转动,另一个负责垂直方向的转动。
考察云台的参数有:
(1)载重
(2)防护等级
(3)转速
(4)转动角度
(5)齿轮间隙
(6)扭矩
(7)承载方式与安装方式
(8)辅助功能
(9)球型、半球型云台
适用环境:
室内/外
双层对流通风结构设计(专利技术)可有效降低球内温度。
内侧壁加热循环风箱设计(专利技术)有效除雾/除霜。
球体内衬采用IP66防护标准。
上罩采用聚碳酸脂工程ABS材料,抗老化、抗盐缄、耐高低温、防酸雨。
内置高速预置云台及解码器。
云台规格:
电压:
DC12V±3V
功率:
﹤18W
旋转速度:
水平1~360°/S垂直0.5~120°/S
旋转角度:
水平0~360°连续垂直0~90°
工作温度:
-20℃TO50℃
云台速度与镜头方式:
自适应
通讯协议:
RS485/RS422公开Public
预置点:
64
重量:
3kg
环境标准:
IP66
摄像机规格:
光学变倍:
23
电子变倍:
10
合计变倍:
230
最低照度:
0.01LUX
解析度:
470线
日/夜自动转换功能:
有
WDR超级动态功能:
有
信噪比:
大于52dB
3.1.3镜头部分
镜头按功能和操作分类:
(1)摄取静态目标的摄像机,可选用固定焦距镜头,当有视角变化要求的动态目标摄像场合,可选用变焦距镜头。
镜头焦距的选择要根据视场大小和镜头到监视目标的距离而定。
根据公式f=v×D/V或f=h×D/H(公式3.1)
式中f——镜头焦距(mm);
D——镜头到目标物的距离(mm);
V——目标物的垂直尺寸(mm);
H——目标物的水平尺寸(mm);
v——摄像器件成像面的垂直尺寸;
h——摄像器件成像面的水平尺寸。
根据镜头的视场角和焦距,可以把镜头分为广角镜头、标准镜头和望远镜头。
广角镜头视场角大于90°,适用于视距较小视场较大的情况,在本项目中用于一层正大门出的镜头;标准镜头的视场角为30°;望远镜头又叫远角镜头,是视场角小于20°的镜头,适用于视距较大的场所,例如通道等场所;摄取固定监视目标时,可选用定焦距镜头;当需要改变监视目标的观察视角或视角范围较大时,宜选用变焦距镜头。
(2)对景深大、视场范围广的监视区域及需要监视变化的动态场景,一般对应采用带全景云台的摄像机,并配置6倍以上的电动变焦距带自动光圈镜头。
(3)按镜头焦距尺寸是否可变来分,分为定焦距镜头和变焦距镜头
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