江西蘭豐水泥集團生產監控中心

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1、攝像機的選擇

    攝像部分的主體是攝像機，其功能為觀察、收集信息。攝像機的性能及其安裝方式是決定系統質量的重要因素。光導管攝像機目前已被淘汰，由電荷耦合器件簡稱CCD攝像機所取代。其主要性能及技術參數要求如下：

    1)色彩：攝像機有黑白和彩色兩種，通常黑白攝像機的水平清晰度比彩色攝像機高，且黑白攝像機比彩色攝像機靈敏，更適用于光線不足的地方和夜間燈光較暗的場所。黑白攝像機的價格比彩色便宜。但彩色的圖像容易分辨衣物與場景的顏色，便于及時獲取、區分現場的實時信息。

    2)清晰度：有水平清晰度和垂直清晰度兩種。垂直方向的清晰度受到電視制式的限制，有一個最高的限度，由于我國電視信號均為PAL制式，PAL制垂直清晰度為400行。所以攝像機的清晰度一般是用水平清晰度表示。水平清晰度表示人眼對電視圖像水平細節清晰度的量度，用電視線TVL表示。

    目前選用黑白攝像機的水平清晰度一般應要求大于500線，彩色攝像機的水平清晰度一般應要求大于400線。

    3)照度：單位被照面積上接受到的光通量稱為照度。Lux(勒克斯)是標稱光亮度(流明)的光束均勻射在lm²面積上時的照度。攝像機的靈敏度以最低照度來表示，這是攝像機以特定的測試卡為攝取標，在鏡頭光圈為0.4時，調節光源照度，用示波器測其輸出端的視頻信號幅度為額定值的10%，此時測得的測試卡照度為該攝像機的最低照度。所以實際上被攝體的照度應該大約是最低照度的10倍以上才能獲得較清晰的圖像。

    目前一般選用黑白攝像機的最低照度，當相對孔徑為F／1.4時，最低照度要求選用小于0.1Lux;選用彩色攝像機的最低照度，當相對孔徑為F／1.4時，最低照度要求選用小于0.2Lux。

    4)同步：要求攝像機具有電源同步、外同步信號接口。對電源同步而言，使所有的攝像機由監控中心的交流同相電源供電，使攝像機場同步信號與市電的相位鎖定，以達到攝像機同步信號相位一致的同步方式。

    對外同步而言，要求配置一臺同步信號發生器來實現強迫同步，電視系統掃描用的行頻、場頻、幀頻信號，復合消隱信號與外設信號發生器提供的同步信號同步的工作方式。

    系統只有在同步的情況下，圖像進行時序切換時就不會出現滾動現象，錄、放像質量才能提高。

    5)電源：攝像機電源一般有交流220V，交流24V，直流12V，可根據現場情況選擇攝像機電源但推薦采用安全低電壓。選用12V直流電壓供電時，往往達不到攝像機電源同步的要求，必須采用外同步方式，才能達到系統同步切換的目的。

    6)自動增益控制(AGC)：在低亮度的情況下，自動增益功能可以提高圖像信號的強度以獲得清晰的圖像。目前市場上CCD攝像機的最低照度都是在這種條件下的參數。

    7)自動白平衡：當彩色攝像機的白平衡正常時，才能真實地還原被攝物體的色彩。彩色攝像機的自動白平衡就是實現其自動調整。

    8)電子亮度控制：有些CCD攝像機可以根據射入光線的亮度，利用電子快門來調節CCD圖像傳感器的曝光時間，從而在光線變化較大時可以不用自動光圈鏡頭。使用電子亮度控制時，被攝景物的景深要比使用自動光圈鏡頭時要小。

    9)逆光補償：在只能逆光安裝的情況下，采用普通攝像機時，被攝物體的圖像會發黑，應選用具有逆光補償的攝像機才能獲得較為清晰的圖像。

2、鏡頭選擇

鏡頭按功能和操作分類：

1)攝取靜態目標的攝像機，可選用固定焦距鏡頭，當有視角變化要求的動態目標攝像場合，可選用變焦距鏡頭。鏡頭焦距的選擇要根據視場大小和鏡頭到監視目標的距離而定。

 F=A × L/B

式中  F——焦距(mm)；

      A——像場、寬(mm)；

      L——鏡頭到監視目標的距離；

      B——視場高(L、B采用相同的度量單位)。

    2)選擇鏡頭焦距時，必須考慮攝像機圖像敏感器畫面的尺寸，有2/3”、1/2”、1/3”、1/4”四種型式，這四種模式都具有垂直X水平尺寸為3X4的方位比，而四種模式攝像機對應于某一個鏡頭，則下一個模式正好與它上一個模式攝像機相差一個鏡頭焦距的檔次。如專1/2”攝像機使用16mm鏡頭的視角范圍正好與1/3"攝像機使用12mm焦距的鏡頭相同。以此類推。

3)對景深大、視場范圍廣的監視區域及需要監視變化的動態場景，一般對應采用帶全景云臺的攝像機，并配置6倍以上的電動變焦距帶自動光圈鏡頭。

4)使用電荷耦合器件(CCD)時，一般均應選擇自動光圈鏡頭，對于室內照度恒定或變化很小的時可選擇手動可變光圈鏡頭，電梯轎箱內的攝像機鏡頭應根據轎箱體積的大小選用水平視場角大于70°的廣角鏡頭。

5)隨著小型化需要，鏡頭尺寸需縮小，除通常攝像機鏡頭的標準C接口外，引入了Cs接口。由于Cs接口比C接口短5mm，減小了鏡頭與敏感件的間距，故Cs接口系統體積小、輕，且Cs接口鏡頭價格較便宜。Cs接口攝像機可配用Cs接口鏡頭，也可使用C接口鏡頭再加上引入5mm隔條環。而C接口攝像機只能配用C接口鏡頭，不能使用Cs接口的鏡頭。

6)攝像機鏡頭應從光源方向對準監視目標，避免逆光。鏡頭的焦距和攝像機靶面的大小決定了視角，焦距越小，視野越大，焦距越大，視野越小。若要考慮清晰度，可采用電動變焦距鏡頭，根據需要隨時調整。

7)通光量：鏡頭的通光量是用鏡頭的焦距和通光孔徑的比值(光圈)來衡量的，一般用F表示。在光線變化不大的場合，光圈調到合適的大小后不必改動，用手動光圈鏡頭即可。在光圈線變化大的場合，如在室外，一般均需要自動光圈鏡頭。

三、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。

1、視頻信號傳輸

一般采用同軸電纜傳輸視頻基帶信號，也可采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。由于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；當傳輸距離大于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，布線非常困難時，可以采用無線傳輸如微波定向傳輸，但它要占用頻率資源，需經無線電管理委員會核準。

2、控制信號傳輸

對于監控，常用的控制方式有直接控制、編碼控制、同軸視控。目前直接控制由于線纜過多，很少采用。編碼控制是將全部控制命令數字化(調制)后再傳輸，到控制設備后再解調，還原成直接控制量，可節約線纜。這種方式傳輸距離長，目前工程中采用較多。同軸視控就是控制信號與視頻信號共用一條同軸電纜，利用頻率分割或視頻信號消隱期傳輸控制信號的方式傳輸，但價格較貴。

3、管槽敷設

為防止電磁干擾和外電源及變頻電流等干擾，電纜應敷設在接地良好的金屬管或金屬橋架，同時保護線纜。