安防视频监控系统的基本组成介绍详解引言:

在当今社会，安全问题不容忽视。为了确保公共场所与个人的安全，安防视频监控系统成为了必不可少的设备之一。本文将讨论安防视频监控系统的基本组成，帮助读者了解这一关键技术的工作原理与重要组成部分。

一、摄像机
摄像机是安防视频监控系统的核心组件之一。它们负责将画面传输到监控中心，以进行实时监测和记录。摄像机的类型包括固定型、球机、半球机、全景机等。其中，固定摄像机常用于固定监控区域，而球机和全景机则可实现360度全方位监控。此外，摄像机还具备高清晰度、低光拍摄、防水防尘等特性，以适应各种场景的需求。

二、视频录像机（NVR/DVR）
视频录像机（NVR/DVR）是安防视频监控系统的记录与存储设备。NVR（网络视频录像机）通常用于IP摄像机，而DVR（数字视频录像机）则适用于模拟摄像机。通过与摄像机连接，NVR/DVR能够接收视频信号，并将其转换为数字信号进行录制和存储。除此之外，NVR/DVR还具备远程访问功能，用户可以通过网络连接实时查看和回放录像。

三、监控中心
监控中心是安防视频监控系统的核心控制中心。它包括监控室、显示屏、操作台等设备。监控中心可以同时显示多个摄像头的画面，并通过监控软件进行图像分析和处理。操作员可以实时监控各个监控区域，发现异常事件并采取相应的措施。此外，监控中心还可以与警报系统、门禁系统等其他安防设备进行集成，形成全面的安全防护体系。

四、网络设备
网络设备是安防视频监控系统中的关键组成部分。它们通过网络连接各个设备之间的通信和数据传输。常见的网络设备包括交换机、路由器、网络线缆等。交换机负责将摄像机、NVR/DVR等设备连接在一起，构建一个稳定可靠的局域网。而路由器则负责连接不同的局域网，实现不同地点的视频监控数据传输。

五、电源设备
电源设备是安防视频监控系统中常常被忽视但却至关重要的一部分。它们为整个系统提供稳定的电源供应，确保系统的正常运行。常见的电源设备包括电源适配器、电池、UPS（不间断电源）等。UPS在停电时能够提供备用电源，保证重要设备的正常运行，避免数据丢失和系统故障。

结论:
安防视频监控系统的基本组成包括摄像机、视频录像机、监控中心、网络设备和电源设备。这些组件共同协作，实现对公共场所和个人安全的监控与保护。随着技术的发展，安防视频监控系统会进一步智能化，例如人脸识别、行为分析等。通过不断创新和优化，安防视频监控。

1.基本组成

一个视频监控系统，不论是小系统还是复杂的大系统，如小到只有一台摄像机和一台监视器，大到几百、几千、几万台摄像机和几十、几百、几千台监视器，不论它构成方式复杂程度如何，都可用图 1-1 的框图来概括。

图 1-1 视频监控系统的组成

由图 1-1 可看出，任何视频监控系统，都由前端设备、传输信道、控制设备和终端设备 4 部分构成。显然，这 4 部分，缺一不可，并且它们也是互相关联，互相制约的，不能偏废任何一部分。

2.前端设备

前端设备是系统信息的总源头。形象地说，前端设备是系统的「视觉」和「听觉」器官。系统的操作者可通过控制设备，按自己的愿望去进行设置和布防，以获取必要的影像和声音信息。因此，前端设备的性能优劣及其布设的合理与否，对系统的质量影响很大。

视频监控系统的前端设备的构成如图 1-2 所示。

图 1-2 前端设备的构成

由前面的系统基本构成可知，视频监控系统的前端设备的作用是获取视频与音频信息，因此前端的关键设备是摄像机（在第 3 章中专门介绍），它主要是摄取三维光学图像（即监控中的场景），并转换为一维时序的视频电信号，然后通过传输信道送到终端设备供人们观看。所以说，摄像机是整个系统的「眼睛」，它布置在需要监控的各场所的某一个位置上，并使其视角能覆盖整个被监控的区域。有时，被监控场所面积较大，为了节省摄像机所用的数量同时简化传输系统及控制与显示系统，在摄像机上还可加装电动的（可遥控的）可变焦距（变倍）镜头，使摄像机所能观察的距离更远，更清楚；同时，有时还把摄像机安装在电动云台上，通过控制，可以使云台带动摄像机进行水平和垂直方向的转动，从而使摄像机能覆盖的角度和面积更大。

摄像机及镜头，通常要放在防护罩中。在室外或其他特殊环境中，还需要采用室外全天候防护罩或其他耐高温、防爆、防水等特殊条件的防护罩。至于支撑它们的支架也有室内、室外、轻型与重型云台支架等。

由于前端设备需要监控多个场景，且远离控制设备。为减少连接线缆数量，在稍复杂的系统中一般不用直接控制的方法，多采用数字编码控制的方式，从而使数字式的终端解码控制器成为前端设备中的又一关键部件。其作用是对控制室的控制键盘发出的上行指令进行判断，判断其是否要前端设备动作及要做什么动作；下行的信号也由它中转连接。这种终端解码器所控制的设备包括云台（左/右、上/下运动）、镜头（光圈大/小、变焦距远/近、聚焦长/短）、防护罩（雨刷除尘开/关、除霜开/关）、摄像机电源（开/关）、报警探测器电源（开/关）和照明灯电源（开/关）等。

监听器就是一个拾音器，实际就是一个微型话筒，根据需要可装在摄像机中或其他隐蔽的地方。其作用是拾取监控场所的声音，并通过传输信道放大送到扬声器（即扬声器）上，供人们听取或录音。

在前端设备中，还有各种各样的防盗探测器，如主动和被动的红外探测器、双鉴探测器、震动探测器、玻璃破碎探测器及门窗与保险柜的开关探测器等。当这些探测器探测到有非法侵入者时，就发出报警。若视频监控系统兼有消防报警功能，即接有烟雾、火光和燃气探测等传感器时，也可起到消防报警的作用。

3.传输信道

传输信道（或传输设备）可以形象地比喻为视频监控系统的「神经网络」。没有这个「神经网络」就不能保障上下畅通。也就是说，没有这个传输信道，前端的图像与声音信息就无法传输过来，并且按所需要的控制前端的控制信号也无法传递到前端。因此，传输信道选择和布设的好坏，关系到能不能保障视频监控系统正确无误的上下畅通，进而使系统不受或少受干扰。

除了一些必要的电气、机械连接件和紧固件外，传输信道的分类和构成基本如图 1-3 所示。显然，不同的条件下可选择不同的传输信道的传输方式。传输信道通常有两种传输方式。

图 1-3 传输信道

1）有线传输

一般有线传输即闭路传输信道，如同轴视频电缆、双绞线等，它们都用基带传输方式，即视频信号以摄像机输出的原视频信号进行传输，其信号带宽上限一般为 6MHz。当传输距离在 1km 以内时，一般都使用同轴电缆；当传输距离大于 1km 时，为了降低传输成本，常采用双绞线平衡传输的方式。

利用光纤线缆的传输，也是一种特殊的闭路传输系统。由于光纤传输的信号频带宽、容量大、损耗小，而且不受外界的电磁干扰，是一种远距离传输高质量电信号的极好媒介。在大型视频监控系统（如高速公路、城市交通管理等）中，通常采用这种传输方式。

2）无线传输

无线传输即不用线缆连接的传输，也称开路传输。在某些特定情况（如公安机关对控制对象的监控、火灾现场的观察等）及受地形、地物（铁道、河流等）限制等情况，采用微波开路传输的方式是最佳的选择。

无线传输中还有红外光波传输和公用通信网络的移动传输等。

图 1-3 所示的不同的传输方式，所使用的传输部件及传输线路，都有较大的不同。这些在第 5 章中将进行专门论述。虽然从表面上看，传输部分好像只是一些简单的线路，不容易引起重视，但往往系统工程的问题大多出在这一部分。因此，这部分的好坏，常会影响整个系统的质量，必须引起足够的重视。

4.控制设备

控制设备是系统的中枢，可形象地比喻为系统的「大脑」。人的大脑决定一个人的智力的高低，控制设备的好坏则决定了视频监控系统性能的优劣。一般控制设备中的许多设备都使用了微处理器，因而它能像计算机一样按既定的程序工作，即协调系统的动作，使其按照操作者的意愿去执行系统所具有的各项功能，从而可大大减轻操作者的负担。所以，控制设备配备的好坏和合理与否，是系统能否按照人的意愿运行的关键。

视频监控系统的控制设备的组成如图 1-4 所示。它由主控制器（有些还设有副控制台）、控制键盘、音/视频放大与分配、音/视频切换、视频图像信号的校正与补偿、画面分割及多工处理、时日发生与字符叠加、楼层显示、云台镜头防护罩控制及报警控制器等设备组成。由于控制设备大都使用了微处理器，因而能按操作者的意愿协调系统的动作，执行系统所具有的功能。

图 1-4 控制设备

在上述的各设备中，对图像质量影响最大的是放大与分配、校正与补偿、图像信号的切换三部分。在某些摄像机距离控制中心很近或对整个系统指标要求不高的情况下，在总控制台中往往不设校正与补偿部分。但对某些距离较远，或由于传输方式的要求等原因，校正与补偿是非常必要的。因为图像信号经过传输之后，往往其幅频特性（由于不同频率成分到达总控制台时，衰减不同，因而造成图像信号不同频率成分的幅度不同，此即幅频特性）、相频特性（不同频率的图像信号通过传输部分后产生的相移不同，此即相频特性）无法绝对保证达到指标的要求，所以在控制台上要对传输过来的图像信号进行幅频和相频的校正和补偿。经过校正和补偿的图像信号，再经过分配或放大，进入视频切换部分，然后送到监视器上。

总控制台的另一个重要方面是能对摄像机、镜头、云台、防护罩等进行遥控，以完成对被监控的场所进行全面、详细的监控或跟踪监控。还有的总控制台上设有「多画面分割器」，如四画面、九画面、十六画面等。通过这个设备可以在一台监视器上同时显示出 4 个、9 个、16 个摄像机送来的各个被监控场所的图像画面，并用终端设备的一台硬盘录像机进行记录，以便事后备查或作为重要的事实依据。

主控制器（如矩阵控制器）在控制功能上及控制摄像机的台数上往往都做成积木式的，具体可以根据实际要求进行组合。此外，在总控制台上还设有时间及地址的字符发生器，通过这个装置可以把年、月、日、时、分、秒都时时显示出来，并把被监控场所的地址、名称也显示出来。在终端设备的录像机上也同时把它们记录下来，这样就为以后的备查提供了方便。

总控制台对摄像机及其辅助设备（如镜头、云台、防护罩等）的控制一般采用总线方式，把控制信号送给各摄像机附近的「终端解码器」，在终端解码器上将总控制台送来的编码控制信号解出，成为控制动作的命令信号，再去控制摄像机及其附属设备的各种动作（如镜头的变倍、云台的转动等）。在某些摄像机距离控制中心很近的情况下，为节省开支，也可采用由控制台直接送出控制动作的命令信号，即「开、关」信号。总之，根据系统构成的情况及要求，可以综合考虑，以完成对总控制台的设计要求。

控制设备的作用可归纳为两方面。① 对下行信号与终端设备的连接进行调度。这里有三类信号：图像信号、声音信号、报警信号，它们进入微机中央控制器（兼有音频、视频、报警控制切换功能）后，可以按照操作者的意愿，与终端设备的监视器、录像机等音像设备相连，供显示、观察和记录、存储。② 对前端发出控制指令，指挥其动作。一般采用数字式的码分多址方式对前端进行控制。前端的解码控制器就与此密切相关。

作为整个系统与人之间进行操作的界面是控制键盘，操作指令通过键盘输入，使系统按人的意愿运行。操作指令集是否完备、汉化程度的高低、是否便捷易记直接关系到整个控制设备性能的优劣。

在采用计算机多媒体技术的系统中，一般直接配置了通用的微机系统硬件（监视器、主机、键盘）取代专用的操作键盘，同时还要有必要的多媒体操作软件及视频、音频信号的专用接口板等。

值得注意的是，控制设备的编码方式与接口，特别是控制操作键盘与音/视频切换器、解码中继器、报警控制器等设备之间，必须要事先约定编码指令方能兼容。在国家未实现统一标准之前，各用户在选择和更换设备时，对此必须给予特别注意，即要考虑设备的兼容性。

5.终端设备

终端设备是视频监控系统前端信息的存储、记忆、显示与处理的输出设备。也可比喻成人的大脑的记忆与存储及前端设备「观看」、监听的再现。人们可根据终端设备所获取的前端信息，去分析、综合、判别真伪、判断是非，及时打击各类犯罪，以保卫国家和人民生命财产的安全。所以，终端设备配备的好坏及与前端设备搭配的合理与否，是系统是否丢失前端信息和不失真地再现前端信息的关键。

终端设备的组成如图 1-5 所示。它包括供观察图像的监视器，告警的扬声器和警示灯，监听扬声器，记录查证的硬盘录像机，即时将图像记录、印出的视像机，事件发生即予上报和记录的电话自动拨号机及打印机等。随着多媒体技术的发展，经计算机处理后的多媒体输出方式和设备也在不断的发展，将使人们与系统的沟通更便捷，系统的输出信息更易于为人所接收。对要求连成网络的报警系统，可用计算机输出数码，由数据通信设备与外界连接起来。

图 1-5 终端设备的组成

由图 1-5 可看出，终端设备最基本的、必不可少的设备是显示部分，其他设备配置的增/减，完全取决于用户的要求和经济承受力。

显示部分一般由几台或多台监视器（或带视频输入的普通电视机）组成。它的功能是将传输过来的图像一一显示出来。在视频监控系统中，特别是在由大量摄像机组成的视频监控系统中，一般都是几台摄像机的图像信号用一台监视器轮流切换显示。这样做一是可以节省设备，减少空间的占用；二是也没必要一一对应显示。因为被监控场所的情况不可能同时都发生意外情况，所以平时只要隔一定的时间（如几秒、十几秒或几十秒）显示一下即可。当某个被监控的场所出现异常情况时，可以通过切换器将这一路信号切换到某一台监视器上一直显示，并通过控制台对其遥控跟踪与记录。所以，在一般的系统中常将摄像机对监视器的比例数设为 4∶1 方式，即 4 台摄像机对应一台监视器进行轮流显示。当摄像机的数量很多时，再采用 6∶1、9∶1 或 16∶1 的设置方案。另外，由于「画面分割器」的应用，在有些摄像机数量很多的系统中，常用画面分割器把几台摄像机送来的图像信号同时显示在一台监视器上，也就是在一台较大屏幕的监视器上，把屏幕分成几个面积相等的小区域，每个区域显示一个摄像机送来的画面。这样可以大大节省监视器，并且操作人员观看起来比较方便。但是，这种方案不宜在一台监视器上同时显示太多的分割画面，如果太多，则会使某些细节难以看清楚，影响监控的效果。一般以显示四分割或九分割较为合适。

通常，监视器的屏幕尺寸宜为 14～18in（英寸），如果采用了「画面分割器」，可选用较大屏幕的监视器（或电视机）。监视器的选择，应满足系统总的功能和总的技术指标的要求，特别是应满足与摄像机清晰度搭配和长时间连续工作的要求。放置监视器的位置应符合操作者观看的距离、角度和高度的要求。一般方式是，在总控制台的后方，设置摆放专用监视器的架子。现在的大型视频监控系统，大多采用电视墙的方式。