工厂监控系统方案

工厂监控系统方案内容摘要：

达 45Mbits/sec，但随着速率的提高，其解码后的图象质量有所降低。 MPEG1 也被用于数字电话网络上的视频传输，如非对称数字用户线路 (ADSL)，视频点播 (VOD)，以及教育网络等。 同时， MPEG1也可被用做记录媒体或是在 INTERNET上传输音频。 MPEG1标准占用的网络带宽在。 4)MPEG2 (DVD标准 )压缩技术 工厂 闭路电视监控系统 12 制定于 1994 年，设计目标是高级工业标准的图象质量以及更高的传输率 ，主要针对高清晰度电视（ HDTV）的需要，传输速率在 310Mbits/sec间，与 MPEG1兼容，适用于 ～60Mbps甚至更高的编码范围。 分辩率为 72048030 （ NTSC制）或 72057625 （ PAL制）。 影视图像的质量是广播级的质量 ,声音也是接近于 CDDA 的质量。 MPEG2 是家用视频制式（ VHS）录像带分辩率的两倍。 MPEG2 的音频编码可提供左右中及两个环绕声道 ,以及一个加重低音声道，和多达 7个伴音声道 (DVD可有 8种语言配音的原因 )。 由于 MPEG2 在设计时的巧妙处理，使得大多 数 MPEG2解码器也可播放 MPEG1格式的数据，如 VCD。 除了做为DVD 的指定标准外， MPEG2 还可用于为广播，有线电视网，电缆网络以及多级多点的直播 (Direct Broadcast Satellite) 提供广播级的数字视频。 MPEG2的另一特点是，其可提供一个较广的范围改变压缩比，以适应不同画面质量，存储容量，以及带宽的要求。 对于最终用户来说，由于现存电视机分辨率限制， MPEG2 所带来的高清晰度画面质量 (如 DVD 画面 )在电视上效果并不明显，到是其音频特性 (如加重低音，多伴音声道等 )更引人注 目。 MPEG2的画质质量最好，但同时占用带宽也非常大，在 4M15M之间，不太适于远程传输。 5)MPEG4压缩技术 如果说， MPEG1“ 文件小，但质量差 ” ；而 MPEG2则 “ 质量好，但更占空间 ” 的话，那么 MPEG－ 4则很好的结合了前两者的优点。 它于 1998年 10月定案，在 1999年 1月成为一个国际性标准，随后为扩展用途又进行了第二版的开发，于 1999 年底结束。 MPEG－ 4 是超低码率运动图像和语言的压缩标准，它不仅是针对一定比特率下的视频、音频编码，更加注重多媒体系统的交互性和灵活性。 MPEG4标 准主要应用于视像电话 (Video Phone)，视像电子邮件 (Video Email)和电子新闻 (Electronic News)等，其传输速率要求较低，在480064Kbits/sec 之间，分辨率为 176X144。 MPEG4 利用很窄的带宽，通过帧重建技术，压缩和传输数据，以求以最少的数据获得最佳的图象质量。 与 MPEG1和 MPEG2相比， MPEG4为多媒体数据压缩提供了一个更为广阔的平台。 它更多定义的是一种格式、一种架构，而不是具体的算法。 它可以将各种各样的多媒体技术充分用进来，包括压缩本身的一些 工具、算法，也包括图像合成、语音合成等技术。 MPEG4 的特点是其更适于交互 AV 服务以及远程监控。 MPEG4是第一个使你由被动变为主动 (不再只是观看，允许你加入其中，即有交互性 )的动态图象标准；它的另一个特点是其综合性；从根源上说， MPEG4 试图将自然物体与人造物体相溶合 (视觉效果意义上的 )。 MPEG4的设计目标还有更广的适应性和可扩展性。 MPEG4标准的占用带宽可调，占用带宽与图像的清晰度成正比。 以目前的技术，一般占用带宽大致在几百 K左右。 工厂 闭路电视监控系统 13 总之，本 闭路电视监控是一个使 本工厂 高度自动化、 高效率 的幽雅舒适、便利快捷、高度安全的环境空间。 5. 方案设计 根据设计 原则、设计规范和依据及国际国内标准，并根据用户的需求，以及 所提供的图纸及相关资料，并接合工厂的实际情况及未来的发展趋势，对该工厂的 闭路电视监控 进行 方案设计。 闭路电视 监控 系统 分别由 前端系统 、 传输系统 、 控制系统 、 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。 其 原理 如以下 系统图： （ 1） 模拟闭路电视 监控 系统 原理图 工厂 闭路电视监控系统 14 （ 2） 数字闭路电视 监控 系统 原理图 根据用户需求，充分考虑了本系统高度的可靠性、先进性、灵活性、可扩充性、易管理性及性能价格比高等优点，并根据所提供的图纸及相关料资，并根据工厂实际情况及未来的发展趋势，结合 我公司从事过的多个工厂所积累的经验，以及相关产品的性能等因素，对本工厂方案实施。 系统共设计有 27台摄像机，分别设计在工厂的各类主要进出口、工厂内部的主要公用设施场所、工厂内人群密度较大的流动区域和集散地、工厂车间内等安装监控探头进行现场实时监视录像，以保证工厂警力可以有效地杜绝 隐患发生和单位领导随时监看工厂内工人的工作情况等。 本工厂前端分布情况，具体参见如下 信息点统计表。 ◇ 在工厂的出入口和周界区域安装彩色摄像机共 6台（其中周界 4只配全方位云台），用于监视进出厂区的人员情况； ◇ 在工厂的宿舍楼门口、办公楼入口和办公楼大堂安装安装彩色摄像机共 4 台，用于监视人员的出入；在食堂排队买饭处和后厨安装彩色摄像机共 5 台，用于监视员工排队买饭的秩序以及防范厨房有人蓄意破坏； ◇ 在工厂的生产、加工、组装和成品车间等安装彩色摄像机共 12台，用于监视车间的生产加工环节及方便企业领导 随时考察员工的实际生产 和 劳动纪律 等； 工厂 闭路电视监控系统 15 闭路电视 监控 系统 信息点统计表 编号 位置分布 需求分类 单位 数量 备注 1 厂区周界 全方位云台彩色摄像机 台 4 2 厂区 出入口 彩色高清晰度 摄像机 台 2 3 厂区宿舍楼门口 彩色高清晰度 摄像机 台 2 4 厂区办公楼入口 彩色半球摄像机 台 1 5 厂区办公楼大堂 彩色半球摄像机 台 1 6 厂区食堂排队买饭处 彩色半球摄像机 台 3 7 厂区后厨间 彩色半球摄像机 台 2 8 厂区生产间 彩色低照度 摄像机 台 6 9 厂区加工间 彩色低照度 摄像机 台 2 10 厂区组装间 彩色低照度 摄像机 台 2 11 厂区成品车间 彩色低照度 摄像机 台 2 摄像机的选择 摄像部分的主体是摄像机，其功能为观察、收集信息。 摄像机的性能及其安装方式是决定系统质量的重要因素。 光导管摄像机目前已被淘汰，由电荷耦合器件简称 CCD摄像机所取代。 其主要性能及技术参数要求如下： 1)色彩：摄像机有黑白和彩色两种，通常黑白摄像机的水平清晰度比彩色摄像机高，且黑白摄像机比彩色摄像机灵敏，更适用于光线不足 的地方和夜间灯光较暗的场所。 黑白摄像机的价格比彩色便宜。 但彩色的图像容易分辨衣物与场景的颜色，便于及时获取、区分现场的实时信息。 2)清晰度：有水平清晰度和垂直清晰度两种。 垂直方向的清晰度受到电视制式的限制，有一个最高的限度，由于我国电视信号均为 PAL制式， PAL制垂直清晰度为 400行。 所以摄像机的清晰度一般是用水平清晰度表示。 水平清晰度表示人眼对电视图像水平细节清晰度的 工厂 闭路电视监控系统 16 量度，用电视线 TVL表示。 目前选用黑白摄像机的水平清晰度一般应要求大于 500线，彩色摄像机的水平清晰度一般应要求大于 400线。 3)照度：单位被照面积上接受到的光通量称为照度。 Lux(勒克斯 )是 标称光亮度 (流明 )的光束均匀射在 lm2面积上时的照度。 摄像机的灵敏度以最低照度来表示，这是摄像机以特定的测试卡为摄取标，在镜头光圈为 ，调节光源照度，用示波器测其输出端的视频信号幅度为额定值的 10%，此时测得的测试卡照度为该摄像机的最低照度。 所以实际上被摄体的照度应该大约是最低照度的 10倍以上才能获得较清晰的图像。 目前一般选用黑白摄像机的最低照度，当相对孔径为 F／ 时，最低照度要求选用小于。 选用 彩色摄像机的最低照度，当相对孔径为 F／ 时，最低照度要求选用小于。 3)同步：要求摄像机具有电源同步、外同步信号接口。 对电源同步而言，使所有的摄像机由监控中心的交流同相电源供电，使摄像机场同步信号与市电的相位锁定，以达到摄像机同步信号相位一致的同步方式。 对外同步而言，要求配置一台同步信号发生器来实现强迫同步，电视系统扫描用的行频、场频、帧频信号，复合消隐信号与外设信号发生器提供的同步信号同步的工作方式。 系统只有在同步的情况下，图像进行时序切换时就不会出现滚动现象， 录、放像质量才能提高。 4)电源：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。 5)自动增益控制 (AGC)：在低亮度的情况下，自动增益功能可以提高图像信号的强度以获得清晰的图像。 目前市场上 CCD摄像机的最低照度都是在这种条件下的参数。 6)自动白平衡：当彩色摄像机的白平衡正常时，才能真实地还原被摄物体的色彩。 彩色摄像机的 自动白平衡就是实现其自动调整。 7)电子亮度控制：有些 CCD摄像机可以根据射入光线的亮度，利用电子快门来调节 CCD图像传感器的曝光时间，从而在光线变化较大时可以不用自动光圈镜头。 使用电子亮度控制时，被摄景物的景深要比使用自动光圈镜头时要小。 8)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。 工厂 闭路电视监控系统 17 镜头选择 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。 F=A L/B 式中 F—— 焦距 (mm)； A—— 像场、宽 (mm)； L—— 镜头到监视目标的距离； B—— 视场高 (L、 B采用相同的度量单位 )。 2)选择镜头焦距时，必须考虑摄像机图像敏感器画面的尺寸，有 2/3”、 1/2”、 1/3”、1/4”四种型式，这四种模式都具有垂直 X 水平尺寸为 3X4的方位比，而四种模式摄像机对应于某一个镜头，则下一个模式正好与它上一个模式摄像机相差一个镜头焦距的档 次。 如专1/2”摄像机使用 16mm镜头的视角范围正好与 1/3摄像机使用 12mm焦距的镜头相同。 以此类推。 3)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。 4)使用电荷耦合器件 (CCD)时，一般均应选择自动光圈镜头，对于室内照度恒定或变化很小的时可选择手动可变光圈镜头，电梯轿箱内的摄像机镜头应根据轿箱体积的大小选用水平视场角大于 70176。 的广角镜头。 5)随着小型化需要，镜头尺寸需缩小，除通常摄像机镜头的标准 C 接口外，引入了Cs接口。 由于 Cs接口比 C接口短 5mm，减小了镜头与敏感件的间距，故 Cs接口系统体积小、轻，且 Cs 接口镜头价格较便宜。 Cs接口摄像机可配用 Cs 接口镜头，也可使用 C接口镜头再加上引入 5mm隔条环。 而 C接口摄像机只能配用 C接口镜头，不能使用 Cs接口的镜头。 6)摄像机镜头应从光源方向对准监视目标，避免逆光。 镜头的焦距和摄像机靶面的大小决定了视角，焦距越小，视野越大，焦距越大，视野越小。 若要考虑清晰度，可采用电动变焦距镜头，根据需要随时调整。 7)通光量：镜头的通光量是用镜头的焦距和通光孔径的比值 (光圈 )来衡量的 ，一般用F表示。 在光线变化不大的场合，光圈调到合适的大小后不必改动，用手动光圈镜头即可。 在光圈线变化大的场合，如在室外，一般均需要自动光圈镜头。 工厂 闭路电视监控系统 18 防护罩 防护罩分为室内型和室外型两种。 室内的防护罩主要是防尘，有的也有作隐蔽作用，使监视场合和对象不易察觉受监视；室外防护罩的功能主要有防晒、防雨、防尘和防冻等作。