视频监控系统是由哪些设备组成的

视频监控系统的工作原理

近十几年来，随着计算机、网络以及图像处理、传输技术的飞速发展，视频监控技术有了长足的发展，数字化、网络化、智能化已成为一种发展趋势。

视频监控系统利用摄像机的CCD，将被摄物体的反射光线传播到镜头，经镜头聚焦到CCD 芯片上，CCD 根据光的强弱积聚相应的电荷，经周期性放电，产生表示一幅幅画面的电信号，经过滤波、放大处理，通过摄像头的输出端子输出一个标准的复合视频信号，然后将这个视频信号通过线缆输出给电视机显示出来，就构成了一个视频监控系统。

CCD电荷耦合元件图像传感器，它能够根据照射在其面上的光线产生相应的电荷信号，在通过模数转换器芯片转换成“0”或“1”的数字信号，这种数字信号经过压缩和程序排列后，可由光信号转换成计算机能识别的电子图像信号。（TTL 工艺下的CCD成像质量要优于CMOS工艺下的CCD）

全模拟视频监控系统系统主要由摄像机、视频矩阵、监视器、模拟录像机等组成，设备之间通过视频线、控制线缆等电缆连接在一起。由于系统为纯模拟方式传输，采用视频电缆(少数采用光纤)的传输距离不能太远，所以系统主要应用于小范围内的监控，如大楼监控等，监控图像一般只能在控制中心查看。

一个完整的视频监控系统可分为前端、后端和传输端

一、前端

1、监控摄像机

组成：外壳、镜头、CCD感光元件、基本电路板（含Q9头）、电源模块（一般是220V转12V的变压器）

镜头也就是实现光圈开关、变动焦距功能的器件。

CCD感光元件是摄象机中重要的组成部分，它的好坏直接影响到摄象机的质量，感光元件在效果中的体现为视频画面的清晰度，也就是常说的420线、480线、520线等参数。还有CCD按规格分，常见的有1/3、1/4规格，当然还有1/2、2/3、1的规格，由于在成本上考虑，大部分生产商会考虑便宜的1/4、1/3规格的CCD。基本电路板就相当于电脑的主板，也称为“系统总线”所有的器件都要通过它来

实现自己的功能。

电源模块其实就是变压器，为电路板和与电路板相连接的器件提供稳定持续的电力供应。（220V转12V）

下面针对几种监控摄象机加以详细解释：

1：普通枪机：

这种摄象机是最普遍的监控摄象机，也就是说它是按照监控摄象机的基本组成结构来制作的。这里要强调的是镜头的区别。在枪机上可以安装普通、长距离和广角镜头。按镜头的标准来说以镜头为分界线，比其小的一般为广角镜头，角度一般大于30度。比其大的一般为长距离镜头，距离一般要大于30米。

2：半球摄象机：

这种摄象机除了外壳和普通枪机不同以外，其他的标准都差不多。

3：红外摄象机：

这种摄象机就是在普通摄象机的基础上配和红外灯来增强夜视效果的摄象机。这里要强调的是CCD感光元件和镜头。有的普通摄象机的CCD就有感红外功能，对于这种摄象机来说，直接加装红外灯就可以了。有的摄象机本身不含感红外功能，这就需要对镜头加以要求，必须是可以感红外的镜头加红外灯才能满足要求。还有，红外灯的有效距离和角度可以根据摄象机本身的有效距离和角度来选配，使用高性能的红外灯配合指标较差的摄象机也是资源浪费。

4：一体化摄象机

这种摄象机的使用也非常频繁，它是一种将变焦镜头（分为手动和自动）和摄象机的基本组成元件一起集成起来的一种特殊的监控摄象机。它一般有2中用途：一是与球型云台配合使用，也被称为球机中的“机芯”；二是于红外灯做到一个大的壳子中，被称为红外一体化摄象机。

2、云台

（1）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，内置两个交流电机，负责水平和垂直的运动；水平转动的角度一般为350 度，垂直转动的角度一

般为75 度，而且，水平和垂直转动的角度可以通过调节限位开关进行调整。（2）云台解码器

云台解码器，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。

3、视频服务器

视频服务器主要负责监控网络的数据信息管理和网络客户授权等。视频服务器是由一个或多个模拟视频输入口、图像数字处理器、压缩芯片和一个具有网络连接功能的视频数字处理器所构成。视频服务器将输入的模拟视频信号数字化处理后，以数字信号的模式传送至网络上，从而实现远程实时监控的目的。

二、后端

1、硬盘录像机

硬盘录像机（DigitalVideoRecorder，[1]DVR），即数字视频录像机，相对于传统的模拟视频录像机，采用硬盘录像，故常常被称为硬盘录像机，也被称为DVR。它是一套进行图像存储处理的计算机系统，具有对图像/语音进行长时间录像、录音、远程监视和控制的功能，DVR集合了录像机、画面分割器、云台镜头控制、报警控制、网络传输等五种功能于一身，用一台设备就能取代模拟监控系统一大堆设备的功能，而且在价格上也逐渐占有优势。DVR采用的是数字记录技术，在图像处理、图像储存、检索、备份、以及网络传递、远程控制等方面也远远优于模拟监控设备，DVR代表了电视监控系统的发展方向，是目前市面上电视监控系统的首选产品。

2、视频矩阵

将视频图像从任意一个输入通道切换到任意一个输出通道显示。一般来讲,一个M×N矩阵：表示它可以同时支持M路图像输入和N路图像输出。这里需要强调的是必须要做到任意，即任意的一个输入和任意的一个输出。

3、显示设备

视频采集卡的显示就是在电脑显示器上面，硬盘录像机的有两种接口，可以接电视机和液晶显示器。拼接屏，显示器，监视器等

4、控制设备

控制设备用于控制摄像机、多画面切换、录像、拍照等。所有可控摄像机都可以在打开窗口画面上按下鼠标右键进行控制，也可选择右侧的按钮进行控制。具体有灯光开关、镜头变倍近变倍远、聚焦近聚焦远、雨刷开关、打开/关闭双向语音对讲、方向控制等功能

三、传输端

视频线、控制线、电源线

1、光纤

光纤接入

1966-华裔科学家“光纤之父”高锟预言光纤将用于通信。凭借在光纤领域的卓著研究而获得2009年度诺贝尔物理学奖。

（1）多模光纤

多模光纤(Multi Mode Fiber)：中心玻璃芯较粗(50或μm)，可传多种模式的光。但其模间色散较大，这就限制了传输数字信号的频率，而且随距离的增加会更加严重。因此，多模光纤传输的距离就比较近，一般只有几公里。

（2）单模光纤

单模光纤(Single Mode Fiber)：中心玻璃芯很细(芯径一般为9或10μm)，只能传一种模式的光。因此，其模间色散很小，适用于远程通讯，稳定性要好。单模光缆传输距离要长一些，理论能达到120公里（主要还是看设备，目前的光电转换设备大多数只做到120公里以下），而多模光缆的传输距离只有2公里。

2、光端机

（1）光端机的工作原理

光端机是用来将光信号和电信号互相转换的一种设备,它对所传信号不会进行任何压缩. 它的作用主要就是实现电-光和光-电转换。

（2）光端机的典型物理接口如下：