快点！！关于四摄像头闭路电视监控系统的论文。
由于闭路电视监控系统的重要性，它被广泛应用于银行、高速公路、机场、小区、楼宇、学校、医院、家庭等场所。本文重点研究住宅小区和楼宇闭路电视监控系统的建设。
2系统组成
闭路监控系统一般由前端设备、传输部分和后端设备(包括控制设备和真实设备)三部分组成。
2.1前端设备
前端设备主要包括摄像机、镜头、保护罩、支架、立柱、云台、解码器(也可归为后端)、变压器、备用电源(也可归为后端)等等。
前端设备的合理选择会直接影响系统的效果，尤其是摄像头的合理配置，要因地制宜。后面会详细描述。
2.2传动部分
传输部分主要包括视频线、音频线、控制线、电源线。
视频电缆可选择同轴电缆(距离在1000米以内)或光缆(距离在1000米以上)。如果选择同轴电缆，距离超过350m(大约)，需要加一个视频放大器。如果选择光缆，前端设备将增加光发射机，后端设备将增加光接收机。
2.3后端设备
后端设备主要包括矩阵、画面处理器、硬盘录像机、普通录像机、监视器、显示器、云台控制器、大型不间断电源、电视墙、控制台等设备。
后端图片处理设备可选择矩阵、图片处理器、硬盘录像机或混合排列，区别详见后文。显示设备至少需要一面电视墙，或者可以与显示器结合使用。目前有一种新的显示趋势，就是用DLP拼接大屏幕。目前，硬盘录像机在录像设备中的应用越来越广泛，传统的录像带已经逐渐被取代。
3系统设计
本文将讨论如何根据闭路电视监控系统的组成进行设计。
3.1前端
3.1.1相机选择
CCD相机可以大致分为以下几类:
1.按成像颜色划分
按成像颜色分为:
彩色相机:适用于区分场景细节，如区分衣服或景物的颜色。因为彩色，信息量增加，一般认为是黑白相机的10倍；和
黑白摄像机:用于光线不好的地区和夜间无法安装照明设备的地区。当仅监视场景的位置或运动时，可以选择分辨率高于彩色摄像机的黑白摄像机。
目前，闭路监控系统逐渐用彩色代替黑白摄像机，特别是在数字系统中。笔者建议，如果资金充足，色系整体效果不错，有利于宣传和形象识别。
2.除以相机分辨率
根据相机的分辨率，分为:
图像像素约25万像素，彩色分辨率约330线，黑白分辨率约400线。
图像像素在25-38万之间，彩色分辨率为420线，黑白分辨率在500线以下。和
图像在38万点以上，彩色分辨率大于等于480线，黑白分辨率，高分辨率在600线以上。
在闭路监控系统中，大多数系统使用420线以上的摄像机。如果需要清晰无闪烁的画质，建议使用480线以上的相机。
3.根据相机的灵敏度
根据相机的灵敏度，分为:
普通型:正常工作所需照度为1 ~ 31x；
月光型:正常工作所需照度约为0.1x；
星光型:正常工作所需照度在0.01x以下；和
红外照明型:原则上可以是零照度，用红外光源成像。
照明的选择对于闭路监控系统非常重要。普通相机用在白天和照度高的地方，月光相机用在照度低但光线好的地方(如夜间照度高的路灯)，星光相机用在有路灯或光源但光线低的地方，红外相机用在没有光源或照度很低的地方。
4.根据摄像元件的CCD靶面的大小来调整。
林目标尺寸12.7mmX 9.6mm高16mm；对角线；
2/3英寸靶面尺寸为8.8mmX宽x 6.6mm高，对角线为11mm；
靶面1/2in的尺寸为6.4mmX宽，4.8mm高，对角线8mm；
1/3英寸靶面尺寸为4.8mmX宽，3.6mm高，6mm对角线；
1/4in靶面尺寸为宽3.2mmX，高2.4mm，对角线4mm；和
1/5in正在开发中，正式产品尚未推出。
目前CCD相机中的1/3”多用于选配镜头的相机，部分集成半球、高速球和部分相机使用其他CCD尺寸。
5.根据系统划分
按系统分为:
PAL制:大部分欧洲国家、澳大利亚以及部分中美洲和南美洲国家采用逐行倒相制(PAL)标准，每秒25帧625行。中国采用这个标准；和
NTSC制:美国国家电视系统委员会(NTSC)在制定美国、加拿大、日本以及中南美洲部分地区的商业电视广播标准时，规定每秒30幅画面，显示525行。
国内采用PAL制，但市面上的相机大多支持PAL/NTSL制，可以随意选择。
3.1.2镜头选择
1.镜头类型
镜头分为:
广角镜头:视角大于90度，附近图像失真，观察范围大；
标准镜头:视角30度左右，使用范围广；
长焦镜头:视角小于20度，焦距可达几十毫米或几百毫米；
变焦镜头:镜头焦距连续可变，焦距可从广角变为长焦，焦距越长成像越大；和
针孔镜头:用于隐蔽观察，常安装在天花板或墙壁等地方。
一般来说选择标准镜头，特殊场合根据实际情况选择其他镜头。配备云台的摄像头配备变焦镜头，电梯里用的是针孔镜头。
2.物体的大小、距离和焦距之间的关系。
假设被摄体的宽度和高度分别为w和h，被摄体与镜头的距离为l，镜头的焦距为f。
3.相对孔径
为了控制通过镜头的光通量，镜头后面设置了光圈。假设光圈的有效孔径为D，由于光的折射，镜面光的实际有效孔径为D，大于D，D与焦距F的比值定义为相对孔径A，即A = D/F，镜头的相对孔径决定了拍摄的照度，图像的照度与镜头的相对孔径的倒数代表了镜头光圈的大小。f值越小，光圈越大，到达CCD芯片的光通量越大。所以，在焦距f相同的情况下，f值越小，镜头越好。
4.镜头的焦距
固定焦距:焦距是固定的，分为光圈和非光圈两种。
光圈:镜头光圈大小可以调节。根据环境的变化，光圈也要做相应的调整。光圈的大小可以手动或自动调节。如果是手动调节光圈，就叫手动光圈。如果镜头自带微电机自动调节光圈，就叫自动光圈；和
无光圈:即固定光圈，其光通量是固定的。主要用在光源恒定或者相机自带电子快门的情况下。
变焦:可以根据需要调节焦距，放大或缩小拍摄对象的图像。
常用的变焦镜头有六倍变焦和十倍变焦。
三变量和两变量透镜
三个可变镜头:可调焦距，可调焦距，可调光圈。
可变镜头:可调焦距，可调焦距，自动光圈。
5.先配镜片的原则
为了获得预期的相机效果，我们在选择镜头时应注意六个基本要素:
主体的大小；
主体的详细尺寸；
物距；
焦距；
CCD相机目标表面的尺寸；和
镜头和摄像系统的分辨率。
3.1.3摄像头护罩
屏蔽罩是监控系统中的重要部件。它是一种保护装置，能使相机在灰尘、雨水、高低温等条件下正常使用。
保护盖通常分为两类:
室内保护罩:这种保护罩结构简单，价格低廉。其主要作用是防止相机掉灰，具有一定的安全保护功能，如防盗、防破坏；和
室外保护罩，一般是全天候的保护罩，是指安装在保护罩内的摄像头无论在风、雨、雪、高温、低温等恶劣条件下都能正常工作。因此，这种保护罩具有降温、取暖、防雨雪的功能。同时，为了让相机在雨雪天气也能正常拍摄图像，全天候保护罩的玻璃窗前一般都会安装一个可控的雨刷。目前比较好的全天候保护罩是带半导体器件加热制冷的保护罩。这种保护罩配有半导体元件，可以自动升温降温，耗电量小。
除此之外，还有半球形和球形的防护罩，内置万向可调支架，造型美观。
3.1.4云台
云台是安装固定摄像机的配套设备，分为固定式和电动云台两种:
固定云台适用于监控范围不大的场合。摄像机安装在固定云台上后，可以调节摄像机的水平和俯仰角度，达到最佳工作姿态后才能锁定调节机构。和
电动云台适合大面积扫描监控，可以扩大摄像机的监控范围。电动云台的高速姿态由两个执行电机实现，执行电机接收控制器的信号进行精确操作和定位。云台上的摄像头在控制信号的作用下，不仅能自动扫描监控区域，还能在监控中心值班人员的控制下跟踪监控对象。
根据云台的旋转特性，云台可以分为只能左右旋转的水平云台和可以左右和上下旋转的全向云台。一般来说，水平旋转角度为0？~350?，垂直旋转角度为+90？。恒速云台的水平旋转速度一般为3？~10?/s，垂直速度是4？/s左右变速云台水平旋转速度一般为0？~32?/s，垂直旋转速度为0？~16?/s左右在某些高速摄像系统中，云台的水平旋转速度高达480？/s，而垂直旋转速度是120？/s或更多。
如果使用高速球形摄像机，则不需要云台。目前国内有大量球形云台，内置解码器，云台。多为球形，接近高速球但不是高速球，价廉物美，逐渐取代传统的云台。
3.2传动部分
闭路监控系统传输部分的建设直接关系到整个系统。传输部分主要包括视频线、音频线(大部分项目不包含，本文不再讨论)、控制线、电源线。当然，管道也是重要的一环，弱电管道系统一般都是由专业公司来建设的。
输电线路应远离强电流。如果确实无法避免平行或交叉，应保持至少30cm的距离，并使用屏蔽线。
1.视频线
视频线的合理选择直接影响后端的显示效果。一般距离小于500m，可以使用SYV 75-5同轴电缆。如果干扰严重，可以使用SYV 75-7或SYV 75-9的同轴电缆。如果距离超过500m，不超过1000m(经验值)，建议增加视频放大器。如果距离超过1000m，建议使用光纤传输。当然，也可以通过调制解调器将几个信号组合成一个信号传输。使用光纤传输需要增加特殊的光发射器和光接收器(广泛应用于高速公路等远程闭路监控系统)。
一般来说，居民区与建筑物之间的监控距离不超过1000m，所以使用75欧姆同轴电缆。这里对同轴电缆的选择和安装进行说明。
为设备选择合适的电缆以实现最佳性能非常重要。一般来说，同轴电缆的阻抗是75欧姆。
材料:
只能使用纯铜导线电缆。不要使用镀铜的铜芯电缆或铝芯电缆，因为它们无法在闭路监控系统使用的整个频段内有效传输信号。
实心裸铜线最适合不弯曲的视频应用。如果在正常使用中无法避免弯曲，应使用绞合线。
绝缘材料优选是多孔(泡沫)聚乙烯。它比固体聚乙烯具有更好的电气特性，但它容易受到水分的影响。因此，在潮湿环境中应使用实心聚乙烯绝缘、外绝缘较厚的电缆。
屏蔽层必须是覆盖95%以上的铜线编辑层。
安装技巧
不要过度拉伸或弯曲电缆。
避免电缆与加热管和其他热源接触。即使热量不足以对电缆造成明显损伤，传输特性也会受到影响。
当电缆必须连续弯曲时，应使用特殊电缆(如扫描仪或水平倾斜头)。该电缆的芯线应为多股胶合线。
仅使用压接型BNC连接器。
2.控制线
目前市面上的国产云台和高速球型摄像机大多支持RS485传输方式，对线缆规格要求并不严格。一般来说可以使用屏蔽双绞线，RVVP 2×1.0居多。有些进口的高档高速球型摄像机对线缆的要求比较高，大多把控制线和电源线设计在一起，有些高速球型摄像机还把接地线考虑在一起，所以需要5芯屏蔽控制线。工程实例中，控制电缆选用美国Belden 8723(4芯屏蔽线)，电源线不需要单独考虑。
3.电源线
市面上大部分固定摄像机使用DC12V电源(DC 12)，高速球形摄像机使用24V交流电源(AC24)，云台也使用24V交流电源，所以电源较低。一般可以用两芯电源线，RVV 2×1.0。当然，很多相机都是兼容DC12和AC24的，有的相机是直接接入AC 220V电源的。如果电源是220V，电源线和其他电缆要分开，距离不能小于30cm。这一点必须注意。
3.3后端设备
3.3.1图像处理系统
在由多个摄像机组成的电视监控系统中，通常使用视频切换器在一个监视器上依次显示多个图像。但有时为了让监控人员同时看到所有的监控点，往往会使用多画面分割器，将多个画面同时显示在一个监视器上。当使用多个多画面分割器时，可以用与多画面分割器相同数量的监视器同时显示由所有摄像机传输的多个画面。这样不仅减少了监控人员的数量，而且监控人员可以对各部分的情况一目了然。常用的画面分割器有四画面、九画面和十六画面。
图片分割器的基本工作原理:通过图像压缩和数字处理的方法，将若干张图片按相同的比例压缩在一台显示器的屏幕上。有的还内置了顺序切换器的功能，可以将各个摄像头输入的全屏图像按照顺序和间隔依次输出显示在显示器上(就像切换主机依次切换图像一样)，并可以由录像机按照上述顺序和间隔进行录制。该间隔通常是可调的。
主要性能:
用于完全压缩图像和数字处理的彩色/黑白图像分割器；
四个通道(或九个或十六个通道)的视频输入和四个通道(或九个或十六个通道)的环路输出；
内置时序开关，时间可调，独立开关输出。根据摄像头编号，全屏图像依次切换显示，敏感道路图像显示时间可由用户自行优化编程；
高分辨率和实时更新率。画面索引为512×512像素，更新速率为25-30场/秒；
录像带回放时，可从1/4(或1/9，1/16)缩放至全屏(回到实时全屏)。
兼容标准SUPER-VHS录像机(部分也有S-VHS接口)；
具有报警输入/输出接口，可与报警系统连接。报警时，可以调用全屏画面，产生报警输出信号，启动录像机或其他相关设备。也就是说，当报警信号产生时，与报警相关的区域内的场景会全屏显示，并可自动记录。用户可以自行设置报警和录像的时长。报警输入接口的数量与屏幕输入的数量相同；
八个字符的摄像机名称。用户可以为每台摄像机编写自己的名称，最多8个字符；
报警画面叠加和视频信号丢失指标。该功能可以方便用户快速查看丢失原因；
设置屏幕菜单编程/调用。编程简单，操作方便，人机界面友好；和
电子安全锁。用户可以设置自己的密码，只有被允许的操作员才能操作系统。
图像处理器在闭路监控系统的后端起着非常重要的作用；
画面处理器一般有一个连接大显示器的主端口(如21”)和一个连接小显示器的定点监控端口(如14”)。大部分画面处理器都有环通功能，可以通过环通输出所有输入信号，便于分别进行单通道监控和录像；画面处理器还有运动检测和报警联动的功能，其实就是一个小矩阵。正是因为这些优势，需要电视墙监控的地方就需要画面处理器，如图1和图2所示。
在使用矩阵的后端录像系统中，矩阵只能输出信号，不能监听(只能通过第三方电脑显示1通道)和录像，输出端口不能同时连接监听和录像机，只能选择其中一个。即使视频分配器可以同时连接录像机和监视器，数量也非常大，不经济，所以在矩阵的输出端连接一个或多个画面处理器可以有效处理这个问题。
在使用硬盘录像的系统中，人眼无法在短距离内同时监控三台以上的监视器，所以只能通过电视墙实现监控功能，而一般的硬盘录像机不具备直接连接监视器的功能，所以还需要一个画面处理器，然后通过画面处理器和监视器实现监控功能。
3.3.2硬盘录像系统
硬盘录像机的基本功能是将模拟音视频信号转换成JPGE MPEG数字信号并存储在硬盘(HDD)上，提供对应于录制、播放和管理节目的功能。
其突出特点体现在以下几个方面:
实现了模拟节目的数字化高保真存储，个人广泛传播和收藏的模拟音视频节目可以采用先进的数字化方式录制和存储，录制一次，反复播放，质量不会下降；
综合输入输出接口:提供天线/电视线、AV端子、S端子输入接口、AV端子、S端子输出接口。可以录制几乎所有的电视节目和其他播放器、摄像机输出的信号，可以方便地与其他视听设备连接；
多种可选图像录制级别:对于同一节目源，提供三种图像质量录制级别:高、中、低。当选择最高级别时，录制的图像质量接近DVD。
大容量长期节目存储，扩展性强，用户可选择20GB、40GB或更多硬盘进行节目存储；
它具有先进的时移功能:当电视节目必须中断时，用户只需按下时移键，中断时刻起的节目将自动保存，用户在处理完事务后可以从中断的位置继续观看节目，没有任何停顿感；
完善的预约录制/播放节目功能:用户可以自由设置开始录制/播放节目的开始时间和时长。通过对预约节目单的编辑组合，可以系统地录制各种间断的电视节目，包括电视剧；
强大的网络信息家电中心:用户可以通过网络通信接口，使用DVR量身定制的网页浏览器，并配备相应的网络资源，享受丰富的在线信息；
提供便捷的录制节目管理方式:用户可以根据录制时间和节目类型对录制的节目进行整理和分类，并在自己喜欢的位置随意设置书签；和
由于硬盘的快速和随机存储，你可以以比当前DVD播放器更灵活的方式欣赏录制和录制的节目，快速时图像更流畅，慢速时细节分辨率更高。
正是由于硬盘录像机的这些突出性能，越来越多的人正在取代传统的方式来实现视频的录制和显示。根据笔者的经验，目前小区、楼宇的闭路监控系统多采用硬盘录像机，可以通过局域网甚至互联网方便地进行远程显示、记录和控制。在居民区或建筑物内建设多个监控中心，满足实际需要，非常方便。
因为小区和楼宇的一般监控系统大概有100个摄像头，一般用6-9个16硬盘录像机。但鉴于监视器并不都是用来显示图像的，还会显示很多操作按钮和菜单，而且监视器显示的图像很小，只有近距离才能有很好的监控效果；同时，人的肉眼无法同时监控三台以上的显示器，即使看得见，也无法同时监控所有画面。所以一般采用硬盘录像的闭路监控系统，大多采用图像处理器通过环形通信连接到监控墙，效果不错。
. 3.3矩阵
矩阵是用于视频切换和控制的系统设备，功能强大。一般是高密度矩阵设计的模块化微型计算机，最多可以连接上千个摄像头和上百个监视器。
一般矩阵系统有以下特点:
预装配系统；
菜单综合设置；
键盘密码输入；
优先操作；
系统是可以划分的；
并行/分组交换；
通用巡视/显示序列；
自动调用巡逻序列和联络设防表；
屏幕显示(摄像机编号和标题、可调日期/时间格式、监视器编号及其形状)；
系统可分级多级控制:摄像机视场控制:控制恒速或变速云台；
自动报警电话；
内部视频丢失检测:同步检测；
可编程报警联系表；
五种不同的报警显示模式；
消除报警状态的三种方法；
报警状态输出；
所有编程数据的备用电池保护；和
8个RS-232通信端口。