1 概述：閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)作為安全防范系統(tǒng)的重要組成部分，具有事前預(yù)警，事后防范的功能，通過與周界防范系統(tǒng)和門禁等安防系統(tǒng)的聯(lián)動，可獲取更好的效果。
因為閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)的重要性，被廣泛應(yīng)用于銀行、高速公路、機場、小區(qū)、大廈、學(xué)校、醫(yī)院、家庭等場所。本文側(cè)重于小區(qū)和大廈閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)的建設(shè)。

2 系統(tǒng)組成
        閉路監(jiān)控系統(tǒng)一般由三部分組成：前端設(shè)備、傳輸部分、后端設(shè)備（包括控制設(shè)備和現(xiàn)實設(shè)備）。

2.1 前端設(shè)備
       前端設(shè)備主要包括攝像機、鏡頭、防護罩、支架、立柱、云臺、解碼器（也可以歸入后端）、變壓器、后備電源（也可以歸入后端）等。
前端設(shè)備的合理選型會直接影響到系統(tǒng)的效果，尤其是攝像機的合理配置，要能夠因地制宜。在后文有詳述。

2.2 傳輸部分
        傳輸部分主要包括視頻線、音頻線、控制線和電源線。

        視頻線可以選用同軸電纜（距離在1000米以內(nèi)）或光纜（距離超過1000米），如選用同軸電纜，距離超過350米（大約值），還需要增加視頻放大器；如選用光纜，前端設(shè)備增加光發(fā)射機，后端設(shè)備增加光接收機。

2.3 后端設(shè)備
        后端設(shè)備主要包括矩陣、畫面處理器、硬盤錄像機、普通錄像機、監(jiān)視器、顯示器、云臺控制器、大型不間斷電源，電視墻、操作臺等設(shè)備。

        后端畫面處理設(shè)備可以任選矩陣、畫面處理器、硬盤錄像機，也可以混排，區(qū)別在后文有詳述。顯示設(shè)備zui少需要電視墻，也可以電視墻結(jié)合顯示器，目前出現(xiàn)了新的顯示趨勢，就是采用DLP拼接大屏。錄像設(shè)備目前多采用硬盤錄像機，傳統(tǒng)的錄像帶已被逐漸代替。

3 系統(tǒng)設(shè)計
        本文將根據(jù)閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)的組成來討論如何設(shè)計。

3.1 前端

3.1.1 攝像機的選擇
         CCD攝像機大致可分為下列幾大類：
1. 依成像色彩劃分
依成像色彩劃分為：
彩色攝像機：適用于景物細部辨別，如辨別衣著或景物的顏色。因有顏色而使信息量增大，信息量一般認為是黑白攝像機的10倍；及
黑白攝像機：是用于光線不足地區(qū)及夜間無法安裝照明設(shè)備的地區(qū)，在僅監(jiān)視景物的位置或移動時，可選用分辨率通常高于彩色攝像機的黑白攝像機。
現(xiàn)在的閉路監(jiān)控系統(tǒng)逐漸用彩色代替黑白攝像機，尤其是在數(shù)字化系統(tǒng)中，筆者建議如果資金充足的話，彩色的系統(tǒng)整體效果好，有利于宣傳和圖像識別。

2. 依攝像機分辨率劃分
        按照攝像機的分辨率劃分為：
        影像像素在25萬像素（pixel）左右、彩色分辨率為330線、黑白分辨率400線左右的低檔型；影像像素在25萬~38萬之間、彩色分辨率為420線、黑白分辨率在500線上下的中檔型；及影像在38萬點以上、彩色分辨率大于或等于480線、黑白分辨率，600線以上的高分辨率。在閉路監(jiān)控系統(tǒng)中，大多數(shù)系統(tǒng)選用420線以上的攝像機，如果需要清晰的無閃爍的畫面質(zhì)量，建議采用480線以上的攝像機。

3. 依攝像機靈敏度劃分
按照攝像機的靈敏度劃分為：
普通型：正常工作所需照度為1~31x；
月光型：正常工作所需照度為0.1x左右；
星光型：正常工作所需照度為0.01x以下；及
紅外照明型：原則上可以為零照度，采用紅外光源成像。

        照度的選擇對閉路監(jiān)控系統(tǒng)來說非常重要，普通型攝像機用于白天和照度較高的地方，月光型攝像機用于照度不高但光線較好的地方（比如晚上有高照度的路燈），星光型攝像機用于有路燈或光源但光線較暗的場所，紅外照明型攝像機用于無光源或照度非常低的場所。

4. 按攝像元件的CCD靶面的大小劃分
lin靶面尺寸為寬12.7mmX高9.6mm,對角線16mm；
2/3in靶面尺寸為寬8.8mmX高6.6mm,對角線11mm；
1/2in靶面尺寸為寬6.4mmX高4.8mm,對角線8mm；
1/3in靶面尺寸為寬4.8mmX高3.6mm,對角線6mm；
1/4in靶面尺寸為寬3.2mmX高2.4mm,對角線4mm；及
1/5in正在開發(fā)之中，尚未推出正式產(chǎn)品。

        目前可隨意配置鏡頭的攝像機多選用1/3”in CCD的攝像機，一些一體化半球、高速球及部分攝像機采用其他尺寸的CCD。

5. 按照制式劃分
        按照制式劃分為：
        PAL制式：大多數(shù)歐洲國家、澳洲以及中美和南美部份地區(qū)，采用的是逐行倒相制式（PAL）標準，每秒25個畫面，625行。我國采用的是此種標準；及NTSC制式：全國電視系統(tǒng)委員會 （NTSC） 為美國、加拿大、日本以及中美和南美部份地區(qū)的商業(yè)電視廣播制定標準時，規(guī)定每秒30個畫面，顯示525行。 

         我國采用的是PAL制式，但市面上大部分攝像機均支持PAL/NTSL制式兩種，可隨意選用。

3.1.2 鏡頭的選擇
1. 鏡頭的種類
鏡頭按照應(yīng)用場合分為：
廣角鏡頭：視角90度以上，觀察范圍較大近處圖像有變形；
標準鏡頭：視角30度左右，使用范圍較廣；
長焦鏡頭：視角20度以內(nèi)，焦距可達幾十毫米或上百毫米；
變焦鏡頭：鏡頭焦距連續(xù)可變，焦距可以從廣角變到長焦，焦距越長則成像越大；及
針孔鏡頭：用于隱蔽觀察，經(jīng)常被安裝在如天花板或墻壁等地方。
一般來說，選用標準鏡頭，特別場合根據(jù)實際情況選用其他鏡頭，在配置云臺的攝像機多配置變焦鏡頭，在電梯內(nèi)采用針孔鏡頭。

2. 被攝物體的大小、距離與焦距的關(guān)系
         假設(shè)被攝物體的寬度和高度分別為W、H，被攝物體與鏡頭間的距離為L，鏡頭的焦距為F。

3. 相對孔徑
         為了控制通過鏡頭的光通量的大小，在鏡頭的后部均設(shè)置了光圈。假定光圈的有效孔徑為d，由于光線折射的關(guān)系，鏡光實際有效的有效孔徑為D，比d大，D與焦距f之比定義為相對孔徑A，即A=D/f，鏡頭的相對孔徑?jīng)Q定被攝像的照度，像的照度與鏡頭的相對孔徑的倒數(shù)來表示鏡頭光圈的大小。F值越小，光圈越大，到達CCD芯片的光通量就越大。所以在焦距f相同的情況下，F(xiàn)值越小，表示鏡頭越好。

4. 鏡頭的焦距
定焦距：焦距固定不變，可分為有光圈和無光圈兩種。
有光圈：鏡頭光圈的大小可以調(diào)節(jié)。根據(jù)環(huán)境江照的變化，應(yīng)相應(yīng)調(diào)節(jié)光圈的大小。光圈的大小可以通過手動或自動調(diào)節(jié)，人為手工調(diào)節(jié)光圈的，稱為手動光圈。鏡頭自帶微型電機自動調(diào)整光圈的，稱為自動光圈；及
無光圈：即定光圈，其通光量是固定不變的。主要用于光源恒定或攝像機自帶電子快門的情況。
變焦距：焦距可以根據(jù)需要進行調(diào)整，使被攝物體的圖像放大或縮小。
常用的變焦鏡頭為六倍、十售變焦。
三可變和二可變鏡頭
三可變鏡頭：可調(diào)焦距、調(diào)聚焦、調(diào)光圈。
二可變鏡頭：可調(diào)焦調(diào)、調(diào)聚焦、自動光圈。

5. 先配鏡頭原則
        為了獲得預(yù)期的攝像效果，在選配鏡頭時，應(yīng)著重注意六個基本要素：
被攝物體的大小；
被攝物體的細節(jié)尺寸；
物距；
焦距；
CCD攝像機靶面的尺寸；及
鏡頭及攝像系統(tǒng)的分辨率。

3.1.3 攝像機護罩
         防護罩是監(jiān)控系統(tǒng)中重要的組件。它是使攝像機在有灰塵、雨水、高低溫等情況下正常使用的防護裝置。

        防護罩一般分為兩類：
室內(nèi)用防護罩：這種防護罩結(jié)構(gòu)簡單，價格便宜。其主要功能是防止攝像機落灰并有一定的安全防護作用，如防盜、防破壞等；及室外用防護罩，這種防護罩一般為全天候防護罩，即無論刮風、下雨、下雪、高溫、低溫等惡劣情況，都能使安裝在防護罩內(nèi)的攝像機正常工作。因而這種防護罩具有降溫、加溫、防雨、防雪等功能。同時，為了在雨雪天氣仍能使攝像機正常攝取圖像，一般在全天候防護罩的玻璃窗前安裝有可控制的雨刷。目前較好的全天候防護罩是采用半導(dǎo)體器件加溫和降溫的防護罩。這種防護罩內(nèi)裝有半導(dǎo)體元體，既可自動加溫，也可自動降溫，并且功耗較小。
另外，還有半球形、球形防護罩，這種防護罩內(nèi)置萬向可調(diào)支架，造型美觀。

3.1.4 云臺
        云臺是安裝、固定攝像機的支撐設(shè)備，它分為固定和電動云臺兩種：
固定云臺適用于監(jiān)視范圍不大的情況，在固定云臺上安裝好攝像機后可調(diào)整攝像機的水平和俯仰的角度，達到的工作姿態(tài)后只要鎖定調(diào)整機構(gòu)就可以了；及電動云臺適用于對大范圍進行掃描監(jiān)視，它可以擴大攝像機的監(jiān)視范圍。電動云臺高速姿態(tài)是由兩臺執(zhí)行電動機來實現(xiàn)，電動機接受來自控制器的信號地運行定位。在控制信號的作用下，云臺上的攝像機既可自動掃描監(jiān)視區(qū)域，也可在監(jiān)控中心值班人員的操縱下跟蹤監(jiān)視對象。

        云臺根據(jù)其回轉(zhuǎn)的特點可分為只能左右旋轉(zhuǎn)的水平旋轉(zhuǎn)云臺和既能左右旋轉(zhuǎn)又能上下旋轉(zhuǎn)的云臺。一般來說，水平旋轉(zhuǎn)角度為0?~350?，垂直旋轉(zhuǎn)角度為+90?。恒速云臺的水平旋轉(zhuǎn)速度一般在3?~10?/s，垂直速度為4?/s左右。變速云臺的水平旋轉(zhuǎn)速度一般在0?~32?/s，垂直旋轉(zhuǎn)速度在0?~16?/s左右。在一些高速攝像系統(tǒng)中，云臺的水平旋轉(zhuǎn)速度高達480?/s以上，垂直旋轉(zhuǎn)速度在120?/s以上。

         如果采用高速球型攝像機，則不需要云臺了，目前國內(nèi)還出現(xiàn)了大量的球型云臺，內(nèi)置解碼器、云臺，多為球型，接近高速球但不是高速球，價廉物美，逐漸替代傳統(tǒng)的云臺了。

3.2 傳輸部分
        閉路監(jiān)控系統(tǒng)的傳輸部分建設(shè)的好壞直接關(guān)系到整個系統(tǒng)。傳輸部分主要包括視頻線、音頻線（大多數(shù)項目都不設(shè)，本文不討論）、控制線和電源線，當然，管道也是重要構(gòu)成部分，一般由專業(yè)公司來建設(shè)弱電管道系統(tǒng)。

         傳輸線要遠離強電，如確實無法避免并行或交叉，zui少保持30cm的距離，采用屏蔽線。
1. 視頻線
        視頻線的合理選用直接影響后端的顯示效果，一般距離在500米以內(nèi)，可以采用SYV 75-5的同軸電纜，如果干擾較大，可選用SYV 75-7或SYV 75-9的同軸電纜，如果距離超過500米不超過1000米（經(jīng)驗值），建議增加視頻放大器。如果距離超過1000米，建議采用光纖傳輸，當然也可以調(diào)制解調(diào)器合成幾路信號為一路信號傳輸，采用光纖傳輸需要增加光發(fā)射機和光接收機（在高速公路等遠程閉路監(jiān)控系統(tǒng)中應(yīng)用較廣）。

         一般來說，小區(qū)和大廈的監(jiān)控距離不超過1000米，故多用同軸75歐姆的電纜，下面就同軸電纜的選擇和安裝給予說明。

        認真選擇合適的電纜對于設(shè)備是否能達到*性能至關(guān)重要，一般同軸電纜的阻抗都為75歐姆。

材質(zhì)：
        只能使用純銅芯導(dǎo)線的電纜。不要采用鍍銅的銅芯電纜或鋁芯電纜，因為它們不能在閉路監(jiān)控系統(tǒng)所用的整個頻段上有效地傳輸信號。

         在不發(fā)生彎折的情況下，實心裸銅導(dǎo)線zui適于視頻應(yīng)用。如果在正常使用中，彎則無法避免，則應(yīng)選用絞芯線。

        絕緣材料是多孔（泡沫）聚乙烯。它比實心的聚乙烯有更好的電氣特性，但容易受潮濕影響。因此在潮濕環(huán)境的應(yīng)用中應(yīng)采用實心聚乙烯絕緣的外部有厚絕緣層的電纜。

         屏蔽層必須是覆蓋95%以上銅絲編輯層。

安裝技巧
不要拉伸電纜或使之過度彎曲。
避免電纜同供熱管道和其他熱源的接觸。即使熱量不足以造成對電纜的明顯損害，也會使傳輸特性受到影響。
在電纜必須連續(xù)彎曲的場合（如有掃描儀或水平俯仰云臺），應(yīng)使用專門的電纜。這種電纜的芯導(dǎo)線應(yīng)是多股膠合線。
只使用壓接型的BNC連接器。

2. 控制線
        目前市面上大多數(shù)的國產(chǎn)云臺、高速球型攝像機多支持RS485傳輸方式，對線纜的規(guī)格要求不嚴，一般來說采用屏蔽雙絞線即可，多選用RVVP 2×1.0。一些進口的高速球型攝像機對線纜要求比較高，而且多將控制線和電源線一起設(shè)計，有的高速球型攝像機還將接地線一起考慮，故需要5芯屏蔽控制線，在工程實例中多選用美國百通Belden 8723（4芯屏蔽線）作控制線纜，而且不需要單獨考慮電源線。

3. 電源線
         市面上大多數(shù)固定攝像機采用直流12伏電源（DC12），高速球型攝像機多采用24伏交流電源（AC24），云臺也多采用交流24V，故電源均較低，一般選用2芯電源線即可，多選用RVV 2×1.0。當然也有很多攝像機可兼容DC12和AC24，也有部分攝像機直接連接交流220V電源，如果電源為220V則電源線和其它線纜要分開走，而且間距不能小于30cm，這個一定要注意。

3.3 后端設(shè)備
3.3.1 畫面處理系統(tǒng)
        在有多個攝像機組成的電視監(jiān)控系統(tǒng)中，通常采用視頻切換器使多路圖像在一臺監(jiān)視器上輪流顯示。但有時為了讓監(jiān)控人員能同時看到所有監(jiān)控點的情況，往往采用多畫面分割器使得多路圖像同時顯示在一臺監(jiān)視器上。當采用幾臺多畫面分割器時，就有可能用與多畫面分割器相同數(shù)量的監(jiān)視器將所有攝像機傳送來的多個畫面同時顯示。這樣，既減少了監(jiān)視器的數(shù)量，又能使監(jiān)控人員一目了然地監(jiān)視各個部位的情況。常用的畫面分割器為四畫面、九畫面和十六畫面。