本科毕业论文---基于视频技术的安全防卫系统的设计.doc

III

基于视频技术的安全防卫系统的设计
摘 要
随着现代电子技术的发展，视频监控系统也逐步由模拟走向数字化。视频监控系统是安防领域中的重要组成部分，是所有安全系统中最关键的子系统。系统通过遥控摄像机，直接观察被监视场所的情况，同时可以把被监视场所的情况进行同步录像。另外，视频监控系统还可以与防盗报警系统等其它安全技术防范体系联动运行，使用户安全防范能力得到整体的提高。
  视频监控系统能在人无法直接观察的场合，适时、清晰、真实地反映被监视控制对象的画面。视频监控系统已成为在现代化管理中监控的最为有效的观察工具。视频监控系统是一种全数字化、全网络化的系统，可以同现有的多媒体系统、控制系统和信息系统集成，方便地实现数据和信息的共享在控制中心，只要有一个工作人员操作，就能够观察多个被控区域，以及远距离区域的监控功能。
视频监控系统由实时控制系统、监视系统及管理信息系统组成。实时控制系统完成实时数据采集处理、存储、反馈的功能；监视系统完成对各个监控点的全天候的监视，能在多操作控制点上切换多路图像；管理信息系统完成各类所需信息的采集、接收、传输、加工、处理，是整个系统的控制核心。
本文最后通过对一例校园监控系统构建的简单介绍,说明智能监控系统在实际中的应用,及其所带来的高效快捷的报警联动,让警卫人员可以对突发事件进行有效及时的处理。

关键词： 视频监控， 采集， 处理，传输

How to Design the Security Defense System Based on Video Technology
Abstract
Along with the technical development of modern electronics, the video frequency supervision system also gradually from imitate the alignment numeral to turn.The video frequency supervision system is Anne to defend the importance in the realm to constitute the part, is in all safe systems most the sub-system of the key.The system passes the remote control camera, the direct observation is keep watch on the amenity circumstance, at the same time can is keep watch on the amenity circumstance carries on recording the elephant synchronously.Moreover, the video frequency supervision system can also with guard against theft to report to the police the system etc. other safe techniques guard against the system to move the movement, using a safety to guard against the ability to get the whole exaltation.
The video frequency supervision system ability at the situation that person can't observe directly, well timed, portrait, really reflect to be keep watch on appearance of control the object.The video frequency supervision system has become the most valid observation tool supervise and control in modern management.The video frequency supervision system is a kind of total amount word turn, the whole network turn of system, can the together existing multi-media system, the control system and the information systems gather, carrying out the share of the data and information in the control centre expediently, the operation of only a staff member, can observe manies to is control district, and long-distance leave the supervision function of the district.
Video frequency supervision system from solid the hour controls the system, surveillance system and management the information system constitute. The solid hour controls the data for system to complete solid to collect the processing, saving, the function of the feedback,keep watch on the system completes the all-weather surveillance that orders to the each supervision, the ability is operating control point more up cut over many road pictures,Manage the information system completes each kind of to need the information to collect, receive, transmit, process, handle, is the whole control core of system.
his culminated in the adoption of a campus monitor system is a brief, describes the application of intelligent monitor and control system in practice, and the fast and efficient alarm linkage, allowing security personnel to effective and timely handling of unexpected events.
Keywords: video supervision system，collecting， handle， transmit

目 录
摘要 I
Abstract II
1 绪论 1
1.1 选题背景 1
1.2 视频监控系统发展历程 1
1.3 视频监控系统发展方向 2
1.4 本文所研究的问题及解决的思路 3
2 系统设计原则 4
3 系统的构成及原理 6
3.1 视频监控系统的构成及原理 6
3.1.1 前端部分 6
3.1.2 传输部分 9
3.1.3 控制部分 9
3.1.4 终端（显示与记录） 11
3.2 周界报警系统的构成及原理 12
3.3 电子巡查系统的构成及原理 12
4 模拟监控与数字监控 14
4.1 模拟监控系统 14
4.2 数字监控系统 14
4.3 模拟监控与数字监控对照表 15
4.4 模拟监控与数字监控的成本对比 16
5 浅谈校园监控系统的建设 17
5.1 需求分析 18
5.2 系统设计 18
5.2.1 工作原理 19
5.2.2 施工工艺 21
6 视频监控常见的三大问题附解决方案 23
6.1 视频监控传输数据量巨大网络带宽资源不足 23
6.2 视频监控的海量储存 23
6.3 视频监控系统的智能化应用 25
7 心得体会 26
致 谢 27
参考文献 28

27
基于视频技术的安全防卫系统的设计
1 绪论
1.1 选题背景
图像视觉信息是人类从客观世界获得信息的主要来源之一，而视频图像实际上就是一系列连续的静态图像，它是对客观事物形象生动的描述，是一种直观且具体的信息表达形式。随着网络、通信和微电子等技术的快速发展和人们物质生活水平的提高，视频监控以其直观、方便和内容丰富等特点，越来越受到人们的重视。同时，对人身财产安全要求的不断提高，促进了人们对监控系统的需求。过去对一些重要地点的监控是由人的看管来完成，而在现代社会，需要监控的地点越来越多，对监控的要求也越来越高，不仅仅是为了保护财产，还为了保护机密材料，尤其对一些保密性要求较高的单位，监控系统则显得尤为重要。在学校、商场、仓库、银行及一些保密单位，需要对某些关键地点进行长期监控，严防有人非法侵入。现代监控系统的主要作用就是完成对重要场所的监控，在有人侵入时发出报警信号并及时通知值班人员。视频信号含有及其丰富、直观的信息，最符合人们的观察习惯，因此许多先进的监控系统都利用视频信号进行监控，不仅检测灵敏度高，而且便于记录和观察现场信息。然而，传统的视频监控及报警联网系统采用红外线探测器装置，靠感应热能的变化来探测入侵者，将入侵者发出的红外线能量转化为报警控制信号。由于这种系统技术上存在很大局限，大多数只能用于现场监视。联网报警网络虽然能进行较远距离的报警信息传输，但传输的报警信息简单，不能传输视频图像，因而不能及时准确的了解事发现场的情况。在现实生活中许多场合，特别是像校园、电力等分布式管理的行业，远距离监控是行业管理的必要手段，所以需要一种新的技术来适应社会的需要。数字监控系统就是在这种情况下发展起来的。
二十世纪九十年代末，随着计算机技术、图像处理技术、网络技术和多媒体技术的发展普及，数字化监控得到了很大的发展。随着图像处理技术和数字电路技术的发展，图像信号的数字化和处理变得比较普遍，利用数字图像处理技术进行动态检测和现场监控都已成为现实，而且具有相当高的灵敏度和可靠性。
1.2 视频监控系统发展历程
第一代视频监控系统是以VCR(VideoeassetteReeorders)为代表的传统CCTV系统，图像信息采用视频电缆，以模拟方式传输，监控图像一般只能在控制中心查看。系统主要由模拟摄像机、专用电缆、视频切换矩阵、模拟监视器、模拟录像设备和盒式录像带等构成。利用视频传输线将来自摄像机的视频连接到监视器上，利用视频矩阵主机，采用键盘进行切换和控制，录像采用使用磁带的长时间录像机；远距离图像传输采用模拟光纤，利用光端机进行视频的传输。第一代系统存在很多明显的缺点，例如维护工作繁琐、信号的传输十分敏感，无法进行远距离传输、无法联网，只能以点对点的方式监视现场，并且使得布线工程量极大、无法与其他安防系统(如门禁、周界防护等)有效集成、视频信号数据的存储会耗费大量的存储介质（如录像带），查询取证时十分烦琐。尽管如此在IT技术和网络技术不是非常发达的年代，很多的用户仍然愿意采用这种系统，主要是当时建立一个数字化系统的花费非常高。
第二代视频监控系统是第二代基于“PC＋多媒体卡”数字视频监控系统(DVR)。系统在远端有若干个摄像机、各种检测和报警探头与数据设备，获取图像信息，通过各自的传输线路汇接到多媒体监控终端上，然后再通过通信网络，将这些信息传到一个或多个监控中心。监控终端机可以是一台PC机，也可以是专用的工业控制机。DVR使用户可以将模拟的视频信号进行数字化、并存储在电脑硬盘上，数字化存储极大的提高了用户对录像信息的处理能力，用户可以通过DVR控制摄像机的启闭，实现移动侦测功能，也使报警事件以及报警前后信息的搜索变得非常简单。这类监控系统功能较强，便于现场操作；但稳定性不够好，结构复杂，视频前端（如CCD等视频信号的采集、压缩、通信）较为复杂，可靠性不高；功耗高，费用高；需要有多人值守；同时，软件的开放性也不好,传输距离明显受限。PC机也需专人管理，特别是在环境或空间不适宜的监控点，这种方式不理想。
数字化视频可以在计算机网络（局域网或广域网）上传输图像数据，不受距离限制，信号不易受干扰，可大幅度提高图像品质和稳定性；数字视频可利用计算机网络联网，网络带宽可复用，无须重复布线；数字化存储成为可能，经过压缩的视频数据可存储在磁盘阵列中或保存在光盘、U盘中，查询十分简便快捷；不需要庞大的布线工作，减少了施工量。
第三代视频监控系统是指网络化视频监控系统，又叫IP监控系统。网络化视频监控系统从一开始就是针对在网络环境下使用而设计的，它克服了DVR无法通过网络获取视频信息的缺点，用户可以通过网络中任何一台电脑观看录制和管理实时的视频信息。
1.3 视频监控系统发展方向
前端一体化、视频数字化、监控网络化、系统集成化是视频监控系统公认的发展方向，而数字化是网络化的前提，网络化又是系统集成化的基础，因此，视频监控发展的最大两个特点就是数字化和网络化。数字化是21世纪的特征，是以信息技术为核心的电子技术发展的必然，数字化是迈向成长的通行证，随着时代的发展，社会将会越来越数字化。视频监控系统的数字化首先应该是信息流(包括视频、音频、控制等)从模拟状态转化为数字状态，这将彻底打破“经典闭路电视系统是以摄像机成像技术为中心”的结构，从根本上改变了视频监控系统的信息采集、数据处理、传输、系统控制等的方式和结构形式。信息流的数字化、编码压缩、开放式的协议，使视频监控系统与安防系统中其它各子系统间实现无缝连接，并在统一的操作平台上实现管理和控制，这也是集成化的含义。
视频监控系统的网络化将意味着系统的结构将由集总式向集散式系统过渡。集散式系统采用多层分级的结构形式，具有微内核技术的实时多任务、多用户、分布式操作系统以实现抢先任务调度算法的快速响应。组成集散式监控系统的硬件和软件采用标准化、模块化和系列化的设计，系统设备的配置具有通用性强、开放性好、系统组态灵活、控制功能完善、数据处理方便、人机界面友好以及系统安装、调试和维修简单化，系统运行互为热备份，容错可靠等优点。系统的网络化在某种程度上打破了布控区域和设备扩展的地域和数量界限。系统网络化将使整个网络系统硬件和软件资源的共享以及任务和负载的共享，这也是系统集成的一个重要概念网络多媒体监控系统一般由网络多媒体监控管理平台和前端信息采集设备组成，其核心是网络多媒体监控管理平台。网络多媒体监控管理平台集计算机网络、通信、视频处理、流媒体和自动化技术于一身，是视频、音频、数据和图像一体化的解决方案，兼备网络视频监控、视频会议、视频直播等功能，具有超大规模组网能力，是构建于LAN/Iniemet网络之上、支持多种传输方式的综合多媒体业务管理平台，可广泛用于多媒体视讯调度指挥、网络视频监控和会议、多媒体网上直播、网络教学、远程医疗等各个方面。
1.4 本文所研究的问题及解决的思路
研究问题：视频技术在安全防卫系统中的设计
解决思路：系统通过前端摄像机，直接观察被监视场所的情况，同时把被监视场所的情况进行同步录像，再通过监视器显示出来。在设计安防视频监控系统中，为了实现安防监控，系统还应有周界报警系统和电子巡查系统进行联动。

2 系统设计原则
1.应尽量选用目前最先进而成熟的系统，保证在几年内不落后，可以低成本进行硬件扩充和软件升级，最大限度的满足用户目前和今后若干年的系统的功能要求，但也不片面追求先进性、超前性，从而造成投资过大，资源浪费。另一方面，也不片面追求经济实惠，使系统的功能和可靠性降低，使后面的使用成本增加和升级扩充成本增加，造成另一种浪费。在投资费用许可的情况下，系统采用先进的技术和设备，这样既可反映系统所具有的先进水平，又使系统具有强大的发展潜力，使该系统在尽可能的时间内与社会发展相适应。
2.系统最重要的是可靠性，如果系统一旦瘫痪后，其后果是很难想象的，因此系统必须可靠的、连续的运行，系统设计时在成本接受的条件下，从系统结构、设备选择、产品供应商的技术服务及维修响应能力等各方面均应严格要求，使故障发生的可能性尽量减少，即使出现故障，也要使影响尽量小，系统的平均无故障工作时间 MTBF>l0000小时。对监控系统来说，内外部的安全性也是很重要的，应该具有密码、多级控制级别、撤设防级别;操作人员权限可分为系统设置、超级用户、一般用户等，各种系统控制、报警时间应该具有记录和共享功能。
3.系统应具有可扩展性。可扩展性包括两方面的含义，一是监控系统必须从硬件上进行规模扩充和软件升级，如增加前端摄像头，则尽量不需要大规模的重新布线，中心系统硬件模块式，不必淘汰主要设备，软件平滑升级等;第二是指在该监控系统上叠加其他的子系统，如对讲系统、视听教学系统、可视会议、双向报警控制系统等。采用先进合理的技术来构架系统，使整个系统安全平稳运行。适应科技发展的方向，具有一定的超前性和可扩展性。随着校园安防系统应用时间的增长，以后对安防系统的要求会跟高。可扩展性保证当用户有更多的要求时，引入的新设备可以顺利与本次配备的设备共同工作，进一步扩展和提高系统的性能，使该系统在相当长的时间内与科技发展相适应，具有相当的发展潜力。
4.本系统是一个严格的综合性系统，在系统的设计与施工过程中应参考各方面的标准和规范，严格遵守各项技术规范，做好系统的标准化设计与施工。
5.该监控系统通过中央控制系统对各子系统运行情况进行综合监控，时时动态掌握监视及报警情况。监控系统能大大减小劳动强度，减少设备运行维护人员，系统的综合统筹管理可使设备按最优组合运行，在最佳情况下运行，既可节能，又可大大减少设备损耗，减少设备维修费用，从而提高监管力度与综合管理水平。
6.充分利用现有网络，采用开放式架构及标准网络通信协议(TCP/IP)设计，通过局域网络、互联网络联机，可随时监看远程摄像机影像，还可通过网络作远程监视及控制，完全支持跨网段、跨路由的远程网络视频监控环境，避免了重复建设，节省投入资金。
7.监管安全是人防、物防紧密结合的结果，所有技术手段都是通过监管人员实施，因此，系统的设计、规划及仪器的配套、选型还需要考虑人体功能学的要求，所有的设备和软件的功能操作方法要求简便、友好，坚持“以人为本”的原则，注重保护监管人员的身体健康。

3 系统的构成及原理
视频监控系统一般由前端部分、传输部分、控制部分、显示和记录部分等组成，为了实现安防监控，系统还应有周界报警系统和电子巡更系统进行联动，以实现安防监控。
3.1 视频监控系统的构成及原理
视频监控系统的原理如下图所示：
控制部分

显示与记录
传输部分
前端部分

图3-1 视频监控系统原理图
3.1.1 前端部分
监控前端主要由视频采集单元、编码单元以及配套的辅助材料等组成。主要实现前端信息采集、编码和传输，通常由摄像机、编码器等组成。监控摄像机可实现监控现场24小时不间断图像采集，可把站台及周边图像实时送到监控中心。摄像部分通常安装在现场，其作用是对监视区域的目标进行摄像，把目标的光、声信号变成电信号，然后送到系统的传输部分。摄像机是摄像部分的核心设备，它是光电信号转换的主体设备。如今随着光电技术的快速发展，摄像机有很多的类型和品种，在使用摄像机时，一定要根据现场的实际情况来选择才能保证使用效果。
表3-1 摄像机的分类表
分类形式
内容
按照性能分类
（1） 普通摄像机。工作于室内正常照明或者室外白天
（2） 暗光摄像机。工作于室内无正常照明的环境里
（3） 微光摄像机。工作于室外月光或星光下
（4） 红外摄像机。工作于室外无照明的场所
按照功能分类
（1） 视频报警摄像机。在监视范围内，如果有目标在移动时，就能向控制器发出报警信号
（2） 广角摄像机。用于监视大范围的场所
（3） 针孔摄像机。用于隐蔽监视局部范围
续表3-2
按照使用环境分类
（1） 室内摄像机。摄像机外部无防护装置，使用环境有要求
（2） 室外摄像机。用于室外的监视，必须考虑室外恶劣的工作环境。在摄像机外要安装防护罩，内设遮阳罩、降温风扇、刮水器、加热器等
按照结构分类
（1） 固定式摄像机。用于监视固定目标
（2） 旋转式摄像机。带旋转云台的摄像机，可做上、下、左、右旋转
（3） 球形摄像机。可以根据监视的范围，进行90°垂直旋转、360°水平旋转、预置旋转等
（4） 半球形摄像机。吸顶安装、可做上、下、左、右旋转
按照图像颜色分类
（1） 黑白摄像机。图像颜色只有黑白两种颜色，清晰度和灵敏度高，但不能显示图像的真实颜色。适用于光线不足的环境和一般监视
（2） 彩色摄像机。能够显示图像的真实颜色，适用于景物细部辨别要求较高的监视
几种常见摄像机的性能分析：
高速智能球
主要特性：具有精密电机驱动，反应灵敏，运转平稳，在任何速度下图像无抖动；具有三维智能定位功能，配合客户端软件或DVR可实现点击跟踪和放大；其水平速度最高可达400度/秒，可实现对移动物体的快速跟踪；水平方向360°连续旋转，垂直方向支持自动翻转，无监视盲区，保证跟踪连续性；其内部设置数据不会因为断电而丢失；摄像机可设置多达24个隐私遮罩块，位置、大小可调整，画面内可同时有8个区域被屏蔽，支持报警联动；具有防雷、防浪涌保护功能。
防爆红外一体化摄像机
主要特性及参数：具有防爆、防腐、防尘、防水等功能，可加装防爆软管，内装高
亮度大红外灯板，远近光线合理配置，利用红外线光能，内置专用遮光罩。红外摄像技术主要是通过红外线滤光片实现日夜转换，即在白天时打开滤光片，以阻挡红外线进入CCD，让CCD只能感应到可见光；夜视或光照条件不好的状态下，滤光片停止工作，不再阻挡红外线进入CCD，红外线经物体反射后进入镜头进行成像。其具有夜视距离远、隐蔽性强、性能稳定等优点。适用于化工厂，燃气加工厂等一些易燃易爆场所。
IP摄像机
IP网络摄像机是基于网络传输的数字化设备，网络摄像机除了具有普通复合视频信号输出接口BNC外，还有网络输出接口，可直接将摄像机接入本地局域网。
主要特性：网络的综合布线代替了传统的视频模拟布线，实现了真正的三网（视频、音频、数据）合一，无须同轴电缆、无须庞大的视频分配器；软件实现NxN多对多（即多个观察员可同时看多个镜头画面），且图像清晰，稳定可靠；网络摄像机即插即用，工程实施简便，系统扩充方便；所需安装的设备少，整个安装过程就是架设摄像机和在PC机上安装系统管理软件，大幅减少线材；充分利用网络资源，增强了监控范围的灵活性，可直接实现远端监控。
宽动态摄像机
在光暗分界比较明显的地方比如大门里面比较暗外面光线很刺眼，如果用的是宽动态，会自动调整亮度把光线均匀了，把光的地方调暗了，暗的地方补亮了，看起来整个画面都是清晰的，和逆光补偿不同，逆光补偿是将整个画面的亮度调高，会导致看清了屋内，而玻璃门外都是曝光无法看清的。
宽动态技术就是在同一时间曝光两次，一次快，一次慢，再进行合成使得能够同时看清画面上亮与暗的物体。这是为了克服在强背光环境条件下，看清目标而采取的措施，但背光补偿是以牺牲画面的对比度为代价的，所以从某种意义上说，宽动态技术是背光补偿的升级。
而编码器在监控系统中的作用是，将前端摄像机、拾音器等设备采集到的音视频信号经过压缩编码，通过网络传输到后端的监控中心，并由PC机上运行的相应的解码软件或硬件解码设备进行解码播放的前端设备。
编码器按照压缩方式不同可分为H.263视频编码器、MPEG2视频编码器、MPEG4视频编码器和H.264视频编码器，由于H.264是一种高性能的视频编解码技术，随着芯片和处理器技术的发展，最近几年，在硬盘录像机，HD-DVD和蓝光等存储领域中得到了广泛的应用。
在视频图像压缩编码后就需要进行视频图像的存储，目前监控行业中主要使用Qcif（176×144）、CIF（352×288）、HALF D1（704×288）、D1（704×576）等几种分辨率，CIF录像分辨率是主流分辨率，绝大部分产品都采用CIF分辨率。目前市场接受CIF分辨率，主要理由有四点：
1、 目前数码监控要求视频码流不能太高；
2、视频传输带宽也有限制；
3、使用HALF D1、D1分辨率可以提高清晰度，满足高质量的要求，但是以高码流为代价的。在现阶段，出现了众多D1的产品，但市场份额非常小；
4、采用CIF分辨率，信噪比在32db以上，一般用户是可以接受的，但不是理想的视频图像质量。目前业内人士正在尝试用HALF D1来寻求CIF、D1之间的平衡。但随着单块硬盘的容量达到750GB甚至1000GB，而国内的大部分DVR已经可以做到连接8块1000GB的硬盘，故D1逐渐会变成时常的主流。
3.1.2 传输部分
传输部分的任务是把现场摄像机发出的电信号传送到控制中心，它一般包括线缆、调制与解调设备和线路驱动设备等。传输的方式有两种，即利用有线介质（如同轴电缆、光纤）进行传输或利用无线介质（如无线电波）进行传输。监视现场和控制中心总有一定距离，从监视现场到控制中心需要传输图像信号，同时控制中心的控制信号要传送到现场，所以传输系统包括视频信号和控制信号传输两部分。
视频信号传输：一般采用同轴电缆传输视频基带信号，也可采用光缆传送电视信号以及用平衡电缆对也就是利用电话电缆传送。由于电缆对外界的静电场和电磁波有屏蔽作用，可减少串扰，传输损失也较小。但当电缆作为长距离传送媒体时，会发生对地不平衡低频地电流的影响，有时也会有高频干扰。信号传输带宽为50Hz～4MHz，当传输距离在200m以内时，用同轴电缆传送，其衰减的影响一般可不予考虑；当传输距离大于200m时，电缆衰减量较大，为了能把整个带宽内不同频率的信号进行传输，必须使用电缆补偿放大器。某些场合，布线非常困难时，可以采用无线传输如微波定向传输，但它要占用频率资源，需经无线电管理委员会核准。
控制信号传输：常用的控制方式有直接控制、编码控制、同轴视控。目前直接控制由于线缆过多，很少采用。编码控制是将全部控制命令数字化(调制)后再传输，到控制设备后再解调，还原成直接控制量，可节约线缆。这种方式传输距离长，目前工程中采用较多。同轴视控就是控制信号与视频信号共用一条同轴电缆，利用频率分割或视频信号消隐期传输控制信号的方式传输，但价格较贵。
管槽敷设：为防止电磁干扰和外电源及变频电梯等干扰，电缆应敷设在接地良好的金属管或金属桥架，同时保护线缆。
3.1.3 控制部分
控制部分一般安放在控制中心机房，通过有关的设备对系统的摄像、传输、显示与记录部分的设备进行控制和处理图像信号，其中对系统的摄像、传输部分进行的是远距离的遥控。控制设备主要包含云台控制键盘、视频采集压缩卡、视频矩阵切换器、图像分割器、视频分配器、视频放大器等。
云台控制键盘
数字化智能控制键盘是数字硬盘录像机、高速球及解码器等终端接收设备配套产品。采用LCD液晶显示屏，显示设备号通道地址及协议、波特率、预置点号、云台转到方向等。可直接控制16台硬盘录像机、128台高速球或解码器。
采用EIA/RS-485通讯接口，最大传输距离1200米。可编程三维全方位巡视，变速摇杆可通过摇杆实现变速及变倍功能，可方便对硬盘录像机、高速球进行设置控制，可直接控制终端解码器，实现对云台、镜头、灯光、雨刷等前端设备控制。
视频采集压缩卡
视频采集卡是将模拟摄像机、录像机、LD视盘机、电视机输出的视频信号等输出的视频数据或者视频音频的混合数据输入电脑，并转换成电脑可辨别的数字数据，存储在电脑中，成为可编辑处理的视频数据文件。在电脑上通过视频采集卡可以接收来自视频输入端的模拟视频信号，对该信号进行采集、量化成数字信号，然后压缩编码成数字视频。
视频矩阵切换器
在多路摄像机组成的视频监控系统中，如果一路视频对应一台监视器，监控室中的监视器就会占据很大的空间，同时也不利于工作人员对视频的观察。在不需要的时刻处于监控状态下的视频监控系统，可以在监控室增设切换器，按一定的比例用一台监视器轮流切换显示几个摄像机的图像信号。
视频矩阵切换控制将多路输入信号任意选择一路或多路分别输出给一路或多路显示设备，用于规模较大的监控系统中。它可以选择性地观察图像，指定在某台监视器上输出显示。在多路视频输入的情况下有多路的输出选择，形成矩阵结构，即每一路输出都可与不同的输入信号“短接”，每路输出只能接通某一路输入，但某一路输入都可(同时)接通不同的输出，如下图所示。 

图3-2 5×4的视频切换矩阵原理图
图中“1”表示某一路输出与某一路输入相连，如输出4与输入3相连，也就是说4路输出的是此时的3路输入信号。只要进行合适的切换选择，就可以实现将多路信号从输入通道切换输送到输出通道中的任一通道上，并且输出通道间彼此独立，也就便于进行视频信号切换和分配。
以上介绍的是模拟的视频矩阵，矩阵型号中包括输入和输出视频的通道数（多少*多少）。
图像分割器
图像分割器是将多个视频信号进行数字化处理，经过像素压缩法把每个单一画面压缩成为几分之一，分别放置在不同位置，在监视器上组合成多个画面显示。录像机同时实时地录下多个画面，并作为单一的画面来处理。画面分割器有4分割、9分割、和16分割。分割越多，每路图像的分辨率和连续性都会下降，影响录像效果。
视频分配器
经过视频矩阵切换器输出的视频信号，可能要送往监视器、录像机、传输装置、硬拷贝成像等终端设备，完成成像的显示与记录功能，在此，经常会遇到同一个视频信号需要同时送往几个不同之处的要求，在个数为二时，利用转接插头或者某些终端装置上配有的二路输出器来完成；但在个数较多时，因为并联视频信号衰减较大，送给多个输
出设备后由于阻抗不匹配等原因，图像会严重失真，线路也不稳定。则需要使用视频分配器，实现一路视频输入、多路视频输出的功能，使之可在无扭曲或无清晰度损失情况下观察视频输出。通常视频分配器除提供多路独立视频输出外，兼具视频信号放大功能，故也成为视频分配放大器。
视频放大器
视频放大器是放大视频信号，用以增强视频的亮度、色度、同步信号。当视频传输距离比较远时，最好采用线径较粗的视频线，同时可以在线路内增加视频放大器增强信号强度达到远距离传输目的。视频放大器可以增强视频的亮度、色度和同步信号，但线路内干扰信号也会被放大，另外，回路中不能串接太多视频放大器，否则会出现饱和现象，导致图像失真。　
3.1.4 终端（显示与记录）
终端（显示与记录）是把现场传送来的电信号转换成图像在监控设备上显示并记录，它包括的设备主要有录像机、监视器等。
录像机
录像机是视频监控系统中不可或缺的设备，通过它可对摄像机传送来的视频信号进行实时记录，方便事后检索查证。DVR即是Digital Video Recorder——数字视频录像机或数字硬盘录像机，我们习惯上称为硬盘录像机。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代表了视频监控系统的发展方向，是目前市面上视频监控系统的首选产品。
监视器
监视器是视频监控系统的终端显示设备，用于显示摄像机传来的图像信息，监视器的好坏反映了系统的优劣。
3.2 周界报警系统的构成及原理

周界报警系统是防入侵、防破坏的重要技术手段，一旦发生突发事件，就能立即通过声光报警信号在安保控制中心准确显示出事地点，使于迅速采取应急措施。系统根据防范区域不同部位的重要程度和风险等级要求以及现场条件，拟安装不同类型的探测器进行一般防护和重点防范，对它的主要功能要求是：
报警控制系统使用操作员密码，根据操作员级别能对前端各报警探测器，按时间或按区域，以及事件编程，进行设防或撤防；报警系统能对系统运行状态和信号与线路进行检测，在发生故障时发出故障报警信号，并能通过图形显示报警部位和报警的状态。
一路或多路探测器报警时，能够显示报警部位和数据（报警类型、探测器号、时间等）并能打印和记录，还能按照预先设定的优先级别，分轻重缓急进行处理；公共区域和重要部位报警时，应有现场声音和现场摄像机图像进行复核和记录。
防盗报警系统通常由防盗探测器、防盗报警控制器和传输系统组成。如下图3-3所示。
防盗探测器
防盗报警控制器
传输系统

报警
图3-3 防盗报警系统原理图
（1）防盗探测器由电子及机械部件组成，它是用来探测防范现场是否有入侵者进入的一种装置，通常由信号传感器和前置信号处理电路两部分组成。可根据不同的防范现场选用不同的信号传感器，如震动、幅度传感器、气压和温度等来探测和预报各种危险情况。前置信号处理电路将传感器输出的电信号处理后变成信道中传输的电信号，送入信号传输系统。其中探测器分为开关报警器、玻璃易碎探测器、电场感应周界防盗探测器、泄露电缆传感器、电子围栏式防盗探测器、双鉴防盗探测器、红外线防盗探测器、超声波防盗探测器、声控防盗探测器、微波防盗探测器、激光防盗探测器等。
（2）信号传输系统的信道种类极多，通常分为有线信道和无线信道。有线信道常使用同轴电缆、双绞线、电话线或光缆传输探测电信号。无线信道是将探测电信号调制到规定的无线电频段上，用无线电波传输探测电信号。
（3）防盗报警控制器通常由信号处理器和报警装置组成。由信号传输系统送来的探测电信号经信号处理器作进一步的处理，以判断“有”或“无”危险信号。如果有情
况，防盗报警控制器就控制报警装置发出声、光报警信号，引起值班人员的警觉，以采取相应的措施或者直接向公安保卫部门发出报警信号。
3.3 电子巡查系统的构成及原理
技术防范并不能完全避免不安全事件的发生，只有在技防基础上辅以必要的人防，加强人们的安全防范意识。从管理上来说主要是对保安人员巡查工作的管理，才能最大限度发挥技防系统的作用。因此通过配置保安巡更管理系统，实现“人防”与“技防”的有机结合。
保安巡更管理系统，主要是加强对保安人员日常巡逻工作的管理。该系统主要由巡更机、巡更钮以及管理PC、系统软件等组成。
巡更钮安装在现场，如在建筑