全天候**监控系统。
目录。一、系统概述 3
二、系统功能图 4
三、组成设备 4
四、ccd摄像机的工作原理简介 5
简介 5摄像机的工作方式 6
3.分辨率的选择 6
4.成像灵敏度 7
5.电子快门 7
6.外同步与外触发 7
五、光谱响应特性 8
ccd芯片的尺寸 8
彩色ccd摄像机 9
1,工作原理： 9
2,ccd类别 9
3三管ccd彩色摄像机的原理框图 9
4,ccd的优势 10
5,设计的难易程度 11
六、红外ccd摄像机 11
1,红外成像 11
2,红外ccd摄像机工作原理 11
3,系统设计 12
七、微光ccd摄像机 12
八、全天候**监控系统主要功能 14
九、特殊功能 15
十、系统工作过程 16
十。一、总结 16
该全天候**监控系统由摄像、传输、控制、监视、存储5大模块组成。摄像机通过同轴电缆将所采集的数据传回控制主机，而控制主机可以对接收到的**进行数据处理。通过控制主机作为中间层，操作人员可向控制器发出指令，对摄像机的上、下、左、右的动作进行控制及对镜头进行调焦变倍的操作，并可通过控制主机实现在多路摄像机之间的切换。
操作人员通过读取存储数据，可以对录像数据进行回放、分析，对可用信息进行提取和采集，以便进一步处理。
全天候**监控系统产品包含**矩阵，硬盘录像机，监控摄像机，镜头，支架。**监控系统组成部分包括监控前端、监控管理中心、pc客户端。各组成部分的说明如下：
监控前端：用于采集被监控点的监控信息，并配备报警设备。监控摄像头+本地监控管理中心。
监控摄像头包含彩色ccd摄像机，微光ccd摄像机，红外ccd摄像机。原始**信号传到计算机，经计算机处理后，以tcp/ip协议通过网络传至其他终端显示设备。监控摄像机：
是用在安防方面的准摄像机，它的像素和分辨率比电脑的**头要高，比专业的数码相机或dv低。监控摄像机大多只是单一的**捕捉设备很少具备数据保存功能。 监控摄像机从外型上主要区分为枪式、半球、高速球型，另外还有模拟监控和ip网络监控的区分，广泛应用于银行、交通、平安城市等多个安保领域。
监控管理中心：承担所有前端设备的管理、控制、报警处理、录像、录像回放、用户管理以及将监控**上传到网络等工作。
pc客户端：在监控管理中心之外，也可以由pc机接到网络上进行远程监控。
ccd是charge coupled device(电荷耦合器件）的缩写，它是一种半导体成像器件，因而具有灵敏度高、抗强光、畸变小、体积小、寿命长、抗震动等优点。ccd器件及其应用技术的研究始于70年代，经过80年代的成长阶段、90年代的快速发展阶段，ccd制造工艺经历了各种改进，技术已比较成熟。它作为一种新型光电转换器已被广泛应用，特别是在图像传感和非接触式测量领域的应用更为迅猛。
ccd具有体积小、重量轻、功耗小、启动快、成本低、低噪声、寿命长、可靠性高、分辫力高；便于像素寻址和改变扫描速度，畸变小，几何重现性好；像元几何尺寸精确。测量精度高；灵敏度高，动态范围宽，易与微光像增强器级联耦合；有数字扫描能力，可实现模拟和数字等不同形式输出；不同材料的ccd光谱响应可覆盖紫外、可见光、近红外、中红外等较宽的波段范围等特点，因而被广泛地被应用在微光电视摄像，信息存储和信息处理等方面。与cmos相比，亦有灵敏度高、分辨率高、噪声小、技术成熟等优势，因此具有非常广阔的应用前景。
ccd有两种基本类型：一是电荷包存储在半导体与绝缘体之间的界面，并沿界面传输，这类器件称为表面沟道ccd（简称sccd）；二是电荷包存储在离半导体表面一定深度的体内，并在半导体体内沿一定方向传输，这类器件称为体沟道或埋沟道器件（简称bccd）。ccd的突出特点以电荷为信号的载体，其基本工作过程主要是信号电荷的产生、存储、转移和检测。
被摄物体的图像经过镜头聚焦至ccd芯片上，ccd根据光的强弱积累相应比例的电荷，各个像素积累的电荷在**时序的控制下，逐点外移，经滤波放大处理后，形成**信号输出。**信号连接到监视器或电视机的**输入端便可以看到与原始图像相同的**图像。
评估摄像机分辨率的指标是水平分辨率，其单位为线对，即成像后可以分辨的黑白线对的数目。常用的黑白摄像机的分辨率一般为380-600，彩色为380-480，其数值越大成像越清晰。一般的监视场合，用400线左右的黑白摄像机就可以满足要求。
而对于医疗、图像处理等特殊场合，用600线的摄像机能得到更清晰的图像。
通常用最低环境照度要求来表明摄像机灵敏度，黑白摄像机的灵敏度大约是0.02-0.5lux（勒克斯），彩色摄像机多在1lux以上。
0.1lux的摄像机用于普通的监视场合；在夜间使用或环境光线较弱时，推荐使用0.02lux的摄像机。
与近红外灯配合使用时，也必须使用低照度的摄像机。另外摄像的灵敏度还与镜头有关，0.97lux/f0.
75相当于2.5lux/f1.2相当于3.
4lux/f1.参考环境照度： 夏日阳光下 100000lux 阴天室外 10000lux 电视台演播室 1000lux 距60w台灯60cm桌面300lux 室内日光灯100lux 黄昏室内 10lux 20cm处烛光 10-15lux 夜间路灯 0.
1lux
电子快门的时间在1/50-1/100000秒之间，摄像机的电子快门一般设置为自动电子快门方式，可根据环境的亮暗自动调节快门时间，得到清晰的图像。有些摄像机允许用户自行手动调节快门时间，以适应某些特殊应用场合。
外同步是指不同的**设备之间用同一同步信号来保证**信号的同步，它可保证不同的设备输出的**信号具有相同的帧、行的起止时间。为了实现外同步，需要给摄像机输入一个复合同步信号（c-sync）或复合**信号。外同步并不能保证用户从指定时刻得到完整的连续的一帧图像，要实现这种功能，必须使用一些特殊的具有外触发功能的摄像机。
ccd器件由硅材料制成，对近红外比较敏感，光谱响应可延伸至1.0um左右。其响应峰值为绿光（550nm），分布曲线如右图所示。
夜间隐蔽监视时，可以用近红外灯照明，人眼看不清环境情况，在监视器上却可以清晰成像。由于ccd传感器表面有一层吸收紫外的透明电极，所以ccd对紫外不敏感。彩色摄像机的成像单元上有红、绿、兰三色滤光条，所以彩色摄像机对红外、紫外均不敏感。
ccd的成像尺寸常用的有/3"等，成像尺寸越小的摄像机的体积可以做得更。
小些。在相同的光学镜头下，成像尺寸越大，视场角越大。芯片规格成像面大小（宽x高） 对角线 1/2 6.4x4.8mm 8mm 1/3 4.8x3.6mm 6mm
被摄物体反射光线，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**信号。
ccd彩色摄像机根据结构的不同又可以分为三类：三管式、两管式、单管式。由于本系统使用的是三管式ccd，故这里以三管ccd彩色摄像机为例，介绍ccd彩色摄像机的结构原理。
ccd彩色摄像机的设计主要包括光学系统、定时系统、ccd驱动器、信号处理和重合校正等几个方面，这里主要介绍其基本组成与工作原理。
三管ccd彩色摄像机由光学系统(包括成像镜头和分光棱镜)、三个片状面阵ccd和机体内的驱动电路、同步控制电路、信号处理电路等构成，如图7-35所示。三片ccd分别位于分光棱镜分出的红(r)、绿(g)、蓝(b)光的像面上，并分别称为ccd(r)、ccd(g)、ccd(b)。驱动器发出适当的驱动脉冲分别送到r、g、b的ccd中，使其分别输出ur、ug、ub信号。
这三路信号分别竟采样保持电路(图中1)、自动白电平平衡电路(图中2)和信号处理电路(图中3)进行彩色处理后，送至编码器，输出全电视信号。上述各电路均在同步控制电路的控制下同不工作。为使摄像机能在较宽的光照范围内工作，将r、g、b信号经矩阵电路分出光强信号送至自动光圈电路，以控制马达实现自动光圈。
另外，矩阵电路输出的图像信号经轮廓校正电路(图中4)送至信号处理电路，获得亮度y信号后送给编码器。
ccd彩色摄像机内的驱动器、采样保持电路、自动白电平平衡电路、信号处理电路、补偿电路、矩阵电路、同步控制电路及编码电路等均由体积很小的集成电路构成。所以，ccd彩色摄像机的体积和重量基本取决于光学系统的体积和重量，这是电子束管摄像机无法比拟的。
在ccd彩色摄像机中采用的面阵ccd常为二相或三相(也有采用四相驱动的)。ccd摄像管所需要的驱动脉冲因摄像管本身的类型而异，即使同一类型的摄像管，驱动脉冲的时间关系也不相同，因此难以对ccd管驱动器电路作统一介绍。不过驱动器只是按照给定的时间关系形成，需要的脉冲系列由脉冲数字电路产生。
掌握ccd摄像管的工作原理，并参照一般脉冲数字电路书籍中介绍的有关方法、理论，设计具有不同驱动脉冲输出的驱动电路并不困难。
红外线与可见光一样，具有能够被物体反射、折射和吸收的特性。根据光学定律，不同物体对不同波长红外光的反射和吸收各不相同，因此用红外光也能获得被观测物体的清晰图像。红外摄像是红外技术和摄像技术巧妙结合的产物，在光电转换之前的部分属于红外技术，光电转换之后的部分便是摄像技术。
太阳照射到目标上，反射回来的射线经滤光镜把可见光和不需要的红外线滤掉，剩下有用的红外线，经红外光学镜头聚焦，成像在摄像机的红外探测器阵列上，完成对目标红外辐射的探测，并将光生电荷注入到ccd寄存器中去，由ccd完成延时、积分、扫描、传输等信号处理工作，得到一串反映红外图像的**信号。摄像技术部分将红外图像**信号转变为电视信号送给监视器，便可看到目标物的图像。在火灾探测技术中，为了对火灾图像进行自动识别，还需要对红外图像**信号用计算机进行数字图像处理或用录像机对现场进行录像。
微光图像传感器是20世纪60年代发展起来的微光夜视技术。微光夜视技术使人眼的夜间视觉能力得到进一步提高，从而使人们能够在伸手不见五指的黑夜，通过夜视仪器看到远处的景物目标。目前世界各国已研制出多种微光夜视ccd，并大量用于国防、公安、医疗影像和天文观测等各个部门。
其中，微光ccd是目前应用最广泛、最有前途的微光夜视图像传感器件。
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