常用的监控设备（各种监控设备的工作原理）

一、行业发展历程

二、IPC组成及工作原理

三、NVR组成及工作原理

四、POE供电标准及工作原理

—— 视频监控发展历程 ——

»第一代：模拟视频监控

特征：信号采集、处理、传输—模拟

主要系统构成设备：

模拟摄像机、多画面分割器、云镜控制器、矩阵、模拟监视器、磁带录像机

»第二代：数字视频监控

特征：信号采集、传输—模拟、处理—数字

主要系统构成设备：

红外模拟摄像机、矩阵、模拟监视器、数字硬盘录像机、网络分控主机、模拟视频解码服务器（电视墙）

»第三代：智能网络视频监控

特征：信号采集、传输、处理—数字

主要系统构成设备：

网络摄像机（IPC）、视频编码器（DVS）、网络录像机（NVR）液晶监视器、智能分析单元、CMS服务器、解码服务器

— IPC组成及工作原理 —

»IPC硬件构成及原理

图像信号经过镜头输入后，由图像传感器转化为电信号，模/数转换器将模拟信号转换为数字信号，再经过编码器按一定的编码标准进行编码压缩，在控制器的控制下，由网络服务模块按一定的网络协议发送到网络上，控制器还可以接收报警信号及发送控制信号。

»图像传感器

图像传感器，或称感光元件，是一种将光学图像转换为电子信号的设备，它是摄像机的一个核心组成部件。一般分为CCD和CMOS两类

»CCD：

中文全称是电行耦合元件，能够把光学影像转化为数字信号，CCD上植入的微小光敏物质称为像素（Pixel），一块CCO上包含的像素数越多，其提供的画面分辨率也就越高。CCD作用就像胶片一样，但它是把图像像素转换成数字信号，CCD上有许多排列整齐的电容，能感应光线，并将影像转变成数字信号。

»CMOS：

指互补金属氧化物半导体，是电压控制的一种放大器件，是组成CMOS数字集成电路的基本单元。是将纯粹逻辑运算的功能转变为接收外界光线后转化为电能，再造过芯片上的模—数转换器（ADC）将获得的影像讯号转变为数字信号输出。

»CMOS和CCD优劣势对比

»CMOS图像传感器工作原理

》它的主要组成部分是像敏单元阵列和MOS场效应管集成电路，而且这两部分是集成在同一硅片上的；

》像敏单元阵列由光电二极管阵列构成。如图中所示的像敏单元阵列按X和Y各方向上的地址，并可分别由两个方向的地址译码器进行选择；输出信号送A/D转换器进行模数转换器进行模数转换成数字信号输出。

»编解码芯片（SOC）

视频录制后是模拟量数字化后成为数字量但是数据量太大 有很多的冗余 直接传输浪费带宽一般再进行编码（利用冗余）才传输 在接收端解码后显示比如MPEG-1、2、4编码 H.263 H.264编码，完成对应编解码规范的芯片 就叫做视频编解码芯片（资源及集成度）

海思：HI3510、HI135 12、HI3518、HI3520

TI：DM365、DM368

安霸：A5S55、A5S66、A5S88

富瀚：FH8735、FH8736

编解码芯片（海思HI3518）

• H.264编码可支持最大分辨率为2M Pixel

• H.264&JPEG多码流实时编码能力：720P@30fps VGA@30fps QVGA@30fps 720P@lfsJPEG抓拍（Hi3518C支持H.264&JPEG 多码流实时编码能力；720P@30fps QVGA@lfpsJPEG抓拍）

• 支持JPEG抓拍720P@30fps

• CBR/VBR两种码率控制模式，且输出码率范围为：32kbps~40Mbps

• 编码帧率支持1/16~30fps

»网络芯片

SMSC公司的LAN8710，集成1.2V线性电压稳压器和ESD保护元件，具有业界最小的 站门 面积，比现有的SMSC收发器功耗要低40%以上，I/O电压从3.6V到1.6V，可以理解为电脑上面的网卡

»IR-CUT滤光片切换器

应用需求：白天由于红外及各种光线的对CCD的掺杂，干扰了色彩还原，摄像机反映在监视器上的物体与人眼直接看到的就变样了，产生彩色失真。如人眼看到绿色，通过摄像机则变成蓝色，鲜艳的色彩变灰淡。

原理：滤光片 动力部分（可以是电磁、电机或其他动力源）构成。IR-CUT双滤光片切换器的原理是通过一块电路控制板和切换器，白天的光线充分是，电路控制板驱使切换器中切换到红外截止滤光片工作，CCD还原出真实彩色，当夜间光线不足时，红外截止滤光片自动移开，能够感应晚上红外灯的辅光，使CCD充分利用到所有光线，从而大大提高了红外摄像机的低照性能，整个画面清晰自然。

效果：IR-CUT双滤光片专为CCD摄像机修正偏色、失焦的问题，促使撷取影像画面不失焦、不偏色,红外夜视更通透,解决红外一体机,日夜图像偏色影响,能够过滤强光让画面色彩纯美更柔和、达到人眼视觉色彩一致。这也就很好的解决了色差的问题。

»IPC常见方案：

编码芯片 图像传感器 分辨率 像素

HI3518E OV9712 720P 100万

HI3518E OV9750 960P 130万

HI3516C OV2710 1080P 200万

— 视频NVR组成及工作原理 —

NVR直接与网络摄像机连接，经过网络摄像机自身将图像或声音转换成数字格式传输给NVR进行录像储存。这样的一个工作原理使得NVR录像质量大幅度提升，并减少了摄像机往录像机传输工程中由于压缩、模数转换而造成的损耗。如果把DVR和NVR比作仓库的话，DVR就是接收产品，自己进行整理包装后入仓，而NVR则是接收已经整理打包完成的产品，直接入仓。

»单片Hi3515A NVR解决方案

Hi3515A 单片 4D1 NVR

• 4D1实时解码

• HDMI VGA 1080P@60fps同源输出 2路CVBS输出

Hi3515A 单片 2X720p NVR

• 2路720p实时解码

• HDMI VGA 1080P@60fps同源输出 2路CVBS输出

—POE供电标准及工作原理—

»POE供电：

POE（Power Over Ethernet）指的是在现在的以太网Cat.5布线基础架构不作任何改动的情况下，子啊为一些基于IP的终端（如IP电话机、无线局域网接入点AP、网络摄像机等）传输数据信号的同时，还能为此类设备提供直流供电的技术。

»供电工作过程：

1.检测：POE设备在端口输出很小的电压，直到其检测到线缆终端的连接为一个支持IEEE

2.当检测到受电端设备之后，POE设备可能会为受电设备进行分类，并且评估此设备所需的功率损耗

3.开始供电：在一个可配置时间（一般小于15μs）的启动期内，供电端开始从低电压向受电设备供电，直至提供48V的直流电源。

4.断电：若受电设备从网络上断开时，PSE就会快速地（一般在300~400ms以内）停止为受电设备供电，并重复检测过程以检测线缆的终端是否连接受电设备。

»供电的原理：

中间跨接：标准的五类网线有四对双绞线，但是在10M BASE-T和100M BASE-T中只用到其中的两对。IEEE80 2.3af允许两种用法，应用空闲脚供电时，4、5脚连接为正极，7、8脚连接为负极

未端跨接：应用数据脚供电时，将DC电源加在传输变压器的中点，不影响数据的传输。在这种方式下线对1、2和线对3、6可以为任意极性。

»POE供电标准：

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