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几种常见监控摄像机异常现象和解决方法
一、监控图像受干扰首先应区分是系统内部产生还是外侵干扰,还应区分产生干扰的部位,是摄像机前端、传输系统还是监控中心设备,常用“分割法〃、“替代法〃区分图像干扰的现象及产生原因为
1、杂波干扰表现为图像上混有杂乱的“横道〃、“波纹〃或一阵阵杂乱的飞点、刺、线状干扰,严重时导致图像模糊、扭曲、抖动、翻滚此问题的原因多为
(1)视频插头与插座间接触不良,视频线接头压接、绞接点接触电阻变大,视频线屏蔽不好
(2)视频接头靠在安装支架或立杆上有松接触(3〕有些场所电磁环境恶劣,即使无上述缺陷也会出现图像干扰,如工业厂房、电梯轿箱等,需采取相应措施,有些要改变传输方式才能彻底消除干扰[4)市电叠加有尖峰、突变、杂波闯入引起干扰15)光缆传输时,尾纤未拧到位或对接面受污
2、滚道干扰表现为图像上叠加了上下缓慢移动的横条,显然这是交流市电或帧频干扰此问题的原因多为11)视频传输的起点和终点分别接地,两地存在交流电位差,如图1所示,干扰信号Vn与输入信号Vi叠加经传输线到达负载R,这是最常见的原因
(2)直流电源不良,如直流稳压电源整流滤波电路内阻变大、电解电容漏液、过负载、电网电压过低等直流电源不良常表现为屏幕上两横条干扰(100Hz),其他电源干扰只有一横条(50Hz)
(3)射频传输时,有时用高频电缆给信号放大器馈送50Hz交流电,传输设备的“交流过电扼流圈〃过载磁饱和引起的交调
(4)射频传输时,系统过载交调,其他频道帧逆程干扰形成滚道,常伴有行逆程斜线干扰
3、网纹干扰表现为图像上叠加了一张移动的细网,常与杂波干扰相伴出现此问题的原因多为
(1)无线电波闯入,以中短波播送电台干扰最多,所有引起杂波干扰的原因都可引入网纹干扰
(2)医疗设备或高频注塑机等大功率高频工业设备、劣质无绳及对讲机、遥控设备等高频干扰
(3)射频传输时,系统非线性引起的互调干扰估算干扰源频率,有助于排查,网纹跑动不快时,可数出屏幕水平方向干扰线根数”N〃;或用尺量,那么N二〔屏幕水平宽度/干扰线距),因电视行正程时间约52uS,故干扰源T=52/N〔uS〕,f=l/T(MHz)
4、图像后面有淡的、负的、或不同步的其他图像此问题的原因多为[1)视频矩阵切换器通道隔离度下降、插件接触不良
(2)当光端机、视频分配器、矩阵等设备未接公共地或接地不良,不同监视器又相接时,不同路径的视频信号会互相串扰,应改善接地,或各路独立“浮空〃〔3〕射频传输时,相邻频道电平差太大,受邻近频道干扰
(4)射频传输时,系统交调干扰以上几种干扰常不是孤立出现,应综合分析,一并排除
二、抑制监控图像干扰的方案
1、选用质量好的传输设备及配件传输线接插头接触不良引起的故障占极大比例,尤其在沿海潮湿地区受盐雾侵蚀,问题更为突出,因此要选用优质的传输设备及配件,如视频电缆、BNC接头等,并加强防护
2、标准安装工艺
(1)所有接头应焊接不允许压接、绞接,同时要严密可靠地包扎,防止与支架或立杆搭接注意防止进水[2)传输电缆中间不要接头定购长包装的线,短线用在近距离传输应预埋备用线〔3〕走线要套管线头线尾套管较难,如进出地沟处、进出墙壁处、墙壁至摄像机罩间等,套管很难到达,是进水、断线等故障多发点,不可忽略[4)传输线尽量埋地,不架空,金属套管比PVC套管抗干扰,尽量采用
3、抑制交流地电位差干扰此干扰常令技术人员很棘手,抑制方法有U)一头“浮空〃摄像机、解码器及电缆与云台、支架、立杆之间尽可能在电接触上隔离防止干扰信号经电接触传导,同时使摄像机前端“浮空〃,不接地,可防止交流地电位差干扰,相当于图1中CB断开,干扰源没有通路”浮空〃具有一定的防雷效果但实际系统常做不到“浮空〃,如传输起点接有其他设备必须接地时需采取下面将介绍的措施
(2)视频光耦合电路见图2a,注意收发两端的地线不可相接
(3)视频变压器,见图2b,需注意防磁饱和非线性H oneywell有几款摄像机自带“地隔离变压器〃,光耦与视频变压器均隔断了地电位差干扰通路,可等效为“浮空〃,但需要视频直流分量恢复(4〕差分隔离电路,如图3所示,此即为平衡传输方案,详见“平衡传输〃一节
(5)纵向扼流圈见图4,因Ml、M2为双线并绕,Vi对Ml、M2鼓励的电流大小相等方向相反,对磁芯的感应磁场互相抵消,所以对于Vi,Ml、M2相当于阻抗很小的一般传输线,相反,Vn对Ml、M2的鼓励电流方向相同,表现为很大的电感阻抗,对R分压很大,起到了遏制Vn干扰的作用
4、抑制播送电台干扰可采取提高传输电平、选用高屏蔽电缆、埋地、金属套管等措施,上述措施假设不能彻底解决,可改光缆或双绞线平衡传输,距离电台太近时,只有数字网络传输能彻底消除此干扰
5、抑制射频传输时的干扰射频传输干扰多为系统或设备性能等内部原因引起或无线电波干扰,所以设计、安装、调试、选择无干扰频点等环节都不可无视,远距离传输需兼顾不同季节不同温度下的系统参数
6、合理选择传输方案应该在设计时进行勘测论证,根据现场电磁环境和气象环境合理选择传输方案,工程中改变传输方案,势必提高造价,延误工期
三、抗干扰的传输方案
1、平衡传输由于外界干扰〔包括交流地电位差干扰)多为共模信号,平衡传输时,视频信号是经差分的,在传输终端,共模干扰被抑制几十分贝另外,五类、超五类双绞线的双绞结构即双线平衡且空间上等间隔变换,使空中感应干扰得到抵消,所以具有良好的抗干扰性能一根含四对双绞线的五类线可传输四路视频信号,其粗细和售价与一根相当直径的视频电缆差不多,性价比高摄像机输出阻抗为75欧不平衡,五类及超五类双绞线为平衡100欧,用于传输视频信号需进行平衡变换,接入端变换的同时进行适当放大和频率预补偿,接收端反变换的同时进行频率再补偿,并把被传输线衰减的视频信号放大到1VP-P标准电平如图3是实际应用电路,此方案用在抑制重复接地引起的交流电位差干扰、电梯轿箱等具有很好的抗干扰效果
2、光缆传输由于传输介质是光纤和激光,不受电信号干扰,所以抗干扰、抗雷击等电浪涌的性能很好,平安稳定随着光缆及光端设备的成熟和降价,此方案应用于工业厂区、城市交通电视监控的远程传输,造价低效果好
3、中频、射频传输此方案就是播送电视传输方案,中频、射频调制是把基带视频信号频段搬移,可避开频率相对较低的干扰频谱,虽然调制后频率提高,单位线损提高,但倍频程下降,频率失真小,可实现高质量远程同轴电缆传输、无线发射、多路图像共缆传输、双向视频传输、数字视频传输、控制信号传输等
4、数字网络传输是最新的网络数字视频信号传输,其依附局域网或公共信息网,只要网络到达的地方就可监控,用户在授权的情况下,可以不受地域限制随时按需监控,数字传输的优越性在于其系统只要能区分“0〃和“1〃就不会出错,抗干扰阈值很高,且其失真不会因距离的加长或处理环节的增加而积累,由于网络摄像机输出就是数字信号,其抗干扰性能是所有其他传输方案不可比较的,在厦门某播送发射台电视监控工程实践中,只有用这个方案,严重的网纹干扰才得以消除网络监控具有信息网络所拥有的优势,是未来开展方向,但目前许多案例尚有以下缺陷
(1)保密性较差,有保密需求的系统要走内部局域网或专网[2)实时性较差,有些使用需求不能容忍,如水、陆交通监控、闹市区治安监控,因网络传输延迟,无法用云台及长焦镜头捕捉目标〔3〕对网络资源占用大
(4)对网络运行的稳定性可靠性依赖性大[5)有些案例图像效果、控制敏感性不如模拟系统系统设计时应予注意
四、监控图像模糊不清等问题图像模糊不清的原因多为
1、镜头聚焦调整不到位尤其是可变焦镜头,如果后焦距未调好,聚焦效果随焦距的不同而变,验收时常被混过关后焦距的调校即调校镜头的成像面,直至与CCD靶面重合,方法是
(1)摄取约三米景物,光圈调最大,焦距调最长,调准镜头聚焦,(2〕再把焦距调最短
(3)松开后焦距调整环的螺钉(常为内六角),调整后焦距调整环使图像清晰,[4)重复以上过程直至整个变焦范围内图像皆清晰[5)定焦镜头只要一次性调准
2、传输太远、视频线老化、传输线及接头进水表现为图像及彩色暗淡,严重时图像不稳,无彩色
3、摄像机罩或镜头受脏污、受遮挡多发生于重烟、尘处,或污水能溅到处,或虫筑窝,空抛垃圾袋覆盖等,应常检查去除冻库里或北方室外摄像机罩及镜头常因结露凝霜而图像模糊,需选用能除霜和水的机罩
4、照度不够尤其是地下车库、仓库、走廊,应及时更换损坏的照明灯红外射灯补光适用于黑白或彩色/黑白摄像机,注意红外光源功率有限,应尽量接近被照物;彩色摄象机滤光片会滤除红外线,不适用红外补光
5、监视器散焦监视器显像管座受潮、受污、变质使聚焦电压(次高压〕偏离,导致图像模糊最为常见,应予更换
6、射频传输时系统频率特性劣化射频调制器用残留边带传输视频,以声表、LC、谐振腔等元、部件滤波器实现并保证多频道互不干扰,滤波器等参数或射频频率偏离就会造成接收端图像模糊假设是射频电平太低,图像模糊的同时满屏噪点
7、劣质摄像机、镜头、分割器分辨率低、清晰度低、灵敏度低等
8、图像重影、拖尾这主要是传输系统阻抗失配,如监视器无环通输出时,应设在75欧低阻输入另射频传输时,射频线芯线接通,屏蔽层断开会导致重影、拖尾显像管老化会引起图像拖尾、暗淡
9、彩色不正常
(1)色调偏我国PAL制式场频50Hz,多屏幕同时监视闪烁感很强,引起视觉疲劳,有些用户使用NTSC制式场频60Hz,明显减轻视觉疲劳,但NTSC色调是可调的,且容易跑偏,需注意[2)色调乱多为显像管磁化引起,检查监视器近处有否强磁性材料,给以移走间断地开、关监视器交流电源可消磁,或使用专用消磁器消磁
(3)色淡传输系统非线性引起微分相位(DP)指标劣(4〕传输系统及摄像机质量差彩色会不正常
五、图像扭曲、抽动、滚动、晃动等
1、图像扭曲、抽动、滚动的原因有11)干扰信号损伤或淹没同步信号(见前述)
(2)大信号传输时,视频有源放大处理环节非线性引起的同步头压缩应合理选择放大器接入点,选用动态范围大的放大器(3〕视频直流分量恢复(嵌位)电路不良引起的同步头压缩
(4)射频传输系统过调制、欠调制、微分增益(DG)指标差等原因引起的同步头压缩
2、图像晃动多为摄像机晃动引起,带云台与变焦、长焦镜头较为普遍,严重时图像无法监视消除图像晃动,应从以下环节入手
(1)基座水泥基座浇注尺寸要足够尤其路边重车经过时、海边大浪打来时、开阔地或风口大风吹来时的抖动要考虑在内(2〕立杆镀锌管刚性不如铸或轧焊管,应选后者钢塔或土建塔更稳些交通信号灯、指示牌等较招风,摄像机不要与之同杆摄像机尽量挂墙,省去立杆
(3)云台及防护罩要固定牢靠,长焦镜头要选用稳重产品,选用自由度很小的慢速云台或液压云台[4)焦距使用超长焦镜头一定要非常谨慎,一个500-1000mm镜头数十万元,监视数公里外场景,镜头细微抖动,图像跑了很远,再加能见度、地面(水面)蒸气干扰等因素,曾使某工程验收不合格只好换用短焦距,增加镜头数来解决
3、镜头或云台控不动多因断线、电机卡死、烧坏、驱动缺乏、解码器故障或地址被拨动改变、主机设置被改乱等不同原因造成的故障,其现象是不一样的,应在实践中体验、分辨、判断并根据具体情况采取相应对策与方案予以解决
六、监控与报警系统自身防护不到位尤其是室外局部,此问题引起的系统故障占很大比例
1、室外设备箱散热不够室外设备箱多为喷塑钢板或不锈钢结构,夏天阳光下可“发烧〃到50-60摄氏度,以至设备工作不稳定直至烧坏,应使用双层结构、加装遮阳层、遮阳罩、留散热孔或装散热风机
2、防雷措施不当表现最为突出的是电源线引雷,因此电源避雷器绝不能省略再那么是避雷接地线与箱体用螺丝锁,测试可过关,时间一长,电阻增大,不能很好地泄放雷电,导致雷电击坏设备,正确的做法是接地线与被保护体焊牢
3、室外设备箱防虫防鼠电器发热和指示灯亮光会引诱虫鼠,因此设备箱进线口不留太大,要封堵,散热孔应加金属筛网
4、防水、防盗、防破坏防水室外设备箱下应有足够高的水泥台或支架,防止淹水散热窗应背离路面防止溅水防盗室外设备如光端机属贵重设备,易失窃,设备箱门应接防拆开关,光端机等前端设备应带报警接口防破坏注意室外设备箱选点应不影响交通、不易被撞、不设在近期拆建地界
5、报警系统防拆电阻防拆电阻俗称线尾电阻,要接在线尾,即报警探头端,才可起到防拆及线路短路、断路就报警的作用,但验收时经常见到图省事将该电阻接在主机端的情况,虽一时运行正常,但起不到应有作用,有严重隐患,见图5图5b中,0假设CB2短路,不但不报警,而且常闭探头失效图5d中,假设CB1开路,不但不报警,而且常开探头失效
6、报警系统防拆开关室外局部的防拆开关常需专门接入,往往被工程人员省略,不平安
7、系统及线路标记不清、资料不齐、移交不标准、保管不善给使用、维修及系统改造升级造成困难
七、红外对射探头的局限性及对策周界报警系统大量使用红外对射探头,但常因防线漏洞使系统形同虚设,克服这些漏洞并非易事,这些漏洞及其防范措施有
1、翻越如图6a所示穿过如图6b所示“空挡〃如图6c所示替代:如图6d所示,一般的红外对射探头,发射端所发红外线没有编码,无法辨真伪,给替代入侵以可趁之机
2、翻越、穿过的防范增加红外对射的数目,以形成“栅栏〃屏障,如图6e,或探头隐蔽安装,使入侵者无法避开警戒射线“空挡〃的防范合理安装,使警戒射线交叉,如图7f替代的防范对红外射线进行编码以防替代,此方案可同时实现总线式接入,简化系统,节省线材
3、电子栅栏的优越性电子栅栏是近几年开展较快的主动红外线周界报警探头,图7为某产品电路图3-5束红外线可形成平面屏障以防止穿过,多束红外线互相验证警情以防误报红外线收发端进行编解码,使之无法替代入侵,同时增强抗干扰性能,所以比无编解码的对射探头可靠,但有些电子栅栏产品射线聚焦过于简单
八、报警系统消除误报的措施银行、金库、监所报警系统报警可是特级警报,但经常演绎“狼来了〃,浪费了珍贵紧缺的警力报警灵敏度与误报常是矛盾,用户宁可误报,不可漏报,但经精心设计、安装、维护,二者可以兼顾,做到既不误报又不漏报,以下是一些经验
1、并联常闭触点、串联常开触点如门窗,一旦被入侵而翻开,并联常闭触点全开,两个以上触点同时探测被侵,可进一步证实警情,防止个别触点误动作引起的误报
2、加强维护探头要定期擦拭清洗,确保探测灵敏度和防止误报排虫去除虫筑巢及死虫堆积及时排除遮挡例如树枝遮挡应予修剪
3、精心选择报警探头[1)能用红外栅栏时谨用对射探头因为前者有三至五束红外线,且有编解码,而对射探头一般为一至两束,且无编解码(2〕能用栅栏或对射探头时谨用双鉴探头栅栏或对射均为实物遮挡探测,双鉴探头即为微波多普勒移动探测加被动红外探测,基于反射原理,易因室外目标经金属或镀膜玻璃折射等原因误报;[3)能用有线传输时不用无线传输无线探头一般由电池供电,且抗干扰性能不如有线探头
(4)常闭比常开可靠电气接点从闭到开比从开到闭可靠
(5)连线比触点可靠,如文物、贵重仪器,可直接用连线穿绕比触点报警更为可靠且造价低廉选择方案不能怕麻烦、图简单,要根据现场条件和经济条件合理选择
4、调整探头灵敏度有些报警探头可调整灵敏度,如红外栅栏,不同接线适应不同探测距离,要精心设置调准对射探头发射端是“枪〃,接收端是“靶〃,应首先瞄准了“枪〃让射线上“靶〃,再调”靶〃,要两人配合,用数字表测接收电平来调
5、精心设置主机如报警时延等参数要根据具体情况设定主机上有些报告是多机连网时才有用,一些意义不大的报告应予删除,如市电恢复报告等
6、加强值班记录查明每次误报原因予以排除,详细记录,长期屡次的记录可发现规律性的内容,对找到系统问题的症结非常有用,并可举一反三。
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