智能球的功能和特点分析

         随着智能球机的广泛运用和普及，其人性化的设计越来越受客户的青睐。以往的智能球，简单的从摄像机与云台的性能来进行考虑：一般先考虑摄像机的线数，确保监控图像的质量。在不同的运用场合，必须选择不同倍数范围的摄像机。比如，在宽广的交通道路监控系统、森林防火系统中，为了监视较远范围的情况，必须选择倍数较大的摄像机，如日立VK-454摄像机，敏通54G2H摄像机等等；在室内如会议室，办公室，银行办公系统等如果需要选择智能球，则可以选用倍数较小的摄像机。此外，还考虑摄像机的焦距范围、像素、水平分辨率、信噪比、快门调节方式、白平衡自动追踪模式、背光补偿、以及低照度自动切换的能力等。而云台则考虑云台水平、垂直连续运行角度，运行速度调节范围，包括快速反映能力，高速运行的可靠性与寿命，也包括低速时运动的稳定性，图像是否抖动等因素；另外还包括球机带预置点个数的能力，对于现场情况记忆的能力，包括对云台位置、摄像机变倍、变焦位置记忆定位的度等因素。

         RS-232、RS-422与RS-485都是串行数据接口标准，zui初都是由电子工业协会（EIA）制订并发布的；以往由于RS485或RS422带节点负载能力较强，通信距离较长的特点，一般智能球都采取RS485或RS422的电气接口。RS-232、RS-422与RS-485标准只对接口的电气特性做出规定，不涉及接插件、电缆或协议，在此基础上用户可以建立自己的高层通信协议。安防企业近几十年的发展，许多企业都制定了各自比较完善的通信协议，比如PELCO、AD、Panasonic等等，这些企业内部通信协议广泛的运用在其智能球和矩阵，多媒体，画面处理器，DVR等产品中。在不同的工程系统中，可能使用到众多不同厂家的产品，由于不同协议之间存在很大的差异，考虑系统兼容性问题，智能球集成了解码器功能，可以和多种协议相兼容。在Manchester码通信系统中，例如Philips和 AD，其通信方式区别于一般的串行异步方式，属于串行同步方式，智能球兼容了对此类通信方式的处理。在特殊的环境，不允许使用双绞线或同轴电缆作为通信介质，为了适应这种场合，智能球增加可红外接收方式。另外，由于智能球网络发展的趋势，智能球增加了标准的网络接口，支持标准的网络通信协议。

         考虑用户对智能球操作的直观性和方便性，智能球增加了On-Screen Display（OSD 字符叠加）功能。摄像机相关的信息，多数可以通过OSD功能反映给用户，通过字符、图标等显示方式，用户可以直观的对智能球进行操作，对需要处理的事件进行编程，在某种程度上使人机信息交换界面更加友好。通过该功能，可以设定智能球标题，便于用户选取所需要控制的对象；对摄像机软地址进行编码，修改控制对象地址（ID），该操作可以增加系统安全性，防止非操作人员进行误操作；可以对智能球预置位置情况编程，显示预置位置基本信息情况，将当前所处状态反馈给用户，使用户在*时间进行相关处理。当然，还可以通过该功能对摄像机功能进行操作，对一些特殊功能进行编程控制等等。 

        智能球在考虑安全监控的情况下，也必须考虑保护个人隐私。国外对监控产品，尤其是使用摄像机的产品，如果带遮蔽功能更是。国内尽管对此反映不是很激烈，但随着中国加入世贸组织以来，为了适应市场需求，多数智能球开始采用遮蔽功能。遮蔽功能的实现：在视频流的特定位置增加特定的遮蔽块，屏蔽摄像机在该区域采样到的视频信号，从而达到遮蔽效果。在遮蔽功能情况下，当智能球的摄像机随云台变化时，其遮蔽块也随之相应移动变化；当摄像机倍率有所变化时，相应遮蔽块也随之放大或者缩小，从而既达到了监控的目的，也达到了保护隐私的效果。在某些特定场合，可能需要多处实现遮蔽，这对智能球的遮蔽功能要求更为苛刻。 

        以往系统中多采用多点使用多个固定摄像机的方式，由于智能球为球机，所以如今往往被一个智能球所代替。对于某些特定的位置，可以设置为预置点，通过调用预置点来观察各个特定点的情况。通常情况，智能球带预置点个数为64，由于特殊原因，某些场合需要记忆的预置点更多，导致现今多数智能球带预置点的数目有所增加。而且在此基础上，增加了巡视功能。所谓巡视功能，是指球机在特定的预置点之间巡回扫描，其中包括扫描速度，每个扫描点的停留时间。由于巡视方式有其局限性，主要体现在：巡视过程为点到点的运动，是在三维空间进行的球面运动，即走zui短的曲线。如果用户希望智能球还原用户在每个点之间的操作过程，或者重复实现一些特定的简单动作，那么很难使用巡视功能还原。因此，智能球增加了人性化的自学习功能。使用该功能，在特定的时间内用户对球机进行的所有操作都可以被很好的记忆、还原。对于某些复杂的、特定的、往复的轨迹运动，通过自学习功能，能够有效的重复实现。

        在实时监控系统中，由于人眼对于移动物体识别反映需要相应的时间，如果球机转速过快，那么图像变化愈快，相应人眼识别物体的能力愈低。考虑到人的视觉因素，为了便于在变倍过近的情况下容易捕捉目标，智能球增加了长焦视控功能，即水平、垂直运动速度自动随变倍变化而反比变化。当物体在屏幕上显示的比例越大，球机运行的速度越慢。有的甚至达到了“爬行”的速度，而且在此速度下，图像平稳，无明显的抖动现象。 

        随着科学技术的进步，各项学科的相互渗透，运用，智能球的综合实力也不断的增强；集成了区域动态检测、人体识别追踪功能；网络球的运用，可使用户可通过以太网进行远程实时监控。

        硬件方面，智能球机结合了报警处理功能，多路报警输入，输出方式可选。报警方式可以为继电器输出、图像冻结、调用特定预置点等方式。为了便于系统维护和升级，给客户更好的服务，往往电路上增加了与操作系统相匹配的下载接口，如：RJ-45数据接口、JTAG接口等。而且，为了保护数据总线，保护球机、延长使用寿命，减少意外事故的发生，智能球更好的进行了电源防浪涌和雷击保护，数据总线的保护、以及对摄像机视频信号的保护。

        智能球的运用
        由于智能球区别与传统的摄像机+云台+解码器模式，具有快速定位，快速响应的能力，性价比更高，调试、安装、操作方便的诸多优点，得到了广泛的运用。凡是涉及公共安全的场合，几乎都需要视频监控产品，以便随时随地监控、保障公共的财产和人身安全。典型的如同广场、农场、车站、码头、交通（高速公路、机场、道路、桥梁、城市交通系统）、水利、监狱系统、森林防火等等。这些场合使用室外型智能球，对球机性能要求较高：需要充分考虑摄像机镜头倍数，自动曝光情况，是否具有低照度自动转换功能，防灰尘、防潮湿，以及在恶劣气候环境下（高温、低温环境）正常运作的能力。在某些事故隐患较多的场合，需要选购具有特殊功能的智能球：如防火系统，可能需要选购带红外温度感应识别，动态检测等功能。 

        以往使用监控设备较早的保安系统、银行、其他保密性较高的场所，以及现今出现的智能小区、楼宇、商场、超市等等场合，使用的智能球多数为室内型。这需要考虑摄像机的清晰度，球机高速运行的寿命，低速运行时图像的质量，以及电机运行产生的噪声大小。某些特殊场合，需要适当选择带遮蔽功能的智能球，用于保护个人隐私。 

        随着数字信息化的发展，传统的定点监控渐渐显示其局限的一面，不能满足远程实时监控的需要，主要体现在外向型工厂，跨地域办公系统，多点连锁超市等，无法利用传统的双绞线或光端机作为图像、数据的传播介质。借助网络信息的长足发展，利用便利的网络优势，进行图像信息、音频信息的传送，从而达到远程监控的目的。相应的网络智能球也开始起步，集成了图像采集，音频信号采集，图像、音频信号压缩，网卡驱动等功能。现被用于电力系统、远程会议系统等跨地域办公系统。

        由于目前国内的安全防范意识普遍还比较薄弱，安防产品涉及的领域还不够宽广和深远；同样其潜在的市场也非常庞大，如医院系统、私人家居监控，以及结合其他自动化的安全防范领域。自从中国入世以来，产品化的趋势日趋强烈。国内产品具有功能全，成本低，性能好，售后服务便利的优点。智能球的市场需求也不可估量，同时面临的挑战和要求也愈苛刻，只有加强开发力度，开拓新的运用合作领域，发掘新市场，才能促进安防事业以及自身的发展。 

        智能球的安装要点
        室内型智能球与室外型智能球不光在功能选型上要区别，其安装附件也不同。室外型要求配置室外型防护罩（内置风扇、加热器）、防尘罩等配件，必须考虑防尘、防水。在特殊的环境，根据具体情况还需要选择相应的保护器件。室内型通常只需要固定附件。常用的安装方式有：室内吸顶、室内嵌入、室内吊顶、室内壁装、室外壁装和室外吊顶等。用户可以根据具体运用场合选择相应的安装方式。

        如果使用传统的双绞线作为传输介质，必须严格按照电气安装准则，将强电与弱电信号隔离，避免干扰以及防止由于浪涌电压将通信芯片或数据总线击坏。在广场，车站等空旷的环境，更应该作好外部防雷措施。在高温地区，需要注意产品的散热、通风；在高寒地区，需要注意产品的加热问题。通常智能球使用步进电机驱动，由于步进电机具有定位，易于控制的特点。电机是智能球运动的核心，温度过高可能引起工作不正常，温度过低，容易使电机冻结，启动不正常。另外室内安装，必须注意安装位置，安装高度，避免出现监控死点。线路检测完毕以后，在安装智能球之前，如果有条件，建议先在现场（比如总控室）对球机进行操作检验，确保球机性能的完好。这样操作，可以避免因为由于球机原因，而导致安装过程的往复，可以减少安装过程中投入的人力、物力以及提高安全性。 

        智能球机人性化的安装设计，使安装更简洁、安全、可靠。不同厂家的产品安装方式各有其自身特点，必须参照安装说明，按步骤操作，否则，可能产生意外的情况，导致系统紊乱。比如，球机地址必须是*，安装时根据需要选择拨码，以进行系统连接操作。在任何485总线通信系统中，尤其是负载较多的情况下，为了增加RS485总线现场带负载的能力，减少信号干扰，通常需要在控制器件zui远端接入与总线阻抗相匹配的端接电阻。而智能球设计过程中通常为用户考虑到了，如果用户没有仔细阅读操作说明，可能会导致系统操作出现故障。

　　结语
        随着芯片功能集成度的提高等，智能球越来越向小型化、多功能化发展。随着数字技术的发展，图像压缩处理技术的发展，智能球将不在局限于模拟监控领域，处理信息更为宽广，可使产品更加人性化，将越来越多的运用于音频、数字图像处理领域，可完成进行人体识别，动态检测、移动侦测、语音识别等复杂而重要的任务。借助网络信息业的长足发展，可实现网络远程监控，实时监控范围更宽广，实现真正意义上的实时监控。