相机光学（二十一）——IPC相机

ipc是IP Camera的缩写词，IP是网际协议，Camera是照相机、摄影机，IP Camera顾名思义就是网络摄像机，它是一种由传统摄像机与网络技术结合所产生的新一代摄像机。

网络摄像机又叫IP CAMERA（简称IPC）由网络编码模块和模拟摄像机组合而成。网络编码模块将模拟摄像机采集到的模拟视频信号编码压缩成数字信号，从而可以直接接入网络交换及路由设备。网络摄像机内置一个嵌入式芯片，采用嵌入式实时操作系统。网络摄像机是传统摄像机与网络视频技术相结合的新一代产品。摄像机传送来的视频信号数字化后由高效压缩芯片压缩，通过网络总线传送到Web服务器。网络上用户可以直接用浏览器观看Web服务器上的摄像机图像，授权用户还可以控制摄像机云台镜头的动作或对系统配置进行操作。

网络摄像机能更简单的实现监控特别是远程监控、更简单的施工和维护、更好的支持音频、更好的支持报警联动、更灵活的录像存储、更丰富的产品选择、更高清的视频效果和更完美的监控管理。另外，IPC支持WIFI无线接入、3G接入、POE供电（网络供电）和光纤接入。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。

IPC的硬件构成

网络摄像机（IPC）一般由声音传感器、A/D转换器、图像、声音、控制器网络服务器、外部报警、控制接口等部分组成。

控制器

控制器是网络摄像机的心脏，它肩负着网络摄像机的管理和控制工作。如果是硬件压缩编码，控制器是一个独立部件；如果是软件编码压缩，控制器是运行编码压缩软件的DSP，即二者合而为一。

网络服务器

网络服务器提供网络摄像机的网络功能，它采用了RTP/RTCP、UDP、HTTP、TCP/IP等相关网络协议，允许用户从自己的PC机使用标准的浏览器根据网络摄像机的IP地址对网络摄像机进行访问，观看实时图像，及控制摄像机的镜头和云台。

外部报警、控制接口

网络摄像机为工程应用提供了实用的外部接口，如控制云台的485接口，用于报警信号输入输出的I/O口。如红外探头发现有目标出现，发报警信号给网络摄像机，网络摄像机自动调整镜头方向并实时录像；另一方面，当网络摄像机侦测到有移动目标出现时，亦可向外发出报警信号。

网络摄像机的基本原理是：图像信号经过镜头输入及声音信号经过麦克风输入后，由图像传感器的声音传感器转化为电信号，A/D转换器将模拟电信号转换为数字电信号，再经过编码器按一定的编码标准进行编码压缩，再控制器的控制下，由网络服务器按一定的网络协议送上局域网或INTERNET，控制器还可以接收报警信号及向外发送报警信号，且按要求发出控制信号。

A/D转换器

A/D转换器的功能是将图像和声音等模拟信号转换成数字信号。

基于CMOS模式的图像传感器模块有直接数字信号输出的接口，无须A/D转换器；而基于CCD模式的图像传感器模块如有直接数字输出的接口，亦无须A/D转换器，但由于此模块主要针对模拟摄像机设计，只有模拟输出接口，故需要进行A/D转换。

IPC的工作原理

图像信号通过镜头输入及声音信号通过输入后， 由图像传感器和声青传感器转化为电信号， 模/数转換器将模拟电信号转換为数字电信号，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， 由网络服务模块接一定的网络协议传送到网络， 控制器还可以接收报警信号及向外发送报警信号。主控模快将系统内核转入系统内存SDRAM中， 系统从 SDRAM联动。 系统启动后， 主控模块控制通过串行接口/人机接口等控制编码模块、网络模块及串行接口，实现程现频的编码压缩，网络传输及PTZ控制（ PTZ是Pan/Tilt/Zoom的简写，代表云合全方位“上、下、左、有”移动及镜头变倍、变焦控制），IPC加电启动后软件启动的过程包括装载，启动代码、 设备驱动程序、 网络协议处理、监控要收转发控制程序等。