视频监控系统设计方案

视频监控系统设计方案

设计单位：电子设备与运行管理2011-1班

设计人员：刘德红  10608111027

设计日期：    2012年 12 月7  日

5.1   整体系统结构图    11

1.项目概况

校园视频监控系统是校园管理的一个重要手段，系统能借助音视频控制技术把校园的实况实时传送到监控中心。系统对校园环境各种意外情况的全面监控并实时录像可以使发生的情况及时获知并有据可查。就学校来讲，有其特点：管理人员少，学生人数众多、防范意识差。学校的实验室、计算机房、学生活动中心、运动场、图书馆、学生宿舍、办公楼、教学楼等公共场合都存在安全隐患。特别是进入冬时节，天气的变冷，尤其是夜间的安全防范保障更应该加强。为了保证良好的教学环境，对校内的日常管理，突发事件，校外的偷窃、犯罪分子的全天候的安全防范工作更应该提到第一日程。使安全保卫和校园管理走上一个全新的台阶。监控系统是实现社会治安综合治理的重要环节之一。发生的任何闪失，都会给外的社会治安带来巨大的压力，甚至造成严重的后果。近些年来，犯罪人素质和技术水平越来越高，采用高科技手段加强防范是当务之急。在高新技术数字化发展的今天，“多媒体、数字化、全方位”是系统对监控系统的新要求，也是充分发挥监控系统的作用，实现“向科技要警力”的途径。监控报警系统通过对目的监控场所的重点区域进行严密的二十四小时监控，不仅能在第一时间对各种违法犯罪事件做出快速反应，还能提供事件发生前后一定时间内的查证资料；同时采用监控远程传输技术实现省局监控中心对各个的监控，为的管理工作提供更有效的管理手段，大大减轻监管人员的压力，提高管理的效率和质量；还可以通过远程控制中心对监控区域进行远程监控，能实现无人值班时进行实时录像。随着日益增长的需求，为今日的校园监控奠定良好基础,并创造优良学校形象，所以学校对监控系统进行改观，也为未来的几年或者几十年的监控系统进行一定的改进。

2.设计依据

1《建筑电气设计技术规范》（GBJ16-83）

2《中华人民共和国公共行业标准》（GA/T75-94）

3《安全防范工程程序与要求》（GA/T 75-94）

4《安全防范系统通用图形符号》（GA/T 70-94）

5《民用闭路监视电视系统工程技术规范》（GB50198-94）

6《电气装置安装工程施工及验收规范》（GBJ232-82）

7《建筑安装工程质量检验评定统一标准》（GBJ300-86）

8《建筑物防雷设计规范》（GBJ57-83）

9《建筑电气安装工程质量检验评定标准》（GBJ303-88）

10《安全防范报警设备安全要求和实验方法》（GA16796-97）、

11《安全防范系统验收规则》（GA308-2001）

12《视频安防监视系统技术要求》（GA367-2001）

13 《视频安防监控系统技术要求》 （GA/T367－2001）

3.总体设计

3.1 设计目标

在进行网络视频监控系统设计的时候，依照的基本要求和特殊要求，本着架构合理、安全可靠、产品主流、低成本、低维护量作为出发点，并依此为贵单位提供先进、安全、可靠、高效的系统解决方案。本项目力求做到系统结构配置先进实用、更经济，节省项目单位总体投资。架构合理就是要采用先进合理的技术来架构系统，使整个系统安全平稳的运行，并具备未来良好的扩展条件。

稳定性和安全性

这是监控中最关心的问题，只有稳定运行的系统，才能确保网络视频监控系统平稳运行。系统的技术先进性是系统高性能的保证和基础，同时可有效地减少使用人员和系统维护人员的麻烦。良好的可扩展性则是为了用户的发展考虑。随着贵单位安防系统应用时间的增长，未来对安防系统的要求会更高。可扩展性保证当用户有更多的要求时，引入的新设备可以顺利地与本次配备的设备共同工作，进一步扩展与提高系统的性能。

产品主流

系统是否采用当今主流产品，关系到系统的整体质量和未来能否得到良好技术支持以及完整的技术文档资料。

在设备选型时，我们将主要依据贵单位提出的具体需求，我们选用具有国际先进技术的产品。

低成本低维护量 

指力争有良好的性能价格比，所采用的产品应是简单，易操作，易维护，高可靠度的。

系统是否具有优良的性价比是判断一个系统优劣条件的重要依据。系统的易操作和易维护性是保证非专业人员使用好一个系统的条件。高可靠度是保障系统运行的基本要求，也是易维护性的保障。

我司将本着上述设计原则，进行网络视频监控系统的设计。并将严格按照国际惯例并结合本司的技术实力与工程经验，进行网络视频监控系统设计，还将根据用户的实际需求提出技术培训。

3.2设计原则

本设计以行业标准作为设计依据，结合的具体情况，用最佳设计方案满足贵单位需求，体现最高的性能价格比，是本方案设计的指导思想，也是本方案设计的基本出发点和追求的目标。本设计主要贯彻“高质量”及“低成本”两条主线来进行设计。

根据的平面布点图，并充分考虑现场实际情况，前端设计采用高清晰度彩色摄像机，视频传输采用抗干扰高屏蔽同轴电缆，控制信号传输采用带屏蔽专用控制电缆，保证视频信号和控制信号的准确传输；控制系统采用视频服务器、存储服务器和视频管理软件相结合的网络视频监控系统，可以实现循环录像，并方便检索回放。

先进性

系统采用具有当今先进的技术的产品，一方面能反映系统所具有的先进水平，另一方面又使系统具有强大的发展潜力，以便该系统在尽可能的时间内与社会发展相适应。

安全性

对于安全防范系统，其本身的安全性能不可忽视，系统设计时，必须采取多种手段防止本系统各种形式与途径的非法破坏。

可扩充性

系统设计时应充分考虑今后的发展需要，系统应具有预备容量的扩充与升级换代的可能。

规范性

由于本系统是一个严格的综合性系统，在系统的设计与施工过程中应参考各方面的标准与规范，严格遵从各项技术规定，做好系统的标准化设计与施工。

3.3系统功能设计

✧校园内的教学楼、实验楼、图书馆、学生宿舍区、学生食堂、校园大门、活动场所等需要监控的地区安装摄像机，摄像机的视频线与单路网络视频服务器相接，利用网络视频服务器编码器把视频图像压缩编码后传回到监控中心，对于摄像机比较集中的点，同时可采用带有四画面的网络视频服务器，这样即减少了带宽的使用率，同时也节省了投入资金成本。

✧网络教室除安装监控摄像机外，同时配置高清晰的拾音器、扬声器、投影仪，采用带语音模块的网络视频服务器进行音视频信息压缩、编码与传输到网络监控中心与教学指挥中心。实现终端视频监控实时浏览，同时可用于视频会议及网络教学时使用。

✧实时对周界进行高清晰视频监控、有效的保证监区的安全。

✧24小时监看重要公共区域的安全情况，防止突发事件的发生。

✧实时监看整个周界范围，了解整个校园周边的情况。

2) 录像功能

单路和多路图像信号同步录入，能保持将近半个月的录像时间，进行资料文件的保存备份。支持存储服务器录像和本地存储录像。

3) 显示功能

通过显示器终端显像,每一个显示器可显示1/4/6/7/8/9/10/12/13/16分割画面,将来可以根据系统扩展需要通过解码器上电视墙。

4)录像检索功能

对录像能方便检索回放；可指定某个时间段任意回放，并可以对某个时间段进行分割成快照查询，快速定位查询目的录像；可以通过录像的书签管理，方便在第一时间找到目标录像资料；可即时回放几分钟前（5分钟内）的监控画面；对某些时间段发生的特殊情况的时段，可将其锁定下载，这样就可以避免资料录入时将其覆盖。

5)远程传输功能

可将存储服务器上的图像通过网络传输到有关部门进行远程监看。

6)移动帧测报警录像

视频服务器内置图像运动传感器，软件可以对监控画面内的图像进行详细分析，可以自动检测监控图像框内物体的明显移动并且在其动作范围超出限定值后触发报警联动。 

7)联动录像

可以通过前端探测器，触发报警主机，联动主机进行录像、报警声音输出。

3.4系统组成结构设计

                        校园平面图

4产品选型

(1)施工方便不需要铺设视频线，使用计算机网。视频网与计算机网合一。

(2) 节省成本：不需要专门的监控设备，使用计算机监控。监控设备与计算机合一。 

(3)图像清晰：全数字视频监控，画质清晰、流畅，图像压缩比高。

(4) 全面监控：多画面监控录像，完全满足保卫部门的需要。

(5) 功能强大：支持云台旋转、变焦镜头、红外监控。 

(6) 双网联通：本地局域网监控，互联网远程监控。 

(7) 使用灵活：在单位网站上无缝嵌入视频图像，领导不需要安装专业软件，直接使用浏览器进行管理监控，监控就像上网一样简单。 

(8)安全保证：提供帐号管理，保证信息安全。 

（9）技术驾驭：图像自动侦测、报警、录像。

云 台

　　云台是安装、固定摄像机的支撑设备，它分为固定和电动云台两种。 

　　固定云台适用于监视范围不大的情况，在固定云台上安装好摄像机后可调整摄像机的水平和俯仰的角度，达到最好的工作姿态后只要锁定调整机构就可以了。 

　　电动云台适用于对大范围进行扫描监视，它可以扩大摄像机的监视范围。电动云台高速姿态是由两台执行电动机来实现，电动机接受来自控制器的信号精确地运行定位。在控制信号的作用下，云台上的摄像机既可自动扫描监视区域，也可在监控中心值班人员的操纵下跟踪监视对象。 

　　云台根据其回转的特点可分为只能左右旋转的水平旋转云台和既能左右旋转又能上下旋转的全方位云台。一般来说，水平旋转角度为0°～350°，垂直旋转角度为+90°。恒速云台的水平旋转速度一般在3°～10°/s，垂直速度为4°/s左右。变速云台的水平旋转速度一般在0°～32°/s，垂直旋转速度在0°～16°/s左右。在一些高速摄像系统中，云台的水平旋转速度高达480°/s以上，垂直旋转速度在120°/s以上。 

监控设备云台

防 护 罩

防护罩是监控系统中重要的组件。它是使摄像机在有灰尘、雨水、高低温等情况下正常使用的防护装置。

视频放大器

　　当视频传输距离比较远时，最好采用线径较粗的视频线，同时可以在线路内增加视频放大器增强信号强度达到远距离传输目的。视频放大器可以增强视频的亮度、色度和同步信号，但线路内干扰信号也会被放大，另外，回路中不能串接太多视频放大器，否则会出现饱和现象，导致图像失真。 

视频分配器

　　一路视频信号对应一台监视器或录像机，若想一台摄像机的图像送给多个管理者看，最好选择视频分配器。因为并联视频信号衰减较大，送给多个输出设备后由于阻抗不匹配等原因，图像会严重失真，线路也不稳定。 视频分配器除了阻抗匹配，还有视频增益，使视频信号可以同时送给多个输出设备而不受影响。 

视频抗干扰器

视频抗干扰器主要应用于消除视频信号在视频电缆传输过程中遇到的各种干扰信号。它采用先进的技术，以多种综合手段彻底解决各种干扰源对视频信号的干扰，有效解决图像抖动、扭曲、模糊等问题，保证在恶劣的环境下传输稳定可靠的视频信号,可应用于电梯、电机、变压器、变电站、发射塔、电厂、车间及其它有强电干扰的场所

画面分割器 

画面分割器有四分割、九分割、十六分割几种，可以在一台监视器上同时显示 4、9、16个摄像机的图像，也可以送到录像机上记录。 四分割是最常用的设备之一，其性能价格比也较好，图像的质量和连续性可以满足大部分要求。九分割和十六分割价格较贵，而且分割后每路图像的分辨率和连续性都会下降，录像效果不好。 另外还有六分割、八分割、双四分割设备，但图像比率、清晰度、连续性并不理想，市场使用率更小。 大部分分割器除了可以同时显示图像外，也可以显示单幅画面，可以叠加时间和字符，设置自动切换，联接报警器材。

录像机 

　　监控系统中最常用的记录设备是民用录像机和长延时录像机，因其操作简单易学，录像带也容易保存和购买。 与家用录像机不同，延时录像机可以长时间工作，可以录制24小时（用普通VHS 录像带）甚至上百小时的图像，可以联接报警器材，收到报警信号自动启动录像，可以叠加时间日期，可以编制录像机自动录像程序，选择录像速度，录像带到头后是自动停止还是倒带重录…… 延时录像机的性能虽然出众，但价格不菲，而且目前分辨率不是很高，在延时录像时图像也会丢失一部分，回放的图像是一顿一顿跳跃的。

4.3   技术特点

1.平台本身

1.1 集中式管理

集中式管理体现在一个系统由一个中心管理控制服务器统一进行管理，任何系统的配置变化以及新单元的加入都由这个中心管理服务器进行统一认证，分配，调度，从而保证系统的一致性，可用性，安全性，并使接入系统中的各个单元得到及时的一致性的信息与指令。系统中其它服务器统一由中心管理服务器进行负载分配，在服务器发生变化时，由中心管理服务器及时进行负载转移，达到系统资源的合理分布与均衡。集中式管理主要还体现在系统管理员只要在自己的办公桌前就可以管理系统中的所有设备，同时也可管理系统中的服务器和客户单元，而无需站在任何被管对象前。集中式管理使系统在架构上简单，系统可靠，客户单元接入容易，便于认证以及权限的管理，对于具有控制争夺的请求可以采用统一的策略进行处理，并保证信息的一致性。

集中式管理还体现在组织机构的一个中心多级管理这样的管理体系上，中心建立主控中心域，有一个中心控制服务器，下级建立分中心域，有一个分中心控制服务器，上级中心的指令可下发到下级中心，下级中心的信息以及请求也可提交给上级中心，进行集中发布，并按照统一的组织机构对用户进行管理，实现下级多个区域的管理，对于跨域的请求可由上级系统进行仲裁，并授予两个域的互连。

1.2 分布式服务

由于一个服务器无法承担过多的设备访问，要保证大量的并发访问，可采用多服务器形式，进行分布式服务，同时对不同的访问类型也要进行分服务器处理。一个域中存在多个应用服务器，允许动态增加或减少应用服务器，当相应服务器连接上中心控制服务器时，该服务器则变为可用。中心控制服务器按一定的策略协调服务器之间的负载(DVR的访问分配)。系统允许动态增加或减少服务器。如果某服务器连接断开，则自动将其负载分配到其他活动服务器。

在中心控制服务器发生故障的时候，应用服务器保持工作，在故障排除后，应用服务器连接上控制服务器时，向控制服务器汇报当前DVR设备现状，以及客户端的访问状态。

客户端在请求系统访问时，会得到中心控制服务器的连接信息，自动连接到要访问的设备的管理服务器，并提交要进行的访问请求。

1.3 分级式存储

由多域存储与前端存储组成，各域管理各自的设备，一个域中有多个存储服务器，均衡设备的负载，并将数据资源存储在统一路径之下，这里采用的是统一目录访问协议，因此不同的存储服务器在访问同一资源时其路径是一致，由此达到中心存储的目的。其次在前端设备上也提供了本地存储，将视频存储在本地，主要是实现断网不断存储的目的，并可采用不同的策略在中心存储必要的、需要长期保存的数据，而在前端设备上存储短期的全面的视频数据。

1.4 媒体数据转发

由于视频监视存在着大量的重复性，对于客户端的访问，系统采用基于转发服务器的的传输方式进行实时视频的分发，并通过多网卡，隔离设备与客户端网段，设备网段采用安全的TCP连接，这样既可避免两类网段的冲突，又确保了数据来源的完整性，同时也增加了服务器网络的实际带宽。

对于DVR上的历史录像查看是通过流媒体点播服务器对用户的请求进行视频数据的转送，系统基于TCP进行传输，可确保视频数据的完整性。针对大量的录像查看的请求，服务器还做了缓存存储与命中策略，对于查看同段录像的请求大大降低了对DVR的重复请求，也保证了客户端得到数据的及时性。

1.5 系统的可扩展性

采用了系统的分布式服务，并实现动态服务增加与减少的处理，实现了系统的可动态延伸;

其次，采用不同类型的服务分离，以及服务注册/注销机制，使系统达到了可动态的扩展能力。

2.1 统一接入协议

要想把各个不同厂家的设备接入到大型监控系统中来，设备必须将统一按照系统的设备接入协议来通信，只有整个系统中所有的设备讲的是同一种语言，整个系统才能实现互联互通的目的。

所以定义一个通用、可扩展的的设备接入协议是大型监控系统的一个重要的技术工作。

2.2 提供视频开发包

我们统一的通信协议，并不意味着全部解决了系统的互联互通问题，由于各种各样的原因，各个厂家的音视频数据编码格式上存在着诸多的不同，而要求各个厂家按照统一的编码格式、统一的数据封装格式来输出音视频数据，显然有些过于苛求。所以较好的做法是将不同厂家的设备编码出来的数据，用该厂家提供的解码库(解码设备)来解码。

3.中间件技术

行业的特色各种各样，客户的要求千差万别，将安防系统融合到其他的业务应用系统中将是今后的一个趋势。因此，我们的大型监控系统基于的管理平台需要是一个具有很大开放性的平台，能够提供各种开发接口：输入的、输出的、中间控制的等等。

因此将安防系统的基础平台建设成一个中间件平台，是一个比较好的解决方法。

在这个中间件平台上提供集中管理、设备接入、媒体转发、集中存储、电子地图服务、报警接入等.

5深化设计

5.1整体系统结构图

5.2  报价明细表

由于整个系统繁冗复杂,所以做的过程中也遇到过不少问题,比如构件的选择,安置等问题.但通过查阅资料，最终还是解决了这些问题,在这个过程中，我的资料很多，但总是有些力不从心，开始还以为材料多才好些，可写着写着就发现，材料多却很杂，需要我去驾驭材料而不能受材料的，把思路局限了,虽然在搜到的资料中只选用了一部分,但却了解到很多相关知识,也是书本上学不到的,最主要的就是自己解决问题的能力.

这次设计中收获很多，知道做设计的具体步骤。把所学的知识运用到实践中需要付出很多努力，其中理论知识和实践生产是有很大区别的，这两者的转换需要丰富的实际生产知识和详细的技术资料，要做好如设计，需要全方面的文化知识和动手能力。做完这次设计我不仅学到了书本以外的知识，了解到产品的市场动向，更锻炼了自己的实际操作能力，感谢学校老师给我这次锻炼的机会，进一步提高我的工作能力，作为我们新时代的大学生需要全面提高自身的素质才能适应这竞争激烈的社会。在此期间要感谢自己的指导老师的关心和帮助，对设计的完成付出了很多时间，我将会在今后的工作中更出色的完成各项工作，争取取得更大的成绩！成功最重要的因素应该是选择，在选择中应该作好四个选择：人的选择、事的选择、地的选择、时的选择。

最后，我要感谢我的指导老师诸老师的不厌其烦的指导，还有其他一些在这个过程中和我一起渡过的老师和同学们，感谢他们对我的帮助。不管怎么样，人不可以走出自己！永远坚信自己的方向，把握自己的前途。

7.附件