江苏广播电视大学.docx
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江苏广播电视大学
目录
一、系统概述………………………………………………….…………………………………2
1.1系统应用概述
1.2系统分类说明
二、系统设计目标……………………………………………………………………………2
三、系统设计原则、依据………………………………………………………………………3
3.1设计原则
3.2设计依据
四、总体设计……………………………………………….………………………………...5
4.1设计概述
4.2设计功能描述
4.3总体设计方案
4.4系统结构原理图
五、系统选型和配置说明………………………………………………………………………9
<共14页>
江苏广播电视学校监控系统设计方案
一、系统概述
1.1系统应用概述
江苏广播电视学校坐落于江苏省南京市。
作为学校，其安全保卫的重要性不言而喻。
江苏省广播电视学校共有2个教学楼，2栋学生宿舍，本监控系统为保证整个校园的高度安全性而设计，以达到学校安保系统的高度可靠性。
1.2系统分类说明
目前，在我国各行业中广泛使用的闭路监控系统大多为模拟系统，其主要特点是：
采用矩阵主机控制，通过电视墙监视前端目标，采用长延时模拟录像机进行录像和回放；其主要缺点是：
当录像资料需要长时间备份时，需要大量的录像带，消耗大量的人力和物力，并且在录像回放、检索时操作不方便。
因此，基于数字存储技术的硬盘录像系统应运而生，经过几年的发展，至今技术已经完全成熟，很好地解决了传统图像存储及回放等技术难题。
数字硬盘录像系统不仅存储费用低、效率高，而且还具有网络传输、远程传输和循环存储等优点。
与此同时，硬盘录像系统的数字化和传输网络化等先进技术可以实现与防盗报警等系统联网联动，及时准确地反馈现场信息，为报警事件提供充分可靠的依据。
虽然数字硬盘录像系统解决了模拟系统的很多缺点，但数字录像系统也不是完美无缺的，因为目前成熟的摄像机产品均为模拟系统，这里将牵涉一个数模转换的问题，这样会损失一定的数据量。
但是，南京迅升电子对于数模转换的问题已经很好的解决，目前成熟的嵌入式硬盘录像机更是完美的解决了数字—模拟转换的问题。
江苏广播电视学校采用模拟摄像机+数字硬盘录像机的方式来实现。
可以在高品质的基础上达到低成本效果。
二、系统设计目标
在进行闭路监控系统设计的时候，依照江苏广播电视学校对该系统的基本需求，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。
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：
这是贵单位最关心的问题，只有稳定运行的系统，才能确保贵单位闭路监控系统平稳运行。
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。
很多用户有一个认识的误区，那就是要最先进的、最新的产品等。
其实，在安保领域，我们南京迅升电子的设计理念却是成熟、可靠的产品比先进的、最新的产品更重要。
只有经过了市场的考验、经过了用户的考验、经过了恶劣环境的考验的产品，迅升电子才会考虑在工程中使用。
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，同时考虑产品厂家的技术先进性，产品是否为主流产品，原厂商的产品技术资料的完整性，原厂商的技术支持力量和产品制造单位的发展前景。
所有这些是保证用户得到良好技术支持的条件，也是保障用户投资的基本条件。
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能价格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，来进行贵单位闭路监控系统的设计。
并将严格按照国际惯例并结合本单位的技术实力与工程经验，进行贵单位监控系统整个工程的安装、测试以及验收，完工时将同时提交与工程相关的每个设备的安装使用手册、及系统的各种图表等各项文档资料，还将根据用户的实际需求提出技术培训和有偿服务的建议。
三、系统设计原则、依据
3.1设计原则
本设计以行业标准作为设计依据，结合工厂的具体情况，用最佳设计方案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“高品质”及“低成本”两条主线来进行设计的。
a、先进性：
在投资费用许可的情况下，系统采用当今先进的技术和设备，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。
b、可靠性：
系统最重要的就是可靠性，系统一旦瘫痪的后果将是难以想象的，因此系统必须可靠地、能连续地运行，系统设计时在成本接受的条件下，从系统结构、设备选择、产品供应商的技术服务及维修响应能力等各方面均应严格要求，使得故障发生的可能性尽可能少。
即便是出现故障时，影响面也要尽可能小。
c、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。
d、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。
e、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。
一切应从实际出发，使智能系统具有较高的实用效能。
这也是智能建筑在当今之所以能迅速兴起并发展的关键所在。
3.2设计依据
本方案设计根据甲方常规要求，并遵循以下国家相关部门制定的设计规范要求。
主要包括：
1JGJ/T16-92《民用建筑电气设计规范》
2GB/T50314-2000《智能建筑设计标准》
3GB50174-93《电子计算机机房设计规范》
4GB50057-94《建筑物防雷设计规范》
5GBJ232-92《电气装置安装工程施工及验收规范》
6GB4943-95《信息技术设备（包括电气事务设备）的安全》
7GB/T75-94《安全技术防范规范工程技术规范》
8GB50198-94《民用闭路电视监控电视系统工程技术规范》
9校方对系统的具体要求
四、总体设计
4.1设计概述
根据江苏广播电视学校的总体建筑平面示意图，并充分考虑现场实际情况，前端设计采用高清晰度一体化彩色摄像机，视频传输采用抗干扰高屏蔽同轴电缆，保证视频信号和控制信号的准确传输；中央控制系统采用数字化硬盘录像系统，可以实现循环录像，并方便检索回放。
闭路电视监控系统应该说是跨学科跨行业的系统工程，以功能要求的不同可分为以下几个方面：
1）前端摄像系统
2）视频传输系统
3）视频控制系统
4）视频显示和记录系统
摄像部分是电视监控系统的前沿部分，是整个系统的“眼睛”，它把监视的内容变为图像信号，传送控制中心的监视器上，摄像部分的好坏及它产生的图像信号质量将影响整个系统的质量。
传输部分是系统的图像信号通道。
控制部分是整个系统的“心脏”和“大脑”，是实现整个系统功能的指挥中心。
显示部分一般一台或者多台监视器组成，它的功能是将传送过来的图像一一显示出来。
闭路监控系统的粗略结构图如下图所示：
监控系统结构图
4.1.1摄像部分
摄像部分一般安装在监视现场,它一般包括摄像机、镜头、防护罩、支架和云台等。
它的作用是对监视区域进行摄像并将其转换成电信号。
摄像机
摄像机分为彩色和黑白两种，一般黑白摄像机要比彩色的灵敏度高，比较适合用于光线不足的地方，如果使用的目的只是监视景物的位置和移动，则可采用黑白摄像机；如果要分辨被摄像物体的细节，比如分辨衣服或景物的颜色，则选用彩色的效果会较好。
摄像机的规格大致可分为1/3〞、1/4〞、1/2〞和2/3〞等，安装方式有固定和带云台二种。
本系统中，云台转动的作用意义不大，所以我们采用了固定安装，实时监视的方法。
镜头
常用的镜头种类包括：
手动/自动光圈定焦镜头和自动光圈变焦镜头两种。
定焦镜头分为标准镜头和广角镜头两种。
定焦镜头的适用范围如下：
手动光圈镜头---所需监视的环境照度变化不大，如室内。
自动光圈镜头---所需监视的环境照度变化大，如室外。
标准镜头---监视的角度和距离适中。
本系统中，我们的摄像机分为室内半球和室外红外夜视一体机及两种。
4.1.2控制部分
江苏广播电视学校各处摄像点由于是标准定焦摄像机+半球型摄像机，所以控制部分都在硬盘录像机上，摄像机只需要24小时对现场情况监控，采集图像。
而硬盘录像机的控制主要包括切换和录像控制。
录像控制这一方面，是二十四小时录像，所以我们这里的控制，则是主要讲切换了。
这里的切换，我们将在硬盘录像机中详细阐述。
4.1.3传输部分
传输系统包括视频信号和控制信号的传输。
系统传输主要是视频信号传输。
视频信号通过视频线传送至录像机，这样，我们的系统布线将会非常简洁，符合简洁直上的原则，可以确保系统的安全、稳定、可靠的运行。
传输接线如下图：
4.1.4显示与记录
显示与记录设备安装在控制室内,主要有监视器、硬盘录像机和一些视频处理设备。
图像监视器
图像监视器主要分为黑白和彩色两大类。
黑白监视器的中心分辨率通常可达800线以上，彩色监视器的中心分辨率一般为400线以上。
图像监视器视频信号的带宽一般在7～8MHz范围内。
这里需要说明的是，监视器尤其是液晶监视器，跟普通的电脑显示器不同，监视器属于工业级产品，跟普通民用产品有所区别，它所用的材料、配件都是专业的工业级产品，拥有极高的稳定可靠性，确保24小时工作。
不过，在要求不高的场合，可以采用电脑显示器以降低成本。
监控系统中，由于摄像机是模拟摄像机，所以监视器推荐采用CRT显示器，而不推荐液晶显示器。
根据迅升电子丰富的工程经验，CRT显示器在监控系统中比液晶显示器要过要好的多。
4.2设计功能描述
Ø性能、功能先进：
设备选型要保证技术领先，性能可靠，操作简便、实用，维护简单，性能价格比最优，并留有扩展余地。
设备采用均采用目前领先技术和生产工艺制造，系统建成后，三至五年不会落后淘汰。
Ø电视监控系统功能完善:
通过保安监控系统随时掌握监控区域内人员活动情况，检查各个重点部位的安全情况，提前发现隐患，及时处理突发事件。
并自动进行录像。
正常情况下对进行24小时录像，录像资料可备出事时查询。
Ø设备高可靠性：
采用监控行业最新技术和高品质设备。
Ø操作简单实用：
采用高科技手段，进行智能化设计，尽量减少系统操作的复杂性。
并作到系统工作稳定可靠，维护简单。
Ø发展性
系统应在初步设计时，就考虑未来良好的发展性，以降低未来发展的成本，使系统具有良好的可持续发展性。
Ø经济性
在满足安全防范级别的要求前提下，在确保系统稳定可靠、性能良好的基础上，在考虑系统的先进性的同时，按需选择系统和设备，做到合理、实用，降低成本，从而达到极高的性能价格比，降低智能学校安全管理的运营成本。
Ø外观效果美观：
前端装置安装均考虑安全性、隐蔽性及美观性，根据实用和美观的原则，我们都选用了外观工艺和性能稳定都比较好的安防产品。
4.3总体设计方案
监控系统采用模拟监控方式，需要在每一台前端摄像设备和监控中心之间敷设视频电缆、供电系统，如果某些教室和监控中心之间距离过长的话，为避免影响传输控制效果，还需要加一些特定的中继设备。
对于该系统，由于距离较短，所以不需要中继系统，可确保传输的是最原始的没有经过任何加工的“高保真”图像。
简要系统结构图如下所示：
4.3.1前端图像采集部分
见点位覆盖图。
4.3.2图像和电源传输部分
视频信号至网络视频服务器之间采用屏蔽视频电缆，根据摄像机安装位置建议选择采用SYV-75-3同轴电缆，以保证监控信息的准确传输。
电源线设计采用RVV2*0.75电缆。
同轴电缆采用无氧纯铜的屏蔽电缆。
屏蔽层也是无氧纯铜，96编，可以有效避免了各种干扰源的存在。
部分传输采用双绞线。
视频信号至视频服务器之间采用双绞线传输，因为距离较长不采用同轴电缆的传输方式，而采用双绞线传输的方式，以保证监控信息的准确传输。
电源线设计采用RVV2*1.0电缆。
利用双绞线传输视频信号，是近年来发展起来的一项新技术。
这里所说的视频，包括复合视频（VIDEO）、分离视频（S-VIDEO）、色差分量视频（YVU）、RGB分量视频（RGBHV）等多种视频信号。
而用于传输视频信号的双绞线，则主要是超五类双绞线（utp5e）。
1．视频信号的双绞线传输原理
按照线路的形式，传输线可分为非平衡式和平衡式两种。
同轴电缆属于非平衡传输线，双绞线属于平衡传输线。
视频设备，包括信号源及显示设备，其接口通常是非平衡式，因此，可直接与同轴电缆匹配连接。
要用双绞线传输视频信号，必需在发送端将非平衡信号转换为平衡信号；以便驱动双绞线，在接收端再将平衡信号转换为非平衡信号，与显示设备连接。
一个基本的双绞线视频传输系统如图１所示。
图中的A1是差分信号发送放大器，完成非平衡到平衡的转换，A2是差分信号接收放大器，完成平衡到非平衡的转换。
图1
2．超五类双绞线（CAT5）消除串扰的原理
作为信号传输的媒介，我们要求传输线不仅能有效地传输信号，同时具有很好的抑制干扰的能力。
在双绞线中，干扰主要来自以下两方面：
第一，外部干扰。
第二，同一电缆内部各线对之间的相互串扰。
下面，我们对双绞线消除干扰的原理作一分析。
2.1双绞线对外部干扰的抑制
2.1.1干扰信号对未扭绞的双线回路的干扰，见图2。
Ue为干扰信号源，干扰电流Ie在双线回路的两条导线L1、L2上产生的干扰电流分别是I1和I2。
由于L1距离干扰源较近，因此，I1>I2，I3=I1―I2≠0，有干扰电流存在。
图2
2.1.2干扰信号对扭绞的双线回路的干扰，见图3。
与图2不同的是，双线回路在中点位置进行了一次扭绞。
在中点的两边，各自存在干扰电流I1和I2，I1＝I11―I21，I2=I22―I12。
由于两段线路的条件完全相同，所以I1=I2。
总干扰电流I3=I1―I2=0。
通过分析，可以得出结论：
只要合理地设置线路的扭绞，就能达到消除了干扰的目的。
图3
2.2同一电缆内部各线对之间的串扰
2.2.1两个未作扭绞的双线回路间的串扰，见图4。
其中回路1为主串回路，回路2为被串回路。
回路1的导线L1上的电流I1在被串回路L3和L4中产生感应电流I13和I14。
由于L1与L3的距离较近，所以I13>I14，二者方向相对，抵消后尚余差值I4。
同样，回路1的导线L2上的电流I2在被串回路L3和L4中产生感应电流I23和I24，I23>I24。
二者相互抵消后，余下差值I3。
由于导线L2与回路2的距离比导线L1近，其差值电流I3一定大于I4，I3与I4的差为I5，在回路2内形成干扰。
图4
2.2.2两个扭绞相同的回路如图5所示。
回路1和回路2同时在线路中点位置作扭绞，因此，两个回路的4根导线之间的相对关系与未作扭绞是完全相同的，根据以上分析可知，是不能起到消除回路间串扰的作用的。
Us1和Us2分别在对方回路中产生干扰电流I12和I21，见图5。
由此可得出结论：
两个绞合的双线回路扭距相同时，不能消除串扰。
图5
2.2.3两个扭距不同的双线回路见图6。
回路1在线路的中点作扭绞。
回路2除在线路的中点作扭绞外，还在A段和B段的二分之一处分别作扭绞。
下面以回路1为主串回路，回路2为被串回路。
我们将整个线路分为A、B两段，先分析A段的串扰。
在A段内，回路1未作扭绞，而回路2在二分之一处作扭绞。
我们进一步来看回路1的导线L1对回路2的干扰的情况，不难发现，与2.1.2节讨论的情况完全相同。
根据2.1.2的分析可知，由于回路2在A段的中点扭绞，干扰电流为零。
同样道理，导线L2对回路2的干扰电流也为零。
因此，在A段，回路1对回路的串扰电流为零。
B段的情况与A段完全相同，在B段串扰电流也为零。
因此，回路1对回路2的总串扰为零。
由此可以得出结论：
两个各自扭绞双线回路，只要合理的设计扭距，可以消除相互串扰。
图6
4.3.3图像控制存储部分
系统设计采用6台16路数码硬盘录像主机，6台电脑显示器监视或回放。
设计整个硬盘录像系统可以连续保存录像资料26天左右。
硬盘录像系统支持录像、回放与传输工作。
四、机房设备
机房采用6台控制主机，6个专业监视器。
系统特点
结构如下图：
五、主要设备选型和配置说明
摄像机：
产品名称：
CA-CME38SD
产品类别：
半球摄像机系列
产品备注：
多款镜头可选、无夜视功能。
型号
CA-CME38SD
图像传感器:
1/3″SONYSuperHADCCD
有效像素:
PAL:
752（H）×582（V） NTSC:
768（H）×494（V）
感光面积:
4.8mm×3.6mm
信号系统:
PAL/NTSC
水平清晰度:
480电视线
镜头:
CS接口大半球
最低照度:
F1.2，0.5Lux
背光补偿:
内置
快门速度:
1/50（1/60）——1/100,000（秒）
白平衡:
自动跟踪白平衡
信噪比:
大于48db（AGCOFF）
视频输出:
1.0Vp-p,75Ω（BNC）
所需电源:
DC12V/500mA
功率消耗:
小于2.8W
插口:
VIDEOOUT（BNC）
尺寸（毫米）/
重量（克）:
￠118.5mm×74.2mm250g
产品类别：
大炮摄像机系列
产品备注：
红外一体机。
型号
CA-CM016R
图像传感器:
1/3″ SONY SuperHADCCD
有效像素:
PAL:
500（H）×582（V） NTSC:
510（H）×492（V）
信号系统:
PAL/NTSC
水平清晰度:
470电视线
镜头:
8-25MM定焦镜头
最低照度:
0Lux
电子放大:
无
快门速度:
1/50（1/60）——1/100,000（秒）
白平衡:
自动跟踪白平衡
信噪比:
大于48db（AGCOFF）
聚集:
电动
视频输出:
1.0Vp-p,75Ω
所需电源:
12V1000A
功率消耗:
10W
插口:
VIDEOOUT（BNC）
红外线照射距离:
70M
红外灯波长:
850nm
红外灯开头:
自动
尺寸（毫米）/
重量（克）:
195（D）×110（H）1500g
产品类别：
CA-CM35RE
产品备注：
红外一体机。
型号
CA-CM35RE
图像传感器:
1/3″SONYCCD
有效像素:
CCIR:
500（H）×582（V） EIA:
510（H）×492（V）
信号系统:
CCIR/EIA
水平清晰度:
470电视线
最低照度:
0Lux（红外灯开启时）
内置镜头:
4mm6mm8mm12mm16mm
快门速度:
1/50（1/60）——1/100,000（秒）
信噪比:
大于48db（AGCOFF）
视频输出:
1.0Vp-p,75Ω
使用电源:
DC12V/750mA
红外线波长:
850nm
红外灯距离:
60M
功率消耗:
1.4W
红外灯自动开头:
夜晚/白天 开/关
尺寸（毫米）/
重量（克）:
140（D）×60（H）490g
硬盘录像机：
海康7016
产品类型：
无音频硬盘录像机，DVR、DVS一体机。
视频压缩标准：
H.264。
视频处理芯片：
DSP处理器。
典型应用：
无需监听声音的视频监控场合，如安保领域。
功能特点：
采用最新的USB2.0接口，进一步稳定USB鼠标功能，快速实现USB备份、USB升级等操作；支持SATA刻录备份；此款机型性价比较高,适用于无需监听声音的视频监控场合，如安保监控等。
硬件接口：
规格参数：
视频压缩标准
H.264
实时监视图像分辨率
PAL：
704*576NTSC：
704*480
回放分辨率
QCIF/CIF
视频输入路数
16
视频输入接口
BNC（电平：
1.0Vp-p，阻抗：
75Ω），支持PAL、NTSC制
视频输出
1路，BNC（电平：
1.0Vp-p，阻抗：
75Ω）
视频环通输出
16
视频辅口输出
4路（仅DS-8016HS支持）
视频帧率
PAL：
1/16--25帧/秒，NTSC：
1/16--30帧/秒
码流类型
视频流
压缩输出码率
32K--2M可调，也可自定义。
（上限8M，单位：
bps）
通讯接口
1个RJ4510M/100M自适应以太网口，1个RS232口，1个RS485口
键盘接口
1个（支持级联）
硬盘IDE接口
2/4个，支持4/8个IDE硬盘，支持每个硬盘容量达2000GB
USB接口
1个，支持U盘，USB硬盘，USB刻录机
VGA接口
1个，分辨率：
800×600/60Hz，800×600/75Hz，1024×768/60Hz
报警输入
4路（DS-8004HS）、16路（DS-8009HS、DS-8016HS）
报警输出
2路（DS-8004HS）、4路（DS-8009HS、DS-8016HS）
电源
90--135VAC或者180--265VAC，47--63HZ
功耗（不含硬盘）
20－42W
工作温度
-10℃--＋55℃
工作湿度
10％--90％
机箱
19英寸标准机箱
尺寸（mm）
90mm（高）×441mm（宽）×470mm（深）
重量（不含硬盘）
≤8Kg
监视器
型号：
TCL-MC21
技术参数：
彩色显象管21英寸（对角线）
视频输入二路视频输入，一路S端子（Y/C）分量输入
逐行输入1路YPb/Pr分量输入
视频输出2路视频BNC环通输出，可接录像设备等
音频输出2路音频BNC环通输出（配BNC-RCA转接头）
音频系统内置2*16欧姆/3W扬音器（尺寸30mm*40mm）
系统控制方式菜单（语言、对比度、亮度、清晰度、色饱和度、色调参数复原）；
扫描方式（可调）60Hz、75Hz逐行扫描、75Hz、100Hz隔行扫描
电源电源输入范围160～260VAC
电力消耗最大130W
外型尺寸504mm×420mm×512mm（宽×高×深）
重量（含包装）32公斤
IC总线控制整机可靠性高，扩展性好
视频系统世界视频系统NTSC制和PAL制通用
水平同步范围33.75KHz
垂直同步范围50Hz
升级会员 