工厂数字监控方案DVS数字.docx
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工厂数字监控方案DVS数字
工厂网络
监控系统
整体解决方案
河南省联大通信
2010年十二月
第一章.项目概况
一.1.前言
随着企业的信息化建设不断深入，各企业特别是大中型企业都加快了信息网络平台的建设；企业正逐步转向利用网络和计算机集中处理管理、生产、销售、物流、售后服务等重要环节的大量数据。
目前，绝大部分工厂都建立了工厂内部的局域网络，同时运行相应的管理系统软件，对工厂的生产、销售、行政等各个方面都有专业的软件流程进行实施。
为工厂的全面管理、统计提供了非常便利的条件。
另外，随着应用的深入，很多工厂对厂区安全、办公楼安全、生产区安全提出了越来越高的要求，纷纷建立厂区内的视频监控系统，为整个企业的生产、安全防卫提供了一套实时视频监控，事件视频取证的平台工具。
数字视频、音频以其直观性、易于存储、检索和共享，是企业可视信息管理系统的重要组成部分。
IP视频监控系统是基于网络平台的有关企业安防、生产管理的音视频数据的管理系统，它是传统视频监控系统在功能上不断进步完善的产物，在平台结构和管理、视频资料安全方面功能强大，摆脱了传统模拟视频监控模式的大量弊端，是未来视频监控的发展方向。
一.2.项目背景
目前，国内广泛使用的闭路监控系统大多为模拟监控系统，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、检索时操作极为不便。
经过几年的发展，基于数字存储技术的硬盘录像系统至今比较好地解决了传统图像存储及回放等技术难题。
数字硬盘录像系统存储相比以前的存储设备费用低、效率相对比较高，具有可网络传输、远程传输和循环存储等特点。
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。
但是由于硬盘录像机属于集中存储设备，基于硬盘录像机的视频监控系统架构也暴露了如下的不足：
1.布线工程比较复杂
2.系统的扩容比较麻烦
3.对网络适应能力比较弱
4.设备的统一管理也比较难。
随着安防行业的数字化技术形成潮流，目前大多数的录像设备基本上都采用了数字硬盘录像机。
但在整个视频监控系统中，摄像机信号传输仍然采用了模拟方式，给整个系统的构建带来诸多的不便。
从技术发展的方向上看，视频监控系统必将走向全数字化，摄像机前端应该采用全数字处理和传输技术，这将会是一场安防产业的一次新的技术浪潮，特别是视频服务器（DVS），采用非常紧凑的体积，可以方便地在模拟摄像机与数字监控系统之间搭建一座桥梁，随时可以将原来的模拟摄像机信号数字化、IP化。
采用这些基于IP的DVS模块，可以非常方便地快速安装、部署一个基于IP管理的网络视频监控系统，而且对于系统的维护非常简单方便。
视频服务器的应用，一个显著的特点就是其系统基于网络进行架构，将视频系统的采集压缩、传输、存储、检索、交换、显示、管理等功能模块进行网络化。
视频服务器（DVS）可以带也可以不带本地的硬盘；带本地硬盘的视频服务器（DVS），是对视频数据安全性的一个折中考虑。
简单地分析，DVR更多考虑保证本地存储的可靠性，而视频服务器（DVS）更多考虑网络的视频传输效率和质量，以及与外部系统的通讯规范，这两种应用模式有时会有冲突；目前的安防行业的发展趋势是视频服务器（DVS）的IP化发展。
20世纪90年代中期，基于PC的多媒体监控随着数字视频压缩编码技术的发展而产生。
系统在远端有若干个摄像机、各种检测和报警探头与数据设备，获取图像信息，通过各自的传输线路汇接到多媒体监控终端上，然后再通过通信网络，将这些信息传到一个或多个监控中心。
监控终端机可以是一台PC机，也可以是专用的工业控制机。
20世纪90年代末，随着网络技术的发展，基于嵌入式软件技术的远程网络视频监控，而产生网络视频监控技术。
其主要原理是：
视频服务器内置一个嵌入式软件，采用嵌入式实时操作系统。
摄像机等传感器传送来的视频信息，由高效压缩芯片压缩，通过内部总线传送到内置的嵌入式软件处理。
网络上用户可以直接用浏览器观看服务器上的图像信息，授权用户还可以控制传感器的图像获取方式。
这类系统可以直接连入以太网，节省了模拟系统中一定需要的各种复杂的电缆，具有方便灵活、即插即看等特点。
基于嵌入式技术的网络数字监控系统不需处理模拟视频信号的PC，而是把摄像机输出的模拟视频信号通过嵌入式视频编码器直接转换成IP数字信号。
嵌入式视频编码器具备视频编码处理、网络通信、自动控制等强大功能，直接支持网络视频传输和网络管理，使得监控范围达到前所未有的广度。
除了编码器外，还有嵌入式解码器、控制器、录像服务器等独立的硬件模块，它们可单独安装，不同厂家设备可实现互连。
数字化IP视频监控的优点是克服了模拟闭路监控的局限性，具有如下优点：
1.节约系统布线成本
由于IP视频监控的所有信号（包括视频信号、录音信号、报警信号、前端设备控制信号）都可通过IP网络传输实现，数字视频可利用计算机网络联网，网络带宽可复用，无须重复布线。
省去了大多数模拟系统中必定使用的视频线、音频线、报警信号线、控制线等线缆的布线要求，大大节约了布线成本和减低了布线难度。
2.节约设备成本
IP视频监控在监控中心无需安装视频分配器、矩阵、DVR等设备，所有相关功能都由软件平台实现，相对来说节约了采购设备的成本。
3.管理方便
传统的模拟监控系统，人为检查模拟的摄影图片，费时费力而且效率低劣。
一方面视频资料的保存不方便，另一方面，一旦需要查询，更是要花费比资料采集多上几十甚至几百倍的时间。
而在IP视频监控系统中，每一设备都是数字化的，通过指定的IP地址，授权用户可以在网络中任意访问其可以访问的数据信息。
所有数据资料的传输也是完全基于IP网络的。
这样，在管理角度来讲，由于所有资料都是数字化的，存储和查询的定位将变得十分方便。
同时由于网络的普及化，数字化视频可以在计算机网络（局域网或广域网）上传输图像数据，基本上不受距离限制。
4.抗干扰强
由于IP视频监控系统所有数据都是在网络中传输，从前端设备起，就已经数字化，在IP网络传输过程中，可以避免传统模拟方式在传输过程中易受外界环境干扰而引起的视频模糊、波纹等现象。
事实上，从IP网络传输的视频信号后端解码出的图像与前端采集到的图像是完全一致的。
5.资料安全易保存
传统模拟方式传输的视频信号，由于模拟信号本身的局限性，任何截读到模拟系统的信号都很容易还原观看甚至进行篡改，毫无安全性可言。
而数字信号在视频信息和资料安全方面，通过编码器编码（加密），没有相应的解码设备根本无法读取信息更不用提篡改了，信号资料的安全性得到了极大的保障。
另外，经过压缩的视频数据可存储在磁盘阵列中或保存在光盘中，查询十分简便快捷。
6.网络稳定
由于IP网络本身多年来发展出的各种冗余、备份等安全机制，因此只要IP网络安全设计到位，整个IP系统崩溃的可能性微乎其微。
7.维护便利
由于整个IP视频监控系统从设备、传输线缆方面都得到了比较明显的简化，在系统工作过程中的维护工作将会变得十分轻松。
从以前的模拟监控到现在的数字监控；从落后的现场监控到先进的远程监控；从有人值守监控到现在的无人值守监控，视频监控正朝着数字化、网络化、规模化方向蓬勃发展。
本方案的设计是基于系统最新发展阶段，充分利用现代化高科技的便利，可应用基于计算机网络的多媒体监控技术，将多媒体监控的控制和管理及监控视频图像的处理全部纳入计算机网统一管理。
多媒体监控系统采用硬盘记录监控图像，可方便地实现内部计算机信息网远程画面监视和回放，同时可以实现对画面进行移动分析报警处理等功能。
一.3.项目概述
一.3.1.系统应用
本项目主要目的是实现对工厂厂区内的各主要通道、出入口、停车场、车间、库房、办公楼、厂区周界等关键位置的全天候视频监控。
并具有保存视频录像、查询的功能。
一.3.2.实现功能简述
1.安全保卫
需在企业厂区门口、厂房、办公楼、周界围墙、仓库等目标进行实时全天候视频监控，且具备报警联动录像功能。
2.生产管理：
及时了解各车间的工作情况和流水线的生产情况，但视频图像必须保密；某些车间因工作环境有害人体健康，需要实现无人作业，这就需要远程监控生产过程。
3.企业领导管理：
领导在办公司利用桌面微机，随时了解各主要生产环节的实时生产状况，处理突发事件。
外出时，可利用上网登陆进系统，随时了解生产情况。
4.远程监控：
对于跨地区大中型企业，除本地建立网络监控系统外，还需要对分支机构进行集中远程视频监控。
这样可采用电视墙大屏幕视频输出。
一.4.设计目标
根据业主的实际情况以及要求，在进行网络视频监控系统设计的时候，所选的系统必须具有可靠的管理功能和符合国情的经济实用性，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。
本方案本着全面规划、整体设计、同步实施的原则，具体体现在以下几方面：
一.4.1.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。
一.4.2.可靠、安全、准确
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。
随着业主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。
由于该系统用于环境条件较恶劣且不间断工作的环境下，因此必须确保系统能够长时间无故障工作。
针对系统的特点，我们在设备选型上确保高质量，全部选用专业厂商的产品和专用设备，以减少故障发生。
这些设备在各类IP视频监控系统中已得到广泛使用，事实证明了具有很高的可靠性。
在软件设计及系统集成方面，确保系统结构稳定性及规范性，保证整个系统的可靠运行与资料的安全准确。
一.4.3.经济实用
目前可应用于监控系统的设备器材品种繁多，性能、价格差别很大。
在确保系统可靠、先进的基础上，系统具有较高的性能价格比，同时各项功能的设置都以满足客户的实际需要为原则。
对于不能给业主带来实际应用价值和可能导致系统可靠性下降的技术一律不予采用，避免浪费投资。
一.4.4.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。
系统整体技术含量在今后五年内不落后，并能随着科技的发展不断升级、完善，在一个较长时期内业主不必重复投资。
一.4.5.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，进行监控系统设计，还将根据用户的实际需求进行技术培训。
第二章.系统设计依据
●《建筑电气设计技术规范》（GBJ16-83）
●《中华人民共和国公共行业标准》（GA/T75-94）
●《安全防范工程程序与要求》（GA/T75-94）
●《安全防范工程费用概算编制办法》（GA/T70-94）
●《安全防范系统通用图形符号》（GA/T70-94）
●《民用闭路监视电视系统工程技术规范》（GB50198-94）
●《电气装置安装工程施工及验收规范》（GBJ232-82）
●《建筑安装工程质量检验评定统一标准》（GBJ300-86）
●《建筑物防雷设计规范》（GBJ57-83）
●《建筑电气安装工程质量检验评定标准》（GBJ303-88）
●《电子工程建设概预算编制办法电子设备安装工程费用定额》及《电子工程建设预算定额》（HYD41-01-1999）
●《安全防范报警设备安全要求和实验方法》（GA16796-97）
●《电视系统视频指标》（CCTRRECOMMENDATION472-3）
●《安全防范系统验收规则》（GA308-2001）
●《视频安防监视系统技术要求》（GA367-2001）
●《工业企业通讯接地设计规范》（GBJ79-85）
国家或行业批准发布的相关产品/系统标准。
第三章.系统总体设计方案
网络视频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、报警采集设备和编码系统
2.网络传输系统
3.视频管理平台系统（包括控制、显示、记录部分）
摄像部分是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，传送到视频服务器上进行对模拟图像信号转换成数字图像信号，摄像部分的好坏及它产生的图像信号质量将影响到视频服务器编码的质量。
摄像机采集到视频信号后，经过视频服务器转换成数字视频信号，输送到后端处理。
另外，本系统可跟进需求方便地进行前端音频监听，对于现场发生的事件进行更直观的监控。
另外，如果安装了报警系统，则本系统可以与报警系统联动。
报警采集设备主要负责前端的非法越过和非法闯入，马上启动摄像机跟踪和在监控中心通过声音和图像效果提示值班人员注意和处理。
传输部分是系统的数字图像信号和数字控制信号的通道。
视频管理平台系统是主要用来统筹和管理视频的，是整个视频监控系统的核心部分。
通过视频监控的平台系统，可以实现对所有集成到本平台的视频图像进行有效的细化管理。
第四章.工厂IP视频监控系统方案
整个监控系统视频格式可选择D1或CIF，其中D1格式视频比较清晰，但存储需要较大空间，设备需求也比较多（每路视频需配一台单路视频服务器），而CIF格式视频没有D1那么清晰，但存储空间要求相对来说比较小，同时需要的设备数量也少很多（每2路视频按照就近原则使用一台四路视频服务器）。
四.1.IP视频监控所需设备
设备主要包含前端采集设备、视频服务器、计算机、软件以及相应的附属设施。
根据本项目需求，需要如下设备：
●室内外高速球形摄像机
●视频服务器（编码器）
●传输线缆（视频线、信号线、网络线）
●主控计算机
●景阳NVMS2.0网络视频监控平台软件
●防雷器
●其他诸如拾音器、立柱、高杆、设备控制箱等等
四.2.摄像机
四.2.1.前端设备
室内高速球型摄像机
景阳科技股份SN-WP687PTA/30W系列
主要特性
●支持半透明中英文菜单、图形OSD功能
●支持国标拼音汉字输入法
●采用0.9度精密步进电机，保证低速下图像无抖动
●内置实时时钟具万年历功能，支持定时时间触发功能
●球机内部温度显示功能，误差精度±1摄氏度
●内置多种一体化智能摄像机
●内置RS-485信号接收/驱动器（解码器）,通过拨动开关可选多种控制协议
●信噪比>50dB
●220个预置位，支持场景名称设置
●支持隐私遮蔽功能
●6条巡航路线，4组自动扫描和4组自学习功能
●水平360度连续旋转、垂直90度旋转，水平转速0.4°-270°/S，垂直转速0.4°-160°/S，无监视盲区，带自动翻转
●支持7个开关量输入，2个开关量输出
●电源：
24VAC
●多种安装方式可选（室内吸顶安装、室内/外吊装、室内/外壁装、室外墙角安装、室外柱装）
●双层防护罩（室外型
●自动温度控制（室外型）
●对电源、RS485、视频采用气体放电管+TVS的多级防雷方式，提供精细的防雷保护
四.2.2.网络视频服务器
SN-VSR5401网络视频服务器SN-VSR5402网络视频服务器
产品特性
●标准H.264视频压缩格式，支持多码流
●采用G723.1/6.3kbps压缩算法，支持双向音频
●低码流高帧率传输，独有技术保持超低带宽，最低码流可至5Kb
●SD记忆卡插槽，能有效解决由于网络故障引起的视频丢失问题
●RS485接口，内置多种云台控制协议，可外接云台控制解码器
●具有报警输入/输出功能
●支持POE供电
●内置Web页面，可通过IE进行远程浏览和配置
●支持DES/3DES,HTTPS数据加密算法，保证网络数据传输安全性
●支持用户多级密码保护及IP地址过滤功能，只允许授权用户对网络摄像机进行配置修改和访问
●支持RTP/RTCP、TCP/UDP,IPV4/IPV6,HTTP,DHCP，PPPoE等多种网络协议
●提供完备的SDK开发包
●强大的网络客户端功能，通过网络监控系统可进行远程管理
●特别适用于城市监控、全球眼、变电站等项目
四.2.3.拾音器
可在视频监控的地点选择适合安装的位置安装各类拾音器，通过音频线连接到视频服务器开关量端口，通过视频服务器可将前端音频采集到服务器进行监听、保存。
四.3.信号传输
四.3.1.视频传输
视频信号的传输是系统图象质量的保证，在进入视频服务器进行数字转换之前，视频线的品质是优异画质的保证，为此我们采用监控系统的视频专用电缆---“SYV-75-5”进行前端视频线缆布放。
由于本方案中视频线缆从摄像机引出后，按照就近的原则接入附近的视频服务器，一个车间所需的视频线缆数量较少。
四.3.2.网络信号传输
视频信号自摄像机采集后马上传送到视频服务器进行信号转换，转换后的信号直接通过IP网络传输，IP网络传输线缆我们采用非屏蔽超五类双绞线。
能保证网络具有足够的物理带宽进行高速传输。
四.3.3.云台控制信号传输
控制信号均为RS485总线方式传输，通过网络传输到前端经编码器对设备进行控制。
四.3.4.电源保证
前端摄像机、视频服务器工作电源均采用DC12V开关电源分组集中供电的方式；为防止在停电情况下设备无法正常运行，可考虑采用外加后备电源（UPS）供电。
四.4.防雷
现场有摄像机需安装在露天环境下，对室外安装的设备必须做防雷处理。
建议分别对连接前端设备的线缆安装防雷器已保证设备正常运行保证安全。
三相防雷器
采用易龙的EPP40T三相防雷器。
用于三相强电线路防雷。
交流并联型EPP系列模块式电源避雷器并联安装于配电线路，为防止电源避雷器SPD老化失效引起短路事故以及便于维护考虑，建议在SPD上端串联安装保护熔丝或空开交流并联型EPP系列模块式电源防雷器具有以下特点：
Ø符合IEC61643-1（1998-02）、GB18802.1-2002、QX10-2002和GA173-2002等电涌保护器标准
Ø通过北京雷电防护装置测试中心等检测机构合格测试认证
Ø具有老化热脱扣和短路过流脱扣（杜绝起火爆炸）、指示灯可视告警、遥信功能
Ø独特的热备份、老化预报功能
四.5.集中管理
采用NVMS视频监控管理软件V2.0对工厂视频监控图像进行管理，该软件安装在服务器中并通过交换机与工厂各点视频服务器连接。
最后，采用一台路由器由不同的方式（ADSL、VPDN、光纤）与公网连接以便将视频数据上传到工厂监控中心。
第五章.设备参数介绍
五.1.景阳NVMS视频监控管理软件V2.0
引言
景阳股份为各种基于IP的视频监控系统提供应用软件,是本公司网络视频产品的重要组成部分。
景阳NVMS视频监控应用软件包括客户端软件及服务端软件两部分。
重要特征
组网灵活
真正的大型分布式集中管理系统。
强大的组网能力，
采用多叉树逻辑拓扑。
兼容多种网络接入方式。
运行可靠
系统支持单服务器双机热备份、上下级互备份，保障数据存储安全。
支持故障切换与恢复，保证全网正常运行。
支持冗余录像。
性能优良
专业流媒体技术支撑高性能的存储和转发。
分布式多服务器架构支持海量存储和转发。
维护轻松
集中设备管理、集中权限分配。
设备心跳管理，实时监控和管理编解码设备。
应用生命周期管理，及时排除应用故障，保证系统正常运行。
完善系统日志，实时故障定位。
集成快捷
为第三方提供OCX控件，
支持数据关联与整合，
支持深度数据挖掘。
服务端软件内容
管理服务
管理服务是景阳NVMS系统的控制中心，保障系统中所有设备、各种资源安全有效地运行与共享，包括应用管理、设备管理、服务器间连接与切换、用户管理、日志管理、心跳管理、客户端在线管理等。
目录服务
景阳NVMS支持多目录、多中心服务，轻松实现海量设备的管理，支持多中心数据同步和互备份，保障了数据的完整性。
响应的实时性和系统的强壮性，避免了信息孤立和垃圾信息的产生。
转发服务
单服务器支持400路图像的汇聚与转发。
景阳NVMS提供的分布式多转发中心架构，最大限度的分摊网络负担，避免网络瓶颈和拥塞。
配合中继（Relay）转发模式，支持应用层路由优化，限制无效网络流量的产生。
存储服务
单服务器支持多达128路图像25帧/秒的存储，支持DAS（>10T）、NAS和SAN存储设备。
CMS提供的分布式存储模式降低了存储成本和存储风险，同时支持音视频数据和行业数据的关联存储和检索。
客户端软件内容
浏览器
多种浏览模式选择：
1/4/6/7/8/9/10/12/13/16窗口
轻松创建和浏览电子地图
支持16路录像文件异步回放
支持4路录像文件同步回放
支持个性化布局定义，支持布局间的手动或者自动切换
支持巡视组管理
支持实时日志，支持在线日志查询
支持多种报警联动模式
支持双向语音、支持客户端混音
支持PC键盘和CCTV键盘控制远端PTZ
支持虚拟矩阵
播放器
支持录像文件的VOD点播
支持多种关联查询模式
支持系统录像文件到AVI文件的转换和编辑
支持在模拟监视器上回放录像文件
支持基于时间条的同步回放
支持基于快照的录像检索
管理工具
系统设备协调管理
设备详细参数配置管理
多级用户管理
多种录像与报警计划管理
电子地图管理
CCTV键盘管理
多元素巡视组管理
自定义浏览布局管理
双向语音管理
应用建议
适用于银行、城市监控、电力、交通、公检法、通信、工矿企业、铁路、机场、环保、石化、旅游、文博、物流、智能建筑、智能小区、超市连锁、学校、国防等各个领域。
景阳股份不仅能为各行业提供功能齐全、高稳定性的应用软件。
针对有一定开发能力的客户，我们还可以在通用软件的基础上以ocx控件、dll驱动程序或SDK开发包的方式提供与视频和安防监控有关的软件插件，帮助这些客户结合自身产品和我们提供的插件快速实现视频与其它应用领域相结合的定制需求。
五.2.景阳NVMS监控系统特色功能介绍
以IP网络硬盘矩阵录像机为核心平台的数字视频监控系统的主要功能模块包括集散式监控、信号编码压缩、报警、录像、智能化检索回放、系统管理等等。
现将其功能介绍如下：
1.集散式监控
网络视频服务器可以将多媒体数据流集成到基于以太网和TCP/IP协议的计算机网络上。
它融合了目前最先进的数字压缩技术，使用户能在标准的以太网上实时传输全色的图像、声音和全双工的数据，无论本地或远程，网络上的任意一台电脑经授权后均可成为监控主机。
此外，经授权的多个网络用户可以实时监控或任意回放一个或多个监控现场，同时网络解码器可以将全数字信号通过解码直接输出至电视墙，完全代替模拟矩阵，很大程度上方便了用户的操作。
网络解码器的上述功能为视频监控系统的集散式管理提供了条件。
网络视频服务器采用了高度并行化的体系结构，能同时独立对每路图像声音作高效处理，相互之间没有任何影响，保证了多路网络视频服务器每路独享25帧/秒的高性能指标。
同时，
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