通信网课程设计 智能图书馆视频监控系统Word文档下载推荐.docx
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1.基本组件·
1.1网络视频编码器·
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1.2转发流媒体服务器·
1.3管理服务器·
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2.系统特色·
3.Innoview监控平台·
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3.1简介·
3.2系统实现·
3.3三级监控系统·
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3.4功能优势·
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第四章总结·
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摘要
高校图书馆被誉为大学的“心脏”，与教学、科研并列为高校的三大支柱。
随着我国科教兴国战略的实施，党和政府加大了对高校的投入，高等学校图书馆较之以往的地位也有了大幅度提高。
近年来高校扩大招生，加大了校内各种设施包括图书馆的负荷，每日数千人次出入的图书馆安全保卫工作，关系着学者与学子们的生命安危，以及珍贵文献信息的安全。
如有不测，将是教学、科研和人才的重大损失。
因此，图书馆的安全问题必然会引起人们极度的关注。
针对图书馆安全问题，许多高校图书馆从管理上和技术上采取了相应的措施。
在管理方面，出台高校图书馆安全保卫的法律法规和相关的管理制度，加强人员管理，加强人员教育与培训；
在技术方面，改进和安装先进的安保设备等等。
目前，许多高校图书馆安装了安全监控系统，取得一定的成效。
随着安全监控系统迅速迈向数字化、网络化，系统的开放性、集成性、灵活性以及智能程度正在被更多的使用者所关注，安防产业面临着一个新兴的、机遇与挑战并存的发展成长空间。
在众多数字化视频监控新技术中，智能视频监控技术是最前沿的应用之一，是视频监控系统全面走向数字化、网络化、智能化发展的必然趋势。
本文主要从技术角度探讨将智能视频监控系统应用于图书馆的安监防范中。
第一章项目综述
1、系统设计的目的
系统设计的目的是为兰州交通对大学图书馆建立一套视频监控系统，该系统将为学校图书馆提供远程监控、管理的功能。
2、传统视频监控系统存在问题
根据系统组成结构以及功能的不同，视频监控系统的发展至今已经经历了模拟系统、半数字化系统和全数字化系统等三个阶段。
模拟系统中处理的视频信号主要是以模拟量形式出现；
半数字化系统主要是指应用数字硬盘录像机（DVR）或视频采集卡等设备对视频信号进行压缩处理，以减少视频信号通过网络传输所需的带宽，从而提高整个系统的运行效率；
全数字化系统从视频前端到后台显示的所有设备对视频信号的处理都是以数字量形式出现的，其主要设备有网络摄像机、视频服务器等。
目前，模拟视频监控系统基本被淘汰，数字视频监控系统已成为市场应用主流产品，半数字化视频监控系统和全数字化视频监控系统两者并存。
在实际应用中，半数字化视频监控系统和全数字化视频监控系统合称为数字视频监控系统。
基于经济、实用等方面的考虑，不少高校图书馆采用半数字化视频监控系统，但随着网络摄像机性能的进一步稳定、价格的日趋合理，全数字化视频监控系统的许多优点（如安装、维护和升级方便等）会显示出来，最终将完全取代半数字化视频监控系统，为了与智能视频监控系统区分开，我们将现有的数字视频监控系统合称为传统的视频监控系统。
3、系统设计的依据
《防盗报警控制器通用技术条件》GB12663-90
《中华人民共和国公安部行业标准》GA27-92
《民用闭路监控电视系统工程技术规范》GB50198-94
《安全防范工程费用概预算编制办法》GA/T70-94
《视频安防监控系统技术要求》GA/T367-2001
《安全防范工程程序与要求》GA/T75-94
《安全防范系统通用图形符号》GA/T74-2000
《安全防范系统验收细则》GA308-2001
《入侵探测器通用技术条件》GB10408.1-89
《防盗报警中心控制台》GB/T16572-1996
《工业电视系统工程设计规范》GBJ115-87
4、系统设计的指导思想
1）、重要性
为了学校图书馆提供有力的科技保障，建立一套行之有效的网络监控管理平台，实现图书馆监控的分散监控、集中管理。
2）、实用性
本系统的建立应该确实可以遏制图书馆不良现象发生、规范图书馆良好学习氛围。
许多高校图书馆都安装了安全监控系统，取得一定的成效。
3）、先进性
采用MPEG4视频压缩算法，具有极佳的清晰度、较小的系统容量占用、完全实时、流畅的网传功能等诸多特点，是当前国内外一流的产品和解决方案，系统建成后在较长的一段时间里具有领先水平。
4）、稳定性
采用监控行业最新技术和高品质设备，国内一流厂家产品。
5）、兼容、扩展性
全新“基于IP的视频技术”，为本系统的扩展提供了无与伦比的扩展性，只要IP资源足够，系统的扩展就不会受到限制，可根据需要任意增减监控系统前端的数量。
同时，全面的网络接入技术，使得用户可以在任何地方，通过互联网访问学校的监控点，方便用户随时随地了解学校情况。
第二章业务需求与方案设计
1、业务需求分析
该系统将为学校图书馆提供三级视频监控服务。
系统应该提供自动报警功能，检查图书借阅者的合法性，并自动对图书借阅者进行登记，方便日后查询。
第一，学校图书馆监控系统一套覆盖整个城市的大型联网监控系统，随着系统的不断深入建设，未来，系统的监控点将数不断增加，因此，对系统整体上有如下要求：
1）必须具有强大的接入能力，以实现大规模、大范围的监控点覆盖；
2）必须支持灵活的接入方式，以适应各个监控点网络传输条件的差异性；
3）必须能够整合已有的、分散的各个监控网络，以保证最大程度的利用现有资源，避免重复投资；
4）必须具有集中管控功能，以保证整个系统可控制、易管理。
第二，学校图书馆监控系统需要完成各类应用的整合与调用，包括：
1）监控图像的录制、存储与点播；
2）传统报警系统的视频化改造；
3）移动侦测等。
这就要求系统必须具备灵活的扩展能力和强大的整合能力。
第三，学校图书馆监控系统需要结合分级、分层、分权的管理机制进行图像资源的合理化调用，不同级别、不同层次的用户对图像资源的使用权限、优先次序是不同的。
这就要求系统必须支持分层组网架构，且具有灵活的用户管理能力。
第四，作为一个资源共享的平台，学校图书馆监控系统需要保证资源的保密性、运行的稳定性，因此系统必须具备可靠、强大的安全特性。
2、功能需求分析
信息采集功能
前端监控系统应能够采集视音频信息、报警信息和巡检信息等，并按照传输信息格式要求进行编码和打包处理，使之成为能够传输的数据包。
信息传输功能
控制信息、巡检信息、报警信息和视频信息等，按照工作流程在网络系统各级传输。
权限管理功能
为保证学校图书馆监控系统的正常运行，应对系统用户进行分类，并综合考虑各种因素制定合理的权限管理策略，实现对用户访问的控制。
信息存储和备份功能
前端监控设备、各级监控中心，均应对巡检、报警、视音频、系统日志等信息予以存储。
机关的相应部门应按照规定的格式，存储报警信息及与报警关联的视音频信息。
存储和备份的报警、巡检等历史数据信息，可在网络系统中依据授权进行访问。
系统控制功能
依据授权将网络用户发出的控制命令传送到前端监控设备，实现监控中心及授权用户对前端任意一路监控图像的调用和控制。
自动巡检功能
具有系统定时自动巡检和人工自动巡检两种方式。
人工自动巡检优先级别高于系统定时自动巡检，定时自动巡检功能和人工自动巡检功能由报警与监控系统各级监控中心实施。
要求巡检结果和内容能够按机关管理要求以统计报表形式上报备案。
报警信息处置
当发生报警时，前端报警与监控系统或专业报警监控服务中心应对报警信息进行复核。
在确认报警后，按照要求及时向机关相应部门发送报警信息或现场图像信息。
3、方案设计
3.1、整体方案说明
系统采用分布式监控集中管理的监控模式，图书馆每层设置1至4个监控点。
由网络视频服务器采集音视频信号后转换成网络信号利用图书馆的网络资源进行传输。
在图书馆各层设置监控中心，用于系统管理。
整个系统采用集中管理、分布监控的设计思路，全网采用3级组网架构。
3.2、组网说明
各前端监控点，即各楼层监控点的模拟视频监控信号经视频服务器编码压缩成数字信号，链接到安装在图书馆监控单位管理办公室局域网上的视频监控中心服务器上，并上传到学校图书馆监控单位专网，通过客户端软件，监控相关监控点。
同时，其他相关部门或人员亦可经授权，连接到Internet，通过客户端软件浏览监控相关监控点图像。
如果需要其他社会有关行业的视频监控信号接入到学校图书馆监控单位管理办公室，仅需在其他社会有关部门监控中心添加视频服务器即可。
3.3、图书馆监控系统设计
图书馆作为网络接入的节点，具有良好的网络资源。
系统采用网络视频服务器作为监控前端接入设备。
网络视频服务器可以将摄像机的模拟信号转换成网络信号进行传输。
这样，远程用户可以通过互联网监控图书馆的借阅情况。
根据图书馆的实际大小，可以在图书馆的重要位置设置1-4个监控点。
例如在图书馆的借阅台、图书馆大厅、图书馆门口、图书馆电梯入口处等地。
考虑到图书馆电梯入口处的照明情况不是很理想，方案采用低照度的摄像机以及红外一体机。
在图书馆的管理主机上安装监控系统软件。
图书馆管理人员可以通过此系统了解到图书馆内的情况，进行录像，方便日后查询、取证。
虽然系统的组成复杂，但是从资源组合与整合的角度上可以分为四个组成部分：
监控中心，传输网络平台，监控资源和用户群。
监控资源是信息的提供者，用户群是信息的服务对象，监控中心是信息的管理者，是信息存储与共享的平台，传输网络提供了各种信息的传输通道，连接了以上三个部分。
3.4、监控中心
监控中心是指由部门管理和使用的，具有接处警能力的监控中心。
它分布在各个业务部门中，如治安、交管、内保、消防等部门，这些业务部门已经建有大量的前端监控资源，监控中心是这些监控资源的存储和共享平台。
监控中心是图书馆监控系统的核心部分，汇接各种监控资源，将所需的视频、音频、数据信息进行编码和存储，并根据授权进行实时播放、检索和浏览，是实现互联、互通、互控和满足实战应用的共享平台，为各级机关、业务部门和各级领导决策、指挥调度、取证提供及时、可靠的报警和监控信息。
监控中心采用分级设置，依据管理权限的不同可以分为一级、二级、三级监控中心，各个楼层可以根据本楼层的区域特征、治安状况、地域范围，合理选择适合本楼层的监控中心的分级架构，例如可以建设一个级别、两个级别或者三个级别的监控中心。
每一级的监控中心配有监控管理服务器，实现对本级监控中心客户端和所辖下级监控中心的管理和授权。
三级监控中心：
一般是指由学校设立的借阅处与视频监控中心。
借阅处是图书馆监控系统的基层单位，对所辖区域负有直接责任，是视频监控资源整合共享、控制管理和应用的基础和源头。
借阅处在视频监控方面的技术力量较薄弱，因此三级监控中心的系统应该简单、方便、可靠。
三级监控中心的监管服务器可以管理本辖区内前端设备和授权客户端，接受来自上级监控中心监管服务器的管理。
二级监控中心：
一般是指各楼层设立的报警与视频监控中心。
二级监控中心接收三级监控中心上传的图像，同时可以根据实际情况，拥有独立的前端监控资源，二级监控中心对所辖的三级监控系统具有管理权限，并且可以将本地监控设备进行统一管理，同时也接受一级监控中心的管理，这些管理都是通过设在二级监控中心的监管服务器进行的。
一级监控中心：
一般是指由学校设立的报警与视频监控中心。
一级监控中心的监控管理服务器在学校图书馆监控系统中具备最高的管理权限，各个级别的监控系统和前端监控资源都受到一级监控中心监管服务器的管理和控制。
3.5、数据采集层
前端监控层：
前端设备层包括所有放置在监控点位的设备，如摄像设备、控制解码器、云台、报警发生器、网络视频编码器……等。
它是整个系统的信号源，由它产生模拟的视频信号，或者直接通过铜轴电缆或光纤传输，或者在现场直接转换称为H.264数字信号通过IP网络进行传输。
前端设备层可以是局自建的监控报警点位，也可以是学校各个单位或者组织建设的监控报警点位资源。
监控管理层：
监控管理层管理所有的用户、数据和控制信号，负责数据的切换、显示、存储和相关处理，发出用户的控制命令，同时也负责用户的认证和授权。
从硬件上它包括矩阵、网络视频服务器、数字式硬盘录像机、数字视频中心服务器、视频解码器、录像服务器等，在软件上它包括用户的认证与授权、视频的切换、数字视频的还原、模拟信号的压缩与数字化等模块。
数据交换处理层
该部分包括两个部分，一个部分是从前端设备到控制显示中心的数据传输，另一个部分是不同监控管理中心之间的数据传输。
由于学校图书馆监控系统的特点，它是一个分布式、多级控制的体系结构，因此传输网络的作用正日益重要。
监控中心作为整个系统的核心枢纽，上联各级监控管理指挥中心，下联前端监控点，实现前端技防系统的整合。
中心业务支撑平台对前端技防设备进行管理；
对所有远程传输的音视频报警信息集中存储；
采用流媒体技术为各级监控管理指挥中心提供服务；
负责协调、管理系统间的数据交换；
同时监控中心也作为数据备份中心。
同时，视频管理应用系统平台是整个视频监控的核心，对下连接前端各种网络视频编码器并接入前端视频画面、接收并转发前端的各种报警信号、转发监控终端对前端的控制指令，接受监控终端的视频调度命令、转发视频至相应终端，其自身又管理着系统的所有用户信息、前端信息等。
整个软件系统的工作流程如下:
第三章多级监控平台
完全自主开发的代表目前国内最高水平的Innoview多级远程监控系统，也是整合图像监控、安防监控、环境监控、设备监控等集成监控系统平台。
该系列产品目前已经在网络化、智能化、集成化要求很高的军队、银行、水利、公安、钢铁、海关、医院、学校等部门领域有大量的应用。
1、基本组件
图2
如图2所示，Innoview多级远程监控系统基本组件包括：
1.1网络视频编码器（NVE）
网络视频编码器（NetworkVideoEncoder）完成前端模拟摄像机视音频信号的H.264压缩和网络传输工作，需要有IP地址（可为静态或动态IP地址，为管理方便最好为静态IP地址），能够按照指定分辨率和/或指定带宽对图像进行H.264压缩。
网络传输支持单播/组播，可只输出单播视频流或组播视频流，也可同时输出单播和组播视频流，极大地方便了系统设计。
RVS服务器通过NVE的管理通道（简称M通道）与NVE交互，完成分辨率指定、视频输出带宽指定、单播输出指定、组播输出指定、打开/关闭视频流等管理和设置工作。
1.2转发流媒体服务器（InnoviewRVS）
InnoviewRVS主要完成对下属多个NVE的管理工作和视频转发（把来自NVE或RVS的视频流转发给RVS或用户机）工作，通过M通道与NVE交互进行管理。
用户登录时（使用浏览器），首先访问RVS服务器，RVS服务器对用户进行认证，可通知NVE发送单播/或组播视频流到用户，用户从RVS服务器下载客户端控件（很小，第一次使用时下载），可直接接受NVE的视频流进行监控。
用户机也可接收RVS服务器的视频流，RVS服务器支持单播/组播，可只输出单播视频流或组播视频流，也可同时输出单播和组播视频流，极大地方便了系统设计。
RVS服务器可多级配置，从而实现多级远程监控体系。
在多级远程监控体系中，RVS服务器还有一项重要工作就是进行带宽管理，详见后续说明。
1.3管理服务器（InnoviewServer）
管理服务（InnoviewServer）主要向管理员提供对管辖区域内设备的管理、状态的监视以及告警的管理。
CS的各种数据均是从RVS获取，RVS主要负责数据收集、存储、转发，InnoviewServer负责数据的处理和可视化显示。
InnoviewServer可以同屏16路监控前端任意采集工作站的任何多路的视音频，通过授权可以控制前端云台和镜头；
NVE/DVR发生的报警会实时传送到相应的总控工作站，总控工作站会以声光和短信的方式通知管理人员；
总控工作站还可以和多个前端交互点进行音视频交互，领导可以向前端工作人员下达命令。
2、系统特色
稳定可靠
NVE采用先进的嵌入式硬件设计和嵌入式操作系统，设备体积小，视频处理速度快，稳定性高，全天24小时现场工作；
可以远程对系统软件升级；
该设备有自动恢复功能，当前端发生掉电加电后，可自动启动，无需人工维护。
网络化、数字化
NVE系统采用标准的TCP/IP协议，内置HTTP服务器，提供RJ-45以太网接口，能架构在局域网、广域网、INTERNET和无线网络之上，节省了铺设长距离线缆的成本。
可任意设置网关，完全支持跨网段、有路由器的远程视频监控环境。
系统提供单播、组播功能。
高清晰度图像
图像压缩采用H.264图像编码标准，图像清晰度高，在低带宽或者多次路由的条件下，传输每秒30幅画面的高质量图像，不会出现“马赛克”的现象。
多权限功能
NVE和RVS配合可以对用户分配不同的控制权限。
使用者在权限允许的监控区域和监控点，可分别实现对远程现场的实时监控、对镜头、云台进行控制或浏览。
系统具有完善的冲突检测和权限剥夺机制。
支持PELCO-D等多种控制协议。
远程报警及联动控制
可提供报警输入接口，当发生报警时，可联动多个设备协同工作。
当监视点发生报警时，系统自动启动各种对应的联动设备，并将视频切换到相应的摄像机，开启灯光，自动录像。
监控中心可弹出报警信息，并有声音报警和短消息提示。
远程设备管理
系统提供远程设备管理功能，维护人员不必到达设备现场，就可修改设备的各项参数，提高了设备的维护效率。
防病毒入侵
系统前端设备采用嵌入式技术，操作系统固化在芯片之中，不易受目前网络中爆发病毒的侵害。
良好的可扩容性
当系统扩容时，前端只需将设备接上网线、视频线，做些简单配置就可以做到即插即用；
在监控中心，管理人员只需要将增加的监控设备加入监控地点组别，这样就完成了全部的系统升级扩容工作。
保密性能优越
系统硬件、软件具有加密功能，使该系统的保密性能优越于其它视频监控系统。
同时，还可以为用户配套额外硬件加解密设备，即在摄像机与网络连接处加加密设备，在网络监控中心的服务器器加解密设备。
使监控网络的保密性最优。
3、Innoview监控平台
3.1简介
经过多年多级远程监控系统的设计和实施实践，我们认识到NVE对于构建局域网范围的远程监控系统是足够的；
但是对于构建多级的远程监控体系，仅靠NVE难于灵活地搭建整个体系，我们采用“Innoview监控平台”。
该平台采用C/S和B/S构架，兼容MySQL和SQLServer数据库，根据具体的系统容量选择不同的数据库，系统将管理、流媒体服务、客户端、数据存储分开，并且支持NAS存储。
系统做到统一管理，并且能够分级管理。
Innoview综合服务平台分为管理服务器、数据库服务器、RVS流服务器、APS报警处理服务器、客户端、虚拟矩阵六部分。
3.2系统实现
InnoviewServer（管理服务器）:
管理服务器完成对所有设备的管理、分配，所有用户管理以及权限分配，报警处理等。
提供编码器、解码器、矩阵及附属设备等的增加、修改、删除及参数配置，以及设置某编码器归属哪个录像站点。
设备分组将系统中的镜头进行分组管理，便于监控管理。
可将整个组的设备一次性地分配给某个用户，而不必一个个地单独配置。
能方便地设置电子地图，布置镜头，并将地图分配给用户。
完善的日志管理，对各个用户的操作进行不可人为修改的记录，以备查询。
提供4种用户类型，包括管理员、超级用户、一般用户和浏览用户，分别授予不同的权限范围，同一类型的用户又可以设置更具体的权限，共有64级，以各自的用户名和密码登录。
可以单独为各个用户分配镜头组和电子地图。
系统管理员实现站点管理，设备管理、用户管理等各项管理，包括配置、修改、删除等。
网络内合法用户可以按照它的级别权限使用IE浏览器，通过登陆Server观看摄像机图像。
InnoviewRVS（流服务器）:
流服务器接收视频服务器的音频视频数据,报警消息等,完成对用户数据的转发；
数据的本地存储已经将数据转储到NAS存储阵列,以及将报警等消息转发给管理服务器,并且根据需要将数据转发给下一级网络；
前端接入进来的模拟信息包括音视频数据信息、声光烟感红外等报警信息，数据量庞大，需要首先经过视频服务器进行数字化，再进行压缩编码，获得适于传输的数字码流；
依据不同的数据类型，转发到不同的服务器，进行进一步处理；
由于网络视频系统的传输方式是组播，在没有客户浏览时，网络内的编码器并不向网络发送视频流，仅仅发送数量非常小的监听IP包，可以降低网络内部的码流压力并不是很大。
InnoviewAPS（报警处理服务器）:
接收声光红外烟感报警信号，启动声光报警；
根据需要自动可对图像画面定义移动侦测区域。
系统可对每个报警信号或画面移动报警进行动作响应设置；
弹出电子地图，并能选择自
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