海康小区监控设计方案.docx

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海康小区监控设计方案

xxxx监控系统

设

计

方

案

设计单位：

xxx

单位地址：

xxx

联系方式：

xxx

2012年2月

目　录

第一章系统建设概况

1.1项目简介

为了更加全面贯彻关于运用科学现代化管理手段，加强xxx居住区安全及周界安全，进一步提高小区科学管理水平。

按照“严密监管、高效运作”的监管原则，充分运用科学技术和先进手段，通过区域化、专业化、网络化、电子化等手段，加强二机楼小区管理，建立小区安防数字智能管理中心。

为此，我们按照二机楼小区地理特点、楼群特点提供分层设计，包括：

●监控前端设计方案

●分控中心设计方案

●总控中心设计方案

监控范围：

小区主要出入口、小区内主要通道、地下车库、广场花园以及周界安全。

1.2系统需求分析

1.2.1系统整体需求分析

系统应能实现不同设备及系统的直联、互通、直控，实现音视频及报警信息的采集、传输/转换、显示/存储、控制；进行身份认证和权限管理，保证信息的安全；应能与报警系统联动，宜提供与其他业务系统的数据接口。

1.2.2功能需求分析

信息采集功能

系统前端信号为模拟视频信号，前端设备采用各种类型的摄像机，信息采集就是完成能这些设备的数据采集和标准化。

信息传输功能

控制信息、视频信息等，通过视频、控制线缆传输，将前端设备的图像信号传输至控制设备。

实时图像点播

按照指定设备、指定通道进行图像的实时点播，支持点播图像的无级播放、图像抓帧。

远程控制

通过手动或自动操作，对前端设备的各种动作进行遥控；能够设定控制优先级，对级别高的用户请求应有相应措施保证优先响应。

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。

存储和备份

监控中心设备可对视频、系统日志等信息予以存储。

存储和备份的历史数据信息，可在网络系统中依据授权进行访问。

系统应能存储下列信息并保持一定时间，可配置专用存储设备备份需要长期保存的信息。

①监控视频信息。

②监控中心操作员人工指定或通过编程定时指定的现场视频信息。

③用户操作的系统日志信息。

系统对接收到的巡检信息、报警信息和视频信息等按照信息的含义和归属进行分类，重要事件的图像可作永久存储，并且提供异地备份。

存储的历史视频数据要求进行防篡改处理，例如增加数字水印或者数字签名，使之可以作为证据使用。

历史图像的检索和回放

按照指定设备、通道、时间等要素检索历史图像文件并回放；回放应支持正常播放、快速播放、慢速播放、逐帧进退、画面暂停、图像抓帧等；支持回放图像的无级播放。

报警联动

系统具有与报警设备联动的接口，报警发生时能切换出相应部位的视频及报警信息，并进行记录；对某些特定监控点，可实现视频移动侦测功能；系统宜支持与其它业务系统进行报警联动接口。

用户与权限管理

监控中心应具有对接入的用户进行授权和认证的功能。

用户及权限管理可由各级监控中心独立执行，也可集中执行。

用户及权限管理模块应定义用户对设备的操作权限、访问数据的权限和使用程序的权限。

监控中心的用户应有权限获取所辖范围内的历史图像和实时监视图像，当需要获取非管辖范围内的历史图像和实时图像时，需要获得有效授权。

用户可提供对前端设备进行独占性控制的锁定及解锁功能，锁定和解锁方式可设定。

系统的人机交互

系统应具有直观、友好、简洁的人机交互界面，具有视频画面分割显示、字幕叠加等处理，能反映自身的运行情况，对下列状态给出指示：

正常状态、报警状态、故障状态。

网络信息安全管理

监控系统具备保证信息安全的各项措施，包括身份认证、设备认证、前端设备和监控中心的接入安全、移动监控系统的接入和传输安全、图像信息的防篡改等。

1.2.3安全需求分析

物理安全

1、环境安全

监控中心机房安全应按照GA/T390-2002中的要求，进行机房场地的选择、实现机房内部安全防护、防火、供电配电、空调降温、防水、防潮、防静电以及电磁防护。

通信线路的安全应按照GA/T390-2002中要求对通信线路进行安全防护。

2、设备安全

应按照GA/T390-2002中设备标记要求、计算中心防盗和机房外部设备的防盗要求实现设备的安全保护。

应按照GA/T390-2002中基本运行支持、安全可用要求和不间断运行要求设计和实现设备的可用性。

3、防雷接地要求

应整体设计系统的防雷和接地。

系统各组成部分的防雷和接地设计应遵从GB50348-2004中的相关规定。

4、记录介质安全

应按照GA/T390-2002中的有用数据介质保护、重要数据介质保护、秘密数据介质保护和关键数据介质保护的要求进行记录介质安全保护。

运行安全

1、审计

应对审计功能的开启和关闭、身份鉴别事件、系统管理员/安全员/审计员/操作员所实施的操作、其它与系统安全相关的事件做审计，并做好相应的审计响应，例如实时报警、违例进程终止、服务取消等措施。

2、备份与故障恢复

应对某些重要的数据进行定期备份，对重要的设备进行冗余设置实现双机热备或者冷备，对重要的数据应做异地备份。

信息安全

1、访问控制

在身份鉴别的基础上，系统宜采用某种访问控制模型对用户进行访问控制（例如基于角色的访问控制或者基于属性证书的访问控制）。

2、完整性保护

为了防止信息的完整性被破坏，系统宜采用数字摘要、数字时间戳及数字水印等技术。

3、数据保密

应对需要保密的数据在存储和传输过程中进行加密。

1.3系统建设目标

有效解决小区内公共安全以及综合管理问题；

监控系统可以起到事前防范和事后取证的作用；

小区监控系统的建设，弥补小区人力物力上的不足，以人防与技防相结合的方式建立起一套有效的安全防范系统杜绝小区内的安全隐患。

1.4系统设计依据及建设原则

1.4.1系统设计依据

GB4943-2001信息技术设备的安全

GB8898-2001音频、视频及类似电子设备安全要求

GB16796-1997安全防范报警设备安全要求和试验方法

GB17859-1999计算机信息系统安全保护等级划分准则

GB50057-1994建筑物防雷设计规范

GB50198-1994民用闭路监控电视系统工程技术规范

GB50348-2004安全防范工程技术规范

GA308-2001安全防范系统验收规则

GA/T74-2000安全防范系统通用图形符号

GA/T75-94安全防范工程程序与要求

GA/T367-2001视频安防监控系统技术要求

GA/T368-2001入侵报警系统技术要求

GA/T379-2002报警传输系统串行数据接口的信息格式和协议

GA/T388-2002计算机信息系统安全等级保护操作系统技术要求

GA/T388-2002B计算机信息系统安全等级保护管理要求

GA/T390-2002计算机信息系统安全等级保护通用技术要求

YD/T1171-2001IP网络技术要求--网络性能参数与指标

RFC3261SIP：

会话初始协议

RFC2327SDP:

SessionDescriptionProtocol会话描述协议

ISO/IEC-13818-1（2000edition）MPEG音视频封装标准

ISO/IEC-14496-2MPEG4视频编码标准

ISO/IEC-11172-3MPEG音频编码标准

在建设整个系统时,我们本着技术先进、系统实用、结构合理、产品主流、低成本、低维护量作为基本原则，进行系统构架。

智能化小区公共安全系统应该符合实际需求的前提下，应用适当的超前性，以满足未来的需求。

智能化系统是小区要组成部份，是一个涉及机械、电气、环境、消防、通信和计算机等多个领域的十分复杂的系统工程。

在设计综合智能小区的智能化建设应按如下原则进行设计：

1）技术的先进性

整个系统选型、软硬件设备的配置均要符合高新技术的潮流，关键的视频数字化，压缩、解压、码流、传输均采用国内外工程建设中被广泛采用的技术与产品。

在满足功能的前提下，系统设计具有先进性，并且在今后一段时间内保持一定的先进性。

2）架构合理性

采用先进成熟的技术来架构各个子系统组成稳定可靠大系统，使其能安全平稳地运行，有效地消除各子系统可能产生的瓶颈，选用合适的设备来保证各子系统具有良好的扩展性。

稳定性和安全性是我们最关心的问题，只有稳定可靠的系统才能确保各设备的正常运行；只有良好的数据共享，实时的故障修复，实时备份等才能形成完整的管理体系。

3）经济性

在满足系统功能及性能要求的前提下，尽量降低系统建设成本。

采用经济实用的技术和设备，利用现有设备和资源，综合考虑系统的建设、升级和维护费用，不盲目投入。

4）实用性

在设备选型时，主要依据项目的实际情况结合目前我国市场上的占有率高的各类产品中选择具有最优性能价格比和扩充能力的产品。

5）规范性

控制协议、编解码协议、接口协议、视频文件格式、传输协议等应符合相关国家标准、行业标准的技术规范。

6）可维护性

所设计的系统和采用的产品应该是简单、实用、易操作、易维护。

系统的易操作和易维护是保证非计算机专业人员使用好本系统的条件。

并且，系统应具备自检、故障诊断及故障弱化功能，在出现故障时，应能得到及时、快速的维护。

7）可管理性

前端现场设备，各分系统集中于中心统一控制，实施对所有远端设备的控制、设置，以保证系统的高效、有序、可靠的发挥其管理职能。

8）安全性

对系统采取必要的安全保护措施，防止病毒感染、黑客攻击，防雷击、过载、断电和人为破坏，具有高度的安全和保密性。

1.5系统架构分析

系统是包括了监控技术、通讯技术、音视频技术和报警管理技术的一套综合性业务应用系统。

从系统应用构成的主体类型上可分成监控资源、传输网络、监控中心和用户终端四个组成部分，监控资源是系统监控信息的来源，传输网络是连接监控资源、监控中心和用户终端的媒介，监控中心是系统的信息管理和共享平台，用户终端是系统的信息服务对象。

分别等同传统的区域视频监控概念上系统可以分成前端、传输/变换、控制/管理、处理/显示四个部分。

监控中心：

系统监控中心是指小区管理中心管理和使用的、具有显示、存储、报警处理、指挥能力的监控中心。

监控中心操作人员权限可独立安装需求进行设置。

监控资源：

具体体现为信息采集前端，既可以是前端设备，也可以是区域性监控系统。

传输网络：

由于小区各点位较为集中，系统所有点位采用视频线、控制线方式。

1.5.2系统物理层次结构

监控系统从物理结构上可以分为图像和报警信号采集、信号传输和中心控制与显示三个部分。

前端设备层：

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传输。

信号传输层：

系统的接地好坏直接影响系统抗干扰能力，总的思路是消除或减弱干扰，切断干扰的传输途径，提高传输途径对干扰的衰减作用，具体措施是：

接地整个系统采用单点接地，接地母线采用铜质线，采用综合接地系统，接地电阻不得大于1Ω，为了保证整个系统采用单点接地，在工程实施中做到视频信号传送过程中每路信号之间严格隔离，单独供电，信号共地集中在中心机房。

接地措施科学合理，能有力地保证系统的抗干扰性能。

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主机、主控键盘、硬盘录像机等，在软件上它包括用户的认证与授权、视频的切换、模拟信号的压缩与数字化等模块。

第二章业务需求与方案设计

2.1、系统整体架构

针对本项目小区的实地考察情况，要实现分散住宅楼、停车场及周界的集中监控系统，需要将存储技术、音视频技术、数据库技术完美的统一起来，需要实现所有设备，所有用户的统一管理和权限分配。

使得管理人员可以统一管理庞大的监控网络。

同时为用户提供更强大的C/S结构软件和方便的B/S结构的访问方式。

系统在小区建立一个主控中心，负责整个小区的应急联动指挥，系统采用统一平台的建设、多系统资源的整合。

本项目监控与报警联网系统整体系统设计为模拟接入方式的模数混合型。

如图所示，前端监控设备通过模拟信号传输线缆或者光纤方式将视频信号汇接入基层监控中心，进入基层监控中心的模拟信号直接接入到嵌入式硬盘录像机，再由嵌入式硬盘录像接入小区局域网。

这样，在主控中心，具备模拟和数字两套核心控制设备，本地视频图像的切换、控制通过模拟矩阵完成，数字编码设备完成模拟图像的数字化以及数字图像在小区专网内的传输，并对所有点位进行录像。

因此，系统图像传输就可以形成双联网互备份。

2.2、小区主控中心建设

小区主控中心作为整套监控系统的核心，有着非常重要的作用，它将前端监控资源集中汇集、控制、存储，同时又负责向小区多个分控中心及远程管理端上传图像资源和授权控制等。

系统组成如下：

1、前端监控点根据不同监控范围及距离、环境采用相应的变速球、红外摄像机等，系统点位离中心距离不远故所有点位采用线缆直连将视频信号、控制信号、报警信号无损失传输到监控中心；

2、进入监控中心的模拟视频信号进入嵌入式硬盘录像机（DVR），嵌入式硬盘录像机将模拟信号转化为数字信号接入到小区局域网内；

3、嵌入式硬盘录像机（DVR），将前端多路图像切换显示在21寸监视器上；

4、鼠标可方便切换和控制前端视频的上下左右以及变倍大小；

5、监控中心配置嵌入式硬盘录像机，对前端所有图像24小时数字化录像存储，重点点位采用高清D1方式录像；

系统特点：

1）整个系统传输方式采用视频线传输，图像质量没有经过数字压缩，图像质量清晰、控制流畅。

2）监控中心的核心设备为数字设备（DVR），同时具备一套功能强大、集成度很高的综合监控平台软件，能够管理、、数字（DVR）设备和信号的软件平台。

3）DVR则将传统的模拟视频信号转换为数字信号，通过计算机网络来传输，通过智能化的计算机软件来处理，这就形成了模数结合的监控系统。

实现了视频/音频的数字化、系统的网络化、应用的多媒体化和管理的智能化。

4）监控数据之间双备份互联，既可以通过小区专网管理、浏览、查询中心数字（DVR）的图像和录像。

2.3、系统存储容量计算

模拟视频信号通过数字视频压缩技术转换为H.264或者MPEG4格式的码流，尽管经过压缩，其所占的空间仍然是非常大的，尤其是城市监控报警联网系统，摄像前端可能达到千级，产生的海量数据是非常惊人的。

对应1路D1、Half-D1、CIF格式产生的录像文件信息如下：

图像格式

1小时录像

1天录像

15天录像文件

D1

600M

24*600M=14400M=14G

15*24*600M=216000M=216G

Half-D1

400M

24*400M=9600M=9G

15*24*400M=144000M=144G

CIF

200M

24*200M=4800M=5G

15*24*200M=72000M=72G

2.4、系统前端接入设计

1）监控前端勘察设计：

按照“先重点，后一般”的原则，根据监控目标要求及实地勘察，确定摄像机和其它设备的安装地点；摄像机的设置位置、摄像方向及照明条件依以下原则设计：

（1）摄像机安装在监视目标附近不易受外界损伤的地方，安装位置不应影响现场设备运行和人员正常活动。

安装的高度应距地面3.5～10m，并不得低于3.5m。

（2）小区大门、主要出入口、重要路口、主干道路视野较开阔的位置，使用倍数较大的镜头，兼顾较广的观察范围和较好的细节。

（3）小区摄像机镜头应避免强光直射，镜头视场内，不得有遮挡监视目标的物体。

（4）摄像机镜头应避免强光直射，镜头视场内，不得有遮挡监视目标的物体。

（5）摄像机镜头应从光源方向对准监视目标，并应避免逆光安装；当需要逆光安装时，应降低监视区域的对比度。

（6）本次项目中，所有监控点没有设计补光设备，球机监控点位采用低照度摄像机，周界点位采用红外作为夜间补光。

2）前端摄像机设计

前端摄像机实施对监控目标图像信息采集，是监控系统的原始信号源，其定点位置、功能状态、质量优劣直接影响整个系统的功能发挥。

（1）根据现场勘点，16个点选择球机。

智能化球形摄像机是集高清晰度彩色摄像机、万向变速云台和多功能解码器、万能字符发生器、CPU处理器、存储芯片于一体的监控产品，最大限度地减少了系统部件之间的连接、安装过程，提高了系统的可靠性。

同时也便于安装和维护，具有外形美观、轻巧灵便、操作简单等优点。

集成平台低速运行平稳、超低噪声、画面无抖动。

一般情况下摄像机工作在自动状态，当环境亮度低于1Lux时，摄像机会自动切换到低照度状态，能够实时、准确、清晰采集图像，不留死角和盲区，该设备性能可靠，质量良好，且已经在工程实践中证明是可靠稳定的优秀产品，各项技术指标能满足公安实战的要求。

在正常照明下，监视图像质量主观评价不低于4级（图像上稍有可察觉的损伤或干扰，但并不令人讨厌）。

（2）摄像机具有开放的控制协议，内置解码器，内置PELCO-P/4800/9600、PELCO-D等16种通讯协议，通讯波特率可调，通过球机内部的简单拨码，即可与多种常用系统兼容，通用性较强，保证系统的兼容性。

根据需要，在某些前端可加装麦克风等现场录音设备，或加装室外音箱等现场音频输出设备等。

控制线选用RVVP2两铜芯聚氯乙烯绝缘屏蔽电缆，导体截面积≥1mm2。

（3）前端设备具有防雨、防尘、防盐雾、防腐蚀、防变形、防人为破坏的能力。

本设计选择的前端摄像机高强度铝合金精铸上罩，密封防尘罩。

（4）采用TVS板极防雷技术，可以有效防止1.5KW以下功率的瞬时雷击、浪涌等各类脉冲信号对设备造成的损坏。

同时，对室外安装的摄像机进一步采取防雷接地措施，设计最大通流量10KA（8/2μs）。

（5）摄像机选择，内置超大变倍高清一体机，滤光片控制避免白天偏色，IP66防水等级，满足24小时全天候大范围监控的需要。

（6）摄像机云台不仅起到支撑和安装摄像机的作用，更重要的是扩大了摄像机的视野范围。

云台可以使摄像机在水平和垂直方向任意转动和俯仰，因而在某种意义上它起到了变一台摄像机为多台摄像机的作用。

云台可分为手动式和电动式两种。

在监视系统中，电动式云台获得了广泛的应用。

电动云台多是由中心控制室通过摄像机遥控单元来进行控制的。

电动云台是—种以微电机为动力，通过传动机构，带动摄像机在水平方向做0°～350°转动和在垂直方向做0°～±90°俯仰的一种机械装置，本项目中采用摄像机为一体机，集成有云台。

3）取电和线径设计

取电说明

考虑到前端摄像机离系统中心距离较长，铺设强电电缆不仅费用较大，而且安全性较差，也不利于以后系统的维护。

因此，本方案根据摄像机的布局，路灯及单位条件，就近取220V交流电，通过变压器进行稳压和滤波，为摄像机提供24V交流电源。

线径设计

当电源线径大小一定，24VAC电压损耗率达到10%时，传送的距离即为最大传输距离。

（对于交流供电的设备而言，其最大的允许电压损耗率为10%。

例如：

一台设备额定功率为80VA，安装在离变压器10m远处需要的最小线径大小为0.8000mm。

）

线径（mm）

传输功率va\传输距离（米）

0.8

1

1.25

2

2.5

30

28

45

72

183

333

40

21

34

54

137

250

50

17

27

43

110

200

60

14

22

36

91

160

70

12

19

31

78

140

80

10

17

27

68

125

本方案中，前端额定负载小于50W，视在功率小于80VA，距离在10米以上，20米以内。

考虑适当加大摄像机供电线缆的线径，可以进一步降低地回路的电阻，可减少干扰，因此设计电源线为RVV2铜芯聚氯乙烯绝缘软电缆，导体截面积2.5mm2,可以充分保证前端设备输入电源的稳定性。

控制箱设计

控制机箱中主要安装以下设备：

1）专用稳压电源

2）市电进线引入机箱内

3）过流过压保护装置和电源防雷保护装置

4）接线端子

5）开关和插座

6）接地设备

为保证系统的全天候运行，前端控制箱除保证防水、防撬外，还设计自动温控开关，可以根据温度自动开关风扇，为箱内的设备提供合理的使用温度。

控制箱的内部空间应是所有箱内设备体积的2倍以上，以保证箱内设备的散热和空气流通，并采用底部进线，机箱和立杆统一接地。

第三章系统设备选型

3.1海康红外一体球DS-2AM1-7XY系列：

主要特性：

红外功能：

?

最低照度0Lux

?

采用高效红外阵列，低功耗，照射距离达60m

?

红外灯与倍率距离匹配算法，根据倍率及距离调节红外灯亮度，使图像达到理想的状态

?

内置热处理装置，降低球机内腔温度，防止球机内罩起雾

?

恒流电路设计，红外灯寿命达3万小时

系统功能：

?

采用1/4"索尼高性能CCD,图像清晰

?

精密电机驱动,反应灵敏,运转平稳,精度偏差少于0.1度,在任何速度下图像无抖动

?

支持RS-485控制下对HIKVISION、Pelco-P/D协议的自动识别

?

支持三维智能定位功能,配合DVR和客户端软件可实现点击跟踪和放大

?

支持多语言菜单及操作提示功能,用户界面友好

?

支持数据断电不丢失

?

支持断电状态记忆功能,上电后自动回到断电前的云台和镜头状态

?

支持光纤模块接入

?

支持内置温度感应器,可显示机内温度

?

支持防雷、防浪涌、防突波功能

?

室外球达到IP66防护等级

?

支持RS-485线路故障诊断功能,把故障信息,如地址错误、波特率错误等以文字形式显示在视频画面上

?

支持曼码协议及线路故障诊断功能,把故障信息,如地址错误、波特率错误等以特殊字符形式显示在视频画面上

?

支持定时启动预置点/花样扫描/巡航扫描/水平扫描/垂直扫描/随机扫描/帧扫描/全景扫描等功能

?

支持密码保护功能,防止被人恶意修改球机菜单参数

?

支持球机标题功能,可在视频画面叠加中、英文字符

?

支持区域扫描和显示,球机在设定的区域设定的时间内没收到控制命令就执行区域扫描,并显示区域名称

机芯功能：

?

支持自动光圈、自动聚焦、自动白平衡、背光补偿和低照度（彩色/黑白）自动/手动转换功能,宽动态功能可选

云台功能：

?

水平方向360°连续旋转,垂直方向-10°-90°,支持自动翻转,无监视盲区

?

水平预置点速度最高可达120°/s,垂直预置点速度最高可达100°/s

?

水平键控速度为0.1°~80°/s,垂直键控速度为0.1°~60°/s

?

支持256个预置位,并具有预置点视频冻结功能

?

支持8条巡航扫描,每条可添加32个预置点

?

支持4条花样扫描,总记录时间大于10分钟

?

支持比例变倍功能,旋转速度可以根据镜头变倍倍数自动调整

?

支持守望功能,预置点/花样扫描/巡航扫描/水平扫描/垂直扫描/随机扫描/帧扫描/全景扫描可在空闲状态停留指定时间后自动调用（包括上电后进入的空闲状态）

?

?

支持报警功能,内置2路报警输入（7路可选，优先级可调）和2路报警输出,支持报警联动,可在报警后触发报警输出/调用预置点/花样扫描/巡航扫描/水平扫描/垂直扫描/随机扫描/帧扫描/全景扫描