小区视频监控系统论文.docx
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小区视频监控系统论文
引言…………………………………………………………………………………2
1系统概述……………………………………………………………………2
1.1控制层……………………………………………………………………3
1.2传输层……………………………………………………………………3
1.3采集层……………………………………………………………………3
2系统结构模式及方案选择………………………………………………………3
2.1系统结构模式选择………………………………………………………3
2.2方案选择…………………………………………………………………4
3设计依据及原则…………………………………………………………………5
3.1设计依据…………………………………………………………………5
3.2设计原则…………………………………………………………………6
4系统总体设计……………………………………………………………………7
4.1系统结构…………………………………………………………………7
4.2监控中心设计……………………………………………………………8
4.3前端设备…………………………………………………………………8
4.4显示设备…………………………………………………………………8
4.5信号传输设备及通讯网络………………………………………………8
4.6系统完成后具备功能……………………………………………………9
5系统各个部分设计及设备选择…………………………………………………9
5.1前端部分…………………………………………………………………9
5.2信号传输设备及通讯网络部分…………………………………………11
5.3控制存储部分……………………………………………………………12
6总结与展望………………………………………………………………………13
致谢…………………………………………………………………………………14
参考文献……………………………………………………………………………14
小区视频监控系统
摘要：
众所周知,视频监控系统的发展经历了第一代的全模拟系统,第二代的数字化系统,第三代的网络化系统三个阶段的发展演变,目前正在逐步向蓬勃发展的智能视频监控系统过渡。
以小区对小区进出人员、内部活动等进行实时观察、录像以便在以后发生情况时方便调出图象取证；对通道严密监视；防止事故发生这一案例针对视频监控模式的合理性提出分析和设计。
关键词：
小区视频监控系统设计
引言：
目前随着电子、通讯等高新技术行业的快速发展,安防行业所应用的产品及技术在近几年突飞猛进,从简单的第一代模拟监控产品,过渡到了第二代数字化监控产品,进而演变出了第三代网络化监控产品。
[1]本文主要以小区视频监控系统的设计为基础，在用户的需求，实现全天候录像及监控，并在一段时间后与另一个小区可实现共享，远程查看为前提，将如何设计合理的方案作为本文论点结合自己的分析及文章案例的参考展开阐述。
于目前，对于单体建筑工程所应用来分析，相当多的会采用全模拟系统模式来完成一套视频监控，本论文通过小区这一案例，在原有模拟的基础上加入数字化应用，已达到更快更高效的效率。
1系统概述
小区监控系统设计以模拟方式为基础，应用基于计算机网络的多媒体控制管理技术，将监控视频图像的控制、传输、采集、查询纳入计算机网络的统一管理，两者互为补充、相辅相成，共同构建实用、效率、快速的监控系统体系。
为小区闭路监控系统提供先进的技术手段，以保障整个小区各个事要的记录和实时查看，并打算与其他地区小区使用内网实行网络远端查看。
小区对于安装这套系统为进一步保证小区安全及众多财物设施和重要资料的安全。
建立行之有效的安防体系是小区安全防范的重要基础，它成为提高部小区物业方面管理强度，是保证强有力安全防范的新热点。
对于目前实现本端查看，日后与另一小区实现远程共享，因此该设计更应该考虑到系统的扩展性。
1.1控制层
控制层是整个安防监控系统的核心，它是系统科技水平的最明确体现。
通常我们的控制方式有两种——模拟控制和数字控制。
[2]模拟控制是早期的控制方式，其控制台通常由控制器或者模拟控制矩阵构成，适用于小型局部安防监控系统，这种控制方式成本较低，故障率较小。
但对于中大型安防监控系统而言，这种方式就显得操作复杂且无任何价格优势了，这时我们更为明智的选择应该是数字控制。
数字控制是将工控计算机作为监控系统的控制核心，它将复杂的模拟控制操作变为简单的鼠标点击操作，将巨大的模拟控制器堆叠缩小为一个工控计算机，将复杂而数量庞大的控制电缆变为一根串行电话线。
它将中远程监控变为事实、为Internet远程监控提供可能。
但数字控制也不是那么十全十美，控制主机的价格十分昂贵、模块浪费的情况、系统可能出现全线崩溃的危机、控制较为滞后等等问题仍然存在。
1.2传输层
传输层相当于安防监控系统的血脉。
在小型安防监控系统中，我们最常见的传输层设备是视频线、音频线，对于中远程监控系统而言，我们常使用的是射频线、微波，对于远程监控而言，我们通常使用Internet这一廉价载体。
1.3采集层
采集层是整个安防监控系统品质好坏的关键因素，也是系统成本开销最大的地方。
它包括镜头、监控摄像机、报警传感器等等。
2系统结构模式及方案选择
2.1系统结构模式选择
模式一：
全模拟系统
优点：
技术成熟、性能稳定、价格经济。
缺点：
不满足系统技术发展方向；
系统扩展能力差，结构不灵活，无法通过厂区局域网实现多点控制；
系统录像时间短、画面质量差且不能长期保存，不能随意检索，容量小，易损坏。
适用范围：
适用于监控点不多、系统要求不高的单体建筑工程
模式二：
模拟+数字系统
优点：
融合模拟系统信号稳定、价格便宜、操作方便和数字系统在网络互连、信号存储等方面的优点。
是目前最常用的系统模式。
缺点：
不适合多建筑工程
适用范围：
适用于监控点多、系统要求高、需多点分控的单体建筑工程
模式三：
全数字系统
优点：
系统结构灵活，扩展能力强。
缺点：
目前技术不成熟，缺乏统一标准，对计算机网络系统建设水平（硬件）要求较高，系统造价高昂。
适用范围：
适用于多建筑、大面积、计算机网络系统先进、可靠、系统要求高的场所
根据用户需求及自己从合理性出发判断，采用把全模拟和模拟+数字的优缺点互补，以达到本设计的效果。
2.2方案选择
方案一：
PC机+采集卡+摄像机
描述：
在原来的计算机（能上网的）上，插上采集卡，安装摄像机并布线。
缺点：
采集卡是需要占用计算机资源，如果原来就有计算机的话，要考虑到计算机的配置是否能运行起监控系统。
如果计算机经常被使用的话，维护起来比较麻烦（容易因为客户错误操作，造成系统崩溃）。
优点：
成本低,监控软件功能强大。
可以按照监控主机的配置，给客户中高低三种档次的机器配置（经济型、实用型、高效型）。
选配机器的时候，要注意客户的后期扩充性，就是一个客户前期要求做10个点，但是后期有没有可能要求做到16个点之类的。
扩充性：
要注意下面几点1）插槽是否足够？
如果后续扩充的话，是否有足够的插槽插卡；2）电源功率是否足够？
一般推荐用350W长城电源，保障计算机硬件充分运行；3）机器配置是否足够？
路数越多，要求的效果越好，建议从内存和CPU上考虑增加；
注意：
为了保障机器的稳定性，推荐使用intel芯片组的主板和CPU，最好采用华硕、技嘉、微星等主流品牌。
显卡采用独立显卡。
详细的可以参考下我们提供的配置单。
方案二：
用硬盘录像机+摄像机（+电视机，可以用电视机直接看现场画面，也可以用显示器看。
局域网内，可以直接网络看）
描述：
直接连上网线跟布好线就行了
缺点：
如果采用的是M-Jpeg的硬盘录像机（便宜），所需要的带宽比较大，远程看的时候会很卡，建议一次看一到两路关闭了再看其他的。
优点：
硬盘录像机系统稳定，维护方便。
方案三：
（不需要录像，或者用一部专门的电脑登陆服务端录像）
视频服务器+摄像机
描述：
视频服务器接上网线和摄像机
缺点：
视频服务器（MPEG4压缩的）是没有硬盘的，录像和观看需要一部计算机
优点：
MPEG4压缩的视频服务器，图像网络传输比较顺畅
方案四：
网络摄像机
描述：
直接用网线连接多个网络摄像机
缺点：
不能存储在摄像机上，需要计算机来存储。
况且占用空间（AVI格式的录像）也比较大
优点：
布线方便，价格低。
直接连上网线和电源就行了。
基于用户需求和整体合理性，我选用设计方案2为主，取方案三、四部分作为扩展使用完成该系统的设计，并采用模拟与数字相结合来实现本设计所能达到的指标，以上对系统分析及选择做问本文的论据展开对该小区的设计如下。
3设计依据及原则
3.1设计依据
《民用电视系统工程技术规范》（GB50198-94）
《电气设备安全设计导则》（GB4064）
《安全防范工程程序与要求》（GA/T75-94）
《视频入侵报警器》（GB15207-94）
《建筑闭路监视电视系统工程技术规范》（GB50198-96）
《中国电器安装工程施工及验收规范》（GBJZ32-90-92）
《信息技术客户通用电缆铺设要求》（ISO/IEC11801）
国家公安部、公安厅技防办有关文件规定
3.2设计原则：
监控系统的目的除了维护小区的基本设施安全以外，另外一个同样重要的目的是服务于管理、给管理提供现代化的手段，监控系统设计均遵循以下的原则，以达到最佳的效果和最优的性能价格比。
①实用性：
系统设计应满足XX小区管理工作需要，如视频移动侦测、对云镜的控制、调配等。
除具备以上功能外，还有视频记录、可以监控重点部位进行切换放大等实用功能。
②先进性：
必须了解和预见到今后几年社会发展对闭路电视监控方面提出的要求,该系统必须适应科技发展的方向，具有一定的超前性的可扩展性，在发展过程中可以不断扩充，使系统在相当长的时间内与科技发展相适应，具有相当的发展潜力所选择的设备应在系统实施若干年后，能保持其功能完善、齐全，不至于落后。
[3]
在本设计中，控制中心采用了硬盘录象机设备作为整个系统的核心，保证了整个系统的先进性。
因为数字视频嵌入式录象系统是建立在现代计算机技术上的设备，而现代计算机技术的更新换代是很快的，所以本系统也可通过多种方式进行更新，保持其先进性，如：
软件版本升级、硬件配件升级等各种方式。
③可靠性：
所有使用的技术和设备，必须是已经被证明为“成熟的而且面向工程的”，需要充分考虑施工中可能遇到的各种情况，避免各种不稳定的因素，确保工程质量。
④效率性：
小区应用监控系统的最终目的是为了增强小区监管安全的力度，最大限度地节约资源，从而提高监管效率，降低劳动强度。
因此该系统的设计应充分体现小区安全、高效、节约”的设计原则，保证系统的运作。
4系统总体设计
4.1系统结构
在本设计中，将系统结构分为四个部分：
摄像部分、传输部分、控制部分、显示与记录，整体系统结构如下图4-1，小区整体施工按下图4-2来进行。
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：
一般是由几台或多台监视器组成，它的功能是将传送过来的图像一一显示出来。
图4-1系统简单结构图
图4-2系统施工简图
4.2监控中心设计：
采用1台嵌入式硬盘录像机，一台控制键盘，1台17寸纯平彩色显示器。
4.3前端设备：
前端设备是安装在现场的摄像装置，包括各类摄像机、镜头、防护罩、支架，它的任务是将现场的图像信号转换成电信号，并传输到控制中心。
小区整个区域监控数量分布情况：
小区大门通道处1台球机，位置是由外向小区内探测，围墙处1台，位置是从小区最北边向南边探测。
机房门口室1台半球，位置是对着机房进门处并能监看到机柜，一楼楼梯通道口1台防水一体机，位置是从大厅东边斜向楼梯口探测，汽车停放点1台。
防水一体化摄像机，位置是在南边围墙处向汽车停放点覆盖性探测。
摄像机数量总计：
5台。
4.4显示设备：
初步根据系统规模，控制中心需设计由嵌入式硬盘录像机和纯平显示器组成。
4.5信号传输设备及通讯网络：
图像传输：
各摄像机现场安装到控制室采用SYV75-5-41，控制线用RS485控制总线，根据用户要求留有网络线，两地光纤已埋好，为了日后加装视频服务器，协议转换器等设备，以便日后小区群实行异地查看、共享和图像传输。
（6）该系统完成后，可具备以下各项功能：
①控制中心能够实时监看监视区域内所有摄像机摄取的图像，随时了解各监控点的状况；可以单独查看某点位置的情况。
②对小区各个点进行视频同步记录，在任意时间进行回放；
③通过主机视频切换功能，可根据需要轮流监控各监控点情况，进行现场管理；
④可任意设定对视频信号进行记录，随时可进行查看，数据保存在硬盘上，储存时间根据嵌入式硬盘录像机配置的硬盘数量而定，可反复使用，使用时间长，避免录象带的长期投资；
⑤系统的日志功能可有效的对系统的操作进行全程的记录。
5系统各个部分的设计及设备选择
5.1前端部分
环境要求：
本设计所有摄像机均为室外安装，因此要考虑高温、防台风、防雷电、防雨和防尘。
结合本地气候条件，要求定点监控摄像机安装方位应尽可能实现防晒、防雨、防雷，室外防护罩必须具备防水效果，具有遮阳装置，设置自动控制散热装置。
照度要求：
本设计摄像机为室外全天候监控，监控场所最低照度应保证至少0.05LUX。
清晰度要求：
为保证数字化录像效果，摄像机水平清晰度要求大于480TVL。
综上该系统选择前端设备有：
现代HY-2103R红外高速球，现代HY-1806BH红外防暴半球，现代HY-1788A红外防水一体机。
防雷要求：
由于该小区规模不大，用户要求，可以不加装防雷系统，因此本设计中将防雷设计省去。
前端设备在整个设计中祈祷至关重要的作用，它负责整个系统中前端视频信号的采集，以便到后面的传输，控制，存储，可以说它在整个系统中占主导地位，只要前端出现问题，后面的将相继无法运行，因此在选设备时，应注意按照系统综合性来考虑。
（1）HY-2103R红外高速球如下图5-1
基本参数指标：
水平转动范围
360度
垂直转速
1-100度/秒（1-64级随意设定）
垂直转动范围
90度（俯仰范围）
高速球通信地址
256个地址，通过软件设置
红外灯
大功率¢20=8颗，¢8=35颗，¢5=21颗
外红有效距离
120M
供电电压
DC12V5A（DC12V-14V范围）
图像传感器
1/4”HAD
巡视预置点
8组（每组16个预置点，共128个预置点）
通信波特率
1200bps/2400bps/9600bps
额外配件
在机芯四周加入垫簧片。
起到
（2）HY-1806BH红外防暴半球如下图5-2
基本参数指标：
名称
参数
图像传感器
1/3”SONYsuperHADCCD
水平清晰度
540TVL
最低照度
0.1LUX/OLUX（IRON）
信噪比
48dB
工作电压
DC12V
（3）HY-1788A红外防水一体机如下图5-3
名称
参数
图像传感器
1/3 "Super HAD CCD
水平清晰度
480 TVL
最低照度
0.3 LUX / 0 Lux IR开启
信噪比
48 dB
电子快门
Auto 1/50 to 1/100,000sec
标配镜头
16mm
红外波长
850nm
工作电压
DC 12V
图5-3红外防水一体机
5.2信号传输设备及通讯网络部分
在该系统中主要设计到的传输介质有两种：
视频同轴电缆和双绞线
视频同轴电缆传输：
英文简称SYV,常有的有75-7，75-5，75-3，75-1等型号，特性阻抗都是75欧姆，以适应不同的传输距离。
是以非对称基带方式传输视频信号的主要介质。
同轴电缆是较早使用，也是最传统的视频传输方式，但同轴电缆只适合于传输距离为几百米的视频，且其抗干扰能力不强，一般用于小型工厂或者学校内部的模拟摄像机监控，采用同轴电缆传输相对成本较低。
本设计中主要采用syv75-5-41型号的线缆，这种型号的线缆传输距离一般在300米以内，由于该小区各个前端设备到机房距离较近，在传输距离以内，因此选择该型号的视频同轴电缆。
双绞线：
双绞线传输相比于同轴电缆传输距离要远很多，最大可以达到2400米，其价格便宜且接入方便，抗干扰能力也不错，采用PoE供电还可以减少综合布线的任务量。
但由于双绞线材质本身的限制，它不抗老化，不能在条件比较恶劣的地方传输，如野外或者化工厂等，并且它一次只能传输一路图像，故不大适合大中型监控，同时传输距离也有一定的限制。
双绞线传输比较适合用于中短距离、摄像机点位相对比较分散不是很多或者点位较近但比较集中的环境下的网络摄像机的视频监控，如银行、连锁酒店、超市或者大学校园等。
5.3控制存储部分
监控中心位于小区门亭旁边的机房内，采用1台现代嵌入式硬盘录像机，1台17寸纯平彩色显示器，一台控制键盘，设计整个硬盘录像系统可以连续保存录像资料2个月，硬盘录像系统支持录像与回放全双工工作。
采用DH系列网络硬盘录像机是结合IT领域各项最新技术，如视音频压缩/解压缩、大容硬盘记录、TCP/IP网络等，为安防现代而设计的一款优秀的数字监控产品。
它同时具备数字视音频录像机（DVR）和数字视音频服务器（DVS）的特性，既可本地独立工作，也可连网组成一个强大的安全监控网。
在硬盘录像级录像方面，录像效果是数字主机的核心和生命力所在，在监视器上看去实时和清晰的图像，录下来回放效果不一定好，而取证效果最主要的还是要看录像效果，一般情况下录像效果比监视效果更重要。
大部分DVR的录像都可以做到实时25帧/秒录像，有部分录像机总资源小于5帧/秒，通常情况下分辨率都是CIF或者4CIF，1路摄像机录像1小时大约需要180MB~1GB的硬盘空间。
控制存储部分按这样的设计实施后，能实现由前端传输过来的图像信号保存半年以上，并可以在硬盘录像机上随时调取查看。
①HY-DH16S硬盘录像机
图5-4硬盘录像机
HY-DH16S硬盘录像机（如图5-4）基本参数指标：
名称
参数
视频输入：
1-16标准BNC接口。
视频输出：
1路输出到监视器，标准BNC接口1路输出到显示器，标准VGA接口
音频输入：
1-16标准BNC接口
音频输出：
1路，标准BNC接口
语音输入：
1路，标准BNC接口
本地备份：
USB1.1标准接口
串行接口：
1个RS-232，1个RS-485，均为RJ45型接口
键盘接口：
1个，RJ45型接口
级联接口：
1个，RJ45型接口
网络接口：
1个，RJ45型接口
报警输入：
16关量输入
报警输出：
8开关量（或干节点）输出
6总结与展望
视频监控系统是采用摄像机对被控现场进行实时监控的系统，它主要由摄像部分、传输部分、控制部分、图像处理和显示几部分组成。
它的系统结构主要有3种典型形式：
模拟监控系统、半数字化监控系统、全数字化监控系统。
模拟监控系统技术比较成熟，成本也较低，但是画面质量和数据存储设备都较差，故现在已经很少应用在智能建筑中；半数字化监控系统是在模拟监控系统的基础上发展起来的，最大的改进是用硬盘录像机替代长时间录像机，大大提高了数据存储的质量和数量，故在智能大厦中得到了广泛应用，但其传输线路复杂，对于大范围的监控任务有些无能为力；数字化监控系统采用了视频服务器或直接采用网络摄像机，使传输的信号变为数字信号，可以直接利用局域网或以太网进行传输，大大提高了数据传输的速度和质量，适合大范围的监控任务。
目前，全数字监控系统的造价还相对较高，普及度并不高。
随着计算机技术和通信技术的不断发展，全数字化系统必将成为视频监控系统的发展趋势。
安全防范技术随着逐步的发展，走入了更多人的视角内，也走出了商业化的道路，监控系统在生活中更是无处不在，随着社会上的安全事故的发生，使得监控在日常生活中越来越受关注，作为这一行业的我们，应该更加关注怎样去有效、快速、稳定的构建一个安全的监控系统，供给客户使用，本文主要从一个角度的体现出视频监控系统的一种类型，阐述了它在具体的应用中是怎样实现的。
当然，也期望在今后的时间里，这一行业更加迅猛的发展及普及，技术的创新能给我们带来了安全、可靠、和舒适感，甚至能免除了很多与客户中的技术纠纷，质量受到质疑等，因此通过本文，我深深希望能在这一行业内走出自己的一条道路。
致谢
感谢我的指导老师xxx老师！
在写这篇论文时给予我宝贵意见和耐心的指导！
感谢我的专业老师xxx老师！
在相关知识点上作出的详细指导！
感谢我的辅导员xxx老师！
在大学三年里对我的关怀和教诲
[参考文献]
[1]文章名称：
建筑安全监控防范技术作者：
芮静康出版日期：
2007年
[2]刊名：
中国安防著者：
陶兴著作名称：
《浅谈安防的“昨天”“今天”“明天”》出版日期：
2008年9月刊期：
2008年09期
[3]刊名：
中国安防著者：
汤志伟著作名称：
《智能分析技术在网络视频
监控领域的应用》出版日期：
2011-3-12刊期：
2011年03期
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