机房监控管理系统方案.docx
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机房监控管理系统方案
机房监控管理
系
统
方
案
目录
设计单位简介3
前言4
第一部分需求分析4
第二部分系统方案设计6
第一章设计思想6
第二章系统设计7
第一节系统结构设计7
第二节机房前端系统设计8
2．1温湿度采集9
2．2电池组监测监控10
2．2门禁管理10
第三节监控中心系统设计11
第三部分设备选型12
第一章前端设备12
第一节摄像机12
第二节网络视频服务器13
第三节拾音器和音箱15
第四节温湿度传感器16
第五节电池组监测仪16
第六节门禁系统16
第三章中心设备18
第一节数字矩阵（中心管理平台）18
第二节电视墙及磁盘阵列20
第四部分技术支持和服务及人员培训20
一、技术支持和服务20
二、人员培训21
第五部分设备清单及报价22
设计单位简介
深圳市亿维锐创科技有限公司，地处深圳市南山区，是深圳高新技术企业。
下设北京分公司、上海分公司、深圳分公司，为国内一流专业生产安全防范系列产品的企业，公司具有独立的产品开发、研究、生产制造能力，技术水平在同行业居领先地位，近几年来，深圳市亿维锐创科技有限公司以“创CCVE领域国内第一品牌”为目标，瞄准国际同类产品先进水平，独立开发了网络视频服务器、人脸识别监控系统、多媒体监控系统、城市交通集中监控系统和双向控制闭路电视教学系统等多个系列产品，成为目前国内矩阵监控领域生产品种最多、最全的企业，产品用户遍及全国各地。
公司从自身坚实的技术实力和高起点的经营理念出发，在商业经营的同时，参与并成为了全国性的安全防范专业技术权威机构，为公司长远战略及用户的长期技术保障打下了坚实的基础。
长期以来，公司依靠自身雄厚的科技力量，独立开发、生产的CCVE产品，其中“网络视频服务系统”获国家级重点新产品证书。
“M系列矩阵切换监控系统”在国内首家通过公安部检测。
产品现已在全国金融、商业、工业、交通、饭店、文物、教育、司法等行业的逾万个工程中成功使用，多年来一直倍受用户赞誉及信赖，市场占有率稳步提高。
公司通过ISO9001国际质量认证，公司以严格质量管理、先进的技术水平和生产管理、丰富的工程安装经验和完善的售后有服务，在公共安全领域，以技术为先导，大、中、小型矩阵产品全国覆盖高、中、低档市场，拥有全面的自有知识产权，为客户提供最广泛的应用支援。
公司持以质量为生命、以技术为支持、以服务为宗旨、以合作求发展的经营理念，采用了世界上一流的产品和技术，工程涉及楼宇自动化、综合布线、安全报警、程控通信、数据传输、计算机网络等领域。
公司以高标准、严要求态度对待每个工程、每个环节，经省市有关部门考察认证，获得了省公安厅颁发的安全防范工程一级证书。
公司严格实行质量管理，制定和完善了一整套智能化工程实施的技术和管理规范，严格按照国家制定的技术标准以及国际最新标准，对工程进行设计、施工和督导。
公司还建立了完善的培训制度，使公司员工能不断地提高自身素质，增强了对高新技术的全面了解和应用能力。
公司现拥有员工八十余名，拥有大专以上学历技术人员占80%以上，具有强大的技术实力和设计能力，拥有全套智能化工程设计计算机软硬件系统，特别是对工程项目的管理和售后服务工作，做到责任落实到人，建立了一套完整的工程设计、施工、质量、安全等管理体系，形成了工程服务本地化、标准化、系统化、规模化的特色。
前言
随着机房监控的要求越来越严格，机房监控大量涌现，机房监控的认知度和自动化体现的越来越先进。
作为一个传统意义的产业，政府对机房安全的要求非常重视，为了促进和规范机房安全规范作业，加强对机房人员自动化管理，出台了很多规范。
然而，许多机房的消防安全意识淡薄，存在很多安全隐患，一旦发生安全事故，将造成重大人员伤亡。
为解决机房管理上的难题，杜绝机房的违规经营管理行为，有效预防安全事故。
我们根据机房经营模式的特点和有关政策法规的要求，本着积极、严谨的态度，设计出一套完整的数字视频远程网络监控管理系统。
该系统功能强大、界面友好、操作简易、图像清晰、音频还原度高，清晰悦耳，并且能够有效的管理机房们工作的情况并记录下来，最终进行矿产量的统计工作。
每套该前端监控系统都具有独立的视频监看、双向语音对讲、探头报警功能。
该系统当中的前端系统将采集到的视频、语音、报警信号，通过我公司自主开发的“网络视频服务器”视频服务器，编码转换成网络数字信号。
然后通过机房已有的网络连接，将视频、语音、报警信号上传至监控管理中心，达到规范管理的作用。
“网络视频服务器”（NVS）是我公司为了满足用户把高清晰的声音、视频数字化远程传输而专门设计的音视频编、解码产品。
“网络视频服务器”（NVS）充分考虑远程监控需求的特点，结合了我公司在视频技术方面的优势和最新IT技术，旨在为用户提供一个专业的、高性价比的远程视频解决方案。
应用“网络视频服务器”（NVS）产品可以在无需任何动土工程的情况下非常简单的实现模拟CCTV向网络视频系统升级。
先进的IT技术保证所有硬件24小时无间断工作，异常自动恢复功能保证即使出现任何人为、意外、技术中断也能立即重新工作或者自动连接，可通过远程网络进行控制管理、升级、实现了远程管理维护，极大的方便了工程商和用户的调试和使用。
采用“网络视频服务器”构成的远程监控系统，为管理部门提供了一套有效的机房监管工具。
在社会上树立起机房作业安全、文明、健康的良好形象。
促进了文化建设与高新科技的结合，把机房等行业发展成为功能丰富多彩、内容健康有益的数字文化家园。
同时，采用“网络视频服务器”可以接入机房监控所要求的外部必要设备，例如温湿度传感器，门禁系统，电池组监测仪等等。
第一部分需求分析
根据机房的特点，及整个系统的实际情况。
我们对整个系统进行了详细的分析，总结出了机房监控管理系统应具有如下的功能要求：
1.系统技术水平先进、运用现代监控技术。
2.系统具有可升级性和可扩容性。
3.系统具有可设置性，管理人员可根据需要对系统进行设置。
4.可实现24小时不间断监视。
（根据机房工人作业时间来制定时间）
5.系统基于B/S体系构成。
（使用WEB浏览器可直接访问）
6.视频码率连续可调，帧率连续可调，音频码率可调。
7.系统支持多种协议（TCP/IP,ARP,ICMP,FTP,DHCP,HTTP，PPPoE，DNS，组播）。
8.中心可进行实时视频和音频预览、配置、控制。
9.支持动态IP地址的机房。
10.视频帧率、码率可根据带宽自动调节，不影响机房正常使用带宽。
11.多用户管理功能。
12.当前端网络断开、视频丢失、视频被遮挡能自动报警，上传中心。
13.外接双鉴红外探头、烟感探头、应急按钮等多种报警探头
14.在报警时能自动切换录像。
15.能实现语音对讲。
16.系统具有故障自我诊断、及简单故障恢复功能。
17.通过开关量将每位机房的工作情况记录下来，在中心管理软件中进行统计工作。
18、通过读取温湿度传感器中温湿度数值进行报警处理及报警查询。
19、通过读取电池组监测仪中的电源信息进行报警处理及报警查询。
20、通过读取门禁系统中的信息进行报警处理及报警查询。
第二部分系统方案设计
第一章设计思想
为了使我们设计的系统具有极高的可靠性和可持续发展的能力，同时也最大限度地降低系统的建设成本、运行成本费用。
我们首先确立了以下几个设计的总体思路：
一、系统的先进性和开放性
为保证机房监管系统既能保持在一定时期内不落后，并保证该系统互连的方便性，我们在该系统的设计时，要充分考虑到系统的先进性和开放系性，尽可能采取先进开放的技术和产品。
二、系统的有效性和实用性
针对机房监管系统要求特点，我们采用B/S体系的网络拓扑，可确保整个系统的独立稳定，互不干扰。
为确保投资的有效，我们在整个系统设计时，根据目前的应用及将来的发展，确定采用高速球机（枪式摄像机）、网络视频服务器及中心软件（或数字矩阵），以保障系统的完整功能和可靠运行。
开放人脸识别功能，能够通过机房本地前端设备采集到人脸图像传递给网络视频服务器，由网络视频服务器进行抓拍高清晰图片，最终在本地服务器中进行人脸的截取和传送，由人脸识别服务器进行察看和浏览，进行监控和管理。
三、系统的可靠性和稳定性
机房监管系统作为整个应用系统的基础，其可靠性和稳定性直接关系到应用的好坏。
某个系统的单独故障可能直接给应用带来灾难性的损失。
B/S体系的网络拓扑的可靠性，主要是要防止因某一点出现故障时，而导致系统瘫痪。
如某个设备或某条线路出现故障，不会对整个系统产生影响。
人脸数据的传输完全通过加密后数据传输，安全性和可靠性大大保障。
四、系统的可扩展性及升级能力
为了保证机房监管系统的有效性和实用性，同时又保证该系统在一定时期内不落后，我们在进行设计时，并不是一味追求高配置、高速率，而是在保证先进性的同时，选择具有良好扩展性和升级能力的设备及构架，设计出具有良好扩展性的网络拓扑，以保证整个系统的可扩展性及升级能力。
这具体表现在以下几个方面：
1.选用了具有良好开放性的系统构架和拓扑结构，易于扩充、升级。
2.用户端网络操作系统选用适合于多种媒体访问技术和多种高层协议的系统。
3.在用户端系统采用结构化布线，并利用已有的互联网络进行远程数据传输，通过对视频服务器的升级、扩容、插板、以及堆叠等方式增加前端视频源的数量。
4.网络拓扑采用了B/S体系，用户可随时增加或减少视频终端，而不会影响其他终端正常工作。
第二章系统设计
第一节系统结构设计
整体机房监控系统分为两大部分，这两大部分分别为监控系统，信息传输系统。
信息传输系统又包括电源监测系统、温湿度采集系统、门禁管理系统。
根据对整个系统的需求进行分析，和我们总体设计思想，机房的监控系统的结构示意图如下：
图1.机房监控系统图
图2.机房机房工作信息上传系统
由上图可以看出，整个系统基于B/S体系构成。
在每个机房安装一至多个摄像机和报警探头，通过“网络视频服务器”网络视频服务器，连接到已有的光纤网络上。
监控中心通过数字矩阵连接切换到想监看、对讲的机房，同时可对选择的视频图像、声音进行录像、检索回放等。
若前端摄像机为快球或者带云台摄像机，监控中心亦可对其进行云、镜操作。
当机房探头发生报警时，立即将报警信号上传至监控中心及时处理。
机房中1台视频服务器能够处理4^4位机房的工作情况，设立4个按钮分别对应探头1－4，根据按按钮的数目和次序来对机房进行编号。
第二节机房前端系统设计
前端机房的监控系统，需根据各自机房的实际情况，如：
规模大小、上网机器布置等情况，安装一至多个摄像机。
通过与视频服务器连接至机房的服务器或路由器。
系统示意图如下：
图3.机房监控前端设备连接图
上图画出了一个机房的简单前端系统图。
拾音器、摄像机、报警探头采集机房现场音视频信息和报警信息，视频服务器将这些数据信息进行编码转换成网络信息，然后通过机房服务器或者路由器，将数据上传给监控中心。
监控中心可以任意监看、调用控制这些终端设备。
如果发现机房有违规经营行为，可立即通过语音对讲警告当事机房。
必要时可通过网络警察关闭其网络连接。
前端的报警探头，可在探头被触发后立即将报警信息上传监控中心，并同时通过现场音箱产生报警声音。
使现场人员能够第一时间获得警情，有效地预防了火灾、破坏、偷窃等情况的发生。
在这个系统中，探头是一个复用设备，除了有效的预防安全隐患，还能够处理机房的作业绩效。
一个机房的若干视频服务器，通过交换机与机房的网络服务器，或者路由器共享一个网络IP连接至光纤LAN中。
通过预置不同端口号进行端口映射，可达到共享IP连接的功能。
若机房是动态IP连接方式，视频服务器通过域名解析功能，同样也可以实现远程访问。
机房计量绩效的示意图如下：
图4
机房人员进行编号，例如机房1＝123，机房2＝231……，在探头的输入端接入对应的按钮进行编号代表探头的输入，并且设置相应的反应时间，在反应时间内机房人员按下对应顺序排列的按钮代表倒矿1次，探头按下转换为开关量输入到视频服务器中，视频服务器将该信息传输给监控中心软件，监控中心软件能够将该探头信号系列（即开关量信息）转化为对应的人员的倒矿次数＋1，并记录到数据库中，当需要对机房作业进行统计时，只需要在监控中心软件中处理就能直接产生统计结果。
2．1温湿度采集
接入系统示意图如下：
如上图可知，温湿度传感器接入到视频服务器上非常简易方便，只需要将温湿度传感器接上电源，同时，将485接口接入到网络视频服务器的485接口，网络视频服务器即可通过透明串口读取到传感器的实时温湿度。
最终在管理软件中可以查询到不同时刻的温湿度值，反映机房的环境信息情况。
在得到温湿度值不符合机房要求时，可通过管理软件进行报警上传通知管理人员，由管理人员进行及时的处理。
2．2电池组监测监控
电池组的监控类似与温湿度的监控，所不同的在于，示意图如下：
2．2门禁管理
门禁就是出入口控制，在人进出重要通道的时候，进行适当级别的权限鉴别，以区分是否能通过的一种管理手段。
一般可以通过卡片、指纹、虹膜（眼睛）来识别来人的身份，也代表来人的权限。
门禁系统就是替代钥匙的功能，在一个公共出入口，给每个人发放钥匙是很不方便的，要处理人离职入职、钥匙丢失、身份登记、记录跟踪都有很大的难度；如果派遣专人守卫则存在成本高、管理难、有徇私舞弊的可能。
门禁系统很好的解决了这些问题，是现代社会办公场合的基本要求，也是发展方向。
门禁系统在中国经过10年的发展，已经很成熟稳定，安装、服务、价格都比较适合大规模采用了。
在深圳等沿海城市，安装门禁系统已经是一个公司、工厂等很普通的需求。
门禁设备的接入同上。
其独立性在于门禁系统管理可使用独立的综合性门禁管理软件进行控制。
示意图如下：
第三节监控中心系统设计
机房监控中心的主要任务是通过光纤LAN，接收机房的监控信息，进行实时监看、控制、录像、语音对讲等。
系统示意图如下：
监控中心系统设计图
监控中心系统软件图
数字矩阵是中心系统的主要设备，它的主要功能是通过IE浏览器，登陆需要监看或者录像的机房。
当机房有报警信号的时候，数字矩阵自动切换到该路视频，并同时进行录像、产生报警声音等。
也可通过话筒进行语音对讲，通知提醒机房工作人员。
为了实现大量录像数据的保存，中心可以配置RAID（磁盘阵列），以满足海量存储的要求。
同时也保证了录像数据的安全性。
随着用户功能要求的增加，在后期，可通过中心对前端视频服务器进行远程升级和维护。
极大地方便了工程商和用户。
监控中心也可以是一台便携式电脑，与Internet连接后，通过有权限的口令同样可以登陆各机房的视频服务器（与中心不冲突）。
这种监看方式，非常适合领导的随时抽查。
第三部分设备选型
为了使整个系统运行可靠、稳定，在设备选择上就必须仔细慎重。
详细了解各设备的技术参数是否达到预定指标，功能是否齐全。
下面，就对系统所选用的主要设备进行详细的介绍。
第一章前端设备
第一节摄像机
高速球型摄像机
（选配）
摄像机的性能好坏，直接决定中心所看到的视频图像的质量。
推荐球机具体性能参数和技术指标如下：
有效像素
752（H）×582（V）
图像感应器
3.6mm（H）×2.71mm（V）;1/4inch
视频输出
1.0Vp-p
水平清晰度
480TVL
信噪比
≥50dB
最低照度
1Lux
光圈
自动
对焦
自动
焦距长度
F3.9~63mm
倍率
16倍
白平衡
自动
背光补偿
开/关
左右旋转范围
360°连续旋转
左右速度
18°/秒
上下旋转范围
0~90°
上下速度
12°/秒
通讯
RS485
控制
上下、左右;镜头变倍
左右线扫
两预置点之间线扫
巡视轨迹
1条
电源
AC24V
操作温度
0~40℃
尺寸
Φ134×175mm（H））
重量
约1.3Kg
枪式摄像机
TE-570:
（选配）
设备技术参数:
视频输出
1.0Vp-p
水平清晰度
480TVL
信噪比
≥50dB
最低照度
1.0Lux
白平衡
自动
背光补偿
自动
电源
AC24VDC12V
操作温度
0~50℃
第二节网络视频服务器
网络视频服务器的适用范围非常广泛，可用于多种现场：
●城市道路监控
●公共场所安全远程监控
●商场、超市监控
●酒店视频点菜系统
●考场集中监控
●远程教学
●机房、舞厅等娱乐场所联网监控
由于机房的地理分布散乱，不可能专门为其敷设线缆。
使用机房已有的网络连接代替传统的传输链路，已经成为了机房监控系统的未来趋势。
所以使用KD1001B型视频服务器，在本系统中是非常适合的。
设备技术参数如下：
1.视频编码算法H.264
2.音频编码算法MP3音视频完全同步（唇音同步）
3.编码图象大小D1、Half-D1、CIF、QCIF
4.水印（WATERMARK）技术
5.视频码率64Kbps-8Mbps连续可调，帧率1-30（1-25）连续可调，音频码率可调
6.视频输入1路，NTSC/PAL可设置
7.音频输入1路Line-in
8.音频输出1路
9.提供4路报警输入，4路继电器功率输出
10.提供1个RS485接口，连接控制球机、门禁主机、视频切换矩阵
11.网络接口，支持RJ-4510/100Base-T以太网接口
12.支持多种协议（TCP/IP,ARP,ICMP,FTP,DHCP,HTTP，PPPoE，DNS，组播）
13.内嵌WebServer，全面支持IE进行实时视频和音频预览、配置、控制
14.可进行ＩＰ过滤，屏蔽部分IP地址登陆操作，或仅允许指定的IP地址登陆操作，编码后的音视频数据加密，提高安全性，保护隐私
15.可通过网络接口进行远程系统软件升级
16.支持DDNS，可实现二级域名访问
17.在多台网络视频服务器通过一台路由器上网的情况下，支持PC客户端能分别访问每台网络视频服务器；支持PC客户端通过代理服务器访问网络视频服务器
18.支持TCP/UDP/MultiCast三种传输协议
19.Internet传输时，视频帧率码率可根据带宽自动调节
20.用户同时访问数10-100名
21.视频丢失侦测，视频遮挡侦测，自动报警，客户端联动
22.视频动态侦测（可设区域和灵敏度），自动报警，客户端联动
23.支持图像抓拍（704x576,JPEG压缩）功能
24.报警时自动抓拍图像，将实时图像数据传输到设定服务器
25.支持网络远程通过RS485控制云台及镜头控制，控制协议可单独更新升级（uploadablePTZdrivers）
26.安全机制可以对操作的用户进行分三个级别（管理员、用户、guest）的用户密码保护功能和用户权限验证
27.支持语音对讲
28.支持OSD。
日期和时间的位置、灰度可以设置，日期和时间自动增加
29.支持LOGO。
LOGO的位置可设置
30.支持视频参数调整（对比度、明亮度、色度）
31.提供一个Reset键，恢复系统默认参数
32.内置看门狗，异常时自动使系统复位
33.硬件加密设计
34.平均无故障运行时间：
50000小时
35.输入电源：
AC220V±5%
36.工作环境：
温度：
-10℃～55℃，湿度：
20%-80%RHG
37.保存环境：
温度：
-20℃～60℃，湿度：
20%-95%RHG
上述参数，体现了设备全面的网络功能和强大的后续开发，使您在采用我们的视频服务器的时候无后顾之忧。
第三节拾音器和音箱
为使系统的双向对讲功能有一个较好的使用效果，拾音设备和放音设备的选择也非常重要。
我公司生产的MIC101拾音器就具有功耗小、音频范围广、失真小、还原度高等特点。
第四节网络视频解码器
通过网络解码器，能够将数字视频音频信号直接转换为高清晰的音视频模拟信号，并且输出到电视墙上。
第四节温湿度传感器
传感器的种类众多，温湿度传感器的主要作用是能够采集到现场环境中的实时温度及湿度，对于现场环境的监测有重要意义。
温湿度传感器提供透明串口接口，采用RS485通讯接口，直接接入电脑中的RS232接口（即串口）或者通过接入网络视频服务器的透明串口来读取实时温湿度。
第五节电池组监测仪
电池组监测仪即电池组监测模块的监测，主要是对电池组的群组电压、电流情况进行采集及读取，同时也能够读取到单支电池的电压和电流值，实时反映电池情况。
电池组监测仪一般均提供通信接口，该接口可直接接入到电脑中或者通过接入网络视频服务器的透明RS485接口，由网络视频服务器来进行读取，查询，设置，判断，报警工作。
电池组监测仪中提供多种接口，部分接口如下：
SL:
有单只电池电压欠压
SH:
有单只电池电压过压
TL:
电池组总电压欠压
TH:
电池组总电压过压
B,C:
单节电池电压上限，双字节HEX码，低位在先，以10毫伏为单位
D,E:
单节电池电压下限，双字节HEX码，低位在先，以10毫伏为单位
F,G:
电池组总电压上限，双字节HEX码，低位在先，以0.1伏为单位
H,I:
电池组总电压下限，双字节HEX码，低位在先，以0.1伏为单位
第六节门禁系统
门禁控制器特点
⏹1单门、2门、4门等多种门禁考勤控制器型号
⏹多种通讯协议的门禁系统，包括485类和TCPIP类。
⏹所有的控制器可以组合配置，安装在同一个网络上，用同一套软件系统进行管理。
⏹支持全部Weigand读卡器，兼容Motorola、HID、国产等ID、IC读卡器。
⏹多种系统安装配置方便灵活，可以485、局域网、广域网联网安装。
⏹4级防雷、防浪涌、防静电、防尘、双重看门狗保护，更稳定可靠，国际品质
⏹高性能：
485控制器每秒传送15条记录；TCP/IP通讯：
每秒1000条记录。
⏹每个门有16个开放时间段，可以组合出无限制的权限分类。
⏹支持防潜返，可以精确到时间段和星期，防潜返可以分区管理。
⏹支持互锁、消防报警、另外增加一个报警输入
⏹支持2个报警输出（2门4门控制器），1个报警输出（单门控制器），可以设置报警时间和报警条件
⏹支持有效日期，精确到开放时间，过了日期的卡将自动失效
⏹鉴别方式支持单卡、卡加密码、密码、双卡识别、自由通行（首卡通行）
⏹支持多事件报警输出，如无效卡、无效时间、开门报警，都可以设置一定时间长度的报警输出
⏹控制输出时间长度可以达18小时，如开门时间可以从1秒到65535秒
门禁系统可直接接入电脑控制，同时也可以通过网络视频服务器的透明串口进行控制，如下图所示：
门禁控制系统图如下图所示：
典型应用图如下：
第三章中心设备
监控中心的主要设备就是数字矩阵。
它负责将所有视频服务器上传的信息还原为音视频信号。
根据需要，将这些信号输出到电视墙，或者进行录像。
第一节数字矩阵（中心管理平台）
中心的数字矩阵，可由一至多台主机组成，配置一个麦克风、一对音箱，实现音视频还原、录像、双向对讲等功能。
其具体的性能参数如下：
图像压缩格式
H.264压缩方式。
每路图像显示/录像（1-25帧/秒）。
图像处理功能
可分别调节每路图像
升级会员 