4000+DVR组网视频监控方案.docx
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4000+DVR组网视频监控方案
河西公园监控系统
技术方案
2011年9月
目录
第一章概述3
1.1系统概况3
1.2设计原则3
1.3总体目标4
1.4设计依据5
第二章系统总体设计6
2.1需求分析6
2.2产品总体需求6
第三章系统详细设计8
3.1网络拓扑图8
3.2图像采集8
3.3压缩编码。
3.4传输系统13
3.5存储系统14
3.6显示系统。
3.7软应用软件平台。
第四章设备选型。
4.1摄像机。
4.2网络硬盘录像机。
第五章附录27
5.1海康威视简介27
5.2产品参数28
第一章概述
1.1系统概况
公园是一个集旅游、休闲、娱乐的公众活动场所，公园是进行国际、国内经贸活动和文化交流的重要场所，是城市重要旅游景点，也是推动城市建设，促进旅游休闲产业发展，美化亮化自然环境的重大项目，是城市作为国际性现代化旅游城市的标志性景区。
随着各城市经济与城市建设的进一步发展，为了改革开放和经济发展创造良好的社会环境，公园的治安管理面临新的挑战。
公园的治安管理是社会治安管理的一个重要组成部分，与经济建设有着密切的关系，综观当前国际国内的新形势，对公园的治安管理工作特别是预防犯罪和确保良好的治安环境提出新的课题，要管理手段更科学、更高效，为了适应新形势的需要，对提高城市品味为招商引资提供完善的监控系统显得具有十分重要意义。
在公园中设置完善的视频监控系统，将在维护社会安定、打击犯罪等方面发挥重要的作用，同时也更有利于监管在公园中的各种不文明行为和不利于游客人身安全的行为。
本项目在公园主体景点部位，入口集散区、，水景区、游览区、服务中心，等都设有红外彩色球型摄像机进行24小时监控。
为了进一步满足社会经济发展与人们文明生活的高标准要求，创造一个安全、舒适、温馨、高效的旅游与生活环境，并根据各种不同公园的需要，从项目的具体实际出发，做到配置合理，技术先进，性能价格比高，确保系统性能高质量，高可靠性，本公司设计了本监控方案。
1.2设计原则
根据招标文件技术部分要求，在本方案设计时，将秉承以下设计原则：
1.实用性
依照用户要求，坚持实用性为主的原则，本系统将完全满足公园各项安防需求，同时考虑未来发展需求，避免追求系统的超前性，以减少不必要的投资。
2.可靠性、安全性
参照大量已建成的公园安防监控系统，借鉴其中的精华部分，为系统高可靠性的总体设计提供现实依据，选用的设备自身将具备高可靠性、高安全性，高达数万小时的平均无故障时间，并为关键设备、关键部件设计冗余备份。
同时，选用安全机制健全、安全级别高的平台辅佐系统搭建。
3.先进性
本系统设计遵循系统工程的设计准则，通过科学合理地设计，既防止片面追求某一高指标，又充分体现系统的先进性，最大程度地采用成熟、可继承、具备广阔发展前景的先进技术，使系统能在未来数年内不落后，并通过软件升级即可实现更多新功能，充分保护用户的投资。
4.开放性
本系统设计将采用标准化设计，严格遵循相关技术的国际、国内和行业标准，确保系统之间的透明性和互通互联，并充分考虑与其它监控系统的连接。
在设计和设备选型时，将科学预测未来扩容需求，进行余量设计。
5.易管理性、易维护性
本系统将采用全中文、图形化软件平台实现整个监控系统管理与维护。
可自动检测系统中任何一台设备的运行状态，并示出详细参数，以辅佐管理人员及时准确地判断和解决问题。
采用稳定易用的硬件和软件，完全不需借助任何专用维护工具，既降低了对管理人员进行专业知识的培训费用，又节省了日常频繁地维护费用。
1.3总体目标
基于数字视频监控系统的技术要求和设计原则，提出以下总体目标：
1.通过红外手段实现24小时监控
2.授权与安全认证
3.海量资料存储及检索
4.全网内报警信息管理
5.报警与视频监控联动
1.4设计依据
1《绿色建筑评价标准》GB/T50378-200
2《民用建筑电气设计规范》JGJ/T16-92
3《火灾自动报警系统设计规范》GB50116-98
4《智能建筑设计标准》GB/T50314-2006
5《建筑与建筑群综合布线系统工程设计规范》GB/T50311-2000
6《有线电视系统工程技术规范》GB50200-94
7《民用闭路监视电视系统工程技术规范》GB50198-94
8《工业企业通信设计规范》GBJ542-81
9《城市建筑综合布线系统工程设计规范》CECS119-2000
10《综合布线系统工程设计规范》GB50311-2007
11国家建筑标准设计电气装置标准图集、建筑电气安装工程图集。
12《建筑物电子信息系统防雷技术规范》GB50343-2004
13《电子计算机场地通用规范》GB/T2887-2000
14《电子计算机机房设计规范》GB50174-93
15《卫星广播电视地球站设计规范》GYJ41-89
16《通信系统机房设计标准》GBKJ-90
17《程控交换机设备安装工程验收规范》YD5077
第二章系统总体设计
2.1需求分析
考虑到公园监控的特殊性，开阔区域较多、人流量较大、24小时需要关注，同时要考虑到监管突发事件、不文明行为和违法、危害游客人身安全的需求，摄像机选型必须满足24小时监控、必须实现360度转动、必须实现光学变倍来监看现场的细节，本项目前端摄像机采用80米红外球机，28倍光学变焦来保证视频监控的良好效果。
图像存储系统选用H.264格式16路网络硬盘录像机。
根据设计原则，录像记录需要保存20天天以上，每天24小时。
对于所记录的图像可以通过时间和地点检索回放。
所有嵌入式硬盘录像机的控制操作均在操作台上通过鼠标进行。
录像回放要求按照国家、地方技防标准。
所有摄像机接入DVR转成IP信号到监控网络中通过监控软件进行管理，并通过解码设备输出到电视墙上，方便监控人员进行实时的预览。
2.2产品总体需求
硬件部分
⏹摄像机
根据现场情况采用红外球型摄像机。
⏹网络硬盘录像机（EDVR）
根据分散存储、集中管理的设计理念，选择网络硬盘录像机作为编码存储设备。
项目需部署16路网络硬盘录像机3台。
⏹客户端
用于对监控系统的日常操作端，获取相关设备信息，完成预览、控制、回放、接警、处警等操作。
⏹解码器
将网络视频信号解码还原成模拟信号到电视墙上进行显示，方便监控人员的预览和切换。
软件部分
由于监控系统组网结构日渐复杂，覆盖范围也变广，需要软件平台进行统一管理。
平台的物理载体是管理服务器、流媒体服务器、解码服务器、控制端（客户端软件）。
建设项目共计3台网络硬盘录像机、1台管理计算机、经过科学估算扩容容量，符合用户后期扩展需要，可直接将未来扩展的设备添加至管理服务器即可，无缝衔接。
软件平台能实现设备管理、图像预览、云镜控制、录像及回放、用户及权限管理、接警处警等功能。
第三章系统详细设计
3.1网络拓扑图
所有红外球机通过光端机接入到16路硬盘录像机，将模拟视频通过编码芯片转换为数字信号，同时每台设备可以本地显示16路画面，硬盘录像机将网络视频信号传输到监控专网中，通过客户端软件进行统一的管理、预览，并可以将视频信号通过解码器输出到电视墙上进行显示。
3.2图像采集
作为监控系统的视频源头，摄像机对整套监控系统起着至关重要的作用。
对摄像机的基本要求是：
图像清晰真实、适应复杂环境、安装调试简便。
1.图像真实清晰——摄像机种类很多，其本源是内部核心部件“图像传感器+数字处理芯片”，针对不同的行业有完全不同的优化方案。
比如：
广播电视系统的图像处理偏艳丽，这是符合观众的视觉需求。
相对而言，视频监控系统对图像的要求是真实还原，尤其是图像的色彩应与现场一致，比如：
人的肤色、衣着颜色、车辆颜色等。
其次，图像清晰度主要取决于图像传感器线数，线数越高，图像解析力越高，能获取更多的图像细节。
此外镜头倍数也将影响用户捕获图像的景深，广角取景能获取全景概况，长焦取景能获取人脸面部特征，因此，用户对图像要求与使用场景密切相关。
当然，在特殊场景下还需要特殊功能进行匹配，比如：
超低照度、逆光等等。
2.适应复杂环境——与硬盘录像机、交换机所处环境不同，摄像机一般都置于风吹日晒的环境下，天气变化都会影响摄像机的工作。
耐高温、抗雷击、防水防尘等应达到相关指标，摄像机应该能在恶劣环境下正常工作。
室外摄像机护罩内应该有加热、除湿等装置，防水防尘级别应该达到IP66，内部电路应该具备防浪涌保护设计，抗3000V雷击。
3.安装调试简便——摄像机多安装于难以摘取的位置，因此使用过程中的再度调试是较麻烦的，增加维护成本。
比如：
摄像机安装倒像。
摄像机应该提供OSD操作菜单供用户远程调试及参数修改。
此外，建议为摄像机由UPS集中供电以保证电源洁净，防止串扰。
3.2.1摄像机特点
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80m
●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
●室外球达到IP66防护等级
●支持3D数字降噪
●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
●支持定时任务预置点/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、宽动态和低照度（彩色/黑白）自动/手动转换功能
●支持隐私遮蔽
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240°/s,垂直预置点速度最高可达200°/s
●水平键控速度为0.1°-160°/s,垂直键控速度为0.1°-120°/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
应用场景
可广泛应用于需要大范围高速监控的无光和光线较弱的场所,如：
河流、森林、公路、铁路、机场、港口、岗哨、广场、公园、景区、街道、车站、大型场馆、小区外围等场所。
3.2.2比较压缩算法的方法
海康威视是业界第一家为DVR引入H.264编码算法的厂家，基于对监控行业逐渐深刻的认识，我们针对监控本身的诸多特点对编码算法进行持续优化。
考究产品的压缩编码能力可以从以下三个方面一窥究竟：
1.超低压缩码率——可能目前大部分用户都不太在意超低码率下压缩编码，原因是大家在持续提升图像质量而不断增加码率。
但是不可否认手机监控已经走入我们的生活，在手机屏仅支持QCIF画质、无线通信带宽紧缺的现在，能以64Kbps甚至56Kbps作QCIF编码实现手机监控，是一种技术实力的体现。
海康威视任何一部DVR的子码流均可通过网络直接送往用户手机，实现手机监控。
2.主流压缩码率——按照逻辑辨证法看待事物，实现同样画质的图像，谁的消耗少证明谁的技术更胜一筹。
在保证FULLD1图像解析度的条件下，使码流更低是追求的目标，而且还需使得DSP运算能承受代码的复杂度。
对用户而言，呈现的回放分辨率是FULLD1，而需要超过2Mbps甚至8Mbps的码流显然是在浪费网络带宽和存储空间。
海康威视可以利用1.5Mbps码流编码出FULLD1画质，而我们向上支持到8Mbps的码流是为未来高清编码作预留。
3.高清压缩码率——目前海康威视提供的130万像素网络摄像机就体现了全实时高清压缩编码的实力。
相对于FULLD1画质，图像尺寸和分辨率提升约一倍，码流应该需要4Mbps，经过对MPEG4编码算法的不断优化，目前利用3Mbps码流可完成百万像素全实时编码。
综上所述，评价一种产品的编码能力并不能仅从编码码率、图像分辨率去片面比较，而是需要综合考量的。
3.2.3压缩编码特点
●经典架构
我们选择RISC芯片（ARM）完成主控，DSP芯片完成编码运算。
选用的ARM归属于EMPU（嵌入式微处理器），针对监控系统的专有性对保留其相关功能，裁剪无用功能，大幅减小系统体积和功耗。
相对于某些基于CISC或者通用CPU，在工作温度、抗电磁干扰能力、可靠性等方面都做了增强，具备体积小、重量轻、成本低、可靠性高等优点。
视频流编码要求编码芯片能胜任连续数据流的处理及高精度复杂运算，因此DSP器件是最优的选择。
对系统结构和指令进行特殊设计，编码效率高、执行速度快。
●业界首创的双码流技术
针对国内网络建设相对落后的环境，为了在录像数据和网传码流之间取得平衡，我们开发了双码流技术。
DSP对同一路图像进行两次编码，主码流用于录像，选择高分辨率、全帧率、最优图像质量，子码流用于网传，选择普通分辨率、非实时、普通图像质量。
通过这样的设计，可以不需要用户去改建现有网络，省去额外的网络投资，当然，该方式源于目前绝大多数用户实时监控的时间＜＜录像回放的时间，且实时监控的强度要求不高。
当并发访问数量激增时，任何设备都会出现瓶颈，没有哪个厂商可以逃脱，但是我们采用了更能让用户放心的处理策略，即录像＞网传，主码流＞子码流，简而言之，CPU运转是优先保证录像的，确保有清晰完整的录像文件是可追溯的。
若用户对实时监控的要求很高，也有充足的网络带宽满足全实时FULLD1监控的需求，那么直接网传主码流即可。
●动态编码技术
目前支持在编码过程中动态修改编码参数，而不需要重启设备，由此而衍生的“事件压缩”功能让用户更满意。
据统计，监控录像有80%属于无用数据，其中绝大部分是录制静态画面，在过去以变码率方式来降低存储量。
“事件压缩”更加符合用户需求，即用户希望“有用数据”是清晰的，对“无用数据”的清晰度要求不高。
在判决何谓“有用数据”时，经统计我们认为报警触发的录像、移动侦测触发的录像，以及未来智能分析报警触发的录像是“有用数据”，因此利用“事件压缩”功能，“普通数据”采用低分辨率、低码率进行录像，“有用数据”采用高分辨率、高码率进行录像，编码参数的改变由设备自动完成。
在录像质量和存储空间之间做了最好权衡。
3.3传输系统
传输系统包括模拟传输系统和数字传输网络。
前者指各监控点的摄像机与网络硬盘录像机之间的互联，由于IP监控的兴起，这部分的问题往往容易被忽视；后者指“网络硬盘录像机——路由交换设备——监控中心”途径IP网络的传输过程。
本着提升监控系统水平的原则，以客观的角度阐述监控系统对传输系统的要求，以帮助用户充分利用现有设备、节约投资。
3.3.1模拟传输系统
模拟传输系统一般包括：
模拟视频传输、模拟音频传输、控制信号传输、报警信号传输等。
首先值得用户注意的是线缆的选取和购买，从做工上考究，建议尽量选择知名厂商的产品，因为线缆自身优劣将严重影响到图像质量、控制信号等等。
视频线缆和音频线缆主要采用实心聚乙烯绝缘射频同轴电缆，型号为SYV-75-5,特性阻抗为75欧姆±3欧姆。
控制线缆主要采用铜芯聚氯乙烯绝缘屏蔽聚氯乙烯护套软电缆，型号为RVVP-2*0.5，两芯绞合成缆。
报警线缆也采用铜芯聚氯乙烯绝缘屏蔽聚氯乙烯护套软电缆，但横截面积为1mm2,型号为RVVP-2*1.0，两芯绞合成缆。
除了选择充分满足标准的线缆之外，施工必须符合GB50217-1994《电力工程电缆设计规范》的要求。
我们建议以下基本要求：
1）线缆长度应满足距离要求，避免电缆的破裂接续，若必须接续时，采用焊接方式或者专用连接器。
2）电源电缆和信号电缆应分开铺设。
3）所有电缆应避开恶劣环境，如高温热源和化学腐蚀区等。
4）所有电缆应远离高压线或大电流电缆，不易避开时应各自穿配金属管，并尽可能地埋入地下。
5）当在建筑内铺设时，应按建筑设计规范选用管线材料及铺设方式，埋于建筑物体内。
6）电缆穿管前应清理管内杂物，穿线时宜涂抹黄油或滑石粉，进入管口的电缆应保持平直，管内线缆不能有接头和扭结，穿好后应作防潮、防腐等处理。
7）电缆应从所接设备下部穿出，并留出一定余量。
8）在电缆端做好标志和编号，便于事后排查。
9）考虑到本项目的各个监控点跨度较大，中我们采用同轴电缆将模拟视频信号传输到光端机处，通过光纤统一汇聚到监控中心进行编码和存储、显示。
综上所述，我们希望用户关注模拟传输部分，往往信号受干扰都来源于此。
3.4存储系统
3.4.1DVR
本方案中存储系统采用DVR方式，其中IPSAN属于可选部分。
DVR是目前最成熟最可靠的录像存储设备，是不容争辩的事实，经过成千上万的项目进行验证，成为文博、银行、公安等监控行业用户的唯一选择。
针对某些厂商指出DVR采用劣质IDE硬盘的说法，我们可以肯定地说这是对监控行业极不了解的谬论，海康威视的DVR支持SATA硬盘，并且推荐用户选择针对监控系统特别优化的SATA硬盘。
此外，我们单机最大支持同时接8块2T的硬盘，容量为16T，可存超过30天的24小时持续录像，完全满足普通使用需求。
3.4.2DVR存储特点
既然DVR是目前监控录像主要存储方式，我们针对DVR录像存储做了很多创新和努力，旨在提高录像数据的安全性、可靠性，延长磁盘使用寿命。
●磁盘预分配技术
在传统的磁盘读写操作中，创建/删除文件不仅需要修改分区表，还会产生磁盘碎片。
海康威视独特的磁盘预分配技术在写录像时采用索引进行文件管理，覆盖录像操作不涉及文件的删除和创建，让磁头只在数据区划动，而不进入核心FAT表区，即使突然断电等意外现象发生，磁头伤及盘片，也不会导致整块硬盘损坏，大大增强了数据的可靠性。
不存在频繁地删除、新建操作，保障硬盘长期运行不产生磁盘碎片，大大提升文件的写入、读取速度。
DVR存满后可自动覆盖起始空间，以实现无人干预的情况下持续录像。
●S.M.A.R.T技术
业界首家引入S.M.A.R.T信息报警机制，利用磁盘自身的S.M.A.R.T信息判断磁盘的运行状况。
能在发生故障以前，了解磁盘的异常信息，最大限度地保护数据，使数据可能丢失的几率降到最低。
错误盘自动跳过，不影响不终止录像，更新盘自动加入录像过程，无需人工调整。
●非工作盘自动休眠
业界首家引入非工作盘休眠技术，既能节约大量电力资源，又能大大减少机内热量，提升整机的稳定性，延长硬盘的使用寿命。
3.5应用软件
3.5.1软件概述
海康威视长期关注中小视频监控系统，并致力于中小视频监控系统软件平台的开发，和众多合作伙伴一同深入挖掘监控的核心内容，随着IP前端的不断推广，IP监控系统应用逐渐推广，基于这样的背景下，海康威视推出了适用于新一代混合型网络硬盘录像机、网络视频服务器、IPCamera与IPDome等IP前端设备的中小型IP监控系统管理套件:
网络视频监控软件-4000（以下简称客户端）。
它能很好的完成以下功能：
⏹视频、音频实时预览（最多64画面分割）、回放；
⏹远程点播集成远程回放、VOD点播，客户端智能判断；同时也支持多路同步回放；
⏹支持远程点播界面双屏功能；
⏹支持软件推出时记忆播放通道与窗口的对应关系功能；
⏹海量数据分布式存储，集中管理；
⏹最多支持16个集中存储服务器进行集中存储；
⏹集中管理、配置IP前端，可添加、删除IP前端，修改参数等；
⏹远程访问与控制IP前端设备，包括：
云台控制，聚焦，变倍等；
⏹广泛报警接入，联动报警输出，报警信息主动上传，报警输出名称可自定义；
⏹用户权限统一分配，具备登陆、验证；
⏹电子地图热点、热区联动效应；
同时，具备以下优秀的性能：
⏹实用性
――以客户需求为宗旨，摒弃华而不实的功能，
⏹适应性
――对行业用户的特有功能进行定制，以适应用户的特殊需求
⏹可靠性
――选用的硬件、软件均具备数万甚至十万平均无故障时间，并为关键设备、关键部件设计冗余备份
⏹安全性
――鉴于监控系统特殊性，安全保密工作尤为重要，从网络建设、平台验证、设备加密等立体化保障系统安全
⏹先进性
――严格遵循系统工程的设计准则，科学合理地设计，最大程度地采用成熟、可继承、具备广阔发展前景的先进技术，使系统在未来数年内不落后，保护用户投资
⏹开放性、易扩展性
――严格遵循相关技术的国际、国内和行业标准，确保系统之间的透明性和互联互通；在系统设计时，合理预测未来扩容需求，科学设计余量
⏹易管理性、易维护性
――支持Windows操作系统，支持数种国际通用语言，支持全中文管理界面，具有完善的使用手册和帮助文档，自动检测网内设备运行状态，以图文结合方式列出设备异常情况，辅助管理人员排查处理
3.5.2设备管理
客户端能集中管理所有前端设备，一方面能综合管理，及时有效地了解设备状态，另一方面可简化操作，易于维护。
客户端以高效的数据库形式保存：
⏹创建监控区域，添加IPC或IPDome等前端设备；
⏹可添加、更改、删除各种设备的配置信息，最大可管理50台设备；
⏹根据实际物理范围来划分“区域”，前端设备归属在相应区域内，为方便用户未来的管理，支持设备名自定义；
⏹设备状态一览无遗，包括：
监控点编号、录像与否、视频信号丢失与否、硬件状态正常与否、并发连接数、通道当前码率、SD卡状态；
⏹集中管理服务信息（流媒体服务、硬解码服务等）；
3.5.3预览回放
预览、回放功能分为两类：
本地与远程。
⏹本地预览
本地方式多指通过HybridDVR的Vout或VGA口输出模拟视频流，包括预览实时流和本地硬盘存储的压缩视频数据经本地解码输出。
多用于单台设备调试、网络断裂无法访问的时候，实现监控无空白，预览图像质量最高可达720P（如接高清网络摄像机），并且支持16路同步回放功能。
考虑系统的安全性，防止恶意访问、修改，HybridDVR操作实行访问权限验证制。
只有具备
升级会员 