电磁兼容实验室管理系统建设方案.docx
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电磁兼容实验室管理系统建设方案
电磁兼容实验室管理系统
建设方案
2016年11月
一、需求分析
一.1基础平台需求
一.1.1视频监控
1、前端摄像机分辨率达到全高清，即1920*1080分辨率，吻合现有主要显示设备；
2、视实验室现场环境和要求，可选择球机、半球、枪机或超宽动态摄像机等；
3、带有音频同步拾取功能。
一.1.2显示系统
1、分辨率达到全高清，即1920*1080分辨率，点对点吻合前端摄像机高清视频信号。
2、可选显示终端有大屏幕拼接系统、大屏幕显示器、专业监视器、投影、普通台式电脑终端、智能移动终端、X86架构的便携终端等。
一.1.3存储系统
1、可以存储前端视频、音频信号，能保证不低一个月的历史记录存量；
2、可对接平台，支持系统平台方便的调取历史视频。
一.1.4任务下发系统
1、任务提示器为单彩（红色）单行12字滚动显示。
2、实现前后端语音对讲。
一.1.5网络系统
1、前端保证不低于100M带宽，汇聚端之上保证不低于1000M带宽。
2、长距离传输使用光纤通讯。
一.1.6系统对接
1、系统具有灵活的，可扩展的接口，可便捷的实现视频信号、音频信号、试验仪器与业务平台的对接。
二、基础平台建设方案
二.1方案设计
二.1.1视频监控系统
本视频监控管理系统是基于网络的视频监控系统，利用网络传输视频信号及音频信号等数据，可在监控中心以及可以登录实验室业务平台的任何地方均可以实时查看实验监控现场情况，对于提高相关工作人员的工作效率、包括出现问题后的现场取溯、提高监管质量有较好改善。
系统前端主要采用网络高清摄像机，包括球机、半球和枪机3种，视现场环境和是否有角度、远近需求而定，前端配有声音采集器，采集的音频信号和视频信号经网络同步传到业务平台或存入网络存储阵列中，主要对实验室的实验仪器台等区域进行实时图像监控和录像。
图：
视频监控系统
用户通过登录业务平台，使用平台的视频监控系统实时查看视频，并通过平台操作功能控制球机进行旋转、变焦查看。
二.1.2显示系统
显示系统可以分为大屏幕拼接系统、单屏大屏幕显示系统，以及标准办公电脑、移动终端等主要设备。
系统上显示墙可通过视频解码器直接硬解上墙，需解码数量较大时可使用视频矩阵协助调配，或通过操作机登录平台，由操作机分视频信号上大屏幕，在大屏幕上显示业务系统，及业务系统上的视频监控、历史监控视频回放功能。
性价比来讲单屏显示系统较高，常见有的84寸、98寸、110寸液晶显示屏。
采用不低于1920*1080分辨率的屏体，能完美显示前端200万像素摄像机的高清信号，以避免清晰度等细节损失。
本方案中采用84寸4K分辨率3840*2160一体机做主要显示摄像，在单屏输出4路摄像机信号时达到点对点显示，无任何细节损失，显示方案可使用网络解码器硬解输出显示信号给大屏幕显示屏，也可通过控制电脑登录实验室业务平台，通过平台的视频监控功能显示实时的视频监控画面或历史监控回放。
二.1.3存储系统
可以采取网络硬盘录像机（NVR）或网络存储阵列等两种主要方式，NVR适用于少量的前端，网络存储阵列适用于较多的视频采集前端，本方案设计为存储阵列+大容易硬盘实现，选择规格为24盘位存储+24块4TB视频监控存储专用硬盘，硬盘寿命也较为有保证，能满足7*24不间断存储，存储支持级联扩展，根据不同要求可以配置为报警录像、定时手动、全天候录像多种方式。
当用户需登录业务平台或视频平台查前端摄像头的历史录像时，系统发送录像调阅请求到前端的视频平台及存储服务器，这时存储服务器将本地的摄像头画面实时的上传到调阅端的显示系统上。
系统设计存储部分支持RAID0、1、3、5、6、10、50多种RAID模式，以及全局热备和局部热备，实现多重数据安全保护，存储对网络中心采用千兆带宽，以避免大流量的视频流造成存储瓶颈。
二.1.4任务下发系统
任务下发系统主要有任务终端、任务提示器和对讲系统组成，以实现任务的下发、通知及通讯要求，以便实验室工程师能够及时的响应实验任务。
二.1.5网络系统
传输网络起到连接前段和后台的桥梁作用，也是系统最关键的部分，另外系统中视频信号的传输会占据大量的网络带宽，传输网络的性能直接决定着系统整体数据传输的质量和视频监控的效果，为保证系统业务流量及视频信号的正常传输，视频采集前端和各终端设备为100M超五类屏蔽双绞线网络接入，以减少周边各种电磁环境对网络信号的干扰，及保障信号传输的安全性，汇聚端为1000M屏蔽双绞线网络或光通信传输，跨城市组网可使用公网及搭建VPN虚拟专网。
二.1.6UPS备电系统
系统中的供电整体通过UPS备电系统提供，前端监控系统也采用机房直接供电方式，使用机房UPS，从而保证监控系统24小时不间断工作，避免因突然断电导致的系统内服务器、存储的数据及硬件损坏，UPS为本系统全部设备提供不低于3小时的备电。
根据机房供电条件可选择三进单出或单进单出的供电方式。
二.1.7系统对接
目前常见的实验室试验设备主要有串口、USB、GPIB、网络等几种通信方式，除网络外，前几种都为近距离传输方式，并且不易与系统平台对接，试验设备主要通过配套的终端机或RS232、RS485转网络转换器，接入网络及平台以便获取到设备数据信息，含实时温度、湿度等，可跟设定数据进行比对，超出设定范围的容差外的，进行实时报警，并记录相关数据，在显示终端以曲线图展示出来。
二.2系统总体架构
各终端设备如摄像机、条码打印机、扫描枪、任务提示器、任务提示终端、办公机接入最底层的接入交换机，接入交换机千兆接入汇聚交换机，平台各类服务器、视频平台、存储平台通过千兆接入汇聚交换机，汇聚交换机经由核心交换机、防火墙、出口路由进入公网或VPN专网。
二.3设备清单
序号
名称
型号
规格
数量
单位
1
网络摄像机
DS-2DE5220I-A
200万像素、1920*1080分辨率、20倍光学变焦
10
个
2
拾音器
有源
10
个
3
视频服务平台
VMS-8700
软硬一体、50路以上授权
1
台
4
视频存储阵列
DS-A82024D
4TB硬盘*24块
1
台
5
视频解码器
8路视频输出
1
台
6
控制键盘
DS-1100K
7寸显示屏、摇杆式
1
个
7
大屏幕显示器
SY-M4684
84寸、3840*2160分辨率
1
台
8
任务终端
定制
单红单行8字滚动显示
1
套
9
条码打印机
GK888CN
热敏式
1
台
10
条码扫描枪
EP-8800
可扫一、二维码，USB接口
1
个
11
UPS备用电源
C2KS
保障平台各服务器、存储、视频监控备用3小时
1
套
二.4主要选型设备介绍
二.4.1摄像机：
DS-2DE5220I-A
监控摄像头采用200W像素的网络球机，采用高性能传感器，图像清晰，最大分辨率可达1920x1080，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，支持标准的API开发接口，支持海康SDK、ONVIF、CGI、PSIA、GB/T28181、E家协议和萤石云接入，支持三维智能定位功能，配合NVR/客户端软件/IE可实现点击跟踪和放大支持系统双备份功能，确保数据断电不丢失，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，防雷、防浪涌、防突波，并且达到IP66防护等级。
系统功能：
Ø采用高性能传感器，图像清晰，最大分辨率可达1920x1080
Ø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
Ø支持标准的API开发接口，支持海康SDK、ONVIF、CGI、PSIA、GB/T28181、E家协议和萤石云接入
Ø支持三维智能定位功能，配合NVR/客户端软件/IE可实现点击跟踪和放大
Ø支持系统双备份功能，确保数据断电不丢失
Ø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
Ø防雷、防浪涌、防突波
Ø达到IP66防护等级
机芯功能：
Ø20倍光学变倍，16倍数字变倍
Ø支持自动光圈、自动聚焦、自动白平衡、背光补偿
Ø支持超低照度，0.05Lux/F1.6（彩色）,0.01Lux/F1.6（黑白）,0LuxwithIR
Ø支持3D数字降噪、宽动态功能
网络功能：
Ø采用高性能平台，性能可靠稳定
Ø支持以太网控制，同时支持模拟输出
Ø可通过浏览器和客户端软件观看图像并实现控制
Ø支持标准的MicroSD/SDHC/SDXC卡存储
Ø支持NAS存储录像，录像可断网续传
Ø支持三级用户权限管理，支持授权的用户和密码，支持HTTPS加密和IEEE802.1x网络访问控制
Ø支持双码流技术，支持H.264/MJPEG视频压缩算法，支持多级别视频质量配置
Ø支持多种网络协议，IPv4/IPv6,HTTP,HTTPS,802.1x,Qos,FTP,SMTP,UPnP,
SNMP,DNS,DDNS,NTP,RTSP,RTCP,RTP,TCP/IP,DHCP,PPPoE,Bonjour
Ø支持1路音频输入和1路音频输出
二.4.2存储阵列：
DS-A82024D
DS-A82系列是推出的高可靠控制器架构存储产品。
全冗余高可靠设计，无单点故障，彻底保护用户的数据安全。
集成IPSAN/NAS/CVR应用，支持视频流直接写入，可提供高可靠性/高性价比的视频监控存储解决方案。
适用于对数据安全要求较高的大中型项目，如平安城市、银行联网等。
高可靠系统设计
模块化无线缆设计，双控制器架构，支持缓存实时镜像，提供BBU掉电永久保护，提升系统可靠性。
高性能易扩展的硬件平台
64位多核处理器，可扩展高速缓存；SBB2.0架构，PCI-E2.0总线及SAS2.0高速IO通道传输。
配置多千兆网口，支持SAS级联扩展，可增配万兆以太网口，满足多种应用需求。
海量存储空间
高密机箱设计，2U12块硬盘，4U机箱支持24/60块硬盘，并且支持级联扩展。
磁盘检测修复及RAID优化技术
提供磁盘使用前的预检技术，做到未使用先预防，提供磁盘使用中的巡检技术，做到及时报警；提供磁盘故障后的修复技术和复活技术，提高磁盘使用效率。
支持RAID0、1、3、5、6、10、50多种RAID模式，以及全局热备和局部热备，多重数据安全保护；支持RAID即建即用，支持逻辑卷的动态在线扩展。
高级数据保护
系统关键信息在系统卡和硬盘中进行同步实时备份，防止部分硬件故障导致应用不可恢复。
提供基于RAID的写一次读多次数据防篡改技术，数据一旦写入WORM空间，将不能被删除或者更改，确保数据的真实性。
二.4.3视频管理平台：
iVMS-8700
本平台由管理服务器、数据库服务器、流媒体服务器、接入服务器、报警服务器等软件模块组成，管理平台负责对所有安防设备、用户和权限的集中、统一管理，不同用户拥有相应的权限，登录系统获得相应的操作权限。
对上传的数据加以转发，为监控终端提供数据来源，同时响应监控客户端的各种指令。
主要特性
统一资源和用户
平台统一展现各模块配置功能，统一管理所有用户，集中进行角色建立、授权、权限验证；将门禁、视频监控等各类安防资源统一管理。
一个用户，可以在各个模块之间自由切换使用。
统一调度管理
平台统一调度系统内的资源，提供一体化的管理控制，将门禁和视频监控之间融为一个有机整体，视频系统与门禁系统之间能直接调度使用对方的资源和功能。
管理平台支持达到300路以上的接入规模。
节约成本
智能建筑安全防范无须再部署多个子系统，只需部署一套平台。
极大简化、方便了业主的管理，同时降低了系统的部署和运维成本。
设备接入网关
平台支持各类设备接入网关的接入，如视频接入网关、门禁接入网关，负责各类设备的接入和控制。
平台支持接入各类第三方设备，由于各厂家设备的稳定性、可靠性不尽一致，此举防止平台因设备缺陷出现致命错误；同时设备接入网关屏蔽了各类硬件设备的差异，提供统一的控制和数据交互接口，极大简化了平台定制开发。
集群和热备
系统的安全和设备的稳定运行均有高标准要求，平台为此提供了多种保障。
支持各类服务的双机热备，支持设备接入网关、存储系统、系统集群，最大限度的减少各类严酷环境对平台造成的影响，支持存储系统的N+N热备。
安全性
系统提供统一的认证、授权管理机制；信令协议支持SSL加密传输，音视频流传输支持AES加密，全方位保护信息安全；视频流内嵌水印支持，防篡改，为系统提供全方位的信息安全保护。
技术参数：
平台架构
平台支持B/S、C/S架构，基于模块化设计，子系统间低耦合，可根据需要分步安装部署使用。
集中管理
支持实现多个系统的集中统一管理，包括本次建设的高清网络视频监控系统、门禁一卡通系统等，采用同一个集中管理系统实现上述子系统的集成管理，以达到降低管理成本的目标。
设备接入和功能设计
1）系统支持多种设备的接入，包括视频编码设备、视频解码设备、网络存储设备、网络控制设备、智能分析设备等。
2）功能设计具有资源管理、用户管理、视频管理、一卡通管理、报警管理、地图管理、网络管理等功能。
资源管理
1）组织机构的管理，包括组织机构的添加，删除，修改。
2）负责平台所辖的设备与服务器资源的添加与管理，包括本组织的监控前端设备、服务器、监视屏组、报警子系统等，可以在系统内对所有的前端设备等进行统一的参数进行配置与修改等。
用户管理
管理系统所有用户的添加删除，权限分配等操作，具体分为用户，部门，角色管理。
可详细登记用户信息：
用户名、所属机构、用户级别、联系电话、手机、email等。
视频管理
1）丰富的智能分析功能集成：
人脸识别、客流量统计、行为分析；
2）支持设备动态IP管理：
设备动态ip接入、设备注册、在线心跳、在线状态注销；
3）即时回放：
可在预览画面中即时回放前几秒到几十秒内的录像，满足监控人员快速追溯历史画面，支持按时长配置回放时间；
4）支持流媒体级联配置：
最大支持三级流媒体级联，可有效解决带宽限制和跨网域传输的问题；
5）支持流媒体集群，负载均衡；
6）平台支持管理多种方式的视频存储：
设备存储、IPSAN存储、NVR存储、以及CVR直存；
7）平台运用先进存储技术，提供视频存储高可靠、高可用、高性能：
磁盘异常修复、录像锁定、、录像补录、、磁盘预分配；
8）存储子系统支持64位系统，寻址不受4G内存的限制，更充分利用大内存的优势，性能提升同时更加稳定可靠；
9）支持移动终端接入，访问平台，进行视频监控相关操作（视频预览、多画面分割、音频控制、录像回放、云台控制、抓图、紧急录像），支持iOS，Android操作系统；
10）支持同一个录像文件分段回放，最多16分段的切割回放；
11）支持16画面的同步回放和异步回放，支持多倍速和低倍数回放；
12）平台支持强大的大屏控制功能：
场景切换、单预案轮巡/多预案轮巡、拼接/漫游/开窗/分屏、网络抓屏/本地上墙、上墙主子码流切换；
13）操作客户端支持多屏控制；
14）云台控制支持权限控制，根据权限高低进行抢占；
15）客户端支持灵活的录像备份策略：
本地备份、光盘刻录备份、蓝光刻录、FTP上传备份，及支持录像下载速度和并行数配置；支持批量下载；
16）支持连续抓图，及快速打印图像；
17）支持预览通道记忆功能配置，登录客户端后，自动打开上次预览画面；
18）支持预览主子码流自动适配功能，切换为子码流路数支持配置，范围1-50，当超过切换为子码流路数时，自动切换至子码流；
19）支持跨网域设备对讲/设备广播。
一卡通管理
1）可以在平台里添加与管理门禁主机，配置门禁主机的硬件参数等。
2）可以在平台中增加人员信息与卡片信息，支持开卡、换卡、挂失、补卡、退卡，批量开卡等功能。
报警管理
1）丰富的报警源与报警事件类型，视频监控点（视频丢失、视频遮挡、移动侦测报警）、智能检测（穿越警戒面、区域入侵、人员聚集、徘徊、物品遗留等等）、设备异常、服务器异常、防区报警、门禁事件、I/O报警、梯控事件、巡查事件；
2）多种报警联动配置：
解码上墙、客户端弹视频、设备对讲、客户端语音、画面字符叠加、录像联动、云镜联动（预置点/巡航/轨迹）、IO输出联动、短信联动、email联动、抓图联动、地图闪烁、门禁开门、日志记录；
3）强大的报警处理中心：
界面友好，处理流程简单；根据报警事件警情级别优先显示高级别事件；报警事件接收可指定用户；支持按级别、类型进行事件过滤；
地图管理
1）通过导航图上点击，可以将当前窗口的地图显示中心，快速切换到点击所指定的位置
2）支持在地图上直接处理各类视频和报警业务
3）支持预览上墙时选择主子码流，满足不同用户的清晰和带宽需求
4）支持配置事件联动解码上墙，灵活配置
5）支持拼接屏的拼接布局预设和切换。
6）支持通过iPAD客户端控制大屏视频显示
7）支持强大的数字矩阵，大屏客户端可以直接进行操作控制
8）系统内部联动：
通过各类报警事件配置，可实现客户端报警联动（弹图、声音、对讲、字符叠加）、录像联动、云镜联动、报警输出联动、短信联动、邮件联动、电子地图联动、抓图以及后续图片的检索。
9）系统外部联动：
通过标准报警协议定制，支持报警转发其他平台，控制其他系统设备。
例如：
门禁开关联动、灯光开关联动、广播开关联动等。
网络管理
网管服务器对系统内的网络运行状况，设备运行状况、服务器运行状况进行监视和管理，并能以各种图表的形式进行实时显示。
主要提供资源清单管理、远程维护管理、性能管理、故障管理、日志管理。
对各种维护数据可以进行查询。
系统配置
平台系统配置可支持设备校时功能，提高视频录像时间记录的正确性。
平台支持自动校时与手动校时功能，可固定设置好每天的设备校时时间，系统按照事先设置自动执行校时功能，或采用手动校时方式执行。
二.4.4网络键盘：
DS-1100K
DS-1100K网络键盘为自主研发的新一代网络控制键盘，采用7英寸触控式液晶屏，四维摇杆控制，支持网络方式接入DVR、DVS、NVR、网络摄像机、网络球、视频综合平台、解码器、IVMS系列平台软件，支持模拟矩阵和模拟球，功能强大，操作快捷简单，可广泛应用于金融、公安、部队、电信、交通、电力、教育、水利等领域。
图：
DS-1100K
主要功能：
Ø采用7英寸800*480的触摸式液晶屏
Ø支持控制视频综合平台和解码器输出上墙
Ø支持云台PTZ操作，支持预置点、巡航路径和轨迹的设置与调用
Ø支持直接在触控屏幕上预览前端视频，支持1080P及以下分辨率的网络视频
Ø支持远程录像进行键盘本地回放或回放上电视墙
Ø支持录像回放快放、慢放、暂停和停止播放等操作
Ø支持飞梭控制录像回放
Ø支持抓图、录像保存到键盘连接的U盘或者FTP服务器
Ø支持U盘录像文件回放
Ø最大3个操作员用户，每个用户支持管理1280台设备
Ø支持IE方式配置键盘
Ø支持对已添加设备进行远程配置和维护
Ø支持网络方式接入海康的DVR、DVS、NVR、解码器、视频综合平台，网络摄像机、网络球、IVMS系列平台软件
Ø支持通过域名添加网络设备
Ø支持通过RS232控制模拟矩阵
Ø支持通过RS485控制模拟球
二.5前期采购计划
因系统中涉及的硬件较多，费用也较高，计划采取分步走的方式，对急需的设备及方案功能采取优先采购，对能有替代方案、设备的，采取先使用现有设备进行替代使用，协助开发，调试，对于暂时可搁置购买的，可进行后期购买。
前期优先采购的设备、方案：
序号
名称
型号
规格
数量
单位
1
网络摄像机
DS-2DE5220I-A
200万像素、1920*1080分辨率、20倍光学变焦
10
个
2
拾音器
有源
10
个
3
视频服务平台
VMS-8700
软件平台
1
台
4
视频存储阵列
DS-A82024D
4TB硬盘*24块
1
台
5
控制键盘
DS-1100K
7寸显示屏、摇杆式
1
个
6
任务终端
定制
单红单行8字滚动显示
1
套
二.6实施方案
二.6.1综合布线
系统内实施的监控系统和计算机信息系统两个部分的综合布线系统分配线间和监控系统的分控设备实现集中管理，设在各建筑物的各中控室内，根据郑飞试验室环境，垂直管道采用金属线槽或较宽的PVC线槽，水平主管道采用明线宽PVC线槽，其它次管道可采用PVC线槽或管槽。
网络线缆全部采用超五类屏蔽线缆敷设。
走廊的吊顶上安装有金属线槽，进入房间时，从线槽引出金属管，以埋入方式沿墙壁而下（或上）到各个信息点。
铜缆安装的一个重要原则是在EMI（电磁干扰）源与铜缆之间，特别是对高速数据传输系统，需要按标准留有适当的空间。
接地金属导管或通道能适当的防护电子噪音源的干扰。
开放式的或非金属通道（塑料电缆槽）应放置在离噪音源足够远的地方，并尽可能接近接地平面（建筑物金属结构），或者选择分段放置接地金属网。
水平布线设计原则：
1）水平干线子系统用线一般为双绞线；
2）长度一般不超过90m；
3）用线视试验室现场情况走线槽或在天花板吊顶内布线，尽量不走地面线槽；
4）确定介质布线方法和线缆的走向；
5）确定距服务接线间距离最近的I/O位置；
6）计算水平区所需线缆长度。
管理间
管理子系统由互连配线架组成，管理点为连接其它子系统提供连接手段，以便能更容易地管理通信线路，使在移动终端设备时能方便地进行插拔。
并在分控间配置理线器来管理各种线缆，使机柜更加美观。
根据信息点的需求，在管理间配置相应的超5类屏蔽模块配线架及理线架。
连接汇聚及机房部分采用光纤配线，配置相应光纤配线架、尾纤、耦合器、跳线及理线架。
管理间设计原则：
1）配线架的配线对数可由管理的信息点数决定；
2）利用配线架的跳线功能，可使布线系统实现灵活、多功能的能力；
3）配线架一般由光配线盒和铜配线架组成；
4）管理间子系统有足够的空间放置配线架和网络设备（HUB、交换器等）；
5）保持一定的温度和湿度，保养好设备。
工作区
工作区子系统是最终用户的办公区域，主要指信息插座及连接设备的端接跳线器件。
工作区是放置应用系统设备的地方。
它由终端设备连接到信息插座的连线（或接插软线）组成。
计算机终端通过RJ45屏蔽跳线与数据信息插座连接，本次布线的数据跳线按照计算机信息点（智能化设备信息点除外）的数量100%配置。
计算机信息点插座采用单/双口墙面面板、86加深底盒和超五类屏蔽模块端接方式，工作区计算机信息点（智能化设备信息点除外）均采用原装原厂的超五类RJ45型插座端，模块采用超五类屏蔽信息插座（CAT5e），并具有良好的信息屏蔽保护。
信息模块安装于普通信息面板时具有任选90度（垂直）或45度（斜角）安装方式，信息模块应自带明显的数据标识功能并满足UL阻燃94V-0标准认证。
视频监控及对讲监听报警系统信息点采用直接线缆连接设备。
综合布线系统中对于各系统信息点，如果前端设备接口为RJ45插口，为确保连接安全性及防止破坏，不采用墙面面板/86底盒方式，直接采用线缆直接水晶头端接方式，不需要工作跳线；如果前端设备接口为RJ45水晶头，则需采用墙面面板/86底盒安装信息模块方式，设备水晶头直接插入墙面模块进行端接
布线要求
除了选择充分满足标准的线缆之外，施工符合GB50217-1994《电力工程电缆设计规范》的要求，设计
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