工厂监控管理系统方案.docx
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工厂监控管理系统方案
工厂、厂区监控管理
系
统
方
案
深圳市宝丽来锐智科技有限公司
2008年6月
目录
设计单位简介3
前言5
第一部分需求分析6
第二部分系统方案设计7
第一章设计思想7
第二章系统设计8
第一节系统结构设计8
第二节工厂前端系统设计9
第三节监控中心系统设计10
第三部分设备选型11
第一章前端设备11
第一节红外网络摄像机11
第二节网络高速球13
第三节拾音器和音箱15
第三章中心设备15
第一节数字矩阵15
第二节电视墙及磁盘阵列17
第四部分技术支持和服务及人员培训17
一、技术支持和服务17
二、人员培训18
第五部分设备清单及报价19
前言
随着工厂安全工作的要求越来越严格，工厂监控大量涌现，工厂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，政府对工厂这个行业的发展非常重视，为了促进和规范工厂安全规范作业，加强对工厂人员自动化管理，出台了很多规范。
然而，许多工厂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。
为解决工厂管理上的难题，杜绝工厂的违规经营行为，有效预防安全事故。
我们根据工厂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工厂工作人员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“网络高速球”视频服务器，编码转换成网络数字信号。
然后通过工厂已有的网络连接，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。
“网络高速球”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。
“网络高速球”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“网络高速球”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“网络高速球”构成的远程监控系统，为管理部门提供了一套有效的工厂监管工具。
在社会上树立起工厂作业安全、文明、健康的良好形象。
促进了文化建设与高新科技的结合，把工厂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。
第一部分需求分析
根据工厂的特点，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，总结出了工厂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。
（根据工厂工作人员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地址的工厂。
10.视频帧率、码率可根据带宽自动调节，不影响工厂正常使用带宽。
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.通过开关量将每位工厂工作人员的工作情况记录下来，在中心管理软件中进行统计工作。
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
为保证工厂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
针对工厂监管系统要求特点，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）、网络高速球及中心软件（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，能够通过工厂本地前端设备采集到人脸图像传递给网络高速球，由网络高速球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
工厂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
为了保证工厂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，通过对网络高速球的升级、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
根据对整个系统的需求进行分析，和我们总体设计思想，工厂的监控系统的结构示意图如下：
图1.工厂监控系统图
由上图可以看出，整个系统基于B/S体系构成。
在每个工厂的重要地方安装一至多个摄像机和报警探头，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、对讲的地方，同时可对选择的视频图像、声音进行录像、检索回放等。
同时可以在监控中心可对前端的网络高速球进行云、镜操作。
当重要位置探头发生报警时，立即将报警信号上传至监控中心及时处理。
第二节工厂前端系统设计
前端工厂的监控系统，需根据各自工厂的实际情况，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工厂的服务器或路由器。
系统示意图如下：
图3.工厂监控前端设备连接图
上图画出了一个工厂的简单前端系统图。
拾音器、摄像机、报警探头采集现场音视频信息和报警信息，编码板将这些数据信息进行编码转换成网络信息，然后通过工厂服务器或者路由器，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。
如果发现工厂有违规经营行为，可立即通过语音对讲警告值班室，必要时可通过网络警察关闭其网络连接。
值班人员可使用拾音器与管理中心服务器主机及查询终端进行语音对讲，当管理中心服务器主机有指令下达的时候，厂房人员可即时实时反馈信息。
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。
第三节监控中心系统设计
工厂监控中心的主要任务是通过光纤LAN，接收工厂的监控信息，进行实时监看、控制、录像、语音对讲等。
在中心监控管理中心中，管理服务器的功能强大，可实现各种监控功能，其功能系统示意图如下：
监控主机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工厂。
当工厂某种有报警信号的时候，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，通知提醒工厂工作人员。
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工厂的视频服务器（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
第一节红外网络摄像机
高清红外网络摄像机：
BL7100RH
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。
由深圳宝丽来生产的BL7100RH红外型网络摄像机，具有图像清晰、稳定、色彩真实等一系列特点，具体性能参数和技术指标如下：
采用嵌入式设计，产品体积小，集成度高，可安装于多种场所，便于组网
·支持PAL/NTSC复合视频
·H.264压缩算法
·Sony420线1/3CCD（可选）
·支持D1高清晰H.264视频压缩，向下支持CIF、HalfD1格式
·通过网络进行人脸识别、截取、存储，大大增强后期取证时的判断准确度
·系统集成WebServer,使用Web页面便可轻松实现远程监看、控制、设置
·支持多种网络的远程升级，使维护轻松简便
·支持动态IP地址，支持局域网、Internet（ADSL、有线通）
·支持多种无线传输，802.11g无线局域网、CDMA、GPRS
·网络自适应技术，根据网络带宽自动调整视频帧率
·视频码率16Kbps-4Mbps连续可调，帧率1-30（1-25）连续可调
·画面延迟小于200毫秒（局域网）
·视频遮挡、移动侦测、探头等报警功能（可设区域和灵敏度）
·RS-485串口，支持透明串口传输、支持云台控制、高速球机或摄像机等外置设备
·支持多用户同时访问，多级用户密码权限管理
·录像文件可直接使用MicrosoftWindowsMediaPlayer播放
·异常自动恢复功能，网络中断后可自动连接
·支持PTZ控制
·支持USB接口
·前端支持Jpeg抓拍
·支持miniUSB接口，可接入移动硬盘设备
·支持PPPoE功能，可直接进行ADSL拨号
参数指标：
参数内容
BL7100
BL7100W
BL7100R
镜头
CCD模块
1/3SONYCCD，420线（选配，可选配1/3SonyCCD,520线等）
镜头
自动白平衡、电子快门、自动光圈、自动增益控制、自动背光补偿
红外
可选配24颗红外灯，30米/50米红外可选
视频
视频制式
支持NTSC或PAL格式
视频压缩方式
H.264
帧率
25帧/秒（PAL制式），30帧/秒（NTSC制式）,向下可调
图像调节
亮度、对比度、色度、饱和度，图像质量级别调节
支持的分辨率
PAL格式
D1：
704×576（高清晰）、HalfD1：
704×288、CIF：
352×288
NTSC格式
D1：
704×480（高清晰）、HalfD1：
704×240、CIF：
352×240
平均占用带宽
200kbps（分辨率352×288，25帧每通道）
画面延迟
小于200毫秒（局域网）
音频
音频输入
线性输入
音频压缩标准
G.722,音频采样率8kbps
网络
网络接口
RJ-4510/100M
性能
输出帧率最大为30fps，网络带宽占用最小为32Kbps
动态域名
内置动态域名客户端，配置成为二级域名方便动态IP用户使用
建议远程监看用户数量
10
网络监控方式
IE浏览、配置、升级
PPPOE
内置PPPoE功能，可直接拨号上网
报警
触发事件
时间/报警输入/视频移动侦测/视频丢失动作
报警输入接口
一路报警输入（采用门限电压3.1-4.1）
触发后动作
继电器输出控制外围设备。
报警输出接口
一路继电器报警输出（1A120VAC1A24VDC）
控制
IO及控制接口
一个RS-485端口，支持透明通道传输
第二节高清网络高速球
高清网络高速球：
BL7200
采用嵌入式设计，体积与传统高速球相同，安装方便，便于组网
·通过RJ45连接，所有控制和传输都通过网络完成，无须再布控制线、视频线等
·支持PAL/NTSC复合视频
·支持D1高清晰H.264视频压缩，向下支持CIF、HalfD1格式
·通过网络进行人脸识别、截取、存储，大大增强后期取证时的判断准确度
·系统集成WebServer,使用Web页面便可轻松实现远程监看、控制、设置
·支持多种网络的远程升级，使维护轻松简便
·支持动态IP地址，支持局域网、Internet（ADSL、有线通）
·支持多种无线传输，802.11g无线局域网、CDMA、GPRS
·网络自适应技术，根据网络带宽自动调整视频帧率
·视频码率16Kbps-4Mbps连续可调，帧率1-30（1-25）连续可调
·画面延迟小于200毫秒（局域网）
·视频遮挡、移动侦测、探头等报警功能（可设区域和灵敏度）
·支持多用户同时访问，多级用户密码权限管理
·录像文件可直接使用MicrosoftMediaPlayer播放
·异常自动恢复功能，网络中断后可自动连接
·支持PTZ控制
·前端支持Jpeg抓拍
·支持PPPoE拨号
内部组成
集智能数字摄像机，三可变镜头，解码器，变速的云台电机和球罩一体
数字摄像机及镜头---原装SONY韩国世林韩国LG佳能日立等一体化摄像机，
高速云台---水平变速：
0.5º-280º/S、垂直变速：
0.5º-180º/S
上球罩-------可选择的室内吸顶，室内吊装，室外吊装（双层）的类型
球罩------吸顶式上罩：
铝合金/ABS可选；全球式上罩：
铝合金/ABS可选；球机下罩：
5.9英寸全封闭聚丙烯材料，透明色
自动温度控制，可增加风扇及加热器（选配）
OSD屏幕菜单密码保护屏显导航、标题、日期，中文，英文，图片（选配）
360度连续的水平转动，自动180度垂直翻转
128个预置位，及预置位冻结功能
自动归位功能,并且可设置自动归为等待的时间1～60秒可设
巡航路线：
8组可编程路线，每组联动16个预置点
内置4路报警输入，2路报警输出（选配）
自动白平衡,自动聚焦,手动优先,自动光圈,手动优先
BLC背光补偿功能
DIP设置控制协议和波特率
雷击及浪涌保护
网络高速球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
●工厂、舞厅等娱乐场所联网监控
由于工厂的地理分布散乱，不可能专门为其敷设线缆。
使用工厂已有的网络连接代替传统的传输链路，已经成为了工厂监控系统的未来趋势。
所以使用BL7200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.在多台网络高速球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高速球；支持PC客户端通过代理服务器访问网络高速球
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。
若监控管理中心需要，可直接安装网络视频解码器来对视频进行解码，最终输出到电视墙中观看，直接，有效，图像效果清晰。
同时，可在中心接入键盘进行前端视频服务器链接的云台或者球机。
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。
第一节中心管理服务器
中心管理服务器功能强大，可实现数字矩阵功能，同时又可做转发服务器使用，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的亮度、饱和度、对比度、色度等，使每路图像达到最佳效果。
远程图像输出
可对远程网络的图像进行硬件解压，并输出图像至指定设备（电视墙）。
音视频同步记录功能
系统可进行现场实时监听，实现音、视频同步记录/回放。
多种录像方式
系统可设置时间、摄像机编号和监控录像时间表。
根据不同情况，可设置为定时录像（可有多个预定的时间表）、图像动态捕捉录像、探头报警录像和复合报警录像，并可对节假日进行单独设置。
图像存储功能
图像质量可从2小时/GB-10小时/GB进行选择。
可分别对每路图像进行独立调节和设定，以满足不同目的和要求，节省硬盘空间。
图像回放功能
可根据摄像机编号、日期、时间等查找图像文件进行快速便捷的检索回放，无停顿和“马赛克”现象。
检索回放的同时不停止现场录像。
录像保存功能
设置录像资料保存期，主机能自动识别资料是否在保存期内，保存期外资料自动删除，保存期内资料无法删除。
主机可选择磁盘使用方式：
盘满即停和循环录像。
多种录像保存期
可提供三种图像数据文件保存期（60天、30天、15天）。
多种画面分割方式
可选择1、4、6、8、9、16等多种画面分割显示方式。
动态捕捉报警功能
可在显示器上任意设置目标动态捕捉区域，当报警区域内有物体移动或视频信号丢失时，自动报警并联动录像，系统可预警录像10秒钟。
探头报警功能
接收视频服务器实时的上传报警,数字矩阵接收到该报警信号后立即联动该路视频进行录像。
系统安全性能
开机即进入系统工作状态，界面自动锁定，排斥非法安装，需输入相应密码才能进行操作。
系统管理功能
使用安全操作口令，用户管理采用四级管理。
系统管理员、管理员、操作人员和网络客户端用户设置不同的操作权限，所有操作均需要输入密码。
日志管理
系统的报警信息、交接班记录及任何对系统设置、资料修改的所有信息均有分别记录。
操作界面直观
指示各路图像的录像工作状态、视频报警状态和探头报警状态。
提供三种录像保存期的磁盘空间信息。
可选择画面显示模式。
可调节每路图像质量。
可控制前端三可变镜头的变焦、调焦、光圈和云台的全方位运动等。
可在紧急情况下对所有画面进行手动应急录像。
操作使用简便
全图形化的操作界面，使用一个鼠标即可对系统进行随意设置和操作、控制。
联网功能
预留图像资料转移、输出（USB）和联网、远程监控接口，可实现一点对多点，多点对一点的网络监控功能。
重要资料能备份和图像打印。
第二节电视墙及磁盘阵列
电视墙作为中心输出监控图像用。
磁盘阵列设备，主要是为了满足海量存储的需要。
上述设备都为自行选择采购产品，这里不再介绍。
第四部分技术支持和服务及人员培训
一、技术支持和服务
1、我公司将提供整个系统生命周期的技术支持和服务。
我公司将提供两种优质服务:
Ø远程服务——适用于非重大故障
A、工程热线电话,解答一般疑难问题:
B、电子邮件方式。
我公司技术人员均有邮件信箱和专用电脑,主要员工配有便携式电脑,同时也开设用户专用信箱,可以保证及时解答用户疑问,可24小时响应。
Ø现场服务——适用于重大故障
远程服务并不能解决所有的问题,我公司的工程师将以最快的时间,赶到现场进行服务,当遇到资源限制或特殊情况,我公司将组织公司专家或原厂商及时处理。
2、在系统的建设阶段将设有专人做现场支持。
3、在系统的维护阶段,将提供24小时的服务。
4、我公司保证本系统的设备能完成铁路网络监控要求的功
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