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养殖场网络视频监控系统技术方案
第一章概述
1.1养殖场网络视频监控概述
随着老百姓在餐桌上对无公害，生态，绿色等食物的日趋强烈，随着网络信息化的飞速发展，对养殖业带来了全新的发展机遇，也对传统的养殖业主带来了严峻挑战。
一般而言，养殖场大都建立在远离市区的地方，大型养殖集团的养殖场很可能还不在同一个城市，这给现场管理，集中管理和营销推广带来很大的不便，更别说让市场，让老百姓能够方便了解整个无公害化，绿色的养殖过程。
而互联网视频监控与营销平台可以帮助管理人员即使不在生产现场，市场一线也能实现对养殖场生产过程及网上营销过程的一并监督管理，可根据需要可以邀请专家通过该平台对养殖场提供远程指导和诊疗，在做市场业务拓展时通过该平台实现网络推广营销与电子商务，一套平台多种功能，在降低管理成本的同时，提高了管理效率，提高了网络营销的效率，提升了养殖场的牧畜品牌内涵，从而提升市场竞争力。
建设目标：
通过本次工程建设对养殖场管辖区域范围内通过远程视频24小时实时监控及回放。
1.2监控平台设计原则
我们经过认真仔细的考虑，针对养殖场的管理特点，结合未来发展的需求，在技术设计与设备选型方面我们将严格遵循以下原则：
先进性原则
所选择的监控管理平台系统产品在行业中处于先进行列，避免建成即落后的状况，确保投资的价值体现。
成熟性原则
所选择的监控管理平台系统产品为成熟产品，已经在对等或者更大规模的多个大型项目中有过最少3年稳定运行记录，确保为成熟产品。
不选择刚面市的产品，避免出现无法预知的风险。
可持续性原则
所选择的监控管理平台系统产品的提供商为有实力的专业性公司，该公司必须专注于所提供产品的持续研发和不断优化，且在全国有足够的维护力量确保有效支持。
可扩展性原则
所选择的监控管理平台系统产品具有良好的分布式结构，满足平滑扩容的要求。
开放性原则
所选择的监控管理平台系统产品具有良好的开放的二次开发接口，能够实现除规模可扩展以外的功能扩展。
1.3设计依据
GA/T75-94《安全防范工程程序与要求》
GA308-2001《安全防范系统验收规则》
GA/T74-2000《安全防范系统通用图形符号》
GB50198-94《民用闭路电视监控系统工程技术规范》
GB/T16572-1996《防盗报警中心控制台》
GB/T367-2001《视频安防系统技术要求》
GBJ115-87《工业电视系统工程设计规范》
GB/T50314－2000《智能建筑设计标准》
GA308-2001《安全防范系统验收规则》
GA38-92《中华人民共和国公共安全行业标准》
GBJ232-90.92《中国电气装置安装工程施工及验收规范》
《江西省治安监控系统规范》
第二章养殖场网络视频监控系统技术方案
本工程按照统一规划、分步和分级实施的原则以中国联通的网络图像管理系统---“宽视界”网络图像管理系统为基础，将养殖场视频图象以网络传输方式将视频传输到客户端。
2.1需求分析
养殖场网络视频监控与营销平台的需求分析一般包含以下几点:
1、牲畜监控:
防范牲畜跳栏互咬，互殴及践踏，以及其它动物进入场内。
2、配种监控：
可及时掌握牲畜的发情期，便于准确空腹配种，有利于配种成功，减少流产。
3、分娩监控：
无论是严寒的冬天，还是酷热的夏天，你无须亲临现场就可实现观看牲畜的生产过程，如出现母猪分娩时间过长或其它意外时，可立即指挥他人采取紧急措施。
4、员工管理：
提高饲养员的工作效率，监督其饲养工作责任心。
5、防盗监控：
夜间如有外来人员进入养殖场进行蓄意破坏，盗窃牲畜，实施全面动态录像并存储在硬盘中，供您随时调阅。
6、远程诊疗：
根据需要可以邀请专家通过远程视频系统对养殖场进行远程指导和诊疗，与客户分享生产情况。
7、电子商务：
借助该平台可以非常方便的向客户展示，介绍养殖场的有关情况。
该系统平台在任何网络（局域网/城域网/专网/互联网）环境下，通过宽带，ADSL，3G，WIFI等方式与视频服务器相结合，即可完成信息采集，编码，传输，管理和存储的全过程；在客户端通过PC，智能手机等多种设备在不需要安装任何解码软件的情况下，就可以实现网上在线实时视频监控，实时视频观看。
此平台对养殖场降低管理费用，提高管理效率，降低营销费用，扩大市场具有重要意义。
2.2系统总体结构
养殖场网络视频监控系统组网结构图如下：
2.3系统结构
本次养殖场网络视频监控系统规划整体结构按功能划分为:
监控前端、传输系统、控制系统三部分。
2.3.1监控前端
负责现场视音频、报警信号的收集和各种监控外围设备的控制，具体分为：
视频监控设备（视频服务器、网络摄像机、硬盘录像机、摄像机和相关配套设备），报警设备和各种传感设备，其它数据采集设备等。
摄像机的视频信号通过视频线缆输入到视频服务器，而视频服务器通过自身具有的RS-485接口连接解码器来控制云台及摄像机动作。
报警探头、数据采集则通过连接报警箱或报警板或采集装置，并通过RS-232或RS-485接口连接到视频服务器，将报警信号及采集数据输入其中进行后台处理。
声音输入输出设备通过音频线连接到视频服务器上实现与中心之间的语音交流。
前端部分采用75-5的视频线缆长度不应超过300米，RS-485总线（3芯）长度不超过1200米，RS-232总线不超过5米，网络双绞线不超过98米。
2.3.2控制系统
联通视频监控平台是此次监控网络系统的功能操作界面。
操作人员通过对平台管理客户端软件的操作，将不同的画面进行切换和显示大小的控制，方便观看和查找。
主控电脑可同时显示多画面。
操作人员通过操作业务管理客户端软件，完成对监控点位的设备参数设置，完成对各级管理员的权限分配等管理功能。
各项具体的功能如下：
（1）、图像功能
可对图像进行实时播放、历史播放、播放控制、图像报警处理。
具有完善的图像切换功能。
操作人员在权限范围内任意调用显示方式或手工设定。
具有完善的云台镜头控制功能。
能控制相应的云台转动以及镜头的变倍、光圈、和聚焦。
可进行图像显示方式顺序切换和分组切换、报警自动显示设置。
可进行图像参数传输帧率、图像分辨率的设置。
可以为每路图像配置文字注释和编号设置，叠加字符可在观看图像时取消或叠加。
可对图像进行放大、缩小操作并可调整图像对比度和亮度。
可定格抓拍画面并实现彩色打印。
远程副控台可根据授权操作图像。
（2）、历史图像相关功能
可设置存储策略，以小时为单位编辑存储时间。
历史图像查询方式。
可以根据日期、时间、摄像机编号查询相关历史记录。
历史图像回访功能。
系统可按摄像机编号、日期、时间等多种方式检索回放录像，可逐帧，高速率快慢回放，图像和声音同步回放。
可根据授权进行重要数据文件的对外备份，将选定的声像资料转存到录像带或光盘。
有独立的播放器软件播放存储文件，无需安装整个客户端软件
可将历史文件刻录成VCD、DVD光碟，便于在会议室等场所观看。
（3）、报警功能
支持声、光、电报警的接入的传输，并可以实现报警联动。
可外接总线和直接报警设备如红外探头、紧急按钮等。
可外接直接报警输出设备如警灯、警号等。
能够检测出总线上外挂设备的工作状态，当总线发生故障或总线设备消失后，能够及时向中心管理服务器报警。
可进行报警参数设置，如报警设备定时开关时间、报警方式。
可实现图像丢失报警。
可实现图像遮挡报警。
可实现图像框定区域的变化联通报警。
报警触发后图像自动投放。
（4）、控制功能
具有矩阵控制主机的全部功能，音视频切换、云台镜头控制。
实现远程现场辅助开关灯光、雨刮等的开闭控制。
实现报警信息联动控制。
2.3.3传输系统
本次网络视频监控项目，我公司项目组经过会议讨论，一致认为养殖场视频监控对养殖场的日常工作意义重大，为确保各监测点监控图像传输稳定，结合养殖场现场的实际情况对有条件（已辅设网络）的前端采用IP与有线视频服务器相结合的方式作为本次监控图像传输载体。
网络难以铺设的点位，在确保图像质量的前提下可以提供3G无线传输方案。
2.4前端设计
监控前端指需进行视频监控场所的监控点，监控前端的作用是根据要求实时采集监控点的视频图像，并将模拟视频压缩成MPEG4/H.264等格式的数字视频，将压缩后的流媒体文件以单播或组播方式通过IP网络发送到视频监控服务平台中，供用户实时观看或保存在存储设备中。
通过监控前端，用户对图像的监控可在网络的任何一个接入点，可以是监控现场、监控中心（包括主控台、副控台、数字显示终端等）或者是远端，可以在主、副控台上以WEB登录方式或客户端软件两种方式，根据授权登录到中心服务平台完成对其所属设备的控制功能，可以实现远程现场图像实时播放和历史播放控制、可以定格抓拍、打印输出、海量图像文件的存储和备份、摄像机与云台的远程网络控制等功能。
2.4.1摄像机安装
固定摄像机布线：
从固定摄像机到设备箱布放1根2*0.75电源线和1根75-5视频线。
高速球机布线：
从高速球机到设备箱布放1根2*0.75电源线、1根75-5视频线和1根2*1.0控制电缆。
2.4.2前端编码器选择：
前端视频编码器是完成视频、音频、告警等信号的采集编码并提供传输的一体化前端设备。
根据需求分析，对重要节点需要获取较高画质的监控视频图像，因此建议选用标清编码器，可达到4CIF高清图像。
2.4.3取电说明：
本方案将前端摄像机及其它前端设备的电源设计成就近取电方式。
取电后通过变压器或开关电源对就地取的电源稳压和滤波，以保证前端设备输入电源的稳定性；
2.4.4补光设计：
由于部分监控点晚上灯光较暗或根本没有灯光，因此不可能获得基本的图像效果，只有通过加装补光系统才能实现对现场的监控。
补光系统一般采用冷光源，每个光源的功率一般在150W-300W之间，每个点至少需要2个光源。
2.4.5监控点位选择：
根据用户要求及现场勘测，选择摄像机的安装位置及安装方式类型。
2.5监控前端介绍：
DS-6101HF-S/WNC
产品简介
产品类型：
海康威视3G无线网络视频服务器
视频压缩标准：
H.264
视频处理芯片：
DAVINCI处理器
特别说明
支持4CIF、CIF、QCIF编码分辨率；
支持双码流；
支持3G无线传输，支持WCDMA模式；
支持SD卡；
支持语音对讲。
本地可接入一块SATA硬盘
物理接口
DS-6100HF-S/GW（3G系列）后面板
1ANT无线发射天线
2UTP以太网接口，RS-485串行接口
3LINEIN语音对讲输入接口，AOUT语音对讲输出接口
4ALARMIN报警输入、ALARMOUT报警输出模块
5VIDEOIN视频输入接口、AUDIOIN音频输入接口
6接地端子
7AC220V电源接口
技术规格表
型号
DS-6100HF-S//WNC
视音频输入
模拟视频输入
1路，BNC（电平：
1.0Vp-p，阻抗：
75Ω）
PAL/NTSC自适应
音频输入
1路，BNC接口（电平：
2Vp-p，阻抗：
1kΩ）
视音频输出
音频输出
1路，3.5mm语音对讲输出接口（线性电平，阻抗：
600Ω）
视音频编码参数
视频压缩标准
H.264
视频编码分辨率
4CIF/2CIF/QCIF
视频帧率
PAL：
1/16--25帧/秒，NTSC：
1/16--30帧/秒
视频码率
32Kbps-2048Kbps，可自定义，最大8192Kbps
码流类型
复合流
双码流
支持
音频压缩标准
OggVorbis
音频码率
16kbps
硬盘驱动器
类型
1个，SATA接口
最大容量
每个接口支持容量大于2TB的硬盘
外部接口
语音对讲输入
1个，3.5mm音频接口（电平：
2Vp-p，阻抗：
1kΩ）
网络接口
1个，RJ4510M/100M自适应以太网口
串行接口
485串口，1个
232串口，1个
报警输入
4路开关量
报警输出
1路开关量
无线参数
后缀/GW:
支持WCDMA
WCDMA
UMTS:
Quadband,850/900/1900/2100MHzH
SUPA/HSDPA:
850/900/1900/2100MHz
GSM/GPRS/EDGE:
Quadband,850/900/1800/1900MHz
其他
电源
AC220V
功耗（不含硬盘）
≤40W
工作温度
-10℃--＋55℃
工作湿度
10％--90％
尺寸
350mm宽×225mm深×78mm高
重量（不含硬盘）
≤3.5Kg
DS-6101HF-SATA
硬件接口
1.LINEIN：
1路语音对讲输入。
注意：
对讲音频输入电压要求在2～2.4V之间。
2.2.AOUT：
1路语音对讲输出。
注意：
音频输出要求接有源音频设备。
3.3.UTP:
标准以太网RJ45插座（10M/100M自适应）。
4.4.RS-485:
标准RS-485串口RJ45插座，接云台解码器。
5.5.ALARMIN、ALARMOUT：
4路常开/常闭型开关量（干节点）报警输入，2路常开/常闭型开关量（干节点）报警输出。
6.6.VIN、AIN：
视频输入，BNC接口（电平：
1.0Vp-p，阻抗：
75Ω），音频输入，BNC接口（电平：
2.0～2.4Vp-p，阻抗：
1000Ω）。
7.接地端
8.电源：
220VAC，47--63HZ
技术参数：
型号
HC－SATA
HF－SATA
视频压缩标准
H.264
实时监视图像分辨率
PAL：
704*576 NTSC：
704*480
回放分辨率
QCIF/CIF
QCIF/CIF/2CIF/DCIF/4CIF
视频输入路数
1、2、4路
1、2路
视频输入接口
BNC（电平：
1.0Vp-p，阻抗：
75Ω），支持PAL、NTSC制
视频帧率
PAL：
1/16--25帧/秒，NTSC：
1/16--30帧/秒
码流类型
视频流、复合流
压缩输出码率
32K--2M可调，也可自定义。
（单位：
bps）
音频输入路数
1/4路
1路
音频输入接口
BNC输入（电平：
2.0－2.4Vp-p，阻抗：
1000Ω）
音频输出
1路RCA（电平：
2.0－2.4Vp-p，阻抗：
600Ω）
语音对讲输入
1路RCA（电平：
2.0－2.4Vp-p，阻抗：
1000Ω）
音频压缩标准
Oggvorbis
音频压缩码率
16kbps
通讯接口
1个RJ4510M/100M自适应以太网口，1个RJ45型RS232口，1个RJ45型RS485口
硬盘IDE接口
1个，支持1个SATA硬盘，支持硬盘容量达2000GB
报警输入
4路
报警输出
2路
电源
220VAC，47--63HZ
功耗（不含硬盘）
≤40W
工作温度
-10℃--＋55℃
工作湿度
10％～90％
机箱尺寸（mm）
350宽×222深×78高
重量（不含硬盘）
≤5kg
一体化智能高速球摄像机
详细参数：
电源[输入电压]
DC15V-AC24V（宽电压设计，接线不分正负）NOidentify"+"or"-"
功率
15W
电机
优质步进电机ExcellentSteppingMotor
预置点
128个（1〜16号预置位标题可设置）titlesettable
水平转动
水平360°连续旋转360°ContinuousRotation
水平控制速度
0.1°-280°/S
垂直转动
垂直90°，自动翻转180°90°Vertical,180°Autoflip
垂直控制速度
0.1°-280°/S
通讯方式
RS485
通讯协议
Pelco-P/D多种协议etc.
通讯波特率
2400bps/4800bps/9600bps/19200bps
工作温度
室内：
0℃--50℃室外：
-40℃--60℃
防护等级
IP66全天候防护罩、防雷，防突波和防浪涌
包装尺寸（mm）
L515mm*W365mm*H270mm
重量（kg）
壁装式：
净重5.08kg,毛重6.97kg
吊装式：
净重4.24kg,毛重6.13kg
红外枪机
详细参数：
摄像器材
1/3SONYCCD
镜头配置
3.6/6/8mm可选
视场角度
90度/42/37度
垂直
50HZ
视频输出
复合，BNC接头
水平解像
520线
信噪比
≥48db
最小照度
0lux，有效红外投射距离30米
白平衡
自动
电源/功能
DC12V/300mA（红外线开启时）
尺寸
Φ60*130mm
红外半球：
详细参数：
型号
DP-516D
电源/功能
直流DC12V,210mA
有效像素
1/3SONYCCD510（水平）*582（垂直）
扫描频率
水平15.736KHZ垂直50.00HZ
分辨率
520线
最小照度
0Lux
增益控制
AGC开/关
白平衡
ATW/AWC
背光补偿
BLC开/关
镜头
3.6mm/6mm
镜头驱动方式
固定
红外距离
15m
可选型号
516DB（520线）
2.6存储容量计算
根据用户需求，本次方案设计拟采用前端存储，录像资料存储在前端监控点的视频编码器中。
存储容量的大小主要由前端监控图像路数、视频码流的大小来决定的。
由于本系统中各接入点不同，因此我们将根据接入点的多少、以及接入的视频码流大小来确定具体的存储容量。
存储容量的计算方法如下：
一路高清视频按1.5M/s的数据流计算，一天最大需要磁盘空间为：
1．5M/s*3600s*24h/8bit=16G
一路标清视频按512K/s的数据流计算，一天最大需要磁盘空间为：
512K/s*3600s*24h/8bit=5G
视频监控系统的存储系统和用户端存储系统我们将按照以上存储方法按照接入量的多少进行配置。
今后根据存储时间长短和节点容量的增多而适当增加硬盘空间大小。
2.7系统特点
（一）图像清晰
采用MPEG-4/H.264编解码技术时，可以实现清晰的图像显示；
只需要较低的带宽，图像即能做到无抖动、马赛克等现象。
（二）功能强大
实时监控
监控平台可提供4/6/9/16等多画面的分屏显示
支持多路解码直接输出到电视墙
支持多画面轮询功能
支持WEB方式监控，用户可以在普通PC上通过IP网络观看监控图像
中心配置视频管理服务器，可对每个点上传的视频进行组播。
录像点播功能
支持MPEG-4/H.264格式录像，文件保存类型是ASF格式
支持单码流录像、多码流录像、抽帧录像
录像支持多种启停方式：
定时启停、告警触发启停、手动启停
支持不可更改的录像保护，即在录像时，提供加入时间、地点及数字签名等信息
支持各种录像回放功能，如慢放、快放、中途拖拉、静止观看等
录像可通过线路号、时间等参数回放，也可按照事件、告警和联动搜索回放
远程遥控
可远程控制镜头进行拉伸，聚焦等动作，实现对于被监控物体的特写和全景观察
可以对云台进行多方向的控制，方便寻找所要观察的物体
（上述功能要摄像机等设备支持）
输入输出功能
编码器支持告警输入功能，可远程采集现场报警信号
编码器具有开关量输出功能，可远程控制现场相关设备
编码器支持串口直接输出功能，可远遥摄像头或控制其它相关设备
编码器可支持一路声音信号的双向传输
解码器支持复合BNC视频输出
手机功能
利用联通网络、终端及流媒体技术，实现用户可以通过手机随时接入访问、控制其所属的监控视频。
有效预防重大事故的发生，降低灾害、事故等造成的损失，保证用户的财产安全。
在视频实时浏览状态下，通过客户端控制工具进行监控点云台的上下左右转动
通过客户端控制工具进行监控点的镜头的伸缩，实现图像的放大缩小和变亮变暗显示
非触摸屏支持按键操控
（三）可靠性高
嵌入式设计，采用专用芯片，结构紧凑、功耗低、可靠性高
采用实时操作系统，具有抵御病毒的能力，系统软件运行稳定，安全性高
编码器达到工业级温度范围，能在室外环境下长期工作
全程网管系统，提供实时告警、在线测试、日志管理等功能
（四）操作简便
人性化设计，全中文、图形化管理操作，界面友好、维护方便
采用BREW/SERVER的分布式结构
支持多个用户同时登陆，具有严格的用户安全检查和权限检查机制
提供系统自动诊断功能
（五）兼容性强
除支持MPEG-4/H.264编码外，还支持其他编码格式。
（六）线路适配
在IP方式下，单路监控图像可支持64Kbps～4Mbps的传输速率
（七）扩展性好
可根据监控点的增加平滑扩容
编码器和解码器可通过嵌入式软件的升级，支持新的编解码方式和新的软件功能
2.8系统安全解决方案
联通网络视频监控平台采用的是嵌入式平台，具有防攻击、防非法侵入、防病毒等特点，此外系统还具有保证只有合法用户可以访问和使用视频监控系统提供的服务，保证用户只能管理被授权监控点的监控前端设备，查看有权限使用的监控点的视频监控图像；保证用户保存在存储系统中的视频文件的安全，不会被其它用户甚至是系统管理员私自查看。
2.8.1系统自身安全
中国联通网络视频监控系统采用嵌入式专用操作系统设计，具有较强的抗病毒、抗攻击能力。
此外，系统内配置有防火墙，并且通过专门的线路实时更新病毒定义代码，防止受到网络中计算机病毒的入侵和攻击。
2.8.2网络安全
对于监控实时要求较高的应用，可以在承载网络上，采用传输层的机制，保证网络传输的安全性。
通过中国联通组网方式可以保证网络线路的稳定性、安全性。
在网络连接上，每一个监控采集的出口网络连接可以考虑两个不同方向，以建立两条路由进行备份。
2.8.3高效的认证机制
登录验证机制：
用户登录时，需要输入系统分配的用户名和密码。
授权机制：
系统提供完善的授权机制，可以灵活地分配用户可以查看的摄像机、可执行的功能模块，可执行的具体功能等。
因而用户只能查看权限范围内的摄像机和执行被授予的功能。
用户访问网络视频监控系统时都将进行身份认证，用户输入用户名和密码后，认证信息采用128位的AES加密处理，认证系统对其进行验证，以判断用户是否有权使用此系统。
认证系统对用户进行安全认证，身份验证的资料来源于集中的平台内数据库，数据库管理着视频监控管理系统的所有用户的身份资料。
用户使用用户名和密码正确登录门户系统后，门户将会维护该用户的会话信息，用户由此使用系统提供的视频监控服务。
高效的认证机制使非法用户无权使用视频监控系统。
2.8.4完善的权限管理
用户登录到视频监控系统中后，系统提供给用户使用界面，通过使用界面，值班人员可以对监控点的设备进行管理和配置、实时查看可监控点的视频图像、控制对各监控点视频图像的录像日程安排、管理、查看和检索保存在存储系统中的视频文件。
系统具有完善的权限管理系统，数据库中记录了用户对各监控点的使用权限，权限管理系统根据这些数据对用户使用权限进行管理，并对用户使用界面进行定制，使值班人员只能管理和使用具
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