校园闭路监控与防盗报警系统参考方案.docx
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校园闭路监控与防盗报警系统参考方案
第一章校园闭路监控与防盗报警系统
9.1概述
监控系统可分为教学监控系统和校园环境监控系统两部分。
教学监控是在每个教室各安装1台带云台可变焦摄像机，摄像机的视频信号经视频压缩编码上局域网，在学校内各个教研室、实验室、校长办公室等可以任意看到任何一间教室的教学情况，图像实时、清晰度达到VCD水平、声音清晰。
教室的视频信号可以任意选取多个，经由有线电视系统传输到各个教室和观摩教室，可以同时多个地点对一个教室进行教学观摩；也可以多场次、多地点同时观看，而不影响学校的正常教学。
校园环境监控系统主要对校园的大门口、行政楼、综合体艺楼、学生宿舍楼、教学楼、地下停车场等等大楼主要出入口进行监控，采用全球型云台防护罩，变焦镜头。
防盗报警系统主要在食堂、学生宿舍上网室、计算机网络教室、财务室、主要学校领导办公室等设置红外双鉴探测器，防止意外事故的发生。
系统控制中心放在信息楼网络中心，在学校传达室安装分控管理设备，以便保安值班校园和出入口综合现场管理。
9.2摄像机布点说明
根据学校的规划，监控摄像机和监听探头的分布如下：
序号
区域
室内摄像机
合计
声音探头
固定
带云台
半球
1
实验楼
2
15
17
15
2
信息楼
4
4
8
4
3
教学楼A区
2
30
32
30
4
教学楼B区
2
30
32
30
5
行政楼
4
1
5
6
综合体艺楼
2
1
3
7
校门
2
2
8
图书馆
2
2
9
学生宿舍A
3
3
10
学生宿舍B
2
2
11
学生宿舍C
2
2
12
学校次入口
2
2
13
饭堂
5
5
14
地下室
10
10
15
教工宿舍
2
2
46
79
2
127
79
其中教学监控点79个，前期仅安装A栋30个，其余各点仅进行布线，不安装设备。
9.3闭路监控系统功能要求
9.3.1教室教学监控
教室教学监控系统实现对各教室进行监控，实时记录考场现场的图像和声音信号，以便于进行教学监督和教学观摩。
9.3.2校园安全保卫监控
闭路监控系统除了实现对教室的教学情况进行监控外，可在各教学楼、各功能楼宇的出入口安装摄像机，对进出各楼宇的人员活动情况进行监控，配合日夜两用摄像机，可实行24小时监控，对各楼宇的重要设备起到防盗作用。
对于学校的各教室，均安装了价格昂贵的多媒体教学设备，如投影机、音响系统设备、电脑等，由于学校的特点，晚上9点后几乎整个校园没有人员活动，也就越来越多成为小偷实施盗窃的目标。
如何确保教室教学设备的安全，防止和杜绝盗窃事件的发生也成为学校安全保卫工作的一个新课题。
如果采用安装防盗报警红外探测器的方式，将需要敷设大量的电缆，每个探头需要敷设2根电缆，1根是信号线，1根是电源线，这将占用大量的水平线槽空间，增加投资。
在校园监控系统建设时，选用日夜两用的摄像机，不仅可以24小时清晰记录教室的图像，还可通过硬盘录像机的移动检测报警功能来实现对各教室多媒体教学设备的防盗。
9.3.3双向教学与教学监督、观摩
学校为了实现双向教学功能和教学监督、教学观摩等，往往需要独立建设一个系统，增加了投资。
利用闭路监控系统的设备，与有线电视系统结合，可实现双向闭路电视教学功能，满足教学观摩、名师课堂等的需要，参加教学观摩的人员可不必进入教学现场即可实现，避免了观摩活动对正常教学的干扰。
为了使观摩时获得较好的声音效果，教师讲课的麦克风声音应能够通过监听系统的传输链路传回到监控中心，并下传到观摩教室等场合，使观摩教室获得较为理想的观摩效果。
9.3.4现场直播
闭路监控系统与有线电视系统连接，可轻松的实现现场直播功能，如对某个教室进行现场直播，方便进行教学演示或教学监督。
为了使教学观摩获得较好的图像和声音质量，在观摩时，教室现场可使用高质量的录像机和麦克风，必要时可采用调音台或音频前置放大器对声音进行必要的处理，其图像和声音可通过闭路监控系统的传输设备传输到校园电视台演播中心，然后通过有线电视系统传输到各接收点。
另外，可在会议室、体育馆、运动场设置现场实时场景回传点，现场的图像和声音可通过闭路监控系统传输回到监控中心，并经中心机房选择在校园电视网播放，实现直播功能。
为了使现场直播时获得较好的声音效果，教师讲课的麦克风声音应能够通过监听系统的传输链路传回到监控中心，并下传到各接收点，使接收点获得较为理想的声音效果。
9.4系统设计原则及设计思想
9.4.1设计依据及参照标准
（1）GB1498—94《30MHZ—19HZ声音和电视信号电缆分配系统》
（2）GB50198—94《民用闭路监视系统工程技术规范》
（3）GB/T50314—2000《智能建筑设计标准》
（4）GBZ232—92《电气装置安装施工及验收规范》
（5）GB50057—2000《建筑物防雷设计规范》
（6）GA173—1998《计算机信息系统防雷保安器》
（7）EIA/TIATSB—67《UTP端到端系统功能检测标准》
（8）《IEEE802.3CDMA/DC1000BaseFX100BaseT》
（9）BGJ232.90.92《电气装置安装工程施工及验收规范》
（10）GJT16—92《民用工业建筑电气设计规范》
（11）CCTRRECOMMENDATION472—3《电视系统视频指标》
（12）《广东省安全技术防范管理条例》
（13）《广东省安全技术防范管理条例实施办法》
（14）其他我国现行的规范及标准。
9.4.2设计原则
依据项目要求和有关标准规范，确定以下设计基本原则：
“监控系统工程”设计以监视、控制为目的，系统配置遵照国家安防技术规程并符合先进、可靠、合理、适用的原则：
（1）先进性
在满足现有需求的前提下，在技术上适度超前，采用工程上先进、成熟并实用的技术，既保证实现系统的功能，又保证系统能满足适应未来系统扩展的需要。
（2）开放性
在总体规划监控系统方案时，需充分考虑学校发展需要，使其开放性地融入信息网络。
同时，系统设计采用的各设备（软、硬件）均应符合工程通用标准，符合开放性设计原则。
（3）安全性
在选择监控系统的设备及配件时，把安全性放在性能指标的首位。
系统的构成必须保证系统和信息的高安全性，采取必要的防范措施，使整个系统在受到非法侵入时，对系统造成破坏的可能性达到最小。
（4）可靠性
适应学校各教室进行实时监视控和管理，全方位监视。
（5）集成性
充分考虑学校整个监控系统所涉及的各个子系统的集成，保证整个监控系统总体结构上的先进性和合理性，实现系统的集中统一式管理的多点控制，并可以集成不同生产厂商不同类型的产品。
（6）标准化
方案的设计需依照国家安防技术规程和有关部门的相关标准进行。
（7）经济、实用性
在实现先进性、可靠性的前提下，达到功能与经济的优化设计。
既要防止片面追求系统的超前性，也要防止片面追求经济性而降低功能与技术的先进性。
并且在保证质量的前提下，使系统有较低的运行费用。
（8）可扩展性
随着需求的不断变化，系统的应具有较强的可扩展性，可升级性和灵活性。
（9）易维护性
运行过程中维护是很重要的，因此系统应满足操作简便。
凡与用户交互的界面均具有汉字显示，不需要使用者具备专业知识，即可方便、正确地使用。
而且系统具有自动恢复功能，系统出现故障时，非专业人员可以在10分钟内对系统进行恢复。
9.4.3设计思想
闭路监控系统的设计，应以满足实际应用为出发点，在视频传输方面尽量利用校园现有的网络资源以求最大程度降低系统造价。
结合各参照标准及设计原则，提出以下几点设计思想：
●性能、功能先进：
设备选型要保证技术领先，性能可靠，操作简便、实用，维护简单，性能价格比最优，并留有扩展余地。
设备采用均采用目前领先技术和生产工艺制造，系统建成后，三至五年不会落后淘汰。
●系统功能完善：
可以实现各种实际应用中所需要的功能。
●操作简单实用：
采用高科技手段，进行智能化设计，尽量减少系统操作的复杂性。
并作到系统工作稳定可靠，维护简单。
●外观效果美观：
前端装置安装均考虑安全性、隐蔽性及美观性。
●系统稳定性、可靠性所选硬件均选用先进、成熟、可靠的产品，且具备良好运行业绩。
●系统先进性：
采用目前最先进的软硬件组合，使系统兼容性、升级、扩展更容易，并采取模块结构维护简单化。
●易操作性和实时性：
所有操作均采用WINDOWS标准窗口操作，并使信号实时上传，真正做到实时性。
●低维护性：
通过模块化、层次化的设计可基本实现系统的免维护。
●可扩容性：
可根据需要方便地进行网络逐级汇接，增减各类前端设备等。
9.5监控系统解决方案
9.5.1考场监控系统解决方案概述
教室闭路电视监控系统的建设，通常采用以下几种方式建设：
1、传统方式——点对点。
这种方式每个教室的每台摄像机需要从监控中心敷设1跟视频电缆、电源电缆，对于带云台的摄像机，还需要敷设一根控制信号传输电缆，考场声音监听需要敷设1根音频电缆。
这种方式需要从监控中心拉出大量的电缆，占用很大的线槽空间，并且大量的线缆集中、混合在一起，将给日后的维护带来很大的麻烦。
2、分布式硬盘录像机——将硬盘录像机安装在各楼宇，连接所在楼宇的所有摄像机、声音监听器和摄像机云台解码器，这种方式解决了大量线缆从监控中心拉出的问题，但是，由于硬盘录像机安装在各楼宇分配线间，环境条件较差，对于硬盘录像机来说，将会出现各种问题如由于温度过高主机经常死机，而且，由于难以维护，因此需要使用嵌入式操作系统的主机，并需要具备死机重启动、系统自动恢复等功能，否则，一旦在监考期间主机处于死机状况，整个考场监控系统将形同虚设，起不到应有的作用。
3、采用网络传输方式，一是采用网络摄像机，二是采用网络视频服务器，这两种方式占用较多的网络端口，而且对网络交换机的要求也较高，增加了网络系统建设的投资，而且当安装的摄像机较多时，由于大量的监控摄像机视频流占用了大量的网络带宽，将影响正常教学多媒体信息的传输，对学校的正常教学造成不可预计的影响。
4、采用总线方式——闭路监控系统总线传输技术，适用于摄像机安装位置距离监控中心较远，分布较为集中或分散的各种监控系统，使系统建设时敷设的线缆数量大大减少，并有效的解决了传输线缆的防雷问题，而且系统造价低于传统的点对点方式。
是各种大型监控系统首选的技术模式。
总线传输系统采用成熟稳定的射频传输技术架构，采用一根电缆即可将线缆敷设路由线路上的多达80台摄像机的视频信号传回到监控中心，并通过这根电缆将云台控制信号从中心传输到摄像机前端的云台解码器，不需要单独敷设控制电缆。
采用总线传输技术，在适当位置加装数据信号放大器后，传输距离可达几公里乃至十几公里，同时射频电缆也可为射频放大器供电而不影响视频和控制信号的传输。
9.5.2总线传输技术优势
闭路电视监控系统广泛应用于各种安全防卫领域，需要覆盖的监控范围也越来越广，距离越来越远，随着技术的进步和各种新技术的应用，闭路监控系统的建设通常采用以下两种方式建设：
1、传统方式——点对点。
即每台摄像机均从监控中心敷设一根视频电缆，对于带云台的摄像机，还需要敷设一根控制信号传输电缆。
在无中继的情况下，视频信号传输距离一般不超过350米，而云台控制电缆信号一般不超过1.2Km，因此，当距离较远时，视频传输需要在中间加装视频放大器，控制信号传输也需要加装中继放大。
这种方式对系统的防雷和供电要求较高；
2、复合方式——采用光纤作为主干，电缆作为分支的复合传输网络方式。
光纤传输距离可达几公里乃至几十公里而无需中继放大，对于距离较远，摄像机又相对集中在远端某一特定范围（各摄像机到光纤点的距离均在350米内）的系统宜采用这种方式，但是，目前视频光端机每对所能传输的视频信号有限，当摄像机较多时，需要使用多对光端机，由于光端机价格昂贵，因此，这种方式造价较高。
上述两种方式各有优缺点。
传统点对点方式需要敷设大量的电缆，当距离较远时，需要安装大量的放大器和防雷器，接地地极建设也是较为突出的问题。
第二种复合方式对于距离特别远（往往是十几公里）的监控系统较为适用，但是，不宜应用于摄像机特别分散且摄像机安装位置沿着线缆敷设路由分布不规则的监控系统。
闭路监控系统总线传输技术，适用于摄像机安装位置距离监控中心较远，分布较为分散的各种监控系统，使系统建设时敷设的线缆数量大大减少，并有效的解决了传输线缆的防雷问题，而且系统造价低于传统的点对点方式。
是各种大型监控系统首选的技术模式。
总线传输系统采用成熟稳定的射频传输技术架构，采用一根电缆即可将线缆敷设路由线路上的多达80台摄像机的视频信号传回到监控中心，并通过这根电缆将云台控制信号从中心传输到摄像机前端的云台解码器，不需要单独敷设控制电缆。
采用总线传输技术，在适当位置加装数据信号放大器后，传输距离可达几公里乃至十几公里，同时射频电缆也可为射频放大器供电而不影响视频和控制信号的传输。
总线实时监控系统与光纤监控、传统CCTV监控系统传输部分对比表
序号
比较项目
点对点方式
光纤监控系统
总线时实监控系统
1
传输介质
视频电缆（485控制线缆）
单模光纤、多模光纤
射频同轴电缆
2
传输信号数量
一根视频电缆只能传输一路视频信号，控制信号需另铺设485双绞线
传输信号需通过光电转换数量依芯数而定、单芯光纤线只能传输一种信号
利用一根同轴电缆就能远距离传输上百路视频、音频信号，同时传输控制信号控制云、镜
3
信号传送方式
模拟信号
光信号
射频信号
4
传输距离
最短，视频信号无中继可传送300M左右、485控制信号传送1200M
最远，无中继可达50～60KM
较远，可达10KM（光电混合网，可达数10公里）
5
网络方式
并联式
串联式
星型结构
环型结构
环型、树型、星型等多种拓朴结构、组网方便灵活
67
管线施工延伸性
系统大时需要庞大管线、施工复杂、管线成本最高需要考虑传输距离
仅需要一条多芯光缆、管线施工成本低与现有的网络连接即可
仅需要一条射频电缆、管线施工成本低与现有的网络连接即可
79
扩展性维护性
较差，须重新铺设电缆线路结构复杂、不易维护
较差，需要预留足够的光纤芯数才可以维护容易、但维护仪器昂贵
好，无需重新布线，只需将新增信号按要求加入即可线路简单、维护容易、仪器便宜
8
电源供电
线缆供电
当地取电或线缆供电
当地取电或线缆供电
9
适用范围
信号容易受干扰、不适于大型场所
信号不易受干扰、适用于长距离传送、须光电转换
适用于各种系统、可远距离传输、可与光系统连接混合使用，2芯光纤可传输多达几十台摄像机信号
10
投资费用
中
高
较低
11
维护费用
高
中
低
12
控制方式
复杂
复杂
简单
13
信号清晰度
好
不好
好
14
图像声音连贯性
同步
延时、丢帧
同步
15
应用领域
广泛
一般
广泛
16
抗干扰性
差
好
好
17
云镜控制功能
单独添加解码器
单独添加解码器
已含有/或单独添加解码器均可
18
报警功能
单独添加
单独添加
设备可升级加装报警功能
19
跨空布线难度
难
难
易
9.5.3总线传输技术的成功案例
闭路监控总线传输设备可广泛应用于社区监控、小区监控、校园监控、城市街道路口监控、公园等公共场所监控、公路监控、原有监控系统扩容改造等。
目前在广州市已经完成的项目如下：
1、广州市黄浦区下沙街道派出所街道监控系统
该派出所在黄浦区政府附近的街道安装了13台带云台的摄像机，于2003年4月投入使用，系统采用总线传输技术，图像清晰，系统控制灵活，室外摄像机没有采取任何防雷措施，至今系统运行正常。
2、黄浦区文冲街道办事处社区监控系统
该监控系统在整个社区安装了38台摄像机，于2003年9月投入使用，系统采用总线传输技术，图像清晰，系统控制灵活，室外摄像机没有采取任何防雷措施，至今系统运行正常。
3、黄浦区双沙街道办事处社区和道路监控系统
该监控系统在整个社区和主要交通路口安装了34台摄像机，于2003年9月投入使用，开始使用点对点方式实施，采用了铜缆和光纤混合组网方式，由于距离较远，图像干扰严重，部分图像无法观看，同时，由于没有采取防雷措施，2004年4月所有摄像机、云台解码器、光端机均遭到雷击损坏。
2004年7月，部分距离很远（1.2KM）干扰严重的摄像机采用总线传输技术改造后，图像没有任何干扰，清晰可见，在没有采取防雷措施的情况下，经过多次雷雨考验，至今系统运行正常，而没有改造的部分摄像机，在雷雨情况下均有不同程度的损坏。
4、芳村翠竹苑监控系统
该系统安装了32台摄像机，有11台摄像机安装在会所和商场，距离约400米，由于地下管线复杂，图像干扰严重，并由于初建时会所和商场计划只安装7台摄像机，系统需要扩展，而管道已经无法增加新的线缆。
采用总线技术对系统进行改造，在无需增加线缆的情况下实现了系统扩展，并消除了所有干扰，图像清晰稳定。
……………
9.5.4监控系统架构选型
由于广东实验中学天河校区安装的摄像机较多而且相对集中，如果采用点对点方式进行安防系统设计和施工，将需要敷设大量的电缆，敷设大量的线缆将占用很大的线槽空间，并大大增加施工工程量，而且大量的电缆混合在一起将给维护工作带来很大的麻烦。
如果采用网络进行传输，大量的视频流将占用大量的网络带宽，学校的正常教学已经有大量的多媒体信息在网络上传输，而且，教学多媒体信息对时延的要求十分严格，如果时延过大，将直接影响学校的正常教学，因此，采用网络传输大量的监控图像信号将会对学校多媒体教学产生不可预计的影响，
为了以较低的成本建设本工程，同时便于系统的维护，我们采用总线传输技术来进行本监控系统工程的设计。
采用总线技术来设计和实施安防监控系统工程，使用1根射频电缆可实现多达20台摄像机视频信号、音频信号和云台控制信号的传输，并且能够获得优质的图像、声音和良好的云台控制效果。
采用总线传输技术，是将各监控点的摄像机图像信号经视频调制器调制，获得调频射频信号，然后经由1根射频电缆传输到监控中心，当距离较远时，在适当位置安装射频放大器和分支器，实现射频信号的汇接和中继放大，使监控中心获得良好的射频电平，确保监控系统的图像质量。
采用总线传输技术，由于设备自身具有极强的抗干扰能力，将使系统获得更好的图像质量，而且设备具有极强的抗雷击能力，系统的室外摄像机和云台解码器可不安装避雷器，从而降低系统投资总额。
采用总线技术建设学校的监控系统，整个学校仅需要敷设有限的几根电缆即可满足整个监控系统的图像和监听声音传输需要，而且，将来的扩展工程更加便于实施，扩展工程的摄像机数量将不再受到预埋管道空间或预留图像传输线缆数量的限制，可以最大限度的满足系统扩展的要求。
9.5.5监控系统视频传输总体架构
为了便于将教室教学的信号传输到观摩教室和其他需要观看教室教学实况的场合，本监控系统所有摄像机全部采用总线方式传输所有摄像机的图像信号。
采用总线方式进行图像传输，各摄像机的视频信号接入射频终端机后，通过分支电缆即可与主干电缆会接，从而避免了敷设大量电缆带来的诸多不便。
采用总线方式传输，各室外摄像机的电源、视频信号、控制信号不再需要进行防雷处理，降低了防雷系统的投资，提高了系统的可靠性和稳定性。
系统扩展时，采用总线方式传输，扩展工程更加便于实施，扩展工程的摄像机数量将不再受到预埋管道空间或预留图像传输线缆数量的限制，可以最大限度的满足系统扩展的要求。
。
从上述说明可见，采用总线方式建设学校的闭路监控系统，可以大量减少线缆的数量和线槽的空间，便于系统的维护，因此，将是校园监控系统建设的首选解决方案。
9.5.5双向教学和教学观摩的实现
采用总线传输方案构建监控系统，可以便于与有线电视系统结合，实现双向教学和教学观摩功能，仅需要对应每根总线配置1台价格低廉的电视信号解调器即可实现对前端图像和声音的切换，不在需要价格昂贵的视音频切换矩阵，电视信号解调器输出的视音频信号经由调制器调制后，即可通过有线电视网络下传到学校所有的场合，随地都可以实现双向教学和教学观摩。
当需要现场直播和进行教学观摩时，为了保证声音的质量，可将教师讲课的麦克风声音信号连接到传输设备的音频接口上（此接口自动切断监听器的音频信号），通过闭路监控系统传输到监控中心，如上述所说明的解决方法，即可通过有线电视系统实现直播功能和教学观摩。
9.6监控系统设备选型
9.6.1闭路监控系统设备组成
闭路监控系统由监控中心设备、前端设备组成。
前端设备包括：
射频终端机、摄像机、支架。
中心设备包括：
监控系统控制设备、图像记录设备、图像显示设备及系统辅助设备等。
9.6.2闭路监控系统中心设备
监控中心建议设置在校园信息楼网管中心。
监控中心需要配置图像和声音同步记录的数字硬盘录像机，为了使系统稳定运行，应采用工控式操作系统的数字硬盘录像机，图像记录时间不小于7天，以便在发生意外情况或对考场情况进行回放分析时对现场图像进行回放分析。
为了在监控中心获得视频信号，需要对总线传输的信号进行解调，为此，需要安装4进4出BT-F630A射频解码器，解调后的视频信号连接到数字硬盘录像机上，由硬盘录像机的显示器实现对各监控点的监控。
考虑到系统有带云台的摄像机，需要将控制信号传输到前端，中心需要配置BT-F330G数据信号控制器。
数据信号控制器将控制信号调制后，通过摄像机视频信号传输的同一根射频电缆反向传输到前端的射频终端机。
矩阵的RS485控制信号需要转换为RS232信号，然后连接到BT-F330G数据信号控制器上，经过调制的控制信号传输到前端的射频终端机，以便控制云台。
系统配置5台深圳SAMTECH品牌ST-8416AVS型16路视音频同步工控式硬盘录像机，由硬盘录像机对所有图像进行24小时连续录像，录像机配置多个硬盘，可对所有图像连续实时录像达7天，以便在发生意外事件时对录像进行回放分析。
硬盘录像机的数字化图像可以以1、4、9、16路方式显示和回放。
为了实现双向教学功能，系统需要配置解调器和调制器，由解调器选出需要下传的教室图像，再由调制器调制后连接到有线电视网络进行下传。
实验楼、信息楼、教学楼A、教学楼B各教室的79台摄像机信号由4根总线进行传输，因此需要配置解调器和调制器各4台。
9.6.3闭路监控系统前端设备
本工程采用总线方式传输监控图像和云台控制信号，每4各固定摄像机安装点需要安装一台BT-JO4射频终端机，其中，每层楼配置1台BT-JO4K射频终端机，以便提供云台控制信号。
BT-JO4（K）带有音频接口（可自动切换监听器或教师讲课麦克风信号），可将视频和音频信号调制后传输回到监控中心。
9.6.4监控系统摄像机、镜头
监控系统共需要安装78台摄像机,其中固定摄像机46台，带云台摄像机30台,半球摄像机2台。
所有固定摄像机和教室带云台的摄像机全部采用带夜视功能的红外感应摄像机，配置红外灯，即使在夜间也能看清楚现场图像（夜间为黑白图像），在夜间也可清晰记录各教室内的情况，通过硬盘录像机的移动检测功能，可方
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