农庄视频监控系统设计方案.docx
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农庄视频监控系统设计方案
农庄视频监控系统
设计方案
第一章系统概述4
1.1设计原则4
1.2技术标准6
1.3建设内容6
第二章需求分析8
2.1总体需求描述8
2.2需求理解图9
第三章系统总体设计10
3.1系统模式11
3.2系统结构11
3.3系统功能13
3.4系统特点14
3.5系统拓扑结构16
3.6系统重点问题解决16
第四章系统详细设计19
4.1系统组成19
4.2前端信号汇集系统19
4.2.1前端信号的采集19
4.2.2摄像机选用原则19
4.2.3前端监控点分布20
4.2.4监控前端配置说明20
4.3安检站监控中心20
4.3.1图像编码和录像设备20
4.3.2图像显示设备21
4.3.3矩阵主机21
4.3.4UPS供电22
4.3.5接地系统22
4.3.6监控中心设备23
4.3.7管理服务器23
4.3.8电视墙设计24
4.3.9机房供电要求24
4.4智能技术25
4.4.1人脸识别监控报警系统27
4.4.2大华人像自动比对系统29
4.4.3大华人脸识别出入控制系统30
4.4.4应用案例31
4.5避雷接地系统33
4.5.1雷害途径34
4.5.2模块组成34
4.5.3具体措施35
第五章设备选型37
5.1模拟智能高速球37
5.2硬盘录像机40
第一章系统概述
某农庄是某最大、最具特色的休农庄。
农庄为了更好的服务客户，计划投资建设监控安防系统来配套农庄的管理和服务，包括出入口监控、停车场监控、休闲区监控、道路监控、暖棚蔬菜监控等。
1.1设计原则
系统的设计以“先进、成熟、开放、按需集成、标准化、可扩展性、安全性”为基本原则。
1）先进性
本系统采用先进的技术，包括先进的传输技术、图像压缩编码技术、存贮技术、控制技术，3-5年内不落后。
设备选型与技术发展相吻合，保障系统的技术寿命及后期升级的可延续性。
2）可靠性
系统在充分发挥其安全防范、远程视频管理作用的同时，考虑到系统的稳定性，操作的简单、方便、容易。
并且提供优质的售后服务保障，分布在各地的分支机构和合作伙伴能为各边防哨所提供就近的高效的服务。
3）开放性
整个远程视频管理系统采用开放的通信协议和技术标准，保障系统在互联或以后的扩展过程中能够稳定有效的运行。
不同产品之间有相对标准接口，可以实现防火、监控、报警等个子系统的联动。
设备选型和软件的开发具有开放性，使系统的扩展、升级和互连不受制于某一品牌和型号。
4）集中管理性
整个系统在控制中心实施对所有前端设备的操作及功能设置，保证系统高效、方便、可靠运行，为快速决策和响应提供了一种有效的技术手段。
5）实用和经济性
系统力求经济实用、操作简单、汉化语言、维护方便，用最经济的工程投资达到良好的投资回报
6）可扩容性
满足扩充及更换部分设备时的通用性和可替换性，以及和不同厂商设备的兼容性，在预埋线缆布设及设备选型上，考虑了系统的冗余度，为系统扩充和设备增设提供条件。
对系统的管理，根据需要按可分可合的要求进行组合，即在保证单体哨所可独立运行的前提下，对全省乃至全国范围信息互连与整体管理作充分考虑。
7）整体美观性
整个安防监控系统设计及施工应融入到原有建筑整体美的设计要求中。
8）兼容与整合性
可以整合现有监控、报警系统，兼容现有的硬盘录像机、视频服务器等前端和后端设备，达到通过网络方式实现远程统一管理和控制。
1.2技术标准
根据远程视频管理系统的招标要求，以及国家和行业的有关法规，要求本系统具有性能先进、质量可靠、经济实用等特点，且该系统应具有方便扩展、与现有系统实现无缝连接的能力。
为实现系统的可视化、智能化管理奠定基础。
依据的相关规范包括：
♦《安全防范工程技术规范》（GB503482004）
♦《安全防范工程程序与要求》（GA/T75-94）
♦《安全防范系统验收规则》（GA308-2001）
♦《安全防范系统通用图形符号》（GA/T74-2000）
♦《视频安防系统技术要求》（GB/T367-2001）
♦《报警图像信号有线传输装置》（GB/T6677-1996）
♦《工业电视系统工程设计规范》（GBJ115-87）
♦《智能建筑设计标准》（GB/T50314－2000）
♦《通信系统机房设计》（GBKJ-90）
♦《安全防范系统》（XX省地方标准）（DB33/T334-2001）
♦《安全防范工程费用概预算编制办法》（GB/TI6571-1996）
♦农庄的有关规定、要求
1.3建设内容
根据对用户需求的分析，本方案采用的系统如下：
1）建设对象
农庄周界、暖棚、出入品、停车场、道路等视频监控系统，实现远程视频管理。
2）监控系统
设计采用霍尼韦尔数字硬盘录像机、摄像机和视频光端机，前端通过光纤和视频线、控制线传输至监控中心，最终并接入计算机网络，实现本地和远程管理和控制。
第二章需求分析
2.1总体需求描述
1）每隔160米安装台高速快球摄像机，每50米配备1对红外对射报警器及灯光照明。
2）监控中心设在农庄内，由专业监视器及42寸等离子电视机组成，监控画面由视频矩阵及键盘实现摄像机任意分区组合、定点的切换显示。
3）集成软件要具有多画面处理器、录像、回放、智能控制、远程监控等多种功能。
4）摄像机到数字硬盘录像机部分采用光纤、或视频线线路，数字硬盘录像机通过农庄专网将监控中心的图像数据传输至内部网络。
5）实现本地监控，监控管理人员能操作控制机场周界前端摄像机。
6）实现远程监控，网络监控系统客户端软件能实现对每个站点监控系统的操作和控制。
7）监控中心或远程客户端软件能远程存储监控图像，实现远程录像、远程图像截取、远程备份等。
8）监控中心配UPS、设备柜、监视器及42寸电视机。
2.2需求理解图
第三章系统总体设计
本系统方案着眼于从农庄周界安防和蔬菜生长情况跟踪的实际需求出发，建立起高效的、全方位、全天候的、立体化的监控网络，使周界区域处在严密监控之中。
管理人员和领导通过此高科技手段，能实时掌握农庄的作物、人流、物流的动态变化，能随时调用、记录有关信息，进行有针对性的管理和对保安工作的统一指挥调度，还可通过掌握的信息实现客户间的相互联动，确保整个农庄的高效服务。
该系统包括三个子系统：
视频监控子系统（CCTV）、出入口门禁控制子系统（ACS）、周界报警子系统（PAS）。
三个子系统表面上相互独立，但通过有效整合信息资源和防范手段，可以构建功能完备的服务系统。
周界报警子系统
1、对农庄控制区的监控管理和安全保卫，及时发现异常，确保农庄安全。
2、报警的同时利用视频监控看到现场情况，及时处理问题。
周界报警子系统主要由报警探测器、广播设备、报警控制主机组成，起到警戒侦测报警的作用。
当有警情发生时，周界探测器自动向中心传送报警信号，管理人员可调节摄像机对准该位置，同时启动广播对现场播放警告劝阻语音。
3.1系统模式
1）系统监控中心设在农庄管理办公室监控中心，对所有监控图像进行统一控制；
2）前端摄像机图像及报警器信号通过视频线、电源线、控制线、报警线等接到光端机，然后通过光纤传输至监控中心；
3）监控中心配置视频分配器及视频矩阵、键盘，前端视频通过视频分配器将图像一分为二，分别接至硬盘录像机及视频矩阵，通过键盘、电视墙实现图像的显示及切换。
4）在监控中心配备硬盘录像机，将图像分组压缩、存储及网络传输；
5）在监控中心建设等离子电视及专业监视器，将重点部位、区域图像进行集成、轮流或独立显示。
6）所有硬盘录像机通过交换机将压缩后的图像上传至内部专网，授权用户可以在任一一台电脑上进行图像查看、控制、录像回放。
3.2系统结构
系统从结构上可分为五个层次
1）前端设备层
2）光纤传输层
3）监控中心管理层
4）计算机网络传输层
5）授权用户层
系统结构中，低层为上层提供信息和服务，低层是上层不可缺少的组成，每层的组成和功能如下：
一.前端设备层
本系统的前端设备为高清强光抑制日夜型枪式摄像机、红外柱型定焦摄像机、球型云台摄像机、红外对射报警器和光端机等组成。
二.光纤传输层
农庄周界布线复杂，距离远，信号衰减严重，必须通过光纤传输来保证视频信号的传输质量。
3个相邻摄像机信号汇聚成1处，通过光端机将前端信号传回监控中心。
三．监控中心管理层
监控中心集中管理平台位于系统的高层，实现对整个系统的集中管理、控制及视频转发，并为本地系统的稳定运行提供供电、避雷接地等保障。
主要由两部分组成：
农庄周界监控软件平台和农庄监控系统硬件平台。
通过软件与硬件紧密结合，实现系统的整合，能方便地通过软件方式和硬件方式进行管理、调度和控制。
同时，系统在结构上又是灵活的，远程监控软件通过不同级别的授权，工作于不同的安防区域，管理人员通过软件方式，管理特定区域的安防系统，而最高权限的管理员则能管理整个监控系统。
四.计算机网络传输层
为实现远距离、大范围的视频监控系统的集成，必须通过计算机网络平台实现数据的传输，计算机网络是数字化网络监控系统的传输平台，本系统通过农庄专网传输，实现对传统模拟监控的补充。
五.授权用户层
农庄是一个整体，通过网络任何得到授权的用户单位都可以浏览，查看录像资料。
系统支持一个分级的用户群，可逐层降低用户权限，分级管理，对于每级用户只能看到授权范围内的资料，从而实现数据对于不同的用户的保密性。
3.3系统功能
本系统的基本功能包括以下几个方面：
1）监视功能
系统能清晰监视前端监控点图像。
重点区域摄像机能够进行变焦控制，在必要场合能近距离查看现场发生的小动作。
在部分需要的场合能对摄像机进行方位控制以扩大范围。
为起到全面监控和安全防范等作用，摄像机的布点和安装要合理，既能保证重点目标的清晰度，又能兼顾周围区域。
光圈自动调整，保证日夜监控效果。
2）控制功能
在监控中心通过视频矩阵和键盘，控制前端任意可控摄像机，切换显示通过解码后的前端监控图像画面。
通过监控系统软件平台能管理和控制整个监控系统。
3）网络传输功能
使用数字硬盘录像机编码并存储数据，通过数字录像与网络传输提供TCP/IP强大的视频服务功能。
通过流媒体服务器转发，可以将前端视频信号和录像回放信息传输至机场各授权部门及分控计算机。
4）图像显示功能
监控管理中心采用专业监视器及等离子电视机显示本站监控图像，控制矩阵和键盘切换显示。
授权用户通过计算机网络可以显示授权范围内的前端监控图像。
5）系统管理软件
数字视频网络监控管理系统，采用友好的软件界面，软件设计完全人性化，易于操作，实现设备管理、人员管理、流媒体转发、远程监控等，操作方便灵活。
6）互联互控功能
整个监控系统能互联互控，信息共享。
监控中心以及各个连入网内的授权客户能利用本系统进行现场监控，如实时调用或查询相关视频信息。
7）预留扩展接口，满足前端点位的增加
本系统预留扩展包括前端监控点位、传输设备、录像、显示和控制各个方面，在日后监控点位增加时，可以通过相对更加经济、便捷的途径实现系统扩展。
3.4系统特点
本系统采用代表国内较高技术水平和理念的架构和产品来进行构建，具备先进性、高稳定性、高安全性、高可扩展性、低成本等特点。
1）先进性
压缩算法的先进性：
国内外最高和最新水准的视频压缩技术，具备高压缩比、清晰、码流可控、适合网络传输等特点；
前端平台的先进性：
采用嵌入式前端平台，是真正的专用安防产品；
整体架构的先进性：
“数字化网络监控系统”技术的典型应用，顺应技术发展的潮流，也代表了今后网络化安防产品的发展方向；
联网集中监控，便于管理，提高效率，是真正的网络监控管理系统；
2）稳定性
嵌入式架构带来的超稳定性：
前端平台采用嵌入式架构，所有代码均固化在芯片上，再也不会出现“系统崩溃”类的灾难；
专利技术带来的硬盘稳定性：
通过采用专利技术，改变硬盘的寻道和写入工作机制，延长磁盘寿命，当工作盘运行时其它盘处于休眠状态将大大提高前端设备的稳定性；
与病毒绝缘：
前端采用嵌入式设备，因为结构和系统的不同，病毒无法入侵，做为一个网络化应用，杜绝被病毒入侵甚至造成全网的传播将大大提高系统的稳定性；
3）安全性
前端设备安全性：
由中心服务器进行统一管理，充分保证前端设备的安全性，避免前端设备参数被恶意修改；
分控端软件安全性：
所有分控端软件的权限由一台管理服务器用数据库进行管理，合理分配各自的权限，多级权限管理可以确定安全性，保证敏感画面不会泄露；
网络资源利用的安全性：
前端设备的码流抑制功能（带宽控制），再结合对分控端软件的多级权限管理及流媒体服务器的引入，可以做到精确控制对网络带宽资源的占用，确保不会影响其它正常业务运行（根据QOS设置级别，保卫信息可以被其它业务数据挤占带宽，而反之则不会）；
4）可扩展性
本系统基于IP方式构建，中心建立完成后不会再因为系统前端设备的增加而扩建，而前端设备可以根据需要随意添加，后台管理同样能承受。
因此本系统具备了非常强的可扩展性。
5）低成本
网络成本：
基于现有的农庄网络平台，只需要添置网络接入交换机，分配IP资源即可；
前端处理设备：
数字硬盘录像机具有极具亲合力的优势，与市场上的主流产品成本相当，却具备更完善和先进的性能，性价比一流，同时集成了众多接口，节省了部分末端设备。
监控中心：
采用等离子电视机，满足大量图像显示的需要，同时充分利用了现有资源；
3.5系统拓扑结构
3.6系统重点问题解决
1）如何在网络环境低带宽占用的情况下实现数据流高质量的传输，多客户端同时浏览单路图像或分别浏览多路图像，而不产生动画效果。
我们的解决方法：
在有限带宽环境下，我们的系统尽量以最少的代价来保证信号的高质量传输。
（1）我们选用的NVS/DVR设备，每台可以同时满足最多10用户访问，保证全实时显示。
（2）监控计算机对前端信号的处理采用软解压与硬解压（可选）结合的方式。
软解压占用本计算机CPU资源，一般适用于8路以下图像的处理，路数多时受CPU限制会产生停顿现象；硬解压采用专用的图像解码芯片，不占用计算机CPU资源，图像稳定而且操控流畅。
（3）采用双码流技术，主通道录像采用高清晰码流，子通道采用可变码流，根据网络情况选择码流速率，保证图像的流畅性。
（4）可以提供流媒体服务器软件，当多用户集中访问某一路图像时，前端信号与中心服务器的连接只占用一路视频带宽，从而节省了有限的网络资源。
如图所示：
2）如何实现对所有数字录像机的统一管理，实现设备兼容、方便系统扩容。
我们的解决方法：
在我们的系统中，数字视频录像可以分散存储或集中存储，监控中心将所有数字硬盘录像机（视频服务器）统一管理，对应标识监控点名称和数字硬盘录像机端口。
软件平台的中间件技术，解决不同品牌的兼容，达到系统良好的兼容性，统一管理。
对用户而言，传输和控制的过程是透明的，也是可操作的、可管理的。
3）视频处理与视频录像的协调处理。
本系统中，数字视频处理采用数字硬盘录像机，视频处理设备（DVS）与视频录像设备（DVR）合一：
将模拟信号编码处理，得到的数字流直接保存在本机硬盘上，压缩与录像在同一硬件主板上完成，大大提高了效率。
4）监控网络的安全性。
采用统一管理机制保障了安全性。
（1）前端设备安全性：
前端设备的管理和配置权由管理主机进行统一管理，充分保证前端设备的安全性，避免前端设备参数被恶意修改；
（2）权限认证：
统一管理全网内的所有数字视频设备，客户端实现灵活的权限控制功能，多级权限管理可以确定安全性，保证敏感画面不会泄露；
（3）网络资源利用的安全性：
前端设备的码流抑制功能（带宽控制），再结合对分控端软件的多级权限管理及流媒体服务器的引入，可以做到精确控制对网络带宽资源的占用，确保网络上其它业务数据的正常运行；
5）其他
数字硬盘录像机具备可自由定义的移动侦测功能，采用移动正常功能能减少冗余信息，节约硬盘存储空间，延长录像保存时间。
第四章系统详细设计
4.1系统组成
农庄周界视频监控系统由前端监控点、传输线路、和监控中心组成。
1）整个系统共需配置数量众多摄像机，边界安装红外对射报警器、喇叭以及高强度探照灯。
2）监控中心配置相应数字硬盘录像机，一台管理用计算机，实现对监控系统的管理和操作。
数字硬盘录像机通过视频服务功能为远程客户端提供监控图像。
3）摄像机到数字硬盘录像机部分采用模拟线路，数字硬盘录像机通过农庄专网与授权用户进行图像数据传输。
4）监控中心通过视频矩阵实现对整个监控系统的图像显示、控制和管理。
霍尼韦尔远程视频管理系统软件是本系统的重要组成部分，能实现系统管理、流媒体服务、视频点播等功能。
4.2前端信号汇集系统
系统的前端信号模拟传输采用视频线缆/电源线缆/控制线缆传输方式。
前端信号汇集系统主要有信号采集、信号传输、DVR等组成。
4.2.1前端信号的采集
监控前端（俗称摄像机）由摄像机芯、镜头、云台控制器、解码器、视频线、控制线以及防护罩及支架等组成，主要负责各个监控点现场视频信号的采集，并将其传输给视频处理设备。
4.2.2摄像机选用原则
前端摄像机是整个安全防范系统的原始信号源，摄像部分的好坏及它产生图像信号的质量将影响整个系统的质量。
本系统采用的霍尼韦尔摄像机在国际各类规模的监控系统中有广泛的应用，具有良好的性价比、优质的产品质量，在工程商和最终客户中具有极高的知名度和认可度。
为整个系统提供可靠的质量保障。
摄像机选择原则：
1）彩色摄像机的电视水平线≥540线；
2）信噪比≥48dB；
3）设备运行稳定可靠、免操作、免维护；
4）设备抗恶劣环境（电磁干扰、恶劣气候）；
5）采用自动光圈镜头。
4.2.3前端监控点分布
前端监控需要重点监控点主要为：
出入口、停车场、周界、农庄内部区域等（示具体需求定）。
4.2.4监控前端配置说明
根据本系统的实际情况，
1）视频信号：
采用SYV75-5同轴电缆；
2）控制信号：
采用带屏蔽的RVVP2*1.0；
3）监控点电源：
采用RVV3*1.0（其中两芯用于传输电源，一芯用于设备避雷接地）；
4）主干线电源：
采用RVV3*4.0；
5）从前端到监控中心通过大对数光线传输。
4.3监控中心
监控中心采用数字硬盘录像机进行多画面的监视以及录像，具备强大的联网功能，作为数字视频服务器提供TCP／IP局域网上客户机强大的视频服务功能。
通过视频矩阵或软件平台可实现对前端各种球机云台、镜头等摄像机设备的控制，实现全屏的重点监视以及巡回监视等。
通常情况下，将重点部分及区域在监视器上以集成画面、轮流切换显示等多种方式显示多摄像机画面。
还可以通过网络，在分控计算机显示器上将所有图像显示出来。
4.3.1图像编码和录像设备
本系统为农庄配置CADVR-16DE高清数字网络硬盘录像机，负责视频信号的接受，转换，图像合成、地址分配并将处理后的视频信号通过网络连接线输出等功能。
负责告警信息的生成，触发，传输和与接入网络的适配，同时也负责回应来自中心控制站的监控命令和网管命令。
具备丰富的功能接口：
当多终端同时浏览某前端多路图像时，数字硬盘录像机（DVR）可以保证每台设备最多10个访问，足以满足用户对DVR满负荷的同时访问。
为满足30天D1画质录像需要，为每台硬盘录像机配置5块1T硬盘，若采取移动侦测录像话将大大延长录像时间。
4.3.2图像显示设备
监控中心需要24小时连续监控，因而对显示设备的可靠性要求很高。
我们采用监专业监视器寿命，使用授命大大长于电视机，图像效果也更加清晰、鲜艳。
本系统采用监视器和离子电视机。
授权用户计算机可安装监控系统客户端软件，通过计算机网络控制数字硬盘录象机、前端摄象机和显示监控图象。
4.3.3矩阵主机
前端全部的摄像机图像信号通过线缆和光纤传输到弱电中心矩阵主机的输入端，由矩阵主机矩阵切换至矩阵主机的输出上，输出给农庄的全部用户。
全部的摄像机图像进入矩阵主机，使用矩阵主要内容编程对各分控分配前端的摄像机系统，使用业主还需要增加监控点，可再添加前端摄像机连线到监控室。
4.3.4UPS供电
由于我国目前电力供应比较紧张，根据目前的供电供电情况，每年夏冬两季用电特别紧张，时常出现大面积的电力拉闸现象，导致使监控系统无法正常运行已是一个突出问题，所以在系统前端监视点配置UPS不间断电源保障设备正常运行。
监控中心引一路独立电源到配电柜，控制中心由配电柜统一分配。
UPS系统采用艾默生UHA1R-0050L，后备时间4小时以上。
系统供电原则：
1）电压恒定。
直接由本电源提供所有前端设备需各种低压电，不再由原来配备的供电变压器供电。
从而不受线路电压变化的影响，保证前端设备稳定运行。
2）快速充电。
根据频繁停电的实际进行专门设计，所需充电时间少于供电时间，能够在较短时间内完成电池组充电。
3）对电压的适应范围大。
本电源能在AC170V到380V范围内正常工作，工作电压比在线式UPS更宽，能有效地防止室外电压的不稳定对监控系统的影响。
特别是可防止380V高压冲击造成的设备损坏。
4）对环境的适应性强。
能够在高温条件下正常运行，如配备监控专用胶体电源，可在55℃情况下正常工作。
4.3.5接地系统
为了防止操作人员在电气装置损坏时发生触电事故；避免系统的直流工作电压受到干扰和波动，提高系统的稳定性；防止雷击，保证系统的安全。
机房必须设置良好的接地系统。
1）接地网：
接地电阻小于1Ω，经设计计算后新做接地网与原楼房的接地极并网后接地电阻值必须达到小于1Ω的要求。
2）接地引下线：
都直接引入地网上，安全保护引下线必须直接与地网连接，引线拉至距离房屋至少2.5米外，引线需埋在地下至少0.7米处，接地引线选用40mm*4mm的镀锌扁铁或￠12-16mm的镀锌圆钢焊接在垂直接地体上并引出。
3）引线与三角型镀锌扁铁连接。
4.3.6空调系统
针对本次机房的情况，我们推荐选用壹台12.5KW的单冷的艾默生机房精密空调DME12MC1/DMC12W2。
4.3.7监控中心设备
监控中心具备等离子电视机、操作台、服务器、控制管理电脑、客户端电脑等设备。
4.3.8管理服务器
管理服务器是远程监控系统的核心管理设备，主要运行管理服务器和流媒体服务器。
管理服务器是一个基于数据库建立的后台程序，它负责对网内的客户端权限进行认证和管理，负责所有控制指令信息流和报警信息流的转发以及记录（生成日志），同时具有流媒体服务功能。
流媒体服务器功能可缓解网络带宽紧张的区域，对该区域内的视频服务器的访问全部通过流媒体服务器来进行转发，使得该视频服务器的视频服务只占一个通道；其次可以对同一通道的访问用户进行控制。
流媒体服务器的多级设置可提高响应访问的效率，合理规划流媒体服务器的设置，能够以最大限度地提高带宽利用率与网络访问的效率。
具体的功能如下：
1）用户与监控点信息的设置与维护：
统一建立系统内的所有用户，并设置权限，采用灵活的菜单级设置方法，树型数据结构方式统一建立系统内的监控信息，监控信息包括监控点、DVR/NVS、上级/下级机构所属关系；
2）实现转发的功能：
多个用户需要同时
升级会员 