网络数字监控系统方案.docx

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网络数字监控系统方案

幸福苑小区数字化网络监控系统

设

计

方

案

长沙精信电子科技有限公司

2013年06月09日

目录

一、概述4

二、设计原则5

1、基本情况介绍5

2、方案设计原则5

2.1、标准化6

2.2、可扩展性7

2.3、易用性7

2.4、可靠性8

2.5、完善性8

2.6、良好的硬件平台8

2.7、良好的软件平台9

三、系统设计9

1、设计思路9

1.1、需求分析9

1.2、技术分析10

2.系统结构11

2.1、示意图和系统架构12

2.2、监控点结构及分布12

2.3、监控中心结构14

四、系统的功能介绍15

1、系统概述15

2、系统特点15

2．1、双向通讯功能15

2．2、采用先进网络视频压缩技术16

2．3、实时高质量音频传输16

2．5、网络监控服务器交叉互连功能16

2.6、高稳定、高效率16

2.7、高适应、高兼容17

2.8、低要求、低维护17

2.9、实用、安全17

3、系统主要功能18

3.1、实时图像监看18

3.2、报警联动机制18

3.3、电子地图定位19

3.4、远程控制功能19

3.5、设备在线管理19

3.6、通过先进的压缩方式降低对带宽需求19

3.8、视频影像存储20

3．9、图像回放21

3．10、图像监视21

3．11、虚拟矩阵21

3．12、图像输出21

3．13、图像远程传输21

五、技术及设备选型22

1、技术选型22

1.1、编码技术22

1.2、硬件选型22

一、概述

随着通信技术、控制技术和计算机网络技术的飞速发展和普及应用，智能化小区在逐步发展壮大,信息基础设施建设步伐也在加快。

如何使小区住户拥有一个高效率的舒适、温馨、便利的环境，又能满足不断变化的使用者的需求,对小区实现统一、有序、智能化、网络化管理，这是小区安全管理急需解决的问题。

为满足住宅小区的安全和科学系统化管理的需要，以及为了对随时发生的情况进行全面、及时的了解和掌握，对意外情况能迅速做出正确判断，并给出正确、快速的指挥和处理。

结合小区管理的特点，我部制定了本实施方案以达到降低业主投资成本的目的.在整个系统中采用网络视频服务器加普通摄像机，实现对小区各个地方进行视频实时监控，达到维护社会治安和防止破坏的作用，及时地把一切可能发生的或即将发生的案件和险情的图像资料传送到监控中心，使监控中心的值班员可以把这些危害和隐患扼制在萌芽状态，杜绝财产损失、确保人员生命安全。

这也是为配合安全保卫工作，打击现代犯罪行为提供有效法律证据的重要手段之一，以期能更好地为管理服务。

现要求在小区内设置数个监控点，进行数字系统监控，以提高整个小区的安防水平。

系统设计强调中心监控的综合管理和操作性能，力求系统操作简便直观。

一方面激活内部配置管理，利用现代计算机技术和网络技术加强过程控制，以提高管理的水平；另一方面需要使有关部门在事后获取相关录像记录,提供有效现场证据和线索，在事前，事中、事后进行全面防范。

视频监控作为先进科技手段，具有人工职守无法达到的效果，人工职守的缺点在于：

采用人员职守式管理，由于人员的生理弱点，不可能满足实时观察的要求，更不可能实时记录。

从长远看，不仅节约大量人员费用，又有较好的经济效益，而且提高了小区的物业管理水平，将产生很好的社会效益。

是智能小区发展的必要趋势，是实现安全自动化的重要保证。

二、设计原则

1、基本情况介绍

根据我们对监控行业的了解和丰富的工程经验，认为其需求主要体现在以下几个方面：

Ø视频监控覆盖到大门（共3个出入口）、广场、停车场、主要通道、楼宇和周边等的监控需求的地方共20个监控点，对其进行24小时实时视频监控，大门入口还可以进行实时视频监控；

Ø在监控中心可以远程控制各个监控点的摄像机云台，实现变焦、变光圈、聚焦的控制，达到更大范围、更佳效果的监控；

Ø在监控中心能够实时接收前端传统报警装置传送的报警信息；

Ø在网络计算机上可以远程控制各个监控点的摄像机云台，实现变焦、变光圈、聚焦的控制，达到更大范围、更佳效果的监控；

Ø在网络计算机上能够实时接收前端传统报警装置传送的报警信息，实时反应出报警点即时的音视频情况；

Ø能够对以上所有视频信号进行长时间的音视频录像，网络上的计算机能够随时调看录像资料；

Ø具备完善的安全级别控制，实现完善的安全策略管理；

Ø支持在视频监控中心将所有视频图像输出到电视墙显示，具备视频矩阵功能，支持大容量的系统扩容；

2、方案设计原则

根据项目的要求和国家有关法规的要求，我们经过认真研究、分析设计本系统方案。

该系统具有性能先进、质量可靠、经济实用等特点，而且该系统具有方便扩展、与其它信息系统实现无缝连接的能力。

为实现安防系统的可视化管理奠定了基础。

依据、参考的相关规范包括：

《工业电视系统工程设计规范》GBJll5—87

《远动设备终端通用技术条件》GB/T16435-1996

《中华人民共和国安全行业管理规范》

《软件工程国家标准》

《中国电气安装工程施工及验收规范》

《安全防范工程程序与要求》GA/T75-94

《安全检查防范系统通用图形符号》GA/T74-94

《社会公共场所安全防范工种设计规范》

《民用建筑电气设计规范》JGJ/T16-92

公安部、公安厅技防办有关文件规定。

《中华人民共和国公共行业标准》（GA/T70-94）

《安全防范工程程序与要求》（GA/T75-94）

《电气装置安装工程施工及验收规范》（BGJ232.90.92）

《民用闭路监视电视系统工程技术规范》（GB50198-94）

《民用工业建筑电气设计规范》（GJT16-92）

《电视系统视频指标》（CCTRRECOMMENDATION472-3）

2.1、标准化

网络视频监控系统就是要实现在网络系统上的图像传输和共享。

本系统采用的产品均遵循网络协议和传输标准的要求。

2.2、可扩展性

由于用户以后的需求会不断发展，监控数量将随之扩大，只要增加前端设备和升级软件不用添加其他附加设备，以保证用户的投资。

Ø为了适宜未来系统扩展的要求，系统在满足现有功能的基础上预留足够的设备容纳性以便系统扩充之用。

系统中控制部件（软、硬件）采用集中式结构、嵌入式等技术措施，可以方便灵活的进行扩充，充分保证系统在将来的适应性。

Ø灵活的组网方式，方便被监控点的增加。

Ø几个视频监控系统可以作为子系统组成更大的视频监控系统，可按多级组网的方式，形成大规模的监控网络，高一级监控中心能管理和监控低一级监控中心的运行。

2.3、易用性

软件使用界面良好，用户安装相应软件（客户端控件）后就可进行实现监控，完全智能控制，不用单独设置。

Ø系统可以很方便进行升级，保证用户投资。

系统采用的程序，包括：

服务器程序和客户端程序，均为客户提供升级服务。

Ø可调节图像质量与带宽占用，系统采用H264硬件编解码，可以根据用户需求调节帧数、分辨率、图像质量等。

带宽和码流，支持64K-4096Kbps的传输码率

Ø多种图像浏览方式，包括单画面、四画面、九画面、十六画面、二十五画面、三十六画面多种浏览方式。

Ø系统建立基于B/S架构（即WEB）的组网技术，可以方便灵活的使用。

2.4、可靠性

Ø具有设计独到的视频流量管理功能，保证网络通畅。

Ø实行操作权限管理，保证统一、规范管理。

Ø系统具有自诊断功能。

Ø系统设备的平均无故障工作时间MTBF>10000小时。

Ø分布式由于每一个设备均以分散的方式安装于远端的摄像机端，即使单个设备发生了故障也仅仅是影响到这个设备，而不至于影响整个系统

2.5、完善性

Ø具有强大的视频、音频和数据告警功能：

当某台摄像机发生移动侦测报警时，系统可实时启动录像，或驱动云台前往预置位实时监视；

当发生报警时，能把联动报警的信号进行接入，识别报警。

Ø功能完善的录像管理体系：

系统可选用手动、移动侦测、报警、定时录像四种录像方式；提供指定周期的滚动删除功能，有效防止存储空间耗尽。

同时可提供分布式网络存储或中心集中存储功能；

Ø系统具备完善的控制功能：

系统设权限管理，对不同级别的用户给予不同的权限，有效防止越权操作；

2.6、良好的硬件平台

系统硬件平台为嵌入式设计，高实现高度一体化、高度工程化，便于施工、安装、调试。

2.7、良好的软件平台

系统的软件操作简便、模块化结构，能应用于Windows2000/NT/XP/Windows2003等操作系统。

2.8、经济性

任何先进的技术和产品都不能脱离群众，都必须以服务大众为基础，先进但不能贵族化，要考虑普通居民的承受能力。

在充分考虑了住宅的实际情况，集合当地的消费能力及周边环境的配套条件，我们以经济、合理为原则，为住宅设计了一整套的智能化系统解决方案，让智能化系统在小区建设中更具有可行性。

三、系统设计

1、设计思路

1.1、需求分析

Ø加强小区监控的安全防范工作，改变以往的被动调查为主动的巡视、监控。

Ø通过视频监控系统，对各个小区楼宇进行全时、不间断的监控。

Ø所有的视频数据,环境数据必须远程传输,并且对数据的记录存储要尽量的全面,细致。

Ø良好的扩展性能，可以适应小区规模不断扩展的需要。

监控系统的软、硬件采用模块化结构，具有灵活性及扩展性，以适应不同规模监控系统网络和不同数量监控对象的需要。

Ø视频监控系统必须统一将小区的视频画面,人员进出小区的状况,小区住户环境的视频信号等数据及时的传回监控中心。

Ø体现高科技的含量，体现安全防范的特殊性。

Ø提供多点监控、远程监控,实时监控等丰富的监控方式。

Ø智能化安全监控系统、具有短信报警等功能。

Ø最终的目的是要保证小区业主的安全以及保障业主的各种财产。

Ø总体来说就是达到小区舒适的生活环境,便利的通讯方式,家庭智能化系统和高度的安全性。

点位布置及功能实现

为了建立一个无盲区、智能化的监控系统，我们在小区的各出入口各设置了一套红外数字枪形摄像机；对各道路及路口设置了数字强行摄像机，实现了人员进入小区后，实时监控的连贯性；针对停车场，设置了智能高速球，在看清作案人员作案动作的同时，可对作案人员进行有效的身份识别。

1.2、技术分析

1.2.1本IP网络监控系统解决方案

本数字视频监控系统是一种以LAN/WAN等多种网络组成方式，构成具有高质量的、动态图像实时的监控系统，它是大型的、分散的地理区域监控网络系统的技术基础。

本IP网络监控系统是基于传统模拟监控系统（采用矩阵/画面分割器/长延时录像机等很多种设备构成的、记录和检索均为模拟信号的第一代监控系统）和数字硬盘录像监控系统（记录和检索的是数字信号，仅具有简单的点对点联网功能的第二代监控系统）后最新发展的第三代监控系统，它正以无可比拟的绝对优势取代着早期的监控系统。

本数字视频监控系统是完全基于计算机，以其为核心、结合安防监控的实际要求以及多年来不断完善的安防理论和经验，运用最新的数字视频技术、现场总线技术、网络通信技术建立的一套软硬件相结合、崭新的、完整的安防系统，优化了内部结构，减少了不必要的环节，提高整体性能和反应速度，满足新技术不断发展的需要，并能向用户提供全面的增值服务。

本IP网络监控系统相比传统的模拟监控系统具有以下几个方面的技术优势：

1.2.1.1、本IP网络监控系统的稳定性

本IP网络监控系统是建立在计算机和网络基础上的监控系统。

工业标准的计算机是大工业生产的产物，经过了全方位的质量检测，符合国际标准，同时也通过了国际安全及质量论证。

随着新技术的发展，视频监控向以计算机为核心的数字化、网络化发展已经成为不争的事实，而计算机的国际标准化设计又给第三代网络监控系统的维护和使用带来了极大的方便，一旦出现问题，用户只需对局部进行更换或者维修，能保证用户的长期不间断使用。

不像早期监控系统，生产厂家的规模相对较小，没有一个统一的国际标准，产品样式繁多，不具备大规模的监测和应用条件，产品稳定很难保证，而且一旦某个部件发生损坏，就需要整机进行更换。

1.2.1.2、本IP网络监控系统的强大组网功能

本数字视频监控系统以网络为平台，采用全新的设计理念，集成当今最先进的网络技术、计算机技术以及数字处理技术。

全本IP网络监控系统以IP地址来识别所有的监控设备，采用统一的TCP/IP协议来进行图像、声音和数据采集传输能够实现：

Ø更广阔地理区域的布局：

网络数字视频监控采用了网络数字传输信号，没有线缆长度和信号衰减的限制，而网络自身又不受地理区域的限制，因此，可以实现更广阔区域的监控布局，这种广阔性几乎不存在距离的限制，唯一的限制是网络带宽和应用者的想象力。

Ø无限的可扩展能力：

在一个网络视频监控系统中，只要在技术上采用统一的标准，对于应用的扩展而言，只是增加相同的设备和增加管理上的IP地址而已，对管理而言，增加设备站点只是意味着IP地址的扩充。

Ø庞大的网络监控：

将型号从模拟转换到数字，在采用统一的协议在网络上传输，对网络解决方案上的用户而言，监看视频画面、录制视频资料、控制传统云台镜头，仅仅是网络在线连接这么简单。

因此，一个庞大的网络系统，完全可以通过网管的形式，使网络监控的随时随地性得到淋漓尽致的应用。

1.2.1.3、本IP网络监控系统的结构灵活性

本数字视频监控系统的基础理论建立在传统的模拟监控理论基础之上，结合网络的无地域及不受空间限制的特性和现今先进的视频数字化处理技术的理论总结，以IP地址为单元组建IP地址组合的大型监控系统，其在系统结构上具有得天独厚的灵活性。

2.系统结构

按照本小区网络状况及实际操作的可行性，本数字监控系统主要组成模式为分散安装、监控中心统一监控管理。

监控点架设若干个本视频编码器，用于采集红外线高清晰摄像机等视音频捕捉设备所采集的视音频信号，或直接安装网络摄像机，与监控中心网络相连，将所采集的视音频信号传送到中心监控。

2.1、示意图和系统架构

系统总体架构拓扑图如下：

前端共20个监控点

2.2、监控点结构及分布

监控点，是系统中基层的部分。

所有的前端设备都工作于此。

监控站包括三类硬件设备：

前端视频设备、网络设备以及视频编解码器或网络摄像机。

对于监控点的硬件配置来说，以可靠、稳定为主。

前端视频硬件

Ø支持接入1～4（最大）路传统的固定摄像机或者云台摄像机。

Ø以H.264的编码方式进行视频信息的压缩。

Ø支持用户/用户组管理

Ø支持电子地图管理

Ø支持警报系统管理/警报联动管理445天4

Ø支持摄像机管理

Ø支持网络化视频硬件管理

Ø提供警报查询、打印功能

Ø提供单画面监看、多画面分割、轮跳功能

Ø提供云台的PTZ以及镜头的控制

前端视频硬件的分布

Ø小区入口处安装一台数字红外摄像机，监控来访者面貌，数字红外摄像机由“DH-IPC-F715P”网络摄像机，数字信号通过RJ-45网口传输到监控中心进行监控实时的图像、及出入口车辆车牌的信息。

并且通过专业的人脸识别系统模块，可对行人进行人脸分析。

（小区出入口）

Ø广场安装“DH-IPC-F715P”网络云台摄像机，在监控中心可以远程控制，实现变焦、变光圈、聚焦的控制，达到更大范围、更佳效果的监控，可设置预置位，报警时球机自动转到某个位置。

Ø停车场安装“DH-IPC-F715P”网络云台摄像机，在监控中心可以远程控制，实现变焦、变光圈、聚焦的控制，达到更大范围、更佳效果的监控，可设置预置位，报警时球机自动转到某个位置；出入口安装“DH-IPC-F715P”网络红外摄像机监控车辆的出入情况。

可在夜间规定时间内设置移动侦测，发现有人或车移动时触发报警并发出警号，同时把报警信号传输到监控中心。

Ø小区主要通道安装DH-IPC-F715P”网络红外摄像机。

2.3、监控中心结构

监控中心作为整个系统的核心，担负着整个系统的协调、监管职责。

只有保证总监控中心内所有的设备7*24小时不间断运行，才可以保证“本数字监控系统”项目的服务质量，也同时可以用户建立网络化视频监控及会议系统的需要。

因此，对于监控中心的硬件配置来说，以稳定、冗余为主。

Ø监控主机集中管理各监控点的视频服务器，并能控制前端监控站的视频云台等。

系统提供各种分割画面方式，最大为16画面分割，每个画面为1280*720格式。

Ø存储系统

⏹中心集中存储的各监控点的录象资料。

⏹中心的存储系统采用工控磁盘存贮系统，提供较大的存储空间，保证系统内所有的监控点30~60天的录像存储容量。

Ø存储服务器可以直接采集前段视频硬件的视频信息进行资料保存，存储服务器配置同主服务器。

Ø带宽要求

⏹每路视频占用约512～3048Kbp的带宽。

⏹总监控中心的带宽取决于中心内外所有监控终端的数量，以及每个监控终端同时监看的画面数量。

四、系统的功能介绍

1、系统概述

数字视频监控系统平台以网络通用标准为基础，采用了XML、Com+等多种先进的开发技术，全面管理前端的嵌入式实时操作系统的硬件平台，并发挥它们最为全面的功效。

IP网络视频监控系统是一个高度智能化的IA（Informationapplication）产品和DSS（DigitalSurveillanceSystem）系统。

是一个以TCP/IP宽带网络为基础、具备高度开放性和集成化的综合管理平台。

该平台集视频、警报、语音等系统管理功能于一身，具有强大的软件功能及友好的人机界面，满足用户多层次、多方面的需求。

2、系统特点

2．1、双向通讯功能

编码/解码器具有双向通讯功能。

编解码器具有独立的地址编码，采用数字化信号进行寻址。

语音、图像全矩阵开关。

对于音频和视频可以全矩阵切换和同步进行切换。

2．2、采用先进网络视频压缩技术

视频流的存储及传输压缩方式采用先进的H.264的网络视频压缩技术。

压缩比和帧率可调，图像压缩比率400-700:

1，传输质量非常理想（最高可达25帧/秒，分辨率1280*720），每通道只占据2-3M带宽，还可以通过降低帧数来减小网络带宽——当每秒传输为5帧时，带宽只占用100K。

这种很高的图象压缩比可以适应于在窄带上的传送。

2．3、实时高质量音频传输

传统的G系列语音算法声音不清楚，含糊，而且由于开放式音响发出的极大的声音不可避免的传到MIC里，导致回音的产生，本利用世界最著名的音频算法专利，包括高保真的语音/音乐实时编码算法，和超宽频的自适应回声消除软件算法，使得用户可以利用普通的笔记本或PC的MIC和喇叭直接交流，提供了32路混音引擎，使得用户再也不要抢话筒，高达33%的误码纠正能力使得用户在网络里有其他应用占用带宽时仍旧流畅交流

2．4、网络监控服务器交叉互连功能

本IP网络视频监控系统的交叉网络监控服务器互连技术使得网络传输得到优化，并具备容错能力，为会议提供安全保障。

同时事实证明本可以胜任上千个监控通道同时进行实时监控的任务，为用户的扩展提供空间。

2.5、高稳定、高效率

Ø系统具备提供7*24连续稳定运行的能力，适用于各行业高要求的监控需求

Ø报警响应快，图像延时小

Ø极优的算法和硬件构架，减少系统对CPU、内存、网络等资源的占用

Ø高效率的视频图像存储、查询、播放功能；

2.6、高适应、高兼容

Ø支持各种复杂的网络环境,对无线和卫星线路具有较好支持

Ø支持Windows、Linux等多种操作系统

Ø国际化设计，多语种支持

Ø支持多种大型数据库

Ø支持C/S和B/S应用模式

Ø内置多厂家、多品种云台和矩阵等控制协议

Ø内嵌本公司和市场主流编码器产品的支持

Ø方便地接入其它公司硬件编码器产品

2.7、低要求、低维护

Ø使用现有的ip网络，避免繁杂的布线工程与软、硬件环境。

Ø使用集成度高，内嵌式的视频终端，省却了大量的计算机维护工作。

Ø具有自动、定时、触发等录像功能，减少了手动干预的烦杂工作

Ø通过网络浏览器即可随时随地上网取得监控信息，提供没有空间限制的安全监控系统。

2.8、实用、安全

Ø完备的用户管理机制，阻止非法用户入侵

Ø提供用户、设备、功能相关的权限设置功能，授权用户在限定的范围内工作

Ø防范措施保证重要数据的安全，防止资料被篡改和被伪造

Ø操作直观、简单，用户上手容易，维护方便

3、系统主要功能

3.1、实时图像监看

Ø数字监控系统能进行高质量的视频采集以及音频的实时采集。

Ø在小区系统内部网，任意一个授权用户都可以通过浏览器均可以观看来自现场摄像机的实时彩色图像。

每一个授权用户可以观看的图像在数量理论上没有限制。

Ø对关键区域和出入口通道进行24小时全天候监控，现场画面实时显示在本地监控中心的屏幕上。

Ø工作时间内对工作区进行实时监视。

Ø发生报警后，联动前端镜头对报警区域进行实时监视。

Ø出入口控制等设备联动前端镜头对通道进行实时监视。

Ø监视区域内图像的动态变化，检测监视区域内的物体运动。

3.2、报警联动机制

Ø视频监控系统可以管理声光报警器的输入节点。

声光报警器通过连接红外线摄像机等入侵检测设备。

当前端有报警发生时，远程监控端不但有声音提示，同时能显示发出报警点的实时图像。

这样，通过报警管理功能，用户不必再额外安装专门的报警管理系统。

在发生入侵时，会自动记录现场情况，调用相应的摄像机，以声、光方式通知值班人员。

视频监控系统具有同时处理多任务能力，对于多个地方的同时报警情况也可以及时处理。

Ø支持温度、火警、烟感、红外等多种报警信号的采集和记录，对报警进行手工/定时/自动设防和撤防。

采集报警传感器的开断信号，经过报警解码器或报警主机处理，通过串行总线（RS232/RS485）传输给本地的监控主机，在本地显示和记录报警信号、发生时间和地点，同时将重要报警信号及时上报给上级监控中心。

Ø监控主机和监控中心接收到报警信号后，在数据库中查找对应的联动规则，产生对应的报警输出（声音警报、灯闪、门禁动作等），通过应急广播系统可以产生相应的应急广播输出。

报警联动规则可以设定为自动产生报警输出，也可以通过人工确认方式产生。

Ø发生紧急事件时，总控中心弹出事先设定的紧急处理预案流程，规范对安全紧急时间的处理过程，产生设备故障时，根据事先设定的故障处理预案，分配具体人员进行故障处理，并记录故障处理过程和状况。

3.3、远程控制功能

远程监控系统可对摄像机镜头进行光圈、焦距、景深距离的控制操作，对云台可做全方位控制。

3.4、设备在线管理

对编码器、转发服务器等关键设备提供注册、检测的管理能力，凭借系统强大的网络管理能力，系统能直观、方便地检测设备和线路的工作状态。

3.5、通过先进的压缩方式降低对带宽需求

本IP网络视频监控系统对视频的存储及传输压缩方式采用先进的H.264的网络视频压缩技术。

压缩比和帧率可调，图像压缩比率400-700:

1，传输质量非常理想（最高可达25帧/秒，分辨率704*576），每通道只占据512K带宽，还可以通过降低帧数来减小网络带宽——当每秒传输为5帧时，带宽只占用60K。

这种很高的图象压缩比可以适应于在窄带上的传送。

本常用视频压缩模式的带宽占用指标：

CIF:

352*288@1-25fps约80Kbps-512Kbps

HD1:

704*288@1-25fps约100Kbps