校园监控方案全解.docx
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校园监控方案全解
校园区视频监控系统
数字监控项目
技
术
方
案
目录：
1.1、项目背景概述
网络监控产品正逐步进入市场并取代传统纯模拟的监控设备，形成了第三代视频监控系统。
她以计算机网络为依托，以数字视频的压缩、传输、存储和播放为核心，以智能实用的图像分析为特色，并可以很方便的与报警系统、门禁系统完美、无缝地整合到一个使用平台。
与第一代传统闭路电视监控系统（CCTV）和第二代系统半数字式监控系统（DVR）相比，第三代网络监控系统基于TCP/IP网络协议，以分布式的概念出现，将监控模式拓展为分散与集中的相辅相成，无限度的拓展了监控的范围。
在硬件设备方面，第三代系统运用了把图像处理（采集、压缩、协议转化、传输）设置在监控点，利用无处不在的互联网和局域网，达到全网范围内的即插即用，实现了从图像采集、传输、录像、最终输出的全过程数字化，所以系统也更加稳定，因而是真正意义的全数字监控系统。
网络监控系统从资源利用、功能扩展、安装维护和使用情况等多方面考虑，传统的监控设备是无法与之比拟的。
总之，数字化、网络化是现代信息科技的发展趋势，在视频监控系统中更是如此。
1.2、项目需求
网络监控设计要满足“监”，“控”，“查”的基本功能外在网络的可靠性，安全性，易用性，可扩展性等方面都有充分的考虑。
可靠性：
要求设备通过公安部安全与警用电子产品的质量认证。
编码器满足防潮，防震动，防雷器件和制造工艺。
平均无故障时间达到10万小时。
安全性：
平台支持分级管理和密码加密认证功能，平台的磁盘支持热插拔顺序上电设计，支持RAID保护，数据盘损毁更换后可自动恢复。
实用性：
采用客户端管理软件访问，人性化人机接口（鼠标，数字网络键盘等）。
可扩展性:
可管理50000个编码器，100000路摄像机图像，存贮流与实时流分开无需服务器中继无处理瓶颈。
1.3、项目目标
以科学发展观和构建社会主义和谐社会理论为指导，全面贯彻“统一标准，整体部署，分期实施，信息共享”与建设力度和社会可接受程度相结合、探索创新和稳步推进相结合、服务用户业务和服务社会经济发展相结合的原则，体现“实用，可靠，经济，科学”的指导思想。
以规范技术应用为重点，以增强技术设施的实际应用效能为核心，通过技术集成，建立和完善覆盖面广、资源共享、综合应用的各级监控系统的技术平台。
1.4、系统功能需求
系统可实现不同设备及系统的互联、互通、互控，实现视音频及报警信息的采集、传输/转换、显示/存储、控制；进行身份认证和权限管理，保证信息的安全；应能与报警系统联动，并提供与其他业务系统的数据接口。
主要包括：
1.实时图像点播
应能按照指定设备、指定通道进行图像的实时点播，支持点播图像的显示、缩放、抓拍和录像。
实时监控图像质量要求清晰流畅。
2.远程控制
应能通过手动或自动操作，对前端设备的各种动作进行遥控；应能设定控制优先级，对级别高的用户请求应有相应措施保证优先响应。
3.存储和备份
监控控制平台的数据库在记录图像信息的同时还应记录与图像信息相关的检索信息，如设备、通道、时间、报警信息等。
平台能存储视音频信息并保持15天或者以上时间。
图像存储支持RAID数据保护，具备更高的可靠性。
4.历史图像的检索和回放
能按照指定设备、通道、时间、报警信息等要素检索历史图像资料并回放和下载；回放应支持正常播放、快速播放、慢速播放、逐帧进退、画面暂停、图像抓拍等；支持回放图像的缩放显示。
5.双码流配置
监控控制平台支持双码流，满足实时监控流和存储流或者双路视频流可以采用不同的编码方式、清晰度和带宽，以满足必要的实时监控和存储策略。
6.报警管理
Ø报警的接收和分发
应能接收报警源发送过来的报警信息，根据报警处置策略将报警信息分发给相应的系统、设备进行处理。
报警源包括前端报警（探测）设备/报警子系统、监控设备的视频移动侦测输出和现有公共网络报警系统的联动输出。
Ø报警联动
若报警位置存在监控设备，报警发生时应能通过预设方式自动调用视频或声音信息进行报警复核，并触发录音录像。
系统应支持与其它警用业务系统进行报警联动。
Ø报警记录
当发生报警时，监控中心应记录报警的详细信息，如报警地址、报警所属组织、报警级别、报警类型、报警时间、处警时间、处警结果等。
7.语音双向对讲
根据应用需要（如声音复核、通信指挥等），能支持在监控点和监控中心以及各监控中心之间实现语音双向对讲功能。
8.系统的人机交互
Ø支持C/S和B/S方式管理
Ø应具有直观、友好、简洁的人机交互界面。
Ø应具有视频画面分割显示、信息提示等处理功能。
Ø应能反映自身的运行情况，对正常、报警、故障等状态给出指示。
9.用户与权限管理
监控中心具有对接入的用户进行授权和认证的功能。
用户及权限管理可由各级监控中心独立执行，也可集中执行。
用户及权限管理模块应定义用户对设备的操作权限、访问数据的权限和使用程序的权限。
监控中心的用户应有权限获取所辖范围内的历史图像和实时监视图像，当需要获取非管辖范围内的历史图像和实时图像时，应取得有效授权。
系统可提供对前端设备进行独占性控制的锁定及解锁功能，锁定和解锁方式可设定。
10.网络与设备管理
在监控管理平台范围内对系统设备、网络进行管理，收集、监测网络内的监控设备、相关服务器的运行情况；对有权限调用访问本级监控中心的用户应能进行监控；在联网系统内部应能实现实时工作时钟同步。
11.网络信息安全管理
系统具备保证信息安全的各项措施，包括身份认证、设备认证、前端设备和社会监控中心的接入安全、移动监控系统的接入和传输安全、图像信息的防篡改等。
12.日志管理
日志包括运行日志和操作日志两种，运行日志应能记录系统内设备启动、自检、异常、故障、恢复、关闭等状态及发生时间；操作日志记录操作人员进入、退出系统的时间和主要操作情况。
支持日志信息的查询和报表制作等功能。
1.5、设计标准及采纳的核心技术
1.5.1、系统设计标准
本系统建设涉及的所有设计、施工、设备、材料和工艺均符合相关的国家标准和信息产业部的规定。
具体来讲，整个系统建设中的所有工作均满足如下规范：
&《视频安防系统技术要求》（GA/T367-2001）
&《民用闭路监视电视系统工程技术规范》（GB50198-94）
&《信息网络数字视频应用系统规范》（BJ/Z0001-2003）
&《信息技术开放系统互连网络层安全协议》（GB/T17963）
&《电子计算机机房设计规范》（GB50174-93）
&《安全防范工程程序与要求》（GA/T75-94）
&《建筑物防雷设计规范》（GB50057-94）
&《建筑物电子信息系统防雷技术规范》（GB50343-2004）
&《民用建筑电气设计规范》（JGJ/T16-92）
&《建筑钢结构焊接规程》（JGT81-91）
&《钢筋混凝土施工规范》
另外，所有的设计、施工和设备均应满足该系统客户提出的具体技术需求。
1.5.2、系统采纳的核心技术
监控视频信号以流媒体的方式在网络中传输时，其所具有的特点势将增加网络发送负载，很可能带来网络延时、带宽的急剧消耗和网络拥挤等问题。
因此，对网络进行合理规划，有效控制并分配对带宽的占用，选择最适合的视频编解码方式和流媒体传输协议是避免发生影响其他系统正常运转，防止网络拥挤的有效技术手段。
1.5.2.1、图像压缩处理技术：
目前比较流行的图像压缩标准有：
MJPEG、H.261、H.263、MPEG-1、MPEG-2、MPEG-4、H.264等。
H.264标准是国际标准化组织ISO/IEC下辖的运动图像专家组（MovingPictureExpertsGroup,简称MPEG）于1999年制定的专门用于多媒体信息内容访问的、适宜于各种带宽下传输的图像压缩标准，不仅是目前最新的国际标准，也是目前最适合图像监控系统的图像压缩标准。
H.264技术目前已被国际各大知名厂商采纳为国际互联网（Internet）和第三代移动通讯系统（3G）进行图像传输的标准。
H.264标准的编码是基于对象的，这样就便于操作和控制对象，而以前传统的图像压缩技术是基于帧的。
在传输带宽有限制的情况下，传统图像压缩技术的图像质量是帧平均的，而H.264标准可以对用户感兴趣的对象分配较大的带宽，而对用户不感兴趣的对象分配较小的带宽，从而大幅度地提高了在同等带宽下图像的主观质量。
H.264标准还吸收了传统图像压缩技术的许多优点，在带宽可以得到保证的情况下，其图像质量可以达到MPEG-2（即DVD）的标准。
同时，其图像传输延迟很小，一般低于0.3秒，非常适合图像监控系统的要求。
1.5.2.2、流媒体管理技术：
对于一个基于TCP/IP网络的图像传输系统，如果仅仅满足于图像能在网络上传输，那是远远不够的。
由于视频源众多，情况各异，图像监控所需的视频传输数据往往会彼此或和其他系统争用带宽。
若只有一、二个视频源，带宽可以满足；若视频源超过一定数目，需要调看图像的用户又多的话，局面就会混乱不堪。
其后果就是图像质量下降、延迟、停滞，甚至造成系统瘫痪。
无疑这是用户所不能接受的。
1.5.2.3、先进的分布式服务器集群架构：
随着数字网络监控系统规模的快速发展，客户对系统访问的响应时间、监控图像质量以及所提供服务的可靠性、即时性等要求也越来越高，使得以单台服务器来支撑整个网络监控系统已无法满足客户需求。
取而代之的是一组服务器群。
“数字网络监控平台”利用第四层至第七层通信管理技术，可以根据服务器实际的响应时间，平衡服务器群中所有服务器之间的通信负载，从而提高整个监控网络的性能和响应能力，提高服务器群的效率，节省投资。
负载均衡是由多台服务器以对称方式组成一个服务器群集，除主服务器外其他从服务器都具有同等地位，均能单独对外提供服务。
通过特定的负载均衡技术，将外部客户请求视服务器群集中各服务器上的负载状况合理分配到某台服务器上，负载均衡技术根据实际响应时间制定优先响应策略，从而提高系统性能、优化流量管理、提高服务器群集性能，保证系统正常运行的高可用性和高可靠性。
如果访问量超出了服务器的响应能力，只需增加服务器数目就可平滑升级。
由于采用了负载均衡技术，进一步强化了系统的稳定性、可靠性和持续性。
它也支持路径外返回模式，即绕过流量分配器，为急于等待大量访问请求响应的客户提供更快的响应服务。
在“数字网络监控平台”系统运用了先进的负载均衡算法（对个别服务器配置最大连接数阀值或加权值）以及基于实际响应时间的智能流量分配算法，在性能不同的服务器之间进行负载平衡，充分利用服务器群中的每一台服务器，保护用户投资。
位于主服务器上的负载均衡模块能定时监测从服务器的可用性，包括物理连接、服务器运行状况。
当发现某台从服务器不能提供内容访问时，主服务器自动把用户请求分配到其他健康的服务器上，从而保证了用户的访问服务；同时负载均衡模块可通过设置每台服务器能承受最大的会话数、设置溢出服务器、备份服务器等手段来进一步保证系统连接的可靠性（根据实际系统需求用户可要求定制）。
1.5.2.4、先进稳定的C/S结构：
系统主干框架采用C/S结构，结构严密，系统稳定，且高度保密，非常适合专业部门使用。
在C/S结构下，系统有严格的用户身份认证机制，对用户的合法性及权限有严密的控制。
系统内，客户端与服务器之间有专有的通讯协议，可防止窃听和复制，从而达到系统的整体安全和保密效果。
另外从总体系统安全性上考虑，由于C/S结构是建立在浏览器基础上的，功能上就受到浏览器本身功能的限制，如浏览器不支持直接写屏，很多时候会造成系统显示的不必要延时等。
而且目前网络上的绝大多数病毒是针对浏览器的，所以导致整个监控系统易受到攻击，给日常工作带来不必要的麻烦。
因此，建议采用专业的B/S结构。
1.5.2.5、方便的B/S结构：
考虑到使用的方便性，平台系统服务器上配置了专用插件，用户可通过IE浏览器访问系统的服务器，后台自动安装该插件后，用户即可方便浏览前端现场图像。
1.5.2.6、多级用户管理机制：
系统用户设立多级管理模式，从视频管理服务器完成所属用户和站点的建立、权限管理工作，并向管理中心主视频管理服务器数据库备份。
主视频管理服务器完成所有用户和所有站点的建立、权限管理工作，管理中心用户具有最高级别的管理权限。
各个用户依据不同权限、不同管理范围、不同优先权进行对询问记录的查看和控制。
1.5.2.7、数据传输技术：
TCP/IP网络协议是目前最流行也是最稳定的网络协议。
“数字网络监控平台”系统在TCP/IP网络协议之上开发了专用通讯层，针对图像数据的混合传输做了优化处理，适合多点视频和数据的并发传输，降低了系统资源的占用率。
该通讯层支持多种TCP/IP协议的传输，包括TCP、UDP、RTP和组播等。
组播是一种允许一个或多个发送者（组播源）发送单一的数据包到多个接收者（一次的，同时的）的网络技术。
组播源把数据包发送到特定组播组，而只有属于该组播组的地址才能接收到数据包。
组播可以大大的节省网络带宽，因为无论有多少个目标地址，在整个网络的任何一条链路上只传送单一的数据包。
它提高了数据传送效率，减少了主干网数据拥塞的可能性。
组播组中的主机可以是在同一个物理网络，也可以来自不同的物理网络。
1.5.2.8、数据存储、处理、分析技术：
为了对告警数据进行分析处理，综合管理系统使用了LINUX服务器操作系统上的MYSQL数据库系统。
并成功地实现了数据库的分布存储和访问，有效地降低了系统负担，大大提高了系统的稳定性。
同时，系统支持对数据的多种查询和分析方式。
同时系统提供了各类数据库。
主要有告警数据库、历史统计值数据库、系统事件数据库。
从而为整体数据的存储、处理及分析提供了强有力的依据。
系统采用文件传输协议进行录像文件的传输，防止外来入侵对文件系统的破坏和由于录像文件过大而带来的不稳定性。
1.6、系统方案设计
1.6.1、视频技术选择
随着经济的发展和社会的进步，视频监控越来越深入到每个行业每个人的生活中，视频监控系统为关键、敏感场所提供实时视频监控和录像的功能，通过实时监控可以及时发现或阻止违规、违法事件的发生，同时为管理职能部门提供事后取证的重要依据，能够大大提高被监控区域的安全性。
如何利用最少的人力、物力资源去实现有效管理的最大化已经成为摆在相关职能部门面前的一个新课题。
传统的模拟视频监控系统多采用光端机、矩阵、DVR的系统集成方案，单级系统易实现，视频质量较好。
但传统以矩阵为中心的模拟监控系统存在安装、维护复杂、费用高，信号传输距离受限，系统可扩展性差等一系列问题，很难进行大规模部署和应用，难以适应监控系统规模和范围越来越大，管理越来越复杂、灵活的需要。
在信息技术飞速发展的今天，模拟技术向数字技术的转变已经成为一种主流趋势，各种媒体信息经过数字化后，可以通过网络方便的传输和管理。
与此同时，随着广大用户、企事业单位对生产、管理和生活的安全和防范需求的提高，迫切需要一个统一、集中的解决方案，能为所有的分支机构、办公区、建筑物提供高质量的视频监控服务。
基于IP网络的英码视频监控系统适应了视频监控系统的发展趋势，具备传统模拟视频监控的所有功能，解决了传统监控系统规模较小，难以扩容的问题。
视频、音频信号和全部数据都采用数字化方式在TCP/IP网络上高速传输，用户可以从网络上的任意一点查看任意一台摄像机的监控实况和录像。
系统采用标准的网络设备可以节省用户投资，而且可扩展性强、适应大规模部署和应用。
1.6.2、视频监控解决方案
英码网络视频监控系统采用嵌入式一体化高度集成设计，帮助用户实现视频端的高密度接入，高可靠的存储和灵活便捷的控制。
基于IP监控网络轻松实现了网络的柔性扩展和数字业务的集成。
英码网络视频监控系统采用分布式与集中式相结合的存储方案，为商业用户提供高性价比的全IP的监控新平台。
在监控点可采用编码器DVS对前端的模拟视频图像进行D1或CIF格式的视频编码，编码器内置以太网口，通过内置通信接口把图像通过网络传递到监控中心交换机。
所有的业务数据接受英码网络视频监控系统的统一调度管理按照需要直接在电视墙上进行显示或者存储。
英码网络视频监控系统采用独有的双码流技术，可采用高码流和低码流适应不同带宽状况，供客户浏览视频图像。
基于IP的英码网络视频监控系统采用标准的开放性架构可以与智能识别技术，报警系统有机的结合起来真正满足IP统一通信发展趋势。
1.6.3、英码嵌入式系统组网设计
1）、整体设计说明及系统需求分析
本次工程采用基于局域网的网络视频监控系统方案，监控点布设情况请参考校园监控点分布图。
整个工程共60个监控点。
监控中心设在学校综合楼的五楼网络中心。
监控中心采用两台英码网络视频监控控制主机，负责对各个监控点视频的存储、转发。
每个监控点分别布署一台视频编码器和摄象机，视频编码器负责将摄象机采集的图象进行数字化编码，利用网络传输到监控中心的网络视频监控控制主机。
整个网络采用全IP结构，只要在网络中IP可达，便可实时监控任何摄像头。
也可以通过Internet进行远程监控，只要有权限就可以足不出户的观看现场和存储监控图像。
监控点分布如下：
位置分布
防护部位
监控点
红外摄象机
一体化球机
总计
53
7
2）、主要业务说明
中心采用主机，使用1/2/4路编码器，使用1/2/4路编码器时，可以使前端视频数据进行数字化转换到中心的ICC3000上。
每一个终端通过交换机接入中心，保证点到点的单播或者组播连接。
客户端用户从网络上任意一点登陆到网络视频监控系统主机，对前端编码器进行设备管理，存储策略设置及用户的配置等，包括对连接到各设备上的告警输入输出及告警的联动策略进行配置。
通过WEB上的云台控制按钮可以对每个前端编码器上的摄像机的云台进行控制。
每个前端的编码器在各自的位置上都可以接本地告警输入，并且联动各自位置上的告警输出，如警灯、警铃等。
也可以将告警上报到英码上，由英码执行各种报警联动动作，包括本机和WEB客户端的报警图像切换，联动存储和通过串口短消息报警。
对于数据视频的视频流分发采用以下几个方面来进行说明：
1、实时流：
WEB客户端通登陆到英码上，通过用户登陆权限验证后，单播调阅前端编码器，在WEB上实时播放视频流，此时最多在同一界面上同时调阅最多4路CIF实时流图像。
2、存储流：
在本地LAN中就近存储，每个摄像通道均是双流，一路流是实时流，一路流是存储流。
本地LAN中编码器可以直接将数据上传到控制主机进行存贮。
整网的存储资源均由英码管理，可通过WEB对每一路摄像通道进行存储流的灵活配置。
3、回放流：
所有摄像头的历史音视频数据均存储在ST-NTMS-CD08中，在客户端浏览软件和WEB界面上可以进行历史音视频数据的单播回放操作。
1.6.4、系统功能介绍
1）、实时图像浏览、视频点播：
英码系统客户端浏览软件采用鼠标操作本机人机界面实现对前端设备的统一监控管理，包括基本的业务配置、设备管理、音视频实况浏览、点播回放、轮循切换、云镜控制和报警显示等。
英码可以为WEB客户端访问提供视频点播功能，将存在英码中的录像文件转换为流格式方便本地和远程公网用户点播访问，英码支持20路并发点播。
2）、管理与监控：
英码主机为所有客户端访问提供统一的访问界面和集中认证授权，实现对前端编码器的管理，包括业务配置、用户管理、设备管理、音视频实况浏览、点播回放、轮循切换、云镜控制、报警联动和报警接收等。
前端设备采用H.264编码格式，最大码流3Mbps。
3）、数字矩阵功能：
英码系统网络音视频解码器，可以通过客户端及专业键盘、鼠标或WEB实现对英码系统解码输出控制，主机支持单画面D1解码或4画面CIF解码。
控制方式包括点对点切换、组切换、群切换和计划切换等，从而实现数字矩阵的功能。
1.6.5、方案特点
强大统一的C/S架构管理：
支持H.264图像压缩格式。
ST-NTMS-CD08作为集成化的监控中心，对外提供统一的C/S架构访问界面，实现对编码器的管理配置。
通过ST-NTMS-CD08提供的管理功能，用户可以在任何一台终端上，轻松实现系统的业务配置、用户管理、设备管理、音视频实况浏览、历史图像的点播回放、云台控制、告警联动。
丰富的人机界面：
统一的C/S架构实现对本地监控终端的业务配置、设备管理、音视频实况浏览、历史图像的点播回放、云台控制、告警联动。
数字矩阵功能：
英码网络音视频解码器，可以灵活解码输出单路单画面、单路多画面，实现数字矩阵功能。
可视对讲/广播：
英码网络音视频解码器，可以通过本地的摄像机和语音对讲设备实现和前端设备的可视对讲和广播功能。
内置的视频点播功能：
本系统提供了视频点播的功能，满足大量客户端对录像数据的点播回放需求。
海量的高可靠存储：
采用最先进的IPSAN存储技术，可以随意扩展。
高清的图像质量：
符合国际标准H.264的压缩算法，最大码流可以达到3Mbps，支持真正的D1高清图像格式，提供动态环境下更高的图像质量。
灵活使用的双码流：
支持H.264压缩格式，实现高、低视频流任意配置。
如高码流采用最大3Mbps的D1全帧率H.264码流，提供高清实时图像质量，低码流将采用最低128Kbps的可变帧率H.264码流，提供在低带宽条件下的远程访问请求。
1.7、系统设备清单
园区监控系统
序号
产品名称
说明
数量
单位
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
教学楼监控系统
序号
产品名称
说明
数量
单位
1
2
3
4
5
6
7
1.8相关产品介绍
1.8.1
性能:
升级会员 