NVR全高清解决方案.docx

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NVR全高清解决方案

XX项目监控系统NVR高清解决方案V1.0

2020-06-23

1.项目概况及需求分析

1.1.项目背景

随着数字技术、计算机技术和网络技术的发展，基于互联网的各种业务呈几何指数规律飞速增长，远程视频监控作为基于互联网的一种全新业务也得到了飞速的发展。

在中国，安防行业经过近二十年的发展，技术和产品性能上基本达到发达国家水平，作为安防系统中的一项重要子系统——视频监控系统，已经从最初的模拟监控发展到现在的数字化监控，从最初的特殊行业应用发展到各行各业甚至家家户户都有了视频监控的应用。

一个典型的传统视频监控系统一般由摄像机，中端和后端三部分组成，随着通信技术的发展及网络传输的普及,新型的数字监控系统将结合其他信息安全系统,实现全方位、立体化、网络化的纵深监控防护体系,与报警系统、探测系统、控制系统、远程传输网络形成一个完善的大型网络化监控系统。

以NVR（网络录像机）为核心的第三代网络视频监控系统，拥有独特的技术优势，正成为当前监控系统建设的主流。

前端采用网络摄像机，图像信号采集后立即进行编码，然后通过网络传输，不会产生图像干扰和信号衰减问题，保证了图像的质量。

采用网络化部署，有效的提高了系统的紧凑型，布线简洁，方便管理，更可以无缝的接入大型管理平台，形成全网络化监控的综合优势。

并且随着摄像技术的发展，NVR可以接入高清网络摄像机（720P,1080P），构建高清监控网络系统，这是传统的模拟监控系统所不能实现的。

科达高清网络视频监控系统已经应用于楼宇、小区、卖场、工厂、商铺等各个领域，也已渗透至电信运营商、公安、军队、政府、金融、教育、工业厂矿、企业等各个行业。

网络视频监控是视频监控技术发展的方向，是未来视频监控的趋势。

1.2.建设目的

根据本项目的要求，结合XX的实际情况，新建高清网络视频监控平台，实现对前端的统一管理和维护，实现报警联动的功能，结合既有的人防和技防实现对XX的高效管理。

1.3.需求分析

根据XX部门的实际规划，本次项目要求能够达到以下要求，具体如下：

1、基于原有网络新建监控系统，实现分级部署方式进行组网；

针对本次新建的监控系统采用全网络化的设备进行建设，通过原有的以太网络，整合各个区域的监控信息资源；

监控中心配置大屏幕电视墙，进行实时浏览和集中控制，用户可以通过客户端软件对监控点进行远程操控。

2、实现监控中心和前端的实时双向语音交流。

科达NVR支持本地语音对讲，通过MIC接口接入麦克风，即可和支持音频的前端设备进行语音对讲；同时支持远程语音对讲，在安装NVRStation的客户机上插入麦克风等音频设备，即可与支持音频的前端设备进行语音对讲。

NVR支持本地和远程的语音广播，可同时对多个支持音频的网络前端进行语音广播，并能实现音量的调节、静音及哑音等功能。

3、能够拥有很好的录像策略和检索机制；

系统提供丰富的录像策略，根据不同的客户需求，可以提供前端录像、本地录像、告警录像、平台录像等策略；并且具有丰富的检索功能，如以摄像机名称、告警信息、时间等信息进行检索。

同时系统支持实现4路录像同步回放的功能，大大方便了客户对整个录像细节的监控浏览。

4、系统具有完善的二次备份机制；

系统支持快速的对录像进行检索，并提供本地下载功能，同时通过外接刻录光驱，实现本地快速刻录，对重要数据进行长时间的保存，大大提高的数据的安全性。

5、系统具有报警联动功能；

本次系统所有的前端设备都具有丰富的外设接口，能够实现其他报警输入和输出设备的接入，如红外对射器、烟感、温感、警灯、扩音器等；通过告警设备的触发，实现丰富的报警联动功能，如联动录像、联动抓拍、联动声光电报警、联动电子地图、联动告警图像上电视墙等；

6、要求提供高清图像质量，实现24小时不间断传输。

针对本次项目我们采用支持720P的高清网络摄像机，能够支持全天候全方位的高清监控，并且由于采用先进的H.264编码技术，在压缩率方面大大的提高，在2Mbps码流的情况下就能保证图像的高清质量。

并可通过选配红外功能，实现24小时不间断图像传输。

7、拥有安全可靠的存储机制

针对本系统采用以NVR为单位的集中部署方式，并直接对高清720P格式的码流进行录像，做到“存即所看”的效果，采用RAID5备份技术，确保存储数据能够有很好的容灾性，并且配合前端网络摄像机进行TF卡存储，配合NVR实现ANR（智能存储）技术，确保在断链的情况下也能进行数据的可靠备份。

8、具备用户的权限管理功能。

支持管理员、用户两级权限管理；管理员具有所有的权限；一般用户可以修改自身密码与联系方式，按照配置可以有操作权限，包括：

1）可对通道分别进行指定的权限：

云台、浏览、回放；

2）对NVR可分别进行指定的权限：

录像抓拍、日志管理、参数管理、告警管理、用户管理、电视墙、设备管理。

9、系统提供良好的客户端操作软件。

系统提供的客户端软件能够通过互联网络对监控平台进行访问操作，能够提供多种窗口浏览风格、录像浏览、参数配置、操控前端设备等功能，操作要方便。

10、系统能够保证高稳定、高可靠、高安全的运行。

NVR采用嵌入式硬件的硬件结构，内嵌linux操作系统，有效防止病毒和木马的攻击；对于前端数据码流的传输使用AES等加密算法，确保视频流的安全可靠、万无一失。

11、系统有很好的扩容性和开放性。

科达NVR能够兼容原有的模拟监控摄像机，并能够与其他业务进行无缝对接，实现统一管理，如联动报警、对讲系统等。

支持多台NVR组网方式，通过统一的远程客户端软件，可以对多个NVR进行操作、管理。

2.设计依据和设计原则

2.1.设计依据

系统规划设计严格遵循国际、国家和地区的有关标准和规范进行。

本设计将依据和参照以下的设计规范和要求进行：

1、GA/T75-94安全防范工程程序与要求

2、GBJ303-88建筑电气安装工程质量检验评定标准

3、GA/T514-2004交通电视监控系统工程验收规范

4、GA/T70-2004安全防范工程费用概预算编制办法

5、GB50348－2004安全防范工程技术规范

6、GB14050-93系统接地的形式及安全技术要求

7、GB50198-94民用闭路监控电视系统工程技术规范

8、GB50198-94彩色电视图像质量主观评价方法

9、GB50198-94民用闭路监控电视系统工程技术规范

10、GA308-2001安全防范系统验收规则

11、GB/T16858-1997《采用数据链路协议的会议电视远端摄像机控制规程》；

12、YDN075-1998《中国公众多媒体通信网网络管理规范》；

13、YDN077-1997《中国公众多媒体通信网技术体制》（暂行规定）。

2.2.设计原则

本方案设计遵循技术先进、功能齐全、性能稳定、节约成本的原则。

并综合考虑施工、维护及操作因素，并将为今后的发展、扩建、改造等因素留有扩充的余地。

本系统设计内容是系统的、完整的、全面的；设计方案具有科学性、合理性、可操作性。

其具有以下原则：

1、先进性与适用性

采用科学的、主流的、符合发展方向的技术、设备和理念，系统集成化、模块化程度高。

设计合理，架构简洁，功能完备，切合实际，能有效控制和提高工作效率，满足动态监控和业务工作的实际需求。

系统的技术性能和质量指标达到国际领先水平；同时，系统的安装调试、软件操作使用又应简便易行，容易掌握，适合中国国情和本项目的特点。

该系统集国际上众多先进技术于一身，体现了当前计算机控制技术与计算机网络技术的最新发展水平，适应时代发展的要求。

2、经济性与实用性

在先进、可靠和充分满足系统功能的前提下，体现高性价比。

采用经济实用的技术和设备，充分利用现有资源，综合考虑系统的设计、建设、升级和维护。

充分考虑用户实际需要和信息技术发展趋势，根据用户现场环境，设计选用功能和适合现场情况、符合用户要求的系统配置方案，通过严密、有机的组合，实现最佳的性能价格比，以便节约工程投资，同时保证系统功能实施的需求，经济实用。

3、可靠性与安全性

系统采用成熟的、稳定的、完善技术设备，系统具有一致性、升级能力，能够保证全天候长期稳定运行。

在系统故障或事故造成中断后，能确保数据的准确性、完整性和一致性，并具备迅速恢复的功能，同时系统具有一整套完成的系统管理策略，可以保证系统的运行安全。

4、开放性

以现有成熟的产品为对象设计，同时还考虑到周边信息通信环境的现状和技术的发展趋势，可以与消防、防盗、聚光系统实现联动，具有RJ-45网络通讯口，可实现远程控制。

5、可扩充性

系统设计中考虑到今后技术的发展和使用的需要，具有更新、扩充和升级的可能，系统规模和功能易于扩充，系统配套软件具有升级能力。

同时，本方案在设计中留有冗余，以满足今后的发展要求。

方案中设备的控制容量上保留一定的余地，以便在系统中改造新的控制点；系统中还保留与其他计算机或自动化系统连接的接口；也尽量考虑未来科学的发展和新技术的应用。

6、追求最优化的系统设备配置

在满足用户对功能、质量、性能、价格和服务等各方面要求的前提下，追求最优化的系统设备配置，以尽量降低系统造价。

7、提高监管力度与综合管理水平

本项目系统设备控制需要高效率、准确及可靠。

本系统通过中央控制系统对各子系统运行情况进行综合监控，时时动态撑握监视及报警情况。

网络视频监控的使用大大减少劳动强度，减少设备运行维护人员；另外，系统的综合统筹管理可使设备按最优组合运行，在最佳情况下运行，既可节能，又可大大减少设备损耗，减少设备维修费用，从而提高监管力度与综合管理水平。

3.方案设计

3.1.整体设计

3.1.1.系统整体架构

针对本次项目，结合XXX的实际情况，并集多种音视频系统和其他业务系统与一体，实现高清监控、报警联动等功能，充分满足XXX的日常管理需求。

本次新建的XXX网络监控系统的总体架构如下：

系统架构图

本次项目在XXX部署总控中心，在XXX区域部署分控中心，实现两级组网架构；

各个监控中心实现对所辖区域监控前端进行接入以及码流的存储转发等功能。

3.1.2.拓扑图

组网拓扑图（只列部分主要设备）

3.1.3.组网说明

如图所示，本系统依托IP网络构建了一个星型的、数字化的两级架构视频监控网络。

本系统主要有三大部分组成：

总控中心、分控前端、监控前端

总控中心：

负责对前端分散区域高清监控点的接入，并通过权限设置，实现对其他分控中心前端的视频浏览和集中显示；主要部署网络录像机、解码器、电视墙、操作席、对讲音频设备及网络设备等。

分控中心：

主要实现对所辖区域高清监控点的接入，可以实现本地浏览和存储功能；主要部署网络录像机、显示器、对讲音频设备及网络设备等。

监控前端：

主要负责各种音视频及告警信号的采集，通过部署高清网络摄像机、告警设备等实现，并将采集到的信息实时传送至各个监控中心。

3.2.前端部署设计

3.2.1.高清网络摄像机的部署

前端摄像机实现对监控目标图像信息采集，是监控系统的原始信号源，其功能状态、质量优劣直接影响整个系统的功能发挥。

传统的监控系统采用模拟摄像机和视频线缆实现图像采集和视频流传输，很容易被各种电气设备所产生的强磁干扰，导致模拟监控线路传输的模拟视频信号受到干扰，影响画面的质量；同时视频线也受到限制，超过一定的距离还需增加光缆和光端机设备，大大增加的布线成本和施工难度；并且模拟摄像机受到自身的限制，图像分辨率仅能达到CIF、D1的标清质量，无法满足XX项目的实际需求，也不符合监控行业的发展趋势。

基于以上原因，以及客户要求“系统提供高清图像质量”的需求，本方案建议所有新建前端摄像机均采用支持720P、1080P高清网络摄像机。

高清网络摄像机能够同时完成图像采集和视频信号编码的工作，监控图像采用网络信号进行传输，由于数字信号的抗干扰特性，在电磁干扰环境中能够保障前端图像的不失真，实现图像信息的远距离传输，也符合视频监控的发展趋势。

对高清网络摄像机的参数具体要求如下：

视频编码协议：

H.264、MPEG-4

图像分辨率：

CIF、720P/1080P

图像帧率：

1～30帧/s

存储接口：

支持TF存储卡

支持智能存储（ANR）

控制接口：

RS485

报警接口：

至少具备1路报警输入、输出接口

音频接口：

至少具备1路音频输入、输出接口

网络接口：

10/100M自适应网口

双码流：

支持720P/1080P、CIF格式的双码流同时输出

经过对本次项目的实际勘察，本方案建议主要在以下区域进行高清网络摄像机的布防。

3.2.1.1.针对围墙部署

针对四周围墙，本方案建议在围墙采用红外防水高清网络枪型摄像机IPC210，支持720P的高清分辨率，在夜间也能保持高清晰；

通过成对部署的方式，在红外有效距离内进行高清监控，并可以和围墙的红外对射报警装置实现融合，在触发红外的同时实现摄像机的告警录像，并及时向指挥中心发出告警，如告警画面上墙、声光报警等。

IPC210高清网络摄像机除了上述的各项指标外，还具有红外功能，在夜间能够自动感应开启红外灯，具有40米的红外照射距离，并且具有IP66的高等级防水设计，确保在各种恶劣的外部环境下能够正常高效工作。

3.2.1.2.针对出入口、车库部署

针对出入口和车库，是整个监控的重要区域，本方案建议采用高清低照度枪型网络摄像机IPC120，支持1080P的高清分辨率，通过选配不同的镜头规格实现不同距离的监控要求，同时在低照度（最低0.01lux）情况下也能展现画面的良好可视效果，下图是普通照度和超低照度的效果图：

普通照度超低照度

针对本方案，在每个出入口部署两个高清摄像机，实现对进口和出口的实时监控。

IPC120系列高清网络摄像机除满足上述指标及功能外，具有丰富的网络接口，通过选配可以支持光纤接入、WIFI接入、POE（网线供电）接入等；同时具有宽动态功能，在光线明暗对比强烈的环境下，图像更加清晰明亮。

（下面有图）

3.2.1.3.针对道路、活动场所部署

针对道路、活动场所等一些比较开阔的区域，本方案建议采用我司的高清网络球机IPC412，通过我司客户端软件可以进行PTZ控制，并有针对的进行轮巡操作，保证覆盖各个区域所有死角。

为满足24小时监控的目的，本方案建议为每个IPC412高速球机安装补光灯进行实现，确保在夜间没有光照度的情况下能够正常工作。

IPC412高清网络球机支持360°的高速旋转，支持超低照度，并且具有18倍变焦能力，能够全方位观察被侦查目标的细节，具有255个预置位可以进行存储，实现全方位的联动功能，同时也具有IP66的高等级防水设计，确保在各种恶劣环境下能够正常稳定的工作。

18倍光学变焦功能

3.2.1.4.针对室内部署

针对楼宇大厅、电梯进出口、管理办公室等区域，根据光线的实际情况建议采用我司的高清红外半球IPC211和高清低照度枪机IPC112,通过成对部署实现无缝监控。

针对一些狭长的走道并没有夜视要求的地方可以采用高清低照度枪机IPC112，IPC112能够在低照度光线不佳的情况下也能完美显现监控效果，如下图所示：

普通照度下拍摄效果超低照度下拍摄效果

通过成对部署，能够实现无缝覆盖，比较适合夜间有灯光的室内区域，并且具有宽动态功能，在光线明暗对比强度比较大的区域也能保证图像的清晰完美，如下图所示：

开启宽动态未开启宽动态

针对室内需要进行24小时监控的区域，如安全通道、机房等区域，建议采用IPC211红外半球网络摄像机，IPC211半球摄像机具有超广视角的特色，能对狭小区域进行全方位覆盖，并能够实现30米的红外照射距离，特别适合各种室内环境的部署。

下图是夜间和白天的效果图对比，可见在晚上没有光照度的情况下也确保图像的清晰和可看度。

日间夜间

相比较标清摄像机，高清网络摄像机在图像细节描述、逼真度、施工难易度、故障产生几率、性价比方面拥有绝对优势，并且具有16:

9的高保真画面，比传统标清画面大25%，如下图所示，目前高清监控解决方案已成为业界的主流趋势。

高清标清

本次项目所有的高清网络摄像机均采用原有网络进行接入，并集成了报警和控制接口，大大节省了原有的布线成本，具体的连接的方式如下：

高清网络摄像机接入示意图

如上图显示，通过IPC的报警接口很好的和其他业务子系统进行融合并可实现报警联动的功能，并能实现语音对讲的功能。

3.2.2.语音对讲设计

通过NVRSTATION客户端能够方便实现和远程前端的对讲，但前端不能轻易实现和监控中心的对讲；针对本项目客户要求监控中心和前端双向语音对讲的需求，本方案在前端采用告警开关量的输入，使用报警联动的方式来触发。

具体实现的方法就是通过网络摄像机的报警接口接入一个紧急呼叫按钮开关来触发报警，报警信息会传送至监控中心，监控中心通过告警信号建立一个通道与前端进行语音对讲。

其前端接入示意图如下：

语音对讲接入示意图

3.2.3.其他设计

摄像机安装

首先在设备的安装点上划线、定位，根据支架的安装尺寸和孔径，选配合适的膨胀管和相配的冲击钻钻头。

开孔时注意立杆、墙壁的保护。

安装支架时注意横平竖直，安装牢固，不得有松动、歪斜的现象。

安装摄像机时必须安装牢固，调整方便，不允许滑丝、松动现象。

安装完成后，注意采取保护措施，防止脏污。

对于在道路、开阔地的监控可以采用立杆的方式，立杆的高度建议为3.5米-6米，根据立杆的高度不同，可以选用的立杆的直径也不同，立杆与球机的连接件应采取密封和防水措施；立杆做灌筑基础，基础深度≥1500mm，底部直径应不小于1000mm。

立杆高度现场查勘确定，一般不低于5000mm。

整个立杆能承受九级以下的台风，并保证在正常风力下，立杆顶部的摆幅对摄像机图像没有太大的影响。

取电设计

考虑到前端摄像机位置分布区域广，可根据XX区域布线实际情况采用就近取电的方式，如路边的监控点可采用路灯进行取电。

防雷设计

室外摄像机的安装需加装防雷设备，可以有效的防止瞬时雷击和浪涌等各类脉冲信号对设备造成的损坏。

本方案建议，所有的室外摄像机均需配置防雷器，其安装示意图如下：

控制箱安装

为提高系统的集成度，前端摄像机的其它附助设备，应设计控制机箱统一集成，特别在室外该控制箱除保证防水、防撬外，还必须为箱内的设备提供合理的使用温度和使用空间。

以保证箱内设备的散热和空气流通；箱体采用底部进线。

本次项目中控制箱的主要安装的设备如下：

1、直流变压模块

2、借用其他线路的220V交流电的引入

3、过流过压保护装置和电源防雷保护装置

4、接线端子

5、维修开关和插座

6、接地设备

3.3.总控中心设计

本项目的监控中心位于XX区域，是XXX的中枢指挥机构，通过权限管理，实现对所有前端实行集中浏览和控制。

监控中心示意图

针对本次项目的实际情况，总控中心部署的设备主要包含：

网络录像机、解码器、操作席和电视墙等设备；网络录像机主要负责对前端分散监控点的接入和码流的存储转发等功能。

针对本次项目的实际勘定，对于前端分散监控点数量总共为50监控点，所以本方案建议在监控中心部署2台NVR2860-32HD高清网络摄像机，单台NVR2860-32HD网络摄像机支持32路前端的接入，支持1080P、720P、D1、CIF格式，完全能满足客户要求“高清画面显示”的需求。

同时NVR2860采用嵌入式的硬件结构设计，内嵌linux操作系统，有效防止病毒木马攻击，确保了系统的安全可靠性。

在电视墙设计方面，部署大屏幕的高清电视墙，采用KDM2510高清解码器对重要区域进行实时监控，并实现告警联动上墙的功能，完全满足客户要求“实时浏览、集中控制、告警联动”的需求。

用户可以通过操作席实现对所有设备参数的配置和管理，并且系统提供图形化的界面，方便易用。

监控中心主要实现的功能如下：

1、视频浏览和控制

客户端提供图形化管理界面，操作简单；

支持多画面风格设置，支持抽帧播放、全屏显示、图像抓拍、轮巡监控、局部放大、中心定位、PTZ控制；

支持自定义轮巡设置，支持视频浏览预案设置和视频浏览预案载入；

支持电视墙管理，支持电视墙预案轮巡、电视墙图像轮巡、告警图像上电视墙功能；

提供电子地图功能，支持客户端地图双显功能。

2、录像管理和录像回放

支持平台录像、本地录像和前端录像，客户端支持图像抓拍；

可设置盘满自动覆盖或停止录制，支持定时录制、手动录制和报警录制；

可以对多个摄像机批量定制录像计划，支持定时随机、定点录像；

系统提供录像下载，并支持本地刻录功能。

系统可按摄像机编号、日期、时间、报警信息等多种方式检索、回放录像，可逐帧，高速率快慢回放，图像和声音同步回放；

3、系统管理功能

支持设备权限的设置和修改，提供设备的添加、删除以及设备信息的修改功能，可对前端进行名称、ID等进行统一编码，统一管理；

支持设备软件的远程升级功能；

提供系统配置管理和系统性能管理，提供状态监测、系统备份及数据恢复功能。

4、日志管理功能

日志功能包含：

告警日志、用户日志、设备日志；

能够保存报警的详细信息，支持针对报警记录分类查询、检索、导出，方便后期整理、分析；

支持根据日志的类型、时间、触发点进行查询，并能导出列表。

5、语音对讲

通过客户端实现和前端监控摄像机实现语音对讲功能；

相应前端摄像机的语音对讲要求，实现双向语音对讲。

3.4.分控中心

如上图所示，分控中心主要负责对所辖区域的前端接入，主要部署网络录像机、显示器、音频设备及网络设备等。

根据本方案实际勘定，各分控中心的前端数量分别为8路、15路，所以本方案建议，在各分控中心分别部署NVR2820E-9HD和NVR2820E-16HD；NVR2820E-9HD能够实现最多9路前端高清接入，NVR2820E最多能够实现16路的前端高清接入。

为节约客户成本，各分控中心分别配置一台液晶显示器，进行本地输出显示。

3.5.告警联动设计

本次项目所使用的高清网络摄像机均带有告警输入输出接口，有效融合了视频监控和报警联动功能，将传统的视频监控系统和报警系统合二为一。

报警联动的实现过程在逻辑上可分为：

1）报警信号的采集；2）报警信号的传输；3）报警存储；4）报警信号的应用。

1）报警信号的采集

报警信号采集主要由报警单元完成，报警单元主要指报警信号的发生设备，为监控系统提供报警信息。

通常报警设备有红外、烟感、温感、门磁、紧急按钮等等，报警设备通常提供开关量输出，由前端编码器接受开关量信号，实现报警信号接入系统与告警联动。

报警信号的接入示意图如下：

报警信号接入图

2）报警信号的传输

报警信号的传输过程指报警信号经前端编码器，在本地输出或通过IP网络传到后端的一个过程。

报警信号最终有三种流向：

报警信号经本地编码器输出，触发本地声光电等报警；

报警信号通过网络，经平台到客户端触发声、文字等报警；

报警信号通过网络，经平台、客户端发送至第三方系统，提供报警。

报警信号流向图

3）报警信号的存储

科达行业级网络系统监控系统具备完善的信息存储和管理功能，系统能够自动存储报警相关记录，可以提供相关记录的查询、导出等功能。

4）报警信号的应用

当发生报警时，前端报警设备发送告警电平到前端编码器，前端编码器将告警信息上传到监控中心，提供警情。

系统可自动或手动启动联动机制处理警情。

可以实现：

上传并显示报警信息和现场图像、声音

系统能够自动或手动将报警发生现场的图像、声音输出到客户端或电视墙，为监控中心提供