家庭视频监控系统.docx

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家庭视频监控系统

家庭视频监控系统

方案

西安东来科技发展有限公司

2014年6月

一、概述

1、系统的建设背景

随着经济的快速发展，人们生活节奏的提高，照顾家庭的时间将越来越少。

但现代科技的高速发展可以让远程照顾小孩、家庭宠物等成为一种可能。

人们可以在繁忙工作的同时，通过网络就能了解自己家庭概况，及时作出分析与判断。

随着网络通讯技术及图像压缩处理技术以及传输技术的快速发展，使得家庭用户能够采用最新的通讯和图像处理技术，通过网络传输数字图像，架构网络视频监控系统，以此为实现家庭监控系统提供高效可行而且价格低廉的解决方案。

　　网络视频监控系统系统由摄像机、网络硬盘录像机组成的前端系统接入互联网；用户通过网络就可以浏览监控图像。

系统最大的优点就是不受地域限制，只要使用任何一台上网计算机或上网手机，即可随时观看所需视频。

　　更为重要的是系统能够随时抓拍照片或定时存储视频图像，只要您的摄像机还在工作，系统就可以按照计划将您需要的图像存储在服务器中，以便用户随时查询，

2、系统的总体功能设计

本视频监控系统主要实现以下功能：

1）对现场视频进行本地或异地实时浏览。

浏览时提供完善的云台镜头控制功能，能控制相应的摄像头指向以及镜头的变倍、光圈和聚焦，实现多方向监控和画面缩放、调整。

2）可在本地计算机存储器中保存监控视频，实现本地或远程的检索、下载、回放；远程计算机可通过安装客户端或者直接访问IP对视频进行实时浏览、存储与回放。

3）具有完善的监控图像切换功能。

操作人员在权限范围内可任意调用不同摄像头的视频，按4路、9路、16路等多种组合在一屏同时显示。

4）可本地或远程设置视频的帧率、压缩方式、传输带宽、亮度、对比度等参数。

5）具有用户验证、授权等措施实现多监控点的联合管理。

6）可自动定时定格抓拍画面，形成图片文件上网或保存。

7）提供了完善的网页浏览系统，用户可在任何上网PC上浏览相应视频，而无需安装软件客户端。

不过，这需要首先架设Web服务器。

二、设计规范和依据

我们主要依据如下的规范和标准设计本解决方案：

1、《安全防范工程的程序与要求（GA/T75）》

2、《安全防范系统通用图形符号（GA1T77）》

3、《民用闭路电视监控系统工程技术规范（GB50198）》

4、《民用建筑电气设计规范（JGJ/T16）》

5、《智能建筑设计标准（DBJ08-47）》

6、《安全防范工程费用概算编制方法（GA/T70）》

7、《防盗报警中心控制台（GB/T16572）》

8、《防盗报警控制器通用技术条件（GB/T16572）》

9、《入侵探测企通用技术GB10408.1》

10、《数字通信接口标准（G.703）》

11、《国际图像音视频编码标准（ISO11172）》

12、《报警图像信号传输装置（GB/T16677）》

13、《安全防范系统验收规则GA308-2001》

三、设计原则

系统设计时紧扣最终建设需求，采用先进、成熟的技术，实现可靠、灵活的应用。

设计时力求突出以下几方面特点：

1.先进性—图像监视系统采用H.264图像压缩处理技术，具有图像质量清晰，文件占用空间小，传输带宽小，速度快等特点；系统可根据当前是否有实时浏览来动态修改帧率，以降低带宽占用量。

2.灵活性—系统支持基于WEB方式的网络浏览功能，可供用户方便使用；灵活进行系统软件升级，避免对用户产生过大的影响。

3.实时性—基于带宽的优势，各类前端信号可做到实时的传输；也可以调整压缩码流在100KBPS到1000KBPS区间进行传输，实现浏览与其他业务共存要求。

4.可分级—管理、操作权限的分级实现，保障管理的统一、规范；不同人员分配不同的权限，从而实现不同的控制功能

5.扩展性—系统预留相应的接口以便扩充之用；控制部件（软、硬件）采用模块式结构、内部总线化等技术措施，可以方便灵活进行扩充，保证未来的适应性

6.易用性—基于优良的操作平台，采用模块化设计，操作简便，界面人性化；同时具备强大的自诊断恢复功能；而模块化的设计使得系统中局部故障不会影响系统全局的正常工作，系统稳定，易维护

四、系统的构成

1、系统结构

系统由前端设备、网络硬盘录像机及手机和电脑客户端三部分构成。

前端监控点由摄像头采集视频信号，通过本地局域网连接摄像机并存储录像，网络硬盘录像机通过无线路由器连接互联网，客户端需安装在手机或者PC端通过互联网（3G、WIFI、网线）添加硬盘录像机的IP观看家中的实时视频。

总之，各部分自负其责，通过网络连接成一个有机的整体，其系统结构图如下：

注：

下图仅为拓扑图。

2、网络带宽的计算

在视频监控系统中，对存储空间容量和传输带宽的大小需求是与画面质量的高低、及视频线路等都有很大关系。

下面对视频存储空间大小与传输带宽的之间的计算方法做以介绍。

比特率是指每秒传送的比特（bit）数。

单位为bps（BitPerSecond），比特率越高，传送的数据越大。

比特率表示经过编码（压缩）后的音、视频数据每秒钟需要用多少个比特来表示，而比特就是二进制里面最小的单位，要么是0，要么是1。

比特率与音、视频压缩的关系，简单的说就是比特率越高，音、视频的质量就越好，但编码后的文件就越大;如果比特率越少则情况刚好相反。

码流（DataRate）是指视频文件在单位时间内使用的数据流量，也叫码率，是视频编码中画面质量控制中最重要的部分。

同样分辨率下，视频文件的码流越大，压缩比就越小，画面质量就越高。

上行带宽就是本地上传信息到网络上的带宽。

上行速率是指用户电脑向网络发送信息时的数据传输速率，比如用FTP上传文件到网上去，影响上传速度的就是“上行速率”。

下行带宽就是从网络上下载信息的带宽。

下行速率是指用户电脑从网络下载信息时的数据传输速率，比如从FTP服务器上文件下载到用户电脑，影响下传速度的就是“下行速率”。

传输带宽计算：

比特率大小×摄像机的路数=网络带宽至少大小;

注：

监控点的带宽是要求上行的最小限度带宽（监控点将视频信息上传到客户端）;客户端的带宽是要求下行的最小限度带宽（将监控点的视频信息下载到客户端）;

例：

监控分布在4个不同的地方，不同视频格式的带宽大小计算如下：

720P（100万像素）的视频格式每路摄像头的比特率为4Mbps，即每路摄像头所需的数据传输带宽为4Mbps，4路摄像机所需的数据传输带宽为：

4Mbps（视频格式的比特率）×4（摄像机的路数）=16Mbps（上行带宽）

即：

采用720P的视频格式各地方监控所需的网络上行带宽至少为16Mbps;

注：

以上计算都是带宽没有别的资源占用的情况下的带宽值

五、系统功能及特点

1、主要功能：

 完善的网络功能，广泛支持宽带网和窄带网的传输，可以通过网络进行远程录像、视频回放、对云台、摄像头进行远程控制,支持TCP/IP协议，轻易组成网络监控系统,全面支持LAN、WAN、ADSL、DDN、ISDN、PSTN等网络。

 远程监听：

可以监听任一路远程音频

 远程监看：

可以掉看任一路远程视频

 远程回放：

可以对任一路前端主机的录像资料远程进行检索回放

 远程控制：

可以对任一路前端云台、镜头进行远程控制，或是设置其预置位和巡航路线 可以远程接收前端主机的报警信息和报警图像，对各个网络及本地用户设置权限。

操作方便：

按组、主机名、摄像机名称调用图像，省去记忆IP地址的麻烦

 语音对讲：

客户端及本机端之间可以进行任意的双向对讲，并可实现语音广播

 远程控制前端主机录像、报警、开关自动退出等程序

 电子地图：

可在客户端设置电子地图，方便客户查找前端摄像机

 分布式存储利用网络资源可存储超大容量数据，可在本地或中心保存数据

 2、技术特点：

 强大、稳定和快速的设备接入能力：

 稳定和开放的平台架构支持UNIX/LINUX/WINDOWS 

优秀的软件体系结构

 采用易于整合和协同的SOA_面向服务的应用软件架构

 大并发量数据处理

 安全可靠的身份认证和审计管理

 强大的录像检索回放服务

 强大的任务执行和调度引擎

六、设备参数

1、摄像机

主要特性：

· 最高分辨率可达1280×720@30fps,在该分辨率下可输出实时图像

·采用ROI、SVC等视频压缩技术,压缩比高,且处理非常灵活,超低码率

· 逐行扫描CMOS,捕捉运动图像无锯齿

· 采用高效红外灯,使用寿命长,照射距离可达10米

· ICR红外滤片式自动切换,实现真正的日夜监控

· 支持MicroSD/SDHC/SDXC卡（64G）本地存储

· 支持3D数字降噪、数字宽动态

· 支持PIR人体侦测功能,具备一路有线报警输入/报警输出接口

· 支持Wi-Fi功能,带WPS一键连接功能

· 内置麦克风和扬声器,支持双向音频

· 支持双码流,支持手机监控

· 具备PT云台,水平旋转355度,垂直向上90度,向下20度

· 支持走廊模式,背光补偿,数字宽动态,自动电子快门功能,适应不同监控环境

· 功能齐全:

心跳,镜像,水印等

· DC5V供电

· 支持国标28181协议

详细参数：

型号

型号

DS-2CD2Q10FD-IW

名称

100万1/4” CMOS ICR日夜半球形网络摄像机

摄像机

传感器类型

1/4" Progressive Scan CMOS

最小照度

0.01Lux @（F1.2,AGC ON） ,0 Lux with IR

0.028Lux @（F2.0,AGC ON） ,0 Lux with IR

快门

1/3秒至1/100,000秒

镜头

4mm@ F2.0, 水平视场角:

59°

（2.8mm、6mm可选）

镜头接口类型

M12

调整角度

水平：

0°~355°，垂直：

-20°（向下）~90°（向上）

日夜转换模式

ICR红外滤片式

宽动态范围

数字宽动态

数字降噪

3D 数字降噪

压缩标准

视频压缩标准

H.264/MJPEG

H.264编码类型

BaseLine Profile / Main Profile

压缩输出码率

32 Kbps~8Mbps

音频压缩标准

G.711/G.726/MP2L2

音频压缩码率

64Kbps（G.711） / 16Kbps（G.726） / 32-128Kbps（MP2L2）

图像

最大图像尺寸

1280 × 720

帧率

50Hz:

 25fps （1280 × 720）

60Hz:

 30fps （1280 × 720）

图像设置

走廊模式,亮度,对比度,饱和度,锐度等通过客户端或者浏览器可调

背光补偿

支持,可选择区域

感兴趣区域

ROI支持双码流分别设置4个固定区域  

网络功能

存储功能

支持Micro SD/SDHC/SDXC卡（64G）断网本地存储,NAS

接口协议

ONVIF,PSIA,CGI,ISAPI,GB28181

智能报警

移动侦测,动态分析,遮挡报警

支持协议

TCP/IP,ICMP,HTTP,HTTPS,FTP,DHCP,DNS,DDNS,RTP,RTSP,RTCP,

PPPoE,NTP,UPnP,SMTP,SNMP,IGMP,802.1X,QoS,IPv6,Bonjour

通用功能

防闪烁,双码流,心跳,镜像,密码保护,视频遮盖,水印

接口

通讯接口

1个 RJ45 10M / 100M 自适应以太网口

一般规范

工作温度和湿度

-10℃~40℃,湿度小于95%（无凝结）

电源供应

DC5V±10% 

功耗

7W MAX

红外照射距离

10米

尺寸（mm）

100.8×124

PIR人体侦测

侦测角度：

80°

侦测距离：

10 米

重量

700g

2、网络硬盘录像机

主要特性：

•支持通过萤石云或hiDDNS域名解析进行外网访问；

•支持CVBSVGAHDMI同时输出；

•支持所有通道WD1实时编码

• HDMI与VGA输出分辨率最高均可达1080p；

• 采用HIKVISION云台控制协议时候，可通过鼠标选定画面任意区域并进行中心缩放；

• 支持多画面分割下不同通道并行预览与回放；

•  最大支持16路同步回放；

•  支持标签定义、查询、回放录像文件；

• 支持回放时对录像场景的自定义区域进行智能搜索；

• 支持按事件查询、回放、备份录像文件；

•  支持录像文件倒放功能；

•  支持硬盘配额管理，不同通道可分配不同的录像保存容量；

• 支持硬盘盘组管理，不同通道可设定不同的录像保存周期；

•  支持eSATA盘库，可用于录像和备份；

•  支持重要录像文件保护功能；

• 支持4个SATA接口；

• 支持IPv6协议；

•  支持海康威视DDNS域名解析服务，一键配置上网。

详细参数：

视音频输入

模拟视频输入

16路，BNC接口（电平：

1.0Vp-p，阻抗：

75Ω），

PAL/NTSC自适应

音频输入

4路，RCA接口（电平：

2Vp-p，阻抗：

1kΩ）

视音频输出

CVBS输出

2路，BNC接口（电平：

1.0Vp-p，阻抗：

75Ω）

分辨率：

PAL制式704*576、NTSC制式704*480

环通输出

16路

HDMI输出

1路，分辨率：

1920×1080/60Hz、1280×1024/60Hz、1280×720/60Hz、

1024×768/60Hz

VGA输出

1路，分辨率：

1920×1080/60Hz、1280×1024/60Hz、1280×720/60Hz、1024×768/60Hz

音频输出

2路，RCA接口（线性电平，阻抗：

1kΩ）

视音频编码参数

视频压缩标准

H.264

视频编码分辨率

所有通道支持WD1/4CIF/2CIF/CIF/QCIF

视频帧率

PAL：

1/16--25帧/秒、NTSC：

1/16--30帧/秒

视频码率

32Kbps-3072Kbps，可自定义，最大3072Kbps

码流类型

复合流/视频流

音频压缩标准

OggVorbis

音频码率

64kbps

同步回放

16路（抽帧）

硬盘驱动器

类型

4个SATA接口,1 个 eSATA 接口

最大容量

每个接口支持容量最大4TB的硬盘

外部接口

语音对讲输入

1个，RCA接口（电平：

2.0Vp‐p，阻抗：

1kΩ），与音频输入复用

网络接口

1个，RJ45 10M/100M/1000M自适应以太网口

串行接口

1个，标准RS-485串行接口；

1个，标准RS-232串行接口；

1个，键盘485串口

USB接口

3个，USB 2.0

报警输入

16路

报警输出

4路

其他

电源

AC220V，47--63 HZ

功耗（不含硬盘）

≤35W

工作温度

-10℃--＋55℃

工作湿度

10％--90％

机箱

2U 19英寸机箱

尺寸

445mm（宽）×470mm（深）×90mm（高）

重量（不含硬盘）

≤8Kg

七、工程的培训及售后服务

1、培训目的

使操作人员能对整个系统全面了解，熟悉日常维护工作，有能力处理一般性问题，并消除系统因使用或操作不当而引起的故障，减少突发故障的发生。

2、培训内容及售后

培训内容可分为面向操作人员和面向管理人员两类。

前者注重实际操作，后者偏重系统整体结构、功能和管理等。

●面向操作人员的培训内容主要包括：

✧各子系统的理论基础原理结构；

✧主要设备、器件的作用安装位置；

✧维护规程及简单故障判定排除。

✧竣工图的查阅和修改。

●面向管理人员的培训内容主要包括：

✧系统总体结构及各子系统相互间的关系；

✧系统重要参数的设定和修改；

✧竣工图的查阅；

1）、培训过程的组织管理

✧制定各子系统的培训内容和计划；

✧对培训内容和计划进行审查、确认；

✧根据业主的要求，在实施过程中进行必要的调整。

2）、工程售后服务方案

作为工程承包单位，我公司将严格遵循标书及合同的规定，向建设单位提供系统最终验收合格之日起一年的保修期内的责任和义务。

在保修期之后，考虑到设备维护的连续性，建议建设单位与我公司签订维护合同，以确保该系统的正常运行所必须的技术支持和管理支持。

保修期内或保修期后的服务项目将包括：

●服务响应

服务响应时间为4小时，

我公司提供热线服务，在接到报修电话后2小时内到现场提供服务，一般线路故障在4小时内排除。

●保修期限

系统保修期为一年；

●定期维护保养

我公司将根据系统特点及经验提出建议与业主协商，对部份关键设备进行定期上门维护保养。

●现场排除故障或技术指导

应建设单位要求，我公司负责派遣专业工程技术人员及时前往现场解决用户的各种问题。

保修期结束后，实行终身维修服务，设备如有损坏，将收取更换的零配件成本和少量的人工费。

如果系统操作人员有所变动，我公司负责进行培训。

我公司将优先保证用户的备件供应，并可负责为用户安装更换。

3）、紧急异常情况的及时处理

经验表明，任何实际的系统，在运行过程都难免出现某些紧急异常情况，我公司具有处理这类突发事件的能力，建立紧急异常情况的处理保障体系。

●在工程项目保修期负责条款以及保修期后的维护合同中对这类紧急异常情况的处置作出明确规定。

●建立并保存完整的系统文档

我公司在系统调试交接时，将提供完整的完工图纸，软、硬件文档，操作、维护手册，设备清单等，并帮助业主建立系统的运行、管理和维护文档，以便在发生故障时能及时提供资料，迅速找到并排除故障，将损失减至最小。