社区监控系统方案.doc
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一、社区监控系统简介
1.1系统概述
随着我国经济实力的发展,城市区域不断扩大,人口增多,流动加快,各种不安全因素随之增多.由于经济发展的不平衡性,两极分化在我国国内也是越来越严重,社会存在着许多不安全因素.
虽然现在很多社区都安装了安全防范报警系统,但是存在以下问题:
随着越来越多的监控摄像头的安装,越来越多的视频图像从未被监视,形成一个不可调和的矛盾.可以归纳如下:
众多的摄像头,少量的监视屏幕,寥寥无几的监控人员.以人为监控目标的视频监控不能适应实际需求.大量视频图像处理（监控,存储,查找）存在许多困难,费时费力.现有视频的97%以上从未被注视过.被用来预警防范的视频图像在全球微乎其微.所以以家庭为单位建立自己的安全系统就十分的必要.
网络视频监控系统,通过运营平台的建设,在现场安装网络视频服务器,摄像机,安防报警,等设备,利用先进的视频压缩技术和网络传输技术,实现一点对多点,多点对多点,多点对一点的实时监控.可以有效的防范偷盗等犯罪活动.
1.2系统组成
网络视频监控系统由:
分布式网络视频监控管理中心,网络视频监控系统平台软件,DDNS动态网络域名解析系统,网络传输部分,网络视频服务器,前端网络摄像机,报警输入输出设备等组成.
系统的核心设备为网络视频服务器,负责现场视频,报警,环境等信息的采集,处理,存储,传输,现场控制指令的输出等.
分布式的网络视频监控管理中心,使系统可以容纳千万计的网络用户,同时也减轻了网络信息流量的负担.
1.3设计原则
1）标准化
本系统采用的产品均遵循标准网络协议和传输要求.
2）可扩展性
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容纳性以便系统扩充之用.
3）实用性和简易性原则
从用户角度出发,特别注重系统的实用,方便和直观,强调系统的综合能力和总体性能.
4）易用性
平台软件使用界面良好,用户安装相应软件后就可进行实现监控,完全智能控制,不用单独设置.系统可以很方便进行在线升级,保证用户投资.
5）分布式结构—系统更加安全
由于每一个设备均以分散的方式安装于远端的摄橡机端.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.
1.4设计依据
系统设计遵循国际和国家有关规程,规范:
《城市监控报警联网系统通用技术要求》GAT669-2006
《视频监控系统工程规范》GB50198-94
《视频安防监控系统技术要求》GA/T367-2001
《入侵报警系统技术要求》（GA/T368-2001）
《民用闭路监控电视系统工程技术规范》GB50198
《彩色电视图像质量主观评价方法》GB7401-87
《安全防范系统验收规则》GA308-2001
《智能建筑设计标准》（GB/T50314-2000）
《建筑与建筑群综合布线系统工程设计规范》GB/T50311-2000
1.5系统要求
根据社区的特点,及整个系统的实际情况.我们对整个系统进行了详细的分析,总结出了监控管理系统应具有如下的功能要求:
系统技术水平先进,运用现代监控技术.
系统扩展性:
具有可升级性和可扩容性.
系统的结构:
支持C/S和B/S结构.
系统的管理和维护
系统具有可设置性,管理人员可根据需要对系统进行设置.
操作事件管理:
对所有操作建立事件管理,便于追踪管理.
系统的通信性能:
1）可实现24小时不间断监视；音视频动态码流；系统支持多种协议（TCP/IP,ARP,ICMP,FTP,DHCP,HTTP,PPPoE,DNS,组播）；支持动态IP地址；多用户,多级密码管理功能.
布防撤防
前端和后台均可进行布防/撤防的操作,前端设备提供遥控器和键盘的布防/撤防操作,后台监控中心也可对前端探测器进行布防/撤防设置.
报警处理
设置告警自动弹出通道,弹出电子地图,弹出信息提示.
告警管理:
告警设置启用后,当有告警发生时,视频服务器会根据设定的动作进行告警处理比如联动抓拍jpg图片,联动探头输出,并把该报警发送到客户端,然后客户端在根据本地的设置进行处理.告警信息包括服务器名称,IP,报警类型,时间等信息将保存到日志文件中,以便于以后的查询.如果告警时客户端没有连接视频服务器,可通过设置使得当发生告警时触发客户端自动登录服务器并打开图像.
弹出报警视频组;联动前端/后台声光告警输出.
客户端可配置并存入日志文件中;监控中心可远程触发或解除前端告警
弹出报警视频组;联动前端/后台声光告警输出.
客户端可配置并存入日志文件中;监控中心可远程触发或解除前端告警
配置后自动视频丢失告警
弹出报警视频组;联动前端/后台声光告警输出.
客户端可配置并存入日志文件中;监控中心可远程触发或解除前端告警
配置后自动视频遮挡告警
弹出报警视频组;联动前端/后台声光告警输出.
客户端可配置并存入日志文件中;监控中心可远程触发或解除前端告警
配置后自动探头输出
联动前端/后台声光告警输出.
客户端可配置并存入日志文件中;监控中心可远程触发或解除前端探头输出.
配置后自动也可手动输出
图像设置
图像设置是服务器至关重要的一个设置,因为它能影响这个系统的性能,直接关系到视频质量,影响网络性能等,所以在服务器的图像设置重力求做到简单但又能够很灵活的适应各种系统各种网络.
在一般的系统中提供了码流和帧率可设,但仅仅用预先设好的几个值很难适应不同的网络,所以我们将一些高级设置也提供出来供用户设置,以使系统在保证视频质量的同时是网络利用率达到最佳.
图像质量
它是编码器用来控制图像质量的重要参数
清晰度
它是用来控制图像清晰度的一个设置项,共分为四级,1为最低,4为最高,定质量时图像清晰度越高码率越高,反之越低.定码率时图像清晰度越高码率比较小时效果比较差,码率比较大时图像质量越好.
视频分组,调阅
1）视频分组设置
2）视频分组调阅
3）视频分组循环切换
图片抓拍
1）手动抓拍
2）报警自动抓拍
3）抓拍图片浏览
视频录像存储:
本系统应具备前/后端存储功能;存储的分辨率,视频码率,帧率和音频码率可调,如有告警时实时存储,无告警时低帧率存储.
1）定时录像
3）告警录像
4）录像状态检测
5）视频资料查询
OSD/MASK设置
1）显示信息设置:
该设置主要完成字符叠加和图形叠加的功能,包括了叠加日期,叠加时间,叠加通道描述,显示字体.日期,时间显示在预览画左上角.
2）遮挡区域设置:
该设置主要完成在指定区域设置遮挡块的功能,用鼠标左键点击"遮挡区域设置",系统将会弹出如下设置框,然后您用鼠标左键即可在图像的任意位置拖动画出您想遮挡的区域,最后点"应用"即可在监控图像中设置上遮挡块.如果想取消遮挡设置,用鼠标左键点击"遮挡区域设置"弹出设置框后,直接点应用即可.
二系统结构设计
2.1总体结构
2.2前端监控点
前端监控点是要进行实时现场监控的地方,可以在社区道路,各个出入口等公共场所,也可以在需要重点安全保护的地方进行监控。
根据场所的不同会布置不同数量的监控点,监控点的设备也可能会不一样,但是其原理皆相同,前端视频编码器现场的视频信号和报警信号,进行本地数字化处理后传送给监控中心的服务器.视频编码器提供IP网络接口输出,它可通过专线,光纤,ADSL等多种方式宽带线路将信号发送给位于监控中心的服务器.
现场监视系统由现场监视设备,视频编码设备,报警设备,环境采集设备,网络设备等部分组成.主要包括网络视频服务器,摄像机/球机,云台,等采集设备.
现场监视设备采集的视频信号通过视频线直接接入视频编码器（嵌入式网络视频服务器）,视频编码器进行数字化编码压缩后接入专网,使数据可以上传至通讯网络,供各级监控中心远程调用.
现场监视设备完成视频信息,环境变量信息与报警信息的采集,编码,压缩和传输功能,同时现场监视设备也能够接收各级视频监视系统下发的控制命令,做出正确的响应.
2.3监控中心
在监控中心设置监控服务器（监控服务器的功能见第四章）,负责整个系统的用户和权限管理,数据分发,集中存储,资料查询,安全管理等.
2.4网络传输
三系统应用
社区安防监控
在人们希望有一个安定的生活环境的同时,犯罪分子也在处处危害社会公共安全,严重扰乱人们安定的生活.综合监控系统也同时对居民社区的安全情况进行监控,特别是对于绝大部分小社区非封闭,各种人员都可自由流动的情况,尤其需要公安等安全部门实时掌握各社区的情况,严防犯罪分子危害人们.综合监控系统在社区各主要出入口或容易发生事故的地方安装摄像头,把监控实时图像传到公安或保安中心,安全部门人员在监控中心可以随时监控各监控点情况,这样可以在事故发生时安全部门可以及时发现情况并及时抓捕犯罪分子;同时各监控点图像可录制在服务器中供将来回放,公安部门可以详细地查看犯罪过程,最重要的是可以从录像中辨认犯罪分子的相貌,给逮捕工作带来极大的便利,有效缩短侦察的时间,提高破案效率.
实际上,在综合监控平台上,不仅公安或保安中心人员可以看到监控图像,只要为社区保安室安装宽带网络并开通设置权限,社区保安也可以监控本社区的情况.
四系统功能设计
根据宽带IP网络系统对视频监控业务方面的要求,NXSight监控系统使用分布式网络视频接入,集中视频转发,集中视频存储,集中权限控制与多级组织结构,高度集成能力.分布式网络视频接入,监控前端就近将监控视频接入到整个监控系统网络,而不是都连接到监控中心.集中视频转发,所有的用户都是向服务器请求视频,由服务器将视频分发给每个用户,多个用户请求同一个前端的视频时,服务器只向前端请求一份视频数据,然后服务器将视频分发给请求的每个用户.集中视频存储,平台服务器可以专门架设一台存储服务器系统+存储设备（磁盘阵列）集中控制监控前端的存储,统一规划和调配资源.集中权限控制与多级组织结构,平台服务器系统集中控制用户访问权限,适应系统应用行业的分级组织结构,根据不同业务部门进行权限控制和分级管理,与原有信息管理系统相结合.高度集成能力,支持多家NVS,DVR前端,支持门禁,消防,报警,环境,动力等多种设备接入组网.
平台服务器软件支撑平台采用目前最成熟稳定的LAMP构架:
Linux操作系统,ApacheWEB服务器,MySQL数据库,PHP网页编程语言.LAMP架构的稳定性已经经过全球市场的充分验证,并且这些系统均是开源系统,是未来软件发展方向,也是国家重点支持的发展模式.
NXSight监控系统采用分层结构和功能模块组件模式;可以根据项目的要求为客户提供最合适的系统规模,可以快速的结合行业客户业务需求定制扩展系统功能.是IT软件开发先进技术和传统安防管理软件的有机结合.
4.1基本组件:
4.1.1网络视频编码器（NVE）
网络视频编码器（NetworkVideoEncoder）完成前端模拟摄像机视音频信号的MPEG-4/H.264压缩和网络传输工作,需要有IP地址（可为静态或动态IP地址,为管理方便最好为静态IP地址）,能够按照指定分辨率和/或指定带宽对图像进行MPEG-4/H.264压缩.网络传输支持单播/组播,可只输出单播视频流或组播视频流,也可同时输出单播和组播视频流,极大地方便了系统设计.
监控服务器通过NVE的管理通道（简称M通道）与NVE交互,完成分辨率指定,视频输出带宽指定,单播输出指定,组播输出指定,打开/关闭视频流等管理和设置工作.
4.1.2监控服务器（MS）
监控服务器（MonitoringServer）主要完成对下属多个NVE的管理工作和视频转发（把来自NVE或MS的视频流转发给MS或用户机）工作,通过M通道与NVE交互进行管理.
用户登录时（使用浏览器）,首先访问监控服务器,监控服务器对用户进行认证,可通知NVE发送单播/或组播视频流到用户,用户从监控服务器下载客户端控件（很小,第一次使用时下载）,可直接接受NVE的视频流进行监控.
用户机也可接收监控服务器的视频流,监控服务器支持单播/组播,可只输出单播视频流或组播视频流,也可同时输出单播和组播视频流,极大地方便了系统设计.
监控服务器可多级配置,从而实现多级远程监控体系.在多级远程监控体系中,监控服务器还有一项重要工作就是进行带宽管理,详见后续说明.
4.1.3总控工作站（CS）
总控工作站（CS,ControlStation）主要向管理员提供对管辖区域内设备的管理,状态的监视以及告警的管理.CS的各种数据均是从MS获取,MS主要负责数据收集,存储,转发,CS负责数据的处理和可视化显示.
CS可以同屏16路监控前端任意采集工作站的任何多路的视音频,通过授权可以控制前端云台和镜头;NVE/DVR发生的报警会实时传送到相应的总控工作站,总控工作站会以声光和短信的方式通知管理人员;总控工作站还可以和多个前端交互点进行音视频交互,领导可以向前端工作人员下达命令.
4.2系统特色
4.1.1核心技术
MPEG-4多媒体应用标准
MPEG-4标准是目前最新的视频格式标准之一.完整的MPEG-4标准是一个多媒体通信的框架和规范协议,其中的视频编码算法的设计思想是在基于视频内容编码等技术的基础上,提供极低带宽和可变输出码率（10Kbit/s到1Mbit/s）的条件下提供尽可能好的图象质量.
多点通信
通过实现组播技术增强了传统IP网上的多点通信模式,为三网融合提供了通信基础,并且研究了可靠组播技术（ReliableMulticast）和分层组播技术,在三网融合的基础上实现传统业务和新兴业务在统一应用平台上的综合.
实时传输和QoS技术
研究和实现了RTP/RTSP（实时传输协议）,实现了多媒体信息在IP网络中的实时通信,为实时交互提供了通信基础;利用时间戳等技术研究和实现了减小多媒体信息传输延迟抖动和丢失的质量保证方法;研究和实现通信量整形和排队技术,提供对网络传输质量的保证手段.
异构网络通信平台
实现自适应编码技术,实现在多种网络条件下的自适应编码和传输,提供异构网络进行通信的手段.
嵌入式系统
芯片技术,DSP技术,RTOS的发展使得传统需要一台计算机实现的功能在一块嵌入式板子上就可满足.嵌入式监控前端以最小化设计实现监控所需功能,刨除了不必要的硬件设计,使得系统的成本大大降低,系统的稳定性和可维护性大大提升.
4.1.2系统特点
系统的稳定性
前端网络视频编码器和网络硬盘录像机采用嵌入式技术开发,采用高速嵌入式处理器和嵌入式实时操作系统,使该系统比其他产品具有更好的稳定性,可靠性和易维护性.产品平均无故障时间达到100000小时.
视频服务器软件支撑平台采用目前最成熟稳定的LAMP构架:
Linux操作系统,ApacheWEB服务器,MySQL数据库,PHP网页编程语言.LAMP架构的稳定性已经经过全球市场的充分验证,并且这些系统均是开源系统,是未来软件发展方向,也是国家重点支持的发展模式.
视频服务器和海量存储硬件平台采购国际领先的专业服务器硬件生产商的成熟产品.
分布式网络视频接入
监控前端就近将监控视频接入到整个监控系统网络,而不是都连接到监控中心;对各种网络的前端访问采用了"双通道分离（控制通道和数据通道）,控制通道主动注册,数据通道按需发送"的专用技术,使得每个独立系统中只需要视频服务器有一个固定IP地址即可接入任意网络连接形式的前端设备.
集中视频转发
所有的用户都是向服务器请求视频,由服务器将视频分发给每个用户,多个用户请求同一个前端的视频时,服务器只向前端请求一份视频数据,然后服务器将视频分发给请求的每个用户,实现前端窄带网络视频传输;
系统内视频数据存储
视频数据可分布式存储在前端硬盘录像机,平台NRU或客户端CU机器上;实现重要数据平台服务器集中存储和两端辅助存储,做到统一规划和资源调配;可以灵活设置各种集中存储策略设置,包括实时,定时和报警集中存储策略.
不管视频数据物理存储于中心还是前端,系统内所有的视频文件在中心管理服务器CMS的数据库里均有描述信息;
用户回放资料只需登陆CMS,提交查询条件,在查询结果中选择需要查看的历史资料就可进行流方式点播,不用关心历史数据文件物理存放位置;
所有报警数据均存于CMS中心数据库;
所有用户数据和日志等数据存于CMS;
集中权限控制与多级组织结构
支持基于角色存取模型的权限管理,可以在不同的组织下配关联角色,并对角色的监控管理权限和界面访问权限进行灵活的授权,再将人员与单个或多个角色加以设置,因此权限管理非常方便,可以满足不同行业应用复杂的需求,由于系统中的所有操作都要由权限管理中心许可,因此任何用户的权限改变能够即时反映到任何一个用户对任何系统的操作.
采用多级交叉的权限控制机制,用户权限分255级,每个用户对于每个监控工作站具备的权限可以独立设置.避免了传统权限管理方式造成的一级权限可访问多个子系统的情况,保证监控信息安全;
合理的权限冲突检测机制,用户仅可进行有权限系统操作,避免恶意删除和修改监控信息,最大程度保障系统信息的安全.高级别的用户可以抢夺低级别的用户的控制权,确保控制唯一性;
系统可以按区域,部门多种分配权限控制和分级方式,对同一组的用户支持统一配置和单独设置能力;
多级组织结构,上级可以对下级授予管理员权限,该管理员可以管理本级的组织和用户;
服务器集中控制和管理,对用户设置了权限后,不分访问方式和地理位置,用户登录服务器所能操作的权限都是一致;
高度集成能力
顺从《中国电信网络视频监控业务技术规范V2.0》
提供平台接口,供前端厂家接入,和国内主流前端设备厂商合作,现已将海康,大华,图敏等厂家设备接入平台;并且接入国外SonyIPCamera.
整个系统平台提供系统级,业务级和数据级的接口
通过提供数据库访问中间件和访问接口,其它业务系统可以和服务器系统进行数据共享和交换;
提供对整个系统访问的客户端功能的访问控件,系统所有外部服务的OPC访问接口;
提供了通过网络接口协议访问的更深层次开发,支持多个系统之间的互联;
已经和多个GIS系统,楼控系统,门禁系统,消防系统,MIS和OA系统进行了系统集成;
平台性能
单VTDU（Xeon3.0G,1GRAM）支持400路视频流（512KbpsCIF）并发转发;
单NRU（Xeon3.0G,1GRAM）支持300路视频流（512KbpsCIF）并发存储;
CMS可管理64个VTDU和NRU,可管理1024台PU,8192路监控信号;支持100000个CU;支持1000个并发用户.
4.3网络视频编码器（NVE）
4.3.1简介
网络视频编码器（NetworkVideoEncoder）是采用通信,计算机,互联网技术和标准,基于最先进的MPEG-4视频压缩技术开发的最新一代嵌入式网络视频编码器.它主要完成模拟视音频信号的数字化,数字化后的视音频信号采用MPEG4视频压缩算法和G.729音频压缩算法进行压缩编码,然后通过IP网将编码后的音视频数据以IP包的形式传送给监控服务器或远端用户,实现视音频信号的网络传输,网络监控和网络存储,同时可以支持远程的云镜控制和远程报警管理.
北京讯飞NVE采用高速嵌入式处理器和嵌入式实时操作系统,使该系统比其它产品具有更好的稳定性,可靠性和易维护性,可以有效防止病毒.
该设备无须铺设专用的视频和控制电缆,就可以与不同类型的以太网设备无缝连接,系统采用标准的互联网TCP/IP协议,不仅能在本地局域网传送实时图像,还可以在网络带宽受限的ISDN,PSTN,xDSL路由器,局域网,广域网,INTERNET和无线网络上方便地实现视频音频的同步传播.采用IGMP组播协议支持多个客户端连接,不占用额外的网络带宽.图像质量和网络带宽动态可调,占用网络带宽20K~2Mbps.
本产品是基于开放标准设计的,系统提供了开发接口,设备可持续升级,同时系统可以对不同规模应用实现平滑扩容,可以为投资者提供长期的投资保障.
4.3.2功能
音视频全实时同步:
每台NVE支持1路全实时（延迟不超过0.5秒）同步视音频采集,压缩,存储,网络传输;每路25帧/秒,标准分辨率352×288,最大分辨率720*576.
节省存储空间:
采用业内顶尖压缩技术MPEG-4算法,压缩比高达1:
500,每路每小时只需60～180M硬盘空间（包括视音频）,网络传输所需带宽10K～2M可调.
云镜控制:
支持镜头的光圈,变焦,聚焦三可变控制;支持云台的全方位控制.
网络发送:
支持多用户网络监控,支持组播输出.
远程报警及联动控制:
可提供报警输入接口,当发生报警时,可联动多个设备协同工作.当监视点发生报警时,系统自动启动各种对应的联动设备,并将视频切换到相应的摄像机,开启灯光,自动录像.监控中心可弹出报警信息,并有声音报警和短消息提示.
安全管理:
重要操作均需权限密码验证,防止无关人员观看,删除,修改图像资料;未经授权的人无法远程访问.
智能应用:
图像有动态检测功能;压缩比,画质,码流可调整;
4.3.3技术参数
型号
NVS-6A00MC/D/H系列
NVS-6B00HC/D/H系列
视频压缩标准
MEPG4
H.264
视频分辨率
FULL-D1（PAL:
720*576,NTSC:
720*480）,CIF（PAL:
352*288,NTSC:
352*240）,
QCIF（PAL:
176*144,NTSC:
176*120）,HALF-D1（PAL:
720*288,NTSC:
720*240）
FULL-D1（PAL:
704*576,NTSC:
704*480）,CIF（PAL:
352*288,NTSC:
352*240）,
QCIF（PAL:
176*144,NTSC:
176*120）,HALF-D1（PAL:
704*288,NTSC:
704*240）
视频输入
1~4路（NTSC,PAL制式）
BNC（电平:
1.0Vp-p,阻抗:
75Ω）
1~4路（NTSC,PAL制式）
BNC（电平:
1.0Vp-p,阻抗:
75Ω）
视频帧率
PAL:
25帧/秒,NTSC:
30帧/秒
码流类型
可选择视频流或复合流,自定义
视频压缩码率
16K～4M,无限制.也可以自定义.（单位:
bps）
音频输入
1~4路BNC（线性输入,阻抗:
600Ω）
1~4路BNC（线性输入,阻抗:
600Ω）
音频输出
耳机插孔/BNC接口
音频压缩标准
ADPCM
G.711
音频压缩码率
8Kbps
16Kbps
语音对讲输入
麦克风插孔
存储接口
支持USB,SD卡
通讯接口
1个RJ4510M/100M自适应以太网口,1个RS232口,1个RS485口
报警输入:
2路开关量触发报警输入
报警输出:
2路
电源:
DC12V
功耗:
小于3W
4.4监控服务器（MS）
4.4.1简介
经过多级远程监控系统的设计和实施实践,我们认识到NVE对于构建局域网范围的远程监控系统是足够的;但是对于构建多级的远程监控体系,仅靠NVE难于灵活地搭建整个体系,我们设计开发了"监控服务器（MS,MonitoringServer）".
4.4.2功能概述
用户管理
MS提供了用户帐号的开户,修改,删除,密码修改等维护操作;对于每个用户可以指定他有权进行操作（包括浏览/控制/管理）的监控点集合.对于用户,他只需要登陆MS即可以对给予他授权的所有设备进行操作.
对于多级远程监控体系,下级MS信任建立信任关系的上级MS的用户,像对待自身用户一样,按照事先设置的权限,为上级MS的用户提供服务.
权限控制
传统监控系统采用的是单一化权限控制，系统采用了更合理权限冲突检测机制:
高优先权
升级会员 