智能安防技术方案Word下载.docx
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该产品集图像采集、图像压缩、图像解压、图像监控与控制、图像点播、系统管理于一体，如果某部件（硬件或软件）发生故障，那么整个系统都功亏一篑，无论PC机还是工控机，都比较容易死机，不易于7×
24小时不间断使用；
Windows操作系统作为一个普通个人用操作系统，现在面临着系统极其不稳定，安全漏洞太多，容易被黑客利用等问题。
另外这种方式存在功耗大、环境适应能力、联网能力差等缺点，其特点是以DVR（DigitalVideoRecorder）为中心。
第三代基于嵌入式的网络视频监控系统（MCU为中心）
第三代视频监控领域，集中了多媒体技术、数字图像处理及远程网络传输等最新技术，它是大型的,分散的地理区域监控系统的最佳选择，它正以无可比拟的绝对优势取代着前两代监控系统。
第三代视频监控技术不仅仅在可解决图像传输、远程控制、现场信号采集等监控功能，还可提供高质量的监控图像和便捷的监控方式。
它一般基于TCP/IP架构，符合通信网的发展趋势。
嵌入式系统所有硬件软件全都采用专业设计、具备专业的制造工艺。
在编解码方面，采用专用的高速DSP处理芯片，系统软件采用稳定性最高的实时专用操作系统，因此具有功能最强大、可靠性最高、功耗小、环境适应能力强、软件的扩展升级方便等优点，具有非常广泛而灵活的应用。
其特点是以MCU（MultipointControlUnit）为中心。
2.2科达智能网络视频监控技术的特点
智能视频监控技术为当前最新的监控技术，它基于TCP/IP通信网，集中了多媒体技术、数字图像处理及远程网络传输等最新技术，可以提供清晰流畅的视频监控图像效果。
相对传统的模拟监控和DVR方式的监控，网络视频监控具备无可比拟的优势，主要体现在以下几个方面：
1、网络化监控：
通过IP网络真正做到任何时间、从任何地点、对任何现场进行实时监控；
可充分利于IP网络的优势，实现大规模、大范围、全方位监控；
2、网络化存储：
系统可以实现本地、远程的录像存储及录像查询和回放；
3、高可靠性、安全性：
系统采用的视频编码器、网络摄像机、视频解码器、监控平台均嵌入式系统设计，具备极高的稳定性、可靠性，无需专人管理，利用构建无人值守的监控系统；
3、优异的图像质量：
系统采用先进的MPEG-4/H.264等视频编码算法，可实现清晰流畅的图像效果，实时性好；
4、操作管理简单：
系统具备良好的用户界面，采用C/S或B/S架构，操作使用非常简单；
5、业务功能强大：
系统为用户提供了灵活的监控画面选择,电子地图使用，对云台、变焦的行控制，预置位和镜头的轮巡，以及实现图像抓拍、录像和录像回放、报警和报警联动功能；
6、系统信息安全性高：
充分利用防火墙/VPN、加密、权限管理、安全认证、实时时钟等技术，保证监控系统和录像资料不被越权使用和破坏；
7、有效利用带宽：
监控视频流可随时调整，具备带宽自适应能力，可充分利用通信网络，根据网络带宽视频流可自动调节，系统可以在现有的任何网络中完成各种监控功能；
8、设备的分级、分组管理：
强大的分级、分组功能可将摄像机、视频编码器、报警设备等前端设备根据监控地点和管理需要编成不同区域和工作组，区域可以分级（分层）。
每个工作组可分配数个前端设备，同一个前端设备可同时分配在不同的工作组中；
9、用户的分级、分组管理：
根据管理需要可将用户划分成不同级别，最上层是超级管理员。
不同级别的管理员被赋予不同的权限。
管理员可以创建用户，分配初始密码，也可以将用户划分为用户组进行管理。
系统将控制权限分为多个等级，可根据需要灵活地分配给相应的用户和用户组；
10、可扩展性：
增加网络摄像机、视频编码器和分监控中心非常简单，能够持续平滑升级和扩展，降低对系统的整体投资成本，和其他管理控制兼容。
三、项目概况与需求分析
3.1项目概况
立足于实际情况，满足学校未来5-8年的应用，满足本部、南北校区及其它重要场所的互联互通。
系统结构为模拟摄像机信号加数字接入方式的模数型监控系统。
传输基于IP网络，每路图像显示和存储均采用CIF格式，存储保存7天，前端布设监控点数量及分布详见附表。
最终达到多路音视频实现网络传输，系统采用经济实用的技术和设备，系统的建设、升级和维护费用合理，不盲目投入、实用、高性价比。
监控系统稳定可靠，设计先进，操作灵活，扩展灵活等理念，建设的原则是，统一规划、统一设计、统一实施。
3.2需求分析
在校中心设立一个监控中心，校本部的监控中心设置监控电视墙和大屏幕。
前端视频信号采用IP方式传送至监控中心。
通过IP网络方式实现对所有监控点位的实时监看、实时控制和存储资料的调阅。
1、建设一套覆盖整个校园140个监控点的网络视频监控系统，对其进行全天候实时监控；
2、系统建成后应能够实现清晰流畅的监控图像，能够方便地调用监控图像；
3、能够实现对所有监控点实现7天录像存储，能够方便地察看和播放；
4、系统提供良好的操作管理界面，能够方便地管理和操作；
5、系统能够实现多用户登陆操作，学校领导和操作员可同时浏览监控图像；
6、系统应能够长期稳定可靠地运行，故障率低、安装维护方便；
7、系统设备应具备良好的性价比；
针对以上需求，结合科达公司网络监控系统产品特色，我们设计了网络视频监控系统解决方案。
3.3系统功能要求满足
司拟建设一套覆盖140个监控点的视频监控系统，我们经过现场勘查和深入分析，得出具体需求如下：
1.支持多种录像方式和画面分割模式。
2.经过授权的用户可以通过计算机网络实现视频的查看和控制。
3.具有断电自动连接功能，具有调节码流功能，具有多播功能。
4.具有室外恶劣环境运行的能力。
5.具有远程控制云台转动和焦距调整功能。
6.具有支持主流视频文件格式。
7.具有计划视频录制管理。
8.可以进行数字化录像和回放，实现海量存储。
9.具有安全性和教学性监控。
四、系统解决方案设计
4.1系统设计依据
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
4.2系统设计原则
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。
闭路电视监控大大减少劳动强度，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。
4.3系统结构设计
网络视频监控系统的逻辑结构通常可分为前端接入、媒体交换以及用户访问三个层次，具体由中心业务平台、网络录像单元、编码单元、解码单元和客户端单元等设备组成。
如下图所示：
媒体交换层
媒体交换层由中心业务平台和网络录像单元组成，主要负责视音频的传送、存储以及系统管理。
中心业务平台是整个系统的核心，逻辑上需要实现用户接入认证、系统设备管理、业务功能控制以及媒体分发转发等功能。
网络录像单元用于实现网络媒体数据的数字化录像、存储、检索、回放以及管理。
前端接入层
前端接入层主要由编码单元、视频采集单元、报警单元等组成。
编码单元主要实现视音频信号、报警信号的采集编码、网络传输以及辅助设备（如云台、矩阵等）的控制。
编码单元通过LAN、WAN等IP网络接入中心业务平台；
视频采集单元一般指监控摄像机，实现监控图像采集输入到编码单元；
报警单元主要是报警信号发生设备，通常有烟感、温感、红外、门磁等设备。
本次项目编码单元采用科达公司KDM系列网络视频编码器。
KDM系列网络视频编码器可实现监控点信号的输入、编码与传输。
KDM系列网络视频编码器具有1-4路视频输入接口和双向语音接口，可提供CIF～D1格式视频监控图像。
KDM系列网络视频编码器提供告警电平输入输出接口，可接入温感、烟感、门磁、红外等报警设备。
用户访问层
用户访问层由客户端单元和解码单元组成。
客户端单元是远程图像集中监控和维护管理的应用平台，主要实现图像浏览、录像回放、辅助设备控制、码流分发控制等业务功能。
解码单元主要负责在客户端单元的控制与管理下，实现视音频信号的电视墙解码输出。
科达提供监控客户端软件和网络视频解码器KDM2561等产品构成用户访问层。
本次项目，可使用电脑通过客户端软件对监控图像进行浏览、操作、管理。
KDM2800平台支持多客户端接入，公司领导、操作员均可通过客户端软件浏览监控图像。
系统可为用户分配不同控制权限。
4.4监控中心平台设计
监控中心平台是整个系统的核心，逻辑上需要实现用户接入认证、系统设备管理、业务功能控制以及媒体分发转发等功能。
监控中心平台通常由以下功能模块构成：
AAA：
用户认证/授权/记帐服务器
CMU：
中心管理单元
VTDU：
视频转分发单元
CMU为中心管理模块，是中心服务平台的核心单元，可实现前端、客户端的接入、信令转发处理、系统及其信息管理，提供对CMU的用户个性化数据、联动告警、操作日志等数据存储功能；
VTDU为视频转分发单元，可实现音视频请求、接收、转发、分发，支持多级级联，并可实现分布式部署；
AAA服务器为用户认证/授权/记帐服务器。
监控中心平台一般有两种架构：
工业级嵌入式架构和软件+服务器架构。
工业级嵌入式架构由嵌入式硬件和嵌入式操作系统（如VxWorks、嵌入式Linux）构成，采用专用的数字处理芯片和图像处理技术，设备结构紧凑、稳定可靠。
嵌入式平台适合于行业用户，可为用户提供稳定可靠的监控系统；
软件+服务器架构由视频监控平台软件+通用操作系统+通用服务器构成，系统能力受限于服务器的硬件环境和软件环境。
对于本次项目，建议采用嵌入式硬件平台来构建。
平台要求稳定可靠，能够提供全方位的视频监控功能，具备良好的应用扩展功能，支持平滑升级和扩容，满足不断升级的需要。
4.5监控前端设计
监控前端主要由视频采集单元、编码单元、报警单元以及配套的辅助材料等组成。
主要实现前端信息采集、编码和传输，通常由摄像机、编码器、报警设备、声音设备。
视频采集单元通常指监控摄像机。
监控摄像机按类型可分为球机、枪机、一体机、特殊摄像机等，按应用场合可分为室内型和室外型。
摄像机的选择主要根据监控现场的环境和实际应用需求，对于前端室外的安装环境将充分考虑到防雷防水的措施。
同时结合现场对没有路灯照明的地方将充分考虑辅助光源、红外灯等配套设备。
编码单元指视频编码器，主要完成视频、音频、告警等信号的采集编码并提供传输的一体化前端设备。
编码器有嵌入式和工控式两种架构，嵌入式编码器以其紧凑的结构、稳定的性能、高效的图像编码得以广泛应用。
对于编码器主要有以下重要参数：
⏹视频编码协议：
MPEG-4或H.264
⏹图像分辨率：
CIF、2CIF、D1
⏹图像帧率：
1～25帧/s
⏹视频接口：
至少具备1路BNC视频出入接口
⏹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
⏹支持IP组播
报警单元指报警发生设备，一般有烟感、温感、红外、紧急按钮等。
报警设备通常提供开关量报警输出或电平报警输出，可与前端编码器报警接口相连。
当报警信号发生时能够把报警信号送到编码器，可实现本地报警联动或系统报警联动。
具体应用根据监控现场实际需要选择。
外围配套设施设备：
前端监控点除编码单元、视频采集单元、报警单元外，还有一些其他外围配套设施设备：
1、立杆设计：
为保证前端道路监控点监视视角宽广，监控范围大，摄像机可安装在原有建筑物或杆件上（可借用现有的灯杆、电信杆）,如无法借用，应特制立杆，立杆的设计除了美观、实用并考虑节约成本外，最重要的是要保证其安全性，能够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。
为达到上述安全和使用要求，立杆下端管径应为φ220±
10mm，上端管径应在φ120±
5mm，材质为热镀锌钢管，壁厚≥6mm，高度不低于5000mm，连接处应为无缝焊接。
悬臂长应≥3000mm，特定地点悬臂长度根据现场实际情况设计。
立杆的设计还要考虑其防水性能，尤其要注意悬臂与球机连接件的密封和防水设计。
立杆基础若为圆形，直径不小于1000mm，若为方体，则不小于800mm*800mm*1000mm，基础深度不小于1500mm，结构为钢混；
每个监控点立杆情况见附件1。
2、防雷设计：
户外设备应重点考虑防雷措施，特别是摄像机应加装视频、数据及电源防雷设备，并对系统进行接地保护，从而保证系统的安全运行。
立杆底部要有良好的防雷接地线，地线的母线应采用铜质线，接地线不得形成封闭回路，不得与强电的电网零线短接或混接，接地电阻≤4欧姆；
3、取电说明：
考虑到前端摄像机离系统中心距离较长，铺设强电电缆不仅费用较大，而且安全性较差，也不利于以后系统的维护。
因此，本方案将前端摄像机及其它前端设备的电源设计成就近取电方式。
取电后通过变压器或开关电源对就地取的电源稳压和滤波，以保证前端设备输入电源的稳定性；
4、控制箱设计：
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，该机箱带有自动温控开关，可以根据温度自动开关加热器或风扇。
保证系统的全天候运行。
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。
温控箱的内部空间应是所有箱内设备体积的2倍以上，以保证箱内设备的散热和空气流通；
箱内还应设计风扇和加热器，在冬天和夏天分别开启加热器或风扇；
采用底部进线，机箱和立杆统一接地；
5、补光设计：
由于部分监控点晚上灯光较暗或根本没有灯光，因此不可能获得基本的图像效果，只有通过加装补光系统才能实现对现场的监控，补光系统一般采用冷光源。
对于本次项目，建议选择室外高速球机作为图像采集设备，球机要求支持彩转黑，能够实现日夜监控；
选择带硬盘接口的嵌入式编码器，实现图像编码的同时可实现本地录像存储；
在监控现场配置扬声器，实现监控中心对现场的喊话；
设备安装则就近选择路灯杆、电线杆，对于无此条件的现场，可安装立杆。
4.6图像编码方式
我们将视频和音频模拟信号进行采样并分别进行模—数转换，将这些视频、音频信号转化成为数字化的信息流。
但这些数据流是不能直接进行传送和存储。
因为未经压缩的图形、视频和音频数据需要非常大的存储容量才能存储。
例如；
用PAL制式采集的视频信号在一般清晰度时要求25帧/秒、352×
288像素/帧，彩色图象每像素占用空间24bit，则该数据流速度为352×
288×
25×
24=60825kbit/s。
显然这样庞大的数据流对大多数传输线路来说是无法承受的，而且也是难以存储的。
所以要进行远程监控，大量的视频数据就需要通过网络进行传输，必须进行压缩。
目前常用的视频编码技术为：
A）MPEG-2（DVD标准）压缩技术：
制定于1994年，设计目标是高级工业标准的图象质量以及更高的传输率，主要针对高清晰度电视（HDTV）的需要，传输速率在3-10Mbits/sec间，与MPEG-1兼容，适用于1.5～60Mbps甚至更高的编码范围。
分辩率为720×
480×
30（NTSC制）或720×
576×
25（PAL制）。
影视图像的质量是广播级的质量,声音也是接近于CD-DA的质量。
MPEG-2是家用视频制式（VHS）录像带分辩率的两倍。
MPEG-2的音频编码可提供左右中及两个环绕声道,以及一个加重低音声道，和多达7个伴音声道（DVD可有8种语言配音的原因）。
由于MPEG-2在设计时的巧妙处理，使得大多数MPEG-2解码器也可播放MPEG-1格式的数据，如VCD。
除了做为DVD的指定标准外，MPEG-2还可用于为广播，有线电视网，电缆网络以及多级多点的直播（DirectBroadcastSatellite）提供广播级的数字视频。
MPEG-2的另一特点是，其可提供一个较广的范围改变压缩比，以适应不同画面质量，存储容量，以及带宽的要求。
对于最终用户来说，由于现存电视机分辨率限制，MPEG-2所带来的高清晰度画面质量（如DVD画面）在电视上效果并不明显，到是其音频特性（如加重低音，多伴音声道等）更引人注目。
MPEG-2的画质质量最好，但同时占用带宽也非常大，在4M~15M之间，不太适于远程传输。
C）MPEG-4压缩技术：
如果说，MPEG-1“文件小，但质量差”；
而MPEG-2则“质量好，但更占空间”的话，那么MPEG－4则很好的结合了前两者的优点。
它于1998年10月定案，在1999年1月成为一个国际性标准，随后为扩展用途又进行了第二版的开发，于1999年底结束。
MPEG－4是超低码率运动图像和语言的压缩标准，它不仅是针对一定比特率下的视频、音频编码，更加注重多媒体系统的交互性和灵活性。
MPEG-4利用很窄的带宽，通过帧重建技术，压缩和传输数据，以求以最少的数据获得最佳的图象质量。
与MPEG-2相比，MPEG-4为多媒体数据压缩提供了一个更为广阔的平台。
它更多定义的是一种格式、一种架构，而不是具体的算法。
它可以将各种各样的多媒体技术充分用进来，包括压缩本身的一些工具、算法，也包括图像合成、语音合成等技术。
MPEG-4的特点是其更适于交互AV服务以及远程监控。
MPEG-4是第一个使你由被动变为主动（不再只是观看，允许你加入其中，即有交互性）的动态图象标准；
它的另一个特点是其综合性；
从根源上说，MPEG-4试图将自然物体与人造物体相溶合（视觉效果意义上的）。
MPEG-4的设计目标还有更广的适应性和可扩展性。
MPEG4标准的占用带宽可调，占用带宽与图像的清晰度成正比。
以目前的技术，一般占用带宽大致在几百K左右。
从视频压缩编码技术来看，新一代的基于对象的编码标准MPEG-4目前是实现对视频图像编解码、压缩、传输等过程最适宜的编解码技术。
D）H.264压缩
升级会员 