AXIS工厂网络视频监控系统方案Word格式文档下载.docx
《AXIS工厂网络视频监控系统方案Word格式文档下载.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《AXIS工厂网络视频监控系统方案Word格式文档下载.docx（31页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
《远动设备及系统接口（电气特性）》GB/T16435-1996
《民用建筑电气设计规范》JGJ/T16-1992
《电气装置安装工程施工及验收规范》GB50254-50259-1996
《安全防范工程程序与要求》GA/T75-1994
《安全防范系统通用图形符号》GA/T74-2000
《民用闭路监视电视系统工程技术规范》GB50198-1994
《软件工程软件生存周期过程用于项目管理的指南》GB/Z20156-2006
《信息技术软件工程术语》GB/T11457-2006
《防静电活动地板通用规范》SJ/T10796-2001
《建筑物防雷设计规范》GB50057-1994
《建筑物电子信息系统防雷技术规范》GB50343-2004
《电子计算机机房设计规范》GB50174-1993
《电气装置安装工程接地装置施工及验收规范》GB50169-2006
《计算机软件开发规范》国家标准GB5866-88
《计算机软件产品开发文件编制指南》国家标准GB8567-88
《计算机软件需求说明书编制指南》国家标准GB9385-88
《计算机软件测试文件编制规范》国家标准GB9386-88
《计算机软件质量保证计划规范》国家标准GB/T12504-90
《计算机软件配置管理计划规范》国家标准GB/T12502-90
1.3设计原则
本着实用、先进、可靠的原则，工厂网络视频监控监控中心、对视频信息统一建设、管理前提下，遵循以下原则：
、技术的先进性
整个系统选型、软硬件设备的配置均要符合高新技术的潮流，关键的视频数字化，压缩、解压、码流、传输均采用国内外工程建设中被广泛采用的技术与产品。
在满足功能的前提下，系统设计具有先进性，并且在今后一段时间内保持一定的先进性。
、架构合理性
采用先进成熟的技术来架构各个子系统组成稳定可靠大系统，使其能安全平稳地运行，有效地消除各子系统可能产生的瓶颈，选用合适的设备来保证各子系统具有良好的扩展性。
只有稳定可靠的系统才能确保各设备的正常运行，只有良好的数据共享，实时的故障修复，实时备份等才能形成完整的管理体系。
、统一的技术标准
整个系统要采用统一的技术标准。
统一技术标准的好处是可以很好的实现视频资源的共享，避免重复建设多套监控系统，降低建设成本。
而且，对于系统日后的扩容、升级都会带来很大的方便。
、经济性
在满足系统功能及性能要求的前提下，尽量降低系统建设成本。
采用经济实用的技术和设备，综合考虑系统的建设、升级和维护费用，不盲目投入。
建设采用先重点、后一般，分期投入、分期建设。
、实用性
在设备选型时，采取实用的原则，不追求高端设备的堆砌，而是本着实用的原则进行了科学的配置建议，以求达到最大的技术性价。
、规范性
控制协议、编解码协议、接口协议、视频文件格式、传输协议等应符合《图像信息管理系统技术规范》和本行业对图像的管理规范。
、可维护性
所设计的系统和采用的产品应该是简单、实用、易操作、易维护。
系统的易操作和易维护是保证非计算机专业人员使用好本系统的条件。
并且，系统应具备自检、故障诊断及故障弱化功能，在出现故障时，应能得到及时、快速的维护。
、可管理性
前端现场设备，各分系统集中于中心统一控制，实施对所有远端设备的控制、设置，以保证系统的高效、有序、可靠的发挥其管理职能。
、安全性
对系统采取必要的安全保护措施，防止病毒感染、黑客攻击，防雷击、过载、断电和人为破坏，具有高度的安全和保密性。
（10）开放性
视频监控系统设备以国产名牌为主，采用性价比高、技术成熟、性能稳定可靠的设备；
且监控系统平台应能兼容至少多家国内外主流厂家产品；
2、需求分析
本系统将工厂内的监控站点视频信号统一传送到监控中心的大楼，进行管理、储存、显示。
主要监视区域为楼道、楼梯口、电梯、花圃、大厅、厂区的公共区域、厂区重要的区域（如工厂内的生产线、生成仓库、运输通道等区域）、厂区的出入口等相关的目标监控区域。
在监控中心安置监控系统显示部分，通过显示监控系统，使值班人员可以随时观察到主要通道、重点保护的场所的安全状况。
它对于本方案中远程观摩、进出管理系统来说都是不可或缺的。
归纳一下，其主要用途包括：
Ø
预防犯罪，确保安全；
提高服务的水平；
提高管理效率、节省人力；
作业监督、远程协助；
记录数据管理；
收集动态、活动信息等等。
视频监控管理系统工程是一种点式视频管理系统，起到对工厂内视频信号进行远程管理、监督、防盗特定用途。
如何有效、科学、快捷地实现对工厂内的视频监控管理已是一项刻不容缓的工作。
作为工厂监控系统工程安全系数及稳定性能要求很高，必须确保系统高性能、高稳定，系统必须满足以下功能条件：
系统符合安全技术防范标准；
产品符合安全技术防范行业国家标准；
能清晰显示调用前端检测监控对象；
结合现代科技与社会发展，从性价比考虑量身定做系统实用要求；
建立一个完善的视频管理平台，对站点视频信号进行统一管理；
能实现定时录像、循环录像（自动/手动控制）等实用功能；
传输介质符合行业标准，从经济、性能方面加于考虑选择传输介质。
4、系统总体设计
4.1设计思路
1、根据要求，实现“大容量、多画面处理、实时录像和回放、联网远程监控”的目标。
2、本次设计系统便于以后用户的安装、操作和今后的维护便利；
3、系统设计考虑了各种兼容要求和扩容要求：
包括现有数字设备的接入、控制及监控点后期扩容、系统规模扩容、临时授权用户远程监控等各种可能扩容方式下对现有网络的兼容和便利性，设计的系统能够满足兼容和平滑扩展的要求。
4、系统设计对网络传输路由具有良好的适应性，可以在局域网、广域网、城域网、无线网络等各种方式下运行。
根据网络资源的情况，在不同的网络带宽下可以灵活设置编码格式，获得不同的图像质量。
5、本次设计的系统是标准和开发的，系统软件全部采用通用的主流标准；
如系统采用标准的TCP/IP协议、接口标准通用等；
适合网吧安保系统各个标准子系统的集成。
6、系统考虑了操作冗余、数据安全和远程鉴权等技术手段，保障系统安全运行和不受外部入侵，完善的身份认证能力，保证系统稳定运行。
7、在技术性价比上，方案采取实用的原则，不追求高端设备的堆砌，而是本着实用的原则进行了科学的配置建议，以求达到最大的技术性价比。
网络视频监控系统的建设关键在于视频编码器的硬件选型和数字化管理平台软件的选型。
在本项目中，我们采用CSVision网络视频管理平台软件及AXIS的网络监控硬件设备。
网络摄像机采用嵌入式实时多任务操作系统。
摄像机采集的视频信号在网络视频服务器数字化后由高效压缩芯片压缩，通过内部总线送到网络接口发送到网络上，网络上用户可以直接在PC机上通过CSVision监控客户端软件观看网络摄像机传送过来的摄像机所拍摄的图像，还可以控制摄像机镜头和云台的动作或对系统进行配置操作。
由于网络摄像机可以直接连入局域网，达到即插即用，省掉多种复杂的电缆，安装方便（仅需设置一个IP地址），用户也无需安装任何硬件设备，仅通过PC机用浏览器即可观看。
采用网络摄像机+视频管理平台的网络视频监控系统充分的体现了数字监控的特点，其优点主要包括：
布控区域广阔
网络摄像机直接连入网络，没有线缆长度和信号衰减的限制，同时网络是没有距离概念的，彻底抛弃了地域的概念，扩展布控区域；
系统具有几乎无限的无缝扩展能力；
所有设备都以IP地址进行标识，增加设备只是意味着IP地址的扩充；
前端一体化、视频数字化、监控网络化、系统集成化是视频监控系统公认的发展方向。
第四代以计算机技术及图像视频压缩、图像传输技术为核心的新型视频监控系统，解决了模拟系统的诸多弊端，是以信息技术为核心的电子技术发展的必然。
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。
CSVision网络监控系统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。
CSVision网络监控系统中提出并运用了先进的MAXROUTER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）。
多级组网
可按多级组网的方式，形成大规模的监控网络，高一级的监控中心能管理和监控低一级监控中心的运行。
组网经济，基于TCP/IP网络构建，利用宽带资源或客户原有资源，成本低。
平台统一升级，维护成本低。
先进的视频流调度管理
支持多种传输协议（ＴＣＰ、ＵＤＰ、ＲＴＰ）和多种传输方式（单播、广播、组播），支持多级转发模式。
系统扩容方便
用户可根据业务需要随时增加前端监控点的数量。
CSVision系统是一个开放的、通用的视音频处理平台，可制定相定的功能模块。
扩展性强
可与其它标准接口的设备配套使用。
系统接供OCX控件和DLL动态库，可与其它信息管理系统集成。
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B/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C/S结构。
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。
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。
CSVision视频监控系统在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，减少了主干网出现拥塞的可能性。
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。
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Microsoft公司的SQLServer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。
4.2总体设计拓扑图
4.2.1监控前端
前端采用AXISIP摄像机对图像进行直接采集并进行编码传输。
网络摄像机
网络摄像机一般由镜头、图像传感器、声音传感器、A/D转换器、图像、声音、控制器网络服务器、外部报警、控制接口等部分组成。
1、镜头
镜头作为网络摄像机的前端部件，有固定光圈、自动光圈、自动变焦、自动变倍等种类，与模拟摄像机相同。
2、图像传感器、声音传感器
图像传感器有CMOS和CCD两种模式。
CMOS既互补性金属氧化物半导体，CMOS主要是利用硅和锗这两种元素所做成的半导体，通过CMOS上带负电和带正电的晶体管来实现基本的功能的。
这两个互补效应所产生的电流即可被处理芯片记录和解读成影像。
CMOS针对CCD最主要的优势就是非常省电。
不像由二级管组成的CCD和CMOS电路几乎没有静态电量消耗。
这就使得CMOS的耗电量只有普通CCD的1/3左右，CMOS重要问题是在处理快速变换的影像时，由于电流变换过于频繁而过热。
暗电流抑制的好就问题不大，如果抑制的不好就十分容易出现杂点。
CCD图像传感器由在单晶硅基片上呈二维排列的光电二级管及其传输电路构成。
光电二极管把光转化成电荷，再经转化电路传送和输出。
通常，传送优良图像质量的设备都采用CCD图像传感器，而注重功耗和成本的产品则选择CMOS图像传感器。
但新的技术正在克服每种器体固有的弱点，同时保留了适合于特定用途的某些特性。
这一部分与模拟摄像机相同。
声音传感器即拾声器或叫麦克风，与传统的话筒原理一样。
3、A/D转换器
A/D转换器的功能是将图像和声音等模拟信号转换成数字信号。
基于CMOS模式的图像传感器模块有直接数字信号输出的接口，无须A/D转换器；
而基于CCD模式的图像传感器模块如有直接数字输出的接口，亦无须A/D转换器，但由于此模块主要针对模拟摄像机设计，只有模拟输出接口，故需要进行A/D转换。
4、图像、声音编码器
经A/D转换后的图像、声音数字信号，按一定的格式或标准进行编码压缩。
编码压缩的目的是为了便于实现音/视信号与多媒体信号的数字化；
便于在计算机系统、网络以及万维网上不失真地传输上述信号。
目前，图像编码压缩技术有两种：
一种是硬件编码压缩，即将编码压缩算法固化在芯片上；
另一种是基于DSP的软件编码压缩，即软件运行在DSP上进行图像的编码压缩。
同样，声音的压缩亦可采用硬件编码压缩和软件压缩，其编码标准有MP3等格式。
5、控制器
控制器是网络摄像机的心脏，它肩负着网络摄像机的管理和控制工作。
如果是硬件压缩编码，控制器是一个独立部件；
如果是软件编码压缩，控制器是运行编码压缩软件的DSP，即二者合而为一。
6、网络服务器
网络服务器提供网络摄像机的网络功能，它采用了RTP/RTCP、UDP、HTTP、TCP/IP等相关网络协议，允许用户从自己的PC机使用标准的浏览器根据网络摄像机的IP地址对网络摄像机进行访问，观看实时图像，及控制摄像机的镜头和云台。
7、外部报警、控制接口
网络摄像机为工程应用提供了实用的外部接口，如控制云台的485接口，用于报警信号输入输出的I/O口。
如红外探头发现有目标出现，发报警信号给网络摄像机，网络摄像机自动调整镜头方向并实时录像；
另一方面，当网络摄像机侦测到有移动目标出现时，亦可向外发出报警信号。
网络摄像机的基本原理是：
图像信号经过镜头输入及声音信号经过麦克风输入后，由图像传感器的声音传感器转化为电信号，A/D转换器将模拟电信号转换为数字电信号，再经过编码器按一定的编码标准进行编码压缩，再控制器的控制下，由网络服务器按一定的网络协议送上局域网或INTERNET，控制器还可以接收报警信号及向外发送报警信号，且按要求发出控制信号。
8、图像的编码标准
目前，网络摄像机的图像压缩编码标准主要有MPEG4、H.264、M-JPEG等。
MPEG4
所谓MPEG标准就是指由ISO的活动图像专家组制定的一系列关于音视频信号以及多媒体信号的压缩与解压缩技术的标准。
到目前为止，已经制定完成并批准执行的有：
1991年批准的MPEG1、MP3;
1994年批准的MPEG2;
1999年批准的MPEG4和MP4。
正在制定的标准有：
MPEG7和MEPG21.
H.264
H.264是ITU-T的VCEG和ISO/IEC的MPEG的联合视频组开发的一个新的数字视频编码标准，它既是ITU-T的H.264，又是ISO/IEC的MPEG4的第十部分。
在相同的重建图像质量下，H.264能够比H.263节约50％左右的码率，比目前根据MPEG4实现的视频格式在性能方面提高33％左右。
M-JPEG技术即运动静止图像压缩技术，它把运动的视频序列作为连续的静止图像来处理，这种压缩技术方式单独完整地压缩每一帧，在编辑过程中可随机存储每一帧，可进行精确到帧地编辑。
但M-JPEG只对帧内地空间冗余进行压缩，不对帧间的时间冗余进行压缩，故压缩效率不高。
3.3.2传输部分
本系统采用的是局域网传输
3.3.3监控中心
在总控中心安置2台服务器，安装视频监控系统服务器端软件，通过服务器端软件，有效地对系统内编码器或IPC进行视频管理与控制以及存储管理。
具体服务器的数量计算是依据以下因素：
每台录像管理服务器可以负责30左右的D1格式的录像存储。
总控中心硬件要求：
30点*2台服务器=60点（满足总共59各点的存储以及管理）
1.监控服务器
目前市场中主流服务器（市场价格为10000－12000元左右，双核，4G内存满足）。
用于安装CSVision视频监控系统服务器端软件。
2、客户端PC
网络内可设置多台视频浏览工作站，通过客户端软件可以对服务器下所有的图像：
实时浏览多画面图像，任意控制镜头的变倍及云台的运动方向，联动报警、用户权限配置等功能
客户端推荐配置
主板
Micro-StarInternationalMS-7512
（根据实际行情而定）
cpu
Intel（R）Coer（TM）2QuadCPUQ6600@2.40GHZ
（推荐使用4核CPU）
内存
DDR2800x2G
数量：
2
硬盘
ST31000333AS400G
显卡
NVIDIAGeForce9600GT（显存512M）
1
网卡
千兆网卡
3.3.4存储部分
IP－SAN存储（需要集中存储）
视频监控对存储需求有如下几个特点:
a.对存储的容量需求弹性比较大，存储容量的多少随着画面质量的提高、画面尺寸的增大、视频线路的增加都会成倍的增加容量需求。
b.对存储的性能要求较高，需要能够满足长时间的连续数据读写，数据流量大且并发访问请求数量多。
c.数据保存周期短，一般的监控场所数据保存一定时间（本方案中存储15天）以后便以删除或被覆盖。
那么根据现在主流的压缩方式来计算如下:
视频数据存储容量=（每点每秒数据流量/8）×
总点数×
3600秒×
24小×
30天
系统中采用D1分辨率（2M码流），每天存储空间为20G；
按系统规定存储15天D1的分辨率，59路*20G每天*15天=17700G=17.7T的存储空间。
4.4安全体系
系统的安全性主要分平台的安全性和设备管理安全性。
4.4.1平台用户认证体制
CSVision网络视频监控系统的整体架构通过多目录服务器来统一管理的用户和监控设备的权限管理。
系统的管理规则由用户自行定义，多目录服务器的管理模式可以保证系统内所有用户的权限管理统一，采用身份认证技术最常用的是使用者名称与密码或Key认证等方式。
用户认证流程如下：
系统拥有统一的用户权限管理，每一级机构的用户只要在自己所属的监控中心开设帐号、分配权限即可。
以此设立用户权限（可细分为图像浏览、控制、语音等权限）。
4.4.2监控设备管理安全
平台有统一的监控设备管理机制，所有前端监控的信息和权限由设备管理服务器管理，设备管理服务器的权限由目录服务器管理，形成一个统一管理机制。
所有的设备登陆必须经过用户认证才能够登陆。
设备管理流程如下图：
5、平台架
升级会员 