网络数字监控系统设计与实施文档格式.docx

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2.1视频监控系统的组成及原理...........................................7

2.1.1系统组成及结构........................................................7

2.1.2摄像部分....................................................................7

2.1.3传输部分....................................................................10

2.1.4显示与记录部分.......................................................10

2.1.5控制部分....................................................................12

2.2数字视频监控系统...........................................................12

2.2.1数字视频监控系统的优越性.....................................12

2.2.2数字视频监控系统关键技术研究.............................13

2.2.3数字视频监控系统的研究.........................................14

2.2.4几种典型的数字视频监控系统的研究………….…16

第三章物理楼数字视频监控系统的设计…………………..19

3.l数字监控系统设计难点.....................................................19

3.2设计目标、原则………………………………………….20

3.2.1设计目标……………………………………………..20

3.2.2设计原则……………………………………………..20

3.2.3设计步骤……………………………………………..20

3.2.4设备选择……………………………………………20

3.3系统设计…………………………………………...……20

3.3.1物理楼监控工程现场情况勘察及布线分析报告....21

3.3.2工程总述、设计思想和依据………………………22

3.3.3系统架构……………………………………………22

3.3.4硬件设备……………………………………………23

3.3.5系统软件功能………………………………………26

第四章数字视频监控系统的施工、调试与运行………….28

4.1施工设计………………………………………………...28

4.1.1实施计划......................................................................28

4.1.2施工人…………………………………………….….28

4.2系统工程调试………………………………………...…28

4.2.1一般规定……………………………….…………….28

4.2.2系统调试……………………………………………..29

4.3基本操作步骤…………………………………………...29

4.4系统运行………………………………………………...30

第五章结束语……………………………………………….

参考文献……………………………………………….……

第一章绪论

1.1视频监控系统简介

经济的飞速发展促使人们不断的提高安防意识，特别是恐怖事件的发生也要求着人们对安全环境的建设提出了更高的要求。

安全防范技术简称“安防”是指以维护社会公共安全和预防、制止重大治安事故为目的，综合运用安全防范产品和其它产品组成的电子系统或网络。

安全防范具广泛的社会性，涉及到全社会的各个领域和部门。

所以提高全社会各行业、各种场所的安全防范自动化水平具有深远的意义，加强安防措施势在必行，尤其提高技防手段、实现安全防范自动化是现代社会的需求。

作为安全防范系统的组成部分，视频监控是一种防范能力较强的综合技术，因其直观、方便、信息内容丰富而被广泛应用。

视频安防监控系统是利用视频探测技术、监视设防区域并实时显示、记录现场图像的电子系统或网络。

它分为模拟视频监控和数字视频监控。

模拟视频监控系统是除显示设备外的视频设备之间以端对端模拟视频信号传输方式的监控系统;

数字视频监控系统是除显示设备外的视频设备之间以数字视频信号方式进行传输的监控系统。

由于使用数字网络传输，所以又称网络视频监控系统。

技术的进步也促使着视频监控的发展，随着Intemet的发展，视频监控也从模拟视频监控向数字视频监控发展。

这是因为在有的行业或领域需要大范围的进行监控，而传统的监控技术不能满足其需求。

同时由于网络的大范围普及，远程监控通过互联网则能实现。

现在的互联网在要求高的地方则实现了光缆的连接，则其传输图像的速率和质量将是优于普通的视频线的。

再者，凡是有网络的地方就能构建数字视频监控系统。

由于省去了传统的布线和线路维护费用，使得数字视频监控系统的安装成本大大降低。

对于使用者来说，数字视频监控还不受时间、地点限制，即插即用，方便快捷。

因此，研究数字视频监控系统将有着非常重要的意义。

1.2视频监控系统的发展历程

视频监控系统，以往也被称作闭路电视监控系统。

顾名思义，它是与闭路有线电视技术密切相关的。

因此，早期的视频监控技术可以说是闭路有线电视的微缩版。

随着计算机网络技术、数字电视技术和通信技术的融合，数字视频监控技术无论从技术的先进性、可靠性、实用性和简便性上都大大超过以往的监控系统。

视频监控系统的发展经历了三个不同阶段:

模拟视频监控、多媒体微机平台（嵌入式系统）的数字视频监控、基于嵌入式网络视频服务器技术的数字化视频监控。

1.2.1传统监控系统

传统监控系统一般由四部分组成：

摄像、控制、传输、显示与记录。

摄像部分包括摄像机或摄像头、防护罩、安装支架和云台等。

它负责摄取现场景物并将其转换为电信号。

传统监控系统的控制部分主要包括输入、输出信号的切换和报警处理等。

它的作用是负责对突发事件的报警并启动监控系统（或24小时监控），对视频信号进行分配和切换，以及进行多画面分割等处理。

传输部分包括视频放大器和传输电缆等。

它的作用是负责将视频信号进行放大并经视频电缆安全地传输到控制中心，然后通过解调、放大处理后，将电信号转换为图像信号，最后送到监视器上显示出来或同时把信息记录下来。

显示部分通常采用多画面、大屏幕投影或电视墙显示方式。

记录设备通常采用的是时滞录像机，以便进行24小时或36小时或72小时的连续报警录像。

传统监视系统虽然仍在广泛使用，但是它有许多缺陷，已不能满足应用的需求。

首先，它采用的记录设备是录像机，无法进行长时间、无间断地连续记录，最多几天就要换录像带。

如果在换录像带时发生突发事件，则系统无法记录。

录像带体积大，且不宜长期保存。

如果时间过长，录像带宜发霉和粘连，导致无法重放。

录像检索困难，速度慢。

进行异地检索时只能把录像带拿过去，无法借助网络快速传输。

传统监视系统占地面积大，一般需要专用的监控室，且价格昂贵，动辄几十万、上百万。

传统监视系统操作复杂需要专门培训的人员才会操作，且只能在监控室中进行控制，无法实施远程监控。

虽然它也可以通过微波、卫星或加长传输电缆等方式来扩大传输范围，但它使用的仍然是电视技术，无法根除传统技术固有的缺陷。

1.2.2数字监控系统

随着计算机技术的飞速发展，计算机的处理能力越来越强，应用越来越广泛。

多媒体技术是计算机技术的一个重要分支，它使计算机可以非常方便地处理语音、图像、动画、视频等多媒体信息。

把计算机多媒体技术引入到应用广泛的监控系统，不仅可以降低成本，而且可以增强监控系统的安全性，使监控系统使用更加方便，功能更加丰富。

在上世纪末，出现了使用多媒体计算机作为主控设备的数字监控系统。

数字监控系统的摄像部分采用数字摄像头，摄取的信号采用工业控制机进行信号处理，最后用显示器进行显示，用大容量硬盘来记录信息。

数字监控系统采用数字技术不仅可以完全实现并增强原有的功能，而且增加了一些传统的CCTV电视监控系统所无法实现的新功能。

它一经出现，便以其优异的性能展现出了强大的生命力。

总的来说，数字监控系统与传统的CCTV电视监控系统相比具有如下

优点：

1.处理速度快、画质好：

系统采用高精度、高分辨率的音视频捕获/采集卡，使压缩后所产生的录像文件可以高质量地回放，不会出现停顿、延迟现象。

2.操作简单：

使用友好的人机交互界面，只需操作鼠标就能轻松实现各种操作。

3.存储方便：

压缩后所产生的文件可以保存在硬盘或光盘中，通过计算机网络还可以把资料存储在网络上的计算机中。

4.节约成本：

最简单的系统仅需在监控中心办公室放置一台监控电脑主机既可。

无需专门的监控室，一般办公室就可使用。

5.检索速度快：

系统由于采用计算机文件格式存储，因此可以快捷地查询任何摄像头在任何时间段内产生的文件。

通过计算机网络还可以方便地进行远程播放、检索。

6.传输方便：

信号可以借助已有的计算机网络，快捷、方便地在LAN/Intranet/Internet上远距离传输。

7.控制方式多样化：

不仅可以在监控主机上进行集中控制，还可以通过计算机网络远程控制摄像机的状态和监控效果。

综上所述，数字监控系统充分发挥了计算机多媒体技术、网络技术、人工智能技术、控制技术等的优势，它与传统监控系统相比有不可比拟的优点。

1.2.3基于微机平台的数字视频监控

DVR即是DigitalVidcoRecorder，数字视频录像机或数字硬盘录像机，我们习惯上称为硬盘录像机.采用pVR的视频监控系统是近几年迅速发展的第二代监控系统，采用微机和Windows平台，在计算机中安装视频压缩卡和相应的DVR软件，不同型号视频卡可连接112/4等路视频，支持实时视频和音频，是第一代模拟监控系统升级实现数字化的可选方案，实现远程视频传输（超过1-2公里）的系统。

采用DVR的视频监控系统特点为:

A.视频、音频信号的采集、存储主要为数字形式，质量较高

B.系统功能较为强大、完善

C.与信息系统可以交换数据

D.应用的灵活性较好

采用DVR的视频监控系统从监控点到监控中心为模拟方式传输，与第一代系统相似存在许多缺陷，要实现远距离视频传输需铺设（租用）光缆、在光缆两端安装视频光端机设备，系统建设成本高，不易维护、且维护费用较大。

随着信息处理技术的不断发展，嵌入式DVR系统近几年异军突起，由于其可靠性高、使用安装方便在银行系统应用特别广泛，我们通常称嵌入式DVR为2.5代监控系统。

1.2.4基于视频服务器的网络化数字视频监控系统

网络数字视频监控就是将传统的模拟视频信号转换为数字信号，通过计算机网络

来传输，通过智能化的计算机软件来处理。

系统将传统的视频、音频及控制信号数字化，以lP包的形式在网络上传输，实现了视频/音频的数字化、系统的网络化、应用的多媒体化以及管理的智能化。

实现网络数字视频监控的设备就是视频服务器。

视频服务器对音视频数据进行编码处理并完成网络传输，从而实现远程监控的功能。

具有独立完成网络传输功能，不需要另外设置计算机，故其能实现简单的IP方式组网，是传统的模拟监控所无法实现的。

每部网络视频服务器具有网段内唯一lP地址，通过网络连接方便方便对该设备（IP地址）进行控制管理，也即通过IP地址识别、管理、控制该网络视频服务器所连接的视频源，故其组网只是简单的IP网络连接，新增一个设备只需要增加一个lP地址，极大的方便了原由模拟系统的网络升级改造和其他网络需求情况。

（1）将多通道、网络传输、录像与播放等功能简单集成网络，这点对目前的H264

网络型硬盘录像机而言也很容易实现，但是两种产品的基本功能不同也导致了其应用场合不同，目前对于模拟阶段及第一代的网络性能不好的设备而言，网络视频服务器可以提供较低成本的解决方案。

（2）网络视频服务器通过网络技术，可以在实现只要能上网的地方就可以浏览

画面，采用配套的解码器则可以不需要计算机设备直接传输到电视墙等方式浏览，极大的节约了远程监控的成本。

（3）网络视频服务器的多协议支持，与计算机设备进行完美的结合，形成更大

的系统集成网络，完成数字化进程。

1.2.5全数字化网络视频监控系统

随着电子技术功能的不断强大和集成水平不断提高，以及网络的普及和网络技术

的不断发展，出现了应用网络技术开发的远程监控系统。

这种系统采用的网络监控产品包括:

网络摄像机、网络高速球、网络视频接入器等，它们的输出即为全数字信号并可直接上网传输与控制。

它采用嵌入式结构，现场无需Pc机支持;

可全天24小时运行、稳定可靠;

内置M厄七服务器，使网上授权监控者均可对其进行访问;

可充分利用网络资源和功能，实现互联互通，构建大系统方便，并可实现远程监控等。

1.3视频监控的应用及发展趋势

随着视频监控技术在各行业的应用不断深入，视频监控系统已广泛应用于房地

产、连锁系统、医疗行业、金融行业、环境监测、电力、民航、奥运及一些需要进行图像远程监控、传输、存储和管理的行业。

但是随着社会的发展视频监控也已经广泛应用于建立平安城市、平安校园和构建和谐社会中。

在“平安城市”工程、技术和成本的改善以及奥运会、世博会等的推动下，视频监控市场快速发展，传统的模拟监控逐步萎缩，而数字监控逐步成为主流，网络监控稳步增长。

预测系统未来5~10年的技术发展趋势包括:

网络化监控、视频分析、大容量存储、红外低照度成像技术、百万像素、全景监控、家庭远程监控和统一的网络摄像机编解码技术。

（1）网络化监控

网络化监控相对模拟监控系统而言，可以称之为数字化监控，一个纯粹的网络化

监控系统应该由网络摄像机（支持PoE供电）、局域网（或互联网）、网络硬盘录像机、视频管理软件、大容量存储设备、服务器、数字化大屏幕和虚拟矩阵控制主机组成。

（2）视频分析

传统的监控系统采用人工的监视和回放，起到的作用主要是事后防范，毕竟人的

眼睛能够同时处理的图像信息太少，监视器和摄像机太多，一般情况下出现了问题，由保安人员按照事件发生的时间一个一个的调阅录像资料，发现相关的图像资料后再进行处理，起不到事先预警和及时处理的作用。

故视频分析软件系统就是这种实现预警的系统。

（3）大容量存储

随着监控系统规模的不断扩大，摄像机的数量越来越多，出现了上百个、上千个

甚至上万个摄像机，模拟摄像机的分辨率也从380线升级到540线甚至更多，网络摄像机的分辨率从100万像素发展到300万像素，硬盘录像机的分辨率从CIF升级到Dl分辨率，录像的时间也从从前的7天升级到90天甚至更多，而这些所有的因素都需要大容量存储设备。

（4）红外低照度成像技术

在光线照度有保障的区域，比如24小时开照明灯的办公室、工厂可以实现24小时不间断的监控和录像，但如果是户外环境或者低照度环境一般只能够做到12个小时的监控和录像，这样的监控系统的效率可以被认为是50%，而且很多警情就出现在这些没能够实现监控和录像的时间段，怎么有效的解决这个问题呢?

两种方法:

采用低照度的摄像机和采用带红外灯的摄像机。

（5）百万像素

采用传统的模拟摄像机一般能够达到的分辨率最高到540线（或者再高一些），如果换算成像素值，大约在50万像素左右，所以不论硬盘录像机本身的参数有多高，能够实现的监控效果大约就是50万像素，而且目前硬盘录像机录像和实现的最高效果是Dl，分辨率为704x576，计算成像素约为40万像素，而数码相机的像素动则5、6百万像素，甚至千万像素，故监控系统在像素方面的发展余地很大，要实现高清监控，一定需要百万像素级的摄像机。

（6）全景监控

在一只摄像机采用一个摄像头的情况下，监控到的图像是有一定视角范围限制

的，广角摄像机能够达到的最大监控视角约为130度，无法实现180度的监控，更不用说实现360度的监控。

在有些情况下，需要摄像机能够监控到连续范围内环境的情况（比如工厂的生产线、大型的停车场、边防站），这种应用就需要全景监控，需要采用全景摄像机，全景摄像机有多种实现方法，其中一种方法是采用鱼眼镜头，另外一种方法就是一台摄像机内置2~3个摄像头实现全景监控。

（7）家庭远程监控

监控系统从工业及商业级应用扩大到民用是一个自然的过渡，随着人们生活质量

的不断提高和宽带技术的发展也使得家庭远程监控从技术上得以实现。

在世界范围内，应用最广的家庭系统就是家庭报警系统，而报警系统是一种静态的、基于信号的系统，是无法看到视频信号的，而将监控系统和报警系统进行组合和集成，为家庭业主提供一整套的安防系统，大大的提高了“家”的安全性，一旦发生警情，接警中心可以通过视频信号判断警情的类型，是否误报等等，提高了处理的效率，业主也可以随时随地通过网络或者手机进行远程监控，能够实现多种的应用。

家庭远程监控为家庭安防系统带来深远的影响，必将成为家庭安防系统不可或缺的一部分。

（8）统一的网络摄像机编解码技术

“一流的企业制定标准”是我们所熟知的一条道理，在模拟监控系统中，不管是

哪个厂家生产的摄像机，它的视频信号接口一定是标准的BNC接口，也就是说，构建一个监控系统，你可以选择任意品牌、任意厂家的任何一款摄像机，都可以通过标准的接口和线缆将图像传送至后端的监控中心，而后端的监控中心通过标准的BNC接口可将图像信号还原，但是这种统一的视频传输标准并不适用于网络摄像机.

1.4数字视频监控技术的特点

传统的模拟监控系统是在铜缆介质上传输基带视频信号，具有传输距离短、抗干

扰能力差、图像存储检索不方便等缺点。

随着视频压缩技术以及计算机网络技术的不断发展，特别是网络带宽的不断提高，使得数字视频监控系统应用的不断拓展变得顺理成章。

这主要是因为它具有以下特点:

1）数字视频监控系统将画面分割、多画面混合、远程访问、视频图像的记录全部集成在数字视频服务器中。

有了它，视频摄像机只需要直接连到数字视频服务器的接口即可，比模拟系统需要安装多个设备和通过电缆互连进行配置要容易许多。

2）数字视频监控系统提供远程访问能力，这意味着从世界上任何有通信线路的

地方，用户能够通过一个网络连接到他们的数字视频服务器，从而能在他们选择的Pc计算机上观看到所需的视频图像，连接的网络既可是局域网也可是广域网，也可以是一个通过电话线的拨号网络。

而模拟系统则是不可能远程观看到视频图像的。

3）数字视频监控系统的另一个优点是取消了视频录像带。

与记录在视频录像带

上不同，数字视频监控系统是将视频图像记录在视频服务器中的计算机硬磁盘上，其最大优点是既能够提高存储图像的清晰度，又能够快速检索到所存储的图像。

模拟录像带的分辨率通常为240线，最高也就300线，这与前端摄像机具有480线的图像分辨率显得不相称，致使从录像带放出图像往往不够清晰，影响到使用的效果。

相反，记录在硬盘上图像的分辨率能够达到近500线，图像的清晰度高。

为了看到感兴趣的视频图像，仅需键入需要的时间值和摄像机号，几秒钟后通过搜索硬盘即可将结果显现在计算机的显示器屏幕上，根据需要，可以打印它、在网上以E一mail发送，也可将其继续保存在硬盘，或者从硬盘中将其删除。

4）可靠性是选择数字视频监控系统而不选择模拟视频监控系统的另一个关键因

素。

采用数字视频监控系统，故障率大大降低。

而视频录像带则易遭破坏或磨损。

此外，数字视频监控系统的运行是完全自动的，不需要人为介入。

即使发生电源故障，数字视频监控系统具有的自举（re一boots）功能也可迅速恢复电源中断前系统正在进行的工作。

5）数字视频监控系统的潜在效益要比模拟视频监控系统大得多。

6）从战略上考虑，模拟视频监控装置发展到今天已近极限，技术发展空间受到较大的限制。

若要满足未来更高的要求和更多的挑战，必须另辟新径。

数字化设备由于具有失真小、精度高、传输特性好、抗干扰性能强等特点和易于大规模生产的优势，因此成为转型的必由之路和当然途径。

1.5本论文主要的研究内容及实现目标

视频监控系统在维护公共安全和社会稳定、保障人民群众生命财产安全、预防打

击各类违法犯罪行为，提高突发事件应急能力方面扮演着越来越重要的角色。

在基于MicrosoftWindows2000或XP环境下的一套数字监控系统，在完善和优化传统功能的前提下，重点有一些网络特性，实现自动监测，多路实时录像，报警录像，集中控制和远程控制，本地和远程查询、回放，并且在LAN（局域网）和Intranet（企业内部网）上实现多用户信息共享等功能。

我们所设计该系统的特点具体如下：

1）能适用于MicrosoftWindows2000或XP中文版。

2）采用工控机通过串口和解码器，实现对监控设备的集中控制以及系统故障报警的功能。

同时，采用硬件加密狗，有效地保护软件的知识产权。

3）实现多路控制的功能，一台工控计算机可以控制25路监控目标。

4）实现多路显示的功能，可以同时显示25路画面的监控信息，通过点击鼠标等简单操作，能实现单路或多路显示的切换。

5）实现视频移动检测联动录像的功能，当系统检测到每个检测