智能楼宇视频监控系统的研究.docx
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智能楼宇视频监控系统的研究
广东南方职业学院
毕业设计
题目名称智能楼宇视频监控系统的研究
系（部）
专业班级
学生姓名
指导教师
时间2015年11月至2016年6月
毕业论文（设计）任务书
系专业班级
学生姓名指导教师/职称
1．毕业论文（设计）题目：
智能楼宇视频监控系统的研究
2．毕业论文（设计）起止时间：
2015年11月3日～2016年6 月 5日
3．毕业论文（设计）所需资料（指导教师选定部分）
[1]郑李明．安全防范系统工程．北京：
高等教育出版社．2004年
[2]段德军．安全技术防范原理设备与工程系统．北京：
电子工业出版社．2001
[3J石萍萍，张野．智能建筑设备招标技术文件编制手册，北京：
中国电力出版社．2002年
[4]马少华．楼宇设备自动控制．北京：
中国水利水电出版社2004年
4．毕业论文（设计）应完成的主要内容
近些年来，随着经济的发展，人们生活质量的提高，一般的楼宇已经不能满足人们对人身财产安全的要求。
然而，智能楼宇安防监控系统的出现将从根本上改善这个问题。
因此，楼宇采用现代化安防技术是目前发展的必然趋势。
视频监控系统现多采用数字信号处理技术，根据监控点的不同选择不同的监控设备，并通过数字硬盘录像机（DVR）对监控区域进行录制。
智能楼宇安防监控技术的推广，对于改善人居环境，促进可持续发展也具有重要意义。
5．毕业论文（设计）的目标及具体要求
本次论文的设计任务是智能楼宇安防监控系统的设计，收集资料明确设计要求，并通过老师的指导和自己的学习，接下来对智能楼宇安防监控系统进行了分析，确定了系统的功能，划分了系统的模块。
该系统包括门禁系统、视频监控系统和可视对讲系统。
通过对各个系统的学习，已经初步掌握了门禁系统的选择及一些技术参数；明确了视频监控系统的监控要点；了解了可视对讲系统的控制原理。
同时对我国智能楼宇综合布线技术及布线标准有了一个新的认识。
任务书批准日期年月日系主任（签字）
任务书下达日期年月日指导教师（签字）
完成任务日期年月日学生（签名）
开题报告
一、选题的目的及意义
智能楼宇的视频监控，是指以建筑为平台，以集中监视、集中控制、集中管理为目的，将各种安防设备与系统通过组合或集成，构成一个综合性安防技术防范系统。
视频监控系统是安防系统的主要部分，也是智能化系统的重要组成部分。
目前，视频监控系统多采用模拟信号处理技术，随着计算机网络技术的数字化，技术的发展，基于多媒体的数字视频远程网络监控系统开始逐步成熟，并得到了一定的发展。
防盗报警系统是为了保证住户在住宅内的人身及财产安全，通过在住宅内安装各种探测器进行昼夜监控，当探测到警情时，监控计算机将准确显示警情发生地点，提示安保人员迅速确认警情。
门禁系统是智能楼宇出入管理的重要措施，它可以对进出人员进行分级别、分区域、分时段的管理，以确保内部安全。
门禁识别系统通常采用卡式识别系统，包括：
磁卡、IC卡、射频卡、智能卡、指纹识别等，随着现在各类通信技术的发展，门禁识别系统已经向红外面目标识别技术甚至更高的技术领域发展。
与传统楼宇安防监控系统相比，现代安防监控系统多应用传感器识别技术，PLC系统控制技术及先进的网络通信技术。
这种系统将更合理、更高效、更快捷的为人们提供舒适的工作和生活环境，为人们人身财产安全提供更好的保障。
推广智能楼宇技术，对于改善人居环境，促进可持续发展具有重要意义。
二、国内外的发展状况
目前，在我国房地产业不断发展的背景下，智能楼宇已迅速成长。
智能楼宇安防监控也被人们所了解。
智能楼宇视频监控在北京、上海、广州、深圳等一线城市高档住宅中也得到了应用，它已经成为高档物业的新标志。
经过多年来的探索、推进，我国智能楼宇视频监控方面也取得了较大的发展。
据美国一家权威机构的调查资料显示，在美国、英国、日本等发达国家，60%以上的商务楼宇已经与一些全球知名的楼宇接入服务商达成了协议，针对楼宇内企业的需求设定了一套统一的服务标准。
在社会主义迅速发展的今天，我国的智能楼宇的系统构成更注重于满足住户在安全性、舒适的环境、便利的社区服务和社区管理，具有增值效应的网络通信等方面的实现和个性化要求。
现在智能楼宇系统集成的发展主要分为两种趋势：
将安防系统、楼宇自控、消防系统的数据整合，交由统一平台进行管理；还有一种将楼宇自控、安防、消防、信息设备系统、信息化应用系统集成起来，形成IBMS系统，一个平台控制5个系统。
后者集成的系统较多，一般适用于银行、企业等特殊要求的建筑物中。
由于系统集成具有节能、高效的特点，逐渐成为大型公共建筑中不可或缺的一部分。
目前，全国70%大型公共建筑内部的系统实现了不同程度的集成，而且这个数字还在不断增加。
同时，随着我国城市化进程的逐步深入，越来越多的现代化生活住宅小区在城市和乡镇中出现。
并且随着我国经济的进一步发展和人们生活水平的提高，住宅小区的规模和档次也会进一步提高。
三、主要研究内容、设计思想及待解决的问题
主要研究内容：
1．了解目前智能楼宇安防监控系统的概念及基本组成。
2．明确智能楼宇安防监控系统的作用与分类，确定系统设计目标。
3．设计智能楼宇安防监控系统中门禁系统和视频监控系统。
4．明确各系统的组成与原理，给出系统结构图。
待解决问题：
1．整个系统必须满足与全市监控系统联网的需求。
2．在监控系统建设方案中，要充分考虑电视电话会议系统功能的同步实现，避免重复投资。
3．系统规划过程中，设备资源的配置要为将来的公安机关以外的社会视缬资源接入预留一定的余量。
4．图像存储采用分布武存储方式。
各级监控中心图像存储采用/tPEG4或H．264方式，图像质量能够满足4CIF-和lCIF共存的需求。
联网传输采用JP方式：
重要部位监控图像存储时间不少于30日，日常部位监控图像存储时间不少于20日。
四、设计的工作步骤、进度与时间安排
1、由指导教师布置题目，学生领会课题设计要求，并收集相关资料。
2、对系统需求进行分析。
确定系统功能，划分系统功能模块。
3、分析安防系统的监控要点。
4、走访市场了解当前常用的安防设备的使用情况。
5、完成各布防点的设计，做出各系统框图。
6、给出实施方案设备选型，完成系统配置。
7、进一步分析设计方案的可行性，完善系统设计。
毕业设计进度安排
2015年11月3日~2015年11月20日：
熟悉设计内容、要求、任务；收集与设计相关的论文、资料，方案论证与选择；
2015年11月21日~2015年12月20日：
对系统需求进行分析。
确定系统功能，划分系统功能模块；
2015年12月21日~2016年1月20日：
分析视频监控系统的监控要点；
2016年1月20日~2016年2月10日：
了解楼宇智能监控系统在市场上的应用情况
2016年2月10日~2016年3月15日：
撰写毕业设计说明书；
2016年3月16日~2016年4月15日：
编写论文解决问题
2016年4月16日~2016年6月20日：
论文修改与答辩。
五、参考文献
[1]郑李明．安全防范系统工程．北京：
高等教育出版社．2004年
[2]段德军．安全技术防范原理设备与工程系统．北京：
电子工业出版社．2001年
[3J石萍萍，张野．智能建筑设备招标技术文件编制手册，北京：
中国电力出版社．2002年
[4]马少华．楼宇设备自动控制．北京：
中国水利水电出版社2004年
[5]秦兆海．周鑫华。
智能楼宇技术设计与施工。
北京：
清华大学出版社．2003年
[6]梁景凯．机电一体化技术与系统．北京：
机械工业出版社。
[7]李林﹒智能化系统工程顾问指南﹒第一版﹒南京﹒东南大学出版社，2008﹒6
[8]郑宏﹒弱电系统集成﹒第一版﹒北京﹒科学出版社，2005
[9]刘晓胜﹒智能小区与通信技术﹒北京﹒电子工业出版社﹒2004﹒5
[10]成龙﹒智能小区及智能大楼的系统设计﹒北京﹒中国建筑工业出版社﹒2001
[11]陈一才﹒智能建筑电气设计手册﹒北京﹒中国建材工业出版社﹒1999
六、指导教师意见
七、系主任意见
毕业论文（设计）审阅与评审成绩
学生姓名
班级（专业）
系部
答辩时间
论文（设计）题目
指导教师评语及成绩
（建议：
从学生的学习态度、工作量、论文（设计）的实用性、规范性与综合运用知识能力等方面给出评价）
成绩：
指导教师签名：
年月日
系评审（答辩）小组意见
及成绩
成绩：
评审小组老师签名：
年月日
系答辩委员会审核意见
综合成绩：
主任（签名）：
年月日
毕业论文（设计）答辩记录及成绩评定
学生姓名
专业班级
毕业论文
（设计）题目
答辩时间
年月日～时
答辩地点
一、答辩小组组成
答辩小组组长：
成员：
二、答辩记录摘要
答辩小组提问（分条摘要列举）
学生回答情况评判
三、答辩小组对学生答辩成绩的评定（百分制）：
_______分
答辩小组组长（签名）：
秘书（签名）：
年月日
四、系答辩委员会主任（签名）：
系（部）（盖章）年月日
第一章绪论
视频监控系统是安全防范系统的组成部分，它是一种防范能力较强的综合系统。
视频监控以其直观、方便、信息内容丰富而广泛应用于许多场合。
近年来，随着计算机、网络以及图像处理、传输技术的飞速发展，视频监控制技术也有长足的发展。
1.1视频监控系统发展现状
在国内外市场上，主要推出的是数字控制的模拟视频监控和数字视频监控两类产品。
前者技术发展已经非常成熟、性能稳定，并在实际工程应用中得到广泛应用，特别是在大、中型视频监控工程中的应用尤为广泛；后者是新近崛起的以计算机技术及图像视频压缩为核心的新型视频监控系统，该系统解决了模拟系统部分弊端而迅速崛起，但仍需进一步完善和发展。
目前，视频监控系统正处在数控模拟系统与数字系统混合应用并将逐渐向数字系统过渡的阶段。
1.2视频监控系统的发展趋势
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，而数字化是网络化的前提，网络化又是系统集成化的基础，所以，视频监控发展的最大两个特点就是数字化和网络化。
1.2.1数字化
数字化是21世纪的特征，是以信息技术为核心的电子技术发展的必然，数字化是迈向成长的通行证，随着时代的发展，我们的生存环境将变得越来越数字化。
视频监控系统的数字化首先应该是系统中信息流（包括视频、音频、控制等）从模拟状态转为数字状态，这将彻底打破"经典闭路电视系统是以摄像机成像技术为中心"的结构，根本上改变视频监控系统从信息采集、数据处理、传输、系
统控制等的方式和结构形式。
信息流的数字化、编码压缩、开放式的协议，使视频监控系统与安防系统中其它各子系统间实现无缝连接，并在统一的操作平台上实现管理和控制，这也是系统集成化的含义。
1.2.2．网络化
视频监控系统的网络化将意味着系统的结构将由集总式向集散式系统过渡。
集散式系统采用多层分级的结构形式，具有微内核技术的实时多任务、多用户、分布式操作系统以实现抢先任务调度算法的快速响应。
组成集散式监控系统的硬件和软件采用标准化、模块化和系列化的设计，系统设备的配置具有通用性强、开放性好、系统组态灵活、控制功能完善、数据处理方便、人机界面友好以及系统安装、调试和维修简单化，系统运行互为热备份，容错可靠等优点。
系统的网络化在某种程度上打破了布控区域和设备扩展的地域和数量界限。
系统网络化将使整个网络系统硬件和软件资源的共享以及任务和负载的共享，这也是系统集成的一个重要概念。
第二章视频监控系统概述
随着人们生活水平的提高和居住环境的改善，人们对住宅小区和大厦安全性的要求也日益迫切。
安全性已成为现代建筑质量标准中非常重要的一个方面。
加强建筑安全防范措施的建设和管理，提高住宅安全防范功能，是当前城市建设和管理工作中的重要内容。
目前，居民生命安全和财产安全锁面临的最大威胁包括两方面:
一方面是由于人引起的破坏，如盗窃、抢劫、凶杀等；另一方面是自然灾害引起的破坏，如火灾、煤气泄漏等。
此外，大厦的运营和管理中安全保卫和意外事故的防范也是一项重要的工作。
因此，人们越来越迫切要求采用有效的措施，以满足日益增长的安全防范需求。
为了有效的保证人民的生命和财产的安全，在住宅小区和智能大厦中引入了智能化的系统进行安全防范管理。
而通常所指的安全防范系统，严格来说应该称为安全技术防范系统，它是指为了维护社会公共安全和预防自然灾害事故，将现代电子、通信、信息处理、微型计算机控制原理和多媒体应用等高新技术及其产品，应用于防劫、防盗、防暴、防破坏报警、网络报警、电视监控、出入口控制、楼宇保安对讲、周界防范、安全检查以及其他相关的以安全技术防范为目的的系统。
它是社会治安综合治理的重要内容，在预防和打击犯罪，维护社会治安，预防灾害事故，减少国家、集体财产和人民生命、财产损失方面起到一般防范手段难以或者不可替代的作用。
显而易见，安全是目的，防范是手段，通过防范的手段达到安全的目的，就是安全防范的基本内涵。
安全防范技术的基本内容包括预防性安全技术（如防盗、防火等）和保护性安全技术（如噪声治理、放射性保护等），以及制定和完善安全技术规范、规定、标准和条例等。
安全防范系统一般由三部分组成，即：
物防、技防、人防。
物防即物理防范或称实体防范，它是由能保护防护目标的物理措施（如防盗窗、门、铁柜）构成，主要作用是阻挡或推迟罪犯作案，其功能以推迟作案的时间来衡量。
技防即技术防范它是由探测、识别、报警、信息传输、控制、显示等技术设施所组成。
其功能是发现罪犯，迅速将信息传达到指定地点。
人防即人力防范，是指能迅速到达现场处理警情的保安人员一个安全防范系统是否有效是由物防、技防、人防的有机结合决定的，三者是否有机结合关键在管理。
对一个安全防范系统进行精心设计，精心施工还不够，还必须在建成后进行严格管理和维护，才能保证安全防范系统的有效性。
安全防范系统的作用体现在物防措施推迟的作案时间内，技防措施能及时发现并迅速将信息传到控制中心，处警人员能迅速赶到现场处理警情，并能有效记录现场情况为破案提供证据。
系统主要指标是“时间”。
在设计和管理中要以“时间”为中心，物防措施并不是越坚固越好，而应以处警人员能到达现场的时间为设计依据；技防措施也不是越灵敏愈好，而应以减少误报又不漏报为设计依据。
由于安全防范系统的敌人是罪犯，其有效性还决定于系统的防破坏力。
任何坚固的设施皆有被破坏的可能，其关键是能及时发现、及时补救。
因此安全防范系统的自检功能是重要的指标，在重点部位或重要防护目标安装两种以上探测器，互为补充，作为自建的一种手段。
对于信息传输通道多采用巡检方式既定时或不定时对前端设备发巡检信号，或由前端定时向终端发自检信号以确认系统处于正常或故障状态。
安全防范系统的控制中心往往是罪犯破坏的重点，因此控制中心的自身防护是非常重要的。
除了物防和技术措施之外，重要单位对其外通信手段必须是多路的，除有线通信外需加无线通信，而且应有自备卫生间，以防值班人员在去卫生间是遇害。
为了加强对巡逻人员的监督和发现巡逻人员发生意外，安全防范系统中应有巡逻子系统，在必须巡视的重要部位设巡逻设备，巡逻人员需按时到达该部位进行操作，以证明其巡视到位。
误报会降低安全防范系统的有效性，甚至可以是安全防范系统失败，在安全防范系统的设计与运行中必须千方百计地减少误报，如采用报警复核方法，在收到前端探测器发出的入侵信号后再监听现场的声音以判断真假，或监视现场图像以判断是否有人，后者较前者可靠但造价较高。
视频安防监控系统是利用视频技术探测、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。
一般由前端、传输、控制及显示记录四个主要部分组成。
该系统是应用光纤、同轴电缆或微波在其闭合的环路内传输视频信号，并从摄像到图像显示和记录构成独立完整的系统。
它能实时、形象、真实地反映被监控对象，不但极大地延长了人眼的观察距离，而且扩大了人眼的机能，它可以在恶劣的环境下代替人工进行长时间监视，让人能够看到被监视现场的实际发生的一切情况，并通过录像机记录下来。
同时报警系统设备对非法入侵进行报警，产生的报警型号输入报警主机，报警主机触发监控系统录像并记录。
2.1视频监控系统
视频监控系统是安全防范系统的组成部分，它是一种防范能力较强的综合系统。
视频监控以其直观、方便、信息内容丰富而广泛应用于许多场合。
近年来，随着计机、网络以及图像处理、传输技术的飞速发展，视频监控制技术也有长足的发展。
其结构图如图2.5所示。
图2.1视频监控系统结构图
2.1.1视频监控设备的现状
数字监控录像系统通常分为两类：
一类是基于PC机组合的计算机多媒体工作方式；另一类是嵌入式数字监控录像系统。
①计算机多媒体方式的数字监控录像系统
数字视频压缩编码技术日益成熟，计算机的普及化，为基于PC机的多媒体监控创造了条件。
这种新型视频监控系统的迅速崛起，部分地取代了以视频矩阵图像分割器、录像机为核心，辅以其它传送器的模拟视频监控模式，其优越性主要表现在：
a、PC机的多媒体监控主机综合了视频矩阵、图像分割器、录像机等的众多功能，使系统结构大为简化。
b、由于采用计算机网络技术，数字多媒体远程网络监控不受距离限制；
c、由于采用大容量磁盘阵列存盘器或光盘存储器，可以节省大量的磁带介质，同时有利于系统实现多媒体信息查询。
②嵌入方式的视频监控系统
嵌入式系统是以应用为中心，软硬件可裁减的，适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积等综合性严格要求的专用计算机系统，亦即为监控系统量体裁衣的专用计算机系统。
嵌入式系统主要由嵌入式处理器、相关支撑硬件、嵌入式操作系统及应用软件系统等组成，它是集软硬件于一体的可独立工作的“器件”。
嵌入式操作系统是一种实时的，支持嵌入式系统应用的操作系统软件，它是嵌入式系统极为重要的组成部分，通常包括与硬件相关的底层驱动软件、系统内核、设备驱动接口、通信协议、图形界面、标准化浏览器等，嵌入式操作系统在系统实时高效性、硬件的相关依靠性、软件固态化及应用的专用性等方面具有较为突出的特点。
嵌入式系统的优缺点：
a、系统为专用系统，所以系统小，指令精简，处理速度快；
b、系统数据置于ROM/FLASHMEMORY，调用速度快，不会被改变，稳定性好；
c、系统处理实时性好，性能稳定；
d、文件管理系统更适合于大量的视频数据；
e、该类系统目前四路以上机型还较为少见；
f、在网络功能、音视频同步等方面也难令人满意。
2.1.2视频监控系统基本功能要求
（1）视频监控系统（cctv）应提供独立的网络数据库和独立的网络发布系统，支持通过基于TCP/IP的局域网，或者通过Internent从远程通过登录综合安防管理系统的Web页面对系统监控和管理；
（2）较强的扩容性，要求有足够的设计冗余；
（3）将强的兼容性，可兼容第三方产品；
（4）产品成熟，稳定性高，适应7×24小时工作；
（5）安全性高：
系统应具备符合国家规范的防雷接地装置，系统提供多级权限管理，每级权限允许注册多个操作员，每级操作员的操作权限由高级管理员授权；
（6）具有高度稳定的软硬件系统结构，保证系统稳定地运行；
（7）单机可以设置任意多层的监视界面，开设任意需要的监视窗口，窗口大小和位置可调，监视内容可根据需要随时调整，可设置各画面的名称和系统编号，并叠加在录像和显示画面上，以满足举证要求。
第三章视频监控系统在工程项目中的应用
3.1工程概况及用户需求
3.1.1工程概况
随着市场经济的高速发展，各类矛盾的日益突出，社会治安的形式与往日相比，正朝着复杂化、尖锐化、全方位化、无预见化发展，这对公安工作提出了更高、更严峻的要求，现场的图像信息为各级领导对重大活动的治安管理、警卫任务的安全保卫、突发事件妥善处置提供了直观的、实时的依据，为指挥调度提供重要的手段。
各级业务部门通过公开或秘密取证，在现场采集的图像，经后期的存储、分析和编辑，能够实现对案件的线索、发案经过、犯罪嫌疑人的确认，为深入开展案件调查及侦破提供充足的法律和客观依据。
本工程为长沙市开发区社会治安监控系统工程，是工程总承包合同，提供包括设计、供货、运输、仓储保管、安装、测试、开通、试运行、培训、提交文件等和免费保修期等全套服务。
3.1.2用户需求
1整个系统必须满足与全市监控系统联网的需求。
2在监控系统建设方案中，要充分考虑电视电话会议系统功能的同步实现，避免重复投资。
3系统规划过程中，设备资源的配置要为将来的公安机关以外的社会视频资源接入预留一定的余量。
4图像存储采用分布式存储方式。
各级监控中心图像存储采用MPEG4或H.264方式,图像质量能够满足4CIF和1CIF共存的要求。
联网传输采用IP方式；重要部位监控图像存储时间不少于30日，日常部位监控图像存储时间不少于20日。
5各级监控系统对接收到的巡检信息、报警信息和视音频信息等按照信息的含义和归属进行分类，重要事件的图像要求作永久存储，并且提供异地备份。
存储的历史视频数据要求进行防篡改处理，使之可以作为证据使用。
3.2根据业主需求进行设计的系统设计依据
1《公安部监控设备安装规范》
2公安部《公路车辆智能监测记录系统技术规范》
3公安部《公安计算机信息系统九五规划》
4公安部《2002年全国公安交通管理工作要点》
5公安部《安防系统工程质量检验实施细则（试行稿）》
6中国电气装置安装工程施工及验收规范GBJ232-82
7IEEE电气及电子工程师学会--民用建筑闭路监视电视系统工程技术规范
8CCTRRECOMMENDATION472-3电视系统视频指标
9电子设备雷击保护导则GB7450-87
10用建筑电气设计规范JGJ/T16-92
11《建筑电气设计手册》
12LA-422ELA-485电气指标标准
13A/T75-94中华人民共和国公共安全行业标准
14BJ115-87工业电视系统工程设计规范
15B50198－94《民用闭路监视电视系统工程技术规范》
16A308-2001《安防系统工程验收规范》
17A/T74－94《安全防范系统通用图形符号》
18A/T75－94《安全防范工程程序与要求》
19B/T15408－94《报警系统电源装置、测试方法和性能规范》
20B14050-1993《系统接地的型式及安全技术要求》
3.3产品选型
1本工程所用设备根据业主需求，所选用的视频控制矩阵性能稳定，功能全面，系统配置灵活、前面板全功能键盘、键盘口令输入。
2监控室内安装电视屏幕墙，电视墙外形美观、表面平整，彩色监视器嵌入式安装。
电视墙高度符合操作员视线角度要求，能方便每个监视器的独立安装、调试、拆除并提供足够的电源插头以提供监视器使用。
采用框架结构，插入式侧壁、门、顶面和底纹由表面经过酪酸饨化处理的钢板制造成，电视墙的冲孔固定型材将便于电缆安装。
3TCL监视器内置2×16Ω/2W扬声器，散热保护电路及强力风扇，金属外壳防静电，防磁场，防强电场干扰。
4缔一线缆同轴电缆符合BS3573标准低烟、无卤、阻燃。
在电缆敷设中没有中间接头：
电缆过墙/楼板开孔，在电槽井/墙内有防火隔障。
5从经济与性能相结合的效果
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