小区监控解决方案.docx

目录

一.系统概述 3
二.系统设计目标 4
三.系统设计原则、依据 5
(一) 设计原则 5
(二) 设计依据 6
四.总体设计 7
(一) 需求分析 7
(二) 设计功能描述 8
(三) 总体设计方案 9
(四) 系统结构原理图 11
五.系统防雷设计 12
(一) 视频监控系统遭受雷击损害的原因 12
(二) 视频监控系统的基本防雷措施 12
六.系统供电与控制室要求 13
总结 13
参考文献 14
致谢 14

小区监控解决方案设计
崔剑
摘要:本方案的安全防范技术是集现代科学技术之大成的产物，它体现了现代电子技术、现代通信技术、现代控制技术与现代计算机技术的完美结合，其特点在于它所采用的多元信息采集、传输、监控、记录、管理以及一体化集成等一系列高新技术。实践证明，利用这一技术构成的安全防范系统（简称安防系统），能为建设环境提供一个安全、便利、舒适的受保护空间。闭路电视监控系统是安防系统中不可缺少的一个重要组成部分，它不仅可以对社区周边及内部进行全天24小时不间断实时监控，当有警情发生时社区警力可及时、准确地进行处警；也可在事后进行某些案件回放分析，重要时也可作为呈堂证供。因此，在社区建立一套完善的闭路电视监控系统，不但可以改善小区的综合安全系数，加强安全保卫防范力度，对社区内人身和财产安全也起到保障作用，并可为社区实现安全现代化管理创造极为有利的条件。

关键词：智能化小区 安全防范 闭路监控监控系统

引言:
随着改革开放的深入和城乡经济的迅速发展，城市流动人口的大量增加，带来社会许多的不安定因素，治安形势日趋严峻，刑事案件，特别是入室行窃、抢劫等发案率逐年增加。因此，国家有关部门提出对社会治安进行综合治理，并把创建安全文明小区作为其中的一项重要内容。另外，为了进一步规范住宅小区智能化建设，建设部特别制定了智能化小区的等级标准，按照其要求智能化小区必须有安全防范、信息管理、物业管理、信息网络等各子系统组成。闭路电视监控系统作为安全防范系统最基本、最重要的子系统，也得到了最为广泛的应用。采用闭路监控为主的多种技术防范结合的系统是预防和制止犯罪最为有效的措施。

一.系统概述
安防监控系统是一个多学科的相互结合，共同组成的一个系统；安防监控系统是一门被人们日益重视的新兴专业，就目前发展看，应用普及越来越广，科技含量越来越高。几乎所有高新科技都可促进其发展，尤其是信息时代的来临，更为该专业发展提供契机。
对于安防监控系统，根据系统各部分功能的不同，我们将整个安防监控系统划分为七层——表现层、控制层、处理层、传输层、执行层、支撑层、采集层。当然，由于设备集成化越来越高，对于部分系统而言，某些设备可能会同时以多个层的身份存在于系统中。
1) 表现层
表现成是我们最直观感受到的，它展现了整个安防监控系统的品质。如监控电视墙、监视器、高音报警喇叭、报警自动驳接电话等等都属于这一层。
2) 控制层
控制层是整个安防监控系统的核心，它是系统科技水平的最明确体现。通常我们的控制方式有两种——模拟控制和数字控制。模拟控制是早期的控制方式，其控制台通常由控制器或者模拟控制矩阵构成，适用于小型局部安防监控系统，这种控制方式成本较低，故障率较小。但对于中大型安防监控系统而言，这种方式就显得操作复杂且无任何价格优势了，这时我们更为明智的选择应该是数字控制。数字控制是将工控计算机作为监控系统的控制核心，它将复杂的模拟控制操作变为简单的鼠标点击操作，将巨大的模拟控制器堆叠缩小为一个工控计算机，将复杂而数量庞大的控制电缆变为一根串行电话线。它将中远程监控变为事实、为Internet远程监控提供可能。但数字控制也不是那么十全十美，控制主机的价格十分昂贵、模块浪费的情况、系统可能出现全线崩溃的危机、控制较为滞后等等问题仍然存在。
3) 处理层
处理层或许该称为音视频处理层，它将有传输层送过来的音视频信号加以分配、放大、分割等等处理，有机的将表现层与控制层加以连接。音视频分配器、音视频放大器、视频分割器、音视频切换器等等设备都属于这一层。
4) 传输层
传输层相当于安防监控系统的血脉。在小型安防监控系统中，我们最常见的传输层设备是视频线、音频线，对于中远程监控系统而言，我们常使用的是射频线、微波，对于远程监控而言，我们通常使用Internet这一廉价载体。
5) 执行层
执行层是我们控制指令的命令对象，在某些时候，它和我们后面所说的支撑层、采集层不太好截然分开，我们认为受控对象即为执行层设备。比如：云台、镜头、解码器、智能球等等。
6) 支撑层
顾名思义，支撑层是用于后端设备的支撑，保护和支撑采集层、执行层设备。它包括监控摄像机支架、监控摄像机防护罩等等辅助设备。
7) 采集层
采集层是整个安防监控系统品质好坏的关键因素，也是系统成本开销最大的地方。它包括镜头、监控摄像机、报警传感器等等。
七个层的粗略结构图如下图所示：
一-1七个层的结构图

二.系统设计目标
在进行闭路监控系统设计的时候，依照我们对该系统的基本需求，本着架构合理、安全可靠、产品主流、低成本、低维护量作为出发点，并依此为我们提供先进、安全、可靠、高效的系统解决方案。
架构合理： 就是要采用先进合理的技术来架构系统，使整个系统安全平稳的运行，并具备未来良好的扩展条件。
稳定性和安全性：这是我们最关心的问题，只有稳定运行的系统，才能确保我们闭路监控系统平稳运行。系统的技术先进性是系统高性能的保证和基础，同时可有效地减少使用人员和系统维护人员的麻烦。良好的可扩展性则是为了用户的发展考虑。随着我们安防系统应用时间的增长，未来对安防系统的要求会更高。可扩展性保证当用户有更多的要求时，引入的新设备可以顺利地与本次配备的设备共同工作，进一步扩展与提高系统的性能。
产品主流：系统是否采用当今主流产品，关系到系统的整体质量和未来能否得到良好技术支持以及完整的技术文档资料。
在设备选型时，我们将主要依据我们提出的具体需求，同时考虑产品厂家的技术先进性，产品是否为主流产品，原厂商的产品技术资料的完整性，原厂商的技术支持力量和产品制造公司的发展前景。所有这些是保证用户得到良好技术支持的条件，也是保障用户投资的基本条件。
低成本低维护量： 指力争有良好的性能价格比，所采用的产品应是简单，易操作，易维护，高可靠度的。
系统是否具有优良的性能价格比是判断一个系统优劣条件的重要依据。系统的易操作和易维护性是保证非专业人员使用好一个系统的条件。高可靠度是保障系统运行的基本要求，也是易维护性的保障。

三.系统设计原则、依据
(一) 设计原则
本设计以行业标准作为设计依据，结合小区的具体情况，用最佳设计方案体现最高的性能价格比，是本方案设计的指导思想。本设计主要贯彻“高质量”及“低成本”两条主线来进行设计的。
1) 先进性合成熟性
系统设计既要采用先进的设计和方法，又要注意结构、设备、工具的相对成熟。采用成熟的主流技术，不但能反映当今的先进水平，而且具有发张潜力，并能顺利地过度到下一代技术，关键设备应选用国际主流的先进产品。
2) 安全性和保密性
系统设置了不同等级的使用者权限，仅又最高级权限的用户才能对整个系统进行设置或更改。没有权限的用户是接收不到图像的。图像数据的存储是专用的格式。
3) 兼容性合易维护性
为了适应系统变化的要求，必须充分考虑以最适合的方法、最合理的投资来实现系统的兼容和维护
4) 经济性
在系统设计和产品选型时在满足功能需要和发张需要的前提下，通过选用最高价格比的系统，优化整天设计达到经济性的目标
5) 集中管理
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、可用
(二) 设计依据
本方案设计根据常规要求，并遵循以下国家相关部门制定的设计规范要求。主要包括：
① JGJ/T16-92《民用建筑电气设计规范》
② GB/T50314-2000《智能建筑设计标准》
③ GB50174-93《电子计算机机房设计规范》
④ GB50057-94《建筑物防雷设计规范》
⑤ GBJ232-92《电气装置安装工程施工及验收规范》
⑥ GB4943-95《信息技术设备（包括电气事务设备）的安全》
⑦ GB/T75-94《安全技术防范规范工程技术规范》
⑧ GB50198-94《民用闭路电视监控电视系统工程技术规范》
四.总体设计
(一) 需求分析
天鹅湾智能住宅小区由于其性质的关系，主要是为本小区住户提供安全、舒适的居住环境，小区的出入人员比较繁多复杂，而犯罪分子又恰好利用这种环境因素，潜入小区伺机作案，直接影响到小区广大住户的人身和财产安全，也增大了小区保卫部门的工作量；故此，建立数字监控、报警相结合的安全防范系统是行之有效的保卫手段。
闭路电视监控系统应该说是跨学科跨行业的系统工程，以功能要求的不同可分为以下几个方面：
1） 前端摄像系统
2） 视频传输系统
3） 视频控制系统
4） 视频显示和记录系统
摄像部分是电视监控系统的前沿部分，是整个系统的“眼睛”，它把监视的内容变为图像信号，传送控制中心的监视器上，摄像部分的好坏及它产生的图像信号质量将影响整个系统的质量。
传输部分是系统的图像信号通道。
控制部分是系统的“心脏”和“大脑”，是实现整个系统功能的指挥中心。
显示部分一般是由几台或多台监视器组成，它的功能是将传送过来的图像一一显示出来。

闭路监控系统的粗略结构图如下图所示：
（一）-1闭路监控系统系统结构图

(二) 设计功能描述
1) 性能、功能先进：
设备选型要保证技术领先，性能可靠，操作简便、实用，维护简单，性能价格比最优，并留有扩展余地。设备采用均采用目前领先技术和生产工艺制造，系统建成后，三至五年不会落后淘汰。
2) 电视监控系统功能完善:
通过保安监控系统随时掌握监控区域内人员活动情况，检查各个重点部位的安全情况，提前发现隐患，及时处理突发事件。并自动进行录像。正常情况下对进行24小时录像，录像资料可备出事时查询。
3) 设备高可靠性：
采用监控行业最新技术和高品质设备。
4) 操作简单实用：
采用高科技手段，进行智能化设计，尽量减少系统操作的复杂性。并作到系统工作稳定可靠，维护简单。
5) 发展性：
系统应在初步设计时，就考虑未来良好的发展性，以降低未来发展的成本，使系统具有良好的可持续发展性。
6) 经济性：
在满足安全防范级别的要求前提下，在确保系统稳定可靠、性能良好的基础上，在考虑系统的先进性的同时，按需选择系统和设备，做到合理、实用，降低成本，从而达到极高的性能价格比，降低智能小区安全管理的运营成本。
7) 外观效果美观：
前端装置安装均考虑安全性、隐蔽性及美观性，根据实用和美观的原则，我们都选用了外观工艺和性能稳定都比较好的安防产品。
(三) 总体设计方案
天鹅湾小区闭路监控系统由前端图像采集、图像及控制信号传输和图像显示控制存储三个部分组成。

① 前端图像采集部分
小区监控对摄像机的要求比较高，做为获取图像信息的关健设备、它的性能好坏决定了整个视频监控系统的技术水平和使用实效。
前端监控点摄像机应根据区域及地形的现场具体情况采用高低端产品相结合方式，进行分别设置。
环境要求：本设计所有摄像机均为室外安装，因此要考虑高温、防台风、防雷电、防雨和防尘。结合本地气候条件，要求定点监控摄像机安装方位应尽可能实现防晒、防雨、防雷，室外防护罩必须具备防水效果，具有遮阳装置，设置自动控制散热装置。
照度要求：本设计摄像机为室外全天候监控，监控场所最低照度为0.02LUX。
清晰度要求：为保证数字化录像效果，摄像机水平清晰度要求大于480TVL。
根据上述要求，本设计中选择了HOPEWELL 60米定焦红外一体机作为前端图像采集设备。其具体参数如下：
水平分辨率
彩色480线
内置镜头
进口红外镜头 6.8.12.16.25MM
最低照度
0Lux（红外灯开启）
红外可视距离
40-60米
角度
60°
防水等级
IP65
视频输出
复合视频 (1.0Vp-p 75Ω)
工作环境
-20 ～ +50℃ RH95%MAX
电源
DC12V±10

② 图像和控制信号传输部分
　　 目前，在安防监控行业中的前端摄像机有传统的模拟摄像机和网络摄像机两种，但用来传输图像信号的介质有很多，主要有是同轴电缆、双绞线和光纤。下面就浅析一下目前监控系统使用最广的三种传输介质的性能优势。
1) 同轴电缆传输
　　同轴电缆是较早使用，也是最传统的视频传输方式，但同轴电缆只适合于传输距离为几百米的视频，且其抗干扰能力不强，一般用于小型工厂或者学校内部的模拟摄像机监控，采用同轴电缆传输相对成本较低。
2) 双绞线传输
　　 双绞线传输相比于同轴电缆传输距离要远很多，最大可以达到2400米，其价格便宜且接入方便，抗干扰能力也不错，采用PoE供电还可以减少综合布线的任务量。但由于双绞线材质本身的限制，它不抗老化，不能在条件比较恶劣的地方传输，如野外或者化工厂等，并且它一次只能传输一路图像，故不大适合大中型监控，同时传输距离也有一定的限制。双绞线传输比较适合用于中短距离、摄像机点位相对比较分散不是很多或者点位较近但比较集中的环境下的网络摄像机的视频监控，如银行、连锁酒店、超市或者大学校园等。
3) 光纤传输
　　采用光纤传输图像信号是解决长距离传输的最佳方式。光纤传输最远可达到几十甚至一百多公里，它是通过把视频及控制信号转换为光信号在光纤中传输，其优点是：传输距离远、速率高、带宽大、衰减小、抗干扰性能最好，适合远距离和大型视频传输，如道路十字路口监控等。
因此，天鹅湾小区闭路电视监控系统视频信号采用屏蔽视频电缆和光纤相结合的方式传输，以保证监控信息的准确传输。控制线设计采用RVVP2*28/0.15圆形双绞屏蔽电缆。

③ 图像控制存储部分
监控中心机房位于小区一楼消防中心，在监控室设计控制矩阵主机，设计采用8台21英寸监视器作为电视墙，1台29英寸的监视器作为主监视器。录像系统设计采用4台24路数码硬盘录像机，同时配置12台19英寸液晶显示器进行实时监视。设计整个硬盘录像系统可以连续保存录像资料2个月，硬盘录像系统支持录像与回放全双工工作。
(四) 系统结构原理图
（四）-1系统结构原理图

五.系统防雷设计
(五) 视频监控系统遭受雷击损害的原因：
1) 直击雷：雷电直接击在露天的摄像机上造成设备损坏或雷电直接击在架空线缆上造 成线缆损毁。这种雷击方式造成的破坏最严重，但出现机率比较小。
2) 感应雷：又称二次雷，它分为电磁感应和静电感应。当附近区域有雷击闪落时，在雷击落实通道周围会产生强大的瞬变电磁场。处在电磁场中的监控设备和传输线路会感应出较大的电动势，这种现象叫电磁感应;当有带电的雷云出现时，在雷云下面的建筑物和传输线路上会感应出与雷云相反的电荷，这种现象叫静电感应。感应雷造成的设备损坏没有直击雷造成的破坏大，但出现的机率十分高，约占现代雷击事故的80%以上。
3) 雷电侵入波：监控系统的电源线、信号传输线或进入监控室的其它金属线缆遭到雷击或被雷电感应时，雷电波沿这些金属导线/导体侵入设备，导致高电位差使设备损坏。

(六) 视频监控系统的基本防雷措施
1) 前端设备的防雷：前端设备有室外和室内两种分布方式，室内分布的一般不会受到直击雷击，但需考虑防止雷电过电压对设备的侵害，而室外的设备则同时需考虑防止直击雷击。
　　前端设备如摄像头等应置于避雷针有效保护范围之内。对于已经处于其它避雷针或高层建筑原有避雷系统保护范围之内的前端设备，一般可以不再另行考虑直击雷防护;对于未处于任何接避雷系统保护范围之内的前端设备，则均应考虑直击雷防护问题。
2) 传输线路的防雷：监控系统多半以上的雷害事故都是因为与系统相连的线路上感应的雷电侵入波过电压造成的。因此，做好与系统相连的线路防护是整体防雷中不容忽视的一环。视频监控系统主要是传输信号线和电源线。
　　最安全的布线方式应采取全程穿金属管埋地敷设，同时注意，金属管两端务必做有效接地。摄像机的电源一般使用AC220V或DC12V。摄像机由直流变压器供电的，单相电源避雷器应串联或并联在直流变压器前端，如直流电源传输距离大于15米，则摄像机端还应串接低压直流避雷器。
3) 终端设备的防雷：监控室防雷是监控系统防雷的核心，应从直击雷防护、雷电侵入波、等电位连接、电涌保护多方面进行。
六.系统供电与控制室要求
1) 为保证监控系统正常稳定工作，系统采用在线式UPS集中供电；
2) 监控系统和中心控制室采用单独电源供电回路；
3) 主干采用AC220V供电,在摄像机前端采用变压器就近供电；
4) 中心控制室必须配备有通讯、安全和消防等设备；
5) 中心控制室必须单独安装空调装置，保证控制室的温度在16～28℃之间，相对湿度不大于85%；
6) 控制室室内光线充足，其照度应不小于300Lux；
7) 控制室的其它设备和金属外壳也必须做好等电位连接，以保证控制室内的人身和设备安全。

总结
经过几个月的努力，《小区监控解决方案》设计终于完成，在整个设计过程中，出现过很多的难题，但都在老师和同学的帮助下顺利解决了，本设计能检查各个重点部位的安全情况，提前发现隐患，及时处理突发事件，并能24小时对小区主要干道、周界及主要出人口行实时监控及进行动态录像，对小区治安防范、车辆管理都起到了极大的作用。

参考文献
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致谢
不积跬步何以至千里，本设计能够顺利的完成，也归功于各位任课老师的认真负责，使我能够很好的掌握和运用专业知识，并在设计中得以体现。特别是游德智老师在本设计选题及设计过程中都悉心指导我，设计过程中还多次询问设计进程，并为我指点迷津，帮助我开拓研究思路，精心点拨、热忱鼓励。游老师一丝不苟的作风，严谨求实的态度，踏踏实实的精神，不仅授我以文，而且教我做人，虽历时三载，却给以终生受益无穷之道。正是有了他们的悉心帮助和支持，才使我的毕业论文工作顺利完成，在此向悉心教导我的全体老师表示由衷的谢意。感谢他们三年来的辛勤栽培。