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江西联通楼宇监控解决方案

设
计
方
案

目 录
前 言 1
第一部分 需求分析 2
第二部分 系统方案设计 2
第一章 设计思想 2
第二章 系统设计 4
第三部分 设备选型 7
第一章 前端设备 7

前 言
随着互联网的普及, 办公大楼联网监控的大量涌现, 楼宇监控行业已经成为安防监控产业生态圈重要的组成部分。作为一个新兴的产业, 政府对楼宇监控这个行业的发展非常重视, 为了促进和规范互联网上网服务营业场所经营活动, 加强对楼宇监控等互联网上网服务营业场所管理, 出台了很多规范。但”上有政策, 下有对策”, 纵容未成年人进入、 超时经营等诸多违规经营行为依然无法得到有效的遏制。同时, 许多楼宇监控的消防安全意识淡薄, 存在很多安全隐患, 一旦发生安全事故, 将造成重大人员伤亡。
为解决楼宇监控管理上的难题, 杜绝楼宇监控的违规经营行为, 有效预防安全事故。我们根据楼宇监控经营模式的特点和有关政策法规的要求, 本着积极、 严谨的态度, 设计出一套完整的数字视频远程网络监控管理系统。该系统功能强大、 界面友好、 操作简易、 图像清晰、 音频还原度高, 清晰悦耳。对城市各家楼宇监控安装一至多套前端监控系统。每套该前端监控系统都具有独立的视频监看、 双向语音对讲、 探头报警功能。前端系统将采集到的视频、 语音、 报警信号, 经过我公司开发的”网络摄像机”网络摄像机, 编码转换成网络数字信号。然后经过楼宇监控已有的网络连接, 将视频、 语音、 报警信号上传至监控管理中心, 达到规范管理的作用。
”网络摄像机”( DVS) 是满足用户把高清晰的声音、 视频数字化远程传输而专门设计的音视频编、 解码产品。”网络摄像机”( DVS) 充分考虑远程监控需求的特点, 结合了视频技术方面的优势和最新IT技术, 旨在为用户提供一个专业的、 高性价比的远程视频解决方案。
应用”网络摄像机”( DVS) 产品能够在无需任何动土工程的情况下非常简单的实现模拟CCTV向网络视频系统升级。先进的IT技术保证所有硬件24小时无间断工作, 异常自动恢复功能保证即使出现任何人为、 意外、 技术中断也能立即重新工作或者自动连接, 可经过远程网络进行控制管理、 升级、 实现了远程管理维护, 极大的方便了工程商和用户的调试和使用。
采用”网络摄像机”构成的远程监控系统, 为管理部门提供了一套有效的楼宇监控监管工具。对促进和规范互联网上网服务营业场所经营活动, 加强对楼宇监控等互联网上网服务营业场所管理, 改进行业形象起到了积极作用。在社会上树立起楼宇监控等互联网上网服务营业场所文明、 健康的良好形象。促进了文化建设与高新科技的结合, 把楼宇监控等互联网上网服务营业场所发展成为功能丰富多彩、 内容健康有益的数字文化家园。
第一部分 需求分析
根据城市楼宇监控的特点, 及整个系统的实际情况。我们对整个系统进行了详细的分析, 总结出了城市楼宇监控管理系统应具有如下的功能要求:
1. 系统技术水平先进、 运用现代监控技术。
2. 系统具有可升级性和可扩容性。
3. 系统具有可设置性, 管理人员可根据需要对系统进行设置。
4. 可实现24小时不间断监视。
5. 系统基于B/S体系构成。
6. 视频码率连续可调, 帧率连续可调, 音频码率可调。
7. 系统支持多种协议(TCP/IP, ARP, ICMP, FTP, DHCP, HTTP, PPPoE, DNS, 组播)。
8. 中心可进行实时视频和音频预览、 配置、 控制。
9. 支持动态IP地址的楼宇监控。
10. 视频帧率、 码率可根据带宽自动调节, 不影响楼宇监控正常使用带宽。
11. 多用户管理功能。
12. 当前端网络断开、 视频丢失、 视频被遮挡能自动报警, 上传中心。
13. 外接双鉴红外探头、 烟感探头、 应急按钮等多种报警探头
14. 在报警时能自动切换录像。
15. 能实现语音对讲。
16. 系统具有故障自我诊断、 及简单故障恢复功能。
第二部分 系统方案设计
第一章 设计思想
为了使我们设计的系统具有极高的可靠性和可持续发展的能力, 同时也最大限度地降低系统的建设成本、 运行成本费用。我们首先确立了以下几个设计的总体思路:
一、 系统的先进性和开放性
为保证城市楼宇监控监管系统既能保持在一定时期内不落后, 并保证该系统互连的方便性, 我们在该系统的设计时, 要充分考虑到系统的先进性和开放系性, 尽可能采取先进开放的技术和产品。
二、 系统的有效性和实用性
针对城市楼宇监控监管系统要求特点, 我们采用B/S体系的网络拓扑, 可确保整个系统的独立稳定, 互不干扰。为确保投资的有效, 我们在整个系统设计时, 根据当前的应用及将来的发展, 确定采用高速球机( 枪式摄像机) 、 网络摄像机及中心软件(或数字矩阵), 以保障系统的完整功能和可靠运行。开放人脸识别功能, 能够经过楼宇监控本地前端设备采集到人脸图像传递给网络摄像机, 由网络摄像机进行抓拍高清晰图片, 最终在本地服务器中进行人脸的截取和传送, 由人脸识别服务器进行察看和浏览, 进行监控和管理。
三、 系统的可靠性和稳定性
楼宇监控监管系统作为整个应用系统的基础, 其可靠性和稳定性直接关系到应用的好坏。某个系统的单独故障可能直接给应用带来灾难性的损失。B/S体系的网络拓扑的可靠性, 主要是要防止因某一点出现故障时, 而导致系统瘫痪。如某个设备或某条线路出现故障, 不会对整个系统产生影响。人脸数据的传输完全经过加密后数据传输, 安全性和可靠性大大保障。
四、 系统的可扩展性及升级能力
为了保证楼宇监控监管系统的有效性和实用性, 同时又保证该系统在一定时期内不落后, 我们在进行设计时, 并不是一味追求高配置、 高速率, 而是在保证先进性的同时, 选择具有良好扩展性和升级能力的设备及构架, 设计出具有良好扩展性的网络拓扑, 以保证整个系统的可扩展性及升级能力。这具体表现在以下几个方面:
1. 选用了具有良好开放性的系统构架和拓扑结构, 易于扩充、 升级。
2. 用户端网络操作系统选用适合于多种媒体访问技术和多种高层协议的系统。
3. 在用户端系统采用结构化布线, 并利用已有的互联网络进行远程数据传输, 经过对网络摄像机的升级、 扩容、 插板、 以及堆叠等方式增加前端视频源的数量。
4. 网络拓扑采用了B/S体系, 用户可随时增加或减少视频终端, 而不会影响其它终端正常工作。
第二章 系统设计
第一节 系统结构设计
整体楼宇监控系统分为两大部分, 这两大部分分别为监控系统, 人脸核对上传系统。根据对整个系统的需求进行分析, 和我们总体设计思想, 楼宇监控的监控系统的结构示意图如下:

图1. 楼宇监控系统图
由上图能够看出, 整个系统基于C/S与B/S相结合的体系构成。总共有3个办公大楼, 第一个办公大楼中安装3台网络摄像机, 另外两个办公大楼安装1台网络摄像机进行监控。经过”网络摄像机”, 直接经过PPPoE拨号连接到已有的Internet上。监控中心经过internet网络来对5台网络摄像机进行实时监看和管理。
监控中心使用一台普通的电脑即可, 在这台电脑中安装管理软件, 经过使用该软件能够对五个监控点进行同时监控管理。
在”楼宇监控本地监控终端”中安装软件来进行本地的存储和转发服务; 在”移动监控终端”中同时也安装软件进行远程的访问、 存储和转发等处理工作。
第二节 楼宇监控前端系统设计
前端楼宇监控的监控系统, 需根据各自楼宇监控的实际情况, 如: 规模大小、 上网机器布置等情况, 安装数目不定的网络摄像机。经过与网络摄像机连接至楼宇监控的服务器或路由器。系统示意图如下:

图3. 楼宇监控前端设备连接图
上图画出了一个楼宇监控的简单前端系统图。拾音器、 摄像机、 报警探头采集楼宇监控现场音视频信息和报警信息, 网络摄像机将这些数据信息进行编码转换成网络信息, 然后经过楼宇监控服务器或者路由器, 将数据上传给监控中心。监控中心能够任意监看、 调用控制这些终端设备。如果发现楼宇监控有违规经营行为, 可立即经过语音对讲警告当事楼宇监控。必要时可经过网络警察关闭其网络连接。
前端的报警探头, 可在探头被触发后立即将报警信息上传监控中心, 并同时经过现场音箱产生报警声音。使现场人员能够第一时间获得警情, 有效地预防了火灾、 破坏、 偷窃等情况的发生。
一个楼宇监控的若干网络摄像机, 经过交换机与楼宇监控的网络服务器, 或者路由器共享一个网络IP连接至Internet。经过预置不同端口号进行端口映射, 可达到共享IP连接的功能。若楼宇监控是动态IP连接方式, 网络摄像机经过域名解析功能, 同样也能够实现远程访问。
第三节 监控中心系统设计
城市楼宇监控中心的主要任务是经过Internet, 接收城市各楼宇监控的监控信息, 进行实时监看、 控制、 录像、 语音对讲等。系统示意图如下:

监控管理中心布局图例
中控服务器是中心系统的主要设备, 它的主要功能是经过管理软件, 将所有的用户组和用户全部设置完成, 而且对每一个用户组和用户的权限进行设置, 同时将现场楼宇监控的电子地图加入到中控登陆需要监看或者录像的楼宇监控。当楼宇监控有报警信号的时候, 数字矩阵自动切换到该路视频, 并同时进行录像、 产生报警声音等。也可经过话筒进行语音对讲, 通知提醒楼宇监控工作人员。
为了实现大量录像数据的保存, 中心能够配置RAID( 磁盘阵列) 或者NAS, 以满足海量存储的要求。同时也保证了录像数据的安全性。随着用户功能要求的增加, 在后期, 可经过中心对前端网络摄像机进行远程升级和维护。极大地方便了工程商和用户。
接入RAID或者NAS如下图所示:

监控中心也能够是一台便携式电脑, 与Internet连接后, 经过有权限的口令同样能够登陆各楼宇监控的网络摄像机( 与中心不冲突) 。这种监看方式, 非常适合领导的随时抽查。
第三部分 设备选型
为了使整个系统运行可靠、 稳定, 在设备选择上就必须仔细慎重。详细了解各设备的技术参数是否达到预定指标, 功能是否齐全。下面, 就对系统所选用的主要设备进行详细的介绍。
第一章 前端设备
第一节 网络摄像机

网络摄像机的性能好坏, 直接决定中心所看到的视频图像的质量。网络摄像机, 具有图像清晰、 稳定、 色彩真实等一系列特点, 具体性能参数和技术指标如下:
l 网络摄像机的适用范围非常广泛, 可用于多种现场:

l 城市道路监控
l 公共场所安全远程监控
l 商场、 超市监控
l 酒店视频点菜系统
l 考场集中监控
l 远程教学
l 楼宇监控、 舞厅等娱乐场所联网监控
由于城市楼宇监控的地理分布散乱, 不可能专门为其敷设线缆。使用楼宇监控已有的网络连接代替传统的传输链路, 已经成为了楼宇监控系统的未来趋势。因此使用络摄像机, 在本系统中是非常适合的。设备技术参数如下:
1. 视频编码算法 H.264
2. 音频编码算法 MP3 音视频完全同步( 唇音同步)
3. 编码图象大小 D1、 Half-D1、 CIF、 QCIF
4. 水印( WATERMARK) 技术
5. 视频码率64Kbps-8Mbps连续可调, 帧率1-30 (1-25)连续可调, 音频码率可调
6. 视频输入1路, NTSC/PAL可设置
7. 音频输入1路Line-in
8. 音频输出 1路
9. 提供4路报警输入, 4路继电器功率输出
10. 提供1个RS 485接口, 连接控制球机、 门禁主机、 视频切换矩阵
11. 网络接口, 支持RJ-45 10/100Base-T 以太网接口
12. 支持多种协议(TCP/IP, ARP, ICMP, FTP, DHCP, HTTP, PPPoE, DNS, 组播)
13. 内嵌Web Server, 全面支持IE进行实时视频和音频预览、 配置、 控制
14. 可进行ＩＰ过滤, 屏蔽部分IP地址登陆操作, 或仅允许指定的IP地址登陆操作, 编码后的音视频数据加密, 提高安全性, 保护隐私
15. 可经过网络接口进行远程系统软件升级
16. 支持DDNS, 可实现二级域名访问
17. 在多台网络摄像机经过一台路由器上网的情况下, 支持PC客户端能分别访问每台网络摄像机; 支持PC客户端经过代理服务器访问网络摄像机
18. 支持TCP/UDP/MultiCast 三种传输协议
19. Internet传输时, 视频帧率码率可根据带宽自动调节
20. 视频丢失侦测, 视频遮挡侦测, 自动报警, 客户端联动
21. 视频动态侦测(可设区域和灵敏度), 自动报警, 客户端联动
22. 支持图像抓拍( 704x576, JPEG压缩) 功能
23. 报警时自动抓拍图像, 将实时图像数据传输到设定服务器
24. 支持网络远程经过RS485 控制云台及镜头控制, 控制协议可单独更新升级
25. 安全机制 能够对操作的用户进行分三个级别(管理员、 用户、 guest)的用户密码保护功能和用户权限验证
26. 支持语音对讲
27. 支持OSD。日期和时间的位置、 灰度能够设置, 日期和时间自动增加
28. 支持LOGO。LOGO的位置可设置
29. 支持视频参数调整( 对比度、 明亮度、 色度)
30. 提供一个Reset键, 恢复系统默认参数
31. 内置看门狗, 异常时自动使系统复位
32. 硬件加密设计
33. 平均无故障运行时间: 50000小时
34. 输入电源: AC220V ±5%
35. 工作环境: 温度: -10℃～55℃, 湿度: 20%-80%RHG
36. 保存环境: 温度: -20℃～60℃, 湿度: 20%-95%RHG
上述参数, 体现了设备全面的网络功能和强大的后续开发, 使您在采用我们的网络摄像机的时候无后顾之忧。
第二节 拾音器和音箱

为使系统的双向对讲功能有一个较好的使用效果, 拾音设备和放音设备的选择也非常重要。拾音器功耗小、 音频范围广、 失真小、 还原度高等特点。
拾音器产品参数:

额定电压
DC 9V ～ 15V( 推荐12V)
额定电流
1.5mA
工作环境温度
-20℃ ～ 70℃
频率响应
220Hz ～ 5800Hz
信噪比
40dB
灵敏度
-63dB
指向性
全向型
增益放大范围
40～60dB
输出阻抗
20KΩ
体积
85mm( 长) *50mm( 宽) *25mm( 高)
外固定孔间距
95mm( 两孔中心距离)
固定孔直径
4mm

第三节 中心设备
监控中心的主要设备就是中心服务器。
中心的数字矩阵, 可由一至多台主机组成, 配置一个麦克风、 一对音箱, 实现音视频还原、 录像、 双向对讲等功能。其具体的性能参数如下:
图像压缩格式
H.264压缩方式。每路图像显示/录像( 1-25帧/秒) 。
图像处理功能
可分别调节每路图像的亮度、 饱和度、 对比度、 色度等, 使每路图像达到最佳效果。
远程图像输出
可对远程网络的图像进行硬件解压, 并输出图像至
指定设备( 电视墙) 。
音视频同步
记录功能
系统可进行现场实时监听, 实现音、 视频同步记录/回放。
多种录像方式
系统可设置时间、 摄像机编号和监控录像时间表。根据不同情况, 可设置为定时录像( 可有多个预定的时间表) 、 图像动态捕捉录像、 探头报警录像和复合报警录像, 并可对节假日进行单独设置。
图像存储功能
图像质量可从2小时/GB-10小时/GB进行选择。可分别对每路图像进行独立调节和设定, 以满足不同目的和要求, 节省硬盘空间。
图像回放功能
可根据摄像机编号、 日期、 时间等查找图像文件进行快速便捷的检索回放, 无停顿和”马赛克”现象。检索回放的同时不停止现场录像。
录像保存功能
设置录像资料保存期, 主机能自动识别资料是否在保存期内, 保存期外资料自动删除, 保存期内资料无法删除。主机可选择磁盘使用方式: 盘满即停和循环录像。
多种录像保存期
可提供三种图像数据文件保存期( 60天、 30天、 15天) 。
多种画面
分割方式
可选择1、 4、 6、 8、 9、 16等多种画面分割显示方式。
动态捕捉
报警功能
可在显示器上任意设置目标动态捕捉区域, 当报警区域内有物体移动或视频信号丢失时, 自动报警并联动录像, 系统可预警录像10秒钟。
探头报警功能
接收网络摄像机实时的上传报警,数字矩阵接收到该报警信号后立即联动该路视频进行录像。
系统安全性能
开机即进入系统工作状态, 界面自动锁定, 排斥非法安装, 需输入相应密码才能进行操作。
系统管理功能
使用安全操作口令, 用户管理采用四级管理。系统管理员、 管理员、 操作人员和网络客户端用户设置不同的操作权限, 所有操作均需要输入密码。
日志管理
系统的报警信息、 交接班记录及任何对系统设置、 资料修改的所有信息均有分别记录。
操作界面直观
指示各路图像的录像工作状态、 视频报警状态和探头报警状态。提供三种录像保存期的磁盘空间信息。可选择画面显示模式。可调节每路图像质量。可控制前端三可变镜头的变焦、 调焦、 光圈和云台的全方位运动等。可在紧急情况下对所有画面进行手动应急录像。
操作使用简便
全图形化的操作界面, 使用一个鼠标即可对系统进行随意设置和操作、 控制。
联网功能
预留图像资料转移、 输出( USB) 和联网、 远程监控接口, 可实现一点对多点, 多点对一点的网络监控功能。重要资料能备份和图像打印。