電氣智能化課程設(shè)計

1、 電氣智能化課程設(shè)計說明書 題目：校園安防系統(tǒng)方案設(shè)計 目錄1 系統(tǒng)概述12 報警系統(tǒng)12.1 周界報警子系統(tǒng)12.2 室內(nèi)報警子系統(tǒng)12.3 緊急報警子系統(tǒng)12.4 報警系統(tǒng)的控制設(shè)備13 全數(shù)字視頻安防監(jiān)控系統(tǒng)23.1 數(shù)字監(jiān)控安防系統(tǒng)架構(gòu)分析23.2 前端視頻編碼設(shè)計33.3 視頻監(jiān)控平臺設(shè)計33.4 安防監(jiān)控中心顯示設(shè)計33.5 錄像回放系統(tǒng)設(shè)計43.6 監(jiān)控系統(tǒng)業(yè)務(wù)流程43.7 視頻傳輸帶寬分析43.8 視頻監(jiān)控傳輸平臺設(shè)計53.8.1 傳輸平臺設(shè)計原則53.8.2 網(wǎng)絡(luò)傳輸平臺部署54 門禁控制系統(tǒng)64.1 出入口目標識別裝置64.2 軟件功能65 巡更系統(tǒng)75.1 系統(tǒng)實現(xiàn)的功能

2、75.2 巡更系統(tǒng)管理軟件76 監(jiān)控中心87 參考文獻8II1 系統(tǒng)概述校園安防系統(tǒng)建設(shè)是一項民心工程、長期工程。校園安全事件、針對在校學(xué)生的暴力事件不斷出現(xiàn)，這也增加了校園對安防系統(tǒng)需求。安全防范系統(tǒng)包括：報警系統(tǒng)、視頻安防監(jiān)控系統(tǒng)、門禁控制系統(tǒng)、巡更系統(tǒng)、監(jiān)控中心，需要通過統(tǒng)一的通信平臺和管理軟件將各系統(tǒng)設(shè)備聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)安全防范主機對全系統(tǒng)進行信息集成的自動化管理，構(gòu)成安全防范綜合管理系統(tǒng)。校園可以根據(jù)管理需要集中或根據(jù)不同建筑分別建設(shè)安全防范監(jiān)控中心（均與消防控制室合用），管理各自區(qū)域的安防系統(tǒng)。視頻安防監(jiān)控系統(tǒng)可以采用網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化的系統(tǒng)，前端圖像通過編碼器將圖像編碼處理后通過新建的專用

3、網(wǎng)絡(luò)傳回監(jiān)控中心集中存儲。也可以采用模擬與數(shù)字相結(jié)合的監(jiān)控系統(tǒng)，前端攝像機可以通過安裝在監(jiān)控中心內(nèi)的矩陣主機進行控制，系統(tǒng)采用嵌入式硬盤錄像機進行錄像存儲。2 報警系統(tǒng)報警系統(tǒng)由周界報警系統(tǒng)、室內(nèi)報警系統(tǒng)和緊急報警系統(tǒng)組成。各報警子系統(tǒng)可以通過報警主機、報警聯(lián)動控制箱和報警中心管理軟件與整個校園安防系統(tǒng)連動，在發(fā)生警情的同時可以聯(lián)動視頻安防監(jiān)控系統(tǒng)顯示報警區(qū)域的實時圖像。2.1 周界報警子系統(tǒng)周界報警系統(tǒng)在校園安防系統(tǒng)通常安裝在室外環(huán)境中，主要應(yīng)用于重要位置的校園圍墻，重要建筑物外圍，如：教學(xué)樓周圍，實驗樓周圍等場所。周界報警系統(tǒng)設(shè)備采用的主要類型有紅外對射報警探測器、震動電纜、電子圍欄、微波

4、探測器等設(shè)備。2.2 室內(nèi)報警子系統(tǒng)室內(nèi)報警探測器主要用于重要地點的入侵探測，如財務(wù)室，貴重物品庫房、危險品庫房、設(shè)備機房、重要機密檔案室、和其他需要進行報警探測的場所。室內(nèi)報警探測器的主要類型有紅外探測器、微波探測器、紅外微波雙鑒探測器、玻璃破碎探測器、振動探測器等。2.3 緊急報警子系統(tǒng)緊急報警系統(tǒng)包括在校園各部位安裝的緊急報警按鈕，在遇到突發(fā)性時間時手動觸發(fā)按鈕發(fā)出報警信號，呼叫支援。2.4 報警系統(tǒng)的控制設(shè)備各種報警探測器和緊急報警按鈕接入報警管理主機和中心報警管理電腦，通過報警主機和電腦可以設(shè)置每個報警點的布防時間并監(jiān)測每個報警點的設(shè)備狀態(tài)。通常在大型報警系統(tǒng)中均采用大型總線式報警主

5、機。通過報警聯(lián)動輸出模塊可以實現(xiàn)系統(tǒng)與視頻安防監(jiān)控系統(tǒng)聯(lián)動，自動調(diào)用報警點的實時監(jiān)控圖像；可以自動控制報警現(xiàn)場燈光的開閉；可以向值班人員發(fā)出報警信號；可以在電子地圖或模擬屏上顯示報警點的位置；可以通過電話自動撥號器撥打預(yù)先設(shè)置的報警電話發(fā)出警報。3 全數(shù)字視頻安防監(jiān)控系統(tǒng)3.1 數(shù)字監(jiān)控安防系統(tǒng)架構(gòu)分析1) 數(shù)字視頻編解碼系統(tǒng)數(shù)字視頻編解碼器支持H.264、MPEG2、MPEG4、MJPEG等多種標準編碼格式，提供各種密度的規(guī)格，可支持實時流和存儲流雙流設(shè)計，并能夠支持高至4Mbps的高清碼流或低至128Kbps的標清碼流并且可以根據(jù)用戶需求任意調(diào)整，數(shù)字編解碼設(shè)備，采用電信級制造工藝，可以基

6、于各種網(wǎng)絡(luò)環(huán)境高質(zhì)量、可靠滿足各類網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控前端編碼、存儲和解碼的需求。2) 網(wǎng)絡(luò)視頻存儲系統(tǒng)專業(yè)的IP存儲技術(shù)和強大的數(shù)據(jù)管理服務(wù)器構(gòu)建完善的網(wǎng)絡(luò)存儲系統(tǒng)，存儲資源可以根據(jù)需求分布式部屬并加以統(tǒng)一資源管理和調(diào)度，支持動態(tài)存儲資源管理、在線部署，可以基于統(tǒng)一平臺滿足不同存儲質(zhì)量、容量和服務(wù)質(zhì)量的需求，可以提供完善的備份和存儲生命周期管理功能，同時視頻圖像的SAN高效存儲和數(shù)據(jù)保護功能，同時能夠支持重要數(shù)據(jù)的NAS備份。3) 系統(tǒng)管理平臺視頻管理服務(wù)器、數(shù)據(jù)管理服務(wù)器、客戶端和流媒體服務(wù)器，視頻管理服務(wù)器是用于集中認證、注冊、配置、控制、報警轉(zhuǎn)發(fā)控制的專用信令服務(wù)器，可以實現(xiàn)完善的視頻編解碼設(shè)備網(wǎng)

7、絡(luò)管理功能，支持多臺信令管理服務(wù)器相互協(xié)同工作組建多級多域的管理平臺。數(shù)據(jù)管理服務(wù)器主要功能為管理存儲設(shè)備、存儲資源和視頻數(shù)據(jù)，支持對系統(tǒng)所有存儲資源進行全方位的監(jiān)控和管理，支持不間斷的視頻檢索、回放等業(yè)務(wù)?？蛻舳塑浖梢蕴峁┯押梅奖愕娜藱C界面功能，包括監(jiān)控對象的實時監(jiān)視監(jiān)聽、查詢、云臺控制、接警處理，并集成了基本的GIS功能方便用戶操作。4) 承載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)系統(tǒng)采用網(wǎng)絡(luò)資源對前端視頻編碼器傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進行接入、匯聚、交換，通過設(shè)備自身安全特性和防火墻等實現(xiàn)對邊界安全接入的控制，同時可通過網(wǎng)絡(luò)本身的設(shè)備、協(xié)議冗余實現(xiàn)整個監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性。本次數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)涉及部分視頻安防監(jiān)控系統(tǒng)和，視頻監(jiān)控點主

8、要設(shè)置在和樓宇部分公共區(qū)域，如電梯廳、電梯內(nèi)、走廊、重要出入口、地下停車場等重點區(qū)域的實時監(jiān)控。3.2 前端視頻編碼設(shè)計前端設(shè)備通常采用固定槍式攝像機紅外一體化槍式攝像機（室內(nèi)外）、彩色半球攝像機（用于室內(nèi)）、一體化高速球形云臺攝像機（快球，可用于室內(nèi)外）、電梯轎廂專用攝像機等。所有攝像機通過視頻電纜連接到數(shù)字視頻編碼器，數(shù)字視頻編碼器實現(xiàn)數(shù)字化編碼通過視頻專用網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)桨卜辣O(jiān)控中心。數(shù)字視頻解碼器同時具備視音頻接入及編碼、網(wǎng)絡(luò)接入、雙流輔流和本地緩存功能，內(nèi)置本地緩存功能，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)故障等緊急情況下的本地存儲功能。3.3 視頻監(jiān)控平臺設(shè)計視頻數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)完成整個系統(tǒng)中所有設(shè)備的認證、注冊以及控

9、制信令的下發(fā)功能；同時視頻數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)支持分級分域部署，通過監(jiān)控中心的設(shè)備的部署完成全部視頻監(jiān)控設(shè)備的管理、認證以及權(quán)限分配功能，同時完成數(shù)據(jù)的管理功能，可通過監(jiān)控中心的設(shè)備完成存儲資源分配、以及存儲設(shè)備檢查和存儲數(shù)據(jù)的檢索功能。同時為了滿足突發(fā)事件發(fā)生時監(jiān)控中心需要對前端監(jiān)控點的現(xiàn)場事故進行實時瀏覽或?qū)κ虑鞍l(fā)生的事故進行視頻圖像的檢索需求，能在監(jiān)控中心部署的流媒體服務(wù)器實現(xiàn)在授權(quán)情況下，滿足監(jiān)控中心工作人員以及相關(guān)部門領(lǐng)導(dǎo)通過視頻客戶端完成實時圖像的查看和歷史圖像的調(diào)閱功能。3.4 安防監(jiān)控中心顯示設(shè)計在監(jiān)控中心和管理部門的視頻監(jiān)控中心通過部署軟件客戶端實現(xiàn)對整個系統(tǒng)中所有圖像資源的數(shù)字解碼

10、功能，監(jiān)控中心和管理部門的視頻監(jiān)控中心顯示大屏可通過解碼器設(shè)備自帶的視頻輸出接口直接與監(jiān)控中心的LCD監(jiān)視器/顯示器/等離子電視等顯示設(shè)備進行連接；監(jiān)控中心和管理部門的視頻監(jiān)控中心工作人員或相關(guān)部門領(lǐng)導(dǎo)，在電腦上安裝視頻客戶端軟件，就可以實現(xiàn)所需監(jiān)控區(qū)域的實時圖像、云臺控制和錄像回放功能，易管理，配置簡單。3.5 錄像回放系統(tǒng)設(shè)計在監(jiān)控中心和相關(guān)管理部門的視頻監(jiān)控中心通過安裝軟件客戶端實現(xiàn)對整個系統(tǒng)中所有圖像資源的圖像檢索和錄像回放功能，并可以通過客戶端錄像視頻在監(jiān)控中心視頻監(jiān)視墻進行顯示；同時監(jiān)控中心和管理部門的視頻安防監(jiān)控中心工作人員以及相關(guān)部門領(lǐng)導(dǎo)，在電腦上安裝一套視頻客戶端軟件，就可以

11、實現(xiàn)監(jiān)控區(qū)域內(nèi)的錄像按照時間、攝像機名稱、報警事件檢索和錄像回放瀏覽功能，從而實現(xiàn)在監(jiān)控中心對酒店內(nèi)前端圖像源進行調(diào)閱。3.6 監(jiān)控系統(tǒng)業(yè)務(wù)流程本次視頻安防監(jiān)控系統(tǒng)解決方案借鑒NGN架構(gòu)，采用視頻流控制和承載交換相分離的機制，可以高質(zhì)量的實現(xiàn)各種監(jiān)控業(yè)務(wù)，包括實時監(jiān)控、視頻信息存儲及歷史視頻流回放等；其中VM視頻管理服務(wù)器是整個系統(tǒng)的信令控制和管理核心，所有監(jiān)控的控制流都由VM視頻管理服務(wù)器處理。數(shù)據(jù)管理服務(wù)器作為存儲系統(tǒng)的管理核心，可以對分布式部屬的網(wǎng)絡(luò)存儲設(shè)備存儲資源進行統(tǒng)一的存儲資源管理，靈活實現(xiàn)各種應(yīng)用；系統(tǒng)中的實時監(jiān)視流則是通過IP網(wǎng)絡(luò)進行以分布式的交換和處理。視頻管理客戶端和解碼器

12、通過UDP單播訪問EC編碼器，引入相應(yīng)監(jiān)控場景的音視頻流，從而實現(xiàn)實時查看不同監(jiān)控場景的功能。3.7 視頻傳輸帶寬分析視頻監(jiān)控點攝像機圖像數(shù)字化后直接接入到接入交換機，視頻編碼器對數(shù)字圖像進行編碼后傳輸?shù)胶诵慕粨Q機，網(wǎng)絡(luò)傳輸碼流包括實時視頻流帶寬和存儲帶寬，其中實時視頻流和存儲流均按照每路占用2Mbit/s帶寬計算；視頻數(shù)據(jù)將集中存儲在存儲服務(wù)器的磁盤陣列中,按照2M帶寬計算；實時流通過網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)奖O(jiān)控中心解碼器，同時傳輸32路，實時帶寬共64M；系統(tǒng)設(shè)計的核心交換機應(yīng)最大能夠支持到萬兆，性能完全能夠滿足安防監(jiān)控系統(tǒng)的要求；視頻管理服務(wù)器和流媒體服務(wù)器到核心交換機的帶寬采用千兆方式互聯(lián)，接入交換

13、機上聯(lián)使用千兆光口連接到的核心交換機。本次的視頻安防監(jiān)控和樓宇部分的視頻安防監(jiān)控的管理平臺軟件均采用模塊化設(shè)計，管理平臺主要由四大功能模塊組成：視頻監(jiān)控管理；視頻存儲數(shù)據(jù)管理，流媒體服務(wù)管理以及視頻客戶端。3.8 視頻監(jiān)控傳輸平臺設(shè)計3.8.1 傳輸平臺設(shè)計原則監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的選擇不僅關(guān)系到整個網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)性能的好壞，還涉及到未來整個網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)如何有效地與新技術(shù)接軌和升級的問題。希望一次投入，可以滿足和適應(yīng)不斷發(fā)展的應(yīng)用環(huán)境是不現(xiàn)實的，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的選擇首先應(yīng)立足滿足于目前的需求，選擇一種適當?shù)挠邪l(fā)展前途的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。網(wǎng)絡(luò)平臺是信息化建設(shè)的重要基礎(chǔ)設(shè)施，必須從網(wǎng)絡(luò)信息體系建設(shè)的全局考慮，將計算機網(wǎng)絡(luò)建設(shè)為一

14、個高起點，易于擴充、升級、管理和使用的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。l 先進性和實用性l 可靠性與安全性l 開放性與標準化l 經(jīng)濟性與可擴充性l 易于管理和維護3.8.2 網(wǎng)絡(luò)傳輸平臺部署視頻監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)傳輸平臺采用IP數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控體系建設(shè)一個覆蓋各視頻監(jiān)控區(qū)域，視頻安防監(jiān)控系統(tǒng)核心交換機采用S7503E進行視頻監(jiān)控數(shù)據(jù)的匯聚、交換，前端弱電間采用S3600-28P-EI 24口接入交換機連接前端數(shù)字視頻編碼器VS-EC2004-HF，接入交換機S3600-28P-EI和核心交換機之間通過多模光纖實現(xiàn)1000M互聯(lián)，同時根據(jù)視頻監(jiān)控業(yè)務(wù)的實時性要求。4 門禁控制系統(tǒng)門禁系統(tǒng)的功能是對人的出入進行管理，保證授權(quán)人員

15、的自由出入，限制未授權(quán)人員進入，對強行闖入的行為予以報警，同時對出入人員的代碼，出入時間，出入門的位置等信息進行存儲，從而成為確保區(qū)域安全，實現(xiàn)智能化管理的有效措施。4.1 出入口目標識別裝置門禁系統(tǒng)的主要功能是對目標身份進行檢測，判斷出入人員是否經(jīng)過授權(quán)。只有經(jīng)過出入者的憑證正確才可以通過，否側(cè)將拒絕其進入。出入憑證的種類很多。以各種卡片作為出入憑證，有磁卡、條碼卡、IC卡、韋根卡等。以輸入個人識別碼為憑證，主要有固定鍵盤及亂序鍵盤輸入。以人體生物特征作為判別憑證，如指紋、掌紋、視網(wǎng)膜、聲音等。4.2 軟件功能系統(tǒng)軟件須連接各門禁控制器及讀卡器， 以網(wǎng)絡(luò)形式進行通訊及控制。軟件提供數(shù)據(jù)管理，

16、將有關(guān)讀卡器出入數(shù)據(jù)記錄處理， 輸出聯(lián)動控制或警報訊號給防盜報警系統(tǒng)可以通過電子地圖顯示位置。當主系統(tǒng)發(fā)生故障時，各門禁控制器及讀卡器能如常工作，不受影響。所有出入口控制組態(tài)， 都是通過窗口畫面進行的。所有信道清單都有相關(guān)的說明，便于操作員識別?？刂葡到y(tǒng)不需管理主機(PC)連續(xù)開機，系統(tǒng)可以通過液晶鍵盤直接對單個控制器進行編程管理。系統(tǒng)控制模塊在斷電恢復(fù)后具有自動重新啟動的功能。系統(tǒng)采用先進的微處理技術(shù)，區(qū)域控制器為32位微處理器，基礎(chǔ)內(nèi)存為2M（可擴展成8M）。各網(wǎng)絡(luò)型控制主機采用安防專用以太網(wǎng)（支持TCP/IP協(xié)議）與文件服務(wù)器之間建立雙向數(shù)據(jù)通道從而構(gòu)成完整的系統(tǒng)，網(wǎng)絡(luò)的通訊速率可達19

17、200波特率。系統(tǒng)可以通過液晶鍵盤直接對單個控制器進行編程管理。系統(tǒng)控制模塊在斷電恢復(fù)后具有自動重新啟動的功能。系統(tǒng)組網(wǎng)方便、靈活，符合現(xiàn)代結(jié)構(gòu)化布線要求，擴展性優(yōu)良，遠程控制能力強；系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)采用模塊化設(shè)計結(jié)構(gòu)，各種模塊以R485總線形式連接在一起，系統(tǒng)的硬件及軟件底層協(xié)議均可以開放，方便用戶進行第二次開發(fā)來實現(xiàn)各種系統(tǒng)設(shè)備之間的互聯(lián)、集成。系統(tǒng)可連接多種磁卡或與韋根格式兼容的讀卡器。系統(tǒng)管理軟件均采用中文操作界面，采用了人們所熟悉的窗口，鼠標和鍵盤操作，系統(tǒng)均基于流程圖，幫助和提示操作人員進行操作，簡單方便。在同一系統(tǒng)中可同時擁有報警、出入口控制、智能化控制等多種功能。系統(tǒng)具有安裝簡便、管理

18、容易的特點，適合于各種形式或規(guī)模的應(yīng)用。系統(tǒng)支持網(wǎng)絡(luò)上多用戶、多工作站使用，用戶單位可據(jù)不同的管理需要，設(shè)立多個PC工作站（多個子系統(tǒng)管理中心），也可將所有子系統(tǒng)集成在一個PC工作站上完成所有的功能設(shè)定，進行信息的處理及管理。5 巡更系統(tǒng)電子巡更巡檢系統(tǒng)主要用于安全巡邏和巡檢工作的記錄考核，由巡更巡檢管理軟件、巡檢器和各種巡更點構(gòu)成。其基本的原理就是在巡邏線路上安裝一系列代表不同地點的射頻卡（又稱巡更點），巡邏到各點時巡邏人員用手持巡檢器（相當于讀卡機）讀卡，把代表該點的卡號和時間同時記錄下來。巡邏完成后巡檢器通過通訊線把數(shù)據(jù)傳給計算機，通過軟件進行相關(guān)處理，實現(xiàn)對巡邏情況（地點、時間等）實時

19、記錄及人員考核。5.1 系統(tǒng)實現(xiàn)的功能巡更系統(tǒng)為無線操作巡更系統(tǒng)，使用巡檢器記錄每位置的巡更站的情況。當巡檢器安放在收集器上便將已被閱讀的巡更站數(shù)據(jù)傳送至系統(tǒng)電腦主機。收集器及系統(tǒng)電腦主機設(shè)在地下夾層自營商業(yè)消防監(jiān)控中心。系統(tǒng)管理軟件安裝在管理計算機上，通過軟件可以設(shè)定巡更站編號，巡邏路線，及巡察時需要檢查的事項，然后通過電腦經(jīng)記錄器界面將已設(shè)定的上述數(shù)據(jù)傳送至巡檢器。保安人員需要按照巡檢器設(shè)定的巡查路線巡邏。在巡更時，保安人員利用巡檢器記錄各項巡查和工作進度以獲得巡更確認。當完成第一個巡更站的工作后，保安人員必須順序到第二個已設(shè)定的巡更站，若不依照已設(shè)定的巡更路線而閱讀錯誤巡更站，記錄器會發(fā)出錯誤的聲響并且屏幕上出現(xiàn)說明，以提醒巡更路線發(fā)生錯誤。同一個巡更站不能連續(xù)重讀，當對一個巡更站重復(fù)讀入時，巡檢器的屏幕上出現(xiàn)“巡更站重復(fù)”字樣。若繼續(xù)不依照原定的巡更路線巡邏，其路線錯誤的記錄將被儲存在記錄器內(nèi)以便復(fù)查。在完成巡更后，巡邏記錄資料可直接透過計算機主機內(nèi)的操作軟件后打印報告出來。報告格式為中文版本。巡更站設(shè)在樓梯口、走廊、門廳、地下停車庫等重要保護部分（具體位置見招標文件平面圖）。巡邏人員使用巡檢器上工作清單跟進問題，工作完成后，需要記下工作進度資料，經(jīng)傳送器傳送跟進資料至系統(tǒng)計算主機。5.2 巡更系統(tǒng)管理軟件系統(tǒng)可以在最新版本的Windows