《校園網(wǎng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計10000字（論文）》

.緒論1.1研究背景和意義視頻監(jiān)控系統(tǒng)是安全防范技術(shù)體系中一個重要的組成部分。目前這種系統(tǒng)的應(yīng)用在我國發(fā)展極快,市場競爭激烈。在本次設(shè)計中,視頻監(jiān)控系統(tǒng)主要以下幾部分組成:圖像信息的采集和預(yù)覽;對采集畫面的簡單控制以及存儲和回放功能。隨著計算機技術(shù)的高速發(fā)展,整個系統(tǒng)的向著數(shù)字化,網(wǎng)絡(luò)化,集成化的方向發(fā)展。本文主要論述般視頻監(jiān)控系統(tǒng)的工作原理和設(shè)計方法,以及簡單介紹這種技術(shù)的發(fā)展趨勢。隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，互聯(lián)網(wǎng)一直在影響著人們的生活方式?，F(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的主要意義是促進信息的流動，從網(wǎng)絡(luò)的純文本開始到圖像的色彩和豐富的內(nèi)容，以生動的音視頻信息，通過多形式、全方位的方式改變?nèi)藗儗κ挛锏膶W(xué)習(xí)方式。然而，隨著互聯(lián)網(wǎng)規(guī)模的日益擴大，人們每天都被眼花繚亂的信息所包圍，人們感到困惑，于是人們開始選擇以生動、直觀、音視頻為主體的多媒體。多媒體技術(shù)的應(yīng)用在人們生活中也隨處可見，而視頻監(jiān)控技術(shù)在地鐵行業(yè)中的應(yīng)用最為典型。然而，固定監(jiān)測點的覆蓋率存在一定的局限性，會使事件現(xiàn)場的圖像信息實時反饋到監(jiān)控中心，無法及時得到現(xiàn)場的實際情況。在這種情況下，需要移動視頻監(jiān)控設(shè)備。它將及時趕到現(xiàn)場圖像信息，傳輸?shù)奖O(jiān)控中心，及時全面了解現(xiàn)狀，開發(fā)出更完善的事件處理方案。但如何在復(fù)雜的環(huán)境中，如車站和隧道沿軌道進行現(xiàn)場采集和記錄，并實時向遠程管理中心傳輸信息，特別是對傳輸網(wǎng)絡(luò)的選擇，是一個重要的問題。本文針對地鐵隧道環(huán)境的特點，著重研究如何利用移動視頻監(jiān)控系統(tǒng)有效地解決上述問題。1.2視頻監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展歷程視頻監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展大致經(jīng)歷了三個階段。在九十年代初以前,主要是以模擬設(shè)備為主的閉路電視監(jiān)控系統(tǒng),稱為第一代模擬監(jiān)控系統(tǒng)。九十年代中期,隨著計算機處理能力的提高和視頻技術(shù)的發(fā)展,人們利用計算機的高速數(shù)據(jù)處理能力進行視頻的采集和處理,利用顯示器的高分辨率實現(xiàn)圖像的多畫面顯示,從而大大提高了圖像質(zhì)量,這種基于PC機的多媒體主控臺系統(tǒng)稱為第二代數(shù)字化本地視頻監(jiān)控系統(tǒng)。九十年代末,隨著網(wǎng)絡(luò)帶寬、計算機處理能力和存儲容量的快速提高,以及各種實用視頻處理技術(shù)的出現(xiàn),視頻監(jiān)控步入了全數(shù)字化的網(wǎng)絡(luò)時代,稱為第三代遠程視頻監(jiān)控系統(tǒng)。第三代視頻監(jiān)控系統(tǒng)以網(wǎng)絡(luò)為依托,以數(shù)字視頻的壓縮、傳輸、存儲和播放為核心,以智能實用的圖像分析為特色,引發(fā)了視頻監(jiān)控行業(yè)的技術(shù)革命,受到了學(xué)術(shù)界、產(chǎn)業(yè)界和使用部門的高度重視。近年來,隨著計算機、網(wǎng)絡(luò)以及圖像處理、傳輸技術(shù)的飛速發(fā)展,視頻監(jiān)控制技術(shù)也得到飛速發(fā)展。由于視頻控制系統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域廣泛,而且發(fā)展迅速,目前在國內(nèi)外市場上,推出了數(shù)字控制的模擬視頻監(jiān)控和數(shù)字視頻監(jiān)控兩類產(chǎn)品。前者技術(shù)發(fā)展已經(jīng)非常成熟、性能穩(wěn)定,并在實際工程應(yīng)用中得到廣泛應(yīng)用,特別是在大、中型視頻監(jiān)控工程中的應(yīng)用尤為廣泛;后者是新近崛起的以計算機技術(shù)及圖像視頻壓縮為核心的新型視頻監(jiān)控系統(tǒng),該系統(tǒng)解決了模擬系統(tǒng)部分弊端而迅速崛起,但仍需進一步完善和發(fā)展。1.3系統(tǒng)概述通過上述保安措施給學(xué)校辦公樓的工作人員提供一個安全、舒適的工作環(huán)境，加強辦公樓內(nèi)的治安管理和內(nèi)部管理，提高辦公樓的管理水平，減少管理人員的工作強度，使有關(guān)人員動態(tài)地掌握各類事件的發(fā)生，防患于未然。通過視頻安防監(jiān)控系統(tǒng)、入侵報警系統(tǒng)等為辦公樓內(nèi)的管理人員、公共財產(chǎn)提供一個全方位的綜合保護作用，提高辦公樓抗風(fēng)險能力和緊急狀態(tài)下處理事故的能力，同時為辦公樓管理提供管理數(shù)據(jù)。2.項目概況2.1工程概況目前，我們學(xué)校的校園網(wǎng)由我們系的校園網(wǎng)和分校的校園網(wǎng)組成。各地區(qū)的融合是通過城域網(wǎng)主干光纖匯聚到學(xué)?？偛康暮诵慕粨Q機與互聯(lián)網(wǎng)連接來實現(xiàn)的。我們學(xué)校擁有三家互聯(lián)網(wǎng)運營商，即移動、聯(lián)通和電信，其中移動的主干帶寬為2G，聯(lián)通和電信的主干帶寬各為5000萬。自2005年以來，校園網(wǎng)已經(jīng)實現(xiàn)了主干網(wǎng)1000米、桌面網(wǎng)1億米的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。最近，正在為建設(shè)10萬億校園網(wǎng)做準(zhǔn)備。圖2.1校園網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湫@網(wǎng)的核心層和匯聚層通過光纖連接，接入層使用五種以上的信息模塊。這些建筑由光纖連接。建筑物中的傳輸介質(zhì)包括五種雙絞線和多模光纖。主干網(wǎng)的帶寬為1000米，桌面帶寬為1000米。校園網(wǎng)覆蓋各個部門的辦公室、教室和實驗室。涵蓋公共建筑，如行政大樓、圖書館、演出中心等。與此同時，在施工開始時，為所有主要道路、操場、入口和出口保留了信息訪問模塊。隨著校園規(guī)模的不斷擴大和場館的逐漸分散，學(xué)生越來越多，校園周邊環(huán)境越來越復(fù)雜，校園暴力和安全事故頻發(fā)，學(xué)校安保人員疲于應(yīng)對。為了解決安全問題，本校工業(yè)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院搭建的小型監(jiān)控系統(tǒng)主要部署在學(xué)校大門和幾棟重點建筑的入口處。它使用一種混合的模擬——數(shù)字監(jiān)控方案來形成一個網(wǎng)絡(luò)。它還包括五個功能模塊:視頻源、傳輸、切換和控制、視頻顯示、視頻和音頻存儲。它采用模擬采集、傳輸和顯示系統(tǒng)，其中監(jiān)控存儲部分已經(jīng)數(shù)字化，主要采用數(shù)字硬盤錄像機。其拓?fù)淙缦聢D2.2所示：圖2.2我校視頻監(jiān)控系統(tǒng)拓?fù)鋱D校園網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)由于其獨特的環(huán)境，不僅可以起到安全監(jiān)控的作用，還可以配合其他技術(shù)設(shè)備和手段實現(xiàn)一些具有校園特色的視頻服務(wù)，如遠程教學(xué)和電子監(jiān)考。遠程教育:好的教學(xué)經(jīng)驗總是值得更多的人去觀察和學(xué)習(xí)。室內(nèi)網(wǎng)絡(luò)攝像機可以實時記錄高質(zhì)量的課堂教學(xué)，并在很短的時間內(nèi)發(fā)布到網(wǎng)上。這不僅保證了正常的教學(xué)秩序，而且在不限制學(xué)生人數(shù)的情況下，提升了優(yōu)秀的教師和課程，方便了更多的學(xué)生享受高質(zhì)量的教學(xué)資源。電子監(jiān)考:目前，在高校中，手工監(jiān)考仍然是我國各種考試的主要監(jiān)考方式。然而，人工監(jiān)考會給考生造成心理壓力，同時也不能完全控制考場紀(jì)律。在浪費人力物力的情況下，它并沒有解決考場作弊的隱患。因此，電子監(jiān)考已逐漸成為我國大型考試的一種監(jiān)考方式。通過室內(nèi)集成攝像頭，網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)可以提供比傳統(tǒng)視頻監(jiān)控更清晰、更穩(wěn)定的圖像。監(jiān)考人員少，可以在監(jiān)控室實時控制考場的所有情況，必要時可以將鏡頭聚焦到特定位置，以發(fā)現(xiàn)或防止作弊。由于監(jiān)考人員不在場，學(xué)生在輕松的狀態(tài)下更容易取得好成績。同時，在沒有監(jiān)考人員的情況下，它也測試學(xué)生的誠信。檢查現(xiàn)場的視頻將在磁盤陣列上存儲一段時間，并可隨時讀取和比較，以便于以后的調(diào)查。2.2項目設(shè)計原則和需求分析2.2.1原則分析系統(tǒng)的設(shè)置和設(shè)計遵循以下原則:實用性、先進性、可靠性、獨立性、合理性、專業(yè)性、安全性、經(jīng)濟性、聯(lián)動性和集成性。視頻監(jiān)控設(shè)計是一個多學(xué)科、多學(xué)科的綜合問題，建筑規(guī)模越大，功能越多，控制項目越復(fù)雜。因此，在現(xiàn)代建筑設(shè)施中，消防設(shè)計必須盡可能采用機械化和自動化，并采用快速可靠的控制方法，以盡量減少經(jīng)濟損失。在設(shè)計系統(tǒng)時，還應(yīng)注意在相同條件下，應(yīng)盡可能優(yōu)先考慮國產(chǎn)設(shè)備，在不必要時，不應(yīng)輕易進口國外設(shè)備。一個原因是外國產(chǎn)品通常很貴，需要外匯，將來不便于維護，并且受人為控制。此外，國產(chǎn)產(chǎn)品也在不斷提高，其性能指標(biāo)和技術(shù)水平并不比國外產(chǎn)品差。采用國產(chǎn)設(shè)備有利于民族工業(yè)的發(fā)展，可以節(jié)省大量外匯。本項目的方案設(shè)計遵循技術(shù)先進、功能齊全、性能穩(wěn)定、節(jié)約成本的原則。此外，還將綜合考慮建設(shè)、維護和運營等因素，為未來的開發(fā)、擴建、改造等因素留有擴展空間。該系統(tǒng)的設(shè)計內(nèi)容系統(tǒng)、完整、全面。設(shè)計方案科學(xué)、合理、可操作。它有以下原則：(1)先進性和適用性系統(tǒng)的技術(shù)性能和質(zhì)量指標(biāo)達到國家標(biāo)準(zhǔn)；同時，系統(tǒng)的安裝、調(diào)試、軟件編程和運行應(yīng)簡單易行，易于掌握，并適合我國國情和工程特點。該系統(tǒng)集成了世界上許多先進技術(shù)，體現(xiàn)了計算機控制技術(shù)和計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的最新發(fā)展水平，符合時代發(fā)展的要求。同時，該系統(tǒng)是一個針對不同管理層次的系統(tǒng)。其功能配置基于為用戶提供舒適、安全、方便和快捷的原則。它的操作應(yīng)該簡單易學(xué)。(2)經(jīng)濟實用充分考慮用戶的實際需求和信息技術(shù)的發(fā)展趨勢，根據(jù)用戶的現(xiàn)場環(huán)境，設(shè)計和選擇適合現(xiàn)場條件和滿足用戶要求的功能和系統(tǒng)配置方案。通過緊密有機的結(jié)合，可以達到最佳的性價比，從而節(jié)約工程投資，保證系統(tǒng)功能實現(xiàn)的要求，經(jīng)濟實用。(3)可靠性和安全性系統(tǒng)的設(shè)計應(yīng)具有較高的可靠性，能夠保證系統(tǒng)故障或事故造成中斷后數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性、完整性和一致性，并具有快速恢復(fù)的功能。同時，系統(tǒng)具有一套完整的系統(tǒng)管理策略，能夠保證系統(tǒng)的安全運行。(4)開放性以現(xiàn)有成熟產(chǎn)品為設(shè)計對象，同時考慮到周邊信息通信環(huán)境的現(xiàn)狀和技術(shù)發(fā)展趨勢，可以實現(xiàn)消防、防盜和聚光系統(tǒng)的聯(lián)動，具有RJ-45網(wǎng)絡(luò)通信端口，可以實現(xiàn)遠程控制。(5)延展性系統(tǒng)設(shè)計考慮到未來技術(shù)開發(fā)和使用的需要，并有更新、擴展和升級的可能性。根據(jù)未來項目的實際需求，系統(tǒng)功能將會擴展。同時，為了滿足未來的開發(fā)需求，設(shè)計中還會留有冗余。(6)保持足夠的膨脹能力本項目設(shè)備的控制能力有所保留，以改造系統(tǒng)中新的控制點。該系統(tǒng)還保留與其他計算機或自動化系統(tǒng)連接的接口；我們還將盡力考慮科學(xué)的未來發(fā)展和新技術(shù)的應(yīng)用。(7)提高監(jiān)管和綜合管理水平本項目的系統(tǒng)設(shè)備控制要求高效、準(zhǔn)確、可靠。該系統(tǒng)通過中央控制系統(tǒng)全面監(jiān)控各子系統(tǒng)的運行，并隨時動態(tài)支持監(jiān)控和報警。閉路電視監(jiān)控大大降低了勞動強度和設(shè)備運行維護人員。此外，系統(tǒng)的全面綜合管理可以使設(shè)備在最佳組合和最佳條件下運行，不僅可以節(jié)約能源，還可以大大降低設(shè)備損耗和設(shè)備維護成本，從而提高監(jiān)管和綜合管理水平。2.2.2系統(tǒng)總體需求和構(gòu)成分析（1）需求分析統(tǒng)一通信系統(tǒng)中移動視頻監(jiān)控終端的設(shè)計與實現(xiàn)需要監(jiān)控終端的同步配合，這些監(jiān)控終端可以是已注冊并登錄流媒體服務(wù)器的計算機設(shè)備，也可以是可隨時注冊并登錄的移動智能安卓設(shè)備。這些監(jiān)控終端可以實時解碼接收到的音頻和視頻，并實時回放。他們還可以回放在登錄前沒有查看過的監(jiān)控圖片。另一個最重要的功能是視頻采集終端和視頻監(jiān)控終端之間的語音通話:該語音通話功能在移動音視頻采集終端和音視頻監(jiān)控終端回放終端同步實現(xiàn)?？紤]到為了減輕移動視頻監(jiān)控流媒體服務(wù)器的壓力，兩端人員之間的語音通話是通過SIP服務(wù)器實現(xiàn)的，即以SIP服務(wù)器作為兩端語音通話的媒介，完成語音數(shù)據(jù)的編碼和解碼，并實時傳輸語音數(shù)據(jù)，實現(xiàn)語音通話，主要分類如下：應(yīng)急處理:便于管理人員管理突發(fā)事件，利用移動視頻監(jiān)控現(xiàn)場報告一些重大事故和事件。執(zhí)法人員調(diào)查:方便公安、工商、海關(guān)、城管、質(zhì)檢、環(huán)保、文化、海監(jiān)、邊防等各級執(zhí)法機構(gòu)現(xiàn)場執(zhí)法。新聞直播:新聞機構(gòu)、廣播電視、互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)站進行現(xiàn)場音頻和視頻直播、緊急報告、現(xiàn)場連接等。臨時監(jiān)控:巡視檢查、臨時場館監(jiān)控管理、治安調(diào)查、大型活動監(jiān)控管理等。鑒于上述情況，移動視頻監(jiān)控系統(tǒng)在統(tǒng)一通信平臺上的主要工作流程是使用帶攝像頭和麥克風(fēng)的智能終端設(shè)備或帶錄音功能的固定攝像頭作為音視頻采集終端。采集終端采集音視頻數(shù)據(jù)后，由于數(shù)據(jù)量大，不利于存儲在存儲容量小的移動設(shè)備上，也不利于在無線或4G網(wǎng)絡(luò)上傳輸。在移動采集終端上進行編碼和壓縮處理，然后上傳到流媒體服務(wù)器。音頻和視頻數(shù)據(jù)在服務(wù)器上被進一步高質(zhì)量地編碼和壓縮，以確保音頻和視頻的接收質(zhì)量。(2)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的組成辦公樓的安全技術(shù)防范工程由入侵報警和視頻監(jiān)控子系統(tǒng)集成或組合而成。為了保證上述子系統(tǒng)的安全可靠使用，還包括傳輸、防雷接地和供電等輔助子系統(tǒng)(包括備用電源，備用電源中發(fā)電機的配置應(yīng)根據(jù)土建安裝工程和消防工程中備用電源的要求考慮)。本設(shè)計主要針對視頻監(jiān)控系統(tǒng)。①視頻監(jiān)控子系統(tǒng)監(jiān)控監(jiān)控中心、圍墻、辦公樓出入口等重要部位，盡可能監(jiān)控整個辦公樓。對于行政區(qū)域內(nèi)的重要部位，可以根據(jù)現(xiàn)場情況設(shè)置視頻安全監(jiān)控。視頻安全監(jiān)控子系統(tǒng)應(yīng)能進行分組、巡邏和定點切換監(jiān)控；它具有在圖像輸入和輸出信號上疊加漢字的功能。它具有圖像存儲功能，并記錄時間和地點等信息，以便將來檢索。它具有與入侵報警子系統(tǒng)的聯(lián)動功能。當(dāng)發(fā)生手動緊急報警或入侵報警時，能自動調(diào)出報警位置或附近的圖像，圖像存儲裝置能實時錄像，保證實時回放。室外攝像機應(yīng)采用彩色快速球攝像機，并考慮夜間輔助照明設(shè)備。帶有各種監(jiān)控圍墻、辦公室大門、廣場、主要交通路口等的攝像頭。應(yīng)該是集成球攝像機，而其余的可以是固定攝像機。圖像切換和控制應(yīng)采用視頻矩陣控制器，圖像存儲設(shè)備應(yīng)采用嵌入式數(shù)字硬盤錄像機。②監(jiān)控中心辦公樓安全技術(shù)防范工程應(yīng)通過監(jiān)控中心的安全管理系統(tǒng)實現(xiàn)對各子系統(tǒng)的統(tǒng)一管理和監(jiān)控，各子系統(tǒng)可以獨立工作。監(jiān)控中心應(yīng)以多媒體計算機為主控單元，考慮冗余設(shè)計，滿足全年連續(xù)不間斷運行的需要。該系統(tǒng)應(yīng)具有多媒體電子地圖功能，能夠虛擬監(jiān)控現(xiàn)場，并通過聲光顯示網(wǎng)絡(luò)上報警點、巡邏點和受損點的具體位置。監(jiān)控中心應(yīng)有保障自身安全的保護措施和內(nèi)外通信手段，并配備應(yīng)急報警裝置和向上一級報警中心報警的通信接口。2.2.3移動視頻監(jiān)控終端功能性需求根據(jù)對移動視頻監(jiān)控終端的需求分析和終端的整體功能，可以看出移動視頻監(jiān)控系統(tǒng)主要包括以下功能:(1)視頻監(jiān)控視頻監(jiān)控功能主要包括音視頻采集、音視頻編解碼、流媒體傳輸、音視頻解碼和播放。安卓智能設(shè)備的攝像頭和麥克風(fēng)用于采集監(jiān)控端的視頻圖像和聲音。在根據(jù)H.264標(biāo)準(zhǔn)對數(shù)據(jù)進行編碼和壓縮之后，數(shù)據(jù)通過無線網(wǎng)絡(luò)上傳到流媒體服務(wù)器。流媒體服務(wù)器負(fù)責(zé)將音頻和視頻數(shù)據(jù)傳輸?shù)阶圆⒌卿浀椒?wù)器的設(shè)備。音頻和視頻接收器首先解密音頻和視頻數(shù)據(jù)，并播放或監(jiān)控圖像。(2)語音對講機語音對講功能主要包括音頻采集、音頻編解碼和音頻播放。語音通信的兩個終端都包括這三個功能。通信過程如下:語音通信雙方或多方必須注冊并登錄到SIP服務(wù)器。每一方都擁有一個帶麥克風(fēng)功能的智能終端設(shè)備。設(shè)備采集到音頻數(shù)據(jù)后，在該設(shè)備上使用G.729AB進行壓縮編碼，然后通過帶寬較小的無線網(wǎng)絡(luò)上傳到SIP服務(wù)器。SIP服務(wù)器將音頻數(shù)據(jù)實時傳輸?shù)降卿浀皆摲?wù)器的其他終端設(shè)備。從而實現(xiàn)多方語音通話功能。(3)用戶管理管理音視頻采集端和音視頻播放端的設(shè)備，包括注冊、登錄管理、權(quán)限管理和相關(guān)設(shè)置管理。服務(wù)器端實現(xiàn)可視化管理界面，可以顯示用戶登錄設(shè)備等一系列相關(guān)信息，并設(shè)置管理員權(quán)限，允許管理員查看和刪除用戶。此外，安卓智能終端設(shè)備的軟件界面需要實現(xiàn)相應(yīng)的用戶管理功能，如注冊登錄服務(wù)器界面、根據(jù)網(wǎng)絡(luò)條件設(shè)置視頻圖像的清晰度、控制視頻播放、放大縮小監(jiān)控圖像等。2.2.4移動視頻監(jiān)控終端非功能性需求在軟件應(yīng)用市場上，應(yīng)用程序有很多種。作為主要用于移動智能設(shè)備的軟件，除了實現(xiàn)上述系統(tǒng)的功能需求外，非功能需求也需要仔細(xì)考慮。主要有以下兩個要求:(1)性能要求主要是指在傳輸?shù)斤@示器和播放設(shè)備時，需要保證顯示器屏幕的清晰和流暢，沒有太多的延時、屏幕抖動、秒跳、模糊、暫停、屏幕閃爍等影響用戶體驗的缺陷。這需要采集端的壓縮編碼模塊和回放端的解碼模塊來確保高質(zhì)量的音頻和視頻數(shù)據(jù)。此外，語音對講需要實時語音通信，以確保通話的語音延遲保持在0.5s以內(nèi)，通話正常流暢。這是為了保證在當(dāng)前無線網(wǎng)絡(luò)帶寬一定的情況下，為用戶提供清晰流暢的視頻監(jiān)控畫面和正常的高保真語音通話，讓用戶體驗良好。(2)接口設(shè)計要求對于移動客戶端軟件，用戶界面設(shè)計的質(zhì)量直接影響用戶是否會下載自己開發(fā)的應(yīng)用程序和體驗。設(shè)計的用戶界面不僅要符合用戶的審美，還要符合用戶的使用習(xí)慣。例如，一些簡單的確認(rèn)和取消按鈕的不合理設(shè)置會誤導(dǎo)用戶，用戶在反復(fù)按錯按鈕后會對軟件產(chǎn)生抵觸情緒，甚至?xí)遁d軟件，并且會做出不良評論，這將嚴(yán)重影響將來需要下載應(yīng)用程序的用戶。3.視頻安防監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計分析3.1監(jiān)控終端軟件功能分析監(jiān)控終端軟件系統(tǒng)在系統(tǒng)啟動時自動初始化，進入監(jiān)控狀態(tài)，并保持服務(wù)器和服務(wù)器之間的連接。監(jiān)控終端接收服務(wù)器發(fā)送的控制命令，并根據(jù)控制命令執(zhí)行相應(yīng)的工作。同時，多功能顯示終端也可以控制監(jiān)控終端，但顯示終端必須在授權(quán)范圍內(nèi)。圖3.1監(jiān)控終端系統(tǒng)根據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)的一般功能描述和監(jiān)控服務(wù)器的功能描述，分析監(jiān)控系統(tǒng)的服務(wù)器端可以通過監(jiān)控終端實現(xiàn)，如圖3.3所示。1.實時監(jiān)控。它由系統(tǒng)操作員觸發(fā)以捕獲監(jiān)視器屏幕，并且可以同時向系統(tǒng)操作員或多功能顯示器終端用戶呈現(xiàn)多個視頻媒體流?；胤拍Ｊ接袃蓚€選項，一個是默認(rèn)格式，另一個可以由用戶根據(jù)屏幕大小進行調(diào)整。2.控制和監(jiān)控。在系統(tǒng)操作員的觸發(fā)下，系統(tǒng)操作員可以控制連接的終端開始傳輸媒體，最后將媒體采集參數(shù)傳輸給媒體和其他多功能顯示終端，這些終端也可以在授權(quán)范圍內(nèi)使用，維護多功能顯示終端和監(jiān)控終端之間的實時會話信息。3.監(jiān)控信息。由系統(tǒng)操作員觸發(fā)，系統(tǒng)操作員可以訂閱監(jiān)控終端的狀態(tài)信息。當(dāng)監(jiān)控終端的狀態(tài)信息改變時，例如位置改變，監(jiān)控終端向用戶發(fā)送更新的新狀態(tài)信息。對于多功能顯示終端，也可以進行相應(yīng)的操作，訂閱授權(quán)范圍內(nèi)的監(jiān)控終端的狀態(tài)信息。3.2傳輸網(wǎng)絡(luò)設(shè)計3.2.1傳輸網(wǎng)絡(luò)要求在視頻監(jiān)控系統(tǒng)中，視頻傳輸是一個非常重要的環(huán)節(jié)。用于傳輸視頻信號的介質(zhì)主要包括同軸電纜、光纖和雙絞線。一般來說，傳輸網(wǎng)絡(luò)要求:(1)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)設(shè)計視頻監(jiān)控傳輸網(wǎng)絡(luò)部分的功能是接入監(jiān)控系統(tǒng)中的各種設(shè)備，進行信號傳輸、數(shù)據(jù)傳輸和管理指令傳輸，甚至供電。這種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)包括兩部分:核心層和接入層。核心層的主要設(shè)備是核心交換機，用于連接整個視頻監(jiān)控系統(tǒng)的各個組件。核心交換機需要背板的高帶寬和處理能力。可靠性要求也很高，通常采用雙電源、雙發(fā)動機。訪問層有兩種訪問對象：前端采集圖像信息訪問和用戶訪問。前端設(shè)備應(yīng)使用獨立的IP地址網(wǎng)段，通過IP網(wǎng)絡(luò)連接到控制和管理平臺或存儲系統(tǒng)。前端攝像頭接入通常采用光纖接入和雙絞線網(wǎng)絡(luò)接入。如下圖2.4所示，雙絞線電纜適用于短距離傳輸。在前端攝像頭距離接入層交換機不超過100米的情況下(留有終端容差，最長不超過90米)，采用電纜傳輸，既便宜又實用。圖3.2前端網(wǎng)線傳輸示意圖對于用戶訪問的網(wǎng)絡(luò)部分，應(yīng)考慮用戶數(shù)量和用戶權(quán)限，滿足用戶獲取高清實時監(jiān)控圖像和搜索、咨詢、下載保存視頻的需求。10，000兆瓦/千兆位光纖鏈路接入網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計應(yīng)確?？刂坪凸芾砥脚_及客戶的使用。(2)網(wǎng)絡(luò)IP地址規(guī)劃在TCP/IP系統(tǒng)中，IP地址的合理分配是反映網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?、展現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)和路由特性、保證網(wǎng)絡(luò)資源有效分配的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。這些在網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)中尤為突出。因此，在規(guī)劃網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)中各設(shè)備的IP地址時，應(yīng)充分考慮本地網(wǎng)絡(luò)對IP地址的限制和規(guī)定。設(shè)計過程中應(yīng)注意以下原則:唯一性原則:選擇足夠大的地址池，以確保在IP網(wǎng)絡(luò)中沒有兩個網(wǎng)絡(luò)適配器可以采用相同的IP地址。簡單性原則:地址分配應(yīng)遵循易用、易懂和易記憶的原則，以降低網(wǎng)絡(luò)擴展的復(fù)雜性。連續(xù)性原則:為了減少路由表和提高路由器效率，同類設(shè)備根據(jù)物理位置鄰接原則使用連續(xù)地址?？缮炜s性原則:考慮到當(dāng)規(guī)模擴大時可以保證地址的連續(xù)性，每一級的地址分配應(yīng)該留有足夠的余量。(3)網(wǎng)絡(luò)傳輸帶寬要求網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)是一個大流量、多并發(fā)、基于寫的應(yīng)用。視頻圖像的高質(zhì)量傳輸需要高帶寬?？紤]到傳輸過程的開銷，網(wǎng)絡(luò)帶寬有如下要求:帶寬輕負(fù)載原則，設(shè)計帶寬為平均傳輸流量的1.5-2倍。核心交換機和接入層交換機之間的鏈路寬度應(yīng)該超過千兆位。存儲設(shè)備與核心交換機之間的鏈路應(yīng)為2GB或更大，并應(yīng)設(shè)置冗余鏈路和負(fù)載平衡。從前端采集部分和用戶桌面到接入交換機的帶寬應(yīng)為100米或以上。3.2.2傳輸網(wǎng)絡(luò)方案（1）網(wǎng)絡(luò)可靠性設(shè)計網(wǎng)絡(luò)傳輸質(zhì)量影響視頻監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控效果和取證效果，應(yīng)從傳輸鏈路和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的可靠性入手。傳輸鏈路的可靠性主要取決于冗余鏈路的設(shè)計和關(guān)鍵節(jié)點間的負(fù)載平衡。網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的可靠性主要通過關(guān)鍵部件的冗余備份、關(guān)鍵設(shè)備的冗余備份和快速鏈路故障檢測來實現(xiàn)。在網(wǎng)絡(luò)故障的情況下，首先，網(wǎng)絡(luò)動態(tài)調(diào)整備用鏈路和備用設(shè)備的虛擬鏈路負(fù)載。其次，需要快速鏈路故障檢測來發(fā)現(xiàn)故障點，并及時用備用設(shè)備和備用組件替換。(2)網(wǎng)絡(luò)管理規(guī)劃網(wǎng)絡(luò)維護和管理以人為本，完善的管理體系和嚴(yán)格的實施是保證網(wǎng)絡(luò)傳輸質(zhì)量的重要保證。網(wǎng)絡(luò)管理包括網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控管理、應(yīng)急運行管理和日常維護管理。網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)監(jiān)控通過監(jiān)控協(xié)議和監(jiān)控平臺以具體的方式呈現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的信息和事件，及時發(fā)現(xiàn)問題并及時處理。應(yīng)急運行管理是通過網(wǎng)絡(luò)管理平臺和人工操作，如主備倒閘、離網(wǎng)隔離等按照既定流程進行的操作。日常維護管理是根據(jù)既定的管理規(guī)定，對錯誤、故障、報警和異常監(jiān)控曲線進行日常調(diào)查和維護。3.3存儲體系方案視頻監(jiān)控應(yīng)用程序是一個基于寫的存儲應(yīng)用程序。該方案的存儲系統(tǒng)采用IP-SANNVR模式，網(wǎng)絡(luò)攝像機不直接與平臺接口，而是先訪問NVR存儲，然后通過存儲系統(tǒng)訪問平臺，實現(xiàn)視頻直接存儲。存儲方案拓?fù)鋱D如下圖3.3所示：圖3.3基于校園網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)存儲方案設(shè)計圖本設(shè)計針對視頻監(jiān)控系統(tǒng)專用存儲系統(tǒng)的問題，解決了大碼流、多并發(fā)、面向?qū)懙拇鎯鉀Q方案。它在提供高性能的IP-SAN存儲的同時，集成了NAS存儲的文件級共享特性，并預(yù)先存儲了一些存儲的可靠性、可擴展性和高性能要求。同時，基于IP-SAN的存儲系統(tǒng)本身就是一個非常經(jīng)濟高效的體系結(jié)構(gòu)。它依賴于現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，不需要購買額外的交換設(shè)備。只要管理人員熟悉IP網(wǎng)絡(luò)，就很容易管理。3.4視頻監(jiān)控及入侵報警結(jié)構(gòu)圖圖3.4入侵報警結(jié)構(gòu)圖報警系統(tǒng)與監(jiān)控系統(tǒng)的硬盤錄像或矩陣系統(tǒng)相連。一般情況下，報警后連接報警系統(tǒng)啟動硬盤錄像，或?qū)⒕仃囅到y(tǒng)的報警點切換到主屏幕，同時驅(qū)動錄像，或啟動智能預(yù)設(shè)位置的快速球攝像機向預(yù)設(shè)方向旋轉(zhuǎn)，或啟動與該點對應(yīng)的其他控制設(shè)備，如射燈、照明或環(huán)境監(jiān)測報警器連接排風(fēng)、除濕等。其次，報警聯(lián)動應(yīng)實現(xiàn)報警點和監(jiān)控點之間的一對一聯(lián)動功能，在需要相應(yīng)監(jiān)控報警點的區(qū)域，需要一對一的相應(yīng)攝像機和探測器。當(dāng)檢測器在啟動(保護)狀態(tài)下檢測到環(huán)境變化報警時，報警主機啟動報警，并通過可編程輸出端口:監(jiān)控點對應(yīng)的監(jiān)控主機(矩陣或硬盤視頻主機)的報警輸入/輸出盒(或內(nèi)部模塊)向監(jiān)控系統(tǒng)的聯(lián)合報警輸入端輸出一一對應(yīng)的報警信息。監(jiān)控主機聯(lián)動輸入端口的容量(通道數(shù))取決于每個系統(tǒng)的支持設(shè)備。第三，還有一個最簡單的聯(lián)動系統(tǒng)，即報警探測器的信號端口直接連接到監(jiān)控主機(硬盤機或矩陣主機)的報警聯(lián)動模塊，探測器的電源單獨供電，也可以實現(xiàn)聯(lián)動。但是，相對而言，系統(tǒng)的供電和功能并不完善(供電系統(tǒng)外的供電是一個不精確的系統(tǒng))，其他聯(lián)動功能無法實現(xiàn)。例如，它與報警系統(tǒng)的其他報警事件(如火災(zāi)報警、搶劫報警、通訊故障)相連，報警后的聯(lián)動信號不能實現(xiàn)為脈沖或閉鎖、常開或常閉，報警探測器不受用戶布防和撤防的控制，因此聯(lián)動錄像或切換動作可能沒有用，不能真正起到聯(lián)動作用。3.5監(jiān)控攝像頭系統(tǒng)配置安全監(jiān)控系統(tǒng)分別監(jiān)控監(jiān)控中心、圍墻和辦公樓出入口，并專門配置攝像功能，有效監(jiān)控整個辦公樓，控制整個辦公樓的整體安全工作。具體配置如下:周界審查攝像機用于審查周界報警，彩色半球攝像機與主動紅外報警一起使用。每對主動紅外報警器對應(yīng)一個彩色固定攝像頭，加強了對周邊圍欄的監(jiān)控。根據(jù)上述配置原則，本項目配備了6臺彩色全局?jǐn)z像機，保證無死角監(jiān)控，同輔以多種彩色集成槍攝像機和半球攝像機，進行對外拓展監(jiān)控。該系統(tǒng)將達到的效果是，監(jiān)控室將對重要區(qū)域的所有異常情況進行監(jiān)控，不僅可以監(jiān)控所有攝像機的電視圖像，還可以實時記錄所有電視圖像。本項目視頻安防監(jiān)控子系統(tǒng)可進行分組、巡視和定點切換監(jiān)控；它具有在圖像輸入和輸出信號上疊加漢字的功能。它具有圖像存儲功能，并記錄時間和地點等信息，以便將來檢索。它具有與入侵報警子系統(tǒng)的聯(lián)動功能。當(dāng)發(fā)生手動緊急報警或入侵報警時，能自動調(diào)出報警位置或附近的圖像，圖像存儲裝置能實時錄像，保證實時回放。圖像切換和控制采用視頻矩陣控制器，圖像存儲設(shè)備采用嵌入式數(shù)字硬盤錄像機進行實時記錄。另外，為了更好地滿足實際技術(shù)應(yīng)用的要求，選擇了符合國際UL標(biāo)準(zhǔn)或聯(lián)邦通信委員會標(biāo)準(zhǔn)并通過國家質(zhì)量認(rèn)證的名牌和高質(zhì)量產(chǎn)品，“系統(tǒng)關(guān)鍵部件等設(shè)備和技術(shù)采用了目前世界上先進的產(chǎn)品和成熟的技術(shù)”。前端設(shè)備與建筑風(fēng)格之美融為一體，系統(tǒng)所需的材料、設(shè)備和性價比適合中國國情。4.結(jié)語隨著信息技術(shù)、安全技術(shù)的發(fā)展,視頻監(jiān)控技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用與世界各個角落,成為日常生活中的一部分,發(fā)揮著巨大的作用?；诎踩康囊曨l智能監(jiān)控技術(shù)的發(fā)展己經(jīng)成為衡量國家安全與社會發(fā)展的重要標(biāo)志。它從最初的模擬視頻監(jiān)控技術(shù)到數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控技術(shù),從24小時需要人工守候監(jiān)控到智能自動視覺監(jiān)控的發(fā)展,使人們深深體會到科學(xué)技術(shù)的發(fā)展力量。隨著我國教育事業(yè)的發(fā)展和“安全校園”理念的推廣和深化，在校園面積不斷增加、師生人