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2014
高清网络视频监控系统初步设计方案
吉林省天莱安防科技有限公司
1
一.
系统概述
随着社会主义市场经济的发展,
社会各行业在实际应用中对安全防范行业提
出了更高的要求。而数字网络监控技术作为一种行之有效的安防和自动化管理
,
已被各个行业安防监控系统所广泛采用。
它一方面使单位管理
部门能获取各个重
要场所内的情况、
安全防范,
产生的大量实时信息,
更有利于加强对单位的安全
的管
理;另一方面又可提高工作效率
,
达到现代化网络的管理水平。
安装数字网络监控系统,
能大大减少
不必要的人力、
物力,
实时高度监控可
视区域,
做到控制现场人员的实际运作现状,
实时快速的反映所
发生的一切事物,
便于及时应付处理突发变故事件等;达到安全防范和安全管理的宏观动
态监控、
微观取证的目的。
根据
“数字式网络视频监控”系统项
目和有关部门的设计规范要求,结合
我公司从事保安监控系统工程设计经验,
遵循技术的先进性、
系统的扩展性、
整
体设计的实效性和高性能价格比。
在系统的设计中,
强调设计的综合管理及操作
性能,力求系统操作简便、实用和直观性。
系统设计强调中心监控的综合管理和操作性能,
力求
系统操作简便直观。
一
方面激活内部配置管理,
利用现代计算机技术和网络技术加强过程控制,
以提高
管理的水平;另一方面需要使有关部门在事后获取相关录像记录
,
提供有效现场
证据和线索,在事前,事中、事后进行全面防范。
2
二.设计原则
2.1
基本情况介绍
一共有
16
个监控点。组建这样大型的系统,根据我们对监控行业的了解和
丰富的工程经验,认为其
需求主要体现在以下几个方面:
一、视频监控覆盖到各通道
或重要区域的监控需求的地方,
对其进行
24
< br>小时实
时视频监控,特殊区域还可以进行实时音视频监控;
二、在监控中心可以远程控制各个监控点的摄像机云台,实现变焦、变光圈、
p>
聚焦的控制,达到更大范围、更佳效果的监控;
三、在监控中心能够实时接收前端传统报警装置传送的报警信息;
四、在网络计算机上可以远程控制各个监控点的摄像机云台,实现变焦、变光
圈、聚焦的控制,达到更大范围、更佳效果的监控;
五
、在网络计算机上能够实时接收前端传统报警装置传送的报警信息,
实时反
应出报警点即时的音视频情况;
六、能够对以上
所有视频信号进行长时间的音视频录像,
网络上的计算机能够
随
时调看录像资料;
七、具备完善的安全级别控制,实现完善的安全策略管理;
八、支持在视频监控中心将所有视频图像输出到大屏监视器显示
3
2.2
方案设计原则
根据项目的要求和国家有关法规的要求,
我们经过认真研究、
分析设计本系
统方案。该系统具有性能
先进、质量可靠、经济实用等特点,而且该系统具有方
便扩展、
与其它信息系统实现无缝连接的能力。
为实现安防系统的可视化管理奠
< br>定了基础。
依据、参考的相关规范包括:
《工业
电视系统工程设计规范》
GBJll5
—
87
《远动设备终端通用技术条件》
GB/T16435-1996
《中华人民共和国安全行业管理规范》
《软件工程国家标准》
《中国电气安装工程施工及验收规范》
《安全防范工程程序与要求》
GA/T75-94
《安全检查防范系统通用图形符号》
GA/T74-94
《社会公共场所安全防范工种设计规范》
《民用建筑电气设计规范》
JGJ/T16-92
公安部、公安厅技防办有关文件规定。
《中华人民共和国公共行业标准》
(
GA/T70-94
p>
)
《安全防范工程程序与要求》
(
GA/T75-94
)
《电气装置安装工程施工及验收规范》
(
< br>BGJ232.90.92
)
《民用闭路监视电视系统工程技术规范》
(
GB50198-9
4
)
《民用工业建筑电气设计规范》
(
GJT16-92
)
《电视系统视频指标》
(
CCTR
RECOMMENDATION 472-3
)
4
2.2.1
、标准化
网络视频监控系统就是要实现在网络系统上的图像传输和共享
。
本系统采用
的产品均遵循网络协议和传输标准的要求。
2.2.2
、可扩展性
由于用户以后的需求会不断发展,
监
控数量将随之扩大,
只要增加前端设备
和升级软件不用添加其他
附加设备,以保证用户的投资。
?
为了适宜未来系统扩展的要求,
系统在满足现有功能的基础上预
留足够
的设备容纳性以便系统扩充之用。系统中控制部件(软、硬件)采用集
中式结构、嵌入式等技术措施,可以方便灵活的进行扩充,充分保证系
统在
将来的适应性。
?
灵活的组网方式,方便被监控点的增加。
?
几个视频监控系统可以作为子系统
组成更大的视频监控系统,
可按多级
组网的方式,形成大规模的
监控网络,高一级监控中心能管理和监控低
一级监控中心的运行。
2.2.3
易用性
软件使用界面良好,用户安装相应
软件(客户端控件)后就可进行实现监
控,完全智能控制,不用单独设置。
?
系统可以很方便进行
升级,保证用户投资。系统采用的程序,包括:服
务器程序和客户端程序,均为客户提供
升级服务。
5
?
可调节图像质量与带宽占用,系统
采用
H264
硬件编解码,可以根据用
户需求调节帧数、
分辨率、
图像质量等。
带宽和码流,
支持
64K-4096Kbps
的传输码率
?
多种图像浏览方式,包括单画面、四画面、九画面、十六画面、二十五
画面
、三十六画面多种浏览方式。
?
<
/p>
系统建立基于
B/S
架构
(
即
WEB)
的组网技术,可
以方便灵活的使用。
2.2.4
可靠性
?
具有设计独到的视频流量管理功能,保证网络通畅。
?
实行操作权限管理,保证统一、规范管理。
?
系统具有自诊断功能。
?
系统设备的平均无故障工作时间<
/p>
MTBF>10000
小时。
?
分布式由于每一个设备均以分散的
方式安装于远端的摄像机端,
即使单
个设备发生了故障也仅仅是
影响到这个设备,而不至于影响整个系统
2.2.5
完善性
?
具有强大的视频、音频和数据告警功能:
当某台摄像机发生移动侦测报警时,
系统可实时启动录像,
或驱动云
台前往预置位实时监视
;
当发生报警时,能把联动报警的信号进行接入,识别报警。
?
功能完善的录像管理体系:
系统可选
用手动、移动侦测、报警、定时录像四种录像方式;提供
指定周期的滚动删除功能,有效
防止存储空间耗尽。同时可提供分布式
6
网络存储或中心集中存储功能;
?
系统具备完善的控制功能:
系统设权限管理,对不同级别的用户给予不同的权限,有效防止越
权操作;
2.2.6
良好的硬件平台
系统硬件平台为嵌入式设计,高实现高度一体化、高度工程化
,便于施
工、安装、调试。
2.2.7
良好的软件平台
系
统
的
软
件
操
作
简
< br>便
、
模
块
化
结
构
,
能
应
用
于
Win
dows2000/NT/XP/Windows2003
等操作系统。
三.
系统设计
1
、
方案逻辑框图
7
2
、
方案组网设计
2.1
设计要求
“网络视频监控”系统项目统一规划、统一管理的基础上,以
大厦内部网络
传输介质,
采用高清网络摄像机模式来实现,
p>
要求达到统一的监控,
对各重要区
域进行实
施
24
小时实时音视频监控。要求作到集中监控、集中存储,可
以在内
部网络铺盖的任何地点查看、
控制任何一个监控点,
p>
随意调用监控画面,
要求画
面清晰连贯。<
/p>
在了解了用户实际的需求,
结合我们对城市安全监控发展趋势的把
握的分析,我们认为城市安防视频监控工程的需求主要体现在以下方面:
1)
实现对重点区域的
视频监控,以各监控点为基本单元,基于数字化网
络视频技术实现中心联网监控;
8
2)
所有的视频监控点必须考虑全天候监控的效果;
3)
能够对所有监控的视频进行长达
7
×
24
小时
的视频录像,录象资料保
存
10-30
天,在需要的时候,能够作为证据进行分析、调用;
4)
组建视频监控中心,采用数字化
视频还原技术组建电视墙,形成传统
的类矩阵集中集中系统,实现对所辖区域视频监控的
集中管理;
5)
在监控中心组建系统调度指挥中心,统筹安排和调度整个系统,对统
一系统进行
现场调度和管理;
2
.
2
高清数字监控与传统监控的比较
数字百万高清摄像机可以说是全面的超越了传统的模拟摄像机,
由于其工作
原理的本质性区别,
模拟摄像机技术在发
展中出现了各种瓶颈与限制,
而数字百
万高清产品的突出特点则
克服了这些限制。
百万高清摄像机与模拟摄像机最大的
差别在于
画质上的飞跃。
首先,
传统模拟摄像机原本分辨率就不高,
加之要受
到反复的
A/D
转换、
电
磁传输干扰、隔行扫描、
D1
画面的合成反交错等视
频损伤的影响,实际到达人
眼时已经非常的模糊不清了,
所以无
论是
D1
还是
4CIF
等只不过是理论数值,
在
实际应用中清晰度则完全达不
到理论数值水平。
数字摄像机采用的是数字信号传
输,
它将光信号转化为数字信号,
然后由
DSP
p>
进行图像压缩与处理,
最后通过网
络将数字
压缩视频输出,
数字摄像机在抗电磁干扰性、
逐行扫描、
画面分辨率方
面都拥有传统模拟摄像机所不能比拟的优势。
其次,传统模拟
彩色摄像机采集垂直分辨率,
PAL
制式下
625
线,去消隐后
575
线,<
/p>
最高达到
540
线左右已经是目前的极限
,
而数字高清摄像机最低可达
800
线
以上,
并且从分辨率上来看,
传统模拟摄像机最高分辨率可以达
到
D1
或者
4CIF
< br>左右,约合
(40
万像素
)
p>
,而数字摄像机则没有此项限制,可以达到百万级像素
甚至千万级像
素,两者之间在像素和清晰度方面的表现则根本不可同日而语。
第三,
数
字百万高清摄像机采用的图像扫描模式为逐行扫描,
每一帧图像均
由电子束顺序一行接着一行连续扫描而成。
而传统模拟摄像机的扫描模式则采用
9
隔行扫描,
隔行扫描的行扫描频率为逐行扫描时的一半。
隔行扫描由于其工作原
< br>理所以在应用中拥有诸多缺点,
例如产生行间闪烁效应、
出现并行现象或出现垂
直边沿锯齿化现象等不良效应,并导致整体运动画面清晰度降低。
第四
,
数字高清摄像机的色彩可以做到比模拟摄像机更加逼真,
模拟
视频信
号中的亮度信号与色度信号由于占用了相同的频带,
在由
视频采集芯片做梳状滤
波
(
亮色分离<
/p>
)
时,
很难将色度与亮度信号彻底分离,
导致画面出现杂色斑点与色
渗透现象,
而数字高清摄像机则没有这个烦恼,
色彩更加的逼真、
更加富有
层次
感、画面饱和度更佳。
第五,模拟摄像机需要将控制线、视频线、音频线、电源线都
以独立的形式
进行布线搭配,
布线非常的繁琐复杂且工作量大、
综合布线成本较高,
在工程应
用中有许
多的局限。
这里我们把传统模拟摄
像机加视频压缩处理设备监控系统和高清网络数字
视频监控系统放在一起,
从监控系统中的一些重要功能和重要参数,
两者在视频
监控系统中的应用特点,两者在未来发展趋势上进行了客观公正的比较。
系
统
类别
对比项
清晰度
1280*720
百万像素,
最高可达
最高做到
Full D1
(
720*576
),
到
1920*1080,
适用于银
行、
交
传统的
DVR,
嵌入式,
网络视频服
通以及其他一些对画面清晰要
p>
务器已经满足不了目前银行业
求比较高的行业
扫描模式
务扩展的需求了
高清网络数字视频监控系统
传统视频监控系统
本身就采用逐行扫
描
CMOS
成
只有部分高档次的模拟摄
像机
像元件,能够做到
720P
,
p>
P
代
支持逐行扫描,性价比低,且容
表逐行扫描,
易鱼目混珠
前
端
视
频
采
采
用逐行
CMOS
成像元件,
可同
一般是采用
CCD
成像元件,清晰
10
集模式
步输出高清数字信号和高清模
度难以得到更高的提升,模拟摄<
/p>
拟信号
(
Ypbpr
)
,
数字信号通
像机加硬盘录像机
或者视频服
过
RJ45
接口可直接与各
类型
务器的方式,受前端模式摄像机
网络进行对接和传输
的清晰度影响,而且加上传统压
缩算法的不
完善使得最终获得
的图像质量和网络传输功能不
尽人意
压缩码流
采用国际
标准的
H.264
的码
目前市面上大多
数的视频采集
流
,
在
< br>相
同
画
质
下
具
有
比
卡
、网络视频服务器、嵌入式硬
MPEG-4
倍增的画质,
在同样画
盘录像机都只能做到
D1
画质也
质下,
码流仅为
M
PEG-4
的二分
就是
MPEG-4<
/p>
的画质,而且要传
之一,
比如传
720P
高清视频数
满意的画质需要至少
2Mbps
的码
据时只需要
< br>2Mbps
,
传
Full
D1
流
只需
要
1Mbps
的码流
双码流
支持真正的双码流,支持
p>
1
路
大部分都只是停留在功能叙述
720P
高清码流和
1
路
Full D1
层面上,或者只有少数能够做到
码流,可任意切换,不需要重
1
路
< br>D1
和
1
路
CIF
,设置比较繁
新启
琐,码流控制不智能
可操作性
安装简便容易,只需要一根
网
安装比较繁琐,需要连接大量线
线就能完成所有信号的传输,
缆,比如视频线,电源线,信号
包括设备供电(
POE
供电)
线,音频线等,接头容易松动,
损坏
可管理性
管理非常简便、采用
UPNP
协
除了部分网络视频服务器支持
p>
议、可批量搜索调试
批量调试外,其他诸
如硬盘录像
机类的都不支持批量调试和远
程管理
系统稳定性
稳定性高,采
用嵌入式开发,
传统监控系统环节太多,故障节
一体化的设计成
熟的元器件和
点也就比较多,稳定性一直是困
先进的流水线生产
工艺,
使得
扰用户和工程商,以及产品供应
11
网络摄像机就像其他网络设备
商的难题
一样具备超强的稳定性能
安全性
全网络化、数字化架构,具备
主要适用于局部访问,在大型系
严格的权限等级划分和访问控<
/p>
统时不能合理的组织用户访问
制
控制
扩
展<
/p>
及
延
伸
全网络化
、数字化的架构,依
一般在设计时需要提前预估将
性
托综合布线,
可快速拓展节点,
来扩展的空间和服务延伸性,但
而且后端处理软件根据不同的
< br>往往在实际的项目实施中根本
应用环境和模式可选用合适的
就没有对这些进行成熟的考虑,
组件进行搭配
导致很多系统在有此类特殊要
求时却不能快速、合理的进行扩
展和延伸,这主要是由于传统监
控系统本身的复杂性导致了其
< br>先天性的缺陷
后端处理
p>
后端具有配套的管理平台软
传统视频监控系统需要针对各
件、具有通用的
IE
浏览插件、
< br>个设备进行统一筹划,后端处理
配套有解码服务器,可根据需
设备繁杂,重复硬件成本投入巨
要进行小、中、大型等各类系
大,而且由于其本身众多设备的
统的构建,整个系统模块化、
组合在很大程度上限制了系统
网络化、数字化,可任意扩展
的扩
展性和稳定性
系统,维护方便,从而使得系
< br>统的持续运行更长久
性价比
一套高清网络监控系统基本配
一套传统监控系统基本配置如
p>
置如下:网络摄像机
+
镜头
+
前
下:模拟摄像机
+
镜头
+
前端辅助
端辅
助设备
+
网络布线
+POE
供
设备
+
视频线
+
电源线
+
信号线
p>
+
电
+
管理主机,
所需设备极其简
电源
+
硬盘录像机
+
监视器
+
矩阵
单,系统的控制由后端的软件
+
其他设备
系统实现,省去了传统模拟监
控系统中的大量设备,如昂贵
12
的矩阵、
画面分割器、
切换器、
视频转网络的主机等。由于图
像的传输通过
综合布线网络,
省去了大量的视频同轴电缆和
其他信号线缆,降
低了费用
系统先进性
相对于传统视频监控系统
:网
传统视频监控系统从模拟走到
络摄像机监控系统无须同轴电
了半数字化的阶段,根据多年来
缆、无须庞大的视频分配器;<
/p>
视频监控行业的发展趋势和各
软件实现
N
xN
多对多(即多个
个行业的应用需求,可以发现,
观察员可同时看多个镜头画
目前传统的模拟
+
p>
数字压缩设备
面);安装所需设备少,工程
注定只是一个过度阶段的组合,
成本大幅降低(整个安装过程
如
今视频压缩技术、网络技术、
就是架设摄像机和在
PC
机上
通信技术等各个领域的高速发
安装系统管理
软件),大幅减
展,已经提前敲响了高清网络视
少线材;充分利
用网络资源,
频监控的钟声
用宽带网
络图像传输非常廉
价,
增强了监控范围的灵活性,
可直接实现远端监控,利用网
络更新软件。这些都是传统视
< br>频监控系统无法比拟的
应用范围
应用范围广阔:区域性监控
,
传统的视频监控系统也在努力
利用网络传送实时图像,如办<
/p>
拓展应用范围,从很大程度上开
公室、
大
楼等;
跨区远端监控,
拓了目前视频监控在各个行业
连锁事业、大型工厂机房、远
的应用先例,但目前在一些大型
端老人、
儿童看护、
公共建筑、
的特殊的监控系统中由于其自
无人环境监控、金融机构分行
身的诸多不足,应用程度始终有
监控、交通监管、错误警报辩
限
识等,大型系统平安城市、教
13