视频监控系统解决方案
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系统概述2 设计原则及依据2 设计原则2 设计依据3 系统组成3 系统设计思路4 系统结构4 系统功能4 系统详细设计5 前端监控点位设计5 前端监控点设备要求5 传输子系统设计9 传输方式的类型9 电源及控制信号传输10 监控室设计10 显示系统设计11 数据存储存储架构11 存储容量计算12 存储设备选型13
2016年9月
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系统概述
随着IP网络或宽带技术的不断发展,采用先进计算机通信技术及图像视频压缩技术为核心的网络化、数字化视频监控系统方案越来越得到人们的广泛使用.视频监控系统防患于未然,用来实现较周密的外围区域及建筑物内重要的区域管理,减少管理人员的工作强度,提高管理质量及管理效益.作为现代化管理有力的辅助手段,视频监控系统将现场内各现场的视频图像传送至监控中心,管理人员在不亲临现场的情况下可客观地对各监察地区进行集中监视,发现情况统一调动,节省大量巡逻人员,还可避免许多人为因素.并结合现在的高科技图像处理手段,还可为以后可能发生的事件提供强有力的证据,有了良好的环境,全方位的安全保障,才能创造良好的社会效益和经济效益.
设计原则及依据
设计原则
视频监控系统设计时应遵循技术先进、功能齐全、性能稳定、节约成本的原则,并综合考虑维护及操作因素,并将为今后的发展、扩建、改造等因素留有扩充的余地.本系统设计内容是系统的、完整的、全面的；设计方案具有科学性、合理性、可操作性.其具有以下原则：
• 先进性：监控系统的技术性能和质量指标应达到国际领先水平；同时,系统的安装调试、软件编程和操作使用又应简便易行,容易掌握.该系统集国际上众多先进技术于一身,体现了当前计算机控制技术与计算机网络技术的最新发展水平,适应时代发展的要求.
• 经济性与实用性：充分考虑视频监控系统实际需要和信息技术发展趋势,根据监控系统的现场环境,设计选用功能适合现场情况、符合监控系统要求的系统配置方案,通过严密、有机的组合,实现最佳的性能价格比,以便节约工程投资,同时保证系统功能实施的需求,经济实用.
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• 可靠性：本系统基于可靠的网络通信技术,能确保系统级别的高稳定性和可靠性,满足7×24小时、全年365天的全天候长期稳定运行.
• 稳定性：监控系统的设计具有较高的稳定性,系统具有一整套完成的系统管理策略,可以保证系统的运行安全.
• 扩展性：监控系统设计中考虑到今后技术的发展和使用的需要,具有更新、扩充和升级的可能.并根据今后该项目工程的实际要求扩展系统功能,同时本监控系统设计中留有冗余,以满足今后的发展要求.
设计依据
视频监控系统的建设依据国家相关法律规章、国家和行业相关标准、相关研究成果等资料进行规划设计,具体如下：
• 《城市监控报警联网系统技术标准》 • 《建筑物电子信息系统防雷技术规范》〕GB50343-2004〔 • 《警用地理信息系统系列标准规范》 • 《安全防范系统雷电浪涌防护技术要求》〕GA/T670-2006〔 • 《民用建筑电气设计规范》〕JGJ/T16-2008〔系统总体设计 系统组成 视频监控系统由前端监控点、传输链路、监控中心存储、控制及显示等部分构成. 系统前端监控点主要是指设置在主要出入口、内部通道、廊道等部署球形摄像机、式摄像机、半球摄像机； . 传输链路包括前端摄像机到中心的视频传输、云台控制、电源供应等线路； 监控中心设置NVR及显示器,NVR负责视频存储和解码输出,管理人员登入NVR可以对前端摄像机及录像存储进行个性化设置,并对前端视频实现最大16路的同步回放功能. 系统设计思路 • 采用全高清架构,前端所有设备均选择高清400万摄像机、百万高清球 机,在主要出入口、内部通道、廊道进行部署,根据监控环境不同分别采用形摄像机、式摄像机、半球摄像机； • 建设视频监控专网,室外摄像机部分采用光纤的方式传输,办公楼部分先 通过接入交换机汇集后,采用光纤的方式传输到监控中心；办公楼内摄像机与交换机之间走线不超过80米,且保证不超过交换机传输能力； • 建设一个集中监控室,部署NVR及液晶显示器设备,实现对整个系统的统 一管理、数据存储、显示等功能； • 采用集中存储的方式对前端视频录像进行存储,存储周期为30天,存储 格式百万1280*720； • 监控室采用液晶显示器直接与NVR设备相连的方式完成显示功能,通过 NVR对前端网络视频信号完成解码显示过程； • 系统采用的设备均为国内一流产品,满足现在及未来几年的监控发展需 求； • 提供本地化的售前及售后服务,为客户提供最满意、最优质的服务. 系统结构 系统功能 • 昼夜成像功能 方案中涉及到红外模式摄像机,可见光成像系统的彩色模式非常适合天气晴朗、能见度良好的状况下对监视范围内的观察监视识别；红外模式则具有优良 . 的夜视性能和较高的视频分辨率,对于照度很低甚至0LUX照度的情况下具有良好的成像性能； • 前端设备控制功能 可手动控制镜头的变倍、聚焦等操作,实现对目标细致观察和抓拍的需要；对于室外前端设备,还可远程启动雨刷、灯光等辅助功能. • 回放查询功能 有突发事件可以及时调看现场画面并进行实时录像,记录事件发生时间、地点、及时报警联动相关部门和人员进行处理,事后可对事件发生视频资料进行查询分析. 系统详细设计 前端监控点位设计 前端监控点设备要求 前端摄像机是整个安全防范系统的原始信号源,主要负责各个监控点现场视频信号的采集,并将其传输给视频处理设备.监控前端的设计将结合实际监控需要选择合适的产品和技术方法,保证视频监控的效果. 作为监控系统的视频源头,摄像机对整套监控系统起着至关重要的作用.对摄像机的基本要求是：图像清晰真实、适应复杂环境、安装调试简便. 1、图像真实清晰——摄像机种类很多,其本源是内部核心部件\"图像传感器+数字处理芯片\针对不同的行业有完全不同的优化方案.比如：广播电视系统的图像处理偏艳丽,这是符合观众的视觉需求.相对而言,视频监控系统对图像的要求是真实还原,尤其是图像的色彩应与现场一致,比如：人的肤色、衣着颜色、车辆颜色等.其次,图像清晰度主要取决于图像传感器线数,线数越高,图像解析力越高,能获取更多的图像细节.此外镜头倍数也将影响用户捕获图像的景深,广角取景能获取全景概况,长焦取景能获取人脸面部特征,因此,用户对图像要求与使用场景密切相关.当然,在特殊场景下还需要特殊功能进行匹配,比如：超低照度、逆光等等. . 2、适应复杂环境——与硬盘录像机、交换机所处环境不同,摄像机一般都置于风吹日晒的环境下,天气变化都会影响摄像机的工作.耐高温、抗雷击、防水防尘等应达到相关指标,摄像机应该能在恶劣环境下正常工作.有些环境下室外摄像机护罩内应该有加热、除湿等装置,防水防尘级别应该达到IP66,内部电路应该具备防浪涌保护设计,抗3000V雷击. 3、安装调试简便——摄像机多安装于难以摘取的位置,因此使用过程中的再度调试是较麻烦的,增加维护成本.摄像机应该提供OSD操作菜单供用户远程调试及参数修改.此外,建议为摄像机由UPS集中供电以保证电源洁净,防止串扰. 前端设备选型 • DS-2CD2T45F〕D〔-I3/I5/I8〕S〔 • 400万1/3\"CMOS红外防水ICR日夜型筒型网络摄像机 名称 摄像机 传感器类型 快门 日夜转换模式 宽动态范围 数字降噪 压缩标准 视频压缩标准 H.265编码类型 压缩输出码率 图像 最大图像尺寸 帧率 图像设置 背光补偿 400万1/3\" CMOS红外防水ICR日夜型筒型网络摄像机 1/3\" Progressive Scan CMOS 1/3秒至1/100,000秒 ICR红外滤片式 120dB 3D 数字降噪 H.265 / H.2 / MJPEG Main Profile 32 Kbps~8Mbps 2560×1440 50Hz: 25fps〕2560×1440, 2048 × 1536, 1920 × 1080, 1280 × 720〔 走廊模式,饱和度,亮度,对比度,锐度通过客户端或者浏览器可调 支持,可选择区域 . 感兴趣区域 网络功能 存储功能 接口协议 智能报警 智能报警 支持协议 通用功能 接口及功能 通讯接口 一般规范 工作温度和湿度 电源供应 功耗 防护等级 红外 尺寸 镜头 Smart功能 功能 聚焦模式 焦距 变倍速度 水平视角 近摄距 光圈数 Smart侦测 Smart录像 Smart图像增强 Smart编码 Smart报警 水平范围 垂直范围 比例变倍 预置点个数 巡航扫描 花样扫描 断电记忆 守望功能 方位角信息显示 定时任务 自动 / 半自动 / 手动 4.7-94mm, 20倍光学 大约2.7秒〕光学, 广角-望远〔 61.4-2.9度〕广角-望远〔 10-1500mm〕广角-望远〔 区域入侵侦测、越界侦测、移动侦测、视频遮挡侦测 断网续传、智能后检索 透雾、强光抑制、Smart IR 低码率、ROI 网线断、IP地址冲突、存储器满、存储器错、非法访问 360°连续旋转 -15°-90° 〕自动翻转〔 支持 300个 , 每条可添加32个预置点 4条, 每条路径记录时间大于10分钟 支持 预置点/花样扫描/巡航扫描/自动扫描/垂直扫描/随机扫描/帧扫描/全景扫描 开 / 关 预置点/花样扫描/巡航扫描/自动扫描/垂直扫描/随机扫描/帧扫描/全景扫描/球机重启/球机校验 150米 根据焦距可变 1920×1080 50Hz:25fps〕1920×1080〔、50fps〕1280×720〔, 60Hz: 30fps〕1920×1080〔、60fps〕1280×720〔 50Hz:25fps〕704×576〔、25fps〕352×288〔、25fps〕320×240〔 60Hz:30fps〕704×480〔、30fps〕352×240〔、30fps〕320×240〔 50Hz: 1920×1080、1280×720、704×576、352×288、320×240 60Hz: 1920×1080、1280×720、704×480、352×240、320×240 H.265/H.2/MJPEG IPv4/IPv6,HTTP,HTTPS,802.1x,Qos,FTP,SMTP,UPnP,SNMP, 红外功能 红外照射距离 红外控制 最大图像尺寸 主码流分辨率及帧率 子码流分辨率及帧率 网络 第三码流分辨率及帧率 视频压缩 网络协议 同时预览视频数 用户权限 DNS,DDNS,NTP,RTSP,RTCP,RTP,TCP,UDP,IGMP,ICMP,DHCP,PPPoE,Bonjour 最多20路 最多32 个用户,分3 级:管理员、操作员和只能浏览 . 安全模式 网络接口 SD 卡接口 系统集成 应用编程接口 客户端 浏览器 工作温度和湿度 授权的用户名和密码,以及MAC地址绑定；HTTPS加密；IEEE 802.1x网络访问控制、IP地址过滤 内置RJ45 网口,支持10M/100M 网络数据 内置Micro SD卡插槽,支持Micro SD/SDHC/SDXC卡<最大支持128G> 支持软件集成的开放式API,支持标准协议〕ONVIF、PSIA、CGI〔、支持海康SDK和第三方管理平台接入、支持GB/T28181协议、支持E家协议、支持萤石云接入 支持iVMS-4200 客户端 支持IE7+,Chrome18+,Firefox5.0+,Safari5.02+浏览器 -30℃-65℃；湿度小于90% IP66；TVS 4000V 防雷、防浪涌、防突波,符合GB/T17626.5 四级标准 多种安装方式可选根据应用环境进行选择 Φ185〕mm〔×330〕mm〔 4kg 一般规范 防护等级 安装方式 尺寸 重量 传输子系统设计 传输方式的类型 监控系统中,视频信号的传输是整个系统非常重要的一环,这部分的造价虽小,但关系到整个监控系统的图像质量和使用效果,因此要选择经济、合理的传输方式.目前,在监控系统中最常用的传输介质是同轴电缆、双绞线、光纤等方式,对于不同场合、不同的传输距离,应选择不同的传输方式. • 视频监控网线传输 信号传输带宽为10-100M,传输距离在100M以内时,可选用超五类全铜国标线； • 光缆传输 常用的光缆传输是\"视频对射频调幅,射频对光信号调幅\"的调制解调传输系统.光缆传输技术是远距离传输最有效的方式,传输效果也都公认的好,适于几公里到几十公里以上的远距离视频传输. 根据三种传输方式的特性,在监控环境下,三类传输方式比较如下： • 图像质量 光纤或超五类非屏蔽双绞线>同轴电缆； . • 传输距离： 光纤>同轴电缆>超五类非屏蔽双绞线； • 传输成本： 光纤>超五类非屏蔽双绞线>同轴电缆； • 施工和维护难度 同轴电缆>光纤>超五类非屏蔽双绞线. 对于的监控环境,信号线传输建议如下： • 一般监控点到监控中心的距离不超过80米时,为确保监控系统的图像质 量,一般建议采用非屏蔽双绞线传输方式； • 室外部分监控点位较为分散,且离监控中心较远,采用光纤收发器+光纤 的方式进行传输； • 办公楼部分,先通过接入交换机汇集,再通过光纤的方式传输到监控中 心； • 办公楼内部传输采用非屏蔽双绞线的方式传输,同时需合理设计保证传 输距离不超过80米. • 当必须穿越复杂电磁环境时<如附件有大功率电动机>时,建议采用光纤 传输方式. 电源及控制信号传输 前端摄像机建议采用UPS统一供电,UPS供电线路部署到每个楼栋或室外弱电箱,通过变压后输出给前端摄像机,直流供电线路采用RVV2*1.0； 监控室设计 监控室主要包括NVR,液晶显示器,其中NVR用于前端视频录像存储,配合显示器可以实现图像预览,回放图像,抓图及图片的回放、备份,实现多画面分割下的不同通道并行预览与回放,实现可对硬盘进行配额管理,对不同通道分配不同的录像保存容量,设置不同的录像保存周期等；统一接收并处理前端报警信号. . 显示系统设计 为实现监控室对前端视频统一调用、控制及显示,监控室配备若干台液晶显示器组成电视墙系统,液晶显示器通过与NVR设备的视频输出接口相连,实现前端网络视频信号解码输出上墙功能,利用NVR设备可实现最大32路720P格式录像同步回放,支持即时回放、常规回放、事件回放、标签回放、外部文件回放、图片回放等回放功能,在回放同时并不影响该通道录像的存储. 数据存储存储架构 高清IPC要求支持H.2、MPEG2、MPEG4、MJPEG等多种标准编码格式,支持实时流和存储流双流设计,支持高至12Mbps的高清码流或低至128Kbps的标清码流并且可以根据用户需求任意调整,采用电信级制造工艺,可以基于各种网络环境高质量、可靠的满足各类网络监控前端编码、存储和解码的需求. 传统监控存储模式中,监控数据的写入和读取都必须通过编码器或存储服务器,结合平台多个服务器软件模块来实现设备间信令交互和数据调取、管理.目前传统监控存储模式应用比较广泛,但其局限性也比较明显： 1. 编码器或存储服务器易成为整个系统平台的性能瓶颈.编码器或存储服 务器的处理能力一般比较有限,当外部有几百路甚至上千路视频需要并发写入时易形成处理瓶颈,而磁盘阵列设备却可以提供几百兆的可用网络带宽. 2. 易形成单点故障.负责写入/读取的编码器或服务器一旦失效,整个存储 系统就失去可访问性. 3. 增加服务器硬件和平台模块成本.存储系统必须结合平台软件才可实现 对视频图像的检索、回放、下载等操作；随着监控系统平台的扩展,服务器和平台模块的投入成本会更大. 1、NVR存储特点 • 支持高清应用：支持百万像素级高清IP摄像机接入. • 扩展便利：系统存储容量、前端监控点数量、分控中心数量可基于IP 网络灵活扩展. . • 可管理性强：基于网络实现对监控设备的统一管理.基于网络实现对监 控数据统一管理. • 流式存储提升系统可靠性和性能. • 基于监控用视音频数据并发流量大、数据重复覆盖、删除的特点, 开发的介于数据块管理跟文件系统管理之间的一种磁盘管理技术,提升NVR读写性能. • 对录像文件进行流式管理,能便利根据需要节选所需片段,提高录像 数据管理能力和效率. • 灵活的录像配置方式：不同监控点可选择不同时间长度、不同录像方式 进行录像,且可动态更改. • 成本优势：施工、管理、维护成本,未来扩容、升级成本均低. 存储容量计算 单个通道24小时存储1天的计算公式∑〕GB〔＝码流大小 前端按照NVR 1280*720格式存储,1M码流计算 按1Mbps码流计算,存放1天的数据总量4Mbps÷8 × 3600秒 × 24小时×<1天>÷1024＝25G 单路图像30天需要的容量∑〕GB〔＝25GB×30天×12台摄像机＝9000G 存储架构 高清IPC要求支持H.2、MPEG2、MPEG4、MJPEG等多种标准编码格式,支持实时流和存储流双流设计,支持高至8Mbps的高清码流或低至128Kbps的标清码流并且可以根据用户需求任意调整,采用电信级制造工艺,可以基于各种网络环境高质量、可靠的满足各类网络监控前端编码、存储和解码的需求. 采用NVR集中存储架构,存储时间30天,所有图像按照高清720P格式进行存储. 传统监控存储模式中,监控数据的写入和读取都必须通过编码器或存储服务器,结合平台多个服务器软件模块来实现设备间信令交互和数据调取、管理.目前传统监控存储模式应用比较广泛,但其局限性也比较明显： . 1. 编码器或存储服务器易成为整个系统平台的性能瓶颈.编码器或存储服务器的处理 能力一般比较有限,当外部有几百路甚至上千路视频需要并发写入时易形成处理瓶颈,而磁盘阵列设备却可以提供几百兆的可用网络带宽. 2. 易形成单点故障.负责写入/读取的编码器或服务器一旦失效,整个存储系统就失去 可访问性. 3. 增加服务器硬件和平台模块成本.存储系统必须结合平台软件才可实现对视频图像 的检索、回放、下载等操作；随着监控系统平台的扩展,服务器和平台模块的投入成本会更大. 1、NVR存储特点 • 支持高清应用：支持百万像素级高清IP摄像机接入. • 扩展便利：系统存储容量、前端监控点数量、分控中心数量可基于IP网络灵活扩 展. • 可管理性强：基于网络实现对监控设备的统一管理.基于网络实现对监控数据统一 管理. • 流式存储提升系统可靠性和性能. • 基于监控用视音频数据并发流量大、数据重复覆盖、删除的特点,开发的介于 数据块管理跟文件系统管理之间的一种磁盘管理技术,提升NVR读写性能. • 对录像文件进行流式管理,能便利根据需要节选所需片段,提高录像数据管理 能力和效率. • 灵活的录像配置方式：不同监控点可选择不同时间长度、不同录像方式进行录像, 且可动态更改. • 成本优势：施工、管理、维护成本,未来扩容、升级成本均低. 存储设备选型 • DS-8608/8616/8632/86N-K8 • DS-8600N-K8系列高清网络录像机 网络视频接入协议 视音频输出 HIKVISION、ACTi、ARECONT、AXIS、BOSCH、BRICKCOM、CANON、HUNT、ONVIF<版本支持2.5>、PANASONIC、PELCO、PSIA、RTSP、SAMSUNG、SANYO、SONY、VIVOTEK、ZAVIO 2路 HDMI1分辨率：1024x768/60Hz,1280x720/60Hz,1280x1024/60Hz,1600×1200/60Hz,1920x1080/60Hz, 2K〕2560x1440〔/60Hz,4K〕3840x2160〔/30Hz HDMI2分辨率：1024x768/60Hz,1280x720/60Hz,1280x1024/60Hz,1920x1080/60Hz 2路 VGA1分辨率：1024x768/60Hz,1280x720/60Hz,1280x1024/60Hz,1600×1200/60Hz,1920x1080/60Hz, 2K〕2560x1440〔/60Hz VGA2分辨率：1024x768/60Hz,1280x720/60Hz,1280x1024/60Hz,1920x1080/60Hz 2个,RCA接口<线性电平,阻抗：1kΩ> 1/4/6/8/9/16/25/32/36画面 12MP/8MP/6MP/5MP/3MP/1080p/UXGA/720p/VGA/4CIF/DCIF/2CIF/CIF/QCIF 16 路 手动录像、定时录像、移动侦测录像、报警录像、动测或报警录像、动测且报警录像、智能侦测录像 即时回放、常规回放、事件回放、标签回放、智能回放、分时段回放、外部文件回放 常规备份、事件备份、录像剪辑备份 8个SATA接口,1个eSATA接口 每个接口均支持500GB/1TB/2TB/3TB/4TB/5TB/6TB 等容量硬盘 1个,RCA接口<电平：2.0Vp-p,阻抗：1kΩ> 2个,RJ45 10M/100M/1000M自适应以太网口 1个,标准RS-485串行接口 1个,键盘〕KB〔485串口 1个,RS-232串行接口 2个USB2.0,1个USB3.0 16路 4路〕选配8路〔 UPnP<即插即用>、 SNMP<简单网络管理>、NTP<网络校时>、SADP<自动搜索IP地址>、SMTP<邮件服务>、 NFS<接入NAS>、iSCSI 电源 功耗<不含硬盘> 工作温度 工作湿度 机箱 尺寸 重量<不含硬盘> AC 220V ≤30W -10℃--＋55℃ 10％--90％ 19英寸标准2U机箱 445mm<宽>×470mm<深>×90mm<高> ≤8Kg .
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