教二二楼视频监控系统
设
计
方
案
课程名称：弱电工程综合实训
指导教师：
项目设计：闭路电视监控系统
设计人：
班级
项目小组：第6组
组员
目录
1 工程概况
1.1 建筑物概述
教二二楼有施耐德照明系统实验室、传感器实验室、电机控制实验室、楼宇控制实验室、空调制冷实验室、单片机应用技术实验室、PLC实验室以及两个办公室，走廊是“L”型，西走廊长36m，宽2.45m，南走廊长57m，宽2.45m。西走廊尽头是门，南走廊尽头是窗中间有扇门另一个尽头是电梯、楼梯。
1.2 视频监控的意义
监控系统是安全防范领域中的重要组成部分，系统通过摄像机及其辅助设备（镜头、云台等），直接观察被监视场所的情况，同时可以把被监视场所的情况进行同步录像。另外，电视监控系统还可以与防盗报警系统等其他安全技术防范体系联动运行，使用户安全防范能力得到整体的提高。
视频监控具有明显的应用特点，它主要用于工业、交通、商业、金融、医疗卫生、军事及安全保卫等领域，是现代化管理、监测、控制的重要手
段之一。由于它首先应用于工业，所以有时又称它为工业电视。应用电视能实时、形象、真实地反映被监视控制的对象。利用这一点，及时获取大量丰富的信息，极大地提高了管理效率和自动化水平。同时，在某些场合，利用应用电视解决人们不能直接观察的困难，使其成为一种有效地观测工具，发挥不可替代的独特作用。因此，应用电视越来越受到人们的重视，在现代社会的各个方面得到越来越多的应用。
2 系统设计原则
本套监控报警系统的设计须严格按照甲方的要求且遵守以下原则：
先进性：本监控系统采用国际上技术先进、性能优良、工作稳定的监控设备，使整个系统的应用在相当长的一段时间内保持领先的水平。
可靠性：系统的可靠性原则应贯穿于系统设计、设备选型、软硬件配置到系统施工的全过程。只有可靠的系统，才能发挥有效的作用。
方便性：监控系统的操作应具有灵活简便，人机界面友好，易于掌握的特点，操作人员能够方便物进行使用及维护，使整个系统的功能得以最大实现。
扩展性：系统设计留有充分的余地，以便日后比较方便地进行系统扩充。为此，设备采用模块式结构，在需要时可随时补充。增加视频及其它控制模块，使系统具备灵活的扩展性。
安全性与保密性：本系统运行的数据多为敏感、涉密信息，专业数据采用分布存放。网络及重要数据要安全管理措施。
开放性与标准性：系统涉及的部门众多，应是一个开放的、易扩展的、分布式的系统。系统设计所涉及的技术和选用的产品应是行业入围的主流产品，符合业界最新的标准，并具有良好的开放性，能够与相关系统进行相连和数据共享。
易操作性与易维护性：系统操作简便、应用软件操作界面友好，信息处理工作简单、方便、快捷。业务流程清晰，符合公安业务管理的工作模式。系统数据备份及数据恢复快速简单。系统维护、系统配置、应用软件安装等应简单，高效。在满足技术参数的要求和价格同等的条件下，优先考虑使用本地产品
3 系统设计依据
1、《安全防范工程费用概预算编制办法》GA/T70-94。
2、《安全防范系统通用图形符号》GA/T74-94GA
3、《低压配电设计规范》GB50054-95
4、中华人民共和国<<社会公共安全标准汇编1、2>>
5、中华人民共和国<<国家电气工程施工规范汇编>>
6、<<中华人民共和国公安部行业标准>> GA/T27-1992
7、 <<安全防范工程程序与要求>> GA/T75-1994
8、 <<民用闭路电视监控系统工程技术规范>> QB/T50198-1994
9、<<微型计算机通用规范>> QB/T9813-2000
10、<<视频入侵报警其标准汇编>> QB15207-1994
11、《安全防范工程程序和要求》 GA/T75—94
12、《民用闭路电视系统工程技术规范》GB50198—94
13、《民用建筑电气设计规范》(JGJ／n6—92)
14、《智能建筑设计标准》(EDD一03095)
15、《安全防范工程程序与要求》(CA／T75—94)
16、《电视系统视频指标》(CCTR RECOMMENDATION 472—3)
17、《安全防范工程技术规范》(GB50348—2004)
18、《防盗报警控制器通用技术条件》(GBl2663-90)
19、《安全防范系统验收规则》GA308-2001
20、《中华人民共和国公共行业标准》GA38-92
21、《低压配电装置及线路设计规范》GBJ4-83
22、《低压电器电控设备设计标准》GB4720-84
23、《系统接地的形式及安全技术要求》YD14050-93
4 方案总体设计
4.1 系统设计方案
4.1.1 视频模拟处理部分
视频模拟处理部分已包括：摄像机、镜头、云台、解码器、视频切换矩阵、键盘、长延时录像机等闭路电视监控设备。
视频镜头包括带云台控制的镜头和不带云台的固定镜头、镜头的伸缩、拉长和云台的移动有解码器控制。画面分割器主要起着视频转换作用，它可以将多个摄像机送来的视频信号进行特定形式的组合，重新形成一路视频信号送出去。当然也可以将录像机的视频信号回放。
视频切换矩阵主要实现对视频的分配与全矩阵切换功能采用查分大使得视频干扰降低最小程度另外，它还通过键盘实现对云台和镜头的控制。也可以直接采用计算机通过串口进行控制，其控制速度达到毫秒级。切换板提供了16*5视频切换矩阵和扩展的接口。通过切换板之间简单的并联就可以很方便的扩展输入输出路数，扩展后也不影响开关的控制速度。切换矩阵的输入页可以直接与设摄像机输出相连，切换板的输出可以直接与监视器相连，视频信号不经调制，直接进行切换，使得工程安装更加快捷方便。视频切换矩阵是采用可以进行二次开发功能的矩阵。
4.1.2 通信部分
模拟部分提供了RS-485的通信接口，这是与解码器的接口，它是具有通信速度高，抗干扰能力强的特点。通信板上没有硬件发送和接收缓冲区可以保证通信线路上数据的可靠性，不会因为拥挤而丢失数据。高速的通信速度，合理的缓冲区结构及高效率的编码方式，使得单一一条总线上可以并入多个系统，而不至于通信线路显得过分拥挤由于总线上只限于控制指令的传输，所以对线路的要求不高。因此，采用这种简便易行的串行总线结构是最为现实可行的方法。
视频切换矩阵内带一个转换卡，它将RS-485转换为RS-232，从而计算机进一步通过切换矩阵控制解码器创造条件。
4.1.3 视频数字处理部分
运行平台：
（1）、硬件：主控计算机（兼容服务器）为奔腾3.0以上CPU、512M 以上内存、128M以上显存、80G以上硬盘。
（2）、软件：操作系统软件。主控计算机为WINDOWS NT SERVER4.0/XP;接收工作站为WINDOWS95/98/200/XP
（3）数字监控软件：包括（图像切换、云台/镜头控制）；视频服务和接受软件（包括视频控制和局域网传输）。
LG16路嵌入式硬盘录像机：
LG嵌入式硬盘录像机可以完全对视频的实时录像、数模转换、压缩存储，直接处理。直接实现对视频的分屏显示，动态处理。16路嵌入式硬盘录像机LG31/Q-AF-DVR-I-1-I/16-4使用Linux操作系统，优越的人性化界面设计，可用USB鼠标及遥控器进行操作，简单方便；支持3TB超大存储硬盘；采用MPEG4压缩方式，画面清晰流畅并节省存储空间；多工作模式，能对每一个独立的通道画面进行录制分辨率调整，并具有多样化的回放模式；16路报警输入及4路报警输出；4路音频输入；可以通过RS485/422总线对摄像机进行远距离控制；可连接网络，具有动态域名解析功能，可与方便地通过局域网/广域网实现远程监控。
本系统中摄像机镜头、云台、防护罩、监视器、嵌入式硬盘录像机等产品基本上可以任选，但还是应当选择性价比比较高的LG品牌产品。
4.2 系统部暑说明
本系统整体为视频监控本地端及功能
集中监控系统中心端：无需流媒体中转服务器，无需视频存储服务器，直接通过网络技术，以及自主研发的视频传输技术的处理。远程实时监控本地端所采集到的视频!它是整个校区监控的指挥中心，也是各监控点的汇聚中心，中心平台主要用于集中对前端和客户端进行接入控制，统一管理资源，统一调度对前端的控制命令，集中管理用户和平台设备，并将前端视频信号直接通过网络实时传输，并以ＶＡＧ液晶电视显示组成电视墙。
视频监控系统本地端：通过摄像机进行成像模拟信号，DVR/DVS进行图像采集、并通过数模转换形式。最终与数字图像的形式展现。本次校园视频监控系统建设建议建设xxx个视频监控点，视频监控点实现了实景图像的图像采集功能，其核心设备是摄像机。
摄像部分是本系统的前沿部分，是整个系统的“眼睛”，是系统的最前端，并且被监视场所的情况是由它变成图像信号传送到控制中心的监视器上，所以从整个系统来讲，摄像部分是系统的原始信号源。因此，摄像部分的好坏以及它产生的图像信号的质量将影响着整个系统的质量。该方案使用模拟摄像机+光缆传输的方式实现视频数据的传输。模拟视频信号通过校园独立光缆传输到监控中心，在监控中心上电视墙。
4.3 集中监控功能
1）系统资源占用率低
本产品系统占用率低，稳定性能好，其中系统占用率是同类产品中最低的一种，机器负载少，稳定性能高。该产品系统资源占用为：20%~40%左右。
2）网络功能高
数据流小，网络速度快，网络速率要求低，九比特画质，监控图像更加清晰流畅。
3）录像功能
录像功能，提供三种录像方式：持续录像、移动录像、报警录像，用户可以根根需要进行相对应的选择。
4）搜索与回放功能
对监控录像可以进行搜索和回放，如果当时有事没看到，事后可以进行回放，搜索功能则可以根据时间段来进行搜索回放，操作更加简单。
5）云台与镜头控制功能
可以在主界面上对云台、镜头进行控制，比如说：左移，右移，上移，下移。
6）色彩调节功能
对监控画面进行色彩调节。包括：亮度、对比度、色调、饱和度。移动侦测功能
当人与物体进入划定的矩形侦测区域，DVR系统可以探测到并触发录像、声音报警
7）画面切换功能
1、4、9、16画面分割监视。可以根据需要进行切换
8）分辨率
显示分辨率：640X480、352X288、320X240
录像分辨率：640X480、352X288、320X240
9）报警功能
实现监控报警功能
10）权限管理功能
用户能够通过该功能设置登陆的用户和密码（本产品登陆时默认密码为空）
4.4 集中监控建设要求及参数标准
①摄像机布局原则：
必须监控区域：出入口、校区主要道路
建议监控区域：公共区、过道、走道、休息区或办公场所，宿舍,食堂。
②像机安装要求:
根据建筑的具体情况决定安装的高度、角度、方向、外型。安装时要考虑以下要求
a.能够清晰监控场所出入人员的出入情况及人员细节，包括正面面部特征，着装情况、携带物品。
b.对于出入口处光照度不充分的地方，采用红外补光，以保证摄像效果。
c.要避免逆光安装。室外要注意不要对着太阳照射。
d.有多个出入口的场所，每个出入口必须安装。
5 设备参数及布置
5.1 摄像头选择参数
5.1.1 摄像头数量及布置情况
教二二楼的实验室很重要，所以有电脑的实验室需要装枪机摄像头，“L”型走廊必须要装枪机，枪机形摄像机比较适合，而电梯和楼梯有人出入，所以电梯前的空地上可以加装一个摄像机，全球比较贵重，成本高，所以可以装个半球形摄像机，这样成本既不高，又能确保看到出入的人员，电脑房也有保证。
5.1.2 摄像头的规格参数
5.1.3 监控系统服务器存储要求
xx服务器硬盘容量:大于等于1000G
录像资料存储时间：20多天
存储方式：可根据工作时刻表、影像动态侦测、I/O触发或全时刻录像来做影像录制
5.1.4 场所布线
视频线要使用国标同轴电缆及光缆，所有线路要满足消防要求，采用管线布线，不得裸线、避开大的电器线路，以免干扰视频传输。
5.2 监控服务器及显示器
5.2.1 四路嵌入式硬盘录像机
主要特点: 稳定的嵌入式Linux操作系统
产品特性：
采用MPEG-4 压缩方式
内置DVD刻录
多种录像清晰度可选：704X576，704X288，352X288
总资源400帧/秒（352X288）
2TB超大存储
带鼠标操作功能和遥控器操作功能
8路音频输入
带3个USB接口
友好的图形用户操作界面
多种语言操作界面系统
E-MAIL发送报警提示
温度检测及风扇失效监测
多种查询模式(智能检索、标记检索、主题检索、时间日期检索）多种回放模式(画中画、画外画)
多种工作模式（显示、录像、查询、网络、备份）
5.2.2 矩阵
型号：BZ3040V10K
菜单综合设置中英文菜单显示可选择
系统时间、日期、运行状态、摄像机标题屏幕显示
自由、程序、同步、群组切换多种切换方式
视频切换、报警控制三位一体
控制恒速或变速云台/控制电动镜头，无需转换器可直接控制智能高速球
警后联动视频切换、自动录像
兼容多种数字录像机(DVR)操作可方便的使用计算机和键盘控制前端设备
支持多级、分级控制，采用RS485方式，最多可级联32台矩阵主机模块化结构设计，2U标准机箱
5.2.3 矩阵主机控制键盘
型号：FT8000-1
技术参数：
1、先读取键盘的状态，得到按键的特征编码。
先从P1口的高四位输出低电平，低四位输出高电平，从P1口的低四位读取键盘状态。再从P1口的低四位输出低电平，高四位输出高电平，从P1口的高四位读取键盘状态。将两次读取结果组合起来就可以得到当前按键的特征编码。使用上述方法我们得到16个键的特征编码。
2、根据按键的特征编码，查表得到按键的顺序编码。
将16个键的特征编码按顺序排成一张表，然后用当前读得的特征编码来查表，当表中有该特征编码时，它的位置就是对应的顺序编码。
3、特征编码与顺序编码的对应关系
产品特点：
在键盘中按键数量较多时，为了减少I/O口的占用，通常将按键排列成矩阵形式。在矩阵式键盘中，每条水平线和垂直线在交叉处不直接连通，而是通过一个按键加以连接。这样，一个端口就可以构成4*4=16个按键，比之直接将端口线用于键盘多出了一倍，而且线数越多，区别越明显，比如再多加一条线就可以构成20键的键盘，而直接用端口线则只能多出一键（9键）。由此可见，在需要的键数比较多时，采用矩阵法来做键盘是合理的。
6 系统技术特点
一、实用性
充分利用现有的视频监控资源和设配，系统只需要把我们的视频卡和软件安装上去，就可实现大规模的远程集中监控。把不同地域、不同时间的视频监控录像从远程进行查看，存储。
二、先进性
采用H.264视频压缩算法,九Bit画质.优化网络传输,做到每一路图像的远程传输只需要150-180K的网络资源,提高了传输的速度。
三、特性技术
1）电视墙功能：系统采用纯软件的方式实现了视频远程集中监控的电视墙功能，一个画面可以同时监控来自不同十六个地方的监控图像。
2）远程视频报警功能：系统采用纯软件方式实现视频远程集中监控的远程报警功能。
3）防篡改用户名和密码功能：视频监控本地端安装后，各种原因造成本地端的监控录像远程无法看到，出现用户名和密码错误的情况，增加了监控的难度。系统经过开发后，只要安装了本套视频远程集中监控系统的用户，就可以通过超级用户进行远程监控。
4）远程集中监控采用点对点技术和点对多点技术，不需要视频服务器和流媒体软件。
四、易操作
采用C/S、B/S模式，本系统操作十分简单，采用WEB方式浏览视频图像，提供三级管理平台，监控单位负责人、联系电话、地址、管辖单位等相关信息，带有查找功能，只要轻点鼠标，就可以搞掂一切！
五、易维护
本系统采用纯软件的方式，维护简单，安装容易。
六、安全性高
不采用流媒体的方式，就不需要固定IP服务器来做监控中心，普通的电脑就可做监控中心平台，不管在任何地方，只要有网络的地方就可以进行远程监控，别人没有攻击的目标。
七、稳定性高
采用点对点和点对多点技术。不需任何的中转和视频图像分发，解决了流媒体技术在大规模监控中传输的不稳定、死机的现象。
八、可靠性强
技术成熟、稳定。不需要任何特殊的设配，充分利用监控点本地资源。
在一些城市的平安城市五类场所监控中得到了广泛的应用。
7结论
通过这次监控系统的设计，我受益匪浅，系统通过镜头、云台等，监测到了被监视场所的情况，是用户的安全防范系统得到了整体的提高。
视频监控系统经历了从第一代百分之百的模拟系统（VCR），到第二代部分数字化的系统（DVR/NVR），再到第三代完全数字化的系统（网络摄像机和视频服务器）三个阶段的发展演变。在这一过程中，视频监控系统与设备在功能和性能上得到了极大的提高。
随着网络带宽、计算机处理能力和存储容量的迅速提高，以及各种视频信息处理技术的出现，全程数字化、网络化的视频监控系统优势愈发明显，其高度的开放性、集成性和灵活性为视频监控系统和设备的整体性能提升创造了必要的条件，同时也为整个安防产业的发展提供了更加广阔的发展空间，崭新的应用模式和市场机遇不断涌现
智能化、数字化、网络化是视频监控发展的必然趋势，智能视频监控的出现正是这一趋势的直接体现。智能视频监控设备比普通的网络视频监控设备具备更加强大的图像处理能力和智能因素，因此可以为用户提供更多高级的视频分析功能，它可以极大的提高视频监控系统的能力，并使视频资源能够发挥更大的作用。为了推动智能视频产业的发展，达到多方共赢效果，需要将监控设备硬件供应商、智能视频软件供应商、分销商和经销商和系统集成商所有这些参与者合理的组织起来，使他们能够充分发挥各自的优势，创造出能够满足最终用户需求的全面解决方案。
参考文献
1、郑黎明徐鹤生主编，《安全防范系统工程》，高等教育出版社：
2004.7
2、罗世伟等主编, 《视频监控系统原理及维护》, 电子工业出版社：
2007.3.1
3、江建铭，《监控系统建设管理与工程设计、设备安装及运行操作维
护检修新技术标准实用手册》，中国科技文化出版社：2007