联网监控解决方案
杭州海康威视数字技术股份有限公司
2012-09
目录
一：项目背景 (4)
二：设计原则 (4)
设计标准 (5)
三：系统总体设计 (5)
3.1总体设计说明 (5)
3.2系统结构 (7)
3.3系统组成 (7)
3.3.1监控前端系统组成 (7)
3.3.2监控中心系统组成 (7)
3.3.3高清显示系统组成 (8)
3.3.3.1高清显示系统 (8)
3.3.3.2液晶拼接控制系统 (9)
3.3.3.3监控指挥中心效果 (9)
四：系统设计 (9)
4.1系统结构 (9)
4.1.1前端 (11)
4.1.2 分控中心 (11)
4.1.2.1 分控中心架构图 (12)
4.2传输系统 (12)
4.2.1 数字传输网络 (12)
4.4 存储系统 (13)
4.4.1 前端分布式存储 (13)
4.4.2 中心存储 (13)
4.5监控中心组成 (13)
4.5.1中心显示和控制部分 (14)
4.5.2解码子系统 (14)
4.5.2.1简述 (14)
4.5.2.2数字矩阵工作方式 (15)
4.5.2.3数字矩阵功能 (16)
4.5.2.4数字矩阵优势 (16)
4.5.3综合矩阵管理平台介绍 (17)
4.5.3.1应用模式 (19)
4.5.3.2视频综合平台优势 (22)
4.5.3.3技术参数 (23)
4.5.4 拼接显示屏介绍 (26)
4.5.4.1 DS-D2046NH液晶屏 (26)
4.5.5 服务器IS-VSE2056介绍 (30)
4.5.5.1应用领域： (31)
4.5.5.2技术特色 (31)
4.5.5.3系统特性 (32)
4.5.5.4性能参数： (33)
4.5.6 DS-1100K网络控制键盘 (34)
4.5.7 软件平台 (36)
4.5.7.1 平台概述 (36)
4.5.7.2中心服务模块 (37)
4.5.7.3存储服务模块 (39)
4.5.7.4流媒体服务模块 (40)
4.5.7.5电视墙服务模块 (41)
4.5.7.6报警服务模块 (42)
4.5.7.7配置客户端模块 (43)
4.5.7.8 网管服务模块 (46)
4.5.7.9客户端功能 (47)
4.5.7.10 手机客户端 (57)
附录一：全数字网络系统架构： (60)
1.1系统架构 (60)
1.2系统关键业务流程 (61)
1.3系统组网示意图 (63)
1.4对比其它组网方式 (65)
1.5高清特点 (66)
1.5.1图像清晰度更高、细节更加清楚 (66)
1.5.2监控目标覆盖范围更广、提高监控效能 (68)
1.5.3高清摄像机能实现数字PTZ功能 (69)
1.6功能特性 (69)
1.6.1有利于图像识别和智能视频分析的应用 (69)
一：项目背景
随着经济的进一步发展，外来人口的急剧增多，小区安全防范工作面临新的挑战，各小区都把平安放在首位，一般都会建立视频监控系统，以便小区的安全管理。我们综观当前小区监控的新形势，对安全管理工作特别是预防犯罪和执法工作提出新的要求，要求人防、物防、技防的有效结合，才能高效地管理和开展小区安全工作建设。
平安小区动态治安监控系统对小区居民、主要路口、小区重点监控部位及治安复杂场所实施动态监控系统，它能为指挥人员提供路口、重点部位与公众场所的治安的直观信息与实时的动态情况，将在维护小区安定、打击外来犯罪等方面发挥重要的作用，特别是对外来流动人口的监督，起到了很好的威慑作用，保障小区的经济可靠、稳定的发展。
二：设计原则
视频监控系统的设计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：视频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，根据施
工现场的特点，设计选用功能适合现场情况、符合视频监控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。
●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：视频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：视频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。
设计标准
?《安全防范系统通用图形符号》GA/T74—2000
?《民用闭路电视系统工程技术规范》GB/50198---98
?《民用建筑电气设计规范》JGJ/T16-92
?《集中光纤布线指导原则》EIA/TIA TSB72
?《SNMP（简单网络管理协议）》
?《IEEE 802.3 国际电力电气工程师协会:CSMA/CD》
?《10 Base-T/100 Base-T/1000 Base-T》
?《IEEE 802.11b无线局域网》
?《电气装置安装工程工程电气设备交接试验标准》GB50150-90
?《电气装置安装工程电缆线路施工验收规范》GB50168-92
?《安全防范工程程序与要求》GA/T75-94
?《民用闭路监视电视系统工程技术规范》GB02198-94
?《安全防范工程程序与要求》GA/T75-94
?《安全防范工程行业标准》GA/T70-94
?《建筑电气安装工程施工质量验收规范》GB50303-2002
?《安全防范工程费用概预算编制办法》GA/T70-94
?《民用闭路监视电视系统工程技术规范》GB02198-94
?《中国电气装置安装工程施工及验收规范》GBJ232-82
?国家建设部颁发的《建筑安装工程预（决）算定额》
?其它国家和行业颁布的相关规程和技术标准；
三：系统总体设计
3.1总体设计说明
本系统将从视频监控系统的实际需求出发，通过严谨的设计，建立起高效的、全方位、全天候的、立体化的安全防范网络。管理人员通过此高科技手段，能实时掌握各监控点的动态变化，能随时记录、调用有关信息，能进行有针对性的管理，提升对小区安保工作的管理水平，同时提供增值服务。
本系统设计应能实现目标为：
1、实时巡查，通过监控中心的监控电脑向前端摄像机、高速球发出控制指令，调整摄
像机镜头焦距或控制云台进行局部细节观察，对于小区内的道路监控和重要地段做
重点巡查。
2、录像存储——保存在本地的硬盘录像机上。后续采用磁盘阵列做集中存储，存储时
间暂定为30天。
3、远程在线录像资料的智能化检索、回放、保存——管理人员可以随时远程访问各监
控点的录像记录，并可按时间、企业名称、摄像机编号等要素进行录像资料的智能化快速检索和回放显示，在必要的情况下还可以将相关录像资料转存到监控指挥中心。
4、视频监控不仅能在白天实时监控，且需要在夜间对各个地段进行监控；
5、若前端主动发出报警信息后，监控中心监控图像应自动切换到发生报警的监控现场
图像；
6、系统能对设备进行管理；
7、系统能对登录平台用户进行管理，系统为不同级别用户配置权限功能。
3.2系统结构
视频监控管理系统是基于网络的视频监控系统，利用网络传输视频信号及相应数据，监控中心可以实时查看监控现场情况，结束了监控现场不可实时监督管理的现象。系统由监控系统、监控中心，传输网络组成，再配合相应的软件平台。按功能总体可以分为四层结构：设备接入层、网络传输层、中心管理层和业务处理层。
1、设备接入层
设备接入层主要指安装在道路现场和重点区域位置，对现场情况实现实时音视频采集及报警信号采集等终端，主要包括视音频、报警信息的采集设备、报警联动输出设备和音频功放设备等。
2、网络传输层
网络传输层是依托有线网络，充分利用有线的带宽资源传输视音频和数据信息，
3、中心管理层
中心管理层包括接入服务器、管理服务器、数据库、流媒体服务器、存储服务器、报警服务器等模块，为整个系统的运行提供管理支撑。
4、业务处理层
业务处理层是整个系统的最终展示，它提供了对视音频数据的浏览、对各种采集数据的汇总以及处理等功能。
3.3系统组成
3.3.1监控前端系统组成
前端视频采集通过设置在的监控摄像机来实现；
视频信号通过视频线接至监控专用DVR，实现录像存储；
根据需要及实际网络情况，把视频图像等传输至远程监控中心。
3.3.2监控中心系统组成
监控中心系统由以下部分组成；
1、管理服务器：是整个系统的核心组件，提供统一的认证、授权、管理服务。作为管理服务器，对
系统内的用户、角色、权限、视频监控设备、报警设备、各种服务器进行集中配置管理；作为应
用服务器，提供各类安防监控业务。提供完善的日志管理和审计功能。
2、流媒体服务器：支持实时视频数据的转发及分发；支持存储数据的回放点播(VOD)；支持Qos管
理，对带宽进行合理使用；支持用户和事件的优先级管理；支持级联和分布式部署；支持视频流
相关的统计信息。
3、电视墙及解码器：支持软件解码大屏输出，支持解码卡、解码器、模拟/数字矩阵控制输出，支
持键盘、3D摇杆控制，支持高清解码输出，支持文件回放上墙；支持对其它标准客户端软解码
VGA输出的协同控制。
4、WEB服务器：为系统管理、流媒体、报警转发、集中存储检索等所有应用服务器提供统一WEB
访问配置界面，为前端监控设备提供统一远程监视、查询、系统管理预维护、参数设定、设备监测等B/S访问界面。采用专用的WEB服务器中间件，WEB2.0技术，AJAX设计。
5、报警服务器：为系统实现所有报警（触发）事件的管理、分发以及与技防联网报警系统等集成信
息的分发及上传服务。支持的联动方式有客户端联动（视频图像、声光显示、信息叠加）、云台联动、通道录像、报警输出联动、EMAIL通知、短信发送、通道抓图等方式。并提供完善的报警日志管理，方便事后查询检索。
6、客户端（包括手机客户端）：实时监控。认证访问监控所有现场设备，可以实现轮循预览、电子
地图等功能。
3.3.3高清显示系统组成
3.3.3.1高清显示系统
监控中心建设3*4块46寸DID液晶拼接大屏幕电视墙，实现对前端视频信号的实时查看和突发事件的指挥、控制、调度。
液晶拼接显示单元采用以DID液晶屏幕为核心技术的一体化单元，系统工作稳定，扩展方便。采用专利性的DDHD（动态全高清电路）三代电路和DID液晶屏，单屏物理分辨率为1366x768。
模块化技术。单元采用模块化设计，易于检修和板卡更换；仅几分钟就能完成主板的更换；信号和控制电缆及其接口均安装在单元内部，保证显示和控制信号的可靠传递，并且节省维修空间，且不影响屏体外表整洁美观。
宽视角：可视角度高达178°(横向和纵向)，DID液晶屏是平板显示设备的典范之作，是真正的纯平显示器，完全无曲率大画面，无变形失真。
亮度均匀，影像稳定不闪烁：亮度高达700 cd/m2由于LCD每一个点在接收到信号后就一直保持那种色彩和亮度，而不像CRT那样需要不断刷新亮点。因此，LCD亮度均匀、画质高而且绝对不会闪烁。
高对比度：高达3000：1的对比度使得画面的层次感更强，更真实。
高刷新频率：能有效解决图像快速运动过程中的拖尾和模糊，增强图像的清晰度和对比度，使画面更清澈，人眼长时间观看也不易疲劳。
高清晰度、高亮度、高色域：清晰度、亮度、色彩饱和度是液晶的三个重要性能指标
稳定运行寿命超长，维护成本低：液晶显示技术是目前最优异的平板显示技术之一，尤其是DID液晶屏，整机有50000小时的使用寿命且长时间工作后图像稳定没任何变化。液晶显示技术没有任何需要定期更换的耗材设备，所以维护、维修成本极低。
全自动温控系统：DID液晶拼接单元配备有自动温度控制电路设计，可根据屏幕实际工作温度自动调节散热风扇的散热能力，在保证屏幕工作安静的同时，使DID液晶屏幕始终在最佳工作温度，提高了整机可靠性，有效延长屏幕的使用寿命。
工作稳定可靠，故障率低，寿命长，经长时间工作后图像质量（亮度、色彩、拼接等）不会发生明显变化。
3.3.3.2液晶拼接控制系统
在大屏幕系统中，大屏幕拼接控制模块作为系统信号处理的核心，在很大程度上决定了整个系统的显示效果，显示质量，操作的灵活性以及可靠性。它可支持多种视频设备的同时接入，如：DVD、高清摄像机、监控工作站、高清播放器等等。
3.3.3.3监控指挥中心效果
整个拼接屏系统可被看作整块没有分隔的虚拟屏显示一个大画面，也可每个拼接单元显示相同或者不同的信号。显示模式例举：
四：系统设计
4.1系统结构
本系统架构如下图所示：
联网监控解决方案
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4.1.1前端
前端采用模拟摄像机作为前端图像的采集设备和编码设备，采用网络硬盘录像机做前端的分布式存储。后其采用网络摄像机采用磁盘阵列的进行集中存储。
4.1.2 分控中心
分控中心以网络硬盘录像机为核心，组合成一个小型的监控平台。完成摄像机视频流的存储、向中心进行数据的传送、与报警设备进行联动。提供给客户方便、可靠、安全和实用的一套系统。
4.1.2.1 分控中心架构图
4.2传输系统
4.2.1 数字传输网络
带宽需求：
考虑IP包涉及包头包尾开销，按25%计算，单路D1画质的带宽需求为2Mbps÷0.45=2.6Mbps。单路CIF画质的带宽需求为512Kbps÷0.75=682Kbps
除带宽量化要求以外，要具备稳定的网络传输质量。网络延迟和时间抖动超过标准也会
严重影响图像的传输效果和质量。因此建议采用监控专用网络，采取有效措施与其他网络应用隔离。
4.4 存储系统
4.4.1 前端分布式存储
本系统中前端车辆检测站视频监控图像的本地存储系统采用网络硬盘录像机实现，存储配置：
根据需求，酒店录像每天录24个小时，要保存1个月（30天），要求采用D1分辨率录像。根据这些信息，我们可以计算出如何配置车管所的存储，音频部分所需存储空间极小，可忽略不计。
首先计算一个摄像机采用D1格式录像一天所需要的存储容量：
2Mbps*3600秒*24小时/8/1024/0.9=24G.
采用CIF格式单路视频录像一天所需的存储容量：
512Kbps*3600秒*24小时/8/1024/0.9=6G.
4.4.2 中心存储
本系统中所有前端设备的视频流统一存储到监控中做集中存储。
存储配置：
根据需求：
4.5监控中心组成
监控中心其主要由网络接入设备（路由器、交换机）、流转发设备（流媒体服务器）、图像存储设备（磁盘阵列）、图像解码设备（综合矩阵管理平台.实现视频在大屏上的漫游、叠加、开窗等功能。）和显示设备（监控中心大屏）组成，并增加了管理服务器。如下图所示：
管理服务器是整个监控系统的大脑中枢，其负责系统的中心管理，是管理平台的中心模块。具体功能由平台所决定。
集中存储由前面提到的磁盘阵列以IPSAN的形式挂载到服务器，由服务器安装海康威视5.2平台软件的存储管理模块。组合起来完成视频的集中存储功能。
流媒体服务由服务器安装海康威视IVMS5000平台软件的流媒体服务模块。组合起来完成视频流的转发、视频流格式的转化功能。
4.5.1中心显示和控制部分
监控中心采用12个拼接屏组成电视墙。由视频综合平台接受前端传输过来的网络视频信号硬解码成模拟信号输入到拼接屏显示。实现视频图像的任意屏的拼接、漫游显示完成数字矩阵功能。
因为组成电视墙的拼接有12个，所以需要一台视频综合管理平台。控制部分由网络控制键盘DS-1100K和客户端电脑完成。
4.5.2解码子系统
4.5.2.1简述
视频解码服务子系统主要是为满足不同监控中心对模式图像应用需求而设置的，视频解码服务子系统可相应视频显示控制子系统的控制指令，并调用新建和已建的视频资源。
视频解码服务子系统主要完成如下功能：
●响应控制指令：视频解码服务子系统响应视频显示控制子系统的视频调用、切换功
能。
●视频调用功能：视频解码服务子系统可根据用户调用指令，实现对制定视频源的调
用功能。
●视频解码功能：对接收的视频，完成解码，输出模拟信号。
因为解码子系统也按“交换”方式实现图像的切换控制，与模拟矩阵相似，故称为数字矩阵。
4.5.2.2数字矩阵工作方式
在监控中心采用多台数字高清解码器构成高清数字矩阵取代了传统的模拟视频矩阵来管理电视墙。它的主要功能与模拟视频矩阵基本相同，都是基于交换的原理来管理前端视频源切换上电视墙。
控制中心向数字矩阵发送相关预览指令，高清数字矩阵从指定前端获取高清数据流，并解码由高清接口输出到高清电视墙；由此能进一步实现切换、轮巡等操作。
控制中心还能向存储系统发送检索指令，存储系统将相关的历史码流推给高清数字矩阵，解码上墙。
单块高清解码板可解码一路1080P的高清码流，可实现单画面显示或四分割显示。当然，也向下兼容解码输出4CIF的视频图像。
图3.5 解码数据流向示意图
4.5.2.3数字矩阵功能
高清解码性能
高清解码器支持解码HD720p、1280*960、1600*1200等多个高清编码格式。为未来高清系统升级已经预留解码资源，可实现无缝升级。标清解码器最高支持解码QCIF/CIF/2CIF/DCIF/4CIF等多个标清编码格式。
●全实时解码效果
预览和回放时，画面均可达到25fps全实时图像画质，随着系统的不断优化，未来将突破传统的25fps限制，达到更高的帧率，比如50fps。
●优化的解码方式
正对数据源不同，可设置更合理的解码方式。当数据源为实时数据流时，可设置为实时性优先以降低延迟；当数据源为回放数据流时，可设置为流畅性优先以获得更清晰流畅的回放效果。
●单画面和四画面分割
目前业内首推支持高清视频四分割显示，更合理利用大尺寸的高清显示屏。
●拖拽操作
可将任意高清监控头拖拽至任意高清显示屏解码显示。可将一组监控头拖拽至一组高清显示屏解码显示。
●多种轮切效果
由海康威视首推的IP矩阵概念实现基于IP网络的轮切功能。多个高清监控头在1个高清显示屏中自动轮巡切换显示；一组高清监控头在一组高清显示屏中自动轮巡切换显示；轮巡间隔时间可由用户自定义。灵活的切换模式有利于提高监控有效性。
4.5.2.4数字矩阵优势
●高清图像质量
高清数字矩阵可无损地还原出原始编码图像的效果（与模拟系统不同，数字信号经过网络传输后，不会因传输距离、线路质量等因素受到干扰）。在标准的HD720p分辨率格式下，还原出的模拟图像可实现大于700TVL以上的图像效果，确保图像显示质量。与此同时，还能解码HD960p、1600*1200的高清码流。
●易于搭建
高清数字矩阵采用成熟技术和产品，易于构建和维护；其次，数字解码器的视频输入是通过网络来完成，不涉及大量的模拟信号输入，其安装和管理都非常简便；
●易于部署
如上所述，高清数字矩阵的视频输入是通过网络来实现的，只要有IP网络的地方都可以部署数字矩阵，不受到信号传输距离的限制；
●易于扩展
前端高清网络摄像机的码流经过网络传输到高清数字矩阵后，经过解码还原为非压缩信号输出到电视墙。也就是说，只要能够接入网络的视频信号，均可作为数字矩阵的输入端。这与传统的模拟矩阵M×N的架构（例如128进16出矩阵，M=128，N=16）相比，其输入数量几乎是无限制的。
●易于管理
与模拟系统不同，数字矩阵系统是标准的IP网络模块，可接入统一的视频管理平台进行统一管理，其视频切换策略等均可通过电脑管理界面完成，不受到硬件的物理限制。而且通过管理平台可方便的实现其工作状态管理和在线保活等网管功能。
4.5.3综合矩阵管理平台介绍
视频综合平台是一款电信级机架式视频处理综合平台产品，硬件结构设计上参考ATCA(Advanced Telecommunications Computing Architecture 高级电信计算架构)标准，主要功能: 模拟和数字视频信号切换，视频图像行为分析，视频信号编解码，视频压缩数据集中管理存储和网络实时预览；各种网络功能，日志功能；用户和权限管理；设备维护功能等于一体的综合视频处理平台。
视频综合平台是海康威视根据平安城市和智能楼宇视频监控系统应用特点开发的一款产品，充分吸收海康威视在视频监控设备开发生产的技术优势，特别适用于模拟和数字视频整合接入和控制的需要。
海康威视视频综合平台DS-B10-XY
对于原系统为数模结合的情况，原系统模拟图像通过视频扩展输入板接入到视频综合平台，数字图像通过网络视频图像接入到视频综合平台，可对已建监控视频进行统一视频编码，对新建监控视频在视频综合平台上解码输出显示，充分利用现有视频监控和显示系统，在软件平台上可进行统一管理。
对于原系统为数字系统的情况，视频综合平台支持多种厂家的视频图像信息的解码输出，通过视频综合平台可实现原有视频监控系统和新建视频监控系统图像信息的解码输出和前端设备PTZ控制，软件平台通过视频设备接入模块对非统一标准的视频码流进行转换并显示图像到软件客户端上。
模拟和数字视频的接入拓扑见下图：
视频综合平台接入拓扑
采用视频综合平台实现视频图像切换控制和输出显示的方式具有以下优势：
1)支持通过模拟方式接入已建模拟视频图像，进行统一编码和切换输出显示，实现视
频编码、矩阵切换和前端控制等功能；
2)支持通过数字方式接入已建数字视频图像，进行视频解码输出和上墙显示，实现对
已建数字图像的显示和控制管理；
3)支持新建标清和高清视频图像的解码输出显示功能，实现数字视频矩阵功能；
4)通过一套硬件平台、一套软件平台在分控中心实现对已建系统和新建系统的统一管
理和控制。
4.5.3.1应用模式
4.5.3.1.1整合现有视频监控资源
由于相关标准发展和安防行业技术发展等因素，视频监控系统存在一些比较突出的问题需要完善和改进，如：系统往往相互独立封闭，共享程度不高；系统设备种类繁多，技术规范、标准不一；现有视频图像信息系统功能单一；系统缺乏有效的维护管理；管理难以有效利用公共图像资源等。远远不能满足可视化管理、应急、治安防控等现实需要。
视频监控系统的建设应节省投资，充分利用现有设备，通过对现有系统的改造，使得系统满足视频监控系统统一管理和资源共享的要求。视频资源的整合应考虑原系统建设的方式、原系统视频压缩算法、数据传输协议和视频文件格式，采用统一的视频通信协议、统一的设备控制协议和标准的视频压缩算法，实现系统的整合。
海康威视采用视频综合平台接入模拟和数字视频图像，通过软件平台中视频设备接入服务模块，实现对原系统的统一管理和控制。对原有系统的接入方式如下图所示：
整合原有监控系统
4.5.3.1.2接入原有模拟视频
对已建设的视频信息资源的整合，可以根据需整合的视频资源规模和应用的实际需求，直接就近接入视频图像中心、视频图像分中心、或视频图像信息汇聚平台，通过视频综合平
台编码和切换输出显示。如下图所示：
接入原有模拟视频