弱電系統(tǒng)方案
學(xué)校高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案
來源：http://lujiong.cn/news413275.html發(fā)布時(shí)間：2019-11-26 00:00:00
學(xué)校高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案
有很多朋友問到關(guān)于學(xué)校監(jiān)控方案如何設(shè)計(jì)，隨著對(duì)教育的不斷重視，學(xué)校高清監(jiān)控的項(xiàng)目現(xiàn)在越來普遍，這里我們就一起來看下這校監(jiān)控項(xiàng)目如何設(shè)計(jì)。
一、背景分析
校園安防已經(jīng)在各大中小學(xué)逐漸普及開來。目前校園安防主要由教學(xué)辦公區(qū)和學(xué)生學(xué)習(xí)生活區(qū)兩部分組成。而大中小學(xué)由于學(xué)校面積、學(xué)員年齡的不同，所需安防系統(tǒng)又有很大差別。各地高校的開放度高，人員雜，流動(dòng)大，因而增加了校園安防工作的難度;中小學(xué)校雖然實(shí)行封閉式管理，但中小學(xué)生自控力相對(duì)較差，自我保護(hù)能力也較弱，因而中小學(xué)校所需視頻輻射區(qū)域更大。因此，安防在大中小學(xué)校里面，其側(cè)重點(diǎn)有所不同。然而，無論其側(cè)重點(diǎn)有多大的差異，其對(duì)這群受保護(hù)人群的安全防范的重要程度則是毋庸置疑的，因此，校園監(jiān)控逐漸走向高清網(wǎng)絡(luò)視頻領(lǐng)域。
幼兒園：由于其監(jiān)控對(duì)象是受保護(hù)的弱小兒童，更重要的是對(duì)外部入侵的安全防范工作。而其擴(kuò)展應(yīng)用主要體現(xiàn)在家長遠(yuǎn)程觀看幼兒園的情況，包括活動(dòng)期間和上課期間;
中小學(xué)：中小學(xué)其監(jiān)控對(duì)象是受保護(hù)的發(fā)育期青少年，安全防范工作還是學(xué)校安防的主要目的之一，除了包括外部入侵之外，還包括內(nèi)部校園暴力。而其擴(kuò)展應(yīng)用更多的體現(xiàn)在電子監(jiān)考這一應(yīng)用;
高校：高校里面基本為成年人群，對(duì)外部入侵、校園內(nèi)部自身安全防范固然重要，但其擴(kuò)展應(yīng)用占用比例加重，重點(diǎn)體現(xiàn)在遠(yuǎn)程教學(xué)這一方面的應(yīng)用。
二、項(xiàng)目分析
視頻監(jiān)控區(qū)域：為了保障學(xué)校的正常工作、生活秩序及校內(nèi)安全，避免學(xué)校財(cái)產(chǎn)損失，保證校內(nèi)師生的安全，避免非法的人員闖入等需要對(duì)整個(gè)學(xué)校的安全進(jìn)行有效的防范。通過在圖書館、學(xué)校門口、操場、停車場、校道、廣場、周界、飯?zhí)?、部分樓層走道等諸多重要的區(qū)域和點(diǎn)位進(jìn)行全天候的、實(shí)時(shí)的、高清晰的視頻監(jiān)控。
點(diǎn)位分布要求：整個(gè)視頻監(jiān)控要求能夠滿足全天候本地24小時(shí)監(jiān)控。前端必須采用目前先進(jìn)、穩(wěn)定的攝像機(jī)。在學(xué)校出入口等重要的地方需采用云臺(tái)攝像機(jī)或高清固定攝像機(jī)，在校道、操場、飯?zhí)玫纫恍掗煹墓矆鏊惭b高清球型攝像機(jī)或者是高清槍式攝像機(jī)，在學(xué)校周界等一些區(qū)域安裝固定高清攝像機(jī)，樓層走道安裝高清晰網(wǎng)絡(luò)半球等。
報(bào)警聯(lián)動(dòng)：通過監(jiān)控管理軟件和報(bào)警接口軟件，監(jiān)控系統(tǒng)可以響應(yīng)區(qū)域聯(lián)網(wǎng)報(bào)警系統(tǒng)，區(qū)域聯(lián)網(wǎng)報(bào)警系統(tǒng)的用戶報(bào)警后，區(qū)域聯(lián)網(wǎng)報(bào)警主機(jī)通過報(bào)警接口軟件自動(dòng)調(diào)用相關(guān)圖像到大屏或主監(jiān)視器顯示，同時(shí)啟動(dòng)既定的預(yù)案系統(tǒng)。主控中心的大屏幕可以顯示監(jiān)控圖像、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)信息、GPS、GIS系統(tǒng)等各種信息，作為各種信息的綜合顯示平臺(tái)。
聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控：通過學(xué)校局域網(wǎng)，上級(jí)部門和相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)可以調(diào)用任意的圖像、授權(quán)的用戶可以聯(lián)網(wǎng)調(diào)用錄像資料等。
三、系統(tǒng)特點(diǎn)及拓?fù)鋱D
利用現(xiàn)有的校園網(wǎng)絡(luò)資源，同時(shí)借助校園網(wǎng)絡(luò)富余光纖進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸，實(shí)現(xiàn)校園網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的全部功能。視頻接入以就近接入為原則，達(dá)到無盲區(qū)高清晰全網(wǎng)絡(luò)的效果。
拓?fù)鋱D：
四、前端圖像采集設(shè)備
監(jiān)控系統(tǒng)主要分為四個(gè)部分：前端圖像采集系統(tǒng)、傳輸系統(tǒng)、存儲(chǔ)系統(tǒng)、顯示系統(tǒng)，任何一個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)都離不開這四部分，那我們就前端圖像采集系統(tǒng)開始。
視頻監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)中前端點(diǎn)位的布置是否合理，以及所采用的設(shè)備是否恰當(dāng)都是整個(gè)系統(tǒng)的關(guān)鍵所在。因此本次設(shè)計(jì)中，前端點(diǎn)位全部部采用高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)，電梯由于不能布置網(wǎng)線，所采用電梯專用模擬攝像機(jī)，每臺(tái)電梯攝像機(jī)配置一臺(tái)單路的網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換后接入視頻監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)。
學(xué)校門口、操場、校道、廣場等：學(xué)校門口、操場、校道、廣場等地方因?yàn)橥砩蠠艄獗容^暗而且寬廣，所以安裝紅外高清高速球。
圖書館、飯?zhí)玫葏^(qū)域：這些區(qū)域比較大而且人流較多，所以采用室內(nèi)網(wǎng)絡(luò)高清球型攝像機(jī)。
校道、周界、校門口等區(qū)域：在這些地方安裝高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)。
樓層走道等區(qū)域：在這些地方安裝高清網(wǎng)絡(luò)半球攝像機(jī)。
電梯：采用半球電梯專用攝像機(jī)。
其他區(qū)域：根據(jù)現(xiàn)場具體情況采用合適的攝像機(jī)類型。
在進(jìn)行點(diǎn)位位置確定時(shí)，根據(jù)監(jiān)視區(qū)域的規(guī)劃來合理安排攝像機(jī)的安裝位置，盡量滿足重點(diǎn)區(qū)域無盲區(qū)監(jiān)視，其他區(qū)域兼顧考慮等原則。
五、傳輸系統(tǒng)
整個(gè)學(xué)?？傆蠿X路網(wǎng)絡(luò)視頻圖像，1080P每路視頻圖像需要的上傳帶寬不低于6Mbps，720P每路視頻圖像需要的上傳帶寬不低于4Mbps，D1每路視頻圖像需要的上傳帶寬不低于2Mbps，網(wǎng)路傳輸系統(tǒng)采用水平子系統(tǒng)匯聚后再用光纜傳輸?shù)奖O(jiān)控中心，我們建議采用全千兆局域網(wǎng)來架構(gòu)視頻傳輸系統(tǒng)。
1、遠(yuǎn)程聯(lián)網(wǎng)集中管理平臺(tái)的組成模塊
2、管理平臺(tái)模塊部署解決方案
集中管理控制模塊：用于前端網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)遠(yuǎn)程管理、圖像調(diào)用、云臺(tái)控制、高清解碼器控制、錄像設(shè)置、資料查詢回放等，是一臺(tái)綜合性操作服務(wù)器，比如視頻處理、多任務(wù)運(yùn)行等有較高要求；整個(gè)系統(tǒng)配置一臺(tái)這樣集中管理服務(wù)器，我公司針對(duì)高清視頻監(jiān)控所推出的集中管理平臺(tái)服務(wù)器具備強(qiáng)大的處理能力和可靠的穩(wěn)定性。
用戶目錄驗(yàn)證服務(wù)：用于用戶信息的集中管理、集中驗(yàn)證、前端設(shè)備和后端各個(gè)軟件模塊之間的信息交換等，是整個(gè)平臺(tái)的核心，其穩(wěn)定性要求相當(dāng)高，所以針對(duì)這類核心的特殊的服務(wù)器，我們?cè)O(shè)計(jì)采用國際專業(yè)服務(wù)器廠商提供的硬件服務(wù)器，本臺(tái)服務(wù)器基本的要求是要求多核心高主頻處理器、不低于3GB的內(nèi)存資源、可擴(kuò)展雙千兆網(wǎng)卡、整體性能穩(wěn)定。
流媒體轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)：大型高清網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控還有一個(gè)比較重要的模塊就是轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器，其他相關(guān)業(yè)務(wù)終端都要從這臺(tái)服務(wù)器獲取視頻數(shù)據(jù)，而這太服務(wù)器也需要長時(shí)間的穩(wěn)定運(yùn)行，對(duì)網(wǎng)卡和內(nèi)存資源有較大消耗，因此這臺(tái)服務(wù)器我們根據(jù)需要建議配置專業(yè)服務(wù)器，并提升內(nèi)存為3GB，同時(shí)采用雙網(wǎng)卡。由于整套系統(tǒng)為XX多路高清網(wǎng)絡(luò)視頻傳輸和轉(zhuǎn)發(fā)，一臺(tái)轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器負(fù)荷太大，不利于穩(wěn)定運(yùn)行，因此可配置XX臺(tái)來分別轉(zhuǎn)發(fā)，減輕單臺(tái)服務(wù)器的壓力。
集中存儲(chǔ)服務(wù)：由于整個(gè)系統(tǒng)共有XX個(gè)攝像機(jī)，其中高清攝像機(jī)有XX臺(tái)，對(duì)于這些攝像機(jī)的視頻存儲(chǔ)我們建議采用IP-SAN存儲(chǔ)方式，存儲(chǔ)服務(wù)器從穩(wěn)定性的角度考慮我們也建議配置美電貝爾專業(yè)存儲(chǔ)服務(wù)器，服務(wù)器要求具備雙網(wǎng)卡負(fù)載均衡、2GB以上內(nèi)存資源、多核重要處理器、雙冗余服務(wù)器電源。
報(bào)警電子地圖服務(wù)模塊：報(bào)警電子地圖模塊在學(xué)校網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)中主要用于學(xué)校監(jiān)控點(diǎn)位平面分布圖，系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)瀏覽，同時(shí)還可通過集成開發(fā)將其他諸如報(bào)警系統(tǒng)或者是門禁系統(tǒng)之類的其他安防系統(tǒng)集成進(jìn)來，實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)處理。
高清解碼器：高清DVI接口輸出，可以實(shí)現(xiàn)H.264、h.265、MPEG4、MPEG2(DVD)、MPEG1(VCD)、M-JPEG、格式的視頻解碼，支持1080P、720P、D1、Half-D1、CIF、QCIF等各種分辨率的顯示輸出。通過與支持高清分辨率顯示的大屏幕液晶監(jiān)視器連接就組成了高清網(wǎng)絡(luò)數(shù)字電視墻，這種顯示模式不需要對(duì)網(wǎng)絡(luò)視頻信號(hào)進(jìn)行模擬還原，直接顯示數(shù)字視頻信號(hào)，減輕了因解碼還原成模擬信號(hào)后所產(chǎn)生的延時(shí)現(xiàn)象，而且整體造價(jià)更低，減少了處理環(huán)節(jié)顯示系統(tǒng)更加靈活也更加穩(wěn)定。
六、存儲(chǔ)系統(tǒng)
1、兩種視頻監(jiān)控常用存儲(chǔ)方案的比較
直接存儲(chǔ)方式：這里的直接存儲(chǔ)方式是指通過架設(shè)一臺(tái)專業(yè)的存儲(chǔ)服務(wù)器，在服務(wù)器里面直接安裝磁盤來做存儲(chǔ)服務(wù)器，存儲(chǔ)容量將根據(jù)服務(wù)器上的盤位來配置，根據(jù)具體需要可以選擇是否做RAID。目前單塊硬盤的容量越來越大，單臺(tái)傳統(tǒng)存儲(chǔ)方式可以解決一些小規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控存儲(chǔ)系統(tǒng)，其特點(diǎn)是：造價(jià)低，適用于各類型網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控存儲(chǔ)系統(tǒng)，具備一定的靈活性和可擴(kuò)展性。
IP SAN存儲(chǔ)技術(shù)：顧名思義是在傳統(tǒng)IP以太網(wǎng)上架構(gòu)一個(gè)SAN存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)把服務(wù)器與存儲(chǔ)設(shè)備連接起來的存儲(chǔ)技術(shù)。IPSAN其實(shí)在FC SAN的基礎(chǔ)上再進(jìn)一步，它把SCSI協(xié)議完全封裝在IP協(xié)議之中。簡單來說，IP SAN就是把FC SAN中光纖通道解決的問題通過更為成熟的以太網(wǎng)實(shí)現(xiàn)了，從邏輯上講，它是徹底的SAN架構(gòu)，即為服務(wù)器提供數(shù)據(jù)塊級(jí)服務(wù)。iSCSI是實(shí)現(xiàn)IP SAN重要的技術(shù)。在iSCSI出現(xiàn)之前，IP網(wǎng)絡(luò)與塊模式（主要是光纖通道）是兩種完全不兼容的技術(shù)。有意思的是，iSCSI是運(yùn)行在TCP/IP之上的塊模式協(xié)議，將兩者的優(yōu)勢很好地結(jié)合起來。這種方式適合于一些對(duì)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)安全性要求比較高，數(shù)據(jù)流量比較大的一些大型的集中聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目，如大型樓宇網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控、金融、電力以及平安城市等領(lǐng)域，其整體性價(jià)比較高。
2、本系統(tǒng)存儲(chǔ)方案
據(jù)需求分析和相關(guān)要求，我們本套解決方案采用IP-SAN存儲(chǔ)方式來解決網(wǎng)絡(luò)視頻的存儲(chǔ)任務(wù)。通過在學(xué)校監(jiān)控中心機(jī)房內(nèi)部署SAN存儲(chǔ)陣列和集中存儲(chǔ)服務(wù)器對(duì)整個(gè)學(xué)校網(wǎng)絡(luò)視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行集中存儲(chǔ)。
由于本方案所選用的平臺(tái)服務(wù)器、IPSAN每臺(tái)可安裝16塊硬盤，目前監(jiān)控系統(tǒng)使用的磁盤陣列備份方式主要為RAID5，因而每臺(tái)IPSAN需要配置一塊冗余盤，相當(dāng)于每臺(tái)IPSAN用于存儲(chǔ)錄像數(shù)據(jù)的硬盤為15塊，所以IPSAN需配置XX臺(tái)。總共需要的硬盤數(shù)量為XX塊（根據(jù)項(xiàng)目監(jiān)控的總?cè)萘縼砼渲糜脖P的數(shù)量）。
IPSAN存儲(chǔ)整體架構(gòu)示意圖如下：
3、流媒體轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)計(jì)
對(duì)于高清網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)來說，如何解決多路數(shù)視頻管理、多用戶訪問、多業(yè)務(wù)終端承載一直是網(wǎng)絡(luò)視頻面臨的難題，
所以可以采用一個(gè)穩(wěn)定性非常強(qiáng)的集流媒體轉(zhuǎn)發(fā)與存儲(chǔ)于一體的NVR服務(wù)器，可提供大型網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的視頻數(shù)據(jù)訪問服務(wù)，采用多核處理器，雙千兆網(wǎng)卡負(fù)載均衡，2GB以上內(nèi)存級(jí)別的專業(yè)服務(wù)器的網(wǎng)絡(luò)吞吐能力在300Mbps左右，可實(shí)現(xiàn)峰值64路高清視頻轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)，針對(duì)前端的高清攝像機(jī)數(shù)目，本設(shè)計(jì)方案建議配置幾臺(tái)轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器來進(jìn)行流量均衡，保證整個(gè)系統(tǒng)的訪問流暢穩(wěn)定。
七、顯示系統(tǒng)設(shè)計(jì)
在本設(shè)計(jì)方案中我們根據(jù)用戶的實(shí)際使用需要和場地情況，采用 LCD超窄邊液晶拼接組成的顯示大墻來實(shí)現(xiàn)其顯示功能。信號(hào)控制系統(tǒng)可對(duì)信號(hào)源進(jìn)行完善的處理，包括轉(zhuǎn)接、分配、切換、倍頻、分割、多屏拼接等等，達(dá)到信號(hào)資源共享的目的，使顯示系統(tǒng)能輕易地獲取任意一個(gè)或多個(gè)所需的信號(hào)，滿足各種不同功能的需要。各種視頻信號(hào)和計(jì)算機(jī)信號(hào)通過 AV 或 RGB 兩種矩陣進(jìn)行共享連接，分別顯示在 LCD 顯示拼接墻及不同的顯示終端上。
1、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖：
中心就要有管理平臺(tái)，需要配置綜合監(jiān)控一體化平臺(tái)，解碼能力強(qiáng)，功能更強(qiáng)大，上墻預(yù)覽的數(shù)量看需求，不需要全部上完，可以做輪巡。
2、什么是綜合監(jiān)控一體化平臺(tái)
綜合監(jiān)控一體化平臺(tái)可以理解為：編碼器+解碼器+視頻矩陣+智能分析模塊，把它的功能拆開來看是很簡單，但要幾個(gè)簡單的部件聯(lián)接起來、互通互用，就是它的技術(shù)所在。
這個(gè)視頻綜合處理平臺(tái)，自身是不帶存儲(chǔ)功能的，支持集中存儲(chǔ)管理，是指它可以跟軟件管理平臺(tái)對(duì)接，實(shí)現(xiàn)集中存儲(chǔ)而已。
它的功能作用？那么這個(gè)平臺(tái)具體有些什么功能，我們可以分點(diǎn)來了解。
（1）接入視頻方面，它可以接入模擬攝像機(jī)（BNC）、HDCVI攝像機(jī)（BNC）、HD-SDI攝像機(jī)（BNC）、網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)（網(wǎng)線）、DVI線、VGA線、光纖等傳遞過來的視頻信號(hào)。
（2）有視頻接入，就當(dāng)然有輸出了，輸出端口包括BNC、VGA、DVI、HDMI等，這是給視頻顯示或上墻用的；提到上墻，那它當(dāng)然是包括了視頻矩陣的切換控制功能了。
（3）網(wǎng)絡(luò)端口除了可以接入視頻以外，當(dāng)然也可以連接其他網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)互通了。
（4）監(jiān)控系統(tǒng)上除了視頻，也包括音頻、報(bào)警、控制（如云臺(tái)）等信號(hào)，這個(gè)平臺(tái)也是支持的。
（5）智能分析功能，這個(gè)就類似一些前端網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)里面加的智能分析模塊；主要就是有檢測越線、跨區(qū)域、物品丟失、視頻遮擋和報(bào)警聯(lián)動(dòng)等功能。
八、監(jiān)控管理平臺(tái)軟件
視頻監(jiān)控管理平臺(tái)是以物聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)，通過傳感器技術(shù)、無線通信、嵌入式技術(shù)及圖像處理和傳輸技術(shù)等來進(jìn)行跨區(qū)域、大范圍統(tǒng)一資源管理和共享的專業(yè)級(jí)報(bào)警視頻監(jiān)控管理平臺(tái)。對(duì)信息采集、存儲(chǔ)、傳輸、控制、維護(hù)的全過程進(jìn)行管理。
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