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1、北航监控系统技术方案北京同辉无限科技有限责任公司2014-2-17目 录1项目概况及需求分析32设计依据与设计原则32.1设计依据32.2设计原则43系统架构设计53.1网络视频监控系统架构53.2监控中心平台设计63.3监控前端设计73.4图像编码方式93.5前端接入方式123.6存储系统设计133.6.1存储技术介绍133.6.2存储方案设计164组网图与组网说明174.1系统组网图174.2组网说明175系统功能应用185.1系统功能简介185.1.1系统业务功能介绍185.1.2系统管理功能195.2系统功能应用205.2.1图像监控205.2.2实时数据存储205.2.3报警联动21
2、5.2.4电子地图215.2.5现场警告喊话215.2.6数据信息管理215.2.7用户/权限管理226系统特色226.1领先的应用架构226.2开放的设计体系226.3灵活性与可伸缩性226.4丰富的业务功能226.5部署简单、使用便捷236.6电信级管理236.7与DVR系统的对比231 项目概况及需求分析北航拟建设一套视频监控系统，以实现对新主楼7层 实施不间断视频监控。要求监控系统基于现有IP网络建设，采用网络视频监控产品构建系统。现有网络结构为二级星型网络，主交换网为1000M，各前段监控点到各网络汇结点为100M网络。要求系统建成后能够满足监控、远程控制、录像存储等要求。系统具体需
3、求如下：1） 建立一套对新主楼7层的视频监控系统，系统初期预计6个监控点；2） 系统应提供清晰流畅的图像，能够对实现二十四小时不间断图像传输；3） 系统应提供录像功能，能够按要求对监控信息进行存储；4） 系统应具备强大的用户/权限管理功能，能够进行丰富的权限分配管理；5） 系统应能够长时间稳定可靠运行；6） 系统应提供简单友好的操作使用界面；7） 系统应支持平滑升级扩容和智能化改造，本系统可及时增加监控点的接入，保证每一个监控点都可以顺利接入。2 设计依据与设计原则2.1 设计依据系统规划设计严格遵循国际、国家和地区的有关标准和规范进行。本设计将依据和参照以下的设计规范和要求进行：1、 GA/
4、T75-94 安全防范工程程序与要求 2、 GBJ303-88 建筑电气安装工程质量检验评定标准 3、 GA/T 514-2004 交通电视监控系统工程验收规范4、 GA/T70-2004 安全防范工程费用概预算编制办法5、 GB 503482004 安全防范工程技术规范6、 GB14050-93 系统接地的形式及安全技术要求7、 GB50198-94 民用闭路监控电视系统工程技术规范8、 GB50198-94 彩色电视图像质量主观评价方法9、 GB50198-94 民用闭路监控电视系统工程技术规范10、 GA308-2001 安全防范系统验收规则2.2 设计原则本方案设计遵循技术先进、功能齐
5、全、性能稳定、节约成本的原则。并综合考虑施工、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：1、先进性与适用性采用科学的、主流的、符合发展方向的技术、设备和理念，系统集成化、模块化程度高。设计合理，架构简洁，功能完备，切合实际，能有效控制和提高工作效率，满足动态监控和业务工作的实际需求。系统的技术性能和质量指标达到国际领先水平；同时，系统的安装调试、软件操作使用又应简便易行，容易掌握，适合中国国情和本项目的特点。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
6、技术的最新发展水平，适应时代发展的要求。2、经济性与实用性在先进、可靠和充分满足系统功能的前提下，体现高性价比。采用经济实用的技术和设备，充分利用现有资源，综合考虑系统的设计、建设、升级和维护。充分考虑用户实际需要和信息技术发展趋势，根据用户现场环境，设计选用功能和适合现场情况、符合用户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。3、可靠性与安全性系统采用成熟的、稳定的、完善技术设备，系统具有一致性、升级能力，能够保证全天候长期稳定运行。在系统故障或事故造成中断后，能确保数据的准确性、完整性和一致性，并具备迅速恢复的功
7、能，同时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。4、开放性以现有成熟的产品为对象设计，同时还考虑到周边信息通信环境的现状和技术的发展趋势，可以与消防、防盗、聚光系统实现联动，具有RJ-45网络通讯口，可实现远程控制。5、可扩充性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，系统规模和功能易于扩充，系统配套软件具有升级能力。同时，本方案在设计中留有冗余，以满足今后的发展要求。方案中设备的控制容量上保留一定的余地，以便在系统中改造新的控制点；系统中还保留与其他计算机或自动化系统连接的接口；也尽量考虑未来科学的发展和新技术的应用。6、追求最优化的系统设备配
8、置在满足用户对功能、质量、性能、价格和服务等各方面要求的前提下，追求最优化的系统设备配置，以尽量降低系统造价。7、提高监管力度与综合管理水平本项目系统设备控制需要高效率、准确及可靠。本系统通过中央控制系统对各子系统运行情况进行综合监控，时时动态撑握监视及报警情况。闭路电视监控大大减少劳动强度，减少设备运行维护人员；另外，系统的综合统筹管理可使设备按最优组合运行，在最佳情况下运行，既可节能，又可大大减少设备损耗，减少设备维修费用，从而提高监管力度与综合管理水平。3 系统架构设计3.1 网络视频监控系统架构网络视频监控系统的逻辑结构通常可分为前端接入、媒体交换以及用户访问三个层次，具体由中心业务平
9、台、网络录像单元、编码单元、解码单元和客户端单元等设备组成。如下图所示：媒体交换层媒体交换层由中心业务平台和网络录像单元组成，主要负责视音频的传送、存储以及系统管理。中心业务平台是整个系统的核心，逻辑上需要实现用户接入认证、系统设备管理、业务功能控制以及媒体分发转发等功能。网络录像单元用于实现网络媒体数据的数字化录像、存储、检索、回放以及管理。前端接入层前端接入层主要由编码单元、视频采集单元、报警单元等组成。编码单元主要实现视音频信号、报警信号的采集编码、网络传输以及辅助设备（如云台、矩阵等）的控制。编码单元通过LAN、WAN等IP网络接入中心业务平台；视频采集单元一般指监控摄像机，实现监控图
10、像采集输入到编码单元；报警单元主要是报警信号发生设备，通常有烟感、温感、红外、门磁等设备。用户访问层用户访问层由客户端单元和解码单元组成。客户端单元是远程图像集中监控和维护管理的应用平台，主要实现图像浏览、录像回放、辅助设备控制、码流分发控制等业务功能。解码单元主要负责在客户端单元的控制与管理下，实现视音频信号的电视墙解码输出。科达提供监控客户端软件和网络视频解码器等产品构成用户访问层。3.2 监控中心平台设计监控中心平台是整个系统的核心，逻辑上需要实现用户接入认证、系统设备管理、业务功能控制以及媒体分发转发等功能。监控中心平台通常由以下功能模块构成：AAA： 用户认证/授权/记帐服务器CMU
11、：中心管理单元VTDU： 视频转分发单元CMU 为中心管理模块，是中心服务平台的核心单元，可实现前端、客户端的接入、信令转发处理、系统及其信息管理，提供对CMU的用户个性化数据、联动告警、操作日志等数据存储功能； VTDU 为视频转分发单元，可实现音视频请求、接收、转发、分发，支持多级级联，并可实现分布式部署；AAA 服务器为用户认证/授权/记帐服务器。监控中心平台一般有两种架构：工业级嵌入式架构和软件+服务器架构。工业级嵌入式架构由嵌入式硬件和嵌入式操作系统（如VxWorks、嵌入式Linux）构成，采用专用的数字处理芯片和图像处理技术，设备结构紧凑、稳定可靠。嵌入式平台适合于行业用户，可为
12、用户提供稳定可靠的监控系统；软件+服务器架构由视频监控平台软件+通用操作系统+通用服务器构成，系统能力受限于服务器的硬件环境和软件环境。对于本次项目，建议采用嵌入式硬件平台来构建。平台要求稳定可靠，能够提供晚上的视频监控功能，具备良好的应用扩展功能，支持平滑升级和扩容，满足不断升级的需要。3.3 监控前端设计监控前端主要由视频采集单元、编码单元、报警单元以及配套的辅助材料等组成。主要实现前端信息采集、编码和传输，通常由摄像机、编码器、报警设备、声音设备。视频采集单元通常指监控摄像机。监控摄像机按类型可分为球机、枪机、一体机、特殊摄像机等，按应用场合可分为室内型和室外型。摄像机的选择主要根据监控
13、现场的环境和实际应用需求，对于前端室外的安装环境将充分考虑到防雷防水的措施。同时结合现场对没有路灯照明的地方将充分考虑辅助光源、红外灯等配套设备。编码单元指视频编码器，主要完成视频、音频、告警等信号的采集编码并提供传输的一体化前端设备。编码器有嵌入式和工控式两种架构，嵌入式编码器以其紧凑的结构、稳定的性能、高效的图像编码得以广泛应用。对于编码器主要有以下重要参数：n 视频编码协议：MPEG-4或H.264n 图像分辨率：CIF、2CIF、D1n 图像帧率：125帧/sn 视频接口：至少具备1路BNC视频出入接口n 控制接口：RS485n 报警接口：至少具备1路报警输入、输出接口n 音频接口：至
14、少具备1路音频输入、输出接口n 网络接口：10/100M自适应网口报警单元指报警发生设备，一般有烟感、温感、红外、紧急按钮等。具体应用根据监控现场实际需要选择。外围配套设施设备：前端监控点除编码单元、视频采集单元、报警单元外，还有一些其他外围配套设施设备：1、立杆设计：为保证前端道路监控点监视视角宽广，监控范围大，摄像机可安装在原有建筑物或杆件上（可借用现有的灯杆、电信杆）,如无法借用，应特制立杆，立杆的设计除了美观、实用并考虑节约成本外，最重要的是要保证其安全性，能够承受九级以下的台风，并保证在正常风力下，立杆顶部的摆幅对摄像机图像没有太大的影响。为达到上述安全和使用要求，立杆下端管径应为2
15、2010mm，上端管径应在1205mm，材质为热镀锌钢管，壁厚6mm，高度不低于5000mm，连接处应为无缝焊接。悬臂长应3000mm，特定地点悬臂长度根据现场实际情况设计。立杆的设计还要考虑其防水性能，尤其要注意悬臂与球机连接件的密封和防水设计。立杆基础若为圆形，直径不小于1000mm，若为方体，则不小于800mm*800mm*1000mm，基础深度不小于1500mm，结构为钢混；每个监控点立杆情况见附件1。2、防雷设计：户外设备应重点考虑防雷措施，特别是摄像机应加装视频、数据及电源防雷设备，并对系统进行接地保护，从而保证系统的安全运行。立杆底部要有良好的防雷接地线，地线的母线应采用铜质线，
16、接地线不得形成封闭回路，不得与强电的电网零线短接或混接，接地电阻4欧姆；3、取电说明：考虑到前端摄像机离系统中心距离较长，铺设强电电缆不仅费用较大，而且安全性较差，也不利于以后系统的维护。因此，本方案将前端摄像机及其它前端设备的电源设计成就近取电方式。取电后通过变压器或开关电源对就地取的电源稳压和滤波，以保证前端设备输入电源的稳定性；4、控制箱设计：为提高系统的集成度，前端摄像机的其它附助设备，应设计控制机箱统一集成，该机箱带有自动温控开关，可以根据温度自动开关加热器或风扇。保证系统的全天候运行。该控制箱除保证防水、防撬外，还必须为箱内的设备提供合理的使用温度和使用空间。温控箱的内部空间应是所
17、有箱内设备体积的2倍以上，以保证箱内设备的散热和空气流通；箱内还应设计风扇和加热器，在冬天和夏天分别开启加热器或风扇；采用底部进线，机箱和立杆统一接地；5、补光设计：由于部分监控点晚上灯光较暗或根本没有灯光，因此不可能获得基本的图像效果，只有通过加装补光系统才能实现对现场的监控，补光系统一般采用冷光源。对于本次项目，可根据监控现场实际需要选择高速球机或是枪机，实现图像采集；对于有夜间监控需要的点应考虑摄像机支持彩转黑或具备红外功能；选择稳定性好、可靠性高的的嵌入式编码器，实现图像编码。3.4 图像编码方式我们将视频和音频模拟信号进行采样并分别进行模数转换，将这些视频、音频信号转化成为数字化的信
18、息流。但这些数据流是不能直接进行传送和存储。因为未经压缩的图形、视频和音频数据需要非常大的存储容量才能存储。例如；用PAL制式采集的视频信号在一般清晰度时要求25帧/秒、352288像素/帧，彩色图象每像素占用空间24bit，则该数据流速度为3522882524=60825kbit/s。显然这样庞大的数据流对大多数传输线路来说是无法承受的，而且也是难以存储的。所以要进行远程监控，大量的视频数据就需要通过网络进行传输，必须进行压缩。目前常用的视频编码技术为：A）MPEG-2（DVD标准）压缩技术：制定于1994年，设计目标是高级工业标准的图象质量以及更高的传输率，主要针对高清晰度电视（HDTV）
19、的需要，传输速率在3-10Mbits/sec间，与MPEG-1兼容，适用于1.560Mbps甚至更高的编码范围。分辩率为72048030（NTSC制）或72057625（PAL制）。影视图像的质量是广播级的质量,声音也是接近于CD-DA的质量。MPEG-2是家用视频制式（VHS）录像带分辩率的两倍。MPEG-2的音频编码可提供左右中及两个环绕声道,以及一个加重低音声道，和多达7个伴音声道(DVD可有8种语言配音的原因)。由于MPEG-2在设计时的巧妙处理，使得大多数MPEG-2解码器也可播放MPEG-1格式的数据，如VCD。除了做为DVD的指定标准外，MPEG-2还可用于为广播，有线电视网，电
20、缆网络以及多级多点的直播 (Direct Broadcast Satellite) 提供广播级的数字视频。MPEG-2的另一特点是，其可提供一个较广的范围改变压缩比，以适应不同画面质量，存储容量，以及带宽的要求。对于最终用户来说，由于现存电视机分辨率限制，MPEG-2所带来的高清晰度画面质量(如DVD画面)在电视上效果并不明显，到是其音频特性(如加重低音，多伴音声道等)更引人注目。 MPEG-2的画质质量最好，但同时占用带宽也非常大，在4M15M之间，不太适于远程传输。C）MPEG-4压缩技术：如果说，MPEG-1“文件小，但质量差”；而MPEG-2则“质量好，但更占空间”的话，那么MPEG4
21、则很好的结合了前两者的优点。它于1998年10月定案，在1999年1月成为一个国际性标准，随后为扩展用途又进行了第二版的开发，于1999年底结束。MPEG4是超低码率运动图像和语言的压缩标准，它不仅是针对一定比特率下的视频、音频编码，更加注重多媒体系统的交互性和灵活性。MPEG-4利用很窄的带宽，通过帧重建技术，压缩和传输数据，以求以最少的数据获得最佳的图象质量。与MPEG-2相比，MPEG-4为多媒体数据压缩提供了一个更为广阔的平台。它更多定义的是一种格式、一种架构，而不是具体的算法。它可以将各种各样的多媒体技术充分用进来，包括压缩本身的一些工具、算法，也包括图像合成、语音合成等技术。 MP
22、EG-4的特点是其更适于交互AV服务以及远程监控。MPEG-4是第一个使你由被动变为主动(不再只是观看，允许你加入其中，即有交互性)的动态图象标准；它的另一个特点是其综合性；从根源上说，MPEG-4试图将自然物体与人造物体相溶合(视觉效果意义上的)。MPEG-4的设计目标还有更广的适应性和可扩展性。 MPEG4标准的占用带宽可调，占用带宽与图像的清晰度成正比。以目前的技术，一般占用带宽大致在几百K左右。从视频压缩编码技术来看，新一代的基于对象的编码标准MPEG-4目前是实现对视频图像编解码、压缩、传输等过程最适宜的编解码技术。D）H.264压缩标准：2003年3月正式颁布，由于其对于网络的灵活
23、适应性以及基于网络的灵活编码方式，在目前的基于网络的各种业务中使用越来越多，其技术亮点有：分层设计：H.264的算法在概念上可以分为两层：视频编码层（VCL：Video Coding Layer）负责高效的视频内容表示，网络提取层（NAL：Network Abstraction Layer）负责以网络所要求的恰当的方式对数据进行打包和传送。高精度、多模式运动估计：H.264支持1/4或1/8像素精度的运动矢量。在1/4像素精度时可使用6抽头滤波器来减少高频噪声，对于1/8像素精度的运动矢量，可使用更为复杂的8抽头的滤波器。在进行运动估计时，编码器还可选择“增强”内插滤波器来提高预测的效果。在H
24、.264中，允许编码器使用多于一帧的先前帧用于运动估计，这就是所谓的多帧参考技术。44块的整数变换：H.264与先前的标准相似，对残差采用基于块的变换编码，但变换是整数操作而不是实数运算，其过程和DCT基本相似。这种方法的优点在于：在编码器中和解码器中允许精度相同的变换和反变换，便于使用简单的定点运算方式；面向IP：H.264 草案中包含了用于差错消除的工具，便于压缩视频在误码、丢包多发环境中传输，IP信道中传输的适应性。其他的技术亮点还有统一的VLC、帧内预测等等，这使得H.264在压缩编码方面比MPEG-4存在更大的灵活性。基于以上分析，网络视频监控选择MPEG-4/H.264视频编码协议
25、实现监控图形的压缩和还原。MPEG-4/H.264编解码协议的高效性可在有限的网络带宽资源下提供清晰流畅的图像；对于单路图像，采用MPEG-4/H.264只需1.5M即可实现D1的图像质量。3.5 前端接入方式LAN方式：LAN通常可以提供10M100M的网络带宽，可以为视频监控提供良好的网络条件，对于室内监控点通常可采用LAN方式接入。ADSL方式: ADSL允许在一对双绞铜线上，在不影响现有POTS电话业务的情况下，进行非对称高速数据传输。ADSL上行速率为224kbps640kbps，下行传输速率1.544Mbps9.2Mbps；传输距离在2.75.5公里。ADSL接入方式的优势在于成本
26、低、接入灵活简单，但由于其上行塑料较低，不能满足高清晰图像传输的需要。专线方式：目前各大运营商均提供专线租赁业务，专线网络可提供良好的网络带宽和网络环境，一般可提供2M以上的网络带宽，可充分满足D1画质的图像监控要求。WLAN方式：WLAN因为管理和安全方面的问题，目前主要还是作为有线网络的补充，可用在一些应急临时使用场合或某些不方便铺设线路的地点。WLAN采用802.11标准，可达到11M的带宽，开放环境的传输距离可达300m，可满足视频传输的要求。使用WLAN接入方式时，需要增加无线局域网桥。光纤方式：光纤和光端机应用在监控领域里主要是为了解决两个问题：一是传输距离，一是环境干扰。双绞线和
27、同轴电缆只能解决短距离、小范围内的监控图像传输问题，如果需要传输数公里甚至上百公里距离的图像信号则需要采用光纤传输方式。采用光纤接入时需要使用光端机，以实现电-光和光-电转换。光纤接入的优势在于传输带宽大、容量大、不受电磁干扰、受外界环境影响小等诸多优点，缺点是铺设光纤成本高、工程量大。本次项目已建成完善的IP网络，采用LAN方式接入IP网络即可。3.6 存储系统设计3.6.1 存储技术介绍1、iSCSI原理简介iSCSI是由IETF开发的一种基于存储网络的新的Internet协议，其原理是将SCSI命令通过IP网络传输，这样就可以使在网络上传送数据更加便利，而且可以实现远程存储管理。 iSC
28、SI使标准的SCSI命令能够在TCP/IP网络上的主机系统（启动器，Initiator）和存储设备（目标器，target）之间传送，而且iSCSI协议支持在系统之间传送标准的SCSI命令。在系统之间的连接是通过标准的IP网络基础设施实现的。iSCSI的工作原理是：当终端用户或应用程序(启动器)发送一个请求后，操作系统将生成一个适当的SCSI命令和数据请求，SCSI命令通过封装，在需要加密的时候要执行加密处理。这些命令加上TCP/IP协议的包头，就可以在以太网上传输。接收端(目标器)在收到这个数据包后按照相反的方向进行解包，解析出SCSI命令和数据请求，SCSI命令再发送给SCSI存储设备驱动程
29、序，因为iSCSI是双向的协议，所以它可以将数据返回给原来的请求。2、数据可靠性技术RAID0：RAID0也称为条带化（stripe），将数据分成一定的大小顺序的写到阵列的磁盘里，RAID0可以并行的执行读写操作，可以充分利用总线的带宽，理论上讲，一个由N个磁盘组成的RAID0系统，它的读写性能将是单个磁盘读取性能的N倍。且磁盘空间的存储效率最大（100）RAID0有一个明显的缺点：不提供数据冗余保护，一旦数据损坏，将无法恢复。RAID1： RAID1成为镜像（mirror），它将数据完全一致的分别写到工作磁盘和镜像磁盘，因此它的磁盘空间利用率为50，在数据写入时时间会有影响，但是读的时候没有
30、任何影响，RAID1提供了最佳的数据保护，一旦工作磁盘发生故障，系统自动从镜像磁盘读取数据，不会影响用户工作。RAID5：RAID5用一个盘的容量做为数据校验用，但是数据校验的信息被均匀的分散到的阵列的各个磁盘上，这样就不存在并发写操作时的校验盘性能瓶颈。阵列的磁盘上既有数据，也有数据校验信息，数据块和对应的校验信息会存储于不同的磁盘上，当一个数据盘损坏时，系统可以根据同一带区的其他数据块和对应的校验信息来重构损坏的数据。但是要用一个硬盘的容量做数据校验使用，一个硬盘的容量做热备，所以要损失两块硬盘容量来提高数据可靠性。RAID10：RAID10是RAID1和RAID0的结合，也称为RAID（
31、0+1），先做镜像然后做条带化，既提高了系统的读写性能，有提供了数据冗余保护，RAID10的磁盘空间利用率和RAID1是一样的，为50。RAID10适用于既有大量的数据需要存储，有对数据安全性有严格要求的领域，比如金融，证券等。需要一半的容量来保证数据可靠性。RAID 50被称为分布奇偶位阵列条带。同RAID 30相仿的，它具有RAID 5和RAID 0的共同特性。它由两组RAID 5磁盘组成（每组最少3个），每一组都使用了分布式奇偶位，而两组硬盘再组建成RAID 0，实验跨磁盘抽取数据。RAID 50提供可靠的数据存储和优秀的整体性能，并支持更大的卷尺寸。即使两个物理磁盘发生故障（每个阵列中
32、一个），数据也可以顺利恢复过来。根据以上不同可靠性保证的方法，我们推荐用户采用RAID5来做实时数据的存储，确保数据安全可靠。3、IP SAN（IP Storage Area Network）存储架构集中存储存储架构分为以下三种：l DAS（Direct Attached Storage，直接外挂存储）：通过SCSI（Small Computer System Interface，小型计算机系统接口）等I/O总线连接存储设备和应用服务器的存储架构。该存储设备由应用服务器独享。l SAN（Storage Area Network，存储区域网络）：通过网络方式连接存储设备和应用服务器的存储构架，对
33、外提供块（block）级的存储数据共享。这个网络专用于主机和存储设备之间的互访，数据可以通过SAN在多个服务器和多个存储设备之间高速传输。l NAS（Network Attached Storage，网络附加存储）：一种文件共享服务，由专用的服务器通过专有文件系统管理存储空间，对外通过NFS（Network File System，网络文件系统）或者CIFS（Common Internet File Service，公共因特网文件服务）等文件共享协议提供文件级的访问功能。NAS支持不同的操作系统共享同一个文件。在流媒体应用的系统架构及扩展上，SAN及NAS系统优于DAS系统。SAN（Stora
34、ge Area Storage，存储区域网）是一个高效的子网，目前构建存域网SAN的方式一般有两种，一种是用传统的Fibre Channel协议，叫做FC-SAN，目前主要工作在2Gbps速率上，2006年将逐步升级到4Gbps。另一种是在以太网基础上，使用基于TCP/IP的iSCSI协议，叫做IP-SAN，目前主要工作在1Gbps速率，明年将全面升级到10Gbps. IP-SAN并不需要使用专门的iSCSI交换机，服务器端和存储端的软件或硬件协议将SCSI指令打包装入TCP/IP包，普通的以太网交换机即可传输。而已被业界淘汰的DAS直接连接的方式则更不能满足目前和将来的需求。使用DAS方式会
35、导致设备管理、数据管理的大问题：设备的升级、扩容、调整、数据安全管理都非常困难，尤其是用户的数据已经放到存储设备中之后，业务又不允许中断，这样的管理几乎是不可能完成的任务。因此，当用户的应用和数据量到达一定的水平，就必须考虑将分散在各种平台上的数据整合(consolidate）到一个统一的平台，进行统一管理。一方面提升数据和设备的使用效率，一方面大大降低维护和管理成本。存储技术的发展大致经历了SCSI、FC、IP三代技术过程：l SCSI磁盘阵列为第一代存储设备，基于SCSI协议，是基于SCSI总线架构的存储设备，设备的容量一般为几TB级。目前仍在少量双机应用系统中采用。l FC磁盘阵列为第二
36、代存储设备，基于FC令牌环协议，是基于FC环路架构的存储设备，设备的容量一般为数十TB级。目前仍有广泛使用。l IP存储为第三代存储设备，基于ISCSI协议，主要是基于IP全交换架构的存储设备，设备的容量可接近无限扩容，达到数千TB级（PB级）。目前在大型数据中心中为主要有广泛使用。IP SAN是基于高速以太网的SAN架构，通过iSCSI（Internet SCSI，Internet小型计算机系统接口）协议来实现存储数据在服务器和存储设备之间高速传输。它继承了IP网络开放、高性能、高可靠性、易管理、可扩展性强、自适应性强的优点，实现存储网络与应用网络的无缝连接，并提供了优良的远程数据复制和容灾
37、特性。基于以上分析，本次项目建议采用IP SAN架构部署存储系统。3.6.2 存储方案设计对于本次项目，推荐使用基于集中存储解决方案，对于某些重点地段可采用中心集中存储+前端存储的解决方案。这个方案的主要特点包括：n 在监控中心部署存储系统，实现集中存储；n 重点监控点采用前端存储作为集中存储的备份，当网络异常时提供录像备份；n 采用基于iSCSI技术的IP SAN(Storage Area Network)解决方案；n 采用RAID5等存储技术，提高数据存储的安全性、可靠性；n 基于IP网络进行存储，实现随时随地调看存储资料。存储容量的计算方式如下：根据前方接入点的多少和监控时间的要求，来配
38、置相应的系统存储容量。计算公式(1路2M码流实时存储1天)：2M3600秒24小时/8bit=108M=21.6G 存储容量对应表如下：每路的码率为1024 bit/s1个小时的录像量1天的录像量7天的录像量1路录像500M10G74G4 组网图与组网说明4.1 系统组网图图4.1监控系统组网图4.2 组网说明如上图，在监控现场部署网络摄像机（摄像机+编码器），在监控中心部署监控平台、电视墙、存储系统和操作坐席，依托IP承载网络构建一个星型结构的数字化、网络化、智能化的IP监控系统。监控中心：设立一个监控中心，配置KDM2801H监控中心平台、存储系统、电视墙以及操作电脑等。KDM2801H监
39、控中心平台负责管理所以前端编码器，实现用户登录认证、码流交换、系统管理，KDM2801H为一款嵌入式硬件监控中心平台，内嵌数据库、网络录像单元，单台设备即可实现系统管理和录像功能。VS系列存储器为网络存储磁盘阵列，可配置硬盘提供录像存储空间。支持RAID5等数据安全技术，可确保录像数据的安全可靠。在操作坐席的电脑上安装客户端软件，可实现对系统的控制、管理、操作等。通过客户端可浏览监控图像、对前端摄像机进行PTZ控制、修改设备参数、报警联动布防与撤防。监控前端：在监控点配置网络监控摄像机等设备。监控摄像机可实现监控现场24小时不间断图像采集，可把站台及周边图像实时送到监控中心。5 系统功能应用5
40、.1 系统功能简介5.1.1 系统业务功能介绍n 图像监控功能支持单画面和多种多画面模式的实时图像浏览支持每幅画面的手动或自动轮询，轮询间隔可设置支持监控点摄像机的远程PTZ控制支持图像编码、字幕显示的配置和管理支持移动侦测、音频对讲功能的操作与管理可外接键盘和矩阵，实现图像切换和PTZ控制n 存储回放功能支持中心录像存储和客户端录像存储功能支持告警录像、定时录像、手动录像等控制方式可按多种参数实现录像资料的检索支持录像文件的本地回放和远程点播录像回放中提供快进、拖拉等多种控制功能n 音频通信提供监控点音频上传到客户端功能提供客户端音频向监控点广播喊话功能提供客户端与监控点之间的双向对讲功能通
41、信过程中的音量大小可调节支持回声消除，保证双向对讲时的效果n 报警联动支持前端编码设备的开关量输入告警联动支持移动侦测告警联动通过二次开发接口与其他系统结合实现告警联动支持图像切换、录像、读秒等联动操作可通过前端编码设备提供声、光、电警示等联动控制n 电子地图可载入电子地图文件，载入时的显示比例可设置可在电子地图中添加、删除和移动图元支持图元名称、属性及对应前端编码设备的配置可通过双击图元实现前端监控图像的实时浏览可实现电子地图的全局或局部放大、缩小5.1.2 系统管理功能n 用户管理提供用户及用户组的添加、删除以及用户信息的修改支持超级管理员、用户管理员和操作员三种用户n 认证管理实现用户登
42、录信息的认证登录用户的授权n 权限管理采用用户分级管理机制实现用户权限的授予和取消可针对不同用户分配不同的系统操作和设备管理权限n 设备管理提供设备的添加、删除以及设备信息的修改可根据设备的名称、类型等参数进行设备搜索支持设备权限的设置和修改支持设备软件的远程升级功能n 网络管理提供系统配置管理和系统性能管理提供告警管理、安全管理和日志管理提供状态监测、系统备份及数据恢复功能5.2 系统功能应用5.2.1 图像监控图像监控室本系统最基本的功能。通过安装有客户端软件的PC或电视墙可对监控现场图像进行实时浏览，同时可对前端摄像机进行PTZ控制，实现镜头的左右、上下转动，视野的拉近拉远等。客户端软件
43、支持4/9/16等等分屏浏览方式，同时支持N+1方式浏览；系统支持轮询解码输出显示，可自动轮流显示前端监控现场图像。系统支持对前端监控图像进行字幕设置和时间显示，方便监控中心了解监控现场。系统提供图像抓拍功能，监控中心可随时根据需要抓拍监控图像。图5.2.1 客户端界面5.2.2 实时数据存储本次系统方案设计可实现对监控现场图像、声音、数据等进行实时存储。数据保存在监控中心，同时在监控前端进行存储备份，保证在传输线路发生故障时也能提供数据存储。录像存储支持手动、定时、告警等多种控制方式，可实现按时间段进行录像、告警触发录像。录像数据以文件形式存储在磁盘上，可方便的调看、导出，刻录成盘，提供数据
44、备份。录像文件的检索可支持秒级检索，可按名称、录像方式、时间段等进行检索；录像文件的回放支持本地回放和远程点播，可方便的查看历史资料，可对回放的录像进行快进、拖拉的控制，方便观看。系统具备完善的日志功能，可对所有的操作、控制、报警等信息进行保存，日志文件支持导出。5.2.3 报警联动系统支持告警联动功能。本次项目监控前端配置的视频编码器具备报警输入输出开关，可接入红外、温感、烟感等报警设备。当有报警时，可以触发以下联动：n 触发监控现场警铃,警示现场人员（在监控现场配置警铃）n 自动把报警现场图像上传到监控中心大屏或电脑上n 自动对报警现场进行录像存储n 在操作员电脑上发出报警提示，同时发出报
45、警声音5.2.4 电子地图本次系统支持电子地图功能，可把伊犁河流域制成静态图片或MAP INFO格式的矢量图，整合到监控系统里，可以在地图上标示监控点，方便及时准确定位。当有告警发生时，系统可自动显示告警位置，当在地图上点选监控点时，可查看现场监控图像。5.2.5 现场警告喊话本次系统支持双向的音频功能，在监控现场配置扬声器，监控中心操作员可对监控现场进行喊话。同时，此功能可应用现场防盗、防破化等。5.2.6 数据信息管理本次系统具备前端自定义功能，可对前端进行名称、ID等进行统一编码，统一管理；系统具备完善的日志功能，能够实时记录所有登陆、操作、交换、告警等信息。可提供完善的数据信息管理功能
46、。5.2.7 用户/权限管理本次系统具备强大的用户管理功能，支持三级用户管理和多级权限管理。能够设立管理员、操作员、浏览用户三级用户，可以为不同的用户分配不同的管理权限，如：图像浏览、云镜控制、录像与放像、电视墙操作等等。系统支持B/S或C/S管理架构，使用PC通过网络连接到监控平台，通过用户名/密码认证后即可获得相应的管理操作权限，尽心系统管理。6 系统特色6.1 领先的应用架构系统采用领先的数字化、网络化及智能化联网架构，可通过高效的视音频编码技术、灵活的网络处理技术以及智能的应用整合技术，为用户提供高效、便捷的远程监控整体解决方案。设备基于嵌入式软件和工业级设计结构，集成度高，运行安全可
47、靠，不会受到网络病毒侵扰。6.2 开放的设计体系基于开放的设计体系，科达ViewShot网络视频监控系统可提供差异化的行业应用解决方案，以满足公安、军队、政府、金融、教育、能源、医药、交通、工业厂矿、连锁超市以及其他企事业单位等不同领域的应用需求。6.3 灵活性与可伸缩性中心业务平台的所有功能模块均可配置、可裁减，可集中运行在单一平台之上，也可任意分布在多个平台之上，既可通过单平台配置实现中小容量接入，又可通过多平台堆叠和多级级联满足大容量平滑扩展和大型分级组网应用。6.4 丰富的业务功能系统可提供丰富的视频监控业务功能，包括图像浏览、PTZ控制、录像存储、点播回放、语音对讲、报警联动、电子地图等。6.5 部
