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1、 学校监控系统方案杭州海康威视数字技术有限公司目录第一章 系统概述31. 系统概述32. 系统需求33技术原理3第二章 系统方案设计51系统的设计依据52系统设计原则53. 系统的总体设计6第三章 系统方案详细设计81.系统方案拓扑图82系统各部分功能和配置82.1 系统信号采集接入部分82.2 监控中心102.3 局域网网络监控112.4 远程网络监控123系统的设计特点123.1先进性123.2 稳定性133.3 安全性133.4 可扩展性133.5 低成本13第四章 系统主要产品介绍141. DS-6000HC/HF视频服务器14产品概述14订货型号14硬件接口14技术参数152. DS
2、-4000MD矩阵解码卡16产品概述16订货型号16产品性能16技术参数17应用开发与支持17第一章 系统概述1. 系统概述 在人类社会即将进入信息化社会的今天，电信网络和计算机网络的发展极大地改变着全社会人们的生活方式，而人们生活方式的改变又反过来对计算机网络和电信网络的服务能力提出了更高的要求。随着数字技术、计算机技术和网络技术的发展，基于互联网的各种业务呈几何指数规律飞速增长，远程视频监控作为基于互联网的一种全新业务也得到了飞速的发展。在中国，安防行业经过近二十年的发展，技术和产品性能上基本达到发达国家水平，作为安防系统中的一项重要子系统视频监控系统，已经从最初的特殊行业的模拟监控发展到
3、现在的数字化监控，从起初基于本地的小规模监控发展到今天基于网络的大型远程监控系统。计算机系统的应用普及、网络通讯技术、图像压缩处理技术以及传输技术的快速发展，使得安全技术防范行业能够采用最新的计算机、通讯和图像处理技术，利用计算机网络传输数字图像，可为实现远程图像监控及联网报警系统提供高效可行而且价格低廉的解决方案。我们知道一个典型的传统视频监控系统一般由前端，中端和后端三部分组成，完成图像的采集，传输，显示，控制和记录五大功能，随着通信技术的发展及网络传输的普及,新型的数字监控系统将不仅具有以上五种功能,将结合其他信息安全系统,实现全方位、立体化、网络化、智能化的纵深监控防护体系,与报警系统
4、、探测系统、控制系统、远程传输网络形成一个完善的大型网络化监控系统。相对传统的模拟视频监控技术和DVR视频监控技术，网络视频监控技术拥有独特的技术优势： 网络化规模化、高可靠性高安全性、使用简便性、业务功能强大、管理功能强大、可扩展性好等等。网络视频监控已经应用于电信运营商、公安、军队、政府、金融、教育、工业厂矿、企业等各个行业。网络视频监控是视频监控技术发展的方向，是未来视频监控的趋势。2. 系统需求建立起一整套满足苗圃安全监控及安全远程展示的监控系统，24小时稳定运行3技术原理 根据学校的自身建筑特点和功能需求分析，结合新建系统要求具有技术、系统先进性、实用性、稳定性的原则，我们建议建设数
5、模结合的视频监控系统。 前端视频、音频通过模拟线路汇聚到监控中心，送入视频服务器进行数字化处理和存储。将视频服务器送出的模拟信号送到监视器上显示。而对远程监控，则采用“IP 矩阵切换技术”来实现。H.264压缩标准的提出和实现，使得模拟信号的大压缩比压缩和良好的网络传输适应性得以实现，从而为视频数据的网络传输准备了条件；随着以太网技术的发展，100M、1000M的局域网络建设成本大大降低，这为视频数据这样大流量的数据通过网络传输创造了可能。利用现有的数字网络，对视音频信号进行数字化压缩，将压缩码流组成IP报文，通过TCP/IP协议，把这些IP报文传到监控中心，实时解码输出视频图像，进行集中监控
6、。这个数字网络可以是VPN，可以是专网，也可以是公网，如PSTN、ISDN、GPRS、CDMA、ADSL、宽带城域网、INTERNET等。下图是一个典型的应用：在上述应用框图中，监控主机可以通过IP网络，对前端的每一台视频服务器进行配置、管理、控制，可以实时监控每一台视频服务器的视频图像。如果视频图像的数量太多，整个网络太大，一台监控主机可以同时监控很多台视频服务器的图像，通过PC机的显示器显示视频图像，并通过事先设定的规则切换图像信号。第二章 系统方案设计1系统的设计依据1) 智能建筑设计标准 GB/T 5031420002) 民用建筑电气设计规范 JGJ/T 16923) 视频安防监控系统
7、技术要求 GA/T367-2001 4) 民用闭路监视电视系统工程技术规范 GB/501/8-94 5) 工业电视系统工程设计规范 GBJ 115876) 入侵报警系统技术要求 GA/T368-2001 7) 入侵探测器 GB10408.9-20018) 防盗报警控制器通用技术条件 GB12663-2001 9) 安全防范工程程序与要求 GA/T75199410) 安全防范系统通用图形符号 GA/T74-2000 11) 安全防范系统验收规则 GA/308-200112) 安全防范工程费用概预算编制办法 GA/70-942系统设计原则1. 实用性本系统能对各监控点进行实时的监控、录像，基于TC
8、P/IP协议的网络监控方案使得监控系统方便实用。2. 简易性配置、管理在PC平台上进行，方便维护与管理。3. 先进性采用最新的H.264 (MPEG-4 PART10)视频压缩算法和嵌入式操作系统平台，具有极佳的清晰度、较小的系统容量占用、完全实时、一流的网传功能等诸多特点，是当前国内外一流的产品和解决方案，系统建成后在较长的一段时间里不会被淘汰。4. 稳定性采用监控行业最新技术和高品质设备，采用具专业性的设备。5. 兼容与扩展性全新“基于IP的视频切换矩阵技术”，为本系统的扩展提供了无与伦比的扩展性，只要IP资源足够，系统的扩展就不会受到限制，可根据需要任意增减监控系统前端的数量，而监控管理
9、中心将基本不再需要增加任何投资。6. 外观效果美观所选设备可上标准机架，布线简单，便于安装。7. 报警功能完善。前端平台具有报警输入输出接口，充分考虑了报警功能的扩充与视频联动的需求。3. 系统的总体设计结合学校建筑相对密集、监控点分布相对集中的特点，综合考虑学校监控的需求，学校视频监控系统可由如上图中所示四部分构成。“数据、信号接入”部分，完成视音频信号的采集、报警点的布防，是整个系统的最前端，将监控系统触角延伸到各个需要监控的场所。“视频服务器本地处理、显示”部分以视频服务器为基础是整个监控系统的核心，这一部分设置在学校的监控中心，实现对前端接入信号的处理、后端网络所需信号的提供这样一个承
10、接的功能。“监控中心网络监控”部分，充分利用网络视频服务器的联网特性，配合管理服务器、硬解码服务器、流媒体转发服务器、存储服务器和监控主机，对视频服务器上传的数字数据进行综合管理。这一部分是学校监控系统的管理中枢，通过网络实现对系统内网络视频服务器的管理和对系统访问用户的管理。“远程网络访问”部分是监控系统的一个应用部分，利用“IP矩阵切换技术”，实现对监控系统内任意一路视频信号、音频信号的实时监控和历史数据查看。根据访问者的不同，可以分为学校局域网内的用户访问和通过广域网的用户访问两种方式。第三章 系统方案详细设计1.系统方案拓扑图由上图可知，整个学校安防监控系统分为以下四个部分：1 模拟信
11、号采集、接入；2 视频服务器对数据的转换、压缩和传输；3 监控中心通过内部监控网络实现网络监控和管理；4 主管单位和学校领导通过英特网实现远程监控和管理。2系统各部分功能和配置2.1 系统信号采集接入部分 采集部分包括视频、音频信号的采集，也可以接入报警信号。信号采集接入部分是系统的最前端，所有系统的信息均来自这个部分。各采集点、布防点的设置，对整个系统的实际功能发挥，起到关键作用。2.1.1 摄像机布置 摄像头根据监控场所的要求不同，主要分为以下几种：360度全向球形摄像机、半球形摄像机、红外一体化摄像机、室内枪形摄像机等。在学校大门口等需要大范围监控的场所，安装球形摄像机，通过对球机进行旋
12、转等操作，监控该场所的各个角落。学校的围墙、周界，因为夜间光线不足的原因，需要采用低照度的摄像机，可以选择自动彩转黑红外一体化摄像机。在夜间光线很弱的情况下，自动开启后 备的红外灯，进行光源补充，同时自动将摄像模式调整到黑白摄像，降低对照度的需求，以期在夜间作业时，能够发挥良好的效果。针对夜间光照不足的情况，还可以利用其他办法进行补偿，如利用报警设备联动灯光，进行背景光源提供。学校的电梯口、消防通道口、逃生楼梯等处，可以安装枪形摄像机，并根据不同的清晰度要求，选择不同电视线数的摄像机和镜头。学校的财务室等重要位置，也需要加装较高清晰度的摄像机，确保财务安全和人身安全。对学校的主要出口，要进行监
13、控，监视可疑人员的进出。特别是对学校的停车场要进行监控，包括停车场出入口和场内主要通道。2.2.2 拾音器设置 拾音器是为了远程监听被监控人员的对话而设置的。2.2.3 报警的设置 在学校周界需要安装报警探头，就异常入侵进行探测。如在周界或围墙安装主动红外对射报警设备，对人员进出和异动进行监视。还可以在监控中心的视频服务器上对报警探测进行时间布防和响应、处理办法设置。在学校内部也可以安装烟感探测器等，确保学校大楼的安全。 2.2 监控中心 结合学校监控点多且分布较分散的特点，方案建议将所有摄像头、拾音器采集的模拟信号接入到视频服务器中，压缩后再经由IP网络传送到监控中心。根据监控场所的不同，汇
14、聚的视频通道数不一样，所要求的压缩视频清晰度也不一样，可以选择不同型号不同性能的视频服务器。在监控中心构建监控网络，将视频服务器压缩后的数字信号，传到监控网络中，进行网络传输和使用。海康威视网络视频服务器支持手动、定时、移动侦测、报警、命令出发等多种录像方式，除“手动”外，其余均为自动录像方式。可以根据摄像机所对应的场所，设定移动侦测录像，只针对活动的场景进行视频记录，以提高视频服务器硬盘的使用效率，延长录像时间。对于安装了红外报警探测器的地方，如周界、围墙，可以考虑采用报警联动录像。实际应用中，根据需要，灵活设定录像规则，进行视频服务器自动录像。配备解码服务器，对压缩后的数字信号进行模拟还原
15、，输送到电视墙上显示。根据系统的建设规模，可以配备相应的解码能力。如以128路CIF分辨率压缩视频为例，要在8个监视器上显示出来，则每个监视器输出16分割的画面。解码服务器内插海康威视DS-4004MD卡，每张DS-4004MD卡可以解8路CIF画质视频，则2张DS-4004MD卡，便可以输出一个16分割的画面。每台解码服务器内插4块解码卡，输出到两台监视器上，共需要4台这样的解码服务器，才能实现对128路视频的实时解码上电视墙。配备流媒体转发服务器，当有用户访问某一通道的视音频数据时，进行复制分发，减小网络视频服务器的网络负荷和CPU使用率。假设5个用户访问同一路视频信号：下图是未架设流媒体
16、转发服务器时的视频服务器网络负荷状况：下图是架设了流媒体转发服务器以后的视频服务器网络负荷状况：在监控中心配备存储服务器，对需要长期保留的重要数据，从视频服务器中导出，存储在存储服务器中。在监控中心配备报警管理服务器，对前端的报警输入和中心及分布在各处的报警输出进行管理，包括报警设备的布防、撤防，报警信息通道网络上传到中心的报警管理主机上进行提示，并记录在报警日志中。监控主机，对系统的任意一台视频服务器的进行远程访问和控制，与视频服务器的本地操作有机结合。2.3 局域网网络监控学校监控系统的网络，可以有效利用学校的内部局域网络。对整个局域网进行合理规划，划出一个VLAN作为视频监控专用局域网，
17、这样可以缩小以太网广播域的范围，避免监控网络大流量数据对整个学校局域网带宽的影响，也可以避免其他无关主机对监控主机、视频服务器的访问和侵扰。处于其他VLAN外的主机，如有需要对监控网络进行访问，可以利用交换机的TRUNK技术和VLAN间路由技术，实现跨VLAN的访问。如此便能有效利用原有数字网络，实现专网专用的效果。在监控中心和保卫部门办公室配备客户端主机，通过局域网访问视频服务器，对前端进行监控；学校内联网的其他主机，也可以利用学校内部网，在经过授权和认证的情况下，对监控网点进行监控。对于网络访问用户较多的情况，可以利用监控中心架设的流媒体转发服务器，实现监控网络流量的控制和多用户访问时的数
18、据转发，避免视频服务器在多工操作下，承受过重的网络负荷。2.4 远程网络监控 根据公安部门出台的规定，学校这样大型的社会单位，需要根据要求上传相应场所、位置的视频资料到公安系统的监控网络。这样就需要学校的监控系统需要有通向外部网络的通道。学校的领导、安全部门负责人，出差在外时，也可能需要对学校的运行情况进行了解、监督。有条件的情况下，可以配置VPN网络，对学校内部的视频服务器或其他服务器进行访问。2.3中所述的流媒体转发服务器，同样可以为广域网访问用户，提供数据转发服务。2.5 中心存储管理考虑到学校是个比较重要的社会场所，录像资料需要保存达15天以上，所以在中心进行存储、管理。存储方案：1台
19、工控主机网络视频监控软件4.03只750GB的硬盘。按每通道512KB/S计算，0.225M/H22路24小时15天1782GB1782GB1.1（有10%的格式化损失）1960.2GB/750GB/只=2.6只。3系统的设计特点本系统采用代表国内最高技术水平和理念的架构和产品来进行构建，具备先进性、高稳定性、高安全性、高可扩展性、低成本等特点。3.1先进性压缩算法的先进性：我公司研发的H.264代表了国内外最高和最新水准的视频压缩技术，具备高压缩比、清晰、码流可控、适合网络传输等特点；整体架构的先进性：“IP矩阵”技术的典型应用案例，顺应技术发展的潮流，也代表了今后网络化安防产品的发展方向；
20、联网集中监控，便于管理，提高效率，集监控与管理于一体；应用系统功能完善，如电子地图、双向语音对讲、分组语音广播、分组视频切换、错误告警等。3.2 稳定性嵌入式架构带来的超稳定性：前端平台采用嵌入式架构，所有代码均固化在芯片上，再也不会出现“系统崩溃”类的灾难；与病毒绝缘：前端采用嵌入式设备，因为结构和系统的不同，病毒无法入侵，做为一个网络化应用，杜绝被病毒入侵甚至造成全网的传播，这将大大提高系统的稳定性。3.3 安全性前端设备安全性：由管理中心服务器进行统一管理，充分保证前端设备的安全性，避免前端设备参数被恶意修改；用户访问的安全性：所有访问监控系统的用户，均需要管理服务器进行权限的验证，在通
21、过验证后，按所授予的权限进行访问；网络资源利用的安全性：用户名、密码、码流等重要信息在网络传输时进行加密处理，防止被非法窃取。3.4 可扩展性本系统基于IP方式构建，中心建立完成后不会再因为系统前端设备的增加而扩建，而前端设备可以根据需要随意添加，后台管理同样能承受。因此本系统具备了非常强的可扩展性。3.5 低成本前端采集设备：完全可以利用原有模拟监控系统的前端采集设备（如摄像枪、报警探头等），不需要重新投资；前端处理设备：具备更完善和先进的性能，性价比一流，同时集成了众多接口，节省了部分末端设备（矩阵、画面分割器等等）；监控中心：监控中心的核心是各个标准服务软件和客户端软件，均对系统平台的要
22、求不高。第四章 系统主要产品介绍1. DS-6000HC/HF视频服务器产品概述产品类型：海康威视视频服务器，DVS。视频压缩标准：H.264。视频处理芯片：DSP处理器。订货型号DS-6001HC、DS-6002HC、DS-6004HC；DS-6001HF、DS-6002HF。特别说明：DS-6000HC系列支持CIF分辨率编码；DS-6000HF系列支持4CIF分辨率编码，也可选择DCIF、2CIF、CIF等分辨率。硬件接口 DC 5V电源输入接口； UTP网络接口（同ETHERNET网络接口）； IN报警输入接口，OUT报警输出接口； RS-485串行接口，RS-232串行接口； VIN
23、视频输入、AIN音频输入接口； LINE IN语音输入接口； AOUT语音输出接口。技术参数DS-6000HCDS-6000HF视频压缩标准H.264回放分辨率QCIF/CIFQCIF/CIF/2CIF/DCIF/4CIF视频输入路数1/2/41/2视频输入接口BNC（电平：1.0Vp-p，阻抗：75），支持PAL、NTSC制视频帧率PAL：1/16-25帧/秒，NTSC：1/16-30帧/秒码流类型视频流/复合流压缩输出码率32K-2M可调，也可自定义。（单位：bps）音频输入路数1/2/41/2音频输入接口BNC（电平：0.5 Vp-p2.4Vp-p，阻抗：1k）音频输出1路（线性电平，阻
24、抗：600）音频压缩标准OggVorbis音频压缩码率16Kbps语音对讲输入1路（电平：0.5 Vp-p2.4Vp-p，阻抗：1k）通讯接口1个RJ45 10M/100M自适应以太网口，1个RS232口，1个RS485口报警输入4路报警输出2路电源DC 5V功耗7W工作温度-10-55工作湿度10-90尺寸（mm）39mm(高)198mm(宽)123mm(深)重量1Kg2. DS-4000MD矩阵解码卡产品概述产品类型：海康威视数字矩阵解码卡。视频解码标准：H.264视频解码芯片：DSP处理器订货型号DS-4002MD、DS-4004MD。产品性能解码性能每块DS4002MD（1个DSP）可
25、做4路解码，每块DS-4004MD（2个DSP）可做8路解码。每个解码通道可同时支持1路显卡输出和2路矩阵输出。每个DSP解码一路视频所需DSP资源：l CIF：12（512Kb）；16（2Mb）l 2CIF：30（1Mb）l DCIF：28（768Kb）l 4CIF：50（2Mb）；60（3Mb）注：上述测试文件为定码率下的稳定图像。视音频输出音频输出：DS-4002MD，可在4个解码通道中任选2路输出；DS-4004MD，可在8个解码通道中任选4路输出。视频输出：DS-4002MD，2路输出；DS-4004MD，4路输出；每路视频输出最多可以划分为16个窗口。音频预览：每块DS4000MD
26、支持1路音频预览输出。视频矩阵视频输入端：DS-4000HC实时采集的视频、DS-4000MD解码后视频（本地文件或网络实时流传输）。视频输出端：每块DS-4000MD支持2路或4路矩阵输出，视频输出支持画面分割，每路视频输出最多可划分为16窗口，每路视频输出总的窗口面积之和不能超过4CIFQCIF，即最大可以实现一个4CIF的全屏输出1个QCIF的画中画输出。矩阵控制：视频矩阵以窗口为单位进行图像切换；每个视频输入源，都可以输出到任意一块DS-4000MD卡的任意一路输出通道中的任意一个窗口进行显示。技术参数符合PCI 2.2规范视频解码标准H.264(MPEG-4/part10)视频输出通
27、道数2/4路视频输出接口BNC（电平1.0Vp-p，阻抗75）支持制式PAL、NTSC分辨率QCIF/CIF/2CIF/DCIF/4CIF帧率25F/S（PAL）、30F/S（NTSC）音频输出路数2/4路PCM音频信号，单声道音频输出接口BNC（线性电平，阻抗600）采样大小16bits功耗3W8W应用开发与支持应用开发1) 基于DS-4000HC卡和MD卡组成的数字视频矩阵。2) MD卡单独组成的网络矩阵，支持码流格式：海康威视DS-4000H、DS-4000HC系列板卡；海康威视DS-8000系列、DS-6000系列设备。3) 支持DS-4000H、DS-4000HC和DS-4000MD在1台PC内混插。4) 一个SDK同时支持DS-4000H、DS-4000HC和DS-4000MD。5) 目前1台PC最多支持8块DS4004MD卡，即最多支持64路解码，32路视频输出。
