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XXXX数字监控系统

随着数字时代的到来，今天监控系统在安防行业中的数字化趋势越来越明显，数字信号具有频谱效率高、抗干扰能力强、失真少等特点，这些是模拟信号无法比拟的。

数字化多媒体网络监控系统通过对目标范围进行实时监控，所捕捉图像可以存储在硬盘上回放，还可以做到监控、报警联动，报警时自动录像，做到实时记录现场情况，如需要还可以从系统数据中查询相应的资料，可以打印、转储、输出，并通过计算机网络传输到监控中心。

数字化多媒体充分发挥了数字化多媒体网络监控优势，利用IP技术、数字化传输、数字化存储及图像处理等计算机技术，通过LAN/WAN，实现高性能监控，它是随着计算机、多媒体、数字压缩以及网络技术等的发展而产生的。

多媒体技术在电视监控系统中的应用有两方面，一是建立一个新的友好的人机交互界面；

二是对图像进行数字化处理和加工，在数字图像的画面上提取有用信息，进行传递和存储，还可以实时检索、回放，根据需要，系统还可以对所采集图像进行处理，如画面修改、编辑、调节、放大、缩小以及打印等，也可以保存为通用数据格式。

多媒体数字监控系统，采用高性能PC机取代了传统的“模拟”方式监控系统所需的大量监视器、录入机、图像分割器、解码器、视频切换器及矩阵系统等设备，降低了系统造价，系统简单，易于操作，而且数字处理的图像清晰度高，系统性能领先、稳定性高、综合造价低和管理费用低，还可以进行远程传输，无人值守等。

数字化多媒体网络监控系统通过摄像机进行摄像，录入的图像经数字化后，压缩存储在计算机硬盘里，压缩比可用软件进行调整，存储的图像文件自动循环、删除硬盘中图像文件，保留的时间取决于硬盘空间大小，图像分辨率，图像压缩比，扫描切换时间，还可根据需要加大硬盘。

数字化带来了压缩技术的进步，使得大量资料得以压缩通过传输线路，而解压缩显现原始的画面，也由于数字化带来更正错误的功能，使资料得以修正，画面品质更清晰，同时也减少硬件设备投入，节省投资。

1．XXXX监控系统简介

XXXX数字实时监控系统，采用目前最先进的数字化视频技术，可以高清晰地对多路模拟视频信号进行捕捉、转换、存储，并且能够将所采集图像不失帧地进行多画面显示。

该系统具有数字方式记录、多索引回放、图像编辑、图像并网等诸多特点，并且为系统留有广阔的扩展空间，可全面满足现代化监控需求。

1．1XXXX监控系统设计原理

XXXX监控系统采用通道式结构，视频输入信号通过分频器一分为二，一部分进行信号采集，通过屏幕显示，另一部分，通过压缩，可以用于图像存储、回放、打印、共享等。

1．2XXXX监控系统组成

系统分当地监控和网络互联系统。

当地监控由前端设备、数字化处理和控制/通讯系统组成。

（1）前端设备

前端设备完成模拟视频的拍摄、探测器报警信号的产生、云台防护罩等的控制、报警输出、行动输出等功能。

前端设备主要包括摄像头、电动变焦镜头、三鉴探测器、烟雾探测器、温湿度传感器、红外灯、云台、防护罩、解码器、警灯、警笛、防盗照明灯、监听器、报警控制主机等设备。

摄像头通过内置CCD及辅助电路将现场情况拍摄成为模拟视频电信号，经同轴电缆传输。

电动变焦镜头将拍摄场景拉近、推远，并实现光圈、调焦等光学调整。

三鉴探测器可以侦测覆盖范围内的移动物体，当有移动物体通过布防范围空间时，探测器将发出报警信号。

烟雾探测器，内置的红外收发装置在布防空气中烟雾浓度达到一定程度时自动发出火灾报警信号。

温、湿度传感器可探测环境可能环境内温度、湿度，从而保证环境内部良好的物理环境。

红外灯配合带红外接收功能的摄像头，可以在完全没有背景光线的环境下正常拍摄，而红外灯发出的红外线亦不可见。

云台、防护罩给摄像机和镜头提供了适宜的工作环境，并可实现拍摄角度的水平和垂直调整。

解码器是云台、镜头控制的核心设备，通过它可实现使用微机接口经过软件控制镜头、云台。

报警控制主机是将各路传感器、探测器发来的报警信号进行处理，再控制报警输出、行动输出，采用报警控制主机而不采用微机软件控制主要是考虑到报警触发的迅速和准确。

（2）数字化处理和录像部分

数字化处理和录像部分是系统方案的现场核心，它完成模拟视频监视信号的数字采集、MPEG压缩、监控数据记录和检索、硬盘录像等功能。

它的核心单元是采集、压缩单元，它的通道可靠性、运算处理能力、录像检索的便利性直接影响到整个系统的性能。

XXXX考虑用户利益，本着综合性价比高且性能、可靠性优先的原则，在系统中采用了各通道独立板卡、各路监控信号单独处理的方式，配备了高性能处理主机，冗余系统处理能力，便于升级。

（3）控制/通讯系统

控制包括摄像机云台、镜头控制、报警控制、报警通知、自动手动设防、防盗照明控制等功能，同样用户的工作只是在中央监控系统桌面点击鼠标。

因此，操作方便是XXXX数字监控系统的一个显著特征。

网络互连系统为实现中央监控系统跨地域的远程监控提供了硬件支持，从而实现随时随地察看监控图像和记录。

现今网络建设投入力度加大、网络带宽大、节点分布密集，充分利用网络带宽和节点分布优势，最大限度地发挥网络功能，实现监控系统的网络接入，是XXXX数字监控系统的又一突出特点。

通过XXXX实时监控系统的网卡可以接入网络系统交换机，在每一个授权察看监控图像的网络终端安装XXXX远程网络监控软件，而在数字监控系统端则安装XXXX远程网络发送软件。

这样，在任何时刻，只要授权网络客户终端发出连接申请，系统就会自动将制定摄像头拍摄的监控图像以压缩方式传送到客户端，客户端根据图形化操作界面提示，可轻松完成对监控图像的实时观看。

多个XXXX当地实时监控系统通过网络交换机与系统数据库连接，将XXXX当地监控系统硬盘存储的图像数据定时传送到数据库中存储、建档，在客户端需要观看监控录像资料时，实现检索、提取、网络发送。

2．基本指标要求

2.1环境要求

2.1.1温度要求

XXXX监控系统在规定的温度范围内能正常工作、贮存和运输。

即：

工作温度：

-15℃～+50℃贮存温度：

-20℃～+80℃

2.1.2湿度要求

XXXX监控系统在规定的湿度条件下能正常工作、贮存和运输。

即

适用条件为：

相对湿度小于（

）%（非冷凝）。

2.2稳定性要求

在正常大气条件下,连续工作7天,不应出现误报警和漏报警。

每天进行一次全功能检查，每一次均能正常工作，不应发生任何故障。

2.3耐久性要求

在额定电压和额定负载电流下进行警戒、报警和复位，循环6000次，不应有电的或机械的故障，也没有器件损坏和触点粘接。

2.4抗干扰性要求

2.4.1辐射敏感度

a）对样机进行预处理和初始检测.

b）将样机放入横电磁波室内,并置于工作状态.

c）在场强1V/m，调制频率1KHz,调制度50%的条件下,从20MHz-1000MHz进行扫频干扰试验,并在27MHz，150MHz，450MHz，800MHz频点各辐射5次。

d）在试验过程中目测检查系统功能状态,其检查结果应符合规定。

2.4.2静电放电敏感度

a）对样机进行预处理和初始检测。

b）将试验样机置于工作状态。

c）将静电放电仪接地线接到电源的安全接地线上。

当放电探头充电到-15000V时，在样机的键盘、电源开关的一根输入线处各选一点，进行静电放电。

d）在试验过程中目测检查系统各功能状态，其检查结果应符合规定。

在GB6833.1规定的辐射敏感度试验，静电放电敏感度试验,电源瞬态敏感度试验及传导敏感度试验无误报警。

2.5安全性要求

2.5.1绝缘电阻

在正常大气压条件下,电源插头或电源引入端子与外壳或裸露金属部分的绝缘电阻小于100M欧姆，湿热条件下不小于10M欧姆。

2.5.2非正常操作要求

在严酷的非正常电路故障状态下工作无触电、燃烧危险。

2.5.3抗电强度

实时监控系统在正常大气压条件下,电源插头或电源引入端子外壳金属部分应能承受下表规定的50HZ交流电压的抗电强度试验，历时1min应无击穿和飞弧现象。

额定电压

试验电压／KV

直流或正弦交流有效值／V

交流峰值或合成电压／V

0～60

60～130

130～250

0～85

85～184

184～354

0.5

1.0

1.5

2.6可靠性要求

在正常大气条件下和额定电压范围内平均无故障工作时间应不小于5000小时。

3．系统功能

3.1系统基本功能设计要求

监控系统主要由摄像、传输、控制、显示、记录五大部分组成，主要实现实时监视、实时录像、录像回放和实时报警功能，其基本功能设计要求为：

（1）系统功能设置简便、易于操作；

系统具有分级权利权限，具备有效的安全管理措施，防止非法操作、非法修改系统设置以及非法对数据进行篡改操作。

（2）图像处理、视频传输、视频实时监控、混合录音、单路录音；

（3）图像清晰、连续，柜员摄像能识别钱钞面值，其他区域能识别人的相貌；

（4）视频切换或多画面分割（4、8、16、32）单路或多路图像同屏显示、图像缩放；

（5）监视系统监控品质应能实现单路、多路可调，即对单路、多路图像清晰度、灰度等级、色彩饱和度、分辨率等设置可调。

对于营业场所的不同防护区域，监视系统的实时监视、录像、回放图像品质应符合相应防护区域的要求。

（5）云台控制、远程监（遥）控、视频布防；

（6）实时录像、报警时自动录像、预设时间段录像、连续录像；

（7）录像回放、历史资料检索、画面局部放大、图像打印、资料备份等；

（8）可实施报警与监控联动。

一旦发生盗窃、抢劫案件，接报警信号后能自动启动摄、录像机，并可带动警铃的相应动作，同时能够将通过网络向远端监控中心报警，提供第一时间的现场资料；

（9）系统具先进性、兼容性，还具扩容性，能够连续、可靠工作，方便公安等安防部门取证；

（10）系统应具有或预留联网功能，以满足远程监控与管理需要。

联网应可以通过通用专线网络或电话线传输，实现图像远程传输、控制。

3.2系统功能

3.2.1实时监视

根据需要可以对中心控制室、守库室、营业厅（室）、现金柜台、进入中心控制室、守库室、业务库的等各通道以及进入营业场所的通道、门、窗等进行全方位监视，并根据不同区域的防护要求，应达到规定的相应监控品质要求；

系统可满足4－8路画面实时监控，每路按要求达到25帧/秒实时彩色显示，可单路、多路图像同屏显示，图像可切换及缩放；

对单路、多路图像清晰度、灰度等级、色彩饱和度、分辨率等设置连续可调；

可控制云台，可远程监（遥）控。

3.2.2实时录像

系统可满足4、8、16、20、24、28、32路画面同步实时录像，每路都能同时达到25帧/秒的存储。

系统设有正常实时录像、报警时自动录像、预设时间段录像（自动编程录像）多种录像方式，可自动连续录像，录像时可以对录像时间等关键信息进行记录，录像单路、多路设置可调，还可根据不同区域的防护要求进行设置，应达到画面连续、清晰，能清晰分辨人物面貌、动作、色彩和钞票的面值，达到国家标准图像质量五级损伤制评定标准的四级以上要求；

录像介质为大容量硬盘，安全、可靠；

硬盘存放容量能满足每天至少10小时录像，录像内容保留30天。

工作时间表，可对某一摄像机的某一时间段进行工作时间编程录像，可以把节假日、作息时间表的变化全部预先排到程序中，可以在一定意义上实现无人值守。

3.2.3录像回放

系统具备按录制时的效果进行回放，回放品质应达到画面连续（每路要求达到25帧/秒实时回放效果）、清晰，应能清晰分辨人物的面貌、动作、色彩和钞票的面值，回入图像应达国家标准图像质量五级损伤制评定标准的四级以上要求：

可以多次回放，回放质量不应有损伤；

保存的录像历史资料可以快速、方便检索定位；

回放过程中可控制画面快放、慢放、全局放大、指定区域放大；

可备份录像资料，可以打印录像图像；

系统具备图像解析功能，具有单帧播放的功能；

采用通用的存储格式，方便公安等部门取证。

3.2.4实时报警功能

XXXX数字实时监控报警系统，在监测区域内的工作人员正常工作时，若发现异常情况，可通过点击“报警”按钮来触发警铃；

无人值守时，通过采用安全防范管理部门准许的入侵探测器，对图像进行分析处理，当检测到监视区内有动目标时自动给出报警信号，同时采用计算机多媒体技术和语音合成技术，对报警现场图像进行存储并自动拨号，做到报警、监控联动。

另外，XXXX报警系统视频监控还将数字图像处理技术和人工智能技术引入监控系统的报警功能中，并由此产生了新一代报警技术——数字视频报警，系统采用从现场摄取的图像作为敏感源，通过对数字图像进行实时处理而判断是否报警，它除了检测图像亮度敏感源，还检测目标的形状、大小等信息，是一种面阵信号报警系统，信息量大，可靠性高，抗干扰和防破坏能力强，误报漏报率都极低。

视频布防动态报警功能，可以自动侦测场景的异常变化进行实时录像，并能自动采取必要的报警或记录措施；

支持与报警系统的联动。

接报警信号后能自动启动摄像，并可带动或通过报警系统带动警铃及场灯的相应动作，同时能将通过网络或通过报警系统向远端监控中心报警，提供第一时间的现场资料；

系统预留有报警输入接口，以备连接主动探测器或被动式紧急按钮，增加对突发事件的报警录像功能；

支持短路、断路、无视频图像报警功能，在系统本身受到非法破坏时进行自动报警；

系统有防误报警措施。

通过点触式报警、探测器报警、视频报警等三种报警方式，XXXX报警系统视频监控在多媒体监控系统的基础上，克服了传统报警方式的各种局限性，具有探测范围广、误报率低、极高的可靠性、智能性。

3.2.5联网传输

系统应具有或预留使用10/100M以太网、PSTN、DDN、x.25、Internet等通用网络连接手段实现联网功能；

支持将图像进行远程传输和远程控制功能；

支持远程检索、回放功能。

3.2.6系统扩展

采用模块化设计，可以多层级联，以适应不同场合不同规模的应用需求，最多可容纳256个通道。

3.2.7全中文图形化界面

系统软件的操作界面直观友好，符合操作人员的心理习惯和思维方式；

菜单结构设计思路清晰、易于理解、提示清楚。

3.2.8密码授权功能

一级密码：

主监控机的实时监控显示界面退出时，要求输入恢复系统按键/屏蔽系统按键密码，不提供正确密码，系统将不接受包括CTRL+ALT+DEL（热启动键）在内的任何键盘操作；

录像操作（开始、停止）、录像回放密码的修改权限也要求在提供此密码后，方能修改；

二级密码：

录像操作时，录像开始和录像结束命令的执行要求输入两次相同的录像密码，方能进行录像操作；

录像回放时，也要求输入观看录像密码。

二级密码存储在主监控机隐含目录下，只有授权了一级密码的用户才可以修改。

每次输入二级密码时系统会将输入的密码与主监控机存储的二级密码进行比较，通过后，才能进行录像、回放操作；

三级密码：

登陆WINDOWS时的密码，其中包含对显示分辨率的设定。

3.2.9工作时间表功能

系统能将系统时间、录像时间、报警时间及报警探头动作时间等进行记录、打印。

4．系统结构组成

运行平台

硬件：

系统主机CPU为P4、256内存、64M显存、80G硬盘。

软件：

系统主机为中文Windows2000。

视频监控软件：

视／音频采集模块、视／音频压缩存储模块、网络通讯模块、图像、云台、镜头控制软件等。

监控系统数字化处理单元：

完成视频多媒体数字化压缩输入和输出。

远程通信卡；

完成远程摄像机控制、报警采集及行动输出、微机远程通讯。

数字化视频处理卡；

完成视频多媒体数字化处理。

音频处理卡；

完成音频的输入采集和数字化处理。

网络通信卡；

实现系统网络通讯。

输出控制单元：

完成云台、镜头控制。

报警单元：

报警采集和处理、行动输出。

5．系统工作过程

由XXXX监控系统控制的摄像头和云台分布在各个监控点，监控系统控制云台仰角、方位以及镜头变焦。

摄像头拍摄的视频信号由监控系统采集并且进行实时压缩，系统提供的软件平台支持单屏、多屏实时显示。

XXXX监控系统可将监视图像录制下来并供远程监控终端调用，也可直接由远程终端进行实时监控。

录像回放支持多种方式检索，大大方便了管理者对监控信息的综合处理。

通过局域网，XXXX监控系统可将当地监控系统资料远传，实现远程监控，便于保卫调度，系统与互连网连接后，更可以实现远程随时随地传讯。

6．本系统特点

基于监测图像质量和国家标准的要求，XXXX实时监控系统采用国际通用PAL制式，即25帧/秒，图像分辨率为352*288。

考虑到成本，采用数字摄像头造价很高，因此采用模拟摄像头进行模数转换，进行图像采集和传输。

本系统优势表现在：

（1）录像时每通道可达到25帧/秒彩色显示；

（2）XXXX监控系统采用通道式结构，扩展能力很强，系统能够平滑升级，可以最大程度上保护用户投资；

（3）录像画质可调，通过方便的图形化按钮，用户可根据需要调节压缩画质，节省硬盘空间；

（4）系统视频采集和压缩的各通道相互独立，与其它系统相比具有高度可靠性。

同类产品用同一块板卡即采集又压缩或回放压缩图像。

（5）XXXX监控系统采用多处理器主机，采集回放单元与压缩传输单元各自独立，保证了图形化处理能力和系统稳定性。

同类产品采用单独低效能处理器及共享采集压缩板卡进行时分复用的作法，不可能达到本系统的指标，这也是XXXX系统在监控领域竞争不败的原因。

（6）高度的准确性，由于强大的硬件支持，XXXX系统最大限度地减少了回放时延，完全能够满足专业监控的较高需求。

7．XXXX监控与其它类似产品比较

7．1数字监控与模拟监控对比

在进行数字监控和模拟监控对比之前，先来了解一下监控发展的全过程。

监控系统发展历程：

主机：

无主机→电子线路顺序切换→微处理器控制的切换器→电脑多媒体主机

摄像机：

真空摄像机→半导体CCD器件→带数字调节CCD器件→全数字摄像机→智能摄影机

监视器：

电视机→高清晰彩色专业监视器→多画面分割彩色监视器→多媒体监视器

录像机：

普通录像机→长延时专业录像机→数字处理的桢录像机→数字录像机CD／DVD技术

报警处理→模拟电子电路控制→微处理器逻辑控制→数字多媒体编程处理

XXXX数字监控系统就是按照上述潮流发而来的，全新的多媒体监控系统和传统模拟监控系统相比见下表。

功能

XXXX监控系统

传统模拟监控系统

主机先进技术发展方向

采用IntelP4系列CPU处理器，性能远远超过传统系统。

主机档次低，采用80年年代初8位CPU，多用于简单家电的非标系统，只能完成简单功能。

符合标准兼容性好可不断升级

符合国际标准ISA、CCITT及OSI兼容性好，不断有新技术可供升级，保证技术不落后，保护用户投资。

专用非标准系统，技术更就将淘汰。

监视清晰度

分辨率352＊288，逐行扫描，不闪

烁，低辐射

隔行显示，闪烁强，长时间伤眼睛。

远程单线

遥控技术

无须中继放大防雷击，不怕短路及干扰无极性，可以多层级联大大简化施工强度，可不停机维护，非常方便。

每个摄像机的16个动作均需电缆控制，施工时线缆繁杂，有时达千根安装，查线，维护复杂，如损坏，须检修。

实时汉字时间叠加菜单控制

切换参数

利用电脑字库和内置图像处理系统，对监视信号实时叠加汉字地点提示及年月日分秒便于识别和录像记录，汉字内容可现场用键盘输入。

每路视频均需地套单独购买字符时间发生器，其内容由厂家用EPROM烧死，不能改。

自带监控数据库

自带现代化的电脑监视管理图像声音数据库，可用计算机硬盘录像，按时间检索，并打印报告及图像。

无

可联网

符合网络时代的发展需求

不能

录像方式

硬盘录像，节省资源费用，检索方便

需要录像带很多，查找困难，录像带费用较高。

7．2XXXX监控产品与国内现有监控产品比较

（1）系统结构

现在国内外的监控产品大都采用两种结构模式，即矩阵结构（行者“猫王”、黄金眼）和串行结构（韩国LG），见图所示。

其优点是设备体积小、成本低，矩阵可接入的视频信号多。

而缺点是由于共占中央处理器和模/数转换器等资源，设备维护复杂，当一路处理器、矩阵或模/数转换器出现问题时会影响其他路视频信号。

XXXX报警监控系统的系统结构采用总线分时并行工作结构，从某种意义上来讲属于分步处理的小