视频监控系统设计与实现文档格式.docx

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工程设计（项目）□

论文类□

作品设计类□

其他□

一、选题简介、意义

随着我国经济的快速发展，社会的公共安全问题就得到国家和社会的重视，然而视频监控系统就会很大程度上的预防危害社会安全问题的产生，同时也能为人们生活上的各种意外和纠纷提供有力的证据。

视频监控系统是以安全防范为目的，通过对监视区域进行视频探测、视频监视、控制、图像显示、记录和回放的视频信息系统或网络。

视频系统是对建筑物内重要部位的事态、人流动态状况进行宏观监视、控制，以方便对各种异常情况进行实时取证、复核，达到及时处理的目的。

二、课题综述（课题研究，主要研究的内容，要解决的问题，预期目标，研究步骤、方法及措施等）

我研究的课题是视频监控系统设计与实现。

主要研究的内容是：

如何为一个项目建立良好的视频监控系统，以及该怎样使视频监控系统达到充分、细致的完成安全防范问题。

要解决的问题：

监控地点的调研，视频监控信息点的采集，设备的选择、配置与安装，线缆的敷设，设备的安装与调试，项目完成后的调试与检查，项目实施过程中遇到的突发问题。

预期目标：

完成视频监控系统设计的大体构架与实施方案，分析方案的可行性与实用性，实现视频监控系统的基本功能。

研究步骤：

完成视频监控地点的调研，对收集的信息进行分析，制定实施方案，对实施方案的验证与分析，对研究结果进行分析和总结。

方法和措施：

完成视频监控系统是一个项目，需要与同学成立小组，分工合作，提高完成效率；

对于项目实施过程中遇到的问题可以通过查找资料、咨询老师的方式解决。

三、设计（论文）体系、结构（大纲）

视频监控系统体系构架

（一）系统设计

视频监控系统是将分散的、独立的采集点图像信息通过联网处理，实现对监控区域的统一监控、统一管理，从而满足项目所需的监控需求。

系统设计要充分考虑到系统的可用性、可靠性、经济性等原则，提高项目的课实施性。

（二）系统的主要功能

视频监控系统通过在监控区域内安装摄像机，实现对监控区域进行实时、有效的视频监测、视频传输、显示和记录，通过对监测信息的回放和分析为监控地点事态提供最直接有力的信息依据。

（三）系统的总体结构

1、视频监控系统的组成

①前端设备

前端设备主要指视频监控系统的摄像部分，是整个系统的眼睛，作用是将所监视的信息传送给传输系统。

前端部分包括一台或多台摄像机以及配套的镜头、云台、防护罩、解码驱动器。

②传输系统

传输系统是系统的信号通路，传输的信号包括图像信号和控制中心通过控制台对摄像机等前端设备进行控制的信号。

传输部分包括电缆以及信号调制解调设备。

③后端控制

后端设备包括控制部分和显示记录设备，主要由控制台和电视墙组成。

2、视频监控系统类型的选型

视频监控系统类型的选择根据采集视频的色彩、系统的功能应用、是否与其他系统结合来划分的，不同的系统选型对应有不同的功能和效果。

3、设备选型与配置

根据系统的要求选择相应的设备，能够跟好的符合系统的预期与功能，完成设备的安装与调试时系统的关键。

4、系统的调试

系统检验是对系统的试运行、对系统的综合测试和调整，是系统结构的首位工作，也代表对系统可实施性的验证。

指导教师意见：

签字：

年月日

院（系）审批意见：

签章：

毕业设计（论文）任务书

2016年1月5日

毕业设计（论文）题目

题目来源

院系

班级

物联网计算机网络

外语翻译要求

论文摘要翻译

课题需要完成的任务

【工程设计类课题：

】

视频监控系统是利用传感器技术和电子信息技术，对设防区域进行视频监控，当异常情况发生可产生声光报警措施，并记录现场视频数据。

通过该系统可以起到威慑入侵者并有效制止犯罪的作用。

本系统要求学生根据用户对系统的要求，通过系统调研、可行性分析、系统规划、设备选型配置、安装调试等过程，达到系统的设计安装调试与实现的目标。

课题

计划安排

序号

内容

时间安排

1

系统需求分析、调研

第1周

2

可行性分析、系统规划

第2周

3

设备选型配置、安装调试、系统测试

第3-6周

4

撰写说明书

第7周

计划答辩

时间

2016年4月26日第二学期第9周

答辩提交资料

毕业设计说明书

教研室主任审核意见

签名：

校园视频监控系统设计与实现

摘要：

视频监控因为其直观、准确、及时和信息反馈真实的优点被应用于许多场合。

现在的视频监控系统可以通过网络与智能手机连接，大大提高了视频监控的可操作性，同时对图像进行自动识别、存储和自动报警。

视频数据通过网络传回后端控制主机，后端设备可以对接收到的图像进行实时观看、回放、录入、调出和储存等操作，从而实现移动与相互联动的视频监控。

视频监控主要分为网络数字视频监控系统和模拟信号视频监控等类型。

视频监控系统的主要任务是对建筑物内重要部位的事情发展状况、人员流动等状况进行监视、控制，以便于对各种突发或异常情况进行实时取证、检查，来达到及时处理问题的目的。

关键词：

视频监控系统；

摄像；

镜头、云台；

传输

Designandimplementationofcampusvideosurveillancesystem

Abstract:

Videosurveillancehasbeenappliedtomanyoccasionsbecauseofitsintuitive,accurate,timelyandrealbenefits.Thevideomonitoringsystemcanbeconnectedwiththeintelligentmobilephonethroughthenetwork,whichgreatlyimprovestheoperabilityofthevideomonitoring,andautomaticallyidentifies,storesandautomaticallyalarmtheimage.Videodatathroughthenetworkreturnstheback-endcontrolhostandtherearpartofthedevicecanreal-timeviewingofthereceivedimage,playback,recording,Vandstorageoperation,soastorealizethemobileandmutualinteractionofthevideosurveillance.Videosurveillanceismainlydividedintonetworkdigitalvideosurveillancesystemandanalogsignalvideosurveillance.Themaintaskofthevideosurveillancesystemisbuildinganimportantpartofthesituation,personnelflow,andformonitoringandcontrol,inordertofacilitatereal-timeforensics,inspectionofallkindsofunexpectedorunusualcircumstancestodealwiththeproblemintime.

Keywords:

videomonitoringsystem;

camera;

lens;

yuntai;

transmission

一、绪论

（一）视频监控系统的发展历史

视频监控系统通过后端实时控制系统、监控系统和信息管理系统组成的。

后端实时控制系统能够实现对数据的实时采集、处理、存储、反馈等多种功能；

监视系统的功能是对各个监控点的全天候监视，可以在系统中的其他控制点上切换、调用多路图像；

管理信息系统主要功能是对各种需要信息的采集、接收、传输、加工处理等，它是整个视频监控系统的核心。

视频监控系统是安全防范系统的重要组成部分，该系统是一种提高社会安全防范的综合系统。

视频监控系统随着时代的发展产生着巨大的变化。

我们当今这个社会是信息化发达的时代，我们需要对视频监控有新的定义，并能实现显示生活需求。

从技术的改变来讲，视频监控反战可分为，第一代模拟视频监控系统、第二代基于“PC和多媒体”的数字视频监控系统、第三代完全基于IP网络视频监控系统。

1、第一代全模拟视频监控系统

第一代视频监控系统是传统的模拟闭路视频监控系统。

在这个阶段，视频监控系统主要是由于摄像机、线缆、录像机和监视器等设备组成。

因为该系统的监控能力有限，可扩展性差，录像容易丢失，被盗窃，录像的视频质量不高，不能满足社会安全的防范目的。

2、第二代全模拟视频监控系统

第二代视频监控系统现阶段运用较多的“模拟-数字”监控系统。

模拟数字监控系统是通过数字硬盘录像机DVR为核心，从摄像机到DVR还是采用同轴线缆来输出接收到的视频信号，通过DVR实时录像和回放，并且支持有线的网络访问。

因为DVR没有明确的标准，这种监控系统是不标准的封闭式监控系统，所以该系统还是拥有局限性：

布线过程复杂、工作量大；

最多只能扩展16个摄像机，可管理性差；

不能通过远程监控摄像机，该监控系统录像没有保护措施，信息容易造成丢失。

3、第二代全模拟视频监控系统

第三代视频监控是完全IP视频监控系统IPVS。

第三代系统和前面的方案有很大的差别，它的的优点是在摄像机内置了web服务器，并直接提供了访问接口。

该系统的摄像机生成的数据文件，可以使任何拥有权限的个体通过网络访问、监视，提高了信息的安全性。

全IP视频的优点：

因为多有摄像机都连接到了网络上，所以提高了访问的便捷性；

因为强壮的服务器和设备，所以该系统拥有强大的控制中心；

易于升级和全方面的课扩展性；

可提供全面的远程监控；

监控接收得到的信息不受硬盘驱动器的故障影响，信息得到保障，提供了信息的安全性。

（二）视频监控系统的前景分析

随着我国经济的高速发展、信息技术科研日益加深和网络技术的飞速发展，视频监控系统在社会的各个行业都拥有广泛的应用，现在的监控系统已经不仅仅是在被交通、通信、安全等行业所应用。

视频系统已经在慢慢地被其他行业所需求，越来越面向大众化发展。

对于现在计算机的普及，网络、图像技术，网络通信传输得到迅速的发展，同时也为视频监控的发展提供了引线，为视频监控的发展提供了基础。

虽然现在的经济和技术都得到了高速的发展，但是现在的社会安全状况仍然令人担忧，公共问题的不断凸显，各种突发犯罪和暴乱活动，各种危害人身安全手段的更新和升级。

所有的种种都需要视频监控来完成对于危害安全行为的防范。

我国的视频监控发展共分为三个阶段：

模拟视频监控阶段、数字视频监控阶段、网络视频监控阶段。

我国因为本土领域和人口基数较大，现在的视频监控正在从模拟视频监控系统向数字化监控系统的模式转变，我国现阶段是以数字化金控系统为主流的。

近几年，我国的数字化监控在总体的视频监控市场上比例得到了显著的提升，同时，网络视频因为其各种优势也得到了广泛的应用，正在走向更广大的市场。

我国从从2005年开始着手城市联网和监控系统建设，从根本上解决社会和治安防范问题，实现全国范围内的报警和监控系统的建设工程，大大加快了社会平安和谐社会的建立。

现在，各大城市都已经完成城市大部分的视频监控布局，大大减少了危害社会安全行为的产生，大大提高了社会的安全稳定，为人们的健康生活提供了强有力的保障。

因为社会安全目的的需求和国家的大力推动，同时因为现在信息化技术的高速发展，监控系系统在金融监控、安全生产、智能家居等各种项目建设中都拥有着必然的需求。

依据我国视频监控市场产值显示，我国监控行业总体市场规模达到250多亿，同比增长超过百分之二十，可以看出我国的社会安全防范市场还会持续增长。

（三）视频监控系统的技术特点

监控系统实现了视频监控和会议的整合联动，可以更方便的对远程设备进行管理，提高问题的解决效率。

通过对远程监控画面的录制、回放、联动报警、对监控内容进行策略制定、对突发问题进行应急指挥等应用，来实现监控和通讯的双重功能。

现在的视频监控系统最大的特色是支持很多移动终端自行查看合法权限的监控设备，支持将监控画面调入视频会议，提高了问题的解决效率，能够更大程度的减少问题的连锁反应，能够对问题作出最快的解决方案。

同时也体现出当前监控系统的工作特点：

系统的数字化、更加网络化、集成化。

同时现在的视频监控系统经过技术的升级和改革，增添了许多的特殊功能：

◆多画面的监控效果：

现在的视频监控拥有更多的选择模式共用户选择，可以通过对摄像头镜头的角度的调整，提供不同的画面的视频和音频效果，通过这种方式使监控者更方便对远程监控内容的采集和查看。

◆特定的电视显示模式：

同步计算机屏幕的操作方式和电视墙显示，使显示模式更具多样化，为客户的操作提供了更简易的操作方式。

◆同时还有其它一些功能：

灵活的报警联动方式、多样的录制策略、特别的移动这侧功能、独创的视频会议联动等。

（四）校园监控系统的设计简介

随着我国教育的强度的加强，校园师生必须成为国家的重点保护对象，一个强国，只有教育事业做得更好、更强、更全面，才越能体现这个国家的实力和底蕴，这样才能在保证学生安全的前提下提高整个国家的而素质水平，人们的生活才能更拿定幸福。

同时满足我国教育工作的加强，校园建设的速度因而大大加快，使我国的未来人才集中起来，校园的管理模式同以前发生巨大变化。

我们要怎样解决学校的安全防范工作和减少突发性、群体性事件，减少校园暴力,提高学校的安全性成为社会关注的必然之处。

所以，学校在人力方面的支持上，还要在技术方面做出重大的调整。

从上述，学校必须加强视频监控的建设和优化、在人员密集的地方设置安装监控点，实行综合联防的防控视频监控体系，大大提高了人们生活的安全性，减少不必要的经济损失，减少因管理不当而产生的社会安全问题。

校园监控系统的安装之所以成为必然，是因为只有加强学校的安全防范措施才能让社会、国家和谐发展。

（五）视频监控系统逻辑组成图

视频监控系统的组成逻辑图如图1所示：

图1：

视频监控组成系统逻辑图

二、校园监控系统的需求分析

（一）针对校园情况进行调研

针对某学校建筑特点和周边环境特点，以及周边的安全隐患，综合完成对校园监控系统的建立。

为了实现分布式校园的监控系统，需要对网络技术、硬件设备、软件设备、人力资源进行有机统一的结合起来。

该系统能够使安保人员能够更好的管理一个校园安全防范的监控网络系统。

同时该系统还应该为学生和教师提供开放的访问端口，在允许的情况下，对学生、教师实现系统的开放。

该系统还拥有对周边警务地点发送校园的一些突发状况。

（二）针对校园监控系统的需求分析

因为经济的高速发展和社会的急速进步，学校的学习生活也变得越来越多元化，学生的课外时间安排的选择性也越来越多，同时，学生要面对的诱惑也越来越多。

因为学生大部分没有社会的生活经验，容易受到各种各样的来自周边危险的诱惑的诱导，发生不可挽回的悲剧。

为了减少外界和诱惑对学生的危害，所以安全防范措施，应该提升到第一位。

同时，因为校园的场地比较的分散，校园面积较大，校园学生基数大，且每个人的实时情况都不一样，学生的安全防范意识差，就容易导致隐患产生。

经过调查，校园中容易产生的隐患：

◆学校大门和路口人员流动大，容易发生隐患；

◆用电不规范，容易引发火灾或者漏电情况；

◆学生宿舍经常出现重要物品丢失事件；

◆车棚中学生的自行车、电动车经常丢失，因为晚上人员较少，多发生在晚上；

◆学校餐厅和操场等位置都较为容易发生一些突发状况；

◆教室等等存放学校教育设备的位置也需要重点监控。

所以综合以上的情况。

校园的重要位置、人员流量较大区域、易发生危险隐患的地方都需要重点进行不是监控。

比如：

学生活动中心，学校运动场，图书馆，餐厅，教学楼，学校门口、及学校的各个拐弯路口等。

（三）对校园监控系统的可行性分析

1、视频监控系统的安装原则

◆监控系统的实时性：

只有通过不间断的监控设置，才能对学校进行全天候的监控和信息采集。

◆安全性：

视频监控系统不仅仅是外在的防范处理，同时也要对内部的信息进行加密处理，防止被入侵，导致信息的丢失。

◆可扩展性：

因为校园的建设可能发生改变，所以具有扩展性的系统更符合社会的发展，这样不需要对系统的网络的主体和重要软硬件设备进行更换，减少经济负担。

◆开放性：

提高信息的安全和透明度，这样才能对系统进行实时的维护，完成对技术的更新，这样更能提高系统的性能。

同时还必须满足监控系统的标准性、灵活性、先进性、实用性；

只要满足这些性能，我们的视频监控系统才能更有效、更快捷的处理问题，这样的监控系统更有意义。

2、对于经济的可行性分析

只有经济基础满足才是该系统建立的根本，所以对系统的各个部分的设备的价格要进行合理的规划，因为完成整个校园的监控系统需要许多的设备和器材，如果分配不良会导致学校资源财产不足，造成过度消费，不利于学校和学生的发展。

所以在设备的安装布局上，要采取合理的分配，在重要设备上优先选择比较好的设备，在重点防护位置配置一些好的器材，比如一些好的摄像头等；

在一些其它的不需要重点监控位置，可以选用一些比较一般的器材，只有这样合理搭配，才能用更少的资源建造更好的系统。

（四）校园监控系统的总体功能

◆校园所有宿舍的楼道都在监控范围之中；

夜晚在重要位置给摄像机配备灯光，让夜间摄像效果更清晰；

系统具有很好的开放性，可供学生提供安全的生活环境；

监控能够实现多为用户共同管理的功能，同时系统还拥有多画面效果；

能够实现全天候监控，结合保卫人员一起完成校园防卫工作。

◆后端控制中心通过监控得到的视频监控资料能够得到有效的保存，能够实现在突发问题发生后，更方便的得到准确的信息。

◆监控系统必须拥有健全的权限管理机制，只有符合系统监控规范要求之内的用户才能得到监控的信息和内容，这样能提高系统的安全性。

◆系统的整体构架必须简洁，拥有简单的操作和实践性。

◆信息的获取必须具有灵活性。

因为系统是通过网络连接的，所以无论在哪里发生问题都能通过网络得到权限，进而获取监控位置的即时的监控录像和信息，这样将大大减少因为地理位置的原因而使问题更加复杂化的麻烦。

三、校园视频监控的总体设计

（一）校园中必须布施监控地点

◆校门口是学校最重要的出入口，是必须重点监控的位置，在每个整个校园的所有校门口布施2-4个摄像头，对校园门口的安全建设提高强度；

当危险隐患发生时，学校保卫部门能够做出及时的处理，减少损失。

◆在学生宿舍门口、各层楼梯口以及各层楼道内都需要安装摄像头。

因为学校中学生基数最大，宿舍楼较多，对学生宿舍的监控大大降低了学生的安全隐患。

◆在车棚内设立监控点，进行实时监控，以防盗窃问题的产生。

◆在教学楼等存放重要设备位置提供重要布控，保证学校的公共资源安全。

◆在学生餐厅和操场上的视角宽阔位置设置监控点，因为这两处面积比较大，不适合全方位进行监控，不符合监控规则，只需在重点位置布控即可。

◆在学生部门以及学生公共活动中心等地点进行安全监控。

◆在校图书馆进行监控，图书馆是学生学习的资料库。

（二）视频监控系统设计方案

校园监控系统是以数字传输技术为主要技术，利用网络来进行对监控地点的实时监控与防护。

每个监控地点的摄像机都是通过网络设备连接到与每个设备相连的各个交换机，交换机通过网络把监控点的监控信息传送到后端监控中心。

后端设备处理接收到的数据信息，控制中心接收到的监控数据信息分为两路，其中一路数据经过解码主机对数据进行解码，然后将解码后的监控视频在后端显示设备上输出；

另一路数据信息传输到后端监控中心的存储主机上以数据的形式进行存储。

由于安装视频监控系统经常遇到一些干扰问题，所以安装视频监控系统要对干扰问题建立一套完整的解决方案。

视频监控系统的干扰来源与视频监控系统的结构息息相关，主要来自三个部分：

前端监控设备环境的干扰；

传输设备电缆不同选择带来的干扰；

来自后端设备环境的干扰。

对于干扰问题的解决，我们无非还是从视频监控系统的三个组成部分进行逐一进行解决。

对于如何解决前端摄像机设备的产生的干扰，我们需要选择高质量、电压稳定性较强、绝缘性好的摄像机设备；

对于来自传输设备的干扰，主要是解决线缆问题的干扰，由于线缆是用于连接整个系统的，选择合适的线缆能大大减少干扰，对于线缆的选择要针对周边的布施环境进行选择，减少不同环境的干扰问题，比如：

校园中电机的变频干扰；

电磁辐射干扰、电视塔和变电站的干扰、大功率电器的强脉冲干扰。

如果线缆的干肉问题得不到解决，即使前端和后端设备很好，整个监控系统也不能实现整体的结合统一；

后端干扰主要是不同设备的电磁干扰，从而影响显示设备上的画面清晰度和完整性。

结合以上的分析和对于校园中应该布施监控地点的安排，可以根据校园中的各个部分的情况进行监控设备的选择。

在校园门口和校区的主要通道设置足够的摄像头，保证校园周边没有盲区；

在食堂和操场等公共场所也要布施足够的摄像机，保证公共安全；

在宿舍应该重点监控，选择优良的监控设备；

在教学楼、图书馆等区域按需求添加摄像点；

完成监控地点的布施，传输设备只需要按照各个前端和后端设备的需求结合选择，后端主要确定光端机、硬盘录像机、和监控显示器的安装个数的选择。

（三）视频监控系统结构图

视频监控系统结构图如图2所示：

摄像机

数字编码设备

数字编码器

数字交换传输网络

数字解码控制设备

控制键盘

分控键盘

数字音频记录设备

显示设备

。

.......

前端设备

传输设备

控制中心

图2：

视频监控系统结构图

四、设备选型

（一）前端设备选型

前端设备主要包括：

不同摄像机机器组合设备。

全方位摄像机需要配备与之相应的云台、解码器；

固定摄像机要配备与之相应的摄像机、防护罩和支架等。

1、摄像机选型

摄像机的选型，主要由监控地点的环境光线问题、视频监控模式和对视频的清晰度要求有关。

（1