高清网络视频监控系统设计方案Word文档格式.docx

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七、具备完善的安全级别控制，实现完善的安全策略管理；

八、支持在视频监控中心将所有视频图像输出到大屏监视器显示

2.2方案设计原则

根据项目的要求和国家有关法规的要求，我们经过认真研究、分析设计本系统方案。

该系统具有性能先进、质量可靠、经济实用等特点，而且该系统具有方便扩展、与其它信息系统实现无缝连接的能力。

为实现安防系统的可视化管理奠定了基础。

依据、参考的相关规范包括：

《工业电视系统工程设计规范》GBJll5—87

《远动设备终端通用技术条件》GB/T16435-1996

《中华人民共和国安全行业管理规范》

《软件工程国家标准》

《中国电气安装工程施工及验收规范》

《安全防范工程程序与要求》GA/T75-94

《安全检查防范系统通用图形符号》GA/T74-94

《社会公共场所安全防范工种设计规范》

《民用建筑电气设计规范》JGJ/T16-92

公安部、公安厅技防办有关文件规定。

《中华人民共和国公共行业标准》（GA/T70-94）

《安全防范工程程序与要求》（GA/T75-94）

《电气装置安装工程施工及验收规范》（BGJ232.90.92）

《民用闭路监视电视系统工程技术规范》（GB50198-94）

《民用工业建筑电气设计规范》（GJT16-92）

《电视系统视频指标》（CCTRRECOMMENDATION472-3）

2.2.1、标准化

网络视频监控系统就是要实现在网络系统上的图像传输和共享。

本系统采用的产品均遵循网络协议和传输标准的要求。

2.2.2、可扩展性

由于用户以后的需求会不断发展，监控数量将随之扩大，只要增加前端设备和升级软件不用添加其他附加设备，以保证用户的投资。

Ø

为了适宜未来系统扩展的要求，系统在满足现有功能的基础上预留足够的设备容纳性以便系统扩充之用。

系统中控制部件（软、硬件）采用集中式结构、嵌入式等技术措施，可以方便灵活的进行扩充，充分保证系统在将来的适应性。

灵活的组网方式，方便被监控点的增加。

几个视频监控系统可以作为子系统组成更大的视频监控系统，可按多级组网的方式，形成大规模的监控网络，高一级监控中心能管理和监控低一级监控中心的运行。

2.2.3易用性

软件使用界面良好，用户安装相应软件（客户端控件）后就可进行实现监控，完全智能控制，不用单独设置。

系统可以很方便进行升级，保证用户投资。

系统采用的程序，包括：

服务器程序和客户端程序，均为客户提供升级服务。

可调节图像质量与带宽占用，系统采用H264硬件编解码，可以根据用户需求调节帧数、分辨率、图像质量等。

带宽和码流，支持64K-4096Kbps的传输码率

多种图像浏览方式，包括单画面、四画面、九画面、十六画面、二十五画面、三十六画面多种浏览方式。

系统建立基于B/S架构（即WEB）的组网技术，可以方便灵活的使用。

2.2.4可靠性

具有设计独到的视频流量管理功能，保证网络通畅。

实行操作权限管理，保证统一、规范管理。

系统具有自诊断功能。

系统设备的平均无故障工作时间MTBF>

10000小时。

分布式由于每一个设备均以分散的方式安装于远端的摄像机端，即使单个设备发生了故障也仅仅是影响到这个设备，而不至于影响整个系统

2.2.5完善性

具有强大的视频、音频和数据告警功能：

当某台摄像机发生移动侦测报警时，系统可实时启动录像，或驱动云台前往预置位实时监视；

当发生报警时，能把联动报警的信号进行接入，识别报警。

功能完善的录像管理体系：

系统可选用手动、移动侦测、报警、定时录像四种录像方式；

提供指定周期的滚动删除功能，有效防止存储空间耗尽。

同时可提供分布式网络存储或中心集中存储功能；

系统具备完善的控制功能：

系统设权限管理，对不同级别的用户给予不同的权限，有效防止越权操作；

2.2.6良好的硬件平台

系统硬件平台为嵌入式设计，高实现高度一体化、高度工程化，便于施工、安装、调试。

2.2.7良好的软件平台

系统的软件操作简便、模块化结构，能应用于Windows2000/NT/XP/Windows2003等操作系统。

三．系统设计

1、方案组网设计

2.1设计要求

“网络视频监控”系统项目统一规划、统一管理的基础上，以大厦内部网络传输介质，采用高清网络摄像机模式来实现，要求达到统一的监控，对各重要区域进行实施24小时实时音视频监控。

要求作到集中监控、集中存储，可以在内部网络铺盖的任何地点查看、控制任何一个监控点，随意调用监控画面，要求画面清晰连贯。

在了解了用户实际的需求，结合我们对城市安全监控发展趋势的把握的分析，我们认为城市安防视频监控工程的需求主要体现在以下方面：

1）实现对重点区域的视频监控，以各监控点为基本单元，基于数字化网络视频技术实现中心联网监控；

2）所有的视频监控点必须考虑全天候监控的效果；

3）能够对所有监控的视频进行长达7×

24小时的视频录像，录象资料保存15-30天，在需要的时候，能够作为证据进行分析、调用；

4）组建视频监控中心，采用数字化视频还原技术组建电视墙，形成传统的类矩阵集中集中系统，实现对所辖区域视频监控的集中管理；

5）在监控中心组建系统调度指挥中心，统筹安排和调度整个系统，对统一系统进行现场调度和管理；

2．2高清数字监控与传统监控的比较

数字百万高清摄像机可以说是全面的超越了传统的模拟摄像机，由于其工作原理的本质性区别，模拟摄像机技术在发展中出现了各种瓶颈与限制，而数字百万高清产品的突出特点则克服了这些限制。

百万高清摄像机与模拟摄像机最大的差别在于画质上的飞跃。

　　首先，传统模拟摄像机原本分辨率就不高，加之要受到反复的A/D转换、电磁传输干扰、隔行扫描、D1画面的合成反交错等视频损伤的影响，实际到达人眼时已经非常的模糊不清了，所以无论是D1还是4CIF等只不过是理论数值，在实际应用中清晰度则完全达不到理论数值水平。

数字摄像机采用的是数字信号传输，它将光信号转化为数字信号，然后由DSP进行图像压缩与处理，最后通过网络将数字压缩视频输出，数字摄像机在抗电磁干扰性、逐行扫描、画面分辨率方面都拥有传统模拟摄像机所不能比拟的优势。

　　其次，传统模拟彩色摄像机采集垂直分辨率，PAL制式下625线，去消隐后575线，最高达到540线左右已经是目前的极限，而数字高清摄像机最低可达800线以上，并且从分辨率上来看，传统模拟摄像机最高分辨率可以达到D1或者4CIF左右，约合（40万像素），而数字摄像机则没有此项限制，可以达到百万级像素甚至千万级像素，两者之间在像素和清晰度方面的表现则根本不可同日而语。

　　第三，数字百万高清摄像机采用的图像扫描模式为逐行扫描，每一帧图像均由电子束顺序一行接着一行连续扫描而成。

而传统模拟摄像机的扫描模式则采用隔行扫描，隔行扫描的行扫描频率为逐行扫描时的一半。

隔行扫描由于其工作原理所以在应用中拥有诸多缺点，例如产生行间闪烁效应、出现并行现象或出现垂直边沿锯齿化现象等不良效应，并导致整体运动画面清晰度降低。

　　第四，数字高清摄像机的色彩可以做到比模拟摄像机更加逼真，模拟视频信号中的亮度信号与色度信号由于占用了相同的频带，在由视频采集芯片做梳状滤波（亮色分离）时，很难将色度与亮度信号彻底分离，导致画面出现杂色斑点与色渗透现象，而数字高清摄像机则没有这个烦恼，色彩更加的逼真、更加富有层次感、画面饱和度更佳。

　　第五，模拟摄像机需要将控制线、视频线、音频线、电源线都以独立的形式进行布线搭配，布线非常的繁琐复杂且工作量大、综合布线成本较高，在工程应用中有许多的局限。

这里我们把传统模拟摄像机加视频压缩处理设备监控系统和高清网络数字视频监控系统放在一起，从监控系统中的一些重要功能和重要参数，两者在视频监控系统中的应用特点，两者在未来发展趋势上进行了客观公正的比较。

系统类别

对比项

高清网络数字视频监控系统

传统视频监控系统

清晰度

1280*720百万像素，最高可达到1920*1080,适用于银行、交通以及其他一些对画面清晰要求比较高的行业

最高做到FullD1（720*576），传统的DVR,嵌入式，网络视频服务器已经满足不了目前银行业务扩展的需求了

扫描模式

本身就采用逐行扫描CMOS成像元件，能够做到720P，P代表逐行扫描，

只有部分高档次的模拟摄像机支持逐行扫描，性价比低，且容易鱼目混珠

前端视频采集模式

采用逐行CMOS成像元件，可同步输出高清数字信号和高清模拟信号（Ypbpr），数字信号通过RJ45接口可直接与各类型网络进行对接和传输

一般是采用CCD成像元件，清晰度难以得到更高的提升，模拟摄像机加硬盘录像机或者视频服务器的方式，受前端模式摄像机的清晰度影响，而且加上传统压缩算法的不完善使得最终获得的图像质量和网络传输功能不尽人意

压缩码流

采用国际标准的H.264的码流，在相同画质下具有比MPEG-4倍增的画质，在同样画质下，码流仅为MPEG-4的二分之一，比如传720P高清视频数据时只需要2Mbps，传FullD1只需要1Mbps的码流

目前市面上大多数的视频采集卡、网络视频服务器、嵌入式硬盘录像机都只能做到D1画质也就是MPEG-4的画质，而且要传满意的画质需要至少2Mbps的码流

双码流

支持真正的双码流，支持1路720P高清码流和1路FullD1码流，可任意切换，不需要重新启

大部分都只是停留在功能叙述层面上，或者只有少数能够做到1路D1和1路CIF，设置比较繁琐，码流控制不智能

可操作性

安装简便容易，只需要一根网线就能完成所有信号的传输，包括设备供电（POE供电）

安装比较繁琐，需要连接大量线缆，比如视频线，电源线，信号线，音频线等，接头容易松动，损坏

可管理性

管理非常简便、采用UPNP协议、可批量搜索调试

除了部分网络视频服务器支持批量调试外，其他诸如硬盘录像机类的都不支持批量调试和远程管理

系统稳定性

稳定性高，采用嵌入式开发，一体化的设计成熟的元器件和先进的流水线生产工艺，使得网络摄像机就像其他网络设备一样具备超强的稳定性能

传统监控系统环节太多，故障节点也就比较多，稳定性一直是困扰用户和工程商，以及产品供应商的难题

安全性

全网络化、数字化架构，具备严格的权限等级划分和访问控制

主要适用于局部访问，在大型系统时不能合理的组织用户访问控制

扩展及延伸性

全网络化、数字化的架构，依托综合布线，可快速拓展节点，而且后端处理软件根据不同的应用环境和模式可选用合适的组件进行搭配

一般在设计时需要提前预估将来扩展的空间和服务延伸性，但往往在实际的项目实施中根本就没有对这些进行成熟的考虑，导致很多系统在有此类特殊要求时却不能快速、合理的进行扩展和延伸，这主要是由于传统监控系统本身的复杂性导致了其先天性的缺陷

后端处理

后端具有配套的管理平台软件、具有通用的IE浏览插件、配套有解码服务器，可根据需要进行小、中、大型等各类系统的构建，整个系统模块化、网络化、数字化，可任意扩展系统，维护方便，从而使得系统的持续运行更长久

传统视频监控系统需要针对各个设备进行统一筹划，后端处理设备繁杂，重复硬件成本投入巨大，而且由于其本身众多设备的组合在很大程度上限制了系统的扩展性和稳定性

性价比

一套高清网络监控系统基本配置如下：

网络摄像机+镜头+前端辅助设备+网络布线+POE供电+管理主机，所需设备极其简单，系统的控制由后端的软件系统实现，省去了传统模拟监控系统中的大量设备，如昂贵的矩阵、画面分割器、切换器、视频转网络的主机等。

由于图像的传输通过综合布线网络，省去了大量的视频同轴电缆和其他信号线缆，降低了费用

一套传统监控系统基本配置如下：

模拟摄像机+镜头+前端辅助设备+视频线+电源线+信号线+电源+硬盘录像机+监视器+矩阵+其他设备

系统先进性

相对于传统视频监控系统：

网络摄像机监控系统无须同轴电缆、无须庞大的视频分配器；

软件实现NxN多对多（即多个观察员可同时看多个镜头画面）；

安装所需设备少，工程成本大幅降低（整个安装过程就是架设摄像机和在PC机上安装系统管理软件），大幅减少线材；

充分利用网络资源，用宽带网络图像传输非常廉价，增强了监控范围的灵活性，可直接实现远端监控，利用网络更新软件。

这些都是传统视频监控系统无法比拟的

传统视频监控系统从模拟走到了半数字化的阶段，根据多年来视频监控行业的发展趋势和各个行业的应用需求，可以发现，目前传统的模拟+数字压缩设备注定只是一个过度阶段的组合，如今视频压缩技术、网络技术、通信技术等各个领域的高速发展，已经提前敲响了高清网络视频监控的钟声

应用范围

应用范围广阔：

区域性监控，利用网络传送实时图像，如办公室、大楼等；

跨区远端监控，连锁事业、大型工厂机房、远端老人、儿童看护、公共建筑、无人环境监控、金融机构分行监控、交通监管、错误警报辩识等，大型系统平安城市、教育安保、金融联网、交通、边防、景区、油库、网吧

传统的视频监控系统也在努力拓展应用范围，从很大程度上开拓了目前视频监控在各个行业的应用先例，但目前在一些大型的特殊的监控系统中由于其自身的诸多不足，应用程度始终有限

应用趋势

以太网技术成熟后，宽带信息网络将以太网络端口延伸到整个大楼，除了提供高速的网络接入外，还能取代铜轴电缆图像传输线路，将实时图像监控纳入宽带信息网络应用范围，这就使得信息网络代替传统闭录电视成为了必然。

网络摄像机集成普通摄像机和网络转换器，将图像转换为基于TCP/IP网络标准的数据包，使摄像机所摄的画面通过RJ-45以太网接口直接传送到网络上，通过网络即可远端监视画面。

网络摄像机采用了最先进的摄像技术和网络技术，具有强大的功能。

内置的系统软件能实现真正的即插即用，使用户免去了复杂的网络配置；

内置的大容量内存能存储警报触发前的图像；

内置的I/O端口和通讯口便于扩充外部周边设备如：

门禁系统、红外线感应装置、全方位云台；

另外还提供软件包（SDK）便于用户自行快速开发应用软件。

随着数字视频压缩编码技术的日益成熟，微机的普及化，为基于PC的多媒体监控创造了条件。

基于PC的多媒体监控系统功能较强，但是主要解决了小范围监控的问题。

当传输距离远或者需要上网时，基于PC的多媒体监控稳定性不够好、功耗高、需要有人值守、软件的开放性不好。

这就为基于网络和嵌入式技术的网络视频监控提供了舞台。

2.3IP网络监控系统解决方案

视频监控系统是一种以LAN/WAN等多种网络组成方式，构成具有高质量的、动态图像实时的监控系统，它是大型的、分散的地理区域监控网络系统的技术基础。

IP网络监控系统是基于传统模拟监控系统（采用矩阵/画面分割器/长延时录像机等很多种设备构成的、记录和检索均为模拟信号的第一代监控系统）和数字硬盘录像监控系统（记录和检索的是数字信号，仅具有简单的点对点联网功能的第二代监控系统）后最新发展的第三代监控系统，它正以无可比拟的绝对优势取代着早期的监控系统。

视频监控系统是完全基于计算机，以其为核心、结合安防监控的实际要求以及多年来不断完善的安防理论和经验，运用最新的数字视频技术、现场总线技术、网络通信技术建立的一套软硬件相结合、崭新的、完整的安防系统，优化了内部结构，减少了不必要的环节，提高整体性能和反应速度，满足新技术不断发展的需要，并能向用户提供全面的增值服务。

IP网络监控系统相比传统的模拟监控系统具有以下几个方面的技术优势：

2.3.1、IP网络监控系统的稳定性

IP网络监控系统是建立在计算机和网络基础上的监控系统。

工业标准的计算机是大工业生产的产物，经过了全方位的质量检测，符合国际标准，同时也通过了国际安全及质量论证。

随着新技术的发展，视频监控向以计算机为核心的数字化、网络化发展已经成为不争的事实，而计算机的国际标准化设计又给第三代网络监控系统的维护和使用带来了极大的方便，一旦出现问题，用户只需对局部进行更换或者维修，能保证用户的长期不间断使用。

不像早期监控系统，生产厂家的规模相对较小，没有一个统一的国际标准，产品样式繁多，不具备大规模的监测和应用条件，产品稳定很难保证，而且一旦某个部件发生损坏，就需要整机进行更换。

2.3.2、IP网络监控系统的强大组网功能

视频监控系统以网络为平台，采用全新的设计理念，集成当今最先进的网络技术、计算机技术以及数字处理技术。

全IP网络监控系统以IP地址来识别所有的监控设备，采用统一的TCP/IP协议来进行图像、声音和数据采集传输能够实现：

更广阔地理区域的布局：

网络数字视频监控采用了网络数字传输信号，没有线缆长度和信号衰减的限制，而网络自身又不受地理区域的限制，因此，可以实现更广阔区域的监控布局，这种广阔性几乎不存在距离的限制，唯一的限制是网络带宽和应用者的想象力。

无限的可扩展能力：

在一个网络视频监控系统中，只要在技术上采用统一的标准，对于应用的扩展而言，只是增加相同的设备和增加管理上的IP地址而已，对管理而言，增加设备站点只是意味着IP地址的扩充。

庞大的网络监控：

将型号从模拟转换到数字，在采用统一的协议在网络上传输，对网络解决方案上的用户而言，监看视频画面、录制视频资料、控制传统云台镜头，仅仅是网络在线连接这么简单。

因此，一个庞大的网络系统，完全可以通过网管的形式，使网络监控的随时随地性得到淋漓尽致的应用。

2.3.3、IP网络监控系统的结构灵活性

视频监控系统的基础理论建立在传统的模拟监控理论基础之上，结合网络的无地域及不受空间限制的特性和现今先进的视频数字化处理技术的理论总结，以IP地址为单元组建IP地址组合的大型监控系统，其在系统结构上具有得天独厚的灵活性。

2.4、监控点结构

监控点，是系统中最终端的部分。

各个监控点的选型按实际监控需求配置。

2.5、监控中心结构

监控中心作为整个系统的核心，担负着整个系统的协调、监管职责。

只有保证总监控中心内所有的设备7*24小时不间断运行，才可以保证“监控系统”项目的服务质量，也同时可以用户建立网络化视频监控及会议系统的需要。

因此，对于监控中心的硬件配置来说，以稳定、冗余为主。

监控主机集中管理各监控点的视频服务器，并能控制前端监控站的视频云台等。

系统提供各种分割画面方式，最大为36画面分割。

电视墙管理主机集中管理21台46寸液晶屏组成的电视墙，形成一个数字矩阵，管理和控制视频服务器从监视器上输出。

存储系统

监控图像质量主要采用HD720P为主。

存储直接选用网络存储服务器，可基于网络实现存储。

2、系统功能特点

3.1、实时图像监看

数字监控系统能进行高质量的视频采集以及音频的实时采集。

在系统内部网，任意一个授权用户都可以通过浏览器均可以观看来自现场摄像机的实时彩色图像。

每一个授权用户可以观看的图像在数量理论上没有限制。

对关键区域和出入口通道进行24小时全天候监控，现场画面实时显示在本地监控中心的屏幕上，并采用高清监控。

CIF画质D1画质HD高清画质

工作时间内对工作区进行实时监视。

发生报警后，联动前端镜头对报警区域进行实时监视。

出入口控制等设备联动前端镜头对通道进行实时监视。

监视区域内图像的动态变化，检测监视区域内的物体运动。

隔行扫描效果逐行扫描效果

3.2、报警联动机制

数字视频监控系统可以管理声光报警器的输入节点。

声光报警器通过连接红外线摄像机等入侵检测设备。

当前端有报警发生时，远程监控端不但有声音提示，同时能显示发出报警点的实时图像。

这样，通过报警管理功能，用户不必再额外安装专门的报警管理系统。

在发生入侵时，会自动记录现场情况，调用相应的摄像机，以声、光方式通知值班人员。

数字视频监控系统具有同时处理多任务能力，对于多个地方的同时报警情况也可以及时处理。

3.4、云台控制功能

远程监控系统可对网络高速球机进行焦距、景深距离的控制操作，对云台可做全方位控制。

3.5、设备在线管理

对编码器、转发服务器等关键设备提供注册、检测的管理能力，凭借系统强大的网络管理能力，系统能直观、方便地检测设备和线路的工作状态。

3.6、通过先进的压缩方式降低对带宽需求

IP网络视频监控系统对视频的存储及传输压缩方式采用先进的H.264的网络视频压缩技术。

压缩比和帧率可调，图像压缩比率400-700:

1，传输质量非常理想（最高可达30帧/秒，分辨率1280*720）。

常用视频压缩模式的带宽占用指标：

167*144@1-30fps约20Kbps-60Kbps

240*180@1-30fps约50Kbps-100Kbps

320*240@1-30fps约80Kbps-200Kbps

352*288@1-25fps约80Kbps-250Kbps

640*480@1-25fps约100Kbps-1000Kbps

720*576@1-25fps约100Kbps-1500Kbps

1200*720@1-30fps约1000Kbps-3000Kbps

3.8、视频影像存储

图像的品质、记录的保存、系统的安全性是数字监控系统三大要素，在记录保存方面，使用了硬盘录像技术，达到以下特点：

多路实时性：

系统用实时并行处理技术，每路信号均可独立操作互不干扰。

长时间录像存储：

在保证图像清晰度和实时性的前提出下，提高了录像效率，支持长时录像

智能录像管理：

可按时间等设置参数对录像进行管理。

精细查询、回放功能：

用户可根据摄像枪编号，