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在满足用户需求、保证系统功能完善、先进、可靠的基础上,通过利用分布式网络监控系统的远程控制管理功能,尽量降低系统的成本和运行、维护费用。
6)易用性原则:
系列产品系统经过几年的时间开发,已经达到了系统功能强大、界面友好、软件设计人性化,易于被普通用户掌握、操作和使用的特点。
7)易维护性原则:
系统基本上可以处于免维护工作状态,且人工维护可在远程操作,维护简单,易于管理。
1、
系统设计依据
本方案是依照如下标准与规范进行设计的:
Ø
《安全防范工程程序与要求》GA/T75-94;
《入侵探测器通用技术条件》GB10408.1-89;
《防盗报警控制器通用技术条件》GB/2663-90;
《磁开关入侵探测器》GB15209-94;
《安全防范系统通用图形符号》GA/T74-94;
《报警图像有线传输装置》GB/T1667-1996;
《安全防范工程费用概预算编制办法》GA/T70-94;
《民用建筑电气设计规范》JGJ/T16-92。
《30MHz-1GHz声音和电视信号的电缆分配系统》GB6510-86
《有线电视系统工程技术规范》GB50200-94
《建筑房类设计规范》GBJ57-83
当地政府及应用行业的相关规定
保证有高清晰的实时图像画面,可单画面、多画面分割、多路轮循,隐藏部分区域等多种显示方式;
声音采集
保证多路音频与视频同步输入功能,音质清晰流畅,无杂音并可进行同步存储,声音与图像数据同包,回放时音质无失真;
录像存储
采用新一代H.264高压缩技术,大大提高压缩比及网络传输效果;
每路均可达到全实时录像,系统可按日程表设置定时连续录像、视频移动录像、报警联动录像和手动录像等多种模式;
智能化管理,支持多硬盘循环录像,无需人工换盘;
支持开机状态的热插拔。
检索回放
可以录像的同精确、迅速检索需要的录像资料;
控制功能
可方便控制前端装有设置高速球、云台的摄像机等;
报警功能
有视频丢失报警及移动报警录像等功能,与报警设备相关联动;
电子地图
主机具有电子地图功能,用户可根据实际情况绘制电子地图和设置报警点;
报警后电子地图自动弹出,显示报警方位;
操作系统及软件升级
支持多种操作系统,用户界面友好,支持软件升级;
使用方特定功能
根据使用方特殊要求开发新的软件功能。
2、远程监控功能
具备强大的联网功能,可以用PSTN、ISDN、ADSL、DDN、LAN、Internet等方式进行联网,并提供防火墙穿透,VLAN穿透,路由器开放端口等各项参数与功能;
采用先进的网络解压缩格式,自动适应带宽并配置资源,优化网络传输速度快,提高播放画质,减少网络延时;
系统支持多个分控端对一个主控端的同时远程访问,或多个分控端对多个主控端同时远程访问,各点之间相互独立,互不干扰;
远程联网具备本机的所有功能,包括远程图像实时监看、远程调看录像资料、远程遥控云台镜头、远程报警接收,还可通过网络对各网点录像主机的系统参数进行设置等;
可对各网点的不同录像主机进行分组管理,通过点击快捷按钮,可调看同一录像主机上不同画面,也可在同一窗口监看不同录像主机的图像;
具有异地录像存储功能;
可在主控端设置网络分控端的分控权限,通过不同密码使分控端享有不同操作权限,以区分管理层次,加强管理的安全性;
具有报警上传功能,主机端报警后可自动将画面上传到设定好的分控端并可自动录像。
3.系统组成及功能介绍
3.1系统结构图
3.2前端探测设备
前端探测设备主要有视频监控部分和报警部分,根据现场不同需求选择不同类型的设备,视频监控部分与报警部分通过监控主机设置相关联动,当触发红外探测报警时,可调用相应位置上的摄像机进行图像核实等。
视频监控部分的摄像机一般选用彩色摄像机,根据不同场合分别选用不同工作模式的摄像机,带云台的动点变焦摄像机,固定的定焦摄像机、吸顶式半球状摄像机等。
报警部分的前端探测设备主要有被动红外探测器、报警按钮、声光报警器等。
前端设备我方推荐我公司自主开发生产的摄像机,该系列摄像机不仅已经通过国家公安部生产许可与测试检验,还在很多大型项目上应用,产品成熟度已经非常高,特别是图像质量在同类产品中处于明显优势,故获得很多用户的好评。
3.3中心设备
根据用户提供的需求表明,需要在每个看守所的重要位置安装各种不同种类的摄像机、红外探测器、拾音器、手动报警按钮、警铃等前端探测设备,在监控中心需要安装硬盘录像机等中心显示控制设备。
分布式网络监控系统中,监控中心是整个系统的原始数据源。
不仅要进行常规的显示、录像存储、回放检索、报警处理等工作,还负责向系统中的合法用户提供远程接入服务,以便于远程用户可以进行管理和维护工作。
3.3.1中心服务器:
四川世纪互通机电工程有限责任公司将分布式网络监控系统中,全部前端摄像机视频信号都将通过中心服务器进行传输与管理。
中心服务器在系统中就如同一个认证信息中心,所有的远程客户端都必须具有中心服务器的认证信息,否则将无法正常登录。
这也是权限管理模块中的一部分。
而且中心服务器可进行堆叠,也就是讲一个中心服务器不仅可以包含子网络视频服务器还可以包含更多下级中心服务器。
那么这一功能将给我们的系统提供更加强大的管理能力和扩展能力。
我们利用中心服务器的这一特点,将各个子系统进行设置、集成、集中管理。
为架构大型、超大型分布式网络监控系统提供了强大的平台。
4.综述
(1)数字视频、音频以其直观性、易于存储、检索和共享,是网络视频监控系统的重要组成部分,可被用户应用在相关的业务管理之中,它可以使用户在获取抽象数据的同时,对远程现场的情况进行实时监测。
数据信息也是该系统必不可少的辅助信息。
(二)基本目标
工程要达到的总体目标是:
充分发挥监控的作用,实时监测保护重点目标的安全,防范各种违法、违规动作。
本次工程要达到的具体目标是:
1.实时采集安全状况信息,记录显示运行情况,启动相应的安全保护措施,协助加强规范小区内部管理。
2.对实时采集的信息能够自动显示到指定监控屏幕显示区(监视器或网络上监控副控监视器),并清晰记录该事件的全过程。
在正常情况下,硬盘录像机应根据需求记录资料,并确保记录的报警图像资料清晰。
三、工程项目的主要内容及具体需求
拟采用目前国内先进的录像设备,系统控制应设置自动视频录像功能,并具备实时显示、实时回放和多路实时储存功能。
图像画面清晰,检索方式方便快捷、不丢帧。
系统具有视频动态检测报警等功能,现场无人时处于监控状态,有录像,现场有人时,就报警录像。
实现“动就录,不动就不录”的要求。
第二节监控系统发展趋势
视频监控系统是通过对视频的监视,结合安防控制来达到对监控目标的监视、控制、安全防范及智能管理,它是一种防范能力较强的综合管理系统。
视频监控以其直观、方便、信息内容丰富而广泛应用于许多场合。
随着计算机、网络以及图像处理、通信传输、自动化技术的发展,视频监控以其直观、方便、信息内容丰富而广泛应用于许多场合。
随着计算监控技术也有了质的飞跃。
1、视频监控系统发展历程简述
早期的视频监控我们可以称其为闭路监视系统,闭路监视系统是由于摄像机、监视器(电视机)的出现而发展起来的。
早期是以一个摄像机对一台监视器(电视机)的监视为主,主要用于范围很小的视频监视;
继而出现了视频切换设备,改变了摄像机和监视器(电视机)的一对一方式;
随着微处理器技术出现,闭路监视系统加入了部分控制功能,但还没有跨出本地监视;
到了九十年代,计算机多媒体技术、通信技术有了较快的发展,先后出现了数字控制的模拟视频监控和数字视频监控,人们开发出了视频捕捉卡,并将其与PC机结合,可以称其为多媒体视频监控系统;
九十年代末期,数字视频技术发展较快,计算机多媒体硬盘监控录像系统出现了,也就有了数字多媒体视频监控系统,基本满足了人们对视频监控的要求,这时可以称为智能数字视频监控系统。
2、视频监控传输通道
有线传输通道:
同轴电缆(早期的传输通道,主要是用于本地小范围模拟监控);
电话线(用于对图像质量要求不高的情况下),计算机网络、光纤。
3、视频监控传输接口
ISDN、DDN、V.35、2M、RJ45(IP)、光纤、ATM等;
4、视频编码方式
M-JPEG、H.261、H.263、MPEG1、MPEG2、MPEG4
5、视频监控软件
视频监控软件是视频监控系统的核心之一,必须适合不同应用领域、具备强大的功能和便于升级。
视频监控现状
目前市场应用主要采用两类产品:
数字控制的模拟视频监控和数字视频监控。
前者技术发展已经非常成熟、性能稳定,在实际工程应用中得到广泛应用,特别是在大、中型视频监控工程中的应用尤为广泛;
后者是新近崛起的以计算机通信技术及图像视频压缩为核心的新型视频监控系统,该系统解决了模拟系统部分弊端,更适合企业的远程智能数字视频监控管理。
1、数字信号控制的视频监控系统
数字信号控制的模拟视频监控系统分为基于微处理器的视频切换控制加PC机的多媒体管理和基于PC机实现对矩阵主机的切换控制及对系统的多媒体管理两种类型。
1-1、基于微处理器的视频切换控制加PC机的多媒体管理类型
视频监控系统利用微处理器固件发展的矩阵切换器,将原来分散的全硬件视频监控系统微型集中化,如将视频切换、对前端的控制等功能集合一起,一机处理,是技术上的一个突破。
自备微处理器的矩阵主机可通过PC机的图形管理软件实现:
①对单一工作站之中的视频监控、出入口控制、内部通讯、报警等进行综合全面控制(注:
只能提供一个简单的、可增强系统控制功能的用户界面,但不能代替矩阵主机的安防配置和编程能力);
②任意一台工作站可通过网络,控制其它工作站所连接的矩阵主机、报警设备,完成视频切换、云台、镜头控制及报警联动等功能;
③可通过软件实现对众多矩阵主机和报警接口软件模块的控制。
1-2、基于PC机实现对矩阵主机的切换、控制和对系统的多媒体管理
基于PC机的视频监控系统采用软件设计,实现摄像机到监视器的视频矩阵切换,云台和镜头的控制,通过串口连接报警设备的报警信息,并通过程序编程自动完成视频切换、云台控制、报警联动、报警录像等各项控制功能。
系统能充分利用PC机的资源,使视频监控系统随电脑技术的发展而不断进步,同时其开放性的结构特性更可使之与其它多种系统如与消防报警系统、出入口管理系统、楼宇自控系统等实现互动集成。
1-3、数控模拟视频监控系统的优缺点
随着微处理器、微机的功能、性能的增强和提高,多媒体技术的应用,系统在功能、性能、可靠性、结构方式等方面都发生了很大的变化,视频监控系统的构成更加方便灵活、与其它技术系统的接口趋于规范,人机交互界面更为友好。
但由于视频监控系统中信息流的形态没有变,仍为模拟的视频信号,系统的网络结构主要是一种单功能、单向、集总方式的信息采集网络,介质专用的特点,因此系统网管已发展到很高的水平,已无太多潜力可挖,其局限性依然存在,要满足更高的要求,视频数字化是必由之路。
模拟监控系统的主要缺点有:
①通常适合于小范围的区域监控
模拟视频信号的传输工具主要是同轴电缆,而同轴电缆传输模拟视频信号的距离小于1KM,双绞线的距离更短,这就决定了模拟监控只适合于小范围的场所;
②系统的扩展能力差
对于已经建好的系统,如要增加新的监控点,往往是牵一发而动全身,新的设备也很难添加到原有的系统之中;
③无法形成有效的报警联动
在模拟监控系统中,由于各部分独立运作,相互之间的控制协议很难互通,联动只能在有限的范围内进行。
2、数字视频监控系统
90年代末,随着计算机多媒体技术、视频压缩编码技术、网络通讯技术的发展、数字视频监控系统迅速崛起,是以数字录像设备(硬盘录像)为核心的视频监控系统。
2-1、数字监控录像系统
数字监控录像系统通常分为两类:
一类是基于PC机组合的计算机多媒体工作方式;
另一类是嵌入式数字监控录像系统。
①计算机多媒体方式的数字监控录像系统
数字视频压缩编码技术日益成熟,计算机的普及化,为基于PC机的多媒体监控创造了条件。
这种新型视频监控系统的迅速崛起,部分地取代了以视频矩阵图像分割器、录像机为核心,辅以其它传送器的模拟视频监控模式,其优越性主要表现在:
a、PC机的多媒体监控主机综合了视频矩阵、图像分割器、录像机等众多功能,使系统结构大为简化。
b、由于采用计算机网络技术,数字多媒体远程网络监控不受距离限制;
c、由于采用大容量磁盘阵列或光盘存储器,可以节省大量的磁带介质,同时有利于系统实现多媒体信息查询。
但随着基于PC机的视频监控录像系统的发展,在实际工程使用过程中,基于PC的视频监控录像系统的组成结构为:
兼容/工控PC机+视频采集卡+普通/较可靠的操作平台+应用软件
视频监控系统的发展方向
前端一体化、视频数字化、监控网络化、系统集成化、管理智能化是视频监控系统公认的发展方向,而数字化是网络化的前提,网络化又是系统集成化的基础,所以,视频监控发展的最大特点就是数字化、网络化、智能化。
1、数字化
视频监控系统的数字化是系统中信息流(包括视频、音频、控制等)从模拟状态转为数字状态,改变了"
传统闭路电视系统是以摄像机成像技术为中心"
的结构,根本上改变视频监控系统从信息采集、数据处理、传输、系统控制等的方式和结构形式。
信息流的数字化、编码压缩、开放式的协议,使视频监控系统与安防系统中其它各子系统间实现无缝连接,并在统一的操作平台上实现管理和控制,这也是系统集成化的含义。
2、网络化
视频监控系统的网络化将意味着系统的结构将由集总式向集散式系统过渡,集散式系统采用多层分级的结构形式,具有微内核技术的实时多任务、多用户、分布式操作系统以实现抢先任务调度算法的快速响应,组成集散式监控系统的硬件和软件采用标准化、模块化和系列化的设计,系统设备的配置具有通用性强、开放性好、系统组态灵活、控制功能完善、数据处理方便、人机界面友好以及系统安装、调试和维修简单化,系统运行互为热备份,容错可靠等功能。
系统的网络化在某种程度上打破了布控区域和设备扩展的地域和数量界限。
系统网络化将使整个网络系统硬件和软件资源的共享以及任务和负载的共享,这也是系统集成的一个重要概念。
3、智能化
采用计算机为控制中心,通过系统软件实现控制界面的可视化,控制环境的多媒体化,可以方便地实现对视频切换、音频切换、镜头云台控制、报警输入、行动输出录像的智能化控制,进而达到对事件的分析、统计、处理,实现视频监控的智能管理。
我国网络视频监控的发展大致经历了三个阶段,早期由安防产品演化而来的闭路视频监控系统是我国第一代模拟视频监控系统。
到了九十年代中期,一种基于PC机插卡式的视频监控系统的出现,尽管初步实现了数字化,但由于图像质量、稳定性以及远程传输监控等技术方面的不足,使这种第二代视频监控系统仍仅作为安防产品应用于某些特定行业的日常监控。
直至九十年代末,随着计算机、网络、通信技术的日趋成熟,各种实用型视频技术的不断完善,以网络、通信技术为平台,以智能图像分析为特色的网络视频监控系统才从根本上使视频监控从幕后走向了前台。
与传统的视频监控相比,网络视频监控更便于计算机进行视频信息的压缩、储存、分析、显示以及报警等自动化处理,从而实现无人值守;
通过网络平台实现了远距离监控,即使是数千公里外也能达到亲临现场的效果;
利用先进的软件系统不仅在几分钟内便可完成传统视频监控中大量的数据分析,提高了监控效率,且能获得更为逼真、清晰的数字化图像质量与更为便捷、实用的监控管理和维护。
总之,网络视频监控是一项集计算机、网络、通信以及视频编解码等多项高新技术的整合产品,因此对于产品在研发、推广中的综合技术与整体质量也提出了更高的要求。
网络视频监控已不仅仅是一种安防产品,正逐步发展成为一种远程办公信息系统。
因此这种跨行业技术的整合产品的解决方案,应按其技术特点,根据用户需求分而食之而不是囫囵吞枣。
它已不在是一种附属设备,为使用者带来的将是更为直接的经济效益。
由此不难看出,网络视频监控正从传统的安防监控向管理、生产监控发展,并逐步与管理信息系统相结合,达到资源共享,为管理者提供更直观、有效的决策信息。
可以说,网络视频不仅符合社会信息化整体的未来发展趋势,而且也代表了监控行业的未来发展方向。
5、监控系统工作原理
监控系统由摄像设备、传输线缆、控制器件及显示设备和记录设备四部分组成。
其工作原理为:
摄像部分(前端设备)将获取的视频信息(光信号)转换为电信号,此信号经传输部分(传输线路)抵达控制器,控制器将各个信号进行多路分配,并将各路信号分成多组,输入到硬盘录像机进行分配或记录。
5.1设备要求:
监控系统由摄像、传输、显示及控制等四个主要部分组成,并对图像信号具有分配、切换控制、记录和重放功能;
监控系统的设计,应考虑到建设和技术的发展,要做到有扩展能力,有发展的余地。
监控系统的设计应满足地磅管理功能的宏观动态监控,微观取证的基本要求,并符合在现场环境下运行可靠、操作简单、维修方便等条件。
选用系统设备时,各配套设备的性能及技术要求应协调一致,所用器材应有符合国家标准或行业标准的质量证明;
在监控区域内,灯光照度应符合监控系统要求,对光线较低的区域应采用低照度摄像机;
系统在低照度使用时,监视画面应达到能辨识物体轮廓的图像,其系统信噪比不得低于25db.
5.2现场勘察
现场勘察是进行工程设计的基础,勘察内容与要求如下:
勘察现场环境条件,根据地形,地物以及电磁干扰情况确定监控范围和监控方式,选择摄像机的安装位置和传输线路走向,确定传输电(光)缆的线路。
勘察被防范区域内的一天的光照度变化和夜间可能提供的光照度情况,选择相应照度的摄像机。
勘察现场气候条件,根据正常室内、外的温度变化情况,选择相应性能的摄像机器材及防护设备,确保摄像在最冷、最热的气候条件下均能稳定工作。
5.3摄像机、镜头、云台的选择要求
摄像机
根据监视目标的照度选择不同灵敏度的摄像机,监视目标的最低环境照度应高于摄像机最低照度的10倍。
选用固定彩色摄像机时,其水平清晰度600线以上,信噪比应大于42db,
监视目标逆光摄像时,宜选用具有逆光补偿的摄像机。
室内、外安装的摄像机均应加装防护罩,防护罩可根据需要设置遥控雨刷和调温控制系统
镜头
镜头像面尺寸应与摄像机靶面尺寸相适应,摄取固定目标的摄像机,可选用定焦距镜头;
在有视角变化要求的摄像场合,可选用变焦距镜头,镜头焦距的选择可根据现场大小和镜头到监视目标的距离确定。
需要监视变化场景时,摄像机应配置电动遥控云台;
其负荷能力应大于实际负荷重量的1.2倍,安装时,所载物体的重心应与云台的重心相一致。
云台的温度、温度的范围应符合现场环境的条件变化。
信号的传输要求
监控系统一般采用视频同轴电缆、光缆传输视频信号和控制信号。
若保持视频信号优质传输水平:
超五类电缆不宜长于100M,六类电缆不宜长于180M;
若保持视频信号良好传输水平,上述各传输距离可加长一倍。
传输距离较远,监视点分布范围广,或需进电视网时,宜采用同轴电缆传输射频调制信号的射频传输方式,长距离传输或需避免强电磁场干扰的传输,宜采用无金属光缆。
同轴电缆在满足衰减、屏蔽、弯曲、防潮性能的需求下,宜选用线径较细的同轴电缆,光缆的选择应满足衰减、带宽、温度特性、物理特性、防潮等要求。
传输线路路由应短捷、安全可靠、施工维护方便;
应避开恶劣环境条件或易使用管线损伤的地段;
与其他管线等障碍物不宜交叉跨越。
线路敷设应符合现行国家标准《工业企业通信设计规范》的规定。
系统功能
(一)监控系统:
1、系统对系统管理员、各级操作员可分别授予不同权限。
2、控制系统为全鼠标操作,显示实际监控现场电子地图,图标操作,判断各种情况。
3、完整的动静态视频图像记录功能,授权人员可以进行多种查询。
4、视频图像可以手动或自动两种方式切换。
5、各分控系统均可实现图像切换、云台、镜头的全部控制功能。
6、多画面分割技术,使多个监视图像同时显示在一个监视器上。
7、采用先进的硬盘录像系统,实时显示,实时回放,移动视频检测,视频丢失检测。
2、主要产品技术指标
1、网络半球机
产品描述
DS-2CD332DLTA是一款720P高清红外网络半球型摄像机,它采用标准H.264MainProfile压缩算法,支持双码流传输。
提供包括双向语音对讲、移动侦测、隐私遮挡、心跳检测、手动变焦、一键恢复等多种功能。
该摄像机可以通过内建的WEBSERVER或专用的视频监控管理系统实现对网络摄像机进行浏览、录像、配置、升级等操作。
该款网络半球摄像机外壳防水防尘达到IP66等级,并且防暴、内置红外灯,可以在室内室外环境中全天候使用,视频分辨率高达1280*720,适合于高清监控需求,广泛应用于监狱、看守所、厂矿、酒店、学校、超市、营业厅、楼宇等场所。
主要特点
1、采用1/3”200万像素CMOS传感器,图像清晰度和色彩还原表现优秀
2、高清数字图像分辨率,最高可达1280*720
3、手动变焦镜头
4、防暴结构设计
5、内置红外灯
6、支持ICR日夜转换
7、红外距离15米
8、支持宽动态
9、IP66防水防尘结构设计,可全天候应用各场合
10、支持H.264/MJPEG视频编码,支持双码流,压缩比例高
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