DSS联网监控系统设计方案.docx
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DSS联网监控系统设计方案.docx
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DSS联网监控系统设计方案
DSS联网监控系统方案
1.1概述
现在部门为了提高经济效益,提高劳动生产率,都准备在社区实现无人值守,
随着电力部门网络的全面改造,各社区都有了相应的通讯网络,使远程监控成为
可能。
在社区中心可以建立监控中心,能够对区域有关数据、参量、图像进行监
控和监视,以便能够实时、直接地了解和掌握小区区域的情况,并及时对发生的
情况作出反应。
1.2设计原则
1)经济性
充分应利用成熟的先进技术,采用性能/价格比较高的产品;避免盲目追求最新技术,同时又要防止系统处理能力不够;整个系统易用、实用、易于维护。
2)可靠性
系统建设应采用主流产品,最大限度集成世界上稳定且优秀的技术及组件,
应采用成熟技术以降低系统的不稳定性;系统应支持基于集群技术的负载均衡功能,保证系统核心应用有足够的备份容错,提高系统的可靠稳定性。
3)开放性
技术方案和软件应具有良好的互联、互操作能力及升级能力,遵循最新的国际标准、国家标准和行业标准,遵循开放的原则,便于被更高层次的管理软件集成。
4)先进性
系统技术水平应保证先进性,符合当今计算机科学的发展潮流。
系统软件平台、硬件平台技术应代表当今计算机技术发展的方向,并经实践证明其有很强的实用性;并有能力进行该项产品的持续性开发,可以保证该项技术不断地更新并顺利升级而维持系统的先进性。
5)可扩展性
系统结构应易于扩充,硬件平台具有可升级性,当需要时可以通过设备扩展
.专业.专注.
以提高系统的处理能力,从而保护原有投资。
系统软件应有可扩充性,采用面向对象的结构设计,具有很强的灵活性、可操作性和可扩展性。
完全模块化的软件架构使得在今后业务发生变化时,模块的增加和对模块的修改不应对其他模块产
生影响。
可以方便的在数字图象监控系统功能上扩展安防、门禁和未来环境、GIS、智能视频分析、信息安全管理等综合监控系统功能。
6)易用性
可操作性及界面需友好,应充分考虑值班人员的特点,使数据处理工作简单、方便、快捷。
业务流程清晰,符合常规业务处理习惯。
基于网络架构,可以远程
配置管理,实施方便、维护方便。
而系统软件采用统一风格的软件界面,操作方便,采用中文图形界面,采用多媒体技术,使系统具有处理声音及图象的能力。
7)兼容性
系统软件平台应可以兼容管理各种数字监控设备,保证系统可以获得最佳的搭配,充分发挥硬件的各项功能,最大程度的使用所选各种设备。
8)高性价比
系统采用的平台软件应具备很强的兼容能力和集成能力,可以在一个平台上集成管理各个子系统,避免了许多独立子系统的软件投资,减少了系统软件的一次性投入。
正是由于系统的高兼容性,系统可以方便向前兼容不同板卡DVR和向后兼容各种嵌入式DVR,可以搭配不同硬件设备。
9)全面性:
系统应能够满足银行提出的各项功能,符合需求中提出的所有基本要求,同时系统具备良好的兼容性和可扩展性,系统还应具备许多本文需求分析中说明的未来发展趋势需求的各项功能。
1.3设计依据
系统规划设计必须按照国际、国家和本地区的有关标准和规进行。
本设计将严格依据和参照以下的设计规和要求:
《安全防工程技术规》GB50348-2004
《中华人民国公共安全行业标准》GA/T75-94。
《银行营业场所安全防工程设计规》GB/T16676-1996。
.专业.专注.
《工业电视系统工程设计规》GBJ115-87
《公安部安全技术防工程标准》
《电视监控工程程序与要求》GA/T75-94
《电视监控工程费用概预算编制办法》GA/T70-94《防盗报警控制器通用技术条件》GB12663-90《入侵探测器通用技术条件》GB104081-89
《智能建筑设计标准》(GB/T50314-2000)
《民用建筑电气设计规》(JGJ/T16-1992)
《建筑与建筑群综合布线系统工程设计规》(GB/T50311-2000)《建筑与建筑群综合布线系统工程验收规》(GB/T50312-2000)《电子计算机房设计规》(GB50174-1993)
《民用闭路电视监控系统工程规》(GB50198-1994)
《建筑防雷设计规》(GBJ1115-87)
《火灾自动报警系统设计规》GB50116-98
1.4需求分析
在本系统中,主要需解决的问题就是本地录像、录像资料存储、报警设
备的联动、远程图像调看的要求,在当前的技术发展条件下是完全可行的。
涉及到本项目的关键技术如下:
1、媒体的数字化技术:
国媒体记录类技防产品早已走向数字化,从早期
的MJPEG到MPEG-1再到MPEG-4均是非常成熟的数字化产品。
特别是MPEG4
算法的普遍使用以及H.264算法的逐步成熟,给视频图像压缩及减少网络数
据传输占用带宽提供了根本的技术保证。
2、嵌入式技术:
经过多年的发展,系统级的嵌入式产品已经成熟并在多
个领域获得广泛的应用,安防产品的系统平台已经出现了成熟的嵌入式产品。
3、多媒体网络技术:
实时传输协议RTP/RTSP已经成熟,结合前端设备
的码流控制功能,可以安全、有效地实现图像信息、控制信息的实时传输,
并与其他业务信息系统合理占用网络资源,发挥网络资源的最大效率。
4、数字化存储技术:
大容量硬盘存储技术已经是非常成熟的技术,针对
.专业.专注.
监控长时间、无间断写入的特点,目前已经有硬盘录像机专用硬盘面世,为
数字化硬盘录像机的全面普及、安全无故障的使用提供便利。
5、磁盘阵列技术的成熟:
随着备份技术的广泛应用,磁盘阵列技术快速
发展,硬件存储介质的多样化,容量的不断扩大,都给中心集中备份提供了
可能。
1.5系统建设目标
根据系统目前状况,系统建设目标是:
将系统建设为纯数字化的监控信息数据采集平台。
在数据采集平台的基础上,对整个系统进行集约化经营、管理,监控资源共享及优化的监控管理平台。
通过该平台,系统可以对前端的网络摄像机视频信息进行集中管理,通过视频的有效管理,达到预期的管理效果,提高监管力度和工作效率。
视频数据在数字化后,可在未来适当时候开展智能分析应用,形成视频信息的智能分析平台,例如可通过前端的网络摄像机设置跟踪对象特征,对前端的可疑人物进行智能跟踪,又如可通过平台对前端的视频及相关业务信息进行分析以提取对业务有用的信息。
.专业.专注.
第一章方案设计
2.1系统结构组成
根据实现情况,我们设计系统由视频监控系统、网络系统组成。
视频监控系统是基于IP网络的视频监控系统,前端监控点视频信号通过硬盘录像机直接与网络交换机连接,通过网络与监控中心服务器联接,服务器通过网络为各个授权用户提供图像信息,实现数字化视频传输系统。
网络系统由分支ADSL方式连接,中心采用光纤网络组建。
为了使整个系统更加稳定和方便管理。
我们将多个子系统合成一套监控系统,由统一的服务器来管理。
2.2视频监控系统
视频监控系统由前端监控点、传输信道、监控中心组成。
2.2.1前端设备
前端设备主要负责信号的采集,主要设备有摄像机、镜头、防护罩、支架等。
摄像部分是电视监控系统的前沿部分,是整个系统的“眼睛”。
它布置在被
监视场所的某一位置上,使其视场角能覆盖整个被监视的各个部位。
摄像机就像
整个系统的眼睛一样,把它监视的容变为图像信号,传送给控制中心的监视器上。
1)彩色摄像机
本项目方案设计采用枪式彩色摄像机,对等重要地点进行监控。
2)高速球形摄像机
本项目方案设计采用大华高速球形摄像机DH-SD6063H对重要区域进行全
面监控,在监控中心可对云台和摄像机进行远程控制,云台可左右360度连续高
速旋转、上下90度旋转,摄像机18倍光学变倍。
对周围进行更细致的观察。
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2.2.2传输通道
摄像机到硬盘录像机采用RG59视频电缆传输视频信号,通过ADSL组建部专
网。
连接线缆
1)视频电缆
视频电缆选用75Ω的同轴电缆,使用的电缆型号为SYV—75—5。
它对视频信号的无中继传输距离一般为500m左右,当传输距离更长时,可相应选用SYV
—75—7、SYV—75—9或SYV—75—12的粗同轴电缆,当然也可考虑使用视频放大器。
一般来说,传输距离越长则信号的衰减越大,频率越高则信号的衰减也越大,但线径粗则信号衰减越小。
当长距离无中继传输时,由于视频信号的高频成分被过多的衰减而使图像变模糊(表现为图像中物体边缘不清晰,分辨率下降),而当视频信号的同频头被衰减得不足以被监视器等视频设备捕捉到,图像便不能稳定地显示了。
视频信号实际所能传输的距离与同轴电缆的质量及所用的摄像机及监视器
均有关。
当摄像机输出电阻、同轴电缆特性阻抗、监视器输入电阻这3个量不能完全匹配时,就会在同轴电缆中造成回波反射(驻波反射),因而长距离传输时会使图像出现重影及波纹,甚至使图像跳动(因同步头被衰减或回波反射都可能使图像产生跳动!
)。
因此,在实际工程中,尽可能一根电缆一贯到底,中间不留
接头,因为中间接头很容易改变接点处的特性阻抗,还会引入插入损耗。
根据本项目实现情况,方案设计采用SYV-75-5视频线传输视频信号到视频服务器。
2)通信控制电缆
通信电缆指的是接于视频服务器与高速球机之间的2芯电缆,可以选用普通
的2芯护套线,但一般来说,带有屏蔽层的比两芯线抗干扰性能要好些,更适合于强干扰环境下的远距离传输。
选择通信电缆的基本原则是距离越长,线径越粗。
例如:
RS—485通信规定的基本通信距离是1200m,但在实际工程中选用RVV—2*1.5的护套线,可以将通信扩展到2000m以上。
当通信线过长时,需使用RS-485通信中继器。
将控制信号放大整形。
否则,长距离通信控制指令便不能被解码器稳定地接收或根本不能接收,根据本项目实际情况选用的通信线RVVP2*0.75。
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3)电源线
电视监控系统中的电源线一般都是单独布设,在监控室安置总开关,以对整
个监控系统直接控制。
一般情况下,电源线是按交流220V布线,在摄像机端再经适配器转换成直流12V,这样做的好处是可以采用总线式布线且不需很粗的线,当然在防火安全方面要符合规(穿钢管或阻燃PVC管),并与信号线离开一定距离。
根据现场实际情况,本项目摄像机等设备供电通过RVV2×1.0聚氯乙烯绝缘软电缆传输。
2.2.3传输网络
网络视频监控系统是基于IP网络设计,主要数据传输介质是以太网双绞线,远距离传输中还会用到光纤传输介质,某些特殊场合还可能会用到无线电波传输介质。
网络视频监控系统能很能好的集成到现有的TCP/IP网络中来,数据传输没有时间、地域的限制。
1、本地网络传输
在一般场所已经有完善的局域网络环境,在这种情况下,只需要将网络摄像
机通过以太网双绞线接入到局域网中即能完成前端本地监控的集中管理和存储。
考虑到有些连锁店的装修环境,无法实施布线,还可以采用无线方式接入局域网
络。
2、互联网络传输
考虑到成本的因素,分散点之间的联接一般采用各地通过ADSL的方式接入到互联网。
这种环境只需在网络摄像机或路由器中进行简单的端口映射和动态域名解析的设置,即可完成所需图像上传至互联网,同时总部的监控中心通过软件调看远程图像及录像资料。
为了保证图像的安全及总部与分支之间建立自己的网络联接,通过ADSL上网方式组建VPN网络(虚拟局域网),这种环境下,上传视频图像列为简单,只需要将网络摄像机设置的IP地址为分配的IP地址,总部通过IP地址直接远程访问网络摄像机的图像。
2.2.4核心设备
监控点的核心设备是硬盘录像机和前端视频设备(可控点:
包括高速球机,
.专业.专注.
固定点:
包括摄象机+镜头+防护罩+电源+支架等),各个监控点的视频信号通过
以H.264的方式进行编码,打成IP数字包发送到本地的网络进行传输,并通过总监控中心进行管理,硬盘录像机将视频信号存储于本身的硬盘中,为了保证视频信号长期存储,存储于IP智能存储设备。
消防报警信号通过报警主机将信号接入到视频服务器,发生报警时将报警信号传输至监控中心。
2.2.5监控中心设计
.专业.专注.
2.2.6系统组建拓扑图
监控中心视频流
网络
客户端大屏显示
管理
客户端解码器
交换机转发
存储
汇聚交换机
交换机
交换机交换机
硬盘录像机硬盘录像机
网络半球网络半球网络半球
模拟摄像机模拟摄像机红外枪机红外枪机模拟摄像机模拟摄像机模拟摄像机
2.3系统说明
1)视频输入说明
在指定地点采用固定摄像机对重要区域进行录像,摄像机采用清晰度比
较高的设备。
2)录像情况说明
根据实际情况采用本地录像,设备采用嵌入式硬盘录像机,新增加的网络摄像机通过中心平台软件及IP存储进行管理和录像。
3)监控中心说明
系统主监控中心的服务器管理所有前端设备,实现网络实时监视图像和查询录像,报警上传、视频图像上墙等功能,(服务器通过网络为各个授权用户提供图像信息及保存录像资料),系统的客户端,由监控中心来管理并通过访问校区服务器进行视频浏览、控制和录像查询,客户端采用三级用户管理,保证网络的安全性,只有管理员用户才能远程更改本地的设置。
受保护的通道,只有管理员才能在远端对该通道进行实时观看。
服务器的存储容量可根据实际录制时间需求配置磁盘阵列;直接联入中心网络交换机。
系统服务器安装在各监控中心机房,在网络上的任何一台计算机只需经管理
.专业.专注.
员授权登陆服务器完成对网络中各监控点的控制及浏览(分控中心或客户端),
与传统监控相比具有明显的优势,不需重新布线,且前端监控点扩展方便,只要
有网络的地方均可设置监控点。
在监控中心安装一台流媒体服务器及嵌入式解码器及专业监控系统管理平
台软件将所有的图像有选择的将图像输出至大屏幕显示。
电视墙需要解码后输出
多路的AV信号,我们采用了四路网络解码器。
四路网络解码器是专门针对中心设立电视墙进行监控的方案研发设计的,采
用完全硬件的方式对来自网络的数据流进行解码并能同时输出至电视墙上。
在一台个人电脑上可以实现完全独立的解码,输出的视频色彩鲜艳逼真,音频流畅清晰。
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2.3.1系统监控中心系统图
2009年×月×日×时×分系统运行正常
LED信息显示屏
监视器组
视频矩阵服务器
操作员客户端×N
CMS
MTS
大屏显示器大屏显示器
视频矩阵服务器
核心交换机
工作组交换机
DMS
公司监控系统核心服务器组
监视器组
视频矩阵服务器
连接公司
路由器网络干线
WEB
IPSAN存储器
SS
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2.3.2系统监控中心的描述
整个系统的运行状态监控。
监测各子系统及前端设备,服务器是否正常工作;
网络数字矩阵和电视墙切换功能,对于电视墙图像,系统支持手动、自动、
分组等多种图像切换方式;
电子地图功能
电子地图显示所有监控点在某区域的地理位置分布情况;远程接收和管理报警功能
当某前端网点发生报警情况,地图中该网点图标将变成红色并闪烁,同时系统发出警示音;并在LED显示屏显示警情产生地址;
报警图像自动上传显示,如果多路图像同时报警上传,将在4个图像窗口中循环显示;报警图像可以自动切换到电视墙;日志管理功能
管理系统日志功能,可以记录报警日志、操作记录等信息。
并可以导出日志;方便快捷的图像调取和云台控制功能
用户可以用鼠标在地图上双击任意摄像机的图标快速调看该路图像;
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2.3.3监控中心布置图例
上图为系统监控中心设想图,一般监控中心基本形式与上图差异不大,都有电视墙及操作台等组成。
具体根据用户监控中心的机房面积及具体功能要求不同进行深化设计。
2.3.4监控功能
同时实时监看授权前端库点的实时图像,或者查询和回放授权前端库点的录像资料。
当前端库点发生告警时,对应操作主机自动切换到该告警所联动的图像组,以便及时采取相应措施。
2.3.5报警功能
●具备远程布防、撤防功能;
●具备告警弹出信息功能;
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●具备所有告警信号可分别选择告警声音,提醒操作人员;
●当所管辖库区的监控主机出现视频信号丢失、报警、移动侦测报警等情况时,以声光、声音等形式显示和提示;
2.3.6解码上墙功能
系统利用智能虚拟矩阵和数字切换模式,可以实现多路切换、字符叠加等模拟显示功能。
支持数字音视频信号的同步切换,能将视频信号及对应的音频信号输出到同一台音视频监视器上。
提高了系统的矩阵控制能力,减少了系统所需要的矩阵设备成本。
采用大华公司的嵌入式解码器实现对前端网络数据转换为模拟信号接入监视器实时显示。
2.3.7平台组件介绍
1)流媒体服务器
流媒体服务器是整个系统的运输枢纽,负责视音频信号及命令的传输。
1)客户端与前端设备的通讯必须通过流媒体服务器进行中转;
2)流媒体服务器同时可以完成视音频信号的存储,从而可以作为存储中心使用,将其与NAS结合,即是完美的网络存储中心。
存储中心能存储的通道数依据NAS的存储效率而定,在大华的存储设备上可以同时完成600路CIF图像的存储。
3)视频转发服务模块提供视频转发服务器建立、视频转发服务器发布、视频转发处理、视频转发管理等功能。
4)为缓解网络带宽紧的局面,对该区域的视频服务器的访问全部通过视频转发模块来进行转发,使得视频服务只占一个通道。
视频转发模块的多级设置可提高响应访问的效率,合理规划流媒体管理软件的设置,能为所有的硬盘录像机提供统一的信息获取、转发和代理服务,并提供文件索引信息,当用户远程监控、回放图像或查询告警信号时,视频转发服务器应向用户发送所请求的索引信息,以求更少的时间代价换取更高的带宽利用率。
本系统视频转发有有三种方式:
点对点(unicast)转发、多址广播
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(Multicast)转发和广播(Broadcast)转发。
多址广播又称为组播。
点对点
的特点是流媒体的源和目的地是一一对应的,即视频流从一个源(服务器端的应用)发送出去后只能到达一个目的地(客户端应用)。
组播是一种基于"
组"的广播,其源和目的地是一对多的关系,但这种一对多的关系只能在同
一个组建立,也就是说,流媒体从一个源(服务器端的应用)发送出去后,任何一个已经加入了与源同一个组号的目的地(客户端应用)均可以接收到,但该组以外的其他目的地(客户端应用)均接收不到。
广播的源和目的地也是一对多的关系,但这种一对多的关系并不局限于组,也就是说,视频流从一个源(服务器端的应用)发送出去后,同一网段上的所有目的地(客户端应用)
均可以接收到,广播可以看作组播的一个特例。
在支持广播和组播机制的网络上,广播和组播对于视频流传输来说是很有意义的,因为视频流的数据量往往都很庞大,当多个客户端需要同时看某远程的相同画面时,势必会造成在一条网络线路上的同时点播,从而会占用多个相同带宽,严重浪费网络资源。
如果采用点对点方式,那么有多少个目的地就得传输多少份视频流,所以所需的网络带宽与目的地的数目成正比,系统采用广播或组播方式,支持视音频流的多级转发,支持局域网多用户对一个视音频流的访问,当有多个局域网客户端需要同时访问同一远程画面
时,可以通过视频转发服务器进行转发,视频流在源端只需传输一份,从而在广域网上只占用一个通道的资源,组或同一网段上的所有客户端应用均可以接收到,大大减轻了网络上由于远程视频监控而造成的网络带宽压力,降低了网络带宽的占用。
视频转发服务模块在应用中不受用户数目的限制,可根据应用系统实际带宽预定的极限工作临界阀值和所要求的图像质量以及转发服务器的设备
性能,系统会自动监视视频流的大小,采取流量自动控制,动态调整图像格式,以免多用户同时访问时造成网络堵塞风暴。
2)报警分发服务器
用于接收系统各种报警信号,包括移动侦测信号、传感器报警、视频分析报
警、报警主机报警等。
服务器预先针对系统中的相关防区进行报警预案等各种设
置,在报警信号发生时,将防区报警及预先配置好的预案发给报警处理终端。
此
.专业.专注.
服务器在一个系统可以有一个或多个。
3)客户端
客户端负责以图形交互界面的形式为用户提供网传、回放、日志、告警、地图等服务。
用户使用客户端时,先行登录目录服务器以取得自己所能访问的资源,之后即按目录服务器的配置,联上相应的流媒体服务器,在权限许可的围进行各种操作。
前端设备工作参数的远程管理,包括远程设备的本地节点注册、远程设置DVR/DVS参数,包括通道参数、报警参数、串口参数及视频参数,远程修改DVR/DVS参数、系统新设备的远程安装等。
4)软件-用户界面
系统的用户界面模块提供单画面、4画面、8画面、9画面、16画面、25画面的画面分割模式,支持多画面全屏和单画面全屏显示,可在各种多画面监控模式间自由切换
系统自动记忆用户界面分割模式,当用户重新启动软件切换到监控模式后自动启动该用户上次记忆的监控视频,用户也可以设置电子地图的登陆界面,系统会弹出默认的所辖区域地图界面。
在每个视频窗口切换视频时,系统将保存切换记录,用户可通过选择菜单中的“回显”项切换到之前监控的视频。
对前端镜头变焦、云台方位控制时,系统既可提供用鼠标点击软键盘(控制按纽)进行图像缩放、焦距调节、预置位设置等设备控制操作。
在用户界面中,可对每路视频启动和停止录像。
可将抓拍的图片保存在预设的目录下。
.专业.专注.
5)软件-视频回放
录像回放
点击按钮,弹出录像回放面板如下图。
.专业.专注.
在组织结构中选中摄像头,选择录像来源(全部,中心平台,设备)和录像类型(外部报警,移动侦测,视频遮挡,视频丢失),在日期框中点击需要查询录像的日期,录像信息便显示在时刻表中如下图。
点击时刻表中“时”的有色彩区域的任意位置即播放该小时的录像,点击刻表中的“分”,
立即播放该小时的任意分钟的录像。
同时支持四窗口回放,同时可使用如下图所示按钮可实现更多的操作。
6)电子地图
点击按钮,弹出电子地图面板如下图。
展开左上角的分层地图组织结构树,单击组织节点(地图名称),在右边地图显示区显
示
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