网络型监控系统设计方案工厂.docx
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网络型监控系统设计方案工厂.docx
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网络型监控系统设计方案工厂
企业网络监控系统
设计方案
天津市创益科技开发有限公司
2009年11月17日
目录
1.项目概况及需求分析3
2.设计依据及原则4
2.1设计依据4
2.2设计原则4
3.系统架构设计5
3.1网络视频监控系统架构5
3.2监控中心平台设计6
3.3监控前端设计6
3.4外围配套设施设备7
3.4.1取电说明7
3.4.2立杆设计7
4.系统配置8
4.1前端设备选型8
4.2控制端设备9
4.3智能网络矩阵9
4.4存储设备11
4.4网络中心平台管理软件13
5.系统配置14
5.1防雷方案设计14
5.1监控系统防雷设备选型17
5.1.1信号防雷17
5.1.1电源防雷18
6.布线施工19
7.系统配置19
7.1安装验收19
7.2完工测试19
7.3最终验收19
7.培训19
8.售后服务20
9.结束语21
1.项目概况及需求分析
该电视监控系统应满足厂区安保及生产工艺两类功能。
并且,为了中央控制室方便的调用视频信息及远距离传输视频的需要,此系统采用网络视频模式。
为了能够可靠的远距离传输,且方便生产调度调看生产现场情况。
故电视监控系统采用基于TCP/IP的网络电视监控系统,借用厂区双光纤环网将控制信号以IPv6格式,视频信号以MPEG—4格式打包,传输至控制中心及门卫室,用以满足工艺生产及安保监视的不同目的。
在控制中心和门卫室通过视频解码设备,将网络视频解码为模拟视频提供给DLP系统或满足单屏复用来在一台液晶显示器上显示多个画面,单台液晶显示器最多显示4*4即16画面。
并在控制中心及门卫室分别设置视频服务器及视频存储设备,以满足安保与工艺分别控制各自的视频通道以及存储需要的视频文件。
经过实地交流和勘查,得出系统建设需求如下:
1)基于现有的IP网络建设一套视频监控系统,系统建成后应能实现二十四小时不间断监控;
2)整体系统覆盖60个监控点,所有提供的60个监控点都能实现360°旋转和变焦的功能;
3)对所有监控点进行不间断录像,录像文件需要保存15天时间,并且能够实现录像备份;
4)在企业厂房内设立监控室,对所有监控点进行实时查看;并可将视频信号直接切如大屏幕
5)系统建成后应能够实现本地监控和远程监控;
6)系统应具有用户/权限管理功能,能够进行权限分配管理;
7)系统应提供简单友好的操作界面,使用简单方便;
8)系统应具备高度的性价比,经济适用,具有良好的操作使用界面
9)系统应支持平滑升级和智能化改造。
2.设计依据及原则
2.1设计依据
本方案设计根据甲方常规要求,并遵循以下国家相关部门制定的设计规范要求。
主要包括:
•JGJ/T16-92《民用建筑电气设计规范》
•GB/T50314-2000《智能建筑设计标准》
•GB50174-93《电子计算机机房设计规范》
•GB50057-94《建筑物防雷设计规范》
•GBJ232-92《电气装置安装工程施工及验收规范》
•GB4943-95《信息技术设备(包括电气事务设备)的安全》
•GB/T75-94《安全技术防范规范工程技术规范》
•GB50198-94《民用闭路电视监控电视系统工程技术规范》
2.2设计原则
本设计以行业标准作为设计依据,结合工厂的具体情况,用最佳设计方案体现最高的性能价格比,是本方案设计的指导思想,也是本方案设计的基本出发点和追求的目标。
本设计主要贯彻“高质量”及“低成本”两条主线来进行设计的。
根据工厂现场实际情况,室外采用网络一体化彩转黑红外夜视球形摄像机,室内采用网络一体化彩色摄像机,视频控制传输采用抗干扰高屏蔽光缆或双绞线,保证视频信号和控制信号的准确传输;通过网络视频服务器网络视频解码器将前端信号传回监控中心。
中央控制系统采用视频切换矩阵和数字硬盘录像机相结合的方式,可以实现模拟监看与循环录像并存,并方便检索回放。
存储采用磁盘阵列,保证视频数据的安全性。
•先进性
在投资费用许可的情况下,系统采用当今先进的技术和设备,一方面能反映系统所具有的先进水平,另一方面又使系统具有强大的发展潜力,以便该系统在尽可能的时间内与社会发展相适应。
•可靠性
系统最重要的就是可靠性,系统一旦瘫痪的后果将是难以想象的,因此系统必须可靠地、能连续地运行,系统设计时在成本接受的条件下,从系统结构、设备选择、产品供应商的技术服务及维修响应能力等各方面均应严格要求,使得故障发生的可能性尽可能少。
即便是出现故障时,影响面也要尽可能小。
•安全性
对于安全防范系统,其本身的安全性能不可忽视,系统设计时,必须采取多种手段防止本系统各种形式与途径的非法破坏。
•可扩充性
系统设计时应充分考虑今后的发展需要,系统应具有预备容量的扩充与升级换代的可能。
•规范性
由于本系统是一个严格的综合性系统,在系统的设计与施工过程中应参考各方面的标准与规范,严格遵从各项技术规定,做好系统的标准化设计与施工。
一切应从实际出发,使智能网络系统具有较高的实用效能。
这也是智能建筑在当今之所以能迅速兴起并发展的关键所在。
3.系统架构设计
3.1网络视频监控系统架构
网络视频监控系统的逻辑结构通常可分为前端接入、传输交换以及用户访问三个层次,具体由中心业务平台、网络录像单元、编码单元、解码单元和客户端单元等设备组成。
如下图所示
用户访问层传输交换前端接入
客户端单元
网络录像单元
视频
视频
解码单元
解码单元
中心业务平台
大屏幕
传输交换层:
传输交换层由中心业务平台和网络录像单元组成,主要负责视音频的传送、存储以及系统管理。
中心业务平台是整个系统的核心,逻辑上需要实现用户接入认证、系统设备管理。
业务功能控制及媒体分发转发等功能。
网络录像单元用于实现网络数据的数字化录像、存储、检索、回放、以及管理。
前端接入:
前端接入主要由编码单元、视频采集单元等组成。
编码单元主要实现视音频信号的采集编码、网络传输以及辅助设备(如云台、矩阵等)的控制,编码单元通过LAN、WAN等IP网络接入中心业务平台视频采集单元一般指监控摄像机,实现监控图像采集输入到编码单元。
用户访问层:
用户访问层由客户端单元和解码单元组成。
客户端单元是远程图像集中监控和维护管理的应用平台,主要实现图像浏览。
录像回放、辅助设备控制、码流分发控制等业务功能。
解码单元主要负责在客户端单元的控制与管理下,实现视音频信号的电视墙解码输出。
3.2监控中心平台设计
监控中心平台是整个系统的核心,逻辑上需要实现用户接入认证、系统设备管理、业务功能控制以及媒体分发等功能。
对于本次项目,建议采用嵌入式硬件平台来构建。
平台要求稳定可靠,能够提供晚上的视频监控功能,具备良好的应用扩展功能,支持平滑升级和扩容,满足不断升级的需要。
3.3监控前端设计
视频采集单元通常指监控摄像机。
监控摄像机按类型可分为球机、枪机、一体机、特殊摄像机等,按应用场合可分为室内型和室外型。
摄像机的选择主要根据监控现场的环境和实际应用需求,本方案采用网络型摄像机。
编码单元指视频编码器,主要完成视频、音频等信号的采集编码并提供传输的一体化前端设备。
编码器有嵌入式和工控式两种架构,嵌入式编码器以其紧凑的结构、稳定的性能、高效的图像编码得以广泛应用。
对于编码器主要有以下重要参数:
视频编码协议:
MPEG-4或H.264
图像分辨率:
CIF、2CIF、D1
图像帧率:
1—25帧/s
视频接口:
至少具备1路BNC视频出入接口
控制接口:
RS485
报警接口:
至少具备1路报警输入、输出接口
音频接口:
至少具备1路音频输入、输出接口
网络接口:
10/100M自适应网口
3.4外围配套设施设备
3.4.1取电说明
本方案考虑到前端摄像机离系统中心距离较长,铺设强电电缆不仅费用较大,而且安全性较差,也不利于以后系统的维护。
因此将前端摄像机及其他前端设备的电源设计成就近取电方式。
取电后通过变压器或开关电源对就地取的电源稳压和滤波,以保证前端设备输入电源的稳定性。
3.4.2立杆设计
为保证前端监控点坚实视角宽广,监控范围大,摄像机可安装在原有建筑物或杆件上(可借用现有的灯杆等),如无法借用,用特制立杆,立杆的设计出了美观、实用并考虑节约成本外,最重要的是要保证其安全性,能够承受九级以下的大风,并保证在正常风力下,立杆顶部的摆幅对摄像机图像没有太大的影响。
基于以上需求分析,我们给出本次项目系统组网图,如图所示:
4.系统配置
4.1前端设备选型
电视监控系统前端设备全部选用网络球型摄像机SK-1201G-L
基本参数:
内置LG机芯,27倍光学x10倍电子变倍(f3.25-88mm)
480线、0.002Lux、自动聚焦、自动光圈、自动背光补偿、信噪比48db,
自动白天/黑夜转换,白平衡(自动/手动/特殊/室内/室外/键控可选),自动增益,
中英文菜单可选,工作温度-20度-50度
技术参数:
纯金属结构;
128个预置点,水平360º无限位,上下180度自动翻转,
旋转速度为水平0.1º-280º/S,垂直0.1º-180º/S,焦距/云台速度自动配匹。
可叠加时钟及128个预置点字符叠加图形、中文、文字图形混合标题。
128个预置点联动及8组巡视轨迹,每组可联动16个预置点,每组每点巡视速度和停留时间设两点扫描,扫描方向位置角度可随时任意设置,每点巡视速度和停留时间可设;设置看守卫多点扫描功能,每组每点巡视速度停留时间可变;看守卫多点扫描;两点扫描,扫描方向位置角度可随时任意设置;可定时自动调预置点、扫描、巡航等;
压缩格式:
H.264;D1分辨率;
带SD卡前端存储功能,可以插SD卡进行存储;
支持动态IP;支持位移侦测;16KB-4M限码流可调;报警联动;双向语音;
支持PPPOE拨号、DDNS功能;断电后自动连接;
强大的后端控制软件平台远程可以同时管理上万路的网络视频前端;
4.2控制端设备
SK-1004VD网络视频解码器
支持4个BNC接口输出,可接4个监视器,一个通道可以支持36个IP地址图像自动切换
4.3智能网络矩阵
产品规格|TC-87M系列
产品说明:
TC-87M系列矩阵为中型和大中型视频监控系统提供强大灵活的智能管理,在单机视频容量、通讯控制方式、宏指令操作、字符叠加技术、矢量变速摇杆等方面的创新设计,更贴近用户的实际使用,更符合技术发展的未来潮流。
功能特点:
·高密度的视频输入输出——单机箱最大64路输入32路输出,全交叉视频切换,可扩充为128×16路,适合多种类型的监控场所。
·先进的以太网通讯处理引擎——WEB集控管理,通过IE浏览器可以在网络内任意一台电脑实现对矩阵的编程设置、数据备份和系统升级维护,增强型批量设置,系统配置更简单;支持100个网络设备连接,支持96个用户同时登录,适合城市跨地域联网治安管理。
·强大的多业务集成平台——内置CPU单元、网络码分器、网络交换机、电源模块,支持网络视频输出模块/光纤输出模块等多业务单元集成,无需复杂连接和繁琐调试。
用户安装使用更加方便。
·领先的字符叠加技术——OSD自主专利芯片技术,16×16点阵中文字符显示,字号可调,显示更清晰,视觉更舒适,支持网页输入提交,内置国家二级字库,可叠加2行字符信息,完整诠释监控点状态,适合对庞杂地域的准确标识。
·完善的控制管理——16级前端控制权限判断,多重冲突解决策略,32个控制分区,5级用户安全管理模式;支持三维摇杆键盘的矢量变速控制,支持64级云台变速,8级镜头变速,快速准确地响应操作指令,提升了对动态目标跟踪定位的操控水平。
·增强型中文宏指令集——支持宏的嵌套调用,运行高效,执行快速,可设定时间,自动完成用户预先设定的各种操作,减少用户持续的手工操作,提供对紧急事态的应急预案处理。
·全面的报警处理——6种报警显示模式,16个报警分区,各分区具备独立的报警响应、联动宏和状态描述。
内置视频丢失检测,通过报警接口单元可扩展到2048路报警输入,支持1024条报警记录和操作记录,适合大范围的区域布防监控。
·创新的网络级联结构——以太网方式级联,数据高速稳定传输,系统扩展方便,节点矩阵之间可以互相调看互相控制,权限分配、宏操作、时钟同步均可跨节点,实现对本地远程矩阵的全局管理。
·优异的视频效果表现——单机箱视频切换间隔小于10ms,优于国家标准的切换时间,图像显示清晰锐利。
内置视频整形电路,保证了视频信号的正常输出。
·直观的逻辑地址映射——支持对摄像机、监视器和报警信号的逻辑地址设定,适合多台矩阵联网的全局操作。
·丰富的电路保护接口——视频输入输出具备防静电、防雷和防浪涌电路,控制输出加装光电隔离保护电路,提高系统稳定性。
性能参数:
工作温度:
-10℃~+50℃
外形尺寸(mm):
440(483带耳板)×300×133(长×宽×高)
工作湿度:
<90%
工作电压:
AC220V/50Hz
功耗:
18W(单机)
输入信号:
1Vp-p(输入阻抗:
75欧姆)
输出信号:
2Vp-p(输出阻抗:
75欧姆)
信噪比:
≥55dB
相邻通道隔离度:
≥50dB
相邻通道串扰:
≥-55dB
幅频特性:
8MHz
键盘控制时间:
≤10ms
切换速度:
10ms
以太网接口:
10BaseTTCP/IP
屏幕显示:
日期时间、摄像机标题、监点状态、报警状态
字符:
16×16点阵汉字,国家二级字库,常用英文字符
4.4存储设备
产品名称|IPSAN网络存储服务器
产品规格|TC-RS1016/TC-RS1016-L
产品说明:
TC-RS1000系列是天地伟业推出的高性能价格比、企业级千兆网络海量存储系统。
选针对监控视频进行了优化,可获得更改好的性能。
适合追求高性能、高扩展能力并在意节约成本的用户。
TC-RS1000系列采用RAID技术、热插拔硬盘、双千兆网口及冗余热备电源、智能控制风扇,彻底保护了用户的数据安全。
支持iSCSI/NAS协议
,为用户提供完全共享、方便扩充的存储。
功能特点:
·支持FCP/iSCSI/NFS/CIFS/FTP/HTTP/AFP等各种协议。
·64位CPU,1-8GB高速缓存,1-24Gbps光纤通道端口;可选高性价比的7200rpm企业级SATA硬盘。
·支持高性能的RAID5技术,容许单个硬盘故障,而不影响数据的存取,可以确保数据完整无失;冗余热插拔电源。
·针对视频监控的优化模块,提高并发流读出的性能或减少系统响应时间。
·大容量,可扩展的存储系统,支持高达16TB的RAID存储空间,可通过扩展柜扩展到46TB,并可支持多种扩展模式。
·具有基于C/S和B/S的中文控制界面
性能参数:
控制器
处理器
64位RISC处理器
高速缓存
1-8GB
可连接磁盘
8
12
16
24
可扩展连接磁盘
8
57
61
69
磁盘接口
SATAI,SATAII,SAS(SA型)
热插拔磁盘
支持
RAID级别
支持多种RAID级别
网络接口
1-24Gbps光纤通道口,2千兆口
操作系统
Windows2000/XP/Server2003/NT,Linux,Solaris,HP-UX,AIX,MacOS
协议支持
FCP/iSCSI/NFS/CIFS/FTP/HTTP/AFP
系统LUNs
最大1024
4.4网络中心平台管理软件
SK-VIDEO-NXSight2.0
软件分为:
1、监控中心主控软件:
可以监控查询管理DVR、DVS和IP摄象机等设备的图象,监控管理来自DVR、DVS和IP摄象机接入的防盗、防灾、求助报警信号和门禁控制信号,并实现报警联动录像;
2.监控中心分控软件:
可以监控DVR、DVS和IP摄象机等设备的图象;
3.中心系统管理服务器软件:
基本规格可以实现对最大64路远程PC-DVR、嵌入式DVR、视频服务器DVS、IP摄象机等数字图象设备的机构、人员、设备、电子地图的集中配置和实时访问权限控制。
支持对系统接入的防盗、防灾、求助报警信号和门禁信号的复杂报警联动策略设置;
4.WEB客户端软件:
支持远程客户访问下载WEB控件,然后在本地以WEB方式实现客户端软件基本功能,如监视、云台控制、录象查询、报警查询等。
B/S架构下的监控客户端软件的License/个;
5、网络数字矩阵软件:
该软件可以接收远程DVR/DVS传送过来的网络音视频压缩数据流,通过管理本机解码卡或矩阵卡输出单画面和复合画面图象数据到本机显示器和外接电视墙大屏幕上;6、网络存储管理服务器软件:
是针对大型网络监控系统环境的专用存储管理软件模块,实现远程所有图象的实时录象、报警录象、中心集中备份和事后检索查询服务,在这类应用中往往存储对象是大量的音视频监控录像文件,仅使用单一的在线硬盘存储方式会带来很高运营成本,而且,并不是所有的历史监控数据都要求快速的检索;
7.流媒体转发服务器软件:
主要实现对同一环境下网络中的各种数字视频服务器DVR/DVS的图像通道数据和控制命令进行统一管理,起到了在有限的网络资源中进行带宽管理,实现多次转发后,在LAN中以组播的实现发送给各个有权限预览的主控和分控;
8、电子地图:
支持平面地图,在电子地图上客户可以直接点击调出相应的监控画面,操作方便、快捷。
5.系统配置
5.1防雷方案设计
雷击是年复一年的严重自然灾害之一。
在电子化时代,日益繁忙庞杂的事务通过高速电脑、自动化设备及通讯设备得以井然有序,而这些敏感电子设备的工作电压却在不断降低,其数量和规模不断扩大,因而它们受到过压特别是雷电袭击而受到损害的可能性就大大增加,其后果可能使整个系统的运行中断,并造成难以估算的经济损失,雷电和浪涌电压成了电子化时代的一大公害。
因此,避雷防过压已成为具有时代特点的一项迫切要求。
雷击的分类:
直接雷击:
雷云之间或雷云对地面某一点(包括建筑物、构架、树木、动植物等)的迅猛放电现象称之为直接雷击,它因电效应、热效应、和机械力效应等造成物体损坏和人员伤亡。
感应雷击:
雷云放电时,在附近导体上(包括架空电缆、埋地电缆、钢轨、水管等)产生的静电感应和电磁感应等现象称之为感应雷击,如图3。
它因过电压、过电流易对微电子设备造成损坏、伤害工作人员、使传输或储存的信号或数据(模拟或数字)受到干扰或丢失。
雷电过压对大楼内部电子设备的损害主要有以下三个途径:
:
(1).直击雷经过接闪器(如避雷针、避雷带、避雷网等)而直放入地,导致地网地电位上升,高电压由设备接地线引入电子设备造成地电位反击。
(2).电流经引下线入地时,在引下线周围产生磁场,引下线周围的各种金属管(线)上经感应而产生过电压。
(3).大楼或机房的电源线和通信线等在大楼外受直击雷或感应雷而加载的雷电压及过电流沿线窜入,入侵电子设备。
一个完整的防雷系统包括两个方面:
直接雷击的防护和感应雷击的防护。
缺少任何一面都是不完整的、有缺陷的和有潜在危险的。
直接雷击的防护主要使用避雷针,包括避雷带和接地系统。
根据《建筑物防雷设计规范》(GB50057-94)和九八年三月邮电部和石化总公司颁发的文件,直接雷击的防护应采用传统的避雷针,避雷带应均匀分布在建筑物的四周并与建筑物的框架结构及水管等相连。
地网的接地电阻不大于10W。
感应雷击的防护主要使用感应雷击防雷器。
当前电子设备受到雷电袭击的主要途径是:
电源线路、信号线路被感应雷电而产生瞬态过电压,进而损坏设备。
最佳的解决方法是在上述设备前端安装防雷器,雷电压达到其设备端子的残压一般可控制在800V以下,使电子设备处于不被雷电损坏的范围之内。
防雷措施:
(1).电源系统防雷防过压保护。
(2).信号系统防雷防过压保护。
(3).等电位连接措施。
(4).屏蔽措施。
(5).共用接地。
为了更有效地保护好电视监控设备设施,我方本着"安全可靠、技术先进、经济合理"的指导思想进行设计施工。
等电位连接措施(屏蔽、共用接地):
在厂区各建筑物周边沿着地面上布置40*3紫铜排,形成闭合环接地汇流母排。
将配电箱金属外壳、电源地、避雷器地、机柜外壳、金属屏蔽线槽、门窗等穿过各防雷区交界的金属部件和系统(设备的外壳)进行多点等电位接地就进至汇流排。
并采用等电位连接线4-10mm2铜芯线螺栓紧固的线夹作为连接材料。
同时找出各建筑物主钢筋,经测试确与避雷带连接良好,用f14镀锌圆钢通过铜铁转换接头将接地汇流母排与之连接起来。
同时将室外仪表的金属支架用40*3镀锌扁铁与建筑物主钢筋连接起来,形成等电位。
目前的防雷器多采用两种工作方式:
开路与短路。
开路方式即是在防雷器遇到瞬间过电压时开路从而隔离设备,如隔离变压器、电感器、光隔离器类防雷器便是采用此种原理。
短路方式是在防雷器遇到瞬间过电压时对地短路使雷电流导入大地,从而保护电子设备。
由于后一种方式防雷器本身承受反压低,设备经济简单,所以逐渐被广泛应用。
其保护原理(见下图)多为一个或几个功能模块的组合,由于各个模块对雷击防护性能有一些区别,所以在选择避雷器时最好有所了解。
其中抑制二极管及限流电阻模块可精密控压,但泄流较小;压敏电阻模块启动电压低、启动快,但同样泄流小,过载能力低;气体放电管模块泄流大,但启动电压较高。
此外为防止较大过电压冲击,某些低压电源保护器还带有热/冲击保险模块、热断路器模块等。
室外防雷系统图
5.1监控系统防雷设备选型
5.1.1信号防雷
SABH-12产品特性:
* 应用于两线制、四线制和其他不同接口(RJ11、RJ45、BNC、9Pin)
的信息系统的防雷保护。
* 适用于防雷保护区域LPZ0A-2区和0B-2区。
* 耐冲击容量高,残压小。
* 产品通频带宽,可以确保通讯畅通无阻。
* 采用多级保护电路,残压水平低,防护性能好。
* 元件采用进口名牌产品,性能稳定。
* 外壳采用含15%玻纤的PBT材料注塑而成,具有耐高温、耐潮湿、阻燃
和高强度防爆特性;更适用于环境恶劣的工业场合。
* 安装方便,只需将产品直接串接在通讯线路中;
* 符合IEC61643:
2002-01标准。
* 符合GA173-2000公安部发布的安全行业标准
信号防雷器技术指标
标称放电电流
In=10KA
最大放电电流
Imax=20kA
插入损耗
0.5dB
工作电压
Un=24V
最大持续工作电压
Uc=28V
工作电流
500mA
限制电压
≤39V
响应时间
Ta=1ns
工作温度
-40~85℃
外壳防护等级
IP20
安装方式
35mm导轨
5.1.1电源防雷
PBAV-385+PBAA-255产品特性:
* 应用于交流电源或TT电源系统的防雷保护。
* 适用于防雷保护区域LPZOA-1区。
* 特别为TT系统“3+1”线路保护方式设计,
安装在零线N与保护地PE或等电位系统之间。
* 耐冲击容量高,残压小。
* 采用模块化设计、插拔
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