网络高清监控视频系统设计方案.docx

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网络高清监控视频系统设计方案

视频监控系统

设

计

方

案

一、系统概述

1、网络视频监控技术的演变

时至今日，业内普遍认为视频监控系统已经发展到第三代。

第一代视频监视系统指的是以VCR（VideoCassetteRecorders）为代表的传统CCTV系统，系统主要由模拟摄像机、专用电缆、视频切换矩阵、模拟监视器、模拟录像设备和盒式录像带等构成。

第一代系统存在很多明显的缺点，例如维护工作繁琐、无法进行远程访问、无法与其他安防系统（如门禁、周界防护等）有效集成、录像质量将会随着时间的推移下降等。

在上世纪90年代中期，以DVR（DigitalVideoRecorder）为代表的第二代视频监视系统出现在视频监视市场上。

DVR使用户可以将模拟的视频信号进行数字化，并存储在电脑硬盘而不是盒式录像带上。

数字化的存储大大提高了用户对录像信息的处理能力，用户可以通过DVR来控制摄像机的启闭，对于报警事件以及事前/事后报警信息的搜索也变得相对简单。

然而，DVR本身的处理能力限制使得其数字化处理能力被限制在是8~32路以内，一个项目往往需要许多台DVR设备，系统部署仍然很繁琐。

第三代系统指定就是目前正在蓬勃发展的网络化视频监视系统，又称为IP监视系统，它最早出现于2001年。

网络化视频监视系统从一开始就是针对在网络环境下使用而设计的，是完全数字化的系统，它基于标准的TCP/IP协议，能够通过局域网/无线网/互联网传输，布控区域大大超过了前两代系统；它采用开放式架构，可与门禁、报警、巡更、语音、MIS等系统无缝集成；它基于嵌入式技术，性能稳定，无需专人管理；它灵活性大大提高，监控场景可以实现任意组合,任意调用。

此外，网络化视频监控系统的出现，使高清化、智能化视频监控及其大规模应用成为可能，从而真正实现了视频监控技术的飞跃。

下表将网络视频监控系统与传统的模拟视频监控系统进行了详细的对比，从中可以更加具体的看出网络视频监控系统所具备的优势：

网络化视频监控系统与传统模拟监控系统的对比

对比内容

网络视频监控系统

传统模拟视频监控系统

访问方式

网络摄像机及后端网络录像机，连上外网，您就可远程访问实时图像，并远程管理网络摄像机。

不能单独进行远程访问。

易用性

使用任一台PC上的标准Web浏览器，您就能够远程管理和查看图像。

网络摄像机可将图像记录在硬盘上，易于搜寻、易于存储，并且不会出现图像退化或磨损。

为安全起见，存储硬盘可安装在远程位置。

不能够进行远程管理或监控。

图像必须存储在录像磁带机上，所以需要不断更换以保持足够存储空间。

录制图像质量会随着存放时间的增长而下降。

录像机必须放置在摄像机附近，这可能会使未授权的人获取录像带。

图像质量

数字图像采用H.265压缩格式，不会影响传输质量和存储质量，图像在创后不会发生质量降低的情况。

当使用长电缆时，图像有可能会丢失，磁带的分辨率通常很低，录像的画面质量也会随时间推移而降低。

系统要求

通过网络传输实时视频所需的所有部件都已经集成在网络摄像机中，可以方便地将网络摄像机连接到网络，并能够从网络中的任一PC（处于任一地点）查看、录制和管理。

需要使用同轴电缆、多用复用器、视频或慢速拍摄录像机、专用音频线路、专用PTZ控制线路，以及本地放置的显示器等众多复杂设备。

安装

只需方便地将网络摄像机连接到最近的网络，并分配一个IP地址。

将同轴电缆连接到每一台摄像机，并连接到多路复用器。

传输线

一条标准的UTP网线可同时从几百个网络传输图像。

一根电缆一次只能为一台摄像机传输视频信号，如果您有两台摄像机，就必须使用两根电缆，这往往意味着您需要把那些塞满厚重而危险的电缆的中继设备连接到位于本地的控制室当中。

可扩展性

您可轻松地将更多的网络摄像机添加到系统当中。

扩展工作非常困难，每个模拟摄像机都需要有专用的电缆，当使用长电缆时会影响到图像质量。

成本

用于高质量的网络电缆的花费通常比标准的同轴电缆要少30%到40%。

一根网络电缆能够同时支持上百台网络摄像机和其它设备。

基于IP的网络基础设施往往处于适当的位置，也就意味着您用于构建系统的成本可以降低到仅仅包括网络摄像机的成本。

同轴电缆非常昂贵，常用的RG5975欧姆的标准同轴电缆要比高质量网线贵30%到40%。

每个模拟摄像机都需要一根电缆，如果您有很多台摄像机，您就必须购买很多的电缆，并专门为这些电缆的安装和部署花钱。

人力和维护成本较高，此外系统建设成本还将包含模拟摄像机、录像机和录像带的费用。

2、高清网络视频监控

在第三代网络视频监控系统中有两个代表性的产品，一个网络摄像机，一个是视频编码器。

其中视频编码器是一个能够将模拟视频信号转化为数字视频信号的产品，它的主要用途是实现对模拟视频监控系统进行数字化、智能化改造。

原有的模拟摄像机通过模拟视频电缆接入视频编码器，其图像经视频编码器进行数字化后，直接通过网线接入网络并传输给后端的监控系统。

网络摄像机通常也被称为IP摄像机，它们是一种高度集成化的产品，可以看作一台摄像机和一台微型服务器的结合体，是完全数字化的产品。

视频图像由其摄像机部分进行采集，即将组成图像的各种光信号转化为电信号，同时还进行曝光控制、快门控制、白平衡调整、亮度色度调整以及背光补偿等常见的图像调整工作；采集来的视频图像通过嵌入在网络摄像机内部的视频压缩/处理芯片进行压缩、编码并通过网络进行传输，同时芯片也可以实现相应的智能分析、报警事件管理安全防务和加密等数字化功能，以及提供HTTP、TCP、SNMP等多种网络服务。

由于视频图像在网络摄像机直接完成了数字化处理，并通过标准的网络协议进行传输，因此无需再进行其他的模数转换，从而能够充分保持图像的清晰度。

用户只需通过电脑连接到网络就可以观看视频图像，而录像设备也只需要直接获取相应的数字化视频信息并进行存储即可，从而大大方便了视频数据的共享、存储和与其他系统的集成。

二、系统设计

1、设计原则

根据的实际情况以及要求，在进行安防系统总体设计的时候，所选的系统必须具有可靠的管理功能和符合国情的经济实用性，力求做到系统结构配置先进实用、更经济，节省项目单位总体投资。

稳定性和安全性原则：

系统的可靠性和安全性是远程监控系统成功实施的首要前提。

设计方案要充分考虑涉及的业务对监控设备的不同使用要求，对设备的选型上要考虑选用可靠、成熟的技术和产品，以期构筑一个稳定、可靠、安全的远程集中监控与管理系统。

合理性与易操作性原则：

远程集中监控与管理系统各子系统（如音视频监控录像系统、防盗报警系统、远程控制、远程语音对讲、远程网络传输系统）在实际使用中应可以相对独立，要考虑各子系统之间的接口具有标准、通用的特性，以保证各子系统间的可以完整集成和无缝连接，即实现有机合理、维护简洁又相互联动的系统。

在操作上则要求采用中文界面，易学易懂，操作简单。

先进性与实用性原则：

设计方案要从实际需求出发，既能够满足现阶段对实时监控的录像记录需求，提供清晰准确的图像证据及实时的远程图像的传输等功能，也要考虑将来新技术的发展。

完备性与扩展性原则：

在设备上则既考虑高清网络监控的实用性和可用性，又兼顾未来技术的发展、升级和扩容。

不但能和现有系统融为一体，共同运转，同时能保持一定的前瞻性。

随着IT技术的发展，系统能和将来的新技术相融合。

标准性与模块化原则：

系统采取模块化设计，具有相当的灵活性。

当用户需求有所改变时，只需更换相应模块即可解决，达到方便管理、使用和维护的目的。

经济性与灵活性原则：

在满足应用要求的基础上，尽可能地利用原有系统设备，尽可能地降低造价。

在系统布线方面要求能满足各种应用的要求，尽可能保持系统的灵活性。

2、系统设计依据

《安全防范工程程序与要求》GA/T75

《安全防范系统通用图形符号》GA/T74-2000

《安全防范系统验收规则》GA/308-2001

《视频安防监控系统技术要求》GA/T367

《安全防范报警设备 安全要求和试验方法》GB 16796-1997  

《民用闭路监视电视系统工程技术规范》GB50198-94

《安全技术防范工程技术规范》GB50348-2004

《视频安防监控数字录像设备》GB20815-2006

国家或行业批准发布的相关产品/系统标准以及相关要求。

3、项目需求分析

1）本项目建设为新东方学校的全网络架构的高清视频监控系统。

系统全部网络数字化，前端选用200万高清型网络摄像机，并以此来架构一个全数字的专有视频监控网络系统。

在每个重点监控区域部署高清网络摄像机，通过监控专有网络，连接到后端部署在监控室的网络录像机上。

2）系统应能所有的监控点实时视频图像进行动态观察和控制；

3）系统应能对所有的监控点视频图像进行统一授权调用管理；

4）系统能对监控中心大屏上监控图像进行轮流切换，按序切换（可选功能）；

5）系统能实现海量视频信息的高质量可靠存储、授权回放和点播管理；

6）系统需要具备多级身份认证功能，应对系统用户进行分类，并综合考虑各种因素制定合理的权限管理策略，实现对用户访问的控制，确保用户只能对属于自己维护的设备加以管理；

7）系统应具有防止网络攻击的防御能力和防御措施，系统应采用访问控制和身份认证保证整个系统的安全；

8）系统应具有强大的接入能力和扩展能力，以实现今后大规模、大范围的监控点覆盖；支持灵活的接入方式，以适应各个监控点网络传输条件的差异性；

9）系统应具备良好的兼容性，应能兼容目前市场上主流的IP视频设备，且能够兼容市场上所有主流的存储设备。

10）系统能够接入今后的统一管理平台，实现视频监控信息的共享。

11）本次系统项目共计部署149台200万高清视频监控点。

系统设计应为前端高清监控、后端集中存储。

实现对内全天24小时的高清监控，和90天录像资料的存储。

4、系统功能

1）、支持中心集中管理模式，实现对所有设备及平台用户的集中控制。

对前端设备添加、设置、管理均由中心完成。

2）、远程图像实时查看功能

可实时监看任一路（或多路）现场画面，支持多种分割方式，并可对当前画面进行现场声音监听、录像、云台控制、抓图等。

并可根据需要设置定时分组切换、画面切换等。

3）、警及触发联动功能

整合报警视频，触发报警时，在监控中心做出相应的视频联动；发生报警信息及联动图像画面上传监控中心。

4）、信息共享功能

市场各相关业务职能部门和领导均可在互联网上通过客户端软件使用该网络视频监控系统，即通过授权随时观看到权限内的任一路图像，支持在有限的带宽下多用户同时调用同一路视频图像，不占用额外的带宽；支持在带宽允许的情况下多用户同时调用不同的视频图像。

5）、远程管理

通过集中联网，管理部门可进行异地实时后台监督，遇到突发事件可实施应急快速反应，主要功能有：

录像文件下载

监控中心具备远程录像下载功能，在回放的同时即可下载重要的录像资料。

远程图像回放

监控中心和授权用户可以远程查询、回放所属任意网点的任一路视频录像。

设备巡检、网络校时

监控中心能实现设备状态巡检，录像机网络校时功能。

设备异常状态上传

前段设备的视频丢失、视频恢复、网络断开和硬盘错误等设备异常状态可自动上传到监控中心服务器。

6）、录像存储

所有监控点的图像均需支持1920*1080@25帧/秒的实时录像能力。

录像采用24小时连续录像方式，录像保存时间不少于30天。

所有录像资料由NVR统一进行管理维护。

无论用户在何时登录，都可自由访问其权限范围内被允许访问的录像资料。

为了节省录像存储空间，系统应能实现减帧存储技术，用户可设定是否启用历史录像降帧帧以及设定启用降帧技术的时间阀值。

7）、网络现状与规划

本视频监控项目将基于独立局域网网络视频监控专用网络构建，系统采用树形网络拓扑结构，构建由接入层、核心层组成的二层次网络拓扑结构。

由于本系统为一个全数字化的系统，所有视频、控制和管理数据都将通过网络进行承载，为了确保视频图像能够达到高清晰度、高流畅度和低延时，因此必须保证网络有充裕的带宽，和良好的连接性能和稳定性。

在选择网络设备时，应当选用高端知名品牌的产品，以确保网络质量。

在进行网络结构设计时，也要考虑系统高的可接入性、灵活性、开放性和实用性，同时为该系统后期的扩容和二次开发提供冗余空间。

接入层：

前端的高清网络摄像机，通过接入层的交换机接入到视频监控网络，并以独立建筑为一区域，形成各自的监控单元，通过六类千兆网线接入到监控室中心交换机相连。

核心层：

部署监控室的核心层交换设备，是基于系统的各种功能应用而构建的层次，包括管理、控制、预览、转发、分控和存储等，通过和汇聚层设备的级联，将前端所有监控区域摄像机发送的数据信号，在其内部完成的高速的数据交换，内容包括不同数据流格式和不同的目的主机地址，以对应后端中心的硬盘录像机进行录像存储。

5、系统组成

1）、前端设备的构成

包括摄像机、电源，交换机、等

摄像部分的作用是把系统所监视的目标，即把被摄物体的视频信号变成电信号，经过编码压缩，转变成数字信号，经过网线传输到监控室，录像机接收摄像机编码压缩传输过来的图像进行录像并在显示器上预览监看；摄像部分的核心是摄像机，是整个监控系统的眼睛，本系统选择国内一线品牌：

大华网络高清半球和网络硬盘录像机

2）.传输部分：

传输部分就是系统图像信号、声音信号、控制信号等的通道。

本系统采用六类主干网络和超五类无氧铜的网线进行数据传送。

3）.控制部分：

控制部分是整个系统的“心脏”和“大脑”，是实现整个系统功能的指挥中心。

本系统控制室，采用大华16盘位的网络高清录像机进行录像显示。

4）、系统设备选型

考虑到贵单位的安全保卫上的重要性我们在器材的选型上，选用质量可靠、并经过广泛工程实例应用过的产品；我公司选用浙江大华的产品，而周边的产品也选用国内性价比较高的产品。

为了使监控系统前端摄像机图像的清晰度需要得到保证，必须选用性能先进、技术可靠的产品。

以上产品都被国家公安部指定认证为推广产品，各项性能指标均符合国家安全检测标准，为性价比较高的产品，并且在国内众多大型工程上被广泛的采用。

6、显示及记录部分

在监控系统中，特别是在有多台摄像机组成的监控系统中，一般不是一台监视器对应一台摄像机进行显示，而是通过数字硬盘主机把几台摄像机送来的图像信号进行合成同时显示在一台显示器上，也就是在一台较大屏幕的监视器上，把屏幕分成几个面积相等的小画面（四画面、九画面），每个小画面显示一个摄像机送来的图像，再通过数字硬盘主机把几个图像记录下来，以备事后查寻。

利用安全防范技术，首先对犯罪分子有一种威慑作用，使其不敢轻易作案；其次，一旦出现了入侵、盗窃等犯罪活动，安全防范系统能及时发现、及时报警，监控系统能自动记录下犯罪现场以及犯罪分子的犯罪过程，以便及时破案，节省了大量人力、物力。

本系统采用3台64路网络硬盘录像机组成。

7、系统供电及布线设计

根据网络高清监控系统中的网线及电源线路将尽可能与弱电标准相符合，安装方式按照：

视频输出端（摄像机）——最近的线路接入——监控中心入口的方式布线。

在整个系统中采用统一供电的方式：

从监控中心出来一条220V的电源线至每个区域的弱电箱，经过弱电箱接入到每台摄像机，然后放置摄像机专用开关电源。

需要使用方在监控管理中心提供220V电源及安全接地。

摄像机的图像信号通过超五类无氧铜网线连接至24千兆交换机传输到监控中心48口千兆主交换机上；摄像机的电源通过RVV2*1.0无氧铜电源线从监控中心输送到每个弱电箱。

每台弱电箱通过电源线输出到各台摄像机。

所有的电源线均采用防火防腐蚀、防晒、防水线敷设，以符合消防及安全防范的要求。

对图像信号的传输重点要求在图像信号经过传输系统后，不产生明显的噪声失真（色度信号与亮度信号均不产生明显的失真），保证原始图像信号（从摄像机输出的图像信号）的清晰度和灰度等级没有明显下降等，设计过程中我们严格按照安防设计标准使本系统的传输方式达到最佳的传输效果。

1）、系统供电与备电

本监视系统内的所有用电设备均从监控中心机房供电。

电源要求交流单相220V、50Hz，电压允许偏差220V±10%，频率允许偏差50±1%；

用电负荷的总量应按现有设备总容量的120％计算，根据系统控制设备的功率总和，计算出所需用电负荷总和；

机房给供电负荷不得低于2KW；

为防止停电，建议甲方使用UPS不间断电源对系统进行供电。

2）、抗干扰措施

在监控技术的实际应用过程中，部分监控系统经常会碰到视频干扰问题，这些干扰一般都是由电磁场或周期性的噪声引起的。

因而我们在设计过程中已经充分注意到此类问题。

因为这类问题确有可能发生，而且一旦发生就需要一定的时间和额外的设备才能解决，也降低了整个工程质量，严重的甚至要重新铺设电缆才能消除干扰，这些必然影响了建设方的工程进度要求，也增加了建设方的投资成本。

视频图像干扰问题实际上与摄像机、显示器、各种视频控制设备及传输设备都没有什么关系，主要是由各种环境因素，如电磁场干扰或不同地段的地电压差引起的。

针对上述问题我们在设计过程中采取了以下抗干扰措施：

（1）交流电源进线必要时采用交流电源滤波器隔离和吸收来自电网的干扰。

（2）严格施工，确保施工过程中视频电缆护套不受损破，以避免电缆重复接地带来的地环路干扰。

三、技术培训

一个好的系统要能够正常运行，保持较长时间的无故障可靠运行，除了优质的设备选型、优良的施工质量保证外，还需要一批技术熟练的操作、维护和管理人员的支持。

特别是当今弱电系统的高新技术产品日新月异，发展飞速，不经过专业性的培训，已很难掌握和熟练地操作使用和维护这些产品和系统。

因此，对系统操作人员进行针对性的技术培训是非常必要的。

同时，考虑到人员素质不同，其专业知识接受能力快慢不同，为了系统建成后，能够正常操作使用，在此做了一个详细的人员培训计划。

培训标准

我公司建有完整的用户培训体系，可根据用户的需求、针对不同的项目、不同的系统、不同的对象，采取不同的培训方式和不同的内容进行培训。

另外我们还可对系统的管理人员和有关领导进行专业技术知识方面的培训，并进行考核认证达到包教包会的程度。

培训的内容：

对操作日用人员以系统的结构，基本功能、操作要领、运行管理及易产生的故障的原因及排除方法等内容为主；对进行维护人员进行基本功能、系统测试和调试方法、常见故障诊断及排除，日常维护保养方法等内容为主；对系统管理人员则以系统的基本原理与构造、基本功能、软硬件设备配置、运行、管理与维护的基本知识为主进行。

培训计划

对用户的技术培训，我们通过编制详细的材料，报经业主审批认可后组织实施。

一般情况，我们拟采取分阶段结合施工进行。

其一，在设备选型订货或加工制造开始，对一些业主认为必要的设备系统，应派部分管理技术人员，维护检修人员参加设备验收和调试；

其二，在系统设备进入安装阶段，管理人员和维护人员应参加施工单位的安装、调试、测试等施工过程，熟悉线路、设备安装特点、调试方法等。

再结合后期进行的专题理论培训，达到熟悉情况，适应工作需要的程度；

其三，在进入系统调试阶段，除管理、维护人员外，还要求操作使用人员也参加进来，了解系统运行、操作原理、调测试方法、交验测试的正常技术参数、指标等。

此时还要安排一定时间，进行按培训计划和教材的内容进行较为全面的理论知识培训，与现场操作相结合；

其四，调试和理论培训结束后，进入系统试运行阶段，重点是对操作使用人员的上岗操作技能培训。

直到一个操作人员完全熟练地掌握，能独立工作为止。

培训内容

整个培训内容，我们将编制和整理一些资料，形成教材，做到参加培训的人员人手一册。

为提高培训效果，在培训后我们将进行理论和实际操作技能的实验和认证，验证培训效果。

根据业主的需要，如若对系统中较复杂的主要关键设备或系统，需要培训高级的、全面的技术人员，我们可负责联系或组织到培训中心进行专业化培训。

为保证系统长期正常运行，合理的定期的开展维护检修，把故障现象排除在萌芽状态。

如若业主需要，我们还可协助编写系统的操作规程和检修维护保养规程，用于指导和规范各类人员的工作界面和行为。

四、售后服务

维修服务及售后技术支持

工程验收通过之日进入运行阶段起，我公司将保证满足系统运行和维护管理的需要，提供全面的技术支持，售后服务和保修服务。

我公司对所提供的产品除了实行一年免费保修的服务承诺外，还实行终身维护。

提供对产品或系统扩展、升级以及更新换代的最完美的技术支持。

运行和维修管理的措施

从系统验收通过之日起，系统进入运行阶段。

我们将采取以下措施，加强管理和维护。

验收后进入运行保障期时，将指派1名技术熟练的专业工程师专门负责本项目，随时解决系统运行中的问题，确保其正常运行。

系统验收后，协助业主有关人员，制订出系统的运行和维护检修规程、各级人员岗位责任制、检修计划等规章制度，分清系统值班运行人员和维护检修人员的工作界面。

开展正常的维护、检修工作。

协助业主有关人员编制保障正常运行和维护检修常用器材计划，并做好备料，检查准备常用检修工具、设备仪表，以备紧急情况排除故障，保证正常运行。

协助业主有关人员做好运行和维护检修纪录。

与业主建立技术支持的协议，保证运行保障期全方位技术支持。

在运行保障期满时，对系统软、硬件设备进行一次全面检查和维护。

五、系统主要设备及技术参数

1、高清（200万）星光红外海螺半球型网络摄像机

采用高性能两百万像素1/2.8英寸CMOS图像传感器，低照度效果好，图像清晰度高

可输出200万（1920x1080）30fps

支持H.265编码，压缩比高，超低码流

最大红外监控距离50米

支持走廊模式，宽动态，3D降噪，强光抑制，背光补偿，数字水印，适用不同监控环境

支持ROI，SVC，SMARTH.264/H.265，灵活编码，适用不同带宽和存储环境

支持区域入侵，拌线入侵，物品遗留/消失，场景变更，徘徊检测，人员聚集，快速移动，非法停车，音频异常侦测，人脸侦测

支持内置MIC

支持DC12V/POE供电方式，方便工程安装

支持IP67防护等级

2、16盘位高端型H.265NVR

支持嵌入式Linux系统，工业级嵌入式微控制器

支持WEB、本地GUI界面操作

可接驳支持ONVIF、PSIA、RTSP协议的第三方摄像机和主流品牌摄像机

支持IPv4、IPv6、HTTP、UPnP、NTP、SADP、SNMP、PPPoE、DNS、FTP、ONVIF（支持2.4版本）、PSIA网络协议

支持最大64路网络视频接入，网络性能接入256Mbps，储存256Mbps，转发256Mbps

支持12M/4K/6M/5M/4M/3M/1080P/1.3M/720PIPC分辨率接入

支持2×12M/4×4K/6×5M/8×4M/11×3M/16×1080P/32×720P解码，最大支持16路视频回放

支持1路VGA输出，2路HDMI输出，支持VGA和HDMI1同源输出，双HDMI4K分辨率异源输出

支持8个内置SATA接口，单盘容量支持6T，可配置成单盘，支持Raid0、Raid1、Raid5、Raid6、JBOD等各种数据保护模式

支持1个外置eSATA接口，用于录像和备份

支持IPC复合音频1路输入，支持语音对讲1路输出，支持PC通过NVR与网络摄像机进行语音对讲

支持16路报警输入、6路报警输出，支持开关量输入输出模式

支持4个USB接口（2个前置USB2.0接口、2个后置USB3.0接口）

支持2个千兆以太网口，支持2个不同段IP地址的IPC设备接入，支持将双网口设置同一个IP