毕业设计（论文）-校园视频监控系统建设工程设计.docx

毕业设计（报告）课题:校园视频监控系统建设工程设计学生: 系部:物联网学院 班级:物联网1504班 学号指导教师: 装订交卷日期:20171020 毕业设计（报告）成绩评定记录表指导教师评语（包含学生在毕业实习期间的表现）:成绩（平时成绩）: 指导教师签名：年 月 日评阅教师评语：成绩（评阅成绩）: 评阅教师签名：年 月 日答辩情况记录:答辩成绩:答辩委员会主任(或答辩教师小组组长)签名:年 月 日总评成绩:注：1.此表适用于参加毕业答辩学生的毕业设计（报告）成绩评定；2.平时成绩占20%、卷面评阅成绩占50%、答辩成绩占30%，在上面的评分表中，可分别按20分、50分、30分来量化评分，三项相加所得总分即为总评成绩，总评成绩请转换为优秀、良好、中等、及格、不及格五等级计分。教务处制校园视频监控系统建设工程设计专业：物联网应用技术学生：王语嫣 指导教师：王松柏摘要随着计算机、网络以及图像处理、传输技术的飞速发展，人们对监控系统的需求层次不断提高，视频监控技术也有了长足的发展。从上世纪80年代中期的模拟视频监控系统开始，到90年代后期的数字化视频监控系统，直到现在的网络视频监控系统，正在全面向数字化、网络化、智能化、集成化的方向发展。尤其是目前的4G网络技术已能够满足用户通过移动网络进行视频监控多方面的需求，使得随时监控、异地监控，远程操控，一体化网络视频监控业务形成巨大的发展潜力。因此，更加智能且一体化的视频监控系统一直是研究和开发的热点。本文从经济、社会发展的需求出发，分析了创建平安校园监控系统的建设背景、建设必要性，回顾了视频监控技术发展历程以及国内外视频监控业务发展现状，对其中关键技术进行了分析，提出了平安校园建设的基本原则、关键问题、建设要点，接着对宽视界产品的定义、整体架构、主要功能、优势特点进行了介绍，最后以郯城平安校园建设为例，给出了视频监控技术在平安校园建设方案中的良好应用。【关键词】：视频监控 安全防范 智能化 平安校园目录第一章 绪论11.1 论文背景11.2 论文研究内容11.3 设计思路和原则11.3.1 设计思路21.3.2 设计原则2第二章 工程建设方案32.1 现状简述32.2 需求分析32.3 监控点位置42.4 组网方案42.5 监控系统功能5第三章 系统实施方案73.1设备采购及配置73.2布线要求73.3安装细则及施工注意事项73.3设备配置方案93.4配置计算93.4.1存储空间93.4.2传输带宽103.5 IP地址配置10第四章 总结11参考文献12致谢13第一章 绪论1.1 论文背景目前，随着我国教育业的快速发展，以及实现现代化教育的迫切需求，教育改革势在必行。实现现代化教育，首先要解决的问题是如何保证在校学生有一个安全健康的学习环境，而近期发生在全国各地的校园诈骗、盗窃以及交通事故等安全隐患已经引起教育部和公安部门的高度重视，随之出台了一系列关于加强校园安全防范建设性的文件1。为了做到让学校管理者对校园透明性管理，让教育部门能够对学校环境进行掌控，校园视频监控应运而生。经过实地勘察，重庆电子工程职业学校地处市郊，一期建设完成的食堂、学生宿舍、图书馆、教学楼、办公楼等楼体在设计上均采用了开放式设计，楼体的出入口以及楼体边界较为开阔，且其周边环境尚未完全建设完善，边界过往人员复杂、车流繁多，使得教师和学生安全以及学校公有财产安全保卫任务的建设显得日渐繁重。因此建设一个有效、稳定和智能化的安防系统具有重要意义。近年来，校园监控得到了各类学校以及各级教育主管机构越来越多的重视，从以保护师生安全为目的的平安校园，到以提升监考效率为目的的网上巡考，校园监控正在延伸到教学、管理、安全防范等各个层面。到2015年，80%以上的高校安装了监控系统3。1.2 论文研究内容本课题设计是根据校园视频监控系统项目总体方案进行的深入研究。课题内容研究数字视频监控系统的设计方案及施工思路，这其中包括整体网络平台搭建设计，施工步骤，布线要求及整体系统的安全问题等。在研究过程中，将根据以上涉及的各部分内容为实际系统搭建的基础，把摄像机设备作为监控系统的终端，分布在校园的各个位置，为实现采集校园视频数据和进行安防监控的功能。1.3 设计思路和原则1.3.1 设计思路首先完全依据学校提出的要求和切实可行的现场，然后依据相关的国家标准、行业标准、公安部和国家技术监督局颁布的安防系统相关技术要求、技术规范3。1.3.2 设计原则根据学校的现场实际情况，可以对校园视频监控系统进行全面的规划，力求保证系统的先进性、安全性、实用性、经济性以及高性价比为原则。在进行闭路监控系统设计的时候，依照学校对该系统的基本需求，本着架构合理、安全可靠、产品主流、低成本、低维护量作为出发点，并依此为学校提供先进、可靠、安全、高效的系统解决方案4。架构合理：就是采用先进合理的技术来构架系统，是整个系统安全平稳的运行，并具备未来良好的扩展条件。稳定性和安全性：只有稳定性的系统才能确保学校闭路监控系统平稳运行产品主流：系统是否采用当今主流产品，关系到系统的整体质量和未来能否得到良好技术支持一记完整的技术文档资料。低成本低维护：指力争有良好的性能价格比，所采用的产品是简单，易操作。15工程建设方案第二章 工程建设方案2.1 现状简述重庆电子工程职业学院视频监控系统经过多年的运行，主要存在以下问题：（1） 原有的视频监控系统因建设时间较早，设备普遍存在老化和损坏情况，基本处于瘫痪状态，已经无法满足校园安全防范和日常管理工作的需要；（2） 各区域已有视频监控系统未完成整合，严重影响学校保卫部门统一监控、统一管理的安防工作；（3） 现有校园网只覆盖了校园的主要区域，末端部分无相应的光缆、管道资源，影响学校的整体校园监控工程的规划和建设。2.2 需求分析 本项目为重庆电子校的校园监控系统，主要分为北校区和南校区两部分，包括，在北校区宿舍楼、北校区教学楼、北校区食堂、南校区宿舍楼、南校区教学楼、南校区办公楼、南北校区图书馆监控点。总共100个监控点，其中8个动点，92个定点。根据校园网络监控的特点及具体情况，我们分析得出主要监控点如表2-1所示。 表2-1 校园监控点分布及情况学校大门口监控：主要监控出入的车辆和过往的人群教学楼监控：24小时全面监控各个出入口（包括窗口、过道、门）等重要场所，防止内偷外盗。学生寝室监控：24小时全面监控各个出入口（包括窗口、过道、门）等重要场所，防止内偷外盗及外来骚扰特别是女生寝室，但不能涉嫌侵犯学生的隐私。公共场所监控：体育场、广场实行24小时全面监控。人流多的路口和交通要道：实行24小时全面监控。所有的视频监控传回相应的监控室进行显示，存储，存储时间不小于30天。其中北校区和南校区都配置电视墙系统，并且北校区和南校区的视频图像需要实工程建设方案现共享，即不论在北校区或南校区都可以看到两个校区的任意图像，并能快速切换上墙显示。2.3 监控点位置该工程的监控位置点如表2-3：表 2-3 校园视频监控位置监控位置数量(台)校门及周边8教学楼30宿舍40食堂6操场6图书馆10总计1002.4 组网方案本工程校园网络摄像监控系统采用IP方式组网，在电子校校门及周边、教学楼、及宿舍采用分辨率为1080P的IP摄像机，食堂、图书馆和操场采用分辨率为720P的IP摄像机。摄像机就近接入新增的NVR设备，NVR通过视频承载网上联到监控中心。在门卫室处，监控客户端接入局域网，然后接入视频承载网。监控中心采用核心交换机组网，数据管理服务器、视频管理服务器、磁盘列阵、解码器等分别上联到核心交换机，通过解码器将图像在电视墙上显示。本视频监控系统由前端设备和后台的视频监控软件组成。在本结构图中，综合了网络的架构和网络负载情况，可行性如下：1. 在所需部署视频监控设备的点位，根据就近原则选择最优的网络接入点。2. 在考虑到寝室网络和教学办公网络的特殊性，在寝室区域部署监控设备时，选择就近的汇聚层交换机接入;在教学办公网络部署监控设备时，选择就近的接入点。该工程的网络拓扑图如图2-4所示：图 2-4 校园视频监控网络拓扑图NVR作为全网络化架构的视频监控存储系统，其前端监控点采用的是IP摄像机，每个监控点设备与中心NVR之间均可以通过任意网络进行互联，传输网络可以是专网或是公网，采用的方式可以是有线或无线，固定或移动，监控点可以部署在任意位置4。提升了系统的可管理性和可维护性，也符合校园建设高性价比视频监控网络的要求6。2.5 监控系统功能本工程监控系统功能主要有：1）实时视频监控功能系统实时视频监控的功能需求主要有：选择播放模式对于每路视频，系统能够提供不同的视频浏览模式，在网络带宽不足情况下，可以选择合适的播放模式；选择播放列表每个播放列表代表特定的视频输出，系统能够保存多个播放列表，可以根据自己关注的现场视频，快速调用相应的播放列表；轮询播放方式在同一个窗口，多路摄像机按照一定的时间间隔进行循环显示；图片抓拍功能系统支持手动抓拍和告警联动抓拍功能，可以抓拍监控现场实时视频的图片和录像回放视频的图片，存储在指定的位置；图片可以打印输出，作为事件线索证据、文档素材等资料；字幕叠加功能在各监控中心，除了显示现场的视频信息外，在视频画面上可以叠加相应的地点、时间、告警标示等信息，便于进行区分视频信息；可以编辑某一路视频的标识字符，支持中文、英文、数字方式；系统能够自动叠加时间信息，可以灵活设置字符在视频上显示的位置。能实时的监控各监控点状态及工作情况显示其监控范围内的全部被监控对象状态的画面，能够多画面监视，1/4/9/16彩色实时画面同屏显示。2）录像检索回放功能 录像查询系统可以按摄像机名称、存储日期及时间、告警信息等进行多条件组合查询录像文件；支持对中心录像的媒体文件进行查询功能； 录像导出系统支持多种录像文件导出方式，通过客户端软件可以按照录像类型、日期及时间、摄像机名称等条件媒体视频文件，备份至硬盘、光盘等存储介质； 录像回放对于存储的录像文件，系统支持在线回放和下载本地回放功能，可以同时回放多个录像文件；可以选择通用播放软件回放录像，并且支持快放、慢放、拖拽等功能；3）监控录像的存储功能应能将所监视的视频进行数字化记录，在监控平台上根据权限和级别查询历史视频信息，需要时可配置光盘刻录机对需要的图像进行刻录备份，也可配置彩色打印机，打印画面。系统实施方案第三章 系统实施方案3.1设备采购及配置视频监控设备一般由以下三部分组成：.前端部分：主要由摄像机、镜头、云台、防护罩、支架、解码器等组成。.传输部分：使用电缆、电线采取架空、地埋或沿墙敷设等方式传输视频、音频或控制信号等。.终端部分：主要由画面分割器、监视器、控制设备、录像存储设备等。3.2布线要求此次综合布线系统的核心要求如下： 满足相关的国际标准和国家标准； 能够支持各种计算机网络设备和视频监控系统； 具有先进性、可靠性、标准性、可互换性和可扩充性。3.3安装细则及施工注意事项 准备工具：冲击钻、水平尺、拉线、线坠、剥线钳、弹墨线、电工刀、架梯、电烙铁、一字改锥、十字改锥、尖嘴钳，数字万用表或指针表，500V绝缘摇表准备辅材：塑料胀管、机螺丝、平垫、弹簧垫圈、接线端子、钻头、焊锡、焊剂、绝缘胶布、塑料胶布、各类接头等。安装步骤：A、线路安装与选材1、电源线：要选“阻燃”电缆，皮结实，在省成本前提下，尽量用粗点的，以减少电源的衰减。2、视频线：SYV75-3线传输在300米内，75-5线传输500米内，75-7的线可传输800米;超过500米距离，就要考虑采用“光缆”。另外，要注意“同轴电缆”的质量。3、控制线：一般选用“带屏蔽”2*1.0的线缆，RVVP2*1.0。4、穿线管：一般用“PVC管”即可，要“埋地、防爆”的工程，要选“镀锌”钢管。B、控制设备安装1、控制台与机柜：安装应平稳牢固，高度适当，便于操作维护。机柜架的背面、侧面，离墙距离，考虑到便于维修。2、控制显示设备：安装应便于操作、牢靠，监视器应避免“外来光”直射，设备应有“通风散热”措施。3、设置线槽线孔：机柜内所有线缆，依位置，设备电缆槽和进线孔，捆扎整齐、编号、标志。4、检测对地电压：监控室内，电源的火线、零线、地线，按照规范连接。检测量各设备“外壳”和“视频电缆”对地电压，电压越高，越易造成“摄像机”的损坏，避免“带电拔插”视频线。C、摄像机的安装1.根据现场实际情况，选择安装方式，室外采用立杆，水平支架安装，室内采用墙壁水平支架安装或吸顶吊装，并在支架上安装万能转向夹，万能转向夹和水平支架的连接用镀锌螺丝固定。2. 防雷绝缘：强电磁干扰下，摄像机安装，应与地绝缘;室外安装，要采取防雷措施。3、红外高度：红外线灯安装高度，不超过4米，上下俯角20度为佳，太高或太过，会使反射率低。4、云台安装：要牢固，转动时无晃动，检查“云台的转动范围”，是否正常，解码器安装在云台附近。3.3设备配置方案本工程设备配置如表3-3所示。表3-3设备配置表序号设备名称配置要求单位数量1NVR32路，XK-NVR6016台102硬盘企业级硬盘，4TB，SATA接口块463监视器40寸LED台24鼠标USB接口个25交换机48GE电口二层台26光电转换器1路百兆台307IP摄像机1080P台308IP摄像机720p台709摄像机电源12V套3010摄像机支架枪机吊挂支架套2011网线超五类屏蔽米80012光缆4芯米6703.4配置计算3.4.1存储空间本期工程新增的磁盘阵列主要用于视频监控系统监控图像的存储。单路720P视频存1天所需存储=4M360024/8/1024/1024=0.04TB；单路1080P视频存1天所需存储=8M360024/8/1024/1024=0.08TB。本期工程各阶段监控点位存储30天所需存储容量如下表所示： 表2-4 存储容量配置表序号阶段720P摄像机1080P摄像机30天存储容量3T硬盘数量1一期15台8台75.51TB162二期20台10台120.11TB103三期35台12台166.97TB203.4.2传输带宽根据监控行业规定，720P格式的视频码率为4M，1080P格式的视频码率为8M。本期工程各摄像机至NVR采用网线或光缆进行传输，720P摄像机传输带宽需求为4M，1080P摄像机传输带宽需求为8M。3.5 IP地址配置IP地址的合理分配是保证网络顺利有效运行和网络资源有效利用的关键，对于工程新增设备IP地址的分配应尽可能申请到地址空间，充分考虑到地址空间的合理使用，保证实现最佳的网络内部地址分配及业务流量的均匀分布。系统实施方案第四章 总结近年来，校园视频监控的建设已深入人心，成为科研人士研究的重要课题，想要建设一个一个既能满足当前的需求又能在将来得到扩展的视频监控系统，就必须根据校园对视频监控的需求和校内信息点的分布来进行设计和建设，本项目的设计就是一个非常典型的例子，本次的设计方案就非常的符合建设思路，即便出现某些异常情况，仍然然能保证整套系统可靠、高效、顺利的运行。校园视频监控将是未来发展的主流趋势，校园视频监控的安全设计改变了师生们的生活和学习，给教学、娱乐、科研等都带来了很多的优越性，实现了校园安全的大范围监控和全局统一指挥。 经过了一个多月的辛勤劳动，我的毕业设计终于接近尾声了。大学的时光将成为一段难忘的历史，珍藏在记忆中。而我也即将开始另一段旅程。在以后的生活中，我会尽力发挥我们物联网专业的优势，在这个新新道路越