校园数字视频监控系统的设计与实现

校园数字视频监控系统的设计与实现

大学作为国家人才的重要基地，其安全直接关系到社会的发展和稳定。由于这几年高校处于快速发展时期,校园面积的不断扩大和师生人数的逐渐增加,学校的安全防范单靠保安人员巡逻和建立围墙、铁丝网等设施是很难保证的。因此,必须建立一套数字视频监控系统来弥补在学校治安管理当中的不足,突破校园安全管理的瓶颈。随着社会的高速发展,计算机技术和网络技术不断进步,视频监控也经历了从模拟技术的视频监控系统、基于PC的远程视频监控系统到嵌入式技术的网络视频监控系统的过程。在组建基于校园网的数字视频监控系统时充分利用学校现有的网络资源,提高数字视频监控系统的实用性,做到可以随时监视校园的安全状况,快速处理突发事件,减少各类案件的发生。1设计原则1.1视频监控系统数字视频监控系统的设计思想符合视频监控的发展潮流,该系统的技术性能和指标达到国际水平;以先进的视频监控技术进行组网,支持视频数据的实时传输及多路监控。另外数字视频监控系统容易安装、使用方便,适合于各种层次的管理层使用,学校保安室的工作人员不用经过专门的培训就可以直接使用,符合学校的特点。1.2学校安防数字视频监控系统的成本充分考虑学校的治安情况,在该数字视频监控系统的功能和性能满足学校安防的实际需要前提下,充分利用学校现有的网络、设备资源来组建该系统,实现最佳的性价比,大大节约了建设该数字视频监控系统的成本。1.3组合作及认证数字视频监控系统支持管理员和用户的二级权限管理,管理员利用管理服务器对数字视频监控系统中的所有成员进行集中式管理;每一个成员加入或退出监控系统必须通过组管理服务器进行认证或登记。该系统的可靠性较高,在系统发生故障造成中断时,视频图像数据能够准确、完整的保存下来,并且在较短的时间内迅速恢复它的监控功能。1.4数字视频监控系统的功能学校的校园面积和师生人数在不断的变化,需要组建更加灵活的数字视频监控系统来满足它的安防需要。该数字视频监控系统在设计中充分考虑到以后的技术发展和使用的需要,具有扩充和升级的功能,它的前端连接网络摄像机,无论将来增加多少个摄像机都不影响系统的正常运行,只要将摄像机连接到网络就可以形成系统,当系统变大时,只需要升级服务器软件和增加网络储存硬盘就可以实现。2系统设计2.1系统联网架构该数字视频监控系统以学校的保卫室为监控中心,系统采用全数字化监控结构。以视频监控专用网络为资源,作为监控信息的传送和管理平台。前端网络摄像机直接接入专用交换机,后端采用视频管理器进行录像存储及视频网络流媒体转发,交换机之间采用光纤直联。将分散在学校中的各个监控点网络联接起来,并且利用多媒体服务器、管理服务器、交换机等设备对监控单元所提供的视频进行管理,对校园监控环境进行跟踪监视。系统联网架构如下图1。系统的建设必须是IP网络、视频处理、图像存储及业务软件等一系列技术及产品的有机整合。它的具体组成应具备如下几部分:2.1.1前端摄像机器件网络摄像机是指以公开方式安装在现场的摄像系统,完成视频信号的获取及输入功能,包括各种固定摄像机、半球摄像机、高速智能球机等前端摄像器材设备,全部采用高清(HD)网络型设备。它是整个系统的眼睛,网络摄像机把监视的内容转化为图像信号,并传送到控制中心的显示器上。它的好坏以及产生的图像信号将影响整个系统的质量,因此,网络摄像机的指标应高于整个系统的指标,该部分的选择是决定整个系统图像清晰稳定的关键。2.1.2监控设备控制视频监控中心是整个安全防范的神经中枢和心脏,承担着整个系统的动态图像及监督、显示、记录、调度等任务。这部分完成对所有监控设备、业务的管理及控制,包括了视频管理器、数据管理器等组件。其中视频管理器是系统的管理中心和控制中心,视频管理器的授权用户可以在任意一台PC管理终端上完成对全网的设备管理、资源调度、云台控制和解码输出控制,所有的控制指令由视频管理器集中处理和发送。通过视频管理器,可以很容易地实现对系统所有视频的集中管理。2.1.3传输和交换功能完成视频流的传送及交换功能。构建的网络可同时具备传输和交换的功能,可实现视频流的无阻塞交换,确保图像的清晰度和实时性,并具备高度的安全性、天然的可扩展能力和灵活性。2.1.4系统的充填系统由于数字视频监控系统对远端设备的稳定性和实时性要求很高,这就决定了普通的操作系统没有办法满足它的工作要求,选择一款合适的操作系统能缩短开发周期,系统也更加稳定,还会大大降低系统的开发成本。本系统选择的嵌入式操作系统软件Clinux,Clinux是专门为无MMU微处理器使用的嵌入式Clinux操作系统,由linux2.0内核发展而来。由于大多数内核的二进制代码和源代码都被重写,进一步缩减了Clinux内核的代码,Clinux内核比Linux2.0原内核小得多,支持多任务,并保留了linux的主要优点:稳定性、优异的网络能力以及优秀的文件系统支持。2.2管理服务器模块数字化视频监控系统硬件主要设备:(1)解码器;(2)流媒体服务器;(3)管理服务器;(4)网络存储;(5)路由器;(6)液晶显示器。系统的控制中心,通过视频编码器、PCI总线等接口完成监控数据的采集与存储、报警和网络分控功能。3控制管理模块把先进的计算机网络技术、流媒体技术等应用于视频监控系统中,实现了视频监控的数字化、网络化,改变了传统的工作模式,给监控系统带来了改革。本系统所设计和实现的核心模块具有