高清网络视频监控系统方案设计

高清网络视频监控系统方案设计1.1整体设计1.1.1系统整体架构针对本次项目，结合#######的实际情况，并集多种音视频系统和其他业务系统与一体，实现高清监控、报警联动等功能，充分满足#######的日常管理需求。本次新建的#######网络监控系统的总体架构如下：系统架构图 1.1.2拓扑图组网拓扑图（只列部分主要设备）1.1.3组网说明 如图所示，本系统依托IP网络构建了一个星型的、数字化的两级架构视频监控网络。 本系统主要有三大部分组成：总控中心、分控前端、监控前端 总控中心：负责对前端分散区域高清监控点的接入，并通过权限设置，实现对其他分控中心前端的视频浏览和集中显示；主要部署网络录像机、解码器、电视墙、操作席、对讲音频设备及网络设备等。分控中心：主要实现对所辖区域高清监控点的接入，可以实现本地浏览和存储功能；主要部署网络录像机、显示器、对讲音频设备及网络设备等。监控前端：主要负责各种音视频及告警信号的采集，通过部署高清网络摄像机、告警设备等实现，并将采集到的信息实时传送至各个监控中心。1.2前端部署设计1.2.1高清网络摄像机的部署前端摄像机实现对监控目标图像信息采集，是监控系统的原始信号源，其功能状态、质量优劣直接影响整个系统的功能发挥。传统的监控系统采用模拟摄像机和视频线缆实现图像采集和视频流传输，很容易被各种电气设备所产生的强磁干扰，导致模拟监控线路传输的模拟视频信号受到干扰，影响画面的质量；同时视频线也受到限制，超过一定的距离还需增加光缆和光端机设备，大大增加的布线成本和施工难度；并且模拟摄像机受到自身的限制，图像分辨率仅能达到CIF、D1的标清质量，无法满足#######项目的实际需求，也不符合监控行业的发展趋势。基于以上原因，以及客户要求“系统提供高清图像质量”的需求，本方案建议所有新建前端摄像机均采用支持720P、1080P高清网络摄像机。高清网络摄像机能够同时完成图像采集和视频信号编码的工作，监控图像采用网络信号进行传输，由于数字信号的抗干扰特性，在电磁干扰环境中能够保障前端图像的不失真，实现图像信息的远距离传输，也符合视频监控的发展趋势。对高清网络摄像机的参数具体要求如下：视频编码协议：H.264、MPEG-4图像分辨率：CIF、720P/1080P图像帧率：1～30帧/s存储接口：支持TF存储卡支持智能存储（ANR）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自适应网口双码流：支持720P/1080P、CIF格式的双码流同时输出经过对本次项目的实际勘察，本方案建议主要在以下区域进行高清网络摄像机的布防。1.2.1.2针对出入口、车库部署针对出入口和车库，是整个监控的重要区域，本方案建议采用高清低照度枪型网络摄像机IPC120，支持1080P的高清分辨率，通过选配不同的镜头规格实现不同距离的监控要求，同时在低照度（最低0.01lux）情况下也能展现画面的良好可视效果，下图是普通照度和超低照度的效果图：普通照度超低照度针对本方案，在每个出入口部署两个高清摄像机，实现对进口和出口的实时监控。IPC120系列高清网络摄像机除满足上述指标及功能外，具有丰富的网络接口，通过选配可以支持光纤接入、WIFI接入、POE（网线供电）接入等；同时具有宽动态功能，在光线明暗对比强烈的环境下，图像更加清晰明亮。（下面有图）1.2.1.3针对道路、活动场所部署针对道路、活动场所等一些比较开阔的区域，本方案建议采用我司的高清网络球机IPC412，通过我司客户端软件可以进行PTZ控制，并有针对的进行轮巡操作，保证覆盖各个区域所有死角。为满足24小时监控的目的，本方案建议为每个IPC412高速球机安装补光灯进行实现，确保在夜间没有光照度的情况下能够正常工作。IPC412高清网络球机支持360°的高速旋转，支持超低照度，并且具有18倍变焦能力，能够全方位观察被侦查目标的细节，具有255个预置位可以进行存储，实现全方位的联动功能，同时也具有IP66的高等级防水设计，确保在各种恶劣环境下能够正常稳定的工作。18倍光学变焦功能1.2.1.4针对室内部署针对楼宇大厅、电梯进出口、管理办公室等区域，根据光线的实际情况建议采用我司的高清红外半球IPC211和高清低照度枪机IPC112,通过成对部署实现无缝监控。针对一些狭长的走道并没有夜视要求的地方可以采用高清低照度枪机IPC112，IPC112能够在低照度光线不佳的情况下也能完美显现监控效果，如下图所示：普通照度下拍摄效果超低照度下拍摄效果通过成对部署，能够实现无缝覆盖，比较适合夜间有灯光的室内区域，并且具有宽动态功能，在光线明暗对比强度比较大的区域也能保证图像的清晰完美，如下图所示：开启宽动态未开启宽动态针对室内需要进行24小时监控的区域，如安全通道、机房等区域，建议采用IPC211红外半球网络摄像机，IPC211半球摄像机具有超广视角的特色，能对狭小区域进行全方位覆盖，并能够实现30米的红外照射距离，特别适合各种室内环境的部署。下图是夜间和白天的效果图对比，可见在晚上没有光照度的情况下也确保图像的清晰和可看度。日间夜间相比较标清摄像机，高清网络摄像机在图像细节描述、逼真度、施工难易度、故障产生几率、性价比方面拥有绝对优势，并且具有16:9的高保真画面，比传统标清画面大25%，如下图所示，目前高清监控解决方案已成为业界的主流趋势。高清标清本次项目所有的高清网络摄像机均采用原有网络进行接入，并集成了报警和控制接口，大大节省了原有的布线成本，具体的连接的方式如下：高清网络摄像机接入示意图如上图显示，通过IPC的报警接口很好的和其他业务子系统进行融合并可实现报警联动的功能，并能实现语音对讲的功能。1.2.2语音对讲设计通过NVRSTATION客户端能够方便实现和远程前端的对讲，但前端不能轻易实现和监控中心的对讲；针对本项目客户要求监控中心和前端双向语音对讲的需求，本方案在前端采用告警开关量的输入，使用报警联动的方式来触发。具体实现的方法就是通过网络摄像机的报警接口接入一个紧急呼叫按钮开关来触发报警，报警信息会传送至监控中心，监控中心通过告警信号建立一个通道与前端进行语音对讲。其前端接入示意图如下：语音对讲接入示意图1.2.3其他设计摄像机安装首先在设备的安装点上划线、定位，根据支架的安装尺寸和孔径，选配合适的膨胀管和相配的冲击钻钻头。开孔时注意立杆、墙壁的保护。安装支架时注意横平竖直，安装牢固，不得有松动、歪斜的现象。安装摄像机时必须安装牢固，调整方便，不允许滑丝、松动现象。安装完成后，注意采取保护措施，防止脏污。对于在道路、开阔地的监控可以采用立杆的方式，立杆的高度建议为1.5米-6米，根据立杆的高度不同，可以选用的立杆的直径也不同，立杆与球机的连接件应采取密封和防水措施；立杆做灌筑基础，基础深度≥1500mm，底部直径应不小于1000mm。立杆高度现场查勘确定，一般不低于5000mm。整个立杆能承受九级以下的台风，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。取电设计考虑到前端摄像机位置分布区域广，可根据#######区域布线实际情况采用就近取电的方式，如路边的监控点可采用路灯进行取电。防雷设计室外摄像机的安装需加装防雷设备，可以有效的防止瞬时雷击和浪涌等各类脉冲信号对设备造成的损坏。本方案建议，所有的室外摄像机均需配置防雷器，其安装示意图如下：控制箱安装为提高系统的集成度，前端摄像机的其它附助设备，应设计控制机箱统一集成，特别在室外该控制箱除保证防水、防撬外，还必须为箱内的设备提供合理的使用温度和使用空间。以保证箱内设备的散热和空气流通；箱体采用底部进线。本次项目中控制箱的主要安装的设备如下：1、直流变压模块2、借用其他线路的220V交流电的引入3、过流过压保护装置和电源防雷保护装置4、接线端子5、维修开关和插座6、接地设备1.3总控中心设计本项目的监控中心位于#######区域，是#######的中枢指挥机构，通过权限管理，实现对所有前端实行集中浏览和控制。监控中心示意图针对本次项目的实际情况，总控中心部署的设备主要包含：网络录像机、解码器、操作席和电视墙等设备；网络录像机主要负责对前端分散监控点的接入和码流的存储转发等功能。针对本次项目的实际勘定，对于前端分散监控点数量总共为50监控点，所以本方案建议在监控中心部署1台NVR2860-32HD高清网络摄像机，单台NVR2860-32HD网络摄像机支持32路前端的接入，支持1080P、720P、D1、CIF格式，完全能满足客户要求“高清画面显示”的需求。同时NVR2860采用嵌入式的硬件结构设计，内嵌linux操作系统，有效防止病毒木马攻击，确保了系统的安全可靠性。在电视墙设计方面，部署大屏幕的高清电视墙，采用KDM2510高清解码器对重要区域进行实时监控，并实现告警联动上墙的功能，完全满足客户要求“实时浏览、集中控制、告警联动”的需求。用户可以通过操作席实现对所有设备参数的配置和管理，并且系统提供图形化的界面，方便易用。监控中心主要实现的功能如下：1、视频浏览和控制客户端提供图形化管理界面，操作简单；支持多画面风格设置，支持抽帧播放、全屏显示、图像抓拍、轮巡监控、局部放大、中心定位、PTZ控制；支持自定义轮巡设置，支持视频浏览预案设置和视频浏览预案载入；支持电视墙管理，支持电视墙预案轮巡、电视墙图像轮巡、告警图像上电视墙功能；提供电子地图功能，支持客户端地图双显功能。2、录像管理和录像回放支持平台录像、本地录像和前端录像，客户端支持图像抓拍；可设置盘满自动覆盖或停止录制，支持定时录制、手动录制和报警录制；可以对多个摄像机批量定制录像计划，支持定时随机、定点录像；系统提供录像下载，并支持本地刻录功能。系统可按摄像机编号、日期、时间、报警信息等多种方式检索、回放录像，可逐帧，高速率快慢回放，图像和声音同步回放；3、系统管理功能支持用户分三级管理，可以为不同的用户分配不同的操作权限和设备管理权限；支持设备权限的设置和修改，提供设备的添加、删除以及设备信息的修改功能，可对前端进行名称、ID等进行统一编码，统一管理；支持设备软件的远程升级功能；提供系统配置管理和系统性能管理，提供状态监测、系统备份及数据恢复功能。4、日志管理功能日志功能包含：告警日志、用户日志、设备日志；能够保存报警的详细信息，支持针对报警记录分类查询、检索、导出，方便后期整理、分析；支持根据日志的类型、时间、触发点进行查询，并能导出列表。5、语音对讲通过客户端实现和前端监控摄像机实现语音对讲功能；相应前端摄像机的语音对讲要求，实现双向语音对讲。1.4分控中心 如上图所示，分控中心主要负责对所辖区域的前端接入，主要部署网络录像机、显示器、音频设备及网络设备等。 根据本方案实际勘定，各分控中心的前端数量分别为8路、15路，所以本方案建议，在各分控中心分别部署NVR2820E-9HD和NVR2820E-16HD；NVR2820E-9HD能够实现最多9路前端高清接入，NVR2820E最多能够实现16路的前端高清接入。 为节约客户成本，各分控中心分别配置一台液晶显示器，进行本地输出显示。1.5告警联动设计本次项目所使用的高清网络摄像机均带有告警输入输出接口，有效融合了视频监控和报警联动功能，将传统的视频监控系统和报警系统合二为一。报警联动的实现过程在逻辑上可分为：1）报警信号的采集；2）报警信号的传输；3）报警存储；4）报警信号的应用。1)报警信号的采集报警信号采集主要由报警单元完成，报警单元主要指报警信号的发生设备，为监控系统提供报警信息。通常报警设备有红外、烟感、温感、门磁、紧急按钮等等，报警设备通常提供开关量输出，由前端编码器接受开关量信号，实现报警信号接入系统与告警联动。报警信号的接入示意图如下：报警信号接入图2)报警信号的传输报警信号的传输过程指报警信号经前端编码器，在本地输出或通过IP网络传到后端的一个过程。报警信号最终有三种流向：报警信号经本地编码器输出，触发本地声光电等报警；报警信号通过网络，经平台到客户端触发声、文字等报警；报警信号通过网络，经平台、客户端发送至第三方系统，提供报警。报警信号流向图3)报警信号的存储科达行业级网络系统监控系统具备完善的信息存储和管理功能，系统能够自动存储报警相关记录，可以提供相关记录的查询、导出等功能。4)报警信号的应用当发生报警时，前端报警设备发送告警电平到前端编码器，前端编码器将告警信息上传到监控中心，提供警情。系统可自动或手动启动联动机制处理警情。可以实现：上传并显示报警信息和现场图像、声音系统能够自动或手动将报警发生现场的图像、声音输出到客户端或电视墙，为监控中心提供报警现场的信息，便于迅速处理警情。触发报警录像，对现场警情进行存储备份系统能够自动或手动对报警现场信息进行存储备份，供日后查询、调用，为警情处理提供事实依据。触发警情现场声光电告警信号，实施事发现场告警系统能够自动或手动实现对报警现场的警示。在监控前端配置警铃、警灯等报警设备后，前端编码器可根据需求把告警信号发送给本地警铃、警灯等设备，实现本地告警信号的输出，警示现场。人工监督警情现场，通过双向语音功能对事发现场进行指挥、疏导；报警发生时，监控中心操作人员可通过双向音频功能对报警现场喊话，与前端现场进行实时沟通，对事发现场进行指挥、疏导，迅速处理警情。抓拍警情现场，留作物证备份；报警发生时，监控中心操作人员可使用系统的图像抓拍功能，对报警现场图像进行抓拍，留存作为警情处理依据。结合电子地图，迅速定位事发地点 系统支持电子地图功能，警情发生时，系统能够迅速定位事发地点，为迅速处理警情提供帮助。向其它系统提供告警信息和图像信息，实现多系统联动处理；报警发生时，系统可为其他应用系统提供告警信号和图像信息，实现多系统联动处理，及时有效地处理警情。报警联动示意图1.6存储设计数据的存储对监控来说是非常重要的，特别是事后取证，对录像进行调览等操作决定着应对突发事件的处理效率。针对本方案，我们以NVR为单位实现统一集中存储；同时针对前端网络摄像机配置TF存储卡，实现ANR存储，保证了系统的实时监控性。ANR技术只能应用于NVR接入系统，即当NVR和前端网络摄像机之间的链路出现故障，如断链、NVR断电等，通过网络摄像机自带的TF卡能够自动对前端视频进行数据存储，并将在此时产生的告警信号和抓拍图像一并存储，直到链路恢复正常，再将这些数据回传至NVR，真正确保了整个系统的安全可靠性及实时监控的效果。网络中断时，启用前端录像：网络中断时，启用前端录像：IP网络恢复时，录像数据同步：IP传输实时双码流同步录像数据本着经济性和可靠性的原则，本方案建议中心存储采用SATA硬盘接入方式，NVR2860-64HD支持配置8块2T的SATA硬盘接入，并支持RAID5技术，完全能够确保数据的安全可靠性。NVR2820E-16HD支持8块2T的SATA硬盘接入，NVR2820E-9HD支持4块2T的SATA硬盘接入。根据客户需求，各监控点采取2Mbps的码流进行存储，满足24小时存储要求，同时要求存储容量具备30天以上的能力；本次方案的具体存储特点如下：在监控中心部署存储系统，实现集中存储；采用RAID5等存储技术，提高数据存储的安全性、可靠性；基于IP网络进行存储，实现随时随地调看存储资料。采用ANR技术，保证录像数据、告警数据、抓拍数据的完整性。存储空间的计算方法如下：录像容量（MB）=前端监控点数×录像天数×24×60×60×录像码率(Mbps)/8例如：1路2M码流实时存储1天：2M×3600秒×24小时/8bit=108M=21.6G采用相同规格容量的SATA硬盘，NVR2860-32HD最多支持8块2T容量的SATA硬