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湖南城市学院校园监控系统技术方案深圳市宏威达科技有限公司2009-3-11目录第一部分 概述31.1需求分析31.2总体目标31.3实现总体目标依据3第二部分 系统总体设计52.1 系统要点分析及基本功能的实现52.2 监控网络的合理搭建52.3主要设备功能和指标简介62.3.1红外半球摄像机（SK-833PZ）62.3.2、彩色高速球摄像机SK-508CB 产品说明72.3.3红外枪式摄像机（SK-835P）82.3.4 专业彩色监视器（SK-2101）92.3.5三维控制键盘（SK-8010）102.3.6视频解码器（SK-6100DF）112.3.7 视频服务器（SK-V1001S）112.4 录像与回放管理122.5 实时监控132.6 流媒体服务（可选）13第三部分 系统详细设计方案143.1设计依据143.2 监控系统框架结构153.3 网络系统详细设计153.4 前端接入系统183.5 存储系统183.6 显示子系统213.7 软件平台213.7.1系统架构223.7.2 平台功能实现313.8系统技术特点42第四部分 配置清单44第五部分 质量保证体系第一部分 概述1.1需求分析为了加快数字化校园建设，充分利用千兆（万兆）为主干的校园网络和网络视频监控技术，构建全方位、立体式、数字化网络化的校园监控体系，而且大大提高校园的安全监控和管理水平，已成为构建“和谐校园、文明校园”的一个重要手段。本方案旨在利用现有的校园网络资源，建设IP专网传输的校园网络视频监控系统，以科技的手段提高校园的安防水平，保证校园内师生的人身财产安全，维护正常的教学、生活秩序，提高学校处置突发事件的应急指挥能力，最大限度的减少意外事故给学校师生造成的影响和损失，为学校的改革与发展提供强有力的安全保障。校园视频监控系统主要涉及校区的校园周界、校园出入口、校区主要路口、广场和重点要害部位周边等场所。1.2总体目标基于上述需求分析，为本系统设计提出以下总体目标：1. 监控网络建设；2. 图像监控；3. 全网内设备的远程状态监控及网络集中管理功能；4. 海量资料存储及检索。1.3实现总体目标依据实现校园网络监控的技术原理主要基于IP视频切换矩阵技术，其技术原理如下：随着宽带技术的发展，远程集中监控的需要越来越多，规模也越来越大，一种是重建专用网，利用现有的CATV技术，包括WDM技术，将模拟信号不做处理直接传到监控中心，进行集中监控，其缺点是网络建设费用非常高，采用WDM技术，必须是裸光钎（中间是无源的），在有些应用场合，在一个小的区域范围内，还是可行的，只是实现集中监控的代价很大，费用很高。另一种方法是利用现有的数字网络，对视音频信号进行数字化压缩，将压缩码流组成IP报文，通过TCP/IP协议，把这些IP报文传到监控中心，实时机种储存与解码输出视频图像，进行集中监控。这个数字网络可以是VPN，可以是专网，也可以是公网，如PSTN、ISDN、GPRS、CDMA、ADSL、宽带城域网、INTERNET等。图1.1是一个典型的应用：在上述应用框图中，监控主机可以通过IP网络，对前端的每一台视频服务器进行配置、管理、控制，可以实时监控每一台视频服务器的视频图像。如果视频图像的数量太多，整个网络太大，一台监控主机可以同时监控很多台视频服务器的图像，通过PC机的显示器显示视频图像，并通过事先设定的规则切换图像信号。根据校园自身建筑特点和功能需求分析，我们建议建设全数字的视频监控系统。按照“IP视频切换矩阵技术”原理，依据视频编解码技术、计算机技术、网络技术可实现图像监控与集中储存。流媒体技术在Internet上已经得到广泛的应用，如网上的现场直播、网上的VOD点播等。将流媒体技术应用到网络监控中来，可有效提高及改善网络视频监控的效率及性能。第二部分 系统总体设计2.1 系统要点分析及基本功能的实现本系统构建于网络平台，力求建设一套适应于校园监控系统的网络，把网络连接看作一个整体，我们可以理解为：在网络平台上，根据具体现场环境的要求配置相应的前端摄像机，按照管理范围接入相应的DVS，通过网络传输及控制，将所有监控信息可实时（视网络资源而定）传输至储存模块，对前端重要监控点进行实时监控。从而真正实现了一个典型的网络数字监控应用案例。本系统的重点在于解决以下几个部份：n 监控网络的合理搭建；n 前端摄像机的按需选型；n 录像与回放的实现与管理；n 全网内设备实时监控。2.2 监控网络的合理搭建在该校园网络设计中，充分考虑到监控系统的特殊性，并发数据链路多，要求吞吐量大。本次网络建设将采用目前最先进的网络架构：接入层、汇聚层、核心层。考虑到该项目属于密集型，即布线、设备安装均较为集中，并且监控系统的管理为两级，故将会聚层和核心层压缩为一层。在核心层采用千兆交换机，交换容量最大可达XXXGbps，包转发率最大可达XXXMpps，通过千兆光口与接入层节点连接；接入层采用XXX交换机，交换容量可达XXXGbps，包转发率最大可达XXXMpps，通过百兆电口（RJ45）与DVS连接。核心层/会聚层与接入层采用单模千兆光纤连接，组成主干网络。接入层与前端设备采用超5类百兆双绞线连接，包括楼层垂直主干和水平切面。2.3主要设备功能和指标简介摄像头根据监控场所的要求不同，主要分为以下几种：品牌红外半球摄像机（SK-833PZ）48台，品牌(SK-508CB)360度全向高速球型摄像机40台，品牌红外一体化摄像机（SK-835P）30台，21寸彩色监视器（SK-2101）12台，视频服务器（SK-V1001S）118台，IP存储设备（SK-CB3015X）3台，视频解码器（SK-6001DF）13台等。在校园大门口等需要大范围监控的场所，安装高速智能球形摄像机（SK-508CB），通过对球机进行旋转等操作，监控该场所的各个角落。校园的围墙、周界，因为夜间光线不足的原因，需要采用红外防水一体化摄像机（SK-835P1），在夜间光线很弱的情况下，自动开启后备的红外灯，进行光源补充，同时自动将摄像模式调整到黑白摄像，降低对照度的需求，以期在夜间作业时，能够发挥良好的效果。校园的走廊口、消防通道口以及办公场所等处，可以安装红外线半球摄像机（SK-833PZ）在夜间光线很弱的情况下，自动开启后备的红外灯，进行光源补充，降低对照度的需求，以期在夜间作业时，能够发挥良好的效果。2.3.1红外半球摄像机（SK-833PZ）产品说明：1/3" Sony Super HAD CCD传感器  内置24枚红外线LED可在低照度环境下拍摄白色半球外壳，用于室内吸顶 投影距离的有效范围可达25米CDS自动IR触发器开/关自动背光补偿功能产品技术参数：成像器件: 1/3" SONY Super HAD CCD像素: PAL:752(H)×582(V)  NTSC:768(H)×494(V)红外灯照射距离: 25m水平清晰度: 540TV Line 内置镜头: 4mm/6mm/F1.2镜头可选配外壳: 黑色半球红外线波长: 18unit 850nm Infrared LED电子快门: 1/50(1/60)-1/100,000(秒）白平衡: 自动跟踪白平衡信噪比: 大于50dB最低照度: 0Lux/红外灯开启视频输出：1.0Vp-p75所需电源：DC12V功率消耗：150mA 红外灯开启500mA插口：VIDEO OUT (BNC)尺寸：100mm×65mm环境条件：温度-20到+502.3.2、彩色高速球摄像机SK-508CB产品说明支持多协议,安装简单128个可编程预设位置最大水平转动速度300°/秒,360°连续转动动态侦测跟踪功能,电压24V交流OSD(屏幕菜单显示)50dB信噪比主要应用于广场、大厦、交通路口、平安工程等主要技术参数：图像传感器：1/4TypeIT CCD(Exview HAD)有效像素：PAL：752(H)×582(V)  NTSC:768(H)×494(V)同步系统：内同步,电源线锁最低照度:Color:0.1LUX/F1.2  B/W:0.001Lux/F1.2白平衡：自动跟踪白平衡背光补偿：开/关自动变焦：手动（AUTO）减少闪烁：快门固定模式光圈：自动通信方式：RS485可连接25台摄像机（内置解码器、风扇及加热器）重量：约1.5kg环境使用：只供室外使用(透明/茶色玻璃)操作温度：-20-40相对温度：10-75%（没有水气凝结）10-75%（无凝聚情况下）扫描系统：PAL&NTSC COLOR SYSTEM水平清晰度：540TV Line信噪比：大于50dB焦距长度：F3.5-91mm18倍变焦12倍电子放大预置点：128个预置点水平转动：360度无极性水平转动速度：手动0.8度-120度/秒  预置0.8度-300度/秒垂直转动：90度垂直电源：AC24V±10%  2A2.3.3红外枪式摄像机（SK-835P）产品说明：540线高清晰度16mm/25mm红外镜头可选配红外夜视距离50-60M30颗大功率红外灯供电电压DC12V/2A适用于重要过道,办公大楼,学校,小区，码头等远距离夜视高清晰画质产品技术参数：成像器件:1/3SONY Super HAD CCD 像素:PAL:752(H)×582(V)   NTSC:768(H)×494(V)红外灯照射距离:50m-60m水平清晰度:540TV Line内置镜头:16mm/25mm外壳:银色铝合金红外线波长:30unit 850um Ifrared LED电子快门:1/50(1/60)-1/100,000(秒）白平衡:自动跟踪白平衡信噪比:大于52dB最低照度:0Lux/红外灯开启视频输出:1.0Vp-p75所需电源:DC12V/2A功率消耗:500mA,红外灯开启2000mA插口:VIDEO OUT(BNC)尺寸:280mm×75mm×70mm环境条件:温度-10+502.3.4 专业彩色监视器（SK-2101）产品说明：采用专业纯平显像管，特别为监控系统设计水平清晰度: 650线采用I的平方C总线控制1路视音频输出(BNC接头)内置扬声器，最大功能为1W采用抗干扰金属外观中英文屏幕菜单显示(OSD)产品技术参数：显示管:21"纯平分辨率:650线制式:PALNTSC自动切换扫描频率:行频:15.625z(PAL)声频:50Hz(PAL)电源:AC90-265V50Hz/60Hz耗电量:90W视频输入:1.0Vp-p75音频输出:1W环境要求:温度0+40,湿度10%-90%RH以内重量:35KG尺寸:485(W)X495(D)X438(H)2.3.5三维控制键盘（SK-8010）产品说明：液晶显示屏显示摄像机图像号码用户密码输入、操作安全可靠云台镜头控制、变速操纵杆控制变速球型摄像机监视器/摄像机选择、液晶显示屏显示运行状态控制解码器、画面分割器、数字录像机多至16个系统键盘联机工作产品技术参数：显示方式：液晶显示 操作摇杆：三维 控制画面分割器：Y 控制网络矩阵：Y 控制矩阵编程：Y控制智能球:变速 控制协议:PELCO-P、PELCO-D、SAMSUNG、YAAN、ALEC、Mainvan通讯方式:RS-485半双工 通讯速率:1200、2400、4800、9600bps/s可选接口:八芯电话插座 使用环境:90RH(无凝结)  -1055工作电源:DC9V-DC12V 500mA外形尺寸:370(L)×180(W)×90(H)mm2.3.6视频解码器（SK-6100DF）产品说明： 视频解码标准：H.264视频解码芯片：DSP处理器产品技术参数：符合PCI 2.2规范 视频解码标准：H.264(MPEG-4/part10) 视频输出通道数：4路 视频输出接口：BNC（电平1.0Vp-p，阻抗75） 支持制式：PAL、NTSC 分辨率：QCIF/CIF/2CIF/DCIF/4CIF 帧率：25F/S（PAL）、30F/S（NTSC） 音频输出路数：4路PCM音频信号，单声道 音频输出接口：BNC（线性电平，阻抗600） 采样大小： 16bits 功耗：3W8W2.3.7 视频服务器（SK-V1001S）核心设备采用嵌入式DVS，专为远程监控、集中存储而设计的数字监控产品。视频压缩标准：H.264视频处理芯片：DSP处理器主CPU：嵌入式MPU处理器操作系统：RTOS嵌入式操作系统将前端摄像机信号与控制信号分别通过视频输入口与RS485口接入DVS。控制中心可通过网络来实时监控图像、控制PTZ。DVS主要特性与功能如下：n 采用H.264压缩标准。H.264是国际电联（ITU）与国际标准化组织（ISO）组成的联合专家组（JVT）制定的最新视频压缩标准，是现在及将来在网络视频监控领域内的主流压缩标准。n 不仅支持定码率、变码率，还支持变帧率，根据带宽状况可动态设置码流、图像质量或帧率。n 采用国际主流的嵌入式平台，保证了设备的稳定性、成熟性，紧随国际主流嵌入式技术的发展，产品的升级保持向下兼容，保护用户的投资。n 灵活的录像模式可供选择。有定时录像、动态侦测录像、报警录像、手动录像四种录像模式。n 支持多播、点播及IE浏览等方式预览现场图像，硬实时、多任务系统提供了强大的并发处理功能，编码、网传、报警等进程通过合理的任务调度，实现并发处理，满足实时性及多工要求。n 提供了强大的网络SDK开发包，提供了用户个性化需求的开发平台。2.4 录像与回放管理采用IP SAN磁盘阵列柜搭建录像管理服务器。主要功能说明如下：n 实现集中录像；根据录像参数将网络视频压缩码流存入磁盘阵列。n 实现远程回放。根据具体的录像时间回放磁盘阵列中的录像文件。2.5 实时监控采用服务器视频监控软件搭建监控中心。主要功能说明如下：n 创建区域、播放序列、播放分组、播放组序列，查看DVS设备属性并远程修改参数；n 自定义多画面实时预览（软解码），或借助电视墙服务器切换上墙显示；n 借助云台控制按钮群对前端球机、云台枪机进行控制，包括改变方位、变焦、聚焦、调节光圈、启动雨刷等等，亦可调节视频参数，比如：亮度、对比度、色度、饱和度等等；n 自定义创建电子地图，分层设置方式，不限级数，热点报警提示功能；n 录像回放控制功能，可调用RAID磁盘阵列中的录像，细化至每个通道；n 软件环境：Windows 2000server/XP/2003 Server；n 硬件环境：CPU/P4，RAM/512MB，HD/40GB以上。2.6 流媒体服务（可选）当访问的用户数量突破资源限制，或者前端传输网络带宽不够的情况下，使用流媒体服务器就可以解决以上2个瓶颈。流媒体服务器与管理中心协同工作，提供在多级架构系统中用户预览前端实时视频的访问请求。流媒体视频转发工作原理示意图2.7-1：图2.7-1 流媒体转发流媒体服务器响应同级局域网内用户的访问请求，对获取的远程视频通过组播或点播（TCP）方式转发给请求用户。第三部分 系统详细设计方案3.1设计依据l 民用建筑电气设计规范JGJ/T16-92l 工业电视系统工程设计规范GBJ115-87l 公安部安全技术防范工程标准l XXX校园技术规范文件l 电视监控工程程序与要求GA/T 75-94l 电视监控工程费用概预算编制办法GA/T 70-94l 防盗报警控制器通用技术条件GB12663-90l 民用闭路电视监控系统工程技术规范GB50198-94l 中华人民共和国公安部行业标准GA27-923.2 监控系统框架结构图3.2-1 系统总体结构系统由前端设备、录像设备、控制设备与显示设备组成。前端视频可配置固定摄像机、一体机或球机；视频处理设备采用嵌入式视频服务器，路数由摄像机数量决定；监控中心使用客户端进行控制；显示设备采用监视器组成图像显示系统；视频监控平台由视频监控软件组成。3.3 网络系统详细设计3.3.1 组网描述如2.2节所述总体设计，网络拓扑规划图如下图所示：本次网络建设将采用目前最先进的网络架构：接入层、会聚层、核心层。考虑到该项目属于密集型，即布线、设备安装均较为集中，并且监控系统的管理为两级，故将会聚层和核心层压缩为一层。（1）核心层/会聚层核心层交换机担负着全网交换负载，是主干网络的核心设备。采用XXXXXX系列产品，背板带宽最高可达XXTbps，交换容量可达XXGbps，包转发速率为XXMpps。借助高速业务接口板上的高性能CPU和主控引擎的CPU，全面支持组播、QoS、带宽控制、ACL安全过滤等业务的分布式处理。同时，该交换机还担负着会聚层交换机的责任。端口安全管理机制增强了系统安全性和可管理性，聚合端口功能为扩展端口带宽提出了性价比极高的解决办法。支持自动端口映射、VLAN/MAC/端口镜像等智能特性。（2）接入层接入层交换机主要用于连接前端设备，比如： DVS、服务器、用户PC机等。采用XXXXXX系列产品，背板带宽可达XXGbps，交换容量可达XXGbps，包转发率为XXMpps。XXX属于千兆交换机，提供XX个固定百兆以太网电口（RJ45），并且提供XX个GE/FE扩展槽，以便提供XX个GE光/电接口或者XX个FE光口。借助FE千兆光口与核心交换机连接。（3）组网特点n 高可靠性核心层交换机关键部件采用1：1或11热备，控制板与接口板、接口板与接口板之间均独立运行，损坏不影响其它模块运行，配备三套独立电源系统，具有负载均衡能力。与接入层交换机可实现光口与电口的热备，光纤断裂不影响以太网电口传输。n 分布式处理全网采用分布式处理机制，核心交换机采用板间线速路由交换方式，彻底避免网络拥塞。同时，为了抵抗不法分子采用专业软件攻击网络交换机，所有XXX的交换机都选用最长匹配模式来查找路由，因此高效的线速分布式转发能充分提高路由查找的效率。n QoS作为承载监狱信息系统的安全网络，除了负担监控视音频流之外，还要承担门磁、感应器、多媒体业务，甚至OA业务。全网交换设备均支持8个优先级队列，针对不同业务所要求的带宽、紧急程度的不同，在相应接入层交换机上进行端口限速，改变传输优先级以提高全网的运行效率。带宽管理最小粒度为8K。所有交换机均可实现端口级广播风暴抑制功能，从根本上遏制全网广播风暴。n VLAN划分划分VLAN主要是为了以下两个目的：其一，将同种业务关系的设备划分至同一个逻辑网内，既方便管理，提高业务关系的聚合程度，又可提高路由交换的效率；其二，有效地抵抗广播包的蔓延。既可在一台交换机上划分VLAN，亦可跨多台交换机划分VLAN；支持将VLAN ID与MAC地址、IP地址、端口号进行捆绑等多种划分VLAN的方式。n 完美兼容所有交换设备均支持国际标准的路由协议，经过大量测试，能与数家厂商的主流设备实现互联互通。并且可平滑开启各种功能，实现无缝融合。无论二期投资是否继续采用XXX的交换设备，均能做到完美兼容。n 高性价比所有交换设备在硬件制造方面均属于资源保留设计，除了充分满足客户当前需求，在未来35年里，只需更换主控引擎或者软件升级，即可实现性能提高和功能扩展。从根本上解决了设备在未来35年里不落后，充分保护了客户的投资。3.4 前端接入系统数据源包括：SK-835P和SK-833PZ红外线摄像机、SK-508CB高速球机。摄像机以BNC-75连接线接入DVR的Vin，若前端为球型摄像机，还需将其控制线接入DVS的485口。按照湖南城市学院校园对DVS的要求，我们推荐视佳视频服务器（SK-V1001S）。n 视佳SK-V1001S采用全球领先的H.264视音频压缩算法，配备TI先进的DSP压缩芯片。可实现1路全实时4CIF级画质；n 通过为视频编码器配置变码率、变帧率，可极大地减少硬盘占用空间；n 支持双码流，根据不同的应用设置主码流或子码流；主、子码流参数均可以独立设置；n 支持双编码，视频压缩采用H.264编码，图片采用JPEG编码，适合不同应用要求；n 提供多区域多、灵敏度移动侦测技术；n 支持OSD叠加，支持字符叠加。3.5 存储系统此项目的存储子系统采用中心集中存储模式，可由控制中心存储模块统一管理。DVS将压缩码流送入网口经网络传输直接写入中心IP SAN，以实现全网录像的集中管理，存储周期为1个月（按30天计）。 对数字图像实现每天24小时的不间断存储，采用4CIF分辨率(1.5Mbps码流)，数据保存周期为30天。每路视频所需硬盘容量计算方式如下：视频码流÷8（转换为字节）×3600（得到一小时存储容量）×24（得到一天存储容量）×30（得到30天存储容量）÷1024（转化单位为GB）÷0.9（考虑到格式化后的硬盘损失10%）1.5÷8×3600×24×30÷1024÷0.9527.4GB总容量为：527.4G*118路61T；建议采用15盘位的阵列柜（单个硬盘为1T），则所需的阵列柜个数为：SK-CB3015X为3台。对数字图像实现每天24小时的不间断存储，采用CIF分辨率(512Kbps码流)，数据保存周期为30天。每路视频所需硬盘容量计算方式如下：视频码流÷8（转换为字节）×3600（得到一小时存储容量）×24（得到一天存储容量）×30（得到30天存储容量）÷1024（转化单位为GB）÷0.9（考虑到格式化后的硬盘损失10%）0.512÷8×3600×24×30÷1024÷0.9180GB总容量为：180G*118路21T；建议采用24盘位的阵列柜（单个硬盘为1T），则所需的阵列柜个数为：SK-CB3024X为1台。各控制中心均可按权限快速调用中心磁盘阵列内的录像文件，用于集中存储的产品采用视佳IP存储磁盘阵列系统，该系统具有模块化、可扩展、无单点故障等特点。提供高效、高可靠性的双磁盘阵列系统和高可用性支持。具有如下7大独特特点：（1）监控专用存储系统，充分满足性能要求本存储系统针对监控应用的特点对存储系统进行了优化。监控应用是一种以写为主的存储应用。实际上是以大码流的多并发写为主的一种存储应用。因此，在写性能，写的高并发和写的高稳定度方面，采用了监控专用产品独特的算法，达到最佳的效果。单台SK-CB3015X可以支持150路4CIF（或300路CIF）格式视频数据并发写入，SK-CB系列 IP存储系统能充分满足性能的要求；并能够满足以后性能扩展的需要。 （2）同时支持IP SAN和NAS采用IP SAN的架构，使用iSCSI协议，提供真正的高性能的块级数据访问。实现了对服务器本地磁盘的扩展。从而提高数据存储的可靠性，可扩展性，和高性能。但是，对于某些对性能要求不高的文件在用户之间的共享应用，可以采用NAS的存储。由于NAS存储的产品同时提供IP SAN和NAS的功能，所以可以同时满足城市监控存储在这两方面的需求。即NAS IP SAN功能可以满足服务器的高速块级访问需求；NAS功能可以满足针对以人为对象的文件共享的需求；（3）极易管理 （全中文）该存储管理系统面向用户设计全中文管理模式。采用业界最先进的基于WEB的管理方法，在客户端无需安装任何软件。根据我们的经验，管理员可以在15到20分钟内，就轻松掌握整体系统的使用和管理。（4）独有安全技术针对XXX监狱对数据安全的特殊要求，本存储系统中采用了独有的安全技术。保证管理和数据在存储基本的安全性。所有的管理数据都是在加密的情况下，进行传输的；而且在IP授权的基础上，存储系统还采用了CHAP授权技术。（5）高可扩充性本产品采用先进的IP SANNAS架构，所以可以实现存储容量的高可扩充性。在应用发展，存储需求增长，现有容量不足的情况下，可以简单的购买更多的存储联入交换机，这样在提高了容量的基础上，也同时提高了性能。（6）高性价比IP SAN的结构本身就是一个性价比高的架构。现有的网络环境无需改变；甚至无需购置额外的交换机；而且管理员也对IP网络很熟悉，所以很容易上手。IP SAN产品通过兼容NAS的功能，进一步提高了产品的性价比。使客户无需为了个别的针对用户的共享需求，而使用额外的NAS服务器和NAS产品。（7）数据存储的高可靠性和可用性本方案中，数据存储采用RAID5技术，热备和镜像技术。这样，即使出现硬盘坏，RAID5可以保证数据不丢；热备技术，可以使设备在出现坏盘时，无需人工介入，自动开始修复工作（RAID重构）；通过镜像技术，在最极端的整台设备损坏的情况下，数据仍然不丢，而且存储服务无需中断。多网口虚拟化技术，还可以保证存储器在单个网络连接断开的情况下，仍然可以正常工作，保证了设备的高可用性。3.6 显示子系统显示子系统的核心设备是解码器。本项目推荐使用视佳SK-6001DF解码器。将解码器的以太网电口（RJ45）直接接至核心交换机。其解码数据源包括DVS实时编码预览流，DVS磁盘/IP SAN磁盘阵列内压缩回放数据流。根据用户需求，分控中心既可配置PC机，以软解压的方式实现所辖区域内的实时监控，亦可部属解码器电视墙的方式完成实时监控。在PC机或电视墙上以多画面分割轮巡的方式实现第一道监控。总控中心需配置13个监视器（12个小监视器+一个大监视器），见图3.7-1。小监视器上轮循显示四画面分割，42寸大监视器上显示单画面。选用13台SK-6001DF解码器、SK-8010键盘与之搭配，组成数字电视墙，接收前端传来的视音频信号，以硬解码的方式，通过BNC输出至电视墙。由控制中心的调度，可实现数字矩阵功能。图3.6-13.7 软件平台优化网络硬件布局，甄选XXX品牌优秀网络设备，搭建针对监控系统特征的视频承载网络。在该优良的网络基石之上，铺设国际知名品牌视佳的视频监控设备，实现了视频监控系统硬件建设的最优组合。如何集中管理如此庞大的监控系统，如何统一调度洪流般的监控数据流，如何全面实现客户需求的所有监控功能？结合该学院项目技术规范书的详细要求，推荐使用监控平台SK-5000X，该平台针对该学院项目做了相关优化，既充分满足用户当前需求，又提供充足的SDK函数接口便于用户进行二次开发。3.7.1系统架构1）平台总体结构应用于该学院项目视频安防监控系统的软件平台基于C/S架构设计。充分利用两端硬件环境的优势，将任务合理分配到Client端和Server端来实现，既减小了Server端运行数据负荷，又从根源上降低了系统的通讯开销，减轻网络承载压力，提高网络利用率。Server端支持热备冗余可极大地提高平台稳定性和抗灾能力。Server正常运行情况下，Server主设备提供服务，Server辅设备监视主设备运行情况。当主设备出现异常情况（如：宕机等），辅设备将以热切换的方式主动接管主设备当前所有业务，继续支撑系统运行，切换时间小于1秒。当主设备修复正常后，可以人工或自动的方式将系统业务从辅设备再切回主设备。同时，正常运行情况下，主设备也会监视辅设备的运行情况，若辅设备因某种原因出现异常，亦会发出告警，提醒系统管理员查找并解决辅设备故障，彻底确保主/辅设备切换可靠性。下面对系统的功能模块进行抽象处理，总体结构如图3.7-1所示：图3.7-1 平台总体结构图该软件平台系统分管理中心（Server Control）、监控中心（Control Center）与控制中心三部分。管理中心包含一个服务程序和一个数据库，对全网设备实现有效的集中管理，包括各监控中心服务模块、控制中心用户、前端设备（硬盘录像机、视频编码器），管理数据记录在数据库中，采用高效便捷的数据库，不仅为管理带来极大的便利性，还优化了数据搜索功能，便于在海量数据中快速查找定位数据。监控中心提供视频安防监控系统的功能服务，包含集中存储服务、电视墙服务、流媒体服务等。控制中心是一个用户进行监控交互的客户端软件。该软件平台系统支持分布式组网，可组建多个监控中心，监控中心之间可按树形结构进行分级授权，最高级别的监控中心可以管理各个分监控中心，上级监控中心可以按权限实时监看下级监控中心管理的监控点。详细框架结构如下图所示： 图3.4 平台应用框架注：监控中心提供的服务功能不进入树状排序，以平级方式显示于服务列表，总控制中心以授权方式将服务提供给指定分控制中心，各分控中心根据需要自行选择启用服务。根据该学院项目监控系统的具体要求，在XXX处部署一个管理中心、一个监控中心和一个总控制中心，在各XXX分别部署一个分控制中心。各分控制中心在其区域内设置一个管理员权限的用户，独立管辖其区域内的所有设备，但无法查看其他平级区域和上级区域的设备。总控中心拥有最高控制权限，可调看任何分控中心任意一路画面，并可实现预览、远程回放、云台/球机控制等功能（如：当某处发生事故时，省厅领导可直接调看县区摄像机画面）。2）管理中心结构图3.5 管理中心结构图管理中心担负全网单元的管理工作，分以下几类：服务器管理：对电视墙服务器、集中存储服务器、流媒体服务器等各类功能服务器的添加、删除和配置。控制中心管理：对所有控制中心的添加、删除和配置，包括多级管理。设备管理：对所有前端设备（硬盘录像机、视频编码器、摄像机等设备）的添加、删除和配置。用户管理：对每个控制中心的操作用户做添加、删除和配置等管理，用户可设置为管理员、超级用户、普通用户等3个级别。日志管理：记录用户对管理中心的操作日志等。网络传输：接收控制中心发送过来的验证请求、网络报文以及通过这个模块与各个控制中心保持心跳。数据库：读写用户以及控制中心等数据。管理中心界面如图3.7-2所示：图3.7-2 管理中心界面根据该学院项目的应用管理架构，于总控制中心部署流存储服务器、电视墙服务器、流媒体服务器（可选），同时设置最高权限的管理员帐户，可管理全网设备。下设XXX个分控制中心，每个分控制中心添加其区域内前端设备（包括DVS、摄像机），同时设置具备管理分控中心权限的管理员帐户，各分控制中心可按授权添加流媒体服务，全网前端设备都以流媒体转发的形式进行预览和回放，既能解除访问路数限制，又能减小前端设备网口传输压力。开启设备巡检功能，可远程浏览全网设备运行状态，包括设备是否在线，硬盘是否故障等等。以心跳保活的方式与各控制中心进行交互。3）控制中心软件结构Control Center 主要是于前端的设置做直接的操作交互包括预览、录像、回放、远程配置等操作，以及配置控制区域、预览通道、日志管理以及电子地图，同时与Server Control保持心跳。控制中心软件结构如图3.7-3所示：图3.7-3 控制中心软件框架图中间件客户端抽象层：是中间件抽象出来的与视频编码设备交互的接口，应用层通过这一层控制设备。远程配置：调用客户端抽象层接口配置设备的所有参数（包括网络、通道、串口、报警、用户等）。设备管理：编码设备通道的添加、删除及配置的管理，包括各种组合的配置（组的画面分割、组中通道的添加等等）。获取码流：主要有两种模式，一种直连，一种是通过流媒体转发。参数控制：设置预览的视频参数（亮度、对比度等）以及控制预览画面前端的云台（包括聚焦等）。解码：包括预览模块的软解码和硬解码两种模式，其中硬解码上电视墙调用电视墙抽象层封装的接口控制前端的电视墙服务器。录像：应用实现管理的所有通道的录像计划，调用集中存储中间件提供的接口给存储服务器发命令控制集中存储服务器以及硬盘录像机的录像。报警：在control center 启动监听被动接收前端服务器上传的所有报警信息，并且在这个模块中将所有的报警信息做脉冲过滤处理。消息联动：对过滤过的报警信息建立联动关系并且触发所有相关的联动动作启动。网络传输：向上级Control Center 或 Server 发送报警、操作信息，并且上传该control center的运行情况。日志管理：记录、查询control center所有的操作和报警日志。4）监控中心登录验证及保活图3.7-4 监控中心登录及保活示意图所有监控中心在被使用前，均需要登录至管理中心进行权限验证，验证通过的监控中心将从管理中心获取相应设备信息。并且用户可关闭IE访问方式，要求只能通过监控中心进行访问，彻底杜绝非法登陆监控系统，充分保证监控系统安全性。同时，监控中心还会向管理中心发送心跳包，以保活连接。5）监控中心信息查询图3.7-5 监控中心信息查询示意图查询的信息主要包括操作、报警等日志信息，编码设备、摄像机等状态信息。如前所述，高效便捷的数据库检索机制能使查询时间大大缩短、查询结果精确有效。6）巡检及事故通知管理中心对前端编码设备（DVS、摄像机）进行巡检，若发现设备故障，管理中心进行事故通知，由监控中心对事故进行处理。图3.7-6是巡检及事故通知流程图。图3.7-6 巡检及事故通知示意图采用管理中心巡检，所有设备状态一览无遗，清晰地标示出哪些设备运行正常，哪些设备存在故障以及故障原因，并将故障点通知其管辖控制中心，若多个控制中心均添加该设备，事故通知将群发至多个控制中心，并通知设备部署地就近监控人员进行事故处理。7）报警布防及报警通知图3.7-7 报警布防及报警通知示意图报警源来自前端编码设备（视频服务器），管理中心负责对报警信息进行过滤处理，以减少操作人员的工作量，同时避免报警信息占用网络带宽资源、管理中心服务器系统资源。管理中心只负责接警，处警由监控中心完成。3.7.2 平台功能实现（1）电视墙功能1. 功能概述视频图像的实时预览和回放是监控系统最为重要的两个功能，都需要借助电视墙功能。电视墙功能由管理中心、控制中心、视频解码器共同完成，PTZ控制可以由控制中心完成，也可以选择控制键盘完成。本系统电视墙规模为12个21inch 监视器，鉴于电视墙规模较大，为便于值班人员进行有效监视，监视器选择四画面显示方式。12个监