高清监控方案设计方案.doc

由于近期全国校园不断发生恶性案件，教育部要求，把维护校园安全作为当前和今后一个时期一项重大政治任务，切实抓紧抓实抓好。孩子是无辜的，请不要让无辜的孩子再受到伤害了。教育局和公安局联合发出紧急通知，所有学校必须在校门口和关键地方设置监控探头，强化防控，确保学生安全。通知要求，有条件的学校，要在每个教室及校园内设置高清探头，并安排人员在后台值守，及时发现、快速处置异常情况。传统的学校监控系统采用模拟监控方式，需要在每一台前端摄像设备和监控中心之间敷设视频电缆、电源线和控制信号线，而通常情况下各监控点和监控中心距离较远，为此需花费大量人力物力穿墙打洞埋管敷线。而且如果某些监控点和监控中心之间距离过长的话，为避免影响传输控制效果，还需要加一些特定的中继设备。在监控中心，为实现控制、显示、录像功能，需配备、画面分配器、控制切换矩阵等诸多繁杂设备，而操作者也需要经过一定的培训才能掌握对众多的电器设备的操作。此外，模拟监控最大的弊端是图像质量不高，常常难于提供清晰可靠的监控图像，不利于事后的调查取证工作。因此，无论从建设成本、施工难度或系统应用的便捷性和实用性方面考虑，传统的模拟监控方式已越来越不适应于类似于学校监控系统的实际应用需要。数字高清监控系统的推广势在必行。系统功能数字百万高清监控系统是基于网络的全数字视频监控系统产品，完全克服了传统的模拟监控系统的种种缺陷，画质清晰操作维护简洁，并且在功能和性能上更胜一筹。本系统主要利用最新的计算机处理技术，将前端数字摄像机的音视频数字信号通过网络传输到监控中心，在监控中心统一显示管理并做高清录像。由于目前在校园里，随着国家"校校通"工程的推进，越来越多的学校拥有了高带宽局域网环境，并逐渐接入互联网，上级部门可通过远程对学校的情况进行巡视，同时还可与公安部门配合，一旦发现警情立即出警，以保证学生的生命安全，维护校园治安。监控系统结构图如下：数字百万高清学校监控系统图（详细大图见附件）此监控系统组成部门如下：1、前端：在每个教室和校园重点区域安装百万高清数字摄像机，根据监控环境的不同选用普通枪机、红外枪机、红外半球和高速球等不同的机型。2、传输：根据摄像机到学校监控中心的距离选择传输方式，距离近的（400米以内）通过网线和交换机级联进入监控中心，距离较远的通过网线和交换机级联再加主干光纤和光纤收发器进入监控中心。3、学校监控中心：监控中心主要由四部分组成，机房交换机，DVR主机、电视墙、管理主机。前端所有摄像机的信号都接入机房交换机，每台DVR主机也接入交换机，每台主机显示16路图像，通过VGA信号连接液晶电视机或者监视器，除了和DVR主机相连的液晶电视外，还可增加电视机的数量（例如再加液晶拼接屏），这些电视机通过高清解码盒接入机房交换机（每台电视机配一个解码盒）。录像资料保存在每台DVR主机中，根据录像时间需要挂载不同大小的硬盘或是磁盘柜。监控中心所有的操作通过管理主机来实现，包括图像预览、画面切换上墙、查看主机录像，还可以根据需要实现报警联动的功能。4、公安部门监控中心：学校监控中心通过专线接入公安部门监控中心，所有校园的视频全部与公安部门管理中心互通，公安部门能够随时调看校园内出现的各种监控视频与历史视频以及对实时报警迅速做出处理，一旦有情况，迅速出警。5、客户端：学校监控中心的每台DVR主机通过交换机接入Internet，远程用户（例如上级领导和教育局）可通过客户端进行图像预览、抓拍、调用录像等操作（根据不同用户设置不同的权限）。系统应用优势及特点数字百万高清监控系统不仅功能强大，在性能上也超过常规的模拟视频监控系统。本系统优势主要表现在以下几方面：全数字高清监控方案科学提高效率 技术降低成本第一部分系统概述1.1 设计方案依据及指导思想1.1.1设计依据n 民用建筑电气设计规范JGJ/T16-92n 工业电视系统工程设计规范GBJ115-87n 公安部安全技术防范工程标准n 电视监控工程程序与要求GA/T 75-94n 电视监控工程费用概预算编制办法GA/T 70-94n 防盗报警控制器通用技术条件GB12663-90n 入侵探测器通用技术条件GB104081-89 n 民用闭路电视监控系统工程技术规范GB50198-94n 中华人民共和国公安部行业标准GA27-921.1.2指导思想n 实用性本系统能对各监控点进行实时的监控、录像，采用数字水印技术录像文件不能被修改，因此能为事后取证提供可靠的保障。n 简易性本系统前端采用IP摄像机，采用全数字化的传输方式，布线更加简单，监控更加轻松。n 先进性采用最新的H.264 (MPEG-4 PART10)视频压缩算法和最新 客户端软件，具有极佳的清晰度、较小的系统容量占用、完全实时、一流的网传功能等诸多特点，是当前国内外一流的产品和解决方案，系统建成后在较长的一段时间里不会被淘汰。n 稳定性采用监控行业最新技术和高品质设备，采用具专业性的设备。n 兼容与扩展性全新“基于IP的视频技术”，为本系统的扩展提供了无与伦比的扩展性，只要IP资源足够，系统的扩展就不会受到限制，可根据需要任意增减监控系统前端的数量，而监控管理中心将不再需要增加任何投资。n 外观效果美观所选设备体积小巧，布线简单，充分考虑了安全性、隐蔽性和美观性。n 价格适中所选设备性价比很高，发展中城市也可以接受。1.2 需求分析1.2.1需求理解1) 系统的全面高清性要求前端信息采集点全部采用高清摄像机，若需要PTZ 功能，采用高清高速球的方式实现。要求存储系统以高清图像质量实现视频数据的保存。要求采用高清解码器进行图像解码，包括解码实时图像和录像文件。要求采用高清显示器呈现解码后的视频图像，解码器与高清显示器之间采用支持高清分辨率的传输接扣。2) 系统的全面 IP 化要求高清摄像机以IP 方式接入监控系统，利用网络传递高清视频信号、报警信号和控制信号。要求存储系统以IP 方式为高清摄像机提供存储服务，并对外提供点播服务。要求解码器和客户端以IP 方式获取实时高清码流/回放高清码流进行解码输出。3) 系统的技术优越性要求高清摄像机采用低功耗设计、先进的视频编码技术在满足图像质量要求的情况下充分保障前端信息采集点的可靠性。要求存储系统提供多样化的存储方式，可根据具体使用环境进行合理选择，保障存储系统的可靠性和易用性。4) 系统的可操作性和简捷实用高清视频监控系统在应用功能上不应与标清视频监控系统有差别。系统的设计需确保具体功能的可操作性，操作界面布局合理、操作流程直观简捷，整体上体现系统的实用性。根据总体要求，系统主要解决以下问题：n 采集系统设计。采用130万像素高清IP摄像机，直接输出数字信号，实现全实时高清监控。n 存储与回放设计。服务中心监控中心集中存储录像数据，录像资料的回放。n 预览与控制设计。远程预览现场图像；远程控制、操作及设置监控设备。n 显示系统设计。VGA显示器或电视。n 报警信息（报警类型、报警时间地点、报警图像）的处理。围墙周边地区采用红外对射报警器，产生的报警信号导入摄像机并作报警联动。n 传输系统设计。由于摄像机与监控中心距离较远，采用光纤传输的方式满足系统各类信息的传输（现有的标清光端机也需要敷设光纤）。n 管理系统设计。对系统数据的集中管理，包括用户数据、设备数据、操作与报警数据。1.2.2系统功能要求监控点的构成：主要由高清IP像机、红外报警器，补光灯等组成。每个监控点部署高清IP摄像机或者高清IP高速球。所有前端监控点必须有良好抗雷击、防雷电和电源稳压等保护措施。视频采用H720P的高清分辨率。通过网络建立与各监控中心的通信。监控中心主要作用是对重点监控场所进行监视、记录，能及时发现并跟踪异常情况，并对现场情况进行记录并回放，以便于异常情况的进一步分析和处理。监控中心均配备流媒体服务器、存储服务器、客户端服务器等。流媒体服务器统一处理来自监控终端和存储服务器的视频请求，将前端监控点通过网络传送的数字视频进行流媒体转发。发送到客户端PC。存储服务器主要用于图像存储，录像查询等。有权限的用户可以选择操作台监控终端，利用客户端浏览器即可随时随军地依据权限查看到所需要的画面。可实现多画面实时监控，远程控制摄像机云台，和抓拍等操作。网络带宽要求：组建百兆局域网，如要上传到公网实现远程监控，则各公网网络带宽需求都为上传速度，及每路上行带宽为2 M/路。1.3技术可行性技术防范产品的数字化已经实现，产品亦走向成熟，网络化的安全防范系统已经在国内外大量投入使用，因此，本项目在核心基础技术方面是完全可行的，主要是合理运用、科学集成的问题。涉及到本项目的关键技术如下：n 媒体的数字化技术：国内媒体记录类技防产品早已走向数字化，从早期的MJPEG到MPEG-1再到MPEG-4，均是非常成熟的数字化产品。n 编解码技术：国内视频压缩技术的最新代表是采用H.264压缩算法的硬压缩产品，包括板卡和嵌入式设备，这项技术早已形成产品化和规模化。n 多媒体网络技术：实时传输协议RTP/RTSP已经成熟，MSTP技术构建银行安全保卫的专用传输网络，结合前端设备的码流抑制（带宽控制）功能以及QOS管理机制，可以实现安全保卫信息的实时传输，并与其他业务信息系统合理占用网络资源，发挥网络资源的最大效率。1.4总体目标n 构建一套全数字高清网络视频监控系统；n 实现H720P以上高清晰图像质量；n 提供海量数据存储系统和数据防丢失机制；n 建设数字化监控中心；n 建成的系统具备高可管理性、高可扩展性、易维护易升级。第二部分 系统总体设计2.1 系统模式以下对建达高清视频监控系统的总体设计方案进行描述。1) 高清摄像机实时采集现场图像，高清摄像机接入监控专用网络，若附近有报警信息点，可借助高清摄像机将报警信号传回监控中心；2) 每个分控中心机房部署存储设备，可为大容量磁盘阵列或嵌入式 NVR，为高清摄像机提供存储服务；（若需要）可部署流媒体服务器，将实时数据流转发给分控中心和总控中心的客户端/解码器。分控中心监控室设置客户端，对管辖区域内的高清摄像机施行实时监控和远程控制；3) 总控中心机房部署管理服务器，对监控专网内的高清摄像机、存储设备、解码设备、流媒体转发服务器实行集中管理，监测设备的运行状态；对总控中心、分控中心和其它部门的客户端进行帐户、密码、使用权限的集中分配和管理，对客户端登陆监控系统进行验证。总控中心监控室设置客户端对全网的高清摄像机施行实时监控和远程控制。2.2 系统功能1) HD 高清图像质量高清摄像机提供高清编码功能，每部高清摄像机可输出720p 高清画质的图像，利用高效的编码效率使所需要的码率更低，设置变码率可进一步降低总体传输码率，以降低网络承载的压力和总体存储容量。2) 远程监控功能在整个地区范围内，通过视频监控专网，授权用户能远程监控任意监控点的图像，远程操作摄像机进行变焦和转动，可以清晰地查看现场图像。3) 网络传输功能高清摄像机自带编码网传功能，基于TCP/IP 标准协议栈实现网络通信，授权用户可以通过网络访问监控系统图像，控制前端高清摄像机。4) 图像显示功能网络上传输的高清视频信号，显示在客户端上。5) 资料存储与共享系统具备高清视频流的存储功能，授权网络用户可以从点播服务器远程调看、下载视频资料。提供转码工具，转换为dvi 格式，用户可将其刻录进VCD 或DVD，直接在影碟机上播放。若前端带宽不富足（4Mbps），存储流可从流媒体服务器获取，实现高清摄像机仅需输出1 路码流便可供实时预览和存储使用。6) 管理服务功能通过管理服务器，统一管理存储设备的音视频资料的访问，并为客户端提供流畅的视频流服务，实现全网系统管理和流媒体转发。7) 远程询问指挥功能实现总控中心对分控中心工作人员的信息指导，结合现场图像进行声音指导，实现声音的网络传输和控制。8) 权限管理功能可以添加和删除用户，并可对各级用户的控制权优先级进行管理。9) 系统日志功能系统自动记录系统的操作日志和运行日志。2.3 系统架构目前监控系统联网架构模式主要有全数字和数模结合模式两种，前者的典型标志是采用网络摄像机和网络监视器，后者的典型标志是采用模拟摄像机加视频编码器。通过实地调研对比分析，我们认为全数字更符合本次项目，原因如下：n 全数字网络视频监控系统是当前网络视频监控最先进的架构，是网络视频监控今后的发展方向，其它网络监控模式会逐步过渡到全数字模式；n 全数字网络视频监控系统是实现高性价比的高清视频监控的基石；n 全数字网络视频监控系统易于扩容，易于开发应用新功能，是一套符合发展规律的、具有可持续性的、先进的网络视频监控系统；n 全数字网络视频监控系统运作于监控专网内，对未来跨公网网络监控系统改造具有指导意义。故此，本系统架构按全数字模式设计网络视频监控系统。2.4 系统关键业务流程全数字网络视频监控系统按安防规范分作几个部分：采集部分（网络摄像机）、传输部分（光纤传输、监控中心网络、流媒体模块）、存储部分（存储模块）、显示部分（网络监示器）和管理控制部分（中心服务模块、客户端），并单独设计一个报警服务模块来接收、转发报警信号。各服务模块因信令交互构成一套有机整体，在网络上合理部署服务模块，优化信令（数据流）流程，使监控系统更好地运作，整体效能得以最大限度地发挥。系统关键业务流程如下图所示：系统关键业务流程图（1）注册、管理、控制信令包含注册信令、管理信令和配置信令。前端设备和服务模块都注册到中心服务模块上，接受中心服务模块的统一管理和资源调度。统一管理：指只有在中心服务模块上注册成功的组件才能使用，重要性尤其体现在对复杂前端设备的接入管理和后端客户端的权限管理。资源调度：指主要体现在存储服务的调度、流媒体服务的调度等。（2）实时流（预览）前端设备的实时流送至流媒体服务模块，再转发给1个（或多个）客户端解码显示在PC显示屏，亦可转发给电视墙服务模块（可选模块）解码输出到电视墙显示。采用流媒体服务模块一方面能减轻前端设备接入带宽的压力和设备的处理压力，另一方面能将用户与设备隔离，确保系统的安全性。通常前端设备的接入带宽较少，所处环境也较恶劣；使用流媒体模块以后，后端多路并发预览也只需从前端获取1次码流即可，相应地降低了前端处理输出多路码流带来的压力和功耗。其次，用户若能直接访问前端设备，会存在系统风险，存在用户恶意破坏前端设备的可能。将它们隔离开，能从根本上杜绝这种风险。（3）存储流前端设备根据录像计划将视频流写入存储服务模块。如前文所述，合理设计存储系统能确保录像过程高效、稳定、可靠。（4）检索指令、回放流客户端向存储服务模块发起录像检索请求，后者从存储介质中检索出指定录像并返回给客户端解码显示，客户端也可将回放流推给电视墙服务模块解码上墙回放。（5）告警信令可能存在的11O报警、视频丢失报警、遮蔽报警、移动侦测报警、智能分析报警、设备运行状态报警都将上传到报警服务模块，由它判断报警归宿和报警优先级，将报警信息转发给合理的客户端去处理。组网示意图：系统拓扑示意图图以功能模块方式呈现全数字网络视频监控系统的系统拓扑架构。从图可知系统分为2大块，分别是：前端监控点和监控中心。监控点指本项目的前端摄像头，散布在各监控点。监控中心设置在门扣弱电机房内，内部包含了存储子系统（NVR纯数字录像机或者存储服务器）、管理控制子系统（可选）和集成联动部分。是整个监控系统的核心，是软件平台的核心。前端采集部分采用高清网络摄像机、高清网络球作为主要的图像采集设备，特点为图像清晰度达到全实时高清晰质量，分辨率为720P，夜间照度较差需加补光措施来增加画面清晰度，来改善高清夜间效果。复杂环境选用网络球供机动监控使用。所有摄像机都通过北京视元科技的微型光电转换模块（放置在摄像头护罩内）转成光纤信号进行网络传输。机房数据交换部分全光扣网络交换机目前价格太高（24扣的含模块一般在万元以上），本方案采用北京视元科技的12/24扣光电转换器，把光信号转成RJ45扣接入中心机房交换机，在不降低性能的前提下大大的降低成本（24扣4000元以下）网络存储部分采用NVR数字硬盘录像机来进行录像，或者采用存储服务器进行录像的保存。管理控制部分包含了管理服务器（可选）、流媒体服务器、报警服务器和控制（配置客户端）。管理服务器对全网监控设备和服务器实行统一的注册管理功能，包括对前端网络摄像机的巡检、配置、维护，工作异常的网络摄像机将在平台产生报警；监视存储系统的工作状态，监视电视墙服务器的工作状态，设备工作异常产生报警信息，并产生相关的日志；管理控制中心和客户端的登陆用户名/密码，并为每个用户分配对应的权限，用户只能在授权范围内操控监控资源。流媒体服务器将视频数据转发给分控客户端使用；控制（配置客户端）对整套网络视频监控系统执行配置操作。多系统联动部分，管理控制部分的报警服务器能接收来自报警主机和门禁主机的报警信号，通信基础为互通协议。根据提前设置好的联动策略，报警服务器会在收到报警信号之后，完成转发功能，由监控中心执行接警处警工作，属于预案体系中级别较高的报警信号来临时，平台将自动弹出报警点的图像和报警点对应电子地图的位置，并以“应急预案”的方式提示处警人员如何采取下一步动作。第三部分 系统详细设计 3.1 前端子系统3.1.1简述全数字网络视频监控系统的前端子系统包含了图像采集和编码服务两种功能。主要满足各级监控中心对各监控点图像的调用和观看。都将采用网络摄像机提供数字图像，网络摄像机部署在监控点位，通过视频监控专网汇集到各区域中心，并完成数据转发，供各部门调用。3.1.2组成及选型原则前端部分主要包括：摄像机、护罩、防雷器、补外灯、支架、设备箱等。选型原则是网络摄像机。摄像机选型原则：序号位置分辨率选型1围墙周边监控点720P高清网络枪式摄像机3门扣开阔区域720P高清网络高速智能球机 本项目推荐使用海康威视DS-2CD862MF-E 高清摄像机、DS-2DF1-671高清网络球，具有以下优势：1) 多种高清画质支持HD720p 全实时画质，输出码流为3M ； 最高可输出1280*960（130 万像素）图像。高清CCD 在低照度环境下成像清晰，信噪比高。2) 高清镜头与普通镜头不同，高清镜头的物理解析力可达到200 万像素，确保图像传感器获得光信号是干洁的，无色散、无色串扰等。3) 单板设计与其它IP 摄像机不同，图像处理芯片（DSP）与DaVinci 编码芯片（DSP）之间直接通信，摆脱了传统CVBS 传输过程，才可实现高清图像传输。4) 超低功耗设计由于采用DaVinci 编码芯片，该芯片采用ARM 与DSP 单封装形式，不但提供了ARM 与DSP 之间的数据交互能力，还有效地降低了整机的功耗，最大功耗不超过4W。5) 高效的编码算法基于MPEG-4 压缩标准设计具有独立知识产权的视频编码算法，针对监控画面进行特别优化，以3M 码流完成HD720p 图像编码。支持变码流技术，确保长期运行时，平均码流将小于实际设定码流值，目前在画面变化不剧烈时，1.5M 码流即可实现HD720p 编码，有效地降低网络带宽压力和存储空间。6) SD 卡缓存高清摄像机所处位置分散，网络故障所需的修复时间较长，内置SD 卡能确高清视频监保录像数据在一段时间内不丢失，起到短期缓存的作用。7) 报警输入输出每部高清摄像机提供1 路报警输入/输出接扣，利于用户在某些需要的环境下就近接入报警信息点。不依赖网络的条件下可联动报警点的本地报警输出。也可借助监控网络将报警信息上传至监控平台，在平台上产生相关的联动。8) 电子 PTZ 功能支持E-PTZ 电子云台功能，在不产生机械运动的前提下实现电子PTZ 功能，表现为高清摄像机没有产生移动，但画面能上下左右移动。支持双码流技术。9) PoE 技术可利用支持PoE 供电的交换设备利用以太网线对高清摄像机馈电。更好地解决高清摄像机的布线问题，仅需1 根网线便能实现视频、音频、报警、控制、供电的传输。10) 其它主要特性功能支持移动侦测，可联动PTZ、本地报警输出和上传中心；支持双码流技术，主码流和子码流可采用不同的分辨率、码率、帧率；支持语音对讲功能；支持水印技术。3.1.3对比其它前端组成方式摄像机作为视频监控系统的图像采集设备，它所获取的图像质量好坏，将直接影响到编码图像的质量进而影响到最终在监控中心呈现的图像质量。与传统模拟摄像机+视频编码器的方式相比，网络摄像机将带来如下好处：对比项网络摄像机+光电转换模块视频编码器数据源全数字信号处理模拟信号数字信号混合清晰度可达到百万像素、两百万像素最高只能达到D1（40万像素）抗干扰能力很好，无模拟传输过程可与强电同管传输一般，存在基带传输的各类干扰布线、安装仅需一条皮线光纤+12V低压电源线复杂，需要部署视频线、音频线、控制线、电源线和网线环境适应性好。与传统摄像机的工作环境相当。较差。工作在环境差的弱电井内，会影响其工作稳定性。平均成本性价比高性价比较低 关键指标对比详解：l 高清图像质量传统模拟摄像机受CVBS传输系统的限制，水平TVL线理论最高仅有625线，PAL制下50场扫描，而网络摄像机的数字图像处理芯片与编码压缩芯片之间直接传输数字信号，不再经过D/A、A/D转换，消除了数模、模数转换带来的图像质量受损，消除了CVBS系统对图像分辨率、帧率的限制，可轻松实现1280*720、1280*960、1600*1200等多种高清画质。l 图像传输无损耗模拟摄像机的图像信号经同轴线缆传输送入视频编码器时，图像质量已有明显损失，传输距离越远损失越大。如下面两幅测试图所示：在0距离时测试模拟摄像机输出的信号特性，可知在主要包含图像信息的2M6M频带范围内图像质量优异；经过1KM同轴电缆传输以后，频率越高的部分损失越严重，表现为图像细节丢失。图3.1 零距离测试信号特性图3.2 1KM距离测试信号特性采用网络摄像机即相当于在0距离时对模拟图像进行编码，采用模拟摄像机+视频编码器相当于在1KM距离时对模拟图像进行编码，可知网络摄像机输出的图像质量将优于视频编码器输出的图像质量。l 网络布点、接入灵活相对于模拟摄像机加视频服务器，只要有网络接入的位置都能安装网络摄像机，部署更便捷。无需考虑视频编码器的存放位置、工作环境等因素，应用更灵活。3.1.4前端设备选型及主要参数红外网络摄像机推荐使用DS-2CD862MF-E网络智能匀速球推荐使用DS-2DF1-671视元微型光电转换模块产品描述:依循IEEE802.3u网络规格，提供高速以太网络双绞线（STP）到光纤的转换接扣，使得网络：1、传输距离较长，最大传输距离可达100公里。 2、传输品质较佳（光纤较不受电磁场干扰） 不论是远程的工作站与网络中心的连接，或网络群组与群组之间的长距离连接，此光纤转换器皆提供一理想的方案。 各种强电磁干扰环境，抗户内外强电磁干扰等恶劣环境。3、体积超小（50X40mm）完全可以装到枪式网络摄像机、红外网络摄像机内部，供电电压采用DC12V可与摄像机共用电源。亦可安装在网络硬盘录像机内，取代视频服务器、视频光端机。主要技术指标：协议：IEEE802.3、IEEE802.3U、IEEE802.1d、IEEE802.1Q 接扣：RJ45 （ 10/100BASE-TX ） 单模SC 、 ST 或 FC （ 100BASE-TX ） 电源： 外置12V，0.5A 尺寸： 50mm × 40m ×10mm 环境：工作温度： 0 50 储存温度：-40 70 湿度： 5%90% 无冷凝 3.2 存储子系统存储部分主要是对网络存储设备进行选型，并优化网络存储结构以保证网络存储的可靠性。3.2.1简述全数字网络视频监控系统的存储服务子系统主要为实现各监控点在区域中心进行集中存储、在总中心进行冗余存储和管理而设计的，并且视频存储服务系统能够向总控中心、区域分控中心、分控客户端等用户提供历史视频检索回放等服务。3.2.2设计思想在设计全数字网络视频监控系统的存储部分时，我们依据以下设计思想：l 监控系统的存储压力全部集中到监控专网，需解决大规模持续并发视频数据写操作的存储难题。本方案采用全光纤传输，稳定可靠，前端及机房光电转换部分距离只有几十mm-几百mm衰减可忽略不计。l 关键录像需冗余存储，提高关键录像可靠性。对关键录像的定义是移动侦测触发的录像、报警信号触发的录像、电视墙显示过的图像。l 系统平台能集中管理所有存储资源并统一调度，统一部署存储策略。与存储资源分布的物理位置无关，只要IP网可达，便可实现对存储资源随时随地检索和回放。l 保障存储数据的安全性，对访问权限进行集中管理与分配。存储的数据无法被更改，利用水印技术检测视频数据在传输过程中是否被篡改。l 存储可无缝扩容。3.2.3存储架构本方案推荐两种存储方案：存储服务器存储和NVR数字硬盘录像机存储。存储部分作为目前视频安防监控子系统最重要的一环，需解决以下几个问题：1. All-IP 视频安防监控子系统的存储压力全部集中到监控专网，需解决大规模持续并发视频数据的存储难题。2. 关键录像需进行冗余存储，确保事故录像可查。对关键录像的定义应该是移动侦测触发的录像、报警信号（开关量、网络报警）触发的录像。3. 系统平台能集中管理监控专网内的存储资源并统一调度，对存储策略进行统一部署。即使存储资源分布在监控专网中多个物理位置，借助IP 网络依然可实现对任意存储资源随时随地检索和回放。4. 保障存储数据的安全性，对访问权限应该进行集中管理与分配。存储的数据无法被更改，并可利用技术检测出视频数据在传输过程中是否被篡改。5. 存储能实现无缝扩容，在设计存储部分时需考虑未来扩容的问题。围绕提出的五个问题，本方案对存储部分的设计包含两块：一是前端采用NVR网络硬盘录像机实现定时循环存储，二是中心采用存储服务器+磁盘阵列的方式实现关键录像备份存储。 虽然存储部分在物理分布上由前端和中心两块构成，但均基于监控专网提供存储服务。于是便可在逻辑上将它们看作一个整体，利用监控子系统软件平台对它们实行统一的管理。设计理念采用了分布式存储与集中存储相结合的方式。采取该存储策略理由如下：1. 系统开销低、存储可靠性高将大规模持续的并发数据传至监控中心进行集中存储，将给网络带来的极大的承载压力。例如：200 路网络摄像机将产生400Mbps 以上的恒定并发流量，要求核心交换设备在满负荷工作状态下长期运行，将影响网络的稳定性。采用NVR网络硬盘录像机进行分布式录像，将它部署在靠近网络摄像机一侧，即接入层交换设备或汇聚层交换设备，将核心交换压力分摊到全网交换设备，有效地降低整网的传输压力，同时提高存储可靠性。2. 关键录像冗余存储利用中心部署的存储服务器对关键录像进行冗余存储，达到即使前端存储设备损坏也有冗余数据可查。利用高可靠性的磁盘阵列作存储服务器的存储介质，将进一步提高关键录像数据的保护等级。3.2.4存储功能（1）视频存储功能。视频存储服务系统支持手动录像、计划录像、报警录像，对这三种方式触发的录像方式如下：手动录像：当用户在客户端上选择手动录像后，将要录像的摄像机信息存储到数据库对应的表中，并通知视频存储服务系统执行该条记录。计划录像：用户可以在客户端软件上制定录像方案，并对录像方案进行保存，当选择执行某个录像方案时，就会通知视频存储服务系统按照该方案进行计划录像。报警录像：当发生视频报警时，视频存储服务系统会收到触发视频报警录像的信息，视频存储服务系统便根据包含的摄像机信息进行录像存储。网络摄像机支持双码流，其中一路码流用于视频存储。当有视频存储需要时，视频存储服务系统会主动连接网络摄像机，对视频流进行存储。并可根据需要扩展支持OggVorbis等音频编解码标准实现音频同步存储。视频存储服务系统支持节假日设定、录像文件最大长度设定、存储容量设置和状态显示等功能。（2）视频存储管理功能。支持对存储的视频数据进行管理和设置。可设置当磁盘空间不足时处理方式（提前预警、覆盖）。录像状态（计划、手动、报警、运动检测）显示。可检测存储设备的工作状态，对异常情况报警。（3）视频资料检索功能。视频存储服务系统支持客户端的历史视频检索功能。系统支持客户端按日期、时间、类型、服务器、通道检索客户端本地或远程服务器端的录像文件，系统以文件信息列表形式将检索结果返回给客户端。（4）视频资料回放功能.视频存储服务系统支持同时回放多个服务器或本地的多个存储通道的同一时间的录像文件，最多可达16画面同时同步回放，支持1/4/6/9/16画面显示。回放时能够支持暂停、播放、停止、快放、慢放、单帧步进、循环播放、精确定位到某帧、备份、调节音量、调节亮度色度对比度色调等操作。视频存储服务器还能够支持录像剪辑，录像文件下载等功能。3.2.5存储设备选型1. NVR网络硬盘录像机,纯数字信号输入，16路一般在4000元以下。2. 存储服务器与磁盘阵列 3.3 显示控制子系统3.3.1简述视频显示控制子系统主要实现监控中心视频统一调用、控制及显示而设计的，实现对数字视频的远程访问、视频流接收等功能。以显示电子地图的形式，展示可用的视频资源，通过点击电子地图上视频标识的方式，查看该处的视频，以图形化的操作方式，实现了视频的统一调用及管理。3.3.2主要功能视频显示控制子系统的主要功能如下：监控视频资源调用、控制功能，实现对所有监控位及相关设施视频进行统一调用、切换和控制的基本功能；原有视频资源调用接扣功能，提供接入、调用、显示视频图像；基于电子地图的视频资源展示功能，可以通过电子地图直观显示各视频资源的分布，并可以通过电子地图直接调用相关位置的视频图像；基于列表的视频资源展示功能，提供快捷的视频图像调用操作方式，实现摄像机图像的快速调用；摄像机云台的控制功能，可控制摄像机镜头的转动、光圈、变倍、焦距等参数；可以通过键盘操作，控制摄像机镜头的参数；历史视频检索回放及智能检索功能，可以根据摄像机的属性、时间等条件检索回放存储的历史视频图像；报警视频联动处置功能，可立即响应园区内发送的视频报警信息，对报警视频进行实时查看、处置。网络监视器，通过网线连接到交换机上，即可自由显示网内的任何一个摄像机图像，简介、廉价。3.4 传输子系统由于传输的距离太远，普通网线达不到传输要求距离，故采用光纤模式来进行网络传输。视元24光电转换器，稳定廉价，加24扣智能交换机总价4000元左右，远远低于全光扣网络交换机。单具有24个百兆光扣.具有主备电源（220VAC/12VDC可选）.模块可通过10M/100M全双工、半双工.具有自动恢复功能，防止死机现象出现. 随着数据通讯业务的不断扩展和网络的不断扩大，视频监控网络、三网合一、光纤到桌面综合布线系统的普及，全光扣交换机价格居高不下（24扣的含光模块近万元），为了响应国家光进铜退的政策、让更多用户享受廉价快速的网络，为了实现机房布线和设备管理的合理有效，我们特别设计了该产品，来填补全光扣交换机价格降低到4000元前的光纤布线市场，采用标准19结构，可输出12/24个10M、100M或10/100M自适应光纤接扣，主备电源工作方式可更好地提高系统稳定性和可靠性，电源采用稳定性开关电源，能适应各种网络要求。性能指标：支持IEEE802.3 10Base-T，IEEE802.3u 100Base-TX(UTP)，100Base-FX（光纤）协议工作方式：全双工/半双工，具有全双工/半双工自动协商功能光纤接扣支持：单模（波长 1310nm,1550nm）传输距离： 单模：25Km、50Km、80Km、120Km双绞线接扣：NODEHUB或SWITCH（5类UTP）状态指示灯：PWR(电源状态) TXL（电扣连接状态） SPD(电扣工作速度) FDX(电扣双工状态)RX（光扣接收状态） FXL（光扣连接状态）其他参数： 外型尺寸：426mmX278mmX88mm 重量：1.5Kg 主备电源：100V275VAC 5060Hz或12VDC可选 工作温度：060 保存温度：-1070 工作湿度：5%95%(无冷凝） 产品兼容协议： IEEE802.3 以太网(10Mbps) IEEE802.3u 快速以太网(100Mbps) IEEE802.3x 全双工流量控制 IEEE802.1d 生成树协议 IEEE802.1Q VLAN标记皮线光纤，从摄像机到主干光纤采用皮线光纤，施工方便（可以免熔接），价格低（1.2元每米）。第四部分 应用软件平台平台软件是一套定位在监控专网环境中使用的网络集中监控软件，以分布式系统设计理念为基础，从监控业务中抽象出各功能模块，各施其职、相对独立，之间的信令交互又使它们构成一个有机的整体。网络视频监控系统需要实现前端接入、网络存储、网络接处警、监控中心图像呈现与控制和集中管理的功能。因此，平台软件包括以下功能模块：存储服务模块、流媒体服务模块、客户端模块。各服务模块的物理承载形式为Server，构成存储服务器、流媒体服务器、客户端服务器。物理承载形式为高性能PC，构成配置客户端和操作客户端。各应用服务器的主要功能如下表所示：软件平台各应用服务器主要功能存储服务器网络存储服务的提供者，它依托于磁盘阵列等存储介质为其提供存储容量，阵列挂载方式支持DAS、NAS、IPSAN、FCSAN等。它能解决IP前端、视频服务器（DVS）的网络存储难题，也能为DVR提供中心备份存储。多台存储服务器通过逻辑堆叠的方式构成存储子系统，为大规模视频监控系统提供海量、可靠的存储服务。流媒体服务器把实时数据流转发给多