1、 數字和模擬混合監控系統解決方案 一、概述隨著社會主義市場經濟的發展，社會各行業在實際應用中對安全防范行業提出了更高的要求。而數字網絡監控技術作為一種行之有效的安防和自動化管理,已被各個行業安防監控系統所廣泛采用。它一方面使單位管理部門能獲取各個重要場所內的情況、安全防范，產生的大量實時信息，更有利于加強對單位的安全的管理；另一方面又可提高工作效率,達到現代化網絡的管理水平。安裝數字網絡監控系統，能大大減少不必要的人力、物力，實時高度監控可視區域，做到控制現場人員的實際運作現狀，實時快速的反映所發生的一切事物，便于及時應付處理突發變故事件等；達到安全防范和安全管理的宏觀動態監控、微觀取證的目的

2、。根據“數字式網絡視頻監控”系統項目和需求部門的設計規范要求，結合我公司從事保安監控系統工程設計經驗，遵循技術的先進性、系統的擴展性、整體設計的實效性和高性能價格比。在系統的設計中，強調設計的綜合管理及操作性能，力求系統操作簡便、實用和直觀性。系統設計強調中心監控的綜合管理和操作性能，力求系統操作簡便直觀。一方面激活內部配置管理，利用現代計算機技術和網絡技術加強過程控制，以提高管理的水平；另一方面需要使有關部門在事后獲取相關錄像記錄,提供有效現場證據和線索，在事前，事中、事后進行全面防范。二、設計原則1、基本情況介紹監控中心需對各監控點進行視頻監控并實現視頻信息錄像。由內部局域網傳輸，組建這樣

3、的系統，根據我們對監控行業的了解和豐富的工程經驗，認為其需求主要體現在以下幾個方面：視頻監控覆蓋到全區的各通道或重要區域，對其進行24小時實時高清視頻監控及錄像，特殊區域還可以進行實時音視頻同步監控；在監控中心可以遠程控制各個監控點的攝像機云臺，實現變焦、變光圈、聚焦的控制，達到更大范圍、更佳效果的監控；在監控中心能夠實時接收前端傳統報警裝置傳送的報警信息；在監控中心的網絡計算機上可以集中存儲，數據更安全、可靠：具備完善的安全級別控制，實現完善的安全策略管理；系統設置不同管理級別，針對級別進行管理權限的限制；2、方案設計原則根據項目的要求和國家有關法規的要求，我們經過認真研究、分析設計本系統方

4、案。該系統具有性能先進、質量可靠、經濟實用等特點，而且該系統具有方便擴展、與其它信息系統實現無縫連接的能力。為實現安防系統的可視化管理奠定了基礎。依據、參考的相關規范包括：工業電視系統工程設計規范GBJll587遠動設備終端通用技術條件GB/T16435-1996中華人民共和國安全行業管理規范軟件工程國家標準中國電氣安裝工程施工及驗收規范安全防范工程程序與要求GA/T75-94安全檢查防范系統通用圖形符號GA/T74-94社會公共場所安全防范工種設計規范民用建筑電氣設計規范JGJ/T16-92公安部、公安廳技防辦有關文件規定。中華人民共和國公共行業標準(GA/T70-94)安全防范工程程序與要

5、求(GA/T75-94)電氣裝置安裝工程施工及驗收規范(BGJ232.90.92)民用閉路監視電視系統工程技術規范(GB50198-94)民用工業建筑電氣設計規范(GJT16-92)電視系統視頻指標(CCTRRECOMMENDATION472-3)2.1、標準化網絡視頻監控系統就是要實現在網絡系統上的圖像傳輸和共享。本系統采用的產品均遵循網絡協議和傳輸標準的要求。2.2、可擴展性由于用戶以后的需求會不斷發展，監控數量將隨之擴大，只要增加前端設備和升級軟件不用添加其他附加設備，以保證用戶的投資。為了適宜未來系統擴展的要求，系統在滿足現有功能的基礎上預留足夠的設備容納性以便系統擴充之用。系統中控制

6、部件(軟、硬件)采用集中式結構、嵌入式等技術措施，可以方便靈活的進行擴充，充分保證系統在將來的適應性。靈活的組網方式，方便被監控點的增加。多個視頻監控系統可以作為子系統組成更大的視頻監控系統，可按多級組網的方式，形成大規模的監控網絡，高一級監控中心能管理和監控低一級監控中心的運行。2.3、易用性軟件使用界面良好，用戶安裝相應軟件(客戶端控件)后就可進行實現監控，完全智能控制，不用單獨設置。系統可以很方便進行升級，保證用戶投資。系統采用的程序，包括：服務器程序和客戶端程序，均為客戶提供升級服務。可調節圖像質量與帶寬占用，系統采用H.264硬件編解碼，可以根據用戶需求調節幀數、分辨率、圖像質量等。

7、帶寬和碼流，支持64K-4096Kbps的傳輸碼率多種圖像瀏覽方式，包括單畫面、四畫面、九畫面、十六畫面、二十五畫面、三十六畫面多種瀏覽方式。系統建立基于B/S架構(即WEB)的組網技術，可以方便靈活的使用。2.4、可靠性具有設計獨到的視頻流量管理功能，保證網絡通暢。實行操作權限管理，保證統一、規范管理。系統具有自診斷功能。系統設備的平均無故障工作時間MTBF10000小時。分布式由于每一個設備均以分散的方式安裝于遠端的攝像機端，即使單個設備發生了故障也僅僅是影響到這個設備，而不至于影響整個系統2.5、完善性具有強大的視頻、音頻和數據告警功能：當某臺攝像機發生移動偵測報警時，系統可實時啟動錄像

8、，或驅動云臺前往預置位實時監視；當發生報警時，能把聯動報警的信號進行接入，識別報警。功能完善的錄像管理體系：系統可選用手動、移動偵測、報警、定時錄像四種錄像方式；提供指定周期的滾動刪除功能，有效防止存儲空間耗盡。同時可提供分布式網絡存儲或中心集中存儲功能；系統具備完善的控制功能：系統設權限管理，對不同級別的用戶給予不同的權限，有效防止越權操作；2.6、良好的硬件平臺系統硬件平臺為嵌入式設計，高實現高度一體化、高度工程化，便于施工、安裝、調試。2.7、良好的軟件平臺系統的軟件操作簡便、模塊化結構，能應用于Windows2000/NT/XP/Windows2003等操作系統。三、系統設計1、設計思

9、路1.1、需求分析監控中心“網絡視頻監控”系統項目統一規劃、統一管理的基礎上，中心內部網絡傳輸介質，采用局域網來實現，要求達到統一的監控，對各重要區域進行實施24小時實時視頻監控。作到集中監控、集中存儲，可以在內部網絡鋪蓋的任何地點查看、控制任何一個監控點，隨意調用監控畫面，要求畫面清晰連貫。監控中心實時監看重要監控點；1.2、技術分析IP網絡監控系統解決方案數字視頻監控系統是一種以LAN/WAN等多種網絡組成方式，構成具有高質量的、動態圖像實時的監控系統，它是大型的、分散的地理區域監控網絡系統的技術基礎。數字視頻監控系統是完全基于計算機，以其為核心、結合安防監控的實際要求以及多年來不斷完善的

10、安防理論和經驗，運用最新的數字視頻技術、現場總線技術、網絡通信技術建立的一套軟硬件相結合、嶄新的、完整的安防系統，優化了內部結構，減少了不必要的環節，提高整體性能和反應速度，滿足新技術不斷發展的需要，并能向用戶提供全面的增值服務。IP網絡監控系統的穩定性IP網絡監控系統是建立在計算機和網絡基礎上的監控系統。工業標準的計算機是大工業生產的產物，經過了全方位的質量檢測，符合國際標準，同時也通過了國際安全及質量論證。隨著新技術的發展，視頻監控向以計算機為核心的數字化、網絡化發展已經成為不爭的事實，而計算機的國際標準化設計又給第三代網絡監控系統的維護和使用帶來了極大的方便，一旦出現問題，用戶只需對局部

11、進行更換或者維修，能保證用戶的長期不間斷使用。不像早期監控系統，生產廠家的規模相對較小，沒有一個統一的國際標準，產品樣式繁多，不具備大規模的監測和應用條件，產品穩定很難保證，而且一旦某個部件發生損壞，就需要整機進行更換。IP網絡監控系統的強大組網功能數字視頻監控系統以網絡為平臺，采用全新的設計理念，集成當今最先進的網絡技術、計算機技術以及數字處理技術。全IP網絡監控系統以IP地址來識別所有的監控設備，采用統一的TCP/IP協議來進行圖像、聲音和數據采集傳輸能夠實現：更廣闊地理區域的布局：網絡數字視頻監控采用了網絡數字傳輸信號，沒有線纜長度和信號衰減的限制，而網絡自身又不受地理區域的限制，因此，

12、可以實現更廣闊區域的監控布局，這種廣闊性幾乎不存在距離的限制，唯一的限制是網絡帶寬和應用者的想象力。無限的可擴展能力：在一個網絡視頻監控系統中，只要在技術上采用統一的標準，對于應用的擴展而言，只是增加相同的設備和增加管理上的IP地址而已，對管理而言，增加設備站點只是意味著IP地址的擴充。龐大的網絡監控：將型號從模擬轉換到數字，在采用統一的協議在網絡上傳輸，對網絡解決方案上的用戶而言，監看視頻畫面、錄制視頻資料、控制傳統云臺鏡頭，僅僅是網絡在線連接這么簡單。因此，一個龐大的網絡系統，完全可以通過網管的形式，使網絡監控的隨時隨地性得到淋漓盡致的應用。IP網絡監控系統的結構靈活性數字視頻監控系統的基

13、礎理論建立在傳統的模擬監控理論基礎之上，結合網絡的無地域及不受空間限制的特性和現今先進的視頻數字化處理技術的理論總結，以IP地址為單元組建IP地址組合的大型監控系統，其在系統結構上具有得天獨厚的靈活性。2.系統全結構按照集中監控的效果要求及實際操作的可行性，數字監控系統主要組成模式為中心統一監控，前端設備可采用全數字高清網絡攝像機或高清攝像機經過網絡硬盤錄像機后接入專網內。2.1、示意圖和系統體架構系統總體架構拓撲圖2.2、監控點結構監控點，是系統中最基層的部分。所有的前端設備都工作于此。監控站包括三類硬件設備：網絡攝像機，紅外網絡攝像機、網絡設備。對于監控點的硬件配置來說，以可靠、穩定為主。

14、前端視頻硬件以H.264的編碼方式進行視頻信息的壓縮。支持用戶/用戶組管理支持電子地圖管理支持警報系統管理/警報聯動管理支持攝像機管理支持網絡化視頻硬件管理提供警報查詢功能提供單畫面監看、多畫面分割、輪跳功能2.3、監控中心結構監控中心作為整個系統的核心，擔負著整個系統的協調、監管職責。只有保證總監控中心內所有的設備7*24小時不間斷運行，才可以保證“數字監控系統”項目的服務質量，也同時可以用戶建立網絡化視頻監控及會議系統的需要。因此，對于監控中心的硬件配置來說，以穩定、冗余為主。監控主機集中管理各監控點的視頻服務器，并能控制前端監控站的視頻云臺等。系統提供各種分割畫面方式，最大為64畫面分割

15、。存儲系統中心集中存儲的各監控點的錄象資料。存儲容量計算公式：碼率/8*3600秒*24小時=每天每路的存儲容量。例如：每路監控點需存貯CIF(352*288)分辨率的錄像，最大碼率為300Kbps，每天每路的存儲空間大約為45G每路監控點需存貯D1(704*576)分辨率的錄像，最大碼率為1000Kbps，每天每路的存儲空間大約為1417G每路監控點需存貯720P(1280*720)分辨率的錄像，最大碼率為2000Kbps，每天每路的存儲空間大約為25-40G每路監控點需存貯1080P(1920*1080)分辨率的錄像，最大碼率為4000Kbps，每天每路的存儲空間大約為40-55G存儲服務

16、器可以直接采集前段視頻硬件的視頻信息進行資料保存，存儲服務器配置同主服務器。四、系統的功能介紹1、系統特點利用在中文平臺上的專用系統軟件,實現對用戶與監控系統的對話窗口;通過它了解本監控系統所完成的多項功能及相應措施,IP網絡視頻監控系統在軟件上完成了系統模塊間總級聯和總管理功能。1.1、采用先進網絡視頻壓縮技術視頻流的存儲及傳輸壓縮方式采用先進的H.264的網絡視頻壓縮技術。壓縮比和幀率可調，圖像壓縮比率400-700:1，傳輸質量非常理想(最高可達25幀/秒，分辨率1280*960)，每通道只占據3000K帶寬，還可以通過降低幀數來減小網絡帶寬當每秒傳輸為5幀時，帶寬只占用600K。這種很

17、高的圖象壓縮比可以適應于在窄帶上的傳送。1.2、實時高質量音頻傳輸傳統的G系列語音算法聲音不清楚，含糊，而且由于開放式音響發出的極大的聲音不可避免的傳到MIC里，導致回音的產生，花費近千萬元人民幣購買了世界最著名的音頻算法專利，高保真的語音/音樂實時編碼算法，和超寬頻的自適應回聲消除軟件算法，使得用戶可以利用普通的筆記本或PC的MIC和喇叭直接交流，提供了32路混音引擎，使得用戶再也不要搶話筒，高達33%的誤碼糾正能力使得用戶在網絡里有其他應用占用帶寬時仍舊流暢交流。1.3、網絡監控服務器交叉互連功能IP網絡視頻監控系統的交叉網絡監控服務器互連技術使得網絡傳輸得到優化，并具備容錯能力，為會議提

18、供安全保障。同時事實證明可以勝任上千個監控通道同時進行實時監控的任務，為用戶的擴展提供空間。1.4、高穩定、高效率系統具備提供7*24連續穩定運行的能力，適用于各行業高要求的監控需求報警響應快，圖像延時小極優的算法和硬件構架，減少系統對CPU、內存、網絡等資源的占用高效率的視頻圖像存儲、查詢、播放功能；1.5、高適應、高兼容支持各種復雜的網絡環境,對無線和衛星線路具有較好支持支持Windows、Linux等多種操作系統國際化設計，多語種支持支持多種大型數據庫支持C/S和B/S應用模式內置多廠家、多品種云臺和矩陣等控制協議內嵌本公司和市場主流編碼器產品的支持方便地接入其它公司硬件編碼器產品1.6

19、、低要求、低維護使用現有的ip網絡，避免繁雜的布線工程與軟、硬件環境。使用集成度高，內嵌式的視頻終端，省卻了大量的計算機維護工作。具有自動、定時、觸發等錄像功能，減少了手動干預的煩雜工作通過網絡瀏覽器即可隨時隨地上網取得監控信息，提供沒有空間限制的安全監控系統。1.7、實用、安全完備的用戶管理機制，阻止非法用戶入侵提供用戶、設備、功能相關的權限設置功能，授權用戶在限定的范圍內工作防范措施保證重要數據的安全，防止資料被篡改和被偽造操作直觀、簡單，用戶上手容易，維護方便2、系統主要功能2.1、實時圖像監看數字監控系統能進行高質量的視頻采集以及音頻的實時采集。在系統內部網，任意一個授權用戶都可以通過

20、瀏覽器均可以觀看來自現場攝像機的實時彩色圖像。每一個授權用戶可以觀看的圖像在數量理論上沒有限制。對關鍵區域和出入口通道進行24小時全天候監控，現場畫面實時顯示在本地監控中心的屏幕上。集中監控中心工作時間內對工作區進行實時監視。發生報警后，聯動前端鏡頭對報警區域進行實時監視。出入口控制等設備聯動前端鏡頭對通道進行實時監視。監視區域內圖像的動態變化，檢測監視區域內的物體運動。對于多個地方的同時報警情況也可以及時處理。2.2、遠程控制功能遠程監控系統(上級主管單位)可對攝像機鏡頭進行光圈、焦距、景深距離的控制操作。2.3、設備在線管理對關鍵設備提供注冊、檢測的管理能力，憑借系統強大的網絡管理能力，系

21、統能直觀、方便地檢測設備和線路的工作狀態。2.4、通過先進的壓縮方式降低對帶寬需求IP網絡視頻監控系統對視頻的存儲及傳輸壓縮方式采用先進的H.264的網絡視頻壓縮技術。壓縮比和幀率可調，圖像壓縮比率400-700:1，傳輸質量非常理想(最高可達30幀/秒，分辨率704*576)，每通道只占據300K帶寬，還可以通過降低幀數來減小網絡帶寬當每秒傳輸為5幀時，帶寬只占用60K。這種很高的圖象壓縮比可以適應于在窄帶上的傳送。常用視頻壓縮模式的帶寬占用指標：167*1441-30fps約20Kbps-60Kbps240*1801-30fps約50Kbps-100Kbps320*2401-30fps約8

22、0Kbps-200Kbps352*2881-25fps約80Kbps-250Kbps640*4801-25fps約100Kbps-1000Kbps720*5761-25fps約100Kbps-1500Kbps1280*7201-25fps約1000Kbps-2500Kbps1920*10801-25fps約1000Kbps-4500Kbps2.5、視頻影像存儲圖像的品質、記錄的保存、系統的安全性是數字監控系統三大要素，在記錄保存方面，使用了硬盤錄像技術，達到以下特點：多路實時性：系統用實時并行處理技術，每路信號均可獨立操作互不干擾。長時間錄像存儲：在保證圖像清晰度和實時性的前提出下，提高了錄像

23、效率，支持長時錄像智能錄像管理：可按時間等設置參數對錄像進行管理。精細查詢、回放功能：用戶可根據攝像槍編號，時間段，事件等條件準確快速查找到所需要的錄像文件并回放。回放時可隨意快進、慢放、逐幀、逐秒、重復等方式，圖像可以全屏放大。高效成熟的壓縮算法：系統采用壓縮比大，實時性較強的壓縮方式，減少存貯的介質。圖像記錄在若干個視頻監控點，利用普通IDE硬盤記錄圖像，分散在網絡內。圖像的存儲是靈活的、分布式結構。這一點對于要求長時間、大容量記錄場所至關重要。多個視頻監控點提供上萬支攝像機連續24小時記錄要求。2.6、圖像回放網絡內的任意授權用戶可以通過視頻監控點回放其授權范圍內的任意圖像即使這路圖像在

24、其他的地市。2.7、圖像監視網絡內部的操作員通過顯示器以及模擬監視器可以觀察所有攝像機的圖像。2.8、虛擬矩陣系統支持軟件方式完成的“虛擬矩陣”功能。支持通過解碼器將來自遠端的網絡視頻信號還原為模擬視頻信號，利用模擬監視器(電視墻)來顯示所有的遠端攝像機的畫面。支持使用軟件代替模擬硬件矩陣，完成圖像的矩陣切換功能。當然，也支持點-點的給予硬件的還原。29、圖像輸出支持各種格式的圖像、圖片輸出。圖像可以制作為光盤，使用標準的播放軟件播放。210、圖像遠程傳輸如網絡已經連接到公網，那么公網內部任意授權合法用戶均可以登錄到IP網絡視頻監控服務器，通過服務器遠程觀看現場圖像(授權范圍內)、歷史記錄圖像

25、。五、技術及設備選型網絡視頻監控系統點數較多，監視場地較大，實現各點集中數字化監控管理對這樣的系統，數字化監控不是問題的關鍵，關鍵的問題在科學、合理的管理和應用策略上。因此，設備和技術的選型就顯得非常重要了。1、技術選型1.1、編碼技術數字監控系統的存儲及傳輸壓縮方式采用先進的H.264的網絡視頻壓縮技術。壓縮比和幀率可調，圖像壓縮比率400-700:1，傳輸質量非常理想(圖像幀數可以在5-30幀/秒，分辨率從176*144到704*576可調，每通道只占據300K帶寬，還可以通過降低幀數來減小網絡帶寬當每秒傳輸為5幀時，帶寬只占用60K。這種很高的圖象壓縮比可以適應于在窄帶上的傳送。無論是與同族的視頻壓縮算法MPEG1和MPEG4相比，或是與ITU的H.263算法相比，H.264算法對視頻數據的壓縮率都占有明顯優勢，這對于有效節省視頻監控中寶貴的IP帶寬資源具有巨大的優勢。ITU(國際電信聯盟)最近剛剛推出了H.264的圖像編解碼標準。在同樣圖像質量的情況下，H.264編碼數據量僅為H.263的50%左右，而且對網絡傳輸具有更好的支持功能，H.264能適應于不同網絡中的視頻傳輸，支持不同網絡資源下的分級編碼傳輸，從而獲得平穩的圖像質量。H.264不僅可