1、中日秦办学生公寓园区高清视频监控解决方案2017 年 9 月目录第一章 概述 .11.1 背景分析 11.2 需求分析 2第二章 系统设计 .32.1 设计依据 32.2 设计原则 32.3 总体设计 42.4 前端监控资源采集 52.5 网络传输系统 62.6 集中监控管理平台设计 72.6.1 集中用户验证服务设计 82.6.2 集中管理控制 82.6.3 存储系统设计 92.6.4 转发系统设计 .112.6.5 电视墙显示系统设计 .11第三章 设备选型 103.1 百万像素网络摄像机 .103.2 存储服务器 .11第四章 高清网络视频管理平台 15第一章 概述1.1 背景分析当今社
2、会各行各业的现代化管理需要运用先进的科学技术手段，将电子技术与计算机控制集成在一个完整的系统中，利用现有的成熟先进的监控保安设备和系统架构，可有效的加强对各种场合，特殊设备以及人员的管理，直观及时的反映重要地点，区域的现场情况，增强安全保障措施，进一步规范各个行业的管理。目前监控手段已经从传统的模拟视频监控发展到了高清网络数字视频监控，利用现有的办公网络、企业专网，光纤专网敷设，甚至互联网和无线网络都能够构建工厂的高清网络视频监控系统；与此同时，百万像素网络摄像机的大规模普及也解决了传统模拟视频监控系统清晰度不足的尴尬局面；基于低码率、高清画质、多功能等特性的 720P、1080P 高清网络摄
3、像机与 VMP 网络视频监控管理平台为用户提供了多结构，多用途，良好扩展性的新一代高清视频监控解决方案。1.2 需求分析 视频监控区域：为了 2 栋大楼的正常工作、生活秩序，避免人为或非人为的财产损失，避免可疑、非法人员闯入、需要对整个大楼的安全进行有效的防范。通过大楼出入口、电梯出入口、电梯内部、重要通道、其他重要出入口、地下停车场、大楼外围等诸多重要的区域和点位进行全天候的、实时的、高清晰的视频监控。 点位分布要求：整个视频监控要求能够满足全天候本地 24 小时监控。前端必须采用目前最先进、最稳定的摄像机。在出入口等重要的地方需采用云台球型高清摄像机，在走廊过道以及其他一些区域安装半球摄像
4、机或者是枪式摄像机，在电梯里安装电梯专用摄像机。 视频压缩处理：安装在前端的高清网络摄像机把图像信号摄入后直接压缩转换为 IP 网络信号，通过汇聚交换机，光纤以骨干网的方式传输至监控中心。经过流媒体转发服务器后一路送入海量存储系统进行视频存储，一路送至浏览终端和电视墙显示系统进行监控浏览。 报警联动：通过监控管理软件和报警接口软件，监控系统可以响应区域联网报警系统，区域联网报警系统的用户报警后，区域联网报警主机通过报警接口软件自动调用相关图像到大屏或主监视器显示，同时启动既定的预案系统。主控中心的大屏幕可以显示监控图像、计算机网络信息、GPS、GIS 系统等各种信息，作为各种信息的综合显示平台
5、。 联网监控：通过办公大楼局域网，上级部门和相关领导可以调用任意的图像、授权的用户可以联网调用录像资料等。第二章 系统设计按 照 技 术 领 先 、 结 合 实 际 ， 统 一 规 划 、 协 同 部 署 的 指 导 思 想 ， 充 分 利 用 计算 机 、 视 频 压 缩 、 网 络 通 信 等 领 域 的 稳 定 的 、 先 进 的 技 术 ， 实 现 对 安 全 、 环 境 、人 物 等 各 类 信 息 资 源 科 学 有 效 的 管 理 和 应 用 ， 进 一 步 提 高 生 产 范 管 理 工 作 。2.1 设计依据 国际电联（ITU-T）HDTV 标准 安全防范工程技术规范 GB5
6、0348-2004 视频安防监控系统工程设计规范 GB50395-2007 视频安防监控数字录像设备 GB20815-2006 城市监控报警联网系统通用技术要求 GA/T669-2006 邮电通信网光纤数据传输系统工程施工及验收暂行技术规范 防盗报警中心控制台 GB/T16572-1996 安全防范工程程序与要求 GA/T75-94 安全防范系统通用图形符号 GA/T74-2000 安全防范系统验收规则 GA308-2001 视频安防系统技术要求 GA/T367-2001 工业电视系统工程设计规范GBJll587 远程设备终端通用技术条件 计算机场地技术要求GB/T16435-1996GB28
7、87-2000 综合布线系统设计规范EIA/ITA568A 、ISO/IEC11801、CECS72-79 电气装置安装工程施工及验收规范GA/T75-94 GBJ232-92 2.2 设计原则 高可靠性：采用行业内最新技术和高品质设备，网络摄像机嵌入式集成设计，从视频采集、压缩到传输由摄像机本身完成，建设前端系统架构节点，确保系统运行的可靠性和稳定性， 先进性： 本次系统前端摄像机采用了百万像素的高清网络摄像机。传输系统采用高速千兆光纤主干网进行网络视频数据的传输；而后端则采用Aipstar 公司基于高清网络摄像机的 HD VMP 高清网络视频管理平台对所有网络摄像机以及其他监控资源的管理。
8、 经济性：在满足系统需求、安全防范级别、系统的先进性的同时，做到合理、实用，降低成本，从而达到极高的性能价格比，降低安全管理的运营成本。系统建设应始终坚持模块化架构，实现可扩展建设的要求。根据不同时期和具体功能需求进行针对性建设，避免重复投资和盲目建设。 系统完整性：HD-VMP 是一个较完整的视频集中管理平台，包含了目前大多数视频监控系统都具备的系统功能。 操作简单实用：HD-VMP 采用人性化设计，引导式操作流程以及模块化的部署模式，同时采用了全数字化、全网络化的架构方式，使得整个系统从前端到后端都变得非常简单，不管是维护还是操作。 发展性：HD-VMP 基于网络化、数字化的架构，其本身可
9、提供互动性的二次集成开发，光纤主干网也未系统容量的大规模扩展提供了保障。 外观效果美观：前端装置安装均考虑安全性、隐蔽性及美观性，根据实用和美观的原则，前端和后端我们都选用了外观工艺和性能稳定都比较好的安防产品。 安全性和保密性：在系统设计时，我们充分考虑信息资源的共享，同时更要注意信息的保护和隔离，因此 HD-VMP 针对不同的应用模式和不同的系统架构类型，采取不同的措施，包括用户认证机制、系统安全机制、数据存取的权限控制等。 易维护性：HD-VMP 不管是前端物理设备还是后端软件模块都提供远程操作和维护，通过集中管理终端可对设备进行远程网络升级和配置。2.3 总体设计系统分为前端监控资源采
10、集、视频传输、后端平台组建等几部分，整个系统采用全网络数字视频监控架构，前端都采用高清网络摄像机进行视频采集，通过摄像机的网络端口直接接入到大厦内部高清视频传输网络中去，传输到后端进行集中存储和管理。传输主干网采用光纤千兆局域网，后端通过 HD-VMP集中管理平台来完成整个视频监控系统的集中预览、控制、管理、存储以及视频分发等功能。实现高清数字视频监控系统集中管理。总体设计严格遵循用户要求和行业规范，满足用户功能需求为主要目的，提高范管理效率。 2.4 前端监控资源采集前端监控资源的采集主要是指现场视频信息的采集，本次设计中，前端监控设备根据用户需求分析全部采用网络数字摄像机。通过需求分析我们
11、得知总共约有 454 多个点位，我们选用基于基于标准的 H.264 算法、1280*720P 分辨率的百万像素网络摄像机来采集前端视频，根据监视区域的特殊性选用合适的高清镜头，摄像机预览和回放的图像线数也达到了 700TVL 广播级图像画质， 而且动态视频为全实时 30 帧/秒。前端供电可采用就近取点或区域集中供电。百万像素摄像机编码算法：H.264 Main Profile Level 4.1传感器：高分辨率逐行扫描 1/2.5 英寸 500 万像素图像传感器镜头：CS/C mount扫描模式：逐行扫描3A 控制：白平衡 AWB/增益控制 AGC/曝光控制 AEC视频最高分辨率:16：9 显
12、示比例，1280*720P（25 帧） ，1920x1080P(12.5fps)全实时输出，广播级图像画质，清晰度可达 1000 线模拟输出：支持高清 Ypbpr 输出，支持 CVBS 模拟视频输出码流控制：要求在 2Mbps 低码流下能做到百万像素高清实时画质传输和压缩电子快门：1/25-1/2000 可调报警检测：移动侦测、视频丢失、镜头遮挡POE：支持 PoE(IEEE802.3af)以太网供电（选配）报警功能：FTP 上传、E-mail 提示、客户端警示高级协议：支持 RTSP 协议，可使用 PDA/PPC 移动监控录像：支持后端软件自动录像，手动录像，支持 FTP 上传录像等功能2.
13、5 网络传输系统网络传输系统的组建对于高清网络视频监控系统的组建至关重要，如果传输系统不能满足网络视频流的传输要求，那么网络监控也就无从谈起。本系统点位比较集中，集中分布在两个区域，分中心约为 117 个点位，总中心有 337个点位。目前设计按照分中心存储本地区域 117 个点位的视频数据，同时还将分中心的视频数据送至总中心进行存储，因此分中心的核心交换机和分中心到总中心的传输系统必须能够满足海量高速视频数据流的传输。接入层交换机根据摄像机接入的数量选择端口数和交换速度，一般接入摄像机路数不超过 20 台的可选用 100M 交换机，但由于目前二层普通千兆交换机造价并不高，因此我们设计建议均采用
14、 10/100/1000 自适应千兆交换机进行组网，根据节点类型选择不同应用级别的产品，品牌最好选用统一厂家的。接入层（汇聚层）交换机选择桌面交换机或工作组交换机，根据接入路数选择背板带宽不低于 9.6Gbps包转发率不低于 10Mpps分中心核心交换机可采用企业级千兆交换机。背板带宽不低于 48Gbps包转发率不低于 36Mpps支持端口扩展和光口传输网络传输示意图2.6 集中监控管理平台设计由于本次系统建设只覆盖办公区域本地监控资源，因此我们只采用集中管理的方式，通过后端建设视频浏览管理终端、转发终端和存储终端就可以完成高清视频监控资源的集中管理。平台组成列表序号 名称 型号 说明前端监控
15、资源1 高清网络摄像机 枪机、球机 标准 H.264，高清 720P/1080P 百万像素 后端软件平台组成2 用户目录模块 整个集中联网管理平台用户、设备配置，权限优先级管理，支持双机热备3 管理&控制模块 浏览、PTZ 控制、对讲、远程参数设定、设备巡检，解码控制4 虚拟网络矩阵模块视频浏览，虚拟矩阵 VGA 大屏上墙5 网络视频集中存储服务模块同步集中存储、异步分散备份、网络视频流媒体转发服务器，采用多台硬件服务器部署软件模块，实现集群式存储转发服务器，负载均衡等功能可保障系统的整体稳定性6 流媒体视频转发服务模块视频数据集中转发，提供多路并发访问，支持多级视频转发分控客户端1 监控客户
16、端 C/S 的浏览和 PTZ 分控2.6.1 集中用户验证服务设计用户验证服务是整个网络视频监控的核心模块，它完成所有设备信息和用户信息的注册、验证、授权、访问控制等功能。完成所有前端网络摄像机的信息注册、后端软件模块注册以及用户信息的验证；同时可根据用户需求部署冗余备份用户验证服务器，以便当主认证服务器故障时，可启动备用冗余用户验证服务器，继续提供验证服务，保障指挥中心和其他用户可继续访问视频监控系统；用户验证服务器采用专业级服务器配置。由于整个系统我们采用了二级中心管理，因为为了便于集中管理和分级控制，我们设计在总中心配置一套双冗余备份功能的集中用户验证服务器，分中心和其他客户终端都通过局
17、域网向总中心的验证服务器进行访问注册和登录。集中用户验证服务器技术要求：1、完成所有设备信息和用户信息的注册、验证、授权、访问控制等功能2、支持双机热备功能，防止用户访问中断3、支持目录树管理、分级管理、自动以分组、自动搜索前端设备4、能够模块化部署，充分利用硬件平台资源2.6.2 集中管理控制集中管理控制软件模块可对前后端物理设备、虚拟软件模块进行统一管理、控制、信息收集、处理，集中管理控制模块是为管理员对系统的配置、操作而设计的。我们设计总中心部署一台集中管理控制服务器（安装管理控制软件模块） ，集中管理控制服务器硬件配置采用了满足高清网络视频图像处理能力的专业级服务器，能够同时支持 8
18、画面高清 720P 或 4 路 1080P 高清图像解码预览、满足全范围信息收集显示、具有快速响应等功能。通过向中心验证服务器进行用户验证，验证通过后获取各自管辖区域的视频监控资源。在分中心同样部署一套分中心集中管理控制服务器用于对所辖区域的设备进行管理。2.6.3 存储系统设计本项目设计采用集中存储的解决方案，将分中心的数据统一汇聚到总中心进行存储，存储系统部署在总监控中心机房内。2.6.4 转发系统设计总中心采用 1 套转发服务器负责视频数据分发，可同时满足视频存储、电视墙浏览以及其他客户终端的视频访问请求。服务器均采用专业电信级服务器进行部署，可满足单台大容量数据访问请求，采用智能双网卡
19、负载均衡和智能流媒体转发服务。2.6.5 电视墙显示系统设计总中心显示系统设计总中心采用 4 台 46 寸全高清液晶监视器配合 1 套高清数字矩阵主机进行图像浏览、切换。高清数字矩阵主机的 VGA 接口通过 VGA 线缆与高清监视器进行连接，主机输出 1-8 画面高清图像分割显示，同时可多画面或单画面切换，可选在单窗口轮循或多窗口组切等方式进行浏览，通过集中管理控制服务器可对 1 台数字矩阵进行集中管理和输出控制，完成 52 路输入 16 路输出软解码矩阵上墙功能，而且可任意扩展。第三章 设备选型3.1 百万像素网络摄像机基于标准 H.264 Main Profile Level 4.1百万像
20、素高清网络摄像机清晰度可达 720-1000 电视线支持 YPbPr 高清分量模拟输出支持 720P+Full D1 双码流实时编码高清网络摄像机是基于标准的 H.264 Main Profile Level 4.1 算法的百万像素网络摄像机。它采用百万像素的逐行扫描图像传感器，支持 YPbPr 高清模拟输出，清晰度可以达到 720TVL 的广播级图像画质。支持 30 帧/秒实时 720P+Full D1双码流编码，录像文件可使用标准解码器解码，支持常用播放软件直接播放。在相同码率下具有比 MPEG-4 倍增的画质，在同样的画面质量下，码率仅为MPEG-4 的二分之一。720P 可配套视频管理
21、中心平台，提供完整的系统级解决方案！特色功能高分辨率(High Resolution)逐行扫描图像传感器广播级图像画质，清晰度可达 720-1080 线，最低照度 0.8LuxF1.2True ISO 标准 H.264 Main Profile Level 4.1，可用标准解码器解码1080P(1920*1080/30fps)/720P(1280*720/30fps)全实时高清视频录像支持 720P+Full D1 实时双码流，浏览和存储互不影响3A 控制（自动白平衡、自动增益控制、自动曝光控制）支持 SD/SDHC 卡方式存储报警高清图片及录像RJ45 接口 10M/100M 自适应以太网支
22、持 PoE(IEEE802.3af)以太网供电（可选）支持 SDIO Wi-Fi 54Mbps 无线网卡（可选）支持 1080P、720P、Full D1、4CIF、VGA 和 CIF 分辨率支持 FTP 服务器实时录像功能支持 RTSP 协议，可使用 PDA/PPC 移动监控内置 WEB Server，支持 WEB 方式的浏览和管理提供视频运动侦测(Motion-Detect)及传感联动等多种可选报警联动方式支持水印（Digital Watermark）技术，录像资料不易被篡改RS485 通道，支持多种球机控制协议及预置点和扫描线协议提供标准 GPIO 报警接口、双向音频和 YPbPr 高清
23、模拟输出接口支持 PPPoE 拔号和 DDNS 域名解析系统支持 UPnP 协议，轻松检索管理网络摄像机完全整合 VMP 视频管理中心平台软件功能特点摄像机与镜头成像器件 1/4 Inch 逐行扫描 5.0Mp 图像传感器扫描模式 逐行扫描镜头接口 C/CS mount白平衡 AWB/增益控制 AGC/曝光控制AEC自动信噪比 43db镜头类型 直流驱动(DC)自动光圈镜头音视频规格视频压缩标准 标准 H.264 Main Profile Level 4.1，录像文件可以用标准解码器解码音频压缩标准 MP2，AAC（可选)视频最高分辨率 1920*1080、1280x720(30fps)+72
24、0x576(30fps)双码流压缩分辨率 1080P(1920*1080)、720P(1280*720)、Full D1(720*576)、4CIF(704*576)、VGA(640*480)、CIF(352*288) *PAL 为 25 帧/秒，NTSC 为 30 帧 /秒网络协议通用协议 TCP/IP,HTTP,SNMPUPnP，ARP, ICMP, DHCP, FTP, UDP, DNS, DDNS, NTP, Static IPFTP 客户端 ftp 实时录像、报警录像高端协议 RTSP输入输出接口模拟视频输出 YPbPr/CVBS 高清模拟输出网络接口 RJ45x1，10BAPe-T
25、/100BAPe-TX 自适应以太网口，兼容PoE(IEEE802.3af)SD/SDHC 卡插槽 1 个支持 SD/SDHC 卡，支持 SDIO WiFi（可选）WIFI SDIO WiFi 54Mbps(可选)USB 接口 Mini-USB 接口，B 型 5PinGPIO 输入/输出 Sensor in x1,Alarm out x1(开关量)Audio In 1 Line InAudio Out 1 Line OutRS485 1报警报警检测 移动侦测、视频丢失、传感器联动报警功能 SD 卡、报警继电器输出、FTP 上传、E-mail 提示、客户端警示、联动云台其它参数电源 DC 12V
26、:300MA/PoE(IEEE802.3af, 选配模块及 PoE Switcher):3.6W工作环境温度 -10 +50工作环境湿度 系统整体架构 自由的界面设计，可设定隐藏或显示任意面板；手动拖放或自动排列；界面风格可更换 模块化设计，模块可单独升级扩展 简化前端，前端的设置都应可以在后端或中心设置 数据库管理，查询检索更强大；详尽的事件日志处理功能；支持 Access和 SQL 数据库 采用向导式设置，引导用户快速上手；人性化的提示及操作，简化客户操作 引入优先级及冲突检测机制，信任上级模式 动态语言菜单，可自定义编辑导入导出2 灵活的显示模式 直观易搜索的逻辑分组和目录树显示 简单拖
27、放完成服务端连接和显示视频图像，支持本地和远程多个不同地理位置的站点同时监控，浏览和录像 支持 1/4/6/8/9/10/16 多种窗口显示模式及实时视、音频连接 多屏显示支持，1-3 屏可选 支持虚拟矩阵电视墙显示/切换；支持多台解码主机集中控制；支持多个厂商设备解码 个人化的窗口布局和连接状态，自动保存为默认参数 视频图像局部电子放大 在 VGA 显示器或模拟监视器显示和控制摄像机序列（轮巡），VGA 或电视墙上的某一窗口上连续切换显示摄像机图像、调用预置点或花式扫描，每个图像显示停留时间自定义 群组切换摄像机分组（组切），同屏多窗口调用显示某组内的所有摄像机 显示和控制报警信息，显示和切
28、换报警相关的摄像机视频图像 显示和控制多级电子地图，摄像机地图导航 在网络不同节点的多个授权用户能同时浏览、管理和录像3 强大控制和集中管理功能 用户集中认证和分布认证相结合，实现多级管理 逻辑目录树和物理目录树统一集中管理 用户和用户组策略管理，优先级自定义 精确到每个摄像机的浏览和 PTZ 控制权限自定义 系统管理权限自定义 对低优先级用户锁定浏览权限和 PTZ 控制权限 高优先级用户夺取低优先级用户的浏览和 PTZ 控制权限 高优先级用户对视频图像和云镜的即时锁定 移动侦测、传感输入的本地报警输出和管理中心联动输出 手动启停录像，集中存储与分布存储相结合 即时抓取当前窗口当前帧图像并保存（快照） 设备参数的远程配置、集中管理和设定、备份、恢复 设备自动检索识别，IP 的批量分配管理 系统设备自动诊断功能5 存储、检索和播放 手动录像与集中存储自定义，多种录像计划和任务 数字水印技术支持，录像资料不易被篡改 录像和回放同时进行 多种智能检索录像资料的方式 多路视频图像同步回放，快放、慢放、帧进
