博研新创数码科技有限公司

   首页   联系我们  
教室网络视频监控系统解决方案  

一. 系统目标分析

学校有 27 间教室,有监控中心一个,校长办公室、教导主任办公室等若干,目前已经完成校园网建设,主干是 1000M/100M 以太网,选用思科交换机,每个教室留有 2 个 RJ45 以太网接口。每个教室、监控中心、校长办公室等都接入校园网,由于管理需要,要求建立实时的数字视频监控系统,借助校园网进行视频传输,节省大量视频线缆布线,避免模拟视频传输的干扰,同时通过网络上的任意一台计算机,经过身份验证后可以观看各个教室的图像和控制前端的摄像机转动,可以用于监考,也可以用于教学巡查,一些经典课时还可以录像,进行对外交流或作为资料存档。

具体要求是:

1) 27 个教室,每个教室安装 2 台摄像机,共有 54 路图像;

2) 监控中心有 27 台监视器,可以同时收看 27 个教室的图像;

3) 其中 15 路图像能够通过网络上的计算机观看图像,控制云台;

4) 计算机软件能够录像、抓拍和回放;

5) 设备具有网络管理功能。

系统方案以满足用户使用需求为前提,具备先进合理、稳定可靠、高性能价格比的特点,系统具备相当的扩展性,为今后业务发展需要留有扩充本数字监控系统的余地。

二. 系统设计原则

在此方案设计中,以下原则贯穿于设计工作中的全部过程:

1 、可靠性原则:

监控系统的可靠性是监控系统具有实用性的前提,是监控系统应急、防范及事后举证的保证。

2 、实时准确的原则:

监控系统的基本功能就是将被监控对象发生的事件在有限的时间内准确及时地反映上来。因此实时性与准确性的原则贯穿在系统设计的各个方面。

3 、先进性与实用性相结合的原则:

既要保证系统设计的先进性,又要保证系统设计的实用性。选用的设备是经过实践检验的成熟产品,同时考虑系统的总体成本以及实际的气候、地理条件,比较模拟监控、有线网络、无线网络、数字存储等诸方面的特点,为用户提供最合理的建议方案。

4 、灵活扩展原则:

为了使现有的系统在将来能够得到充分的利用,当前的投资在以后不被浪费,这就需要系统具有充分灵活的适应能力和高度的可扩展性能。以便于系统将来的扩容及与升级。

5 、便于维护原则:

这是为系统在使用过程中的实际需要考虑的。系统工程实施结束交付使用以后,应该便于各种日常维护工作,能够方便地进行软件的重新配置、系统的自检与恢复、硬件备品备件的更换和软件系统的升级。

6 、安全性原则:

安全性一直是网络及系统管理的薄弱环节之一,而用户对网络安全的要求又相当高,因此安全性原则非常重要。监控系统中主要有以下几大安全问题:

1) 数据的私有性 ( 保护监控系统的数据不被侵入者非法获取 ) ;

2) 授权 (authentication)( 防止非法侵入者在监控系统上发送错误信息 ) ;

3) 访问控制 ( 控制对网络资源的访问 ) 。

相应的,在本方案的网络结构和软件设计的安全管理部分中包括了对授权机制、访问控制、加密和加密关键字的管理,另外还建立了系统登陆、操作的安全日志,便于系统的维护和检查。在软件的功能中,安全管理是非常重要的一项,目的是防止未授权用户非法使用、破坏监控系统,避免由此造成的对系统的破坏或重要数据(如配置数据)的泄密,或者进行未经授权的数据篡改甚至直接对设备操作导致重大故障。因此软件中提供了用户登录 / 注销管理、显示用户标识与权限、增加 / 删除用户标识、权限及口令、观察操作历史记录、值班日志管理以及用户名密码加密存储等多项手段来保证系统安全。

三. 系统设计依据

1 、《中华人民共和国公共安全行业标准》 GA/T70-94 GA/T75-94

2 、《民用闭路电视监控系统工程技术规范》 GB50198-94

3 、《工业企业通信设计规范》 适用于线路敷设

4 、《安全防范工程程序与要求》 GA/T 75-94

5 、《民用建筑电气设计规范》 JGJ/T16-92 , GA/T74-94

6 、《电气安装工程施工及验收规范》 GBJ232-90 / 92

7 、《智能建筑设计标准》 EBD-030-95

四. 技术方案设计

目前网络视频监控产品主要有: H.263 , MPEG1 , MPEG2 , MPEG4 产品。 H.263 占用带宽较小, 300Kbps-1.5Mbps ,但是 H.263 属于早期的技术,图像质量较差,块效应明显,该类产品已经逐渐退出市场; MPEG-1 用 1.5M 左右码流,是 VCD 的标准,解析度只有 CIF ,图像质量较差,应用已经很少; MPEG-2 是 DVD 标准,图像质量好,但需要占用 4M 左右带宽,在带宽足够,要求遵循 DVD 标准的地方采用;目前 MPEG4 是市场主流,产品多数是 CIF 解析度的,博研新洲数码科技有限公司已经推出 DVD 质量的产品 MPEG-4 ,在 1.5M 左右达到高清晰度 720*576 ,同时可向下兼容 CIF , QCIF ,最低码流可以 200Kbps 达到 25fps 。

每个教室安装 2 台 EN4100A 网络视频服务器 / 编码器,分别接两台摄像机 / 麦克,通过 RJ45 接口接入校园网,视频和声音经过 A/D 转换,编码后,通过网络进行传输。

监控中心安装 27 台 DN4100A 网络视频解码器,从网上接收视频流,进行解码,输出到监视器 / 电视机进行显示。同时监控中心配备计算机,安装服务器软件,对设备进行管理和设置,对用户进行开户、注销、分配权限等管理。

校长办公室可以通过计算机进行软件解码,登陆管理服务器,输入正确的用户名和密码,就可以随时观看各个教室的情况,还可以进行录像、抓拍、回放等。

工作原理

通过网络视频编码器、网络视频解码器、数字视频解码监控软件实现模拟视频数字化、网络化,借助 IP 网络实现多级远程监控,把原来分散的模拟视频监控组成一个互联互通、具有灵活权限管理的有机的系统,提供了数字化网络化的强大功能和现代化的管理手段。

 摄像机视频信号经视频矩阵切换给网络视频编码器,经过 A/D 转换、数字视频压缩后传输到网络上;

 远端网络视频解码器、数字视频解码监控软件从网络上接收到编码器发送的数字视频流,解码后进行显示;

 视频流在网上通过组播( Multicast )技术传输,一点发送多点接收,大大节省了网络资源,对其他业务不会产生影响;

系统功能

 提供录像、抓拍功能,能够进行回放及显示;

 系统提供电子地图功能,可以选择不同的地图,地图上有对应的监控点的布局,可以点击打开监控图像窗口;

 系统设置一台或者多台视频服务器,对摄像机、云台、用户、控制权限进行管理;

 网络管理终端,对设备配置和用户及权限进行设置和管理;可以在网上任意地方远程管理;可以对多台服务器进行管理;

 客户端软件具有图像解码播放,随意切换, PTZ 控制,电子地图等功能;

 客户端软件登录后自动获取自己有权限的资源(摄像机、编码器等),并且能够实时了解资源的使用情况(使用的用户数、用户名、用户权限级别等);

 客户端之间以及与网络管理终端之间能够有 QQ 功能,进行文字交流;

 矩阵控制:可以采用专门的矩阵控制软件,对矩阵进行控制和设置,此时的控

 通过管理软件对解码器进行设置和控制,任意一台解码器可以接收多台编码器中任意一路图像, 还可以进行轮巡等,形成一个基于 IP 交换的软矩阵系统。