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高清网络监控解决方案

时间:2014-08-05


高清网络监控系统 技 术 方 案

苏州科达科技股份有限公司 2014-08-05

高清网络监控系统技术方案

目录
1 项目概况及需求分析.............................................................................................................. 4 1.1 1.2 1.3 1.4 2 2.1 2.2 3 3.1 3.1.1 3.1.2 3.2 3.2.1 项目背景 ........................................................................................................................ 4 建设目的 ........................................................................................................................ 4 现状分析 ........................................................................................................................ 5 需求分析 ........................................................................................................................ 5 设计依据 ........................................................................................................................ 7 设计原则 ........................................................................................................................ 8 整体设计 ...................................................................................................................... 10 组网图 ...................................................................................................................... 10 组网说明 .................................................................................................................. 10 前端部署设计 .............................................................................................................. 11 高清网络摄像机的部署 .......................................................................................... 11 针对围墙部署 ................................................................................................. 12 针对出入口部署 ............................................................................................. 12 针对道路、活动场所部署 ............................................................................. 13 针对室内部署 ................................................................................................. 13 针对电梯内部署 ............................................................................................. 15 3.2.1.1 3.2.1.2 3.2.1.3 3.2.1.4 3.2.1.5 3.2.2 3.2.3 3.2.4 3.3 3.4 3.5 3.6 4 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 4.7 4.8 4.9 4.10 4.11 4.12 4.13

设计依据和设计原则.............................................................................................................. 7

方案设计 ............................................................................................................................... 10

网络视频适配器的部署 .......................................................................................... 15 语音对讲设计 .......................................................................................................... 16 其他设计 .................................................................................................................. 17 监控中心设计 .............................................................................................................. 18 告警联动设计 .............................................................................................................. 20 存储设计 ...................................................................................................................... 22 传输设计 ...................................................................................................................... 24 本地图像监控 .............................................................................................................. 24 远程图像监控 .............................................................................................................. 25 三屏输出 ...................................................................................................................... 25 电视墙 .......................................................................................................................... 25 录放像管理 .................................................................................................................. 26 语音功能 ...................................................................................................................... 27 数据备份 ...................................................................................................................... 27 图像抓拍 ...................................................................................................................... 28 各种组网环境 .............................................................................................................. 28 系统管理 ...................................................................................................................... 28 扩展功能 ...................................................................................................................... 29 支持双语版本 .............................................................................................................. 29 用户管理 ...................................................................................................................... 29
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功能介绍 ............................................................................................................................... 24

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高清网络监控系统技术方案

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方案特色 ............................................................................................................................... 30 5.1 5.2 5.3 5.4 5.5 5.6 5.7 5.8 高清化 .......................................................................................................................... 30 告警管理 ...................................................................................................................... 30 电子地图 ...................................................................................................................... 31 ANR 技术 ......................................................................................................................... 32 部署灵活 ...................................................................................................................... 32 安全性高 ...................................................................................................................... 33 双流技术 ...................................................................................................................... 33 重传重组 ...................................................................................................................... 33

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1 项目概况及需求分析
1.1

项目背景
随着数字技术、 计算机技术和网络技术的发展,基于互联网的各种业务呈几

何指数规律飞速增长, 远程视频监控作为基于互联网的一种全新业务也得到了飞 速的发展。在中国,安防行业经过近二十年的发展,技术和产品性能上基本达到 发达国家水平, 作为安防系统中的一项重要子系统——视频监控系统,已经从最 初的模拟监控发展到现在的数字化监控, 从最初的特殊行业应用发展到各行各业 甚至家家户户都有了视频监控的应用。 一个典型的传统视频监控系统一般由摄像机, 中端和后端三部分组成, 随着 通信技术的发展及网络传输的普及 , 新型的数字监控系统将结合其他信息安全 系统,实现全方位、立体化、网络化的纵深监控防护体系 ,与报警系统、探测系 统、控制系统、远程传输网络形成一个完善的大型网络化监控系统。 以 NVR(网络录像机)为核心的第三代网络视频监控系统,拥有独特的技 术优势,正成为当前监控系统建设的主流。前端采用网络摄像机,图像信号采集 后立即进行编码,然后通过网络传输,不会产生图像干扰和信号衰减问题,保证 了图像的质量。采用网络化部署,有效的提高了系统的紧凑型,布线简洁,方便 管理,更可以无缝的接入大型管理平台,形成全网络化监控的综合优势。并且随 着摄像技术的发展,NVR 可以接入高清网络摄像机(720P,1080P),构建高清监 控网络系统,这是传统的模拟监控系统所不能实现的。 科达高清网络视频监控系统已经应用于楼宇、小区、卖场、工厂、商铺等各 个领域,也已渗透至电信运营商、公安、军队、政府、金融、教育、工业厂矿、 企业等各个行业。 网络视频监控是视频监控技术发展的方向,是未来视频监控的趋势。 1.2

建设目的
根据本项目的要求,结合 XX 的实际情况,新建一个网络视频监控平台,充

分整合原有的模拟监控系统和其他安防系统, 通过新建的平台进行统一的管理和
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维护,实现统一联动的功能,在大大节省人力资源的同时,达到高效的管理。

1.3

现状分析
根据 XX 项目的实际勘察,本项目原有部分模拟监控摄像机,通过视频线

传输统一接入监控中心的监视器进行集中显示,现存在以下问题: 1、 扩容麻烦,每次新增监控点需要进行繁琐的布线和施工; 2、 没有专业的存储设备,只能进行实时监控,事后不能取证; 3、 设备厂商不统一,维护非常麻烦; 4、 缺乏统一的管理机制; 5、 功能比较单一,只能浏览; 6、 画面质量只能达到模拟的 540 线,无法进行高清画面的显示,细节表 现力差。 1.4

需求分析
根据 XX 部门的实际规划,本次项目能够达到以下要求,具体如下: 1、 基于原有网络新建监控系统,实现分布式网络部署; 针对本次新建的监控系统采用全网络化的设备进行建设, 通过原有的以太网

络,整合各个区域的监控信息资源;针对已建设的模拟摄像机通过联网整合实 现所有监控点的接入。 监控中心配置大屏幕电视墙, 进行实时浏览和集中控制, 用户可以通过客户 端软件对监控点进行远程操控。 2、 实现监控中心和前端的实时双向语音交流。 科达NVR支持本地语音对讲,通过MIC接口接入麦克风,即可和支持音频的 前端设备进行语音对讲;同时支持远程语音对讲,在安装NVR Station的客户机 上插入麦克风等音频设备,即可与支持音频的前端设备进行语音对讲。 NVR支持本地和远程的语音广播, 可同时对多个支持音频的网络前端进行语 音广播,并能实现音量的调节、静音及哑音等功能。 3、要求提供高清图像质量,实现 24 小时不间断传输。
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针对本次项目我们采用支持 720P 的高清网络摄像机,能够支持全天候全 方位的高清监控, 并且由于采用 H.264 的编码技术, 在压缩率方面大大的提高, 在 2Mbps 码流的情况下就能保证图像的清晰度。通过配备红外感应灯,实现 24 小时不间断图像传输。 4、能够拥有很好的录像策略和检索机制; 系统提供丰富的录像策略,根据不同的客户需求,可以提供前端录像、本 地录像、告警录像、平台录像等策略;并且具有丰富的检索功能,如以摄像机 名称、告警信息、时间等信息进行检索。 同时系统支持实现 16 路录像同步回放的功能, 大大方便了客户对整个录像 细节的监控浏览。 5、系统具有完善的备份机制; 系统支持快速的对录像进行检索,并提供本地下载功能,同时通过外接刻 录光驱,实现本地快速刻录,对重要数据进行长时间的保存,大大提高的数据 的安全性。 6、系统具有报警联动功能; 本次系统所有的前端设备都具有丰富的外设接口,能够实现其他报警输入 和输出设备的接入,如红外对射器、烟感、温感、警灯、扩音器等;通过告警 设备的触发,实现丰富的报警联动功能,如联动录像、联动抓拍、联动声光电 报警、联动电子地图、联动告警图像上电视墙等; 7、拥有安全可靠的存储机制; 针对本系统采用以 NVR 为单位的集中部署方式,并直接对高清 720P 格式 的码流进行录像,做到“存即所看”的效果,采用 RAID5 备份技术,确保存储数 据能够有很好的容灾性, 前端网络摄像机配置 TF 卡存储, 配合 NVR 实现 ANR 技术,确保在断链的情况下也能进行数据的可靠备份。 8、具备用户的权限管理功能。 支持管理员、用户两级权限管理;管理员具有所有的权限;一般用户可以修 改自身密码与联系方式,按照配置可以有操作权限,包括: 1) 可对通道分别进行指定的权限:云台、浏览、回放;
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2) 对NVR可分别进行指定的权限:录像抓拍、日志管理、参数管理、 告警管理、用户管理、电视墙、设备管理。 9、 系统提供良好的客户端操作软件。 系统提供的客户端软件能够通过互联网络对监控平台进行访问操作,能够 提供多种窗口浏览风格、录像浏览、参数配置、操控前端设备等功能,操作要 方便。 10、 系统能够保证高稳定、高可靠、高安全的运行。 NVR 采用嵌入式硬件的硬件结构, 内嵌 linux 操作系统, 有效防止病毒和木 马的攻击; 对于前端数据码流的传输使用 AES 等加密算法, 确保视频流的安全 可靠、万无一失。 11、 系统有很好的扩容性和开放性。 科达 NVR 能够兼容原有的模拟监控摄像机, 并能够与其他业务进行无缝对 接,实现统一管理,如联动报警、对讲系统等。支持多台 NVR 组网方式,通 过统一的远程客户端软件,可以对多个 NVR 进行操作、管理。

2 设计依据和设计原则
2.1

设计依据
系统规划设计严格遵循国际、国家和地区的有关标准和规范进行。本设计

将依据和参照以下的设计规范和要求进行: 1、 GA/T75-94 2、 GBJ303-88 3、 GA/T 514-2004 4、 GA/T70-2004 5、 GB 50348-2004 6、 GB14050-93 7、 GB50198-94 8、 GB50198-94
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安全防范工程程序与要求 建筑电气安装工程质量检验评定标准 交通电视监控系统工程验收规范 安全防范工程费用概预算编制办法 安全防范工程技术规范 系统接地的形式及安全技术要求 民用闭路监控电视系统工程技术规范 彩色电视图像质量主观评价方法
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9、 GB50198-94 10、GA308-2001 11、GB/T 28181-2011

民用闭路监控电视系统工程技术规范 安全防范系统验收规则 安全防范视频监控联网系统信息传输、交 换、控制技术要求

12、ONVIF 2.2

全球性的开放接口标准

设计原则
本方案设计遵循技术先进、功能齐全、性能稳定、节约成本的原则。并综

合考虑施工、维护及操作因素,并将为今后的发展、扩建、改造等因素留有扩 充的余地。本系统设计内容是系统的、完整的、全面的;设计方案具有科学性、 合理性、可操作性。其具有以下原则: 1、先进性与适用性 采用科学的、主流的、符合发展方向的技术、设备和理念,系统集成化、 模块化程度高。设计合理,架构简洁,功能完备,切合实际,能有效控制和提 高工作效率,满足动态监控和业务工作的实际需求。系统的技术性能和质量指 标达到国际领先水平;同时,系统的安装调试、软件操作使用又应简便易行, 容易掌握,适合中国国情和本项目的特点。该系统集国际上众多先进技术于一 身,体现了当前计算机控制技术与计算机网络技术的最新发展水平,适应时代 发展的要求。 2、经济性与实用性 在先进、可靠和充分满足系统功能的前提下,体现高性价比。采用经济实 用的技术和设备,充分利用现有资源,综合考虑系统的设计、建设、升级和维 护。充分考虑用户实际需要和信息技术发展趋势,根据用户现场环境,设计选 用功能和适合现场情况、符合用户要求的系统配置方案,通过严密、有机的组 合,实现最佳的性能价格比,以便节约工程投资,同时保证系统功能实施的需 求,经济实用。 3、可靠性与安全性 系统采用成熟的、稳定的、完善技术设备,系统具有一致性、升级能力,
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能够保证全天候长期稳定运行。在系统故障或事故造成中断后,能确保数据的 准确性、完整性和一致性,并具备迅速恢复的功能,同时系统具有一整套完成 的系统管理策略,可以保证系统的运行安全。 4、开放性 以现有成熟的产品为对象设计,同时还考虑到周边信息通信环境的现状和 技术的发展趋势,可以与消防、防盗、聚光系统实现联动,具有 RJ-45 网络通 讯口,可实现远程控制。 5、可扩充性 系统设计中考虑到今后技术的发展和使用的需要,具有更新、扩充和升级 的可能,系统规模和功能易于扩充,系统配套软件具有升级能力。同时,本方 案在设计中留有冗余,以满足今后的发展要求。方案中设备的控制容量上保留 一定的余地,以便在系统中改造新的控制点;系统中还保留与其他计算机或自 动化系统连接的接口;也尽量考虑未来科学的发展和新技术的应用。 6、追求最优化的系统设备配置 在满足用户对功能、质量、性能、价格和服务等各方面要求的前提下,追 求最优化的系统设备配置,以尽量降低系统造价。 7、提高监管力度与综合管理水平 本项目系统设备控制需要高效率、准确及可靠。本系统通过中央控制系统 对各子系统运行情况进行综合监控,时时动态撑握监视及报警情况。网络视频 监控的使用大大减少劳动强度,减少设备运行维护人员;另外,系统的综合统 筹管理可使设备按最优组合运行,在最佳情况下运行,既可节能,又可大大减 少设备损耗,减少设备维修费用,从而提高监管力度与综合管理水平。

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3 方案设计
3.1

整体设计

3.1.1 组网图

组网拓扑图

3.1.2 组网说明
如图所示, 本系统依托 IP 网络构建了一个星型的、 数字化的视频监控网络, 将原有的闭路电视系统联网整合、统一管理。 本系统主要有两部分组成:监控中心和监控前端。 监控中心:负责对前端监控点的接入,实现对监控前端的视频浏览、存储 和解码显示;主要部署网络录像机、解码器、电视墙、操作席、对讲音频设备 及网络设备等。
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监控前端:主要负责各种音视频及告警信号的采集,通过部署高清网络摄 像机、网络视频适配器、模拟摄像机及告警设备等实现,并将采集到的信息实 时传送至各个监控中心。 3.2

前端部署设计

3.2.1 高清网络摄像机的部署
前端摄像机实施对监控目标图像信息采集,是监控系统的原始信号源,其 功能状态、质量优劣直接影响整个系统的功能发挥。传统的监控系统采用模拟 摄像机和视频线缆实现图像采集和视频流传输,很容易受到各种电气设备所产 生的强磁干扰,导致模拟监控线路传输的模拟视频信号受到干扰,影响画面的 质量;同时视频线也受到限制,超过一定的距离还需增加光缆和光端机设备, 大大增加的布线成本和施工难度;并且模拟摄像机也受到自身的限制,图像分 辨率仅能达到 CIF、D1 的标清质量,无法满足 XX 项目的实际需求,也不符合 监控行业的发展趋势。 基于以上原因, 以及客户要求“系统提供高清图像质量”的需求, 本方案建议 所有新建前端摄像机均采用支持 720P、1080P 高清网络摄像机。高清网络摄 像机能够同时完成图像采集和视频信号编码的工作,监控图像采用网络信号进 行传输,由于数字信号的抗干扰特性,在各种电磁场环境下能够保障前端图像 不失真,实现图像信息的远距离传输,也符合视频监控的发展趋势。 对高清网络摄像机的参数具体要求如下: ? 视频编码协议: H.264、MPEG-4 ? 图像分辨率: 720P、1080P ? 图像帧率:1~30 帧/s ? 存储接口:支持 TF 存储卡 ? 网络接口:10/100M 自适应网口 ? 双码流:支持 720P/1080P、CIF 格式的双码流同时输出 经过对本次项目的实际勘察,本方案建议主要在以下区域进行高清网络摄
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像机的布防。

3.2.1.1 针对围墙部署
针对四周围墙,本方案建议在围墙采用红外防水高清网络枪型摄像机 IPC210,支持 720P 的高清分辨率,在夜间也能保持高清晰; 通过成对部署的方式,在红外有效距离内进行高清监控,并可以和围墙的 红外对射报警装置实现融合,在触发红外的同时实现摄像机的告警录像,并及 时向监控中心发出告警,如告警画面上墙、声光报警等。 IPC210 高清网络摄像机除了上述的各项指标外,还具有红外功能,在夜 间能够自动感应开启红外灯,具有 40 米的红外照射距离,并且具有 IP66 的高 等级防水设计,确保在各种恶劣的外部环境下能够正常高效工作。

如果项目预算较少且对音频、告警等没有要求时,亦可推荐使用 LC210, 支持 720P 分辨率,具有 30 米的红外照射距离,并且具有 IP66 的高等级防水 设计,同时具有 2.8mm、3.6mm、6mm、8mm 四款焦距的镜头可选,可根据 走廊的实际长度进行选择。

3.2.1.2 针对出入口部署
针对出入口和车库,是整个监控的重要区域,本方案建议采用高清低照度 枪型网络摄像机 IPC120,支持 1080P 的高清分辨率,通过选配不同的镜头规 格实现不同距离的监控要求,同时在低照度(最低 0.01lux)情况下也能展现画 面的良好可视效果,下图是普通照度和超低照度的效果图:

普通照度

超低照度

针对本方案,在每个出入口部署两个高清摄像机,实现对进口和出口的实 时监控。
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IPC120 系列高清网络摄像机除满足上述指标及功能外, 具有丰富的网络接 口,通过选配可以支持光纤接入、WIFI 接入、POE(网线供电)接入等;同时 具有宽动态功能,在光线明暗对比强烈的环境下,图像更加清晰明亮。

3.2.1.3 针对道路、活动场所部署
针对道路、活动场所等一些比较开阔的区域,本方案建议采用我司的高清 红外球型网络摄像机 LC413,通过我司客户端软件可以进行 PTZ 控制,并有 针对的进行轮巡操作,保证覆盖各个区域所有死角。 LC413 高清红外球型网络摄像机支持 360° 的高速旋转,支持超低照度,并 且具有 20 倍变焦能力,能够全方位观察被侦查目标的细节,具有 255 个预置 位可以进行存储,实现全方位的联动功能,同时也具有 IP66 的高等级防水设 计,确保在各种恶劣环境下能够正常稳定的工作。

20 倍光学变焦功能

3.2.1.4 针对室内部署
针对楼宇大厅、电梯进出口、管理办公室等区域,根据光线的实际情况建 议采用我司的高清红外半球网络摄像机 IPC211 和高清红外防爆网络摄像机 IPC213,进行部署。 针对室内需要进行 24 小时监控的区域,如安全通道、机房等区域,建议采 用 IPC211 红外半球网络摄像机,IPC211 半球摄像机具有超广视角的特色,能 对狭小区域进行全方位覆盖,并能够实现 30 米的红外照射距离, 特别适合各 种室内环境的部署。下图是夜间和白天的效果图对比,可见在晚上没有光照度 的情况下也确保图像的清晰和可看度。
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日间

夜间

针对一些光线充足,人流量较大的大厅等场所,建议部署高清红外防爆网 络摄像机 IPC213。IPC213 支持 720P 分辨率、电动变焦,可看清细节。 相比较标清摄像机,高清网络摄像机在图像细节描述、逼真度、施工难易 度、故障产生几率、性价比方面拥有绝对优势,并且具有 16:9 的高保真画面, 比传统标清画面大 25%,如下图所示,目前高清监控解决方案已成为业界的主 流趋势。

高清

标清

本次项目所有的高清网络摄像机均采用原有网络进行接入,并集成了报警 和控制接口,大大节省了原有的布线成本,具体的连接的方式如下:

高清网络摄像机接入示意图

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如上图显示,通过 IPC 的报警接口很好的和其他业务子系统进行融合并可 实现报警联动的功能,并能实现语音对讲的功能。

如果项目预算较少且对音频、告警等没有要求时,亦可推荐使用 LC211, 支持 720P 分辨率,具有 15 米的红外照射距离,防暴设计,同时具有 2.8mm、
3.6mm、6mm、8mm 四款焦距的镜头可选,可根据实际场景进行选择。

3.2.1.5 针对电梯内部署
电梯作为高楼载客、载货的主要工具,在未来的使用将会越来越广泛,它 是最普通的公共场所,所以在电梯中安装监控摄像机很有必要。 以前电梯监控的雏形是将视频线混编于随行电缆中,再由电梯机房输出连 接至监控中心,所以以前电梯监控一般以模拟为主,分辨率最高只能达到 D1, 图像清晰度低,事后取证困难。 鉴于一般电梯工程安装中,都会将视频线混编于随行电缆中,充分利用已 布的视频线缆实现电梯监控的高清化改造成为迫切需求。 配合以太网同轴传输器,可充分利用电梯已布的视频线缆,对电梯监控实 行高清化改造。示意图如下:

连线示意图 增加网线部署方案

针对电梯内的场景大小, 建议选配 LC211,720P 分辨率, 2.8mm 定焦镜头, 小巧美观。

3.2.2 网络视频适配器的部署
由于本项目原有部分的模拟监控摄像机,分布较分散,不能统一管理和维 护,一旦出现故障,排查非常的繁琐,给 XX 部门带来了极大的不便,并且功
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能单一,完全满足不了 XX 部门的实际需求; 本着改善系统的性能和保护客户前期的投资的原则,本方案建议采用网络 视频适配器 IPA102 进行接入。 通过 IPA102 能够很方便的将模拟摄像机接入至 原有的以太网络,通过 NVR 进行统一的管理和维护,一旦前端出现故障,能 够准确快速的进行定位, 并分析故障的种种原因, 大大节省了客户排障的时间。 IPA102 采用先进的 H.264 编码技术,在大大提高了编码效率的同时,也保 证图像的清晰流畅,同时支持双码流输出,充分满足实际应用中不同的网络带 宽环境,并且具有音频和报警接口,能够实现语音对讲和报警联动功能。 如下图显示:通过 IPA102,在接入模拟摄像机的同时也能将不同的告警设 备接入。

I
网络视频适配器接入示意图

3.2.3 语音对讲设计
通过 NVR STATION 客户端能够方便实现和远程前端的对讲,但前端不能 轻易实现和监控中心的对讲;针对本项目客户要求监控中心和前端双向语音对 讲的需求, 本方案在前端采用告警开关量的输入, 使用报警联动的方式来触发。 具体实现的方法就是通过 IPA 或网络摄像机的报警接口接入一个紧急呼叫按钮 开关来触发报警,报警信息会传送至监控中心,监控中心通过告警信号建立一
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个通道与前端进行语音对讲。

3.2.4 其他设计
? 摄像机安装 首先在设备的安装点上划线、定位,根据支架的安装尺寸和孔径,选配合 适的膨胀管和相配的冲击钻钻头。开孔时注意立杆、墙壁的保护。安装支架时 注意横平竖直,安装牢固,不得有松动、歪斜的现象。安装摄像机时必须安装 牢固,调整方便,不允许滑丝、松动现象。安装完成后,注意采取保护措施, 防止脏污。 对于在道路、开阔地的监控可以采用立杆的方式,立杆的高度建议为 3.5 米-6 米,根据立杆的高度不同,可以选用的立杆的直径也不同,立杆与球机的 连接件应采取密封和防水措施;立杆做灌筑基础,基础深度≥1500mm,底部直 径应不小于 1000mm。立杆高度现场查勘确定,一般不低于 5000mm。整个立 杆能承受九级以下的台风,并保证在正常风力下,立杆顶部的摆幅对摄像机图 像没有太大的影响。 ? 取电设计 考虑到前端摄像机位置分布区域广,可根据 XX 区域布线实际情况采用就 近取电的方式,如路边的监控点可采用路灯进行取电。 ? 防雷设计 室外摄像机的安装需加装防雷设备,可以有效的防止瞬时雷击和浪涌等各 类脉冲信号对设备造成的损坏。本方案建议,所有的室外摄像机均需配置防雷 器。 ? 控制箱安装 为提高系统的集成度,前端摄像机的其它附助设备,应设计控制机箱统一 集成,特别在室外该控制箱除保证防水、防撬外,还必须为箱内的设备提供合 理的使用温度和使用空间。以保证箱内设备的散热和空气流通;箱体采用底部 进线。 本次项目中控制箱的主要安装的设备如下:
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1、直流变压模块 2、借用其他线路的 220V 交流电的引入 3、 过流过压保护装置和电源防雷保护装置 4、 接线端子 5、 维修开关和插座 6、 接地设备 3.3

监控中心设计
本项目的监控中心位于 XX 区域, 是 XXX 的中枢指挥机构, 通过权限管理,

实现对所有前端实行集中浏览和控制。

监控中心示意图

针对本次项目的实际情况,总控中心部署的设备主要包含:网络录像机、 解码器、操作席和电视墙等设备;网络录像机主要负责对前端监控点的接入和 码流的存储转发等功能。 针对本次项目的实际勘定,对于前端监控点数量总共为 60 个,所以本方案 建议在监控中心部署 2 台 NVR1821-32HD, 单台 NVR1821-32HD 网络摄像机 支持 32 路前端的接入,支持 1080P、720P、D1、CIF 格式。同时 NVR1821 采用嵌入式的硬件结构设计,内嵌 linux 操作系统,有效防止病毒木马攻击, 确保了系统的安全可靠性。 在电视墙设计方面,部署大屏幕的高清电视墙,采用 KDM2510 高清解码 器对重要区域进行实时监控,并实现告警联动上墙的功能,完全满足客户要求
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高清网络监控系统技术方案

“实时浏览、集中控制、告警联动”的需求。 用户可以通过操作席实现对所有设备参数的配置和管理,并且系统提供图 形化的界面,方便易用。 监控中心主要实现的功能如下: 1、视频浏览和控制 ? 客户端提供图形化管理界面,操作简单; ? 支持多画面风格设置,支持抽帧播放、全屏显示、图像抓拍、轮巡 监控、局部放大、中心定位、PTZ 控制; ? 支持自定义轮巡设置,支持视频浏览预案设置和视频浏览预案载 入; ? 支持电视墙管理,支持电视墙预案轮巡、电视墙图像轮巡、告警图 像上电视墙功能; ? 提供电子地图功能,支持客户端地图双显功能。 2、录像管理和录像回放 ? 支持平台录像、本地录像和前端录像,客户端支持图像抓拍; ? 可设置盘满自动覆盖或停止录制,支持定时录制、手动录制和报警 录制; ? 可以对多个摄像机批量定制录像计划,支持定时随机、定点录像; ? 系统提供录像下载,并支持本地刻录功能。 ? 系统可按摄像机编号、日期、时间、报警信息等多种方式检索、回 放录像,可逐帧,高速率快慢回放,图像和声音同步回放; 3、系统管理功能 ? 支持用户分三级管理, 可以为不同的用户分配不同的操作权限和设 备管理权限; ? 支持设备权限的设置和修改,提供设备的添加、删除以及设备信息 的修改功能,可对前端进行名称、ID 等进行统一编码,统一管理; ? 支持设备软件的远程升级功能; ? 提供系统配置管理和系统性能管理,提供状态监测、系统备份及数
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据恢复功能。 4、日志管理功能 ? 日志功能包含:告警日志、用户日志、设备日志; ? 能够保存报警的详细信息,支持针对报警记录分类查询、检索、导 出,方便后期整理、分析; ? 支持根据日志的类型、时间、触发点进行查询,并能导出列表。 5、语音对讲 ? 通过客户端实现和前端监控摄像机实现语音对讲功能; ? 相应前端摄像机的语音对讲要求,实现双向语音对讲。 3.4

告警联动设计
本次项目所使用的高清网络摄像机均带有告警输入输出接口,有效融合了

视频监控和报警联动功能,将传统的视频监控系统和报警系统合二为一。报警 联动的实现过程在逻辑上可分为:1)报警信号的采集;2)报警信号的传输; 3)报警存储;4)报警信号的应用。 1) 报警信号的采集 报警信号采集主要由报警单元完成, 报警单元主要指报警信号的发生设备, 为监控系统提供报警信息。通常报警设备有红外、烟感、温感、门磁、紧急按 钮等等,报警设备通常提供开关量输出,由前端编码器接受开关量信号,实现 报警信号接入系统与告警联动。报警信号的接入示意图如下:

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报警信号接入图 2) 报警信号的传输 报警信号的传输过程指报警信号经前端编码器,在本地输出或通过 IP 网络 传到后端的一个过程。报警信号最终有三种流向: ? 报警信号经本地编码器输出,触发本地声光电等报警; ? 报警信号通过网络,经平台到客户端触发声、文字等报警; ? 报警信号通过网络,经平台、客户端发送至第三方系统,提供报警。 3) 报警信号的存储 科达行业级网络系统监控系统具备完善的信息存储和管理功能,系统能够 自动存储报警相关记录,可以提供相关记录的查询、导出等功能。 4) 报警信号的应用 当发生报警时,前端报警设备发送告警电平到前端编码器,前端编码器将 告警信息上传到监控中心,提供警情。系统可自动或手动启动联动机制处理警 情。可以实现: ? 上传并显示报警信息和现场图像、声音 系统能够自动或手动将报警发生现场的图像、 声音输出到客户端或电视墙, 为监控中心提供报警现场的信息,便于迅速处理警情。 ? 触发报警录像,对现场警情进行存储备份
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系统能够自动或手动对报警现场信息进行存储备份,供日后查询、调用, 为警情处理提供事实依据。 ? 触发警情现场声光电告警信号,实施事发现场告警 系统能够自动或手动实现对报警现场的警示。在监控前端配置警铃、警灯 等报警设备后,前端编码器可根据需求把告警信号发送给本地警铃、警灯等设 备,实现本地告警信号的输出,警示现场。 ? 人工监督警情现场,通过双向语音功能对事发现场进行指挥、疏导; 报警发生时,监控中心操作人员可通过双向音频功能对报警现场喊话,与 前端现场进行实时沟通,对事发现场进行指挥、疏导,迅速处理警情。 ? 抓拍警情现场,留作物证备份; 报警发生时,监控中心操作人员可使用系统的图像抓拍功能,对报警现场 图像进行抓拍,留存作为警情处理依据。 ? 结合电子地图,迅速定位事发地点 系统支持电子地图功能,警情发生时,系统能够迅速定位事发地点,为迅 速处理警情提供帮助。 ? 向其它系统提供告警信息和图像信息,实现多系统联动处理; 报警发生时,系统可为其他应用系统提供告警信号和图像信息,实现多系 统联动处理,及时有效地处理警情。 3.5

存储设计
数据的存储对监控来说是非常重要的,特别是事后取证,对录像进行调览

等操作决定着应对突发事件的处理效率。针对本方案,我们以 NVR 为单位将 数据进行存储;同时针对前端网络摄像机和 IPA 适配器配置 TF 存储卡,实现 ANR 存储,保证了系统的实时监控性。 ANR 技术只能应用于 NVR 接入系统, 即当 NVR 和前端网络摄像机之间的 链路出现故障,如断链、NVR 断电等,通过网络摄像机自带的 TF 卡能够自动 对前端视频进行数据存储,并将在此时产生的告警信号和抓拍图像一并存储, 直到链路恢复正常,再将这些数据回传至 NVR,真正确保了整个系统的安全可
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靠性及实时监控的效果。 本着经济性和可靠性的原则,本方案建议中心存储采用 SATA 硬盘接入方 式,NVR1821-32HD 支持配置 8 块 2T 的 SATA 硬盘接入,并支持 RAID5 技 术,完全能够确保数据的安全可靠性。 根据客户需求,各监控点采取 720P 格式的 2Mbps 的码流进行存储,满足 24 小时存储要求,同时要求存储容量具备 20 天以上的能力; 本次方案的具体存储特点如下: ? 在监控中心以 NVR 为单位部署存储系统,实现集中存储; ? 采用 RAID5 等存储技术,提高数据存储的安全性、可靠性; ? 基于 IP 网络进行存储,实现随时随地调看存储资料。 ? 采用 ANR 技术,保证录像数据、告警数据、抓拍数据的完整性。 存储空间的计算方法如下: 录像容量(MB)=前端监控点数×录像天数×24×60×60×录像码率(Mbps)/8 例如: 1 路 2M 码流实时存储 1 天: 2M×3600 秒×24 小时/8bit=21600M=21.6G 采用相同规格容量的 SATA 硬盘,NVR1821-32HD 最多支持 8 块 2T 容量 的 SATA 硬盘, 去除格式化损耗 10%, 最后有效容量为=2T*8* (1-10%) =14.4T。 本项目存储容量计算: XX 项目中心存储所需存储容量如下: 计算公式:录像容量(MB)=前端监控点数×录像天数×24×60×60×录像码 率(Mbps)/8
每路 720P 的码率为 2M bit/s

每天 24 小时存储容量 (G) NVR1821-32HD 21.6 天数 20 路数 60

所需的容量 (T) 25.3

如上表计算出的存储容量,即能满足 20 天的高清存储,并也为后期扩容留 有一定的空间。 针对 ANR 存储的设计,本方案建议,对于需要配置 TF 卡前端,建议容量
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采用 16G 的 TF 卡,满足 12 小时的存储,为维护人员排除故障提供了充足的 时间。 3.6

传输设计
本次项目中,我们将充分利用原有的 IP 网络资源并综合考虑到安防管理系

统联网的要求,传输网络性能应满足以下指标: ? 网络时延上限值为 300ms; ? 时延抖动上限值为 50ms; ? 丢包率上限值为 1×10-3。 视频流的传输必定会带来大量的带宽被占用,所以我们对所占用的网络带 宽要做出合理的计算,既不造成网络的拥堵,也要节约网络资源。下面是具体 的对本次监控项目网络建设的带宽要求: 由于本次项目 NVR 全部部署与监控中心, 所以各前端监控摄像机到网络录 像机的接入带宽应不小于 2Mbps。

4 功能介绍
4.1

本地图像监控

? 多种本地操作方式。 通过NVR连接的监控器, 浏览前端实时图像、 录像图像。 支持鼠标、监控键盘,对NVR进行控制、管理; ? PTZ控制。图像监控时,对于支持PTZ控制的通道,允许用户进行PTZ控制; ? 画面预案。支持设置64套画面预案,支持普屏、宽屏两类画面预案; ? 监控点轮巡。支持监控点轮巡视频浏览。按照设定的时间间隔、依次浏览指 定的监控点实时视频图像; ? 画面预案轮巡。支持画面预案轮询。在设置间隔时间,依次启动指定的画面 预案; ? 画面边距调节。对画面的上下左右边距进行调节;

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4.2

远程图像监控

? 支持远程监控。通过科达监控客户端,浏览前端实时图像; ? 支持PTZ控制。图像监控时,对于支持PTZ控制的通道,允许用户进行PTZ 控制; ? 支持多画面合成输出,支持通过远程客户端对NVR进行控制、管理。 ? 支持远程客户端同时操作、管理多个NVR。允许属于不同NVR的视频图像在 同一个合成画面中显示; ? 支持客户端本地用户管理。必须通过了本地用户认证才能使用远程客户端。 4.3

三屏输出
客户端软件 NVR Station 支持三屏输出,三屏可同时用作实时预览, 也可任选一屏回放,或任选一屏显示电子地图,为用户操作带来了极大的 便利。

三屏输出示意图

4.4

电视墙

? NVR可以转发视频服务器实时图像码流到解码器,解码后输出到电视墙;
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? 支持电视墙预案,用户可以设定与保存,删除电视墙浏览预案; ? 支持电视墙通道轮巡,用户可以启动,停止电视墙轮询; ? 通过NVR可以控制电视墙浏览视频的启动与停止; ? 客户端支持选择主、辅码流上电视墙,可充分保护用户投资,给用户更多选 择; ? 客户端支持电视墙界面重构,而且支持电视墙之间的随意拖动及尺寸更改, 方便构建和实际环境相同的电视墙布局。

电视墙重构示意图 4.5

录放像管理

? 支持视频服务器录像码流在NVR中录像,录放像支持本地、远程管理; ? 支持多种录像触发模式:定时录像(以分钟为单位设定,每天最多4个时间 段) 、手动、告警录像。用户可以对不同的视频服务器设定不同的触发策略; ? 支持对整体设定空间覆盖策略:可覆盖、不可覆盖; ? 支持先进磁盘调度技术,同一时刻最多只有两块硬盘正在录像,其他硬盘进 行休眠,系统异常重启无需进行录像数据一致性检查; ? 支持对录像保存位置设置:NVR内嵌硬盘分区、外接USB硬盘分区可设定, 缺省内嵌硬盘可录,USB硬盘不可录;
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? 支持对录像文件的查询:如果不特别指定,则是对所有有权限的存储位置的 数据进行查询。录像文件查询时可以指定录像标签,录像标签包括告警事件 标签、手动事件标签、定时时间标签; ? 支持录像图形化显示。录像时间表实现基于时间轴的图形化显示,不同的颜 色显示不同类型的录像; ? 支持录像本地回放、录像远程回放;录像回放时支持播放,停止,暂停、恢 复、快放(2倍、4倍) 、慢放(1/2、1/4) 、拖拉定位、单帧播放等功能控制。 ? 支持同时回放4个视频源录像。支持同步功能,播放时,各个窗口时间同步, 统一控制。 4.6

语音功能

? NVR支持本地语音对讲,通过MIC接口接入麦克风,即可和支持音频的网络 前端进行语音对讲; ? NVR支持远程语音对讲,在安装NVR Station的PC上插入麦克风,即可与支 持音频的网络前端进行语音对讲; ? NVR支持本地和远程的语音广播, 可同时对多个支持音频的网络前端进行语 音广播。 4.7

数据备份

? 管理员或有通道权限的用户对此通道有备份权限; ? 支持多种备份设备。支持USB硬盘,USB DVD刻录机作为备份设备; ? 支持按设备,按时间段,按录像原因等方式进行备份; ? 支持全备份与增量备份方式,支持备份后删除原数据以及备份后保留原数据 的方式; ? 备份前计算备份所需空间以及存储设备可用空间, 如果空间不足, 弹出提示。 用户确认后进行备份,当备份可用空间不足到无法存储下一个文件时,弹出 提示,让用户选择其他备份目的地址或者更换盘片。 ? NVR Station支持远程录像下载备份
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4.8

图像抓拍

? 支持手动图片抓拍,手动抓拍可设置连续抓拍的时间间隔和抓拍张数; ? 支持告警图片抓拍,告警抓拍可设连续抓拍的时间间隔和抓拍的张数; ? 抓拍生成JPG格式,文件名中包含时间、通道名称、抓拍原因; ? 支持抓拍图像中叠加字幕,字幕设置。设置方式与前端图像浏览时字幕设置 相同; ? 图片存储的大小可设,抓拍空间满时不覆盖,但在快满时提示用户。 4.9

各种组网环境

? 支持局域网组网。NVR、视频服务器、客户端都部署在同一局域网内。支持 DHCP Server,前端设备可以从NVR自动获取IP地址;在局域网内可以完成 科达IP Camera与DVS的自动搜索与初始配置; ? 支持广域网组网。NVR、视频服务器、客户端部署在广域网内。NVR使用固 定IP部署, 或者使用PPPOE拨号接入广域网后, 通过NVR提供的DDNS功能, 使用固定的域名进行访问; ? 支持NVR内网部署,外网访问。NVR部署在内网,通过NAT路由器、防火墙 的端口映射,外网的客户端软件、视频服务器进行访问; 4.10 系统管理 ? 通过简单易用的图形界面,可以完成对系统的全面管理功能; ? 支持简洁、灵活的用户管理。用户支持两级管理:管理员与一般用户,用户 加管理员最多16位。管理员有所有权限,管理员可以创建一般用户与管理员 用户,并可对一般用户设定权限; ? 支持完善的设备管理。对于NVR、接入系统的视频服务器、前端解码器进行 配置管理; ? 支持完善的日志管理。支持登陆日志、操作日志、备份日志、升级日志、告 警日志。支持对日志进行浏览、查询、备份、删除等操作;
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? 支持性能管理等功能。能够实时监控系统CPU、内存、硬盘、网络等使用情 况。 4.11 扩展功能 ? 支持灵活的升级方式。支持在线升级,通过客户端完成NVR的升级;支持通 过串口升级;支持通过USB接口进行升级; ? 支持多台NVR堆叠组网,通过统一的远程客户端软件,可以对多个NVR进行 操作、管理。 ? 支持接入科达运营级和 VS系列监控平台,平台用户可以浏览NVR视频、进 行录像和回放、控制录像策略,也可以接收NVR的告警信息; ? 支持前端接入串口告警主机,扩展监控点的告警处理能力。 ? 支持TFK二次开发; 4.12 支持双语版本 ? GUI支持中文、英文两种版本,支持在线切换; ? NVR Station支持中文、英文两种版本,支持中英文切换; ? 产品包装、说明书都支持中、英文两种版本。 4.13 用户管理 ? 支持管理员、用户两级权限管理; ? 管理员具有所有的权限; ? 一般用户可以修改自身密码与联系方式,按照配置可以有操作权限,包括: ? 可对通道分别进行指定的权限:云台、浏览、回放; ? 对NVR可分别进行指定的权限:录像抓拍、日志管理、参数管理、 告警管理、用户管理、电视墙、设备管理。

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高清网络监控系统技术方案

5 方案特色
5.1

高清化
本系统采用科达公司全高清的解决方案,系统从前端的视频采集、编码、

传输、平台、存储、解码显示均采用高清设备,保证了本系统实现真正的高清 监控。本系统相比标清监控系统具有以下优势: ? 前端设备采用百万像素的 720P 的高清网络摄像机,画面清晰度达到 D1 标清画面的 2-5 倍; ? 高清网络摄像机用亮色分离技术和逐行扫描技术保证了图像的高清晰 度、高流畅度和良好的色彩还原度; ? 高清监控采用 16:9 的画面格式使监控范围扩展了传统画面的 25%以 上。 ? 高清监控采用业内最先进的 H.264 编码格式,实现了高清画面低码率、 高质量的传输要求。 ? 高清解码设备采用集中式设计, 单台设备能够支持多路 720P 高清图像 解码。 5.2

告警管理

? 支持接受在NVR设备上输入的告警信号以及在监控前端接入的告警信号。 支 持告警输入端口告警触发:支持常闭,常开型告警设备接入,通过软件设定 输入的告警设备类型; ? 支持移动侦测告警输入:设定侦测块数目以及位置,通过拖拉等方式实现框 选,最大支持16个移动侦测块。提供显示与隐藏移动侦测区域功能; ? 支持进行全系统告警联动,包括监控前端以及设备本身。告警联动允许的操 作:告警输出(NVR、或者前端) 、告警录像、告警抓拍、告警字幕叠加、 告警视频联动(把告警通道切换到当前监控通道显示) 、蜂鸣器发声、告警 联动视频浏览预案;
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? 支持各种告警预案的设定与执行。告警联动策略可以按不同前端,按不同时 间段设定不同的联动策略,以周为单位或以天为单位设定告警联动预案,每 天最多4个时间段; ? 支持按条件查询告警,通过查询的结果可以方便地回放录像; ? 支持手动消警。

5.3

电子地图

? 支持JPEG和BMP格式的电子地图; ? 在电子地图上双击监控点,能够浏览视频图像、并能进行PTZ控制; ? 在电子地图上支持告警联动,告警产生后,相关联动监控点在电子地图中突 出显示,并弹出相应的视频图像;

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高清网络监控系统技术方案

? 客户端支持电子地图分层显示,目前支持2层显示并支持鸟瞰图。可通过拖 拉方式将监控点部署在电子地图的相应位置,监控点产生告警时,地图会有 明确告警提示;双击地图上监控点也以可直接进行浏览。

5.4

ANR 技术

? 录像ANR。前端与NVR连接中断,能自动将录像保存到本地存储设备,后续 连接恢复正常NVR自动将前端录像转存到NVR; ? 抓拍图片ANR。前端与NVR连接中断,能自动将前端抓拍图片保存到本地存 储设备,后续连接恢复正常NVR自动将前端抓拍图片转存到NVR; ? 告警ANR。前端与NVR连接中断,能自动将告警日志保存到本地存储设备, 后续连接恢复正常NVR自动将前端告警日志转存到NVR; 5.5

部署灵活
系统组网简便、灵活,任一监控点均可采用就近接入的方式接入网络,构

成系统;在网络发达的今天,NVR 充分利用 IP 网络资源,与传统的 DVR 系统 相比,不再需要布设视频线、音频线、报警线、控制线等诸多线路,综合布线 的成本自然降低;

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高清网络监控系统技术方案

DVR 部署 5.6

NVR 部署

安全性高
NVR 采用嵌入式硬件和专用嵌入式软件,使用 AES 码流加密、用户认证

和授权,安全可靠,无病毒侵扰。 5.7

双流技术
NVR 和前端设备均支持双码流技术,根据应用场景自动适配,提供清晰流

畅的图像效果。在网络环境比较差的情况下可以选择低码流的视频进行浏览, 但是存储的码流都是保证高清的视频。 5.8

重传重组
系统支持丢包智能重传重组,可在复杂网络状况下提供清晰流畅的监控图

像; 网络状况不好,有丢包,延时抖动,我们看到的监控图像如下:

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高清网络监控系统技术方案

花屏、停顿、马赛克

在开启智能丢包技术后,我们看到的图像如下所示:画面清晰流畅

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