高清網(wǎng)絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)方案設計

高清網(wǎng)絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)方案設計1.1整體設計1.1.1系統(tǒng)整體架構(gòu)針對本次項目，結(jié)合#######的實際情況，并集多種音視頻系統(tǒng)和其他業(yè)務系統(tǒng)與一體，實現(xiàn)高清監(jiān)控、報警聯(lián)動等功能，充分滿足#######的日常管理需求。本次新建的#######網(wǎng)絡監(jiān)控系統(tǒng)的總體架構(gòu)如下：系統(tǒng)架構(gòu)圖 1.1.2拓撲圖組網(wǎng)拓撲圖（只列部分主要設備）1.1.3組網(wǎng)說明 如圖所示，本系統(tǒng)依托IP網(wǎng)絡構(gòu)建了一個星型的、數(shù)字化的兩級架構(gòu)視頻監(jiān)控網(wǎng)絡。 本系統(tǒng)主要有三大部分組成：總控中心、分控前端、監(jiān)控前端 總控中心：負責對前端分散區(qū)域高清監(jiān)控點的接入，并通過權(quán)限設置，實現(xiàn)對其他分控中心前端的視頻瀏覽和集中顯示；主要部署網(wǎng)絡錄像機、解碼器、電視墻、操作席、對講音頻設備及網(wǎng)絡設備等。分控中心：主要實現(xiàn)對所轄區(qū)域高清監(jiān)控點的接入，可以實現(xiàn)本地瀏覽和存儲功能；主要部署網(wǎng)絡錄像機、顯示器、對講音頻設備及網(wǎng)絡設備等。監(jiān)控前端：主要負責各種音視頻及告警信號的采集，通過部署高清網(wǎng)絡攝像機、告警設備等實現(xiàn)，并將采集到的信息實時傳送至各個監(jiān)控中心。1.2前端部署設計1.2.1高清網(wǎng)絡攝像機的部署前端攝像機實現(xiàn)對監(jiān)控目標圖像信息采集，是監(jiān)控系統(tǒng)的原始信號源，其功能狀態(tài)、質(zhì)量優(yōu)劣直接影響整個系統(tǒng)的功能發(fā)揮。傳統(tǒng)的監(jiān)控系統(tǒng)采用模擬攝像機和視頻線纜實現(xiàn)圖像采集和視頻流傳輸，很容易被各種電氣設備所產(chǎn)生的強磁干擾，導致模擬監(jiān)控線路傳輸?shù)哪M視頻信號受到干擾，影響畫面的質(zhì)量；同時視頻線也受到限制，超過一定的距離還需增加光纜和光端機設備，大大增加的布線成本和施工難度；并且模擬攝像機受到自身的限制，圖像分辨率僅能達到CIF、D1的標清質(zhì)量，無法滿足#######項目的實際需求，也不符合監(jiān)控行業(yè)的發(fā)展趨勢?；谝陨显颍约翱蛻粢蟆跋到y(tǒng)提供高清圖像質(zhì)量”的需求，本方案建議所有新建前端攝像機均采用支持720P、1080P高清網(wǎng)絡攝像機。高清網(wǎng)絡攝像機能夠同時完成圖像采集和視頻信號編碼的工作，監(jiān)控圖像采用網(wǎng)絡信號進行傳輸，由于數(shù)字信號的抗干擾特性，在電磁干擾環(huán)境中能夠保障前端圖像的不失真，實現(xiàn)圖像信息的遠距離傳輸，也符合視頻監(jiān)控的發(fā)展趨勢。對高清網(wǎng)絡攝像機的參數(shù)具體要求如下：視頻編碼協(xié)議：H.264、MPEG-4圖像分辨率：CIF、720P/1080P圖像幀率：1～30幀/s存儲接口：支持TF存儲卡支持智能存儲（ANR）控制接口：RS485報警接口：至少具備1路報警輸入、輸出接口音頻接口：至少具備1路音頻輸入、輸出接口網(wǎng)絡接口：10/100M自適應網(wǎng)口雙碼流：支持720P/1080P、CIF格式的雙碼流同時輸出經(jīng)過對本次項目的實際勘察，本方案建議主要在以下區(qū)域進行高清網(wǎng)絡攝像機的布防。1.2.1.2針對出入口、車庫部署針對出入口和車庫，是整個監(jiān)控的重要區(qū)域，本方案建議采用高清低照度槍型網(wǎng)絡攝像機IPC120，支持1080P的高清分辨率，通過選配不同的鏡頭規(guī)格實現(xiàn)不同距離的監(jiān)控要求，同時在低照度（最低0.01lux）情況下也能展現(xiàn)畫面的良好可視效果，下圖是普通照度和超低照度的效果圖：普通照度超低照度針對本方案，在每個出入口部署兩個高清攝像機，實現(xiàn)對進口和出口的實時監(jiān)控。IPC120系列高清網(wǎng)絡攝像機除滿足上述指標及功能外，具有豐富的網(wǎng)絡接口，通過選配可以支持光纖接入、WIFI接入、POE（網(wǎng)線供電）接入等；同時具有寬動態(tài)功能，在光線明暗對比強烈的環(huán)境下，圖像更加清晰明亮。（下面有圖）1.2.1.3針對道路、活動場所部署針對道路、活動場所等一些比較開闊的區(qū)域，本方案建議采用我司的高清網(wǎng)絡球機IPC412，通過我司客戶端軟件可以進行PTZ控制，并有針對的進行輪巡操作，保證覆蓋各個區(qū)域所有死角。為滿足24小時監(jiān)控的目的，本方案建議為每個IPC412高速球機安裝補光燈進行實現(xiàn)，確保在夜間沒有光照度的情況下能夠正常工作。IPC412高清網(wǎng)絡球機支持360°的高速旋轉(zhuǎn)，支持超低照度，并且具有18倍變焦能力，能夠全方位觀察被偵查目標的細節(jié)，具有255個預置位可以進行存儲，實現(xiàn)全方位的聯(lián)動功能，同時也具有IP66的高等級防水設計，確保在各種惡劣環(huán)境下能夠正常穩(wěn)定的工作。18倍光學變焦功能1.2.1.4針對室內(nèi)部署針對樓宇大廳、電梯進出口、管理辦公室等區(qū)域，根據(jù)光線的實際情況建議采用我司的高清紅外半球IPC211和高清低照度槍機IPC112,通過成對部署實現(xiàn)無縫監(jiān)控。針對一些狹長的走道并沒有夜視要求的地方可以采用高清低照度槍機IPC112，IPC112能夠在低照度光線不佳的情況下也能完美顯現(xiàn)監(jiān)控效果，如下圖所示：普通照度下拍攝效果超低照度下拍攝效果通過成對部署，能夠?qū)崿F(xiàn)無縫覆蓋，比較適合夜間有燈光的室內(nèi)區(qū)域，并且具有寬動態(tài)功能，在光線明暗對比強度比較大的區(qū)域也能保證圖像的清晰完美，如下圖所示：開啟寬動態(tài)未開啟寬動態(tài)針對室內(nèi)需要進行24小時監(jiān)控的區(qū)域，如安全通道、機房等區(qū)域，建議采用IPC211紅外半球網(wǎng)絡攝像機，IPC211半球攝像機具有超廣視角的特色，能對狹小區(qū)域進行全方位覆蓋，并能夠?qū)崿F(xiàn)30米的紅外照射距離，特別適合各種室內(nèi)環(huán)境的部署。下圖是夜間和白天的效果圖對比，可見在晚上沒有光照度的情況下也確保圖像的清晰和可看度。日間夜間相比較標清攝像機，高清網(wǎng)絡攝像機在圖像細節(jié)描述、逼真度、施工難易度、故障產(chǎn)生幾率、性價比方面擁有絕對優(yōu)勢，并且具有16:9的高保真畫面，比傳統(tǒng)標清畫面大25%，如下圖所示，目前高清監(jiān)控解決方案已成為業(yè)界的主流趨勢。高清標清本次項目所有的高清網(wǎng)絡攝像機均采用原有網(wǎng)絡進行接入，并集成了報警和控制接口，大大節(jié)省了原有的布線成本，具體的連接的方式如下：高清網(wǎng)絡攝像機接入示意圖如上圖顯示，通過IPC的報警接口很好的和其他業(yè)務子系統(tǒng)進行融合并可實現(xiàn)報警聯(lián)動的功能，并能實現(xiàn)語音對講的功能。1.2.2語音對講設計通過NVRSTATION客戶端能夠方便實現(xiàn)和遠程前端的對講，但前端不能輕易實現(xiàn)和監(jiān)控中心的對講；針對本項目客戶要求監(jiān)控中心和前端雙向語音對講的需求，本方案在前端采用告警開關量的輸入，使用報警聯(lián)動的方式來觸發(fā)。具體實現(xiàn)的方法就是通過網(wǎng)絡攝像機的報警接口接入一個緊急呼叫按鈕開關來觸發(fā)報警，報警信息會傳送至監(jiān)控中心，監(jiān)控中心通過告警信號建立一個通道與前端進行語音對講。其前端接入示意圖如下：語音對講接入示意圖1.2.3其他設計攝像機安裝首先在設備的安裝點上劃線、定位，根據(jù)支架的安裝尺寸和孔徑，選配合適的膨脹管和相配的沖擊鉆鉆頭。開孔時注意立桿、墻壁的保護。安裝支架時注意橫平豎直，安裝牢固，不得有松動、歪斜的現(xiàn)象。安裝攝像機時必須安裝牢固，調(diào)整方便，不允許滑絲、松動現(xiàn)象。安裝完成后，注意采取保護措施，防止臟污。對于在道路、開闊地的監(jiān)控可以采用立桿的方式，立桿的高度建議為1.5米-6米，根據(jù)立桿的高度不同，可以選用的立桿的直徑也不同，立桿與球機的連接件應采取密封和防水措施；立桿做灌筑基礎，基礎深度≥1500mm，底部直徑應不小于1000mm。立桿高度現(xiàn)場查勘確定，一般不低于5000mm。整個立桿能承受九級以下的臺風，并保證在正常風力下，立桿頂部的擺幅對攝像機圖像沒有太大的影響。取電設計考慮到前端攝像機位置分布區(qū)域廣，可根據(jù)#######區(qū)域布線實際情況采用就近取電的方式，如路邊的監(jiān)控點可采用路燈進行取電。防雷設計室外攝像機的安裝需加裝防雷設備，可以有效的防止瞬時雷擊和浪涌等各類脈沖信號對設備造成的損壞。本方案建議，所有的室外攝像機均需配置防雷器，其安裝示意圖如下：控制箱安裝為提高系統(tǒng)的集成度，前端攝像機的其它附助設備，應設計控制機箱統(tǒng)一集成，特別在室外該控制箱除保證防水、防撬外，還必須為箱內(nèi)的設備提供合理的使用溫度和使用空間。以保證箱內(nèi)設備的散熱和空氣流通；箱體采用底部進線。本次項目中控制箱的主要安裝的設備如下：1、直流變壓模塊2、借用其他線路的220V交流電的引入3、過流過壓保護裝置和電源防雷保護裝置4、接線端子5、維修開關和插座6、接地設備1.3總控中心設計本項目的監(jiān)控中心位于#######區(qū)域，是#######的中樞指揮機構(gòu)，通過權(quán)限管理，實現(xiàn)對所有前端實行集中瀏覽和控制。監(jiān)控中心示意圖針對本次項目的實際情況，總控中心部署的設備主要包含：網(wǎng)絡錄像機、解碼器、操作席和電視墻等設備；網(wǎng)絡錄像機主要負責對前端分散監(jiān)控點的接入和碼流的存儲轉(zhuǎn)發(fā)等功能。針對本次項目的實際勘定，對于前端分散監(jiān)控點數(shù)量總共為50監(jiān)控點，所以本方案建議在監(jiān)控中心部署1臺NVR2860-32HD高清網(wǎng)絡攝像機，單臺NVR2860-32HD網(wǎng)絡攝像機支持32路前端的接入，支持1080P、720P、D1、CIF格式，完全能滿足客戶要求“高清畫面顯示”的需求。同時NVR2860采用嵌入式的硬件結(jié)構(gòu)設計，內(nèi)嵌linux操作系統(tǒng)，有效防止病毒木馬攻擊，確保了系統(tǒng)的安全可靠性。在電視墻設計方面，部署大屏幕的高清電視墻，采用KDM2510高清解碼器對重要區(qū)域進行實時監(jiān)控，并實現(xiàn)告警聯(lián)動上墻的功能，完全滿足客戶要求“實時瀏覽、集中控制、告警聯(lián)動”的需求。用戶可以通過操作席實現(xiàn)對所有設備參數(shù)的配置和管理，并且系統(tǒng)提供圖形化的界面，方便易用。監(jiān)控中心主要實現(xiàn)的功能如下：1、視頻瀏覽和控制客戶端提供圖形化管理界面，操作簡單；支持多畫面風格設置，支持抽幀播放、全屏顯示、圖像抓拍、輪巡監(jiān)控、局部放大、中心定位、PTZ控制；支持自定義輪巡設置，支持視頻瀏覽預案設置和視頻瀏覽預案載入；支持電視墻管理，支持電視墻預案輪巡、電視墻圖像輪巡、告警圖像上電視墻功能；提供電子地圖功能，支持客戶端地圖雙顯功能。2、錄像管理和錄像回放支持平臺錄像、本地錄像和前端錄像，客戶端支持圖像抓拍；可設置盤滿自動覆蓋或停止錄制，支持定時錄制、手動錄制和報警錄制；可以對多個攝像機批量定制錄像計劃，支持定時隨機、定點錄像；系統(tǒng)提供錄像下載，并支持本地刻錄功能。系統(tǒng)可按攝像機編號、日期、時間、報警信息等多種方式檢索、回放錄像，可逐幀，高速率快慢回放，圖像和聲音同步回放；3、系統(tǒng)管理功能支持用戶分三級管理，可以為不同的用戶分配不同的操作權(quán)限和設備管理權(quán)限；支持設備權(quán)限的設置和修改，提供設備的添加、刪除以及設備信息的修改功能，可對前端進行名稱、ID等進行統(tǒng)一編碼，統(tǒng)一管理；支持設備軟件的遠程升級功能；提供系統(tǒng)配置管理和系統(tǒng)性能管理，提供狀態(tài)監(jiān)測、系統(tǒng)備份及數(shù)據(jù)恢復功能。4、日志管理功能日志功能包含：告警日志、用戶日志、設備日志；能夠保存報警的詳細信息，支持針對報警記錄分類查詢、檢索、導出，方便后期整理、分析；支持根據(jù)日志的類型、時間、觸發(fā)點進行查詢，并能導出列表。5、語音對講通過客戶端實現(xiàn)和前端監(jiān)控攝像機實現(xiàn)語音對講功能；相應前端攝像機的語音對講要求，實現(xiàn)雙向語音對講。1.4分控中心 如上圖所示，分控中心主要負責對所轄區(qū)域的前端接入，主要部署網(wǎng)絡錄像機、顯示器、音頻設備及網(wǎng)絡設備等。 根據(jù)本方案實際勘定，各分控中心的前端數(shù)量分別為8路、15路，所以本方案建議，在各分控中心分別部署NVR2820E-9HD和NVR2820E-16HD；NVR2820E-9HD能夠?qū)崿F(xiàn)最多9路前端高清接入，NVR2820E最多能夠?qū)崿F(xiàn)16路的前端高清接入。 為節(jié)約客戶成本，各分控中心分別配置一臺液晶顯示器，進行本地輸出顯示。1.5告警聯(lián)動設計本次項目所使用的高清網(wǎng)絡攝像機均帶有告警輸入輸出接口，有效融合了視頻監(jiān)控和報警聯(lián)動功能，將傳統(tǒng)的視頻監(jiān)控系統(tǒng)和報警系統(tǒng)合二為一。報警聯(lián)動的實現(xiàn)過程在邏輯上可分為：1）報警信號的采集；2）報警信號的傳輸；3）報警存儲；4）報警信號的應用。1)報警信號的采集報警信號采集主要由報警單元完成，報警單元主要指報警信號的發(fā)生設備，為監(jiān)控系統(tǒng)提供報警信息。通常報警設備有紅外、煙感、溫感、門磁、緊急按鈕等等，報警設備通常提供開關量輸出，由前端編碼器接受開關量信號，實現(xiàn)報警信號接入系統(tǒng)與告警聯(lián)動。報警信號的接入示意圖如下：報警信號接入圖2)報警信號的傳輸報警信號的傳輸過程指報警信號經(jīng)前端編碼器，在本地輸出或通過IP網(wǎng)絡傳到后端的一個過程。報警信號最終有三種流向：報警信號經(jīng)本地編碼器輸出，觸發(fā)本地聲光電等報警；報警信號通過網(wǎng)絡，經(jīng)平臺到客戶端觸發(fā)聲、文字等報警；報警信號通過網(wǎng)絡，經(jīng)平臺、客戶端發(fā)送至第三方系統(tǒng)，提供報警。報警信號流向圖3)報警信號的存儲科達行業(yè)級網(wǎng)絡系統(tǒng)監(jiān)控系統(tǒng)具備完善的信息存儲和管理功能，系統(tǒng)能夠自動存儲報警相關記錄，可以提供相關記錄的查詢、導出等功能。4)報警信號的應用當發(fā)生報警時，前端報警設備發(fā)送告警電平到前端編碼器，前端編碼器將告警信息上傳到監(jiān)控中心，提供警情。系統(tǒng)可自動或手動啟動聯(lián)動機制處理警情。可以實現(xiàn)：上傳并顯示報警信息和現(xiàn)場圖像、聲音系統(tǒng)能夠自動或手動將報警發(fā)生現(xiàn)場的圖像、聲音輸出到客戶端或電視墻，為監(jiān)控中心提供報警現(xiàn)場的信息，便于迅速處理警情。觸發(fā)報警錄像，對現(xiàn)場警情進行存儲備份系統(tǒng)能夠自動或手動對報警現(xiàn)場信息進行存儲備份，供日后查詢、調(diào)用，為警情處理提供事實依據(jù)。觸發(fā)警情現(xiàn)場聲光電告警信號，實施事發(fā)現(xiàn)場告警系統(tǒng)能夠自動或手動實現(xiàn)對報警現(xiàn)場的警示。在監(jiān)控前端配置警鈴、警燈等報警設備后，前端編碼器可根據(jù)需求把告警信號發(fā)送給本地警鈴、警燈等設備，實現(xiàn)本地告警信號的輸出，警示現(xiàn)場。人工監(jiān)督警情現(xiàn)場，通過雙向語音功能對事發(fā)現(xiàn)場進行指揮、疏導；報警發(fā)生時，監(jiān)控中心操作人員可通過雙向音頻功能對報警現(xiàn)場喊話，與前端現(xiàn)場進行實時溝通，對事發(fā)現(xiàn)場進行指揮、疏導，迅速處理警情。抓拍警情現(xiàn)場，留作物證備份；報警發(fā)生時，監(jiān)控中心操作人員可使用系統(tǒng)的圖像抓拍功能，對報警現(xiàn)場圖像進行抓拍，留存作為警情處理依據(jù)。結(jié)合電子地圖，迅速定位事發(fā)地點 系統(tǒng)支持電子地圖功能，警情發(fā)生時，系統(tǒng)能夠迅速定位事發(fā)地點，為迅速處理警情提供幫助。向其它系統(tǒng)提供告警信息和圖像信息，實現(xiàn)多系統(tǒng)聯(lián)動處理；報警發(fā)生時，系統(tǒng)可為其他應用系統(tǒng)提供告警信號和圖像信息，實現(xiàn)多系統(tǒng)聯(lián)動處理，及時有效地處理警情。報警聯(lián)動示意圖1.6存儲設計數(shù)據(jù)的存儲對監(jiān)控來說是非常重要的，特別是事后取證，對錄像進行調(diào)覽等操作決定著應對突發(fā)事件的處理效率。針對本方案，我們以NVR為單位實現(xiàn)統(tǒng)一集中存儲；同時針對前端網(wǎng)絡攝像機配置TF存儲卡，實現(xiàn)ANR存儲，保證了系統(tǒng)的實時監(jiān)控性。ANR技術只能應用于NVR接入系統(tǒng)，即當NVR和前端網(wǎng)絡攝像機之間的鏈路出現(xiàn)故障，如斷鏈、NVR斷電等，通過網(wǎng)絡攝像機自帶的TF卡能夠自動對前端視頻進行數(shù)據(jù)存儲，并將在此時產(chǎn)生的告警信號和抓拍圖像一并存儲，直到鏈路恢復正常，再將這些數(shù)據(jù)回傳至NVR，真正確保了整個系統(tǒng)的安全可靠性及實時監(jiān)控的效果。網(wǎng)絡中斷時，啟用前端錄像：網(wǎng)絡中斷時，啟用前端錄像：IP網(wǎng)絡恢復時，錄像數(shù)據(jù)同步：IP傳輸實時雙碼流同步錄像數(shù)據(jù)本著經(jīng)濟性和可靠性的原則，本方案建議中心存儲采用SATA硬盤接入方式，NVR2860-64HD支持配置8塊2T的SATA硬盤接入，并支持RAID5技術，完全能夠確保數(shù)據(jù)的安全可靠性。NVR2820E-16HD支持8塊2T的SATA硬盤接入，NVR2820E-9HD支持4塊2T的SATA硬盤接入。根據(jù)客戶需求，各監(jiān)控點采取2Mbps的碼流進行存儲，滿足24小時存儲要求，同時要求存儲容量具備30天以上的能力；本次方案的具體存儲特點如下：在監(jiān)控中心部署存儲系統(tǒng)，實現(xiàn)集中存儲；采用RAID5等存儲技術，提高數(shù)據(jù)存儲的安全性、可靠性；基于IP網(wǎng)絡進行存儲，實現(xiàn)隨時隨地調(diào)看存儲資料。采用ANR技術，保證錄像數(shù)據(jù)、告警數(shù)據(jù)、抓拍數(shù)據(jù)的完整性。存儲空間的計算方法如下：錄像容量（MB）=前端監(jiān)控點數(shù)×錄像天數(shù)×24×60×60×錄像碼率(Mbps)/8例如：1路2M碼流實時存儲1天：2M×3600秒×24小時/8bit=108M=21.6G采用相同規(guī)格容量的SATA硬盤，NVR2860-32HD最多支持8塊2T容量的SATA硬