一、前言
随着技术的更快发展和用途的拓展，摄像机的精度越来越高，自动化程度越来越强，现在的数字化教室已经发展为学校和其他培训机构教学质量检测和沟通的一种*手段。它可以给校长及主管教学工作的领导提供一套教学全过程的可信资料，尤其对培养年轻教师有双促进作用，是提高教学质量，向45分钟要成绩的*手段。
珠海北师大某附中校园监控系统是多个数字化教室组成的综合系统，该系统通过在每间教室和校园内的重要位置设置摄像机和适音器、音箱等设备，对校园的每个角落一览无余，是教学、管理于一身的音视频传输系统。
本系统与闭路电视系统相结合，可使每间教室达到音视频的相互交流，既有利于教学内容交流，又有利于教务和考试管理的进行，对学校日常管理、观摩课、示范课和年轻教师的培养，起着举足轻重的作用。
二、用户需求
1 实现电子监考，杜绝考场舞弊现象；
2 对校园重点区域进行实时监控；
3 教务处可通过监控了解课堂情况；
4 让远程教育、远程管理成为现实；
5 以zui简单的方式提供高速图像传送；
6 让校园保安管理更具效益；
7 同时在互联网上设立多个监视平台；
三、系统拓扑图
3.1 系统网络架构
本方案我们采用网络一体化摄像机DLINK-DCS-6620、DCS-3220、网络视频服务器DVS-301，充分利用现有网络资源，实现网络传播、复制、存储、共享等功能，对学校考场、教学课堂、周边环境等进行的监控与管理。
3.2 系统物理架构
说明：
由于所有的视频资料都是通过服务器转发，因此，可以把摄像点以及客户端分隔成为两个逻辑单元。在物理结构上，摄像点和客户端绝大多数情况都存在同一个网络环境中。由于摄像点主要占用上行带宽，而客户端主要占用下行带宽，因此互相不会受到影响。
IDC的硬设备视平台规模而定，目前而言，可以使用1台服务器全权管理。另外配置一台服务器作为冗余备份。
系统对接入方式不限。但是必须保证是宽带接入，即上下行至少大于512K，否则会影响客户端浏览效果。
3.3 数据流程要求
3.4平台软硬件配置要求
3.4.1安全要求
网络视频监控系统安全性除了基本的防攻击、防非法侵入、防病毒等要求之外，还需要保证只有合法用户可以访问和使用网络视频监控系统提供的服务，保证用户只能管理自己设置的监控点的前端子系统设备，查看有权限使用的监控点的视频监控图像;保证用户保存在系统中的视频文件的安全，不会被其它用户甚至是系统管理员私自查看。
3.4.2数据安全
网络视频监控系统数据的安全性包括用户视音频信息的安全性和监控用户信息的安全性。
对于视频流的加密过于耗费芯片资源，加密费用过高，目前不建议大规模使用对于一些特殊的监控应用可以考虑使用。因此，目前可行的做法是在远程视频监控承载层面进行一定程度的隔离措施，如应用专线、划分VLAN、VPN或者其他手段保证用户业务流的安全。
对于远程视频监控的客户或认证信息，可以采取加密的办法来保证信息的安全性。配置大容量、高性能存储系统，对数据进行实时备份与非实时备份。
对于存储的静态数据或文件可以采用数据或文件加密的方式确保信息的完整性。
3.4.3网络安全
对于监控实时要求较高的应用，可以在承载网络上，采用传输层的机制保证网络传输的安全性，例如利用VPN、VLAN等机制隔离远程视频监控流量和其他流量。
3.4.4设备安全
设备重要部分要有冗余备份;
中心服务平台需要设置防火墙等保护措施;
设备要支持密码保护功能。
3.5硬件要求
3.5.1可靠性与可用性
平均*运行时间MTBF大于100,000 小时。
主备用倒换。主备用部分进行倒换时，不影响已有服务器处理过的信息。
应具有数据备份和恢复的能力。
3.5.2服务器硬件要求
使用通用的服务器或工控机以上的设备;
能够进行硬件设备扩容，扩容不影响已处理过的数据;
数据库服务器的软、硬件选用需要具备较好的开放式结构的接口，同时需要采用性能较高的数据库服务器。
要求有较高的事务处理能力、内存和硬盘存储空间。为数据的安全，需要采用相应的存储备份形式。
3.5.3终端设备硬件要求
前端子系统配置规模的要依据业务采集点的实际情况进行配置。
本系统需要7x24小时连续运行，要求前端子系统设备具有较高的安全可靠性。
3.6软件要求
3.6.1基本要求
要求软件采用分层的模块化结构，模块之间的通信应按规定接口进行。任何一层的任何一个模块的维护和更新以及新模块的追加都不影响其他模块。
应用软件应采用分层次的体系结构，以便于系统的维护和扩展;
应用软件应能根据用户规模的不同支持集中处理模式和分布式处理;
应用软件应具有很好的开放性，以便于与其他应用系统的连接;系统应提供完整的二次开发工具及使用说明，便于进行客户化工作;
应用软件应具有很好的可移植性，支持多种操作系统，并能移植到不同厂家的硬件平台上运行;
应用软件应能适应多种大型数据库系统，例如Sql-Server 等;
3.6.2中心平台管理系统软件配置
操作系统
服务器操作系统采用Windows操作系统。
数据库软件
采用大型数据库系统Sql-Server。
四、系统实施
网络视频监控系统建设必须符合有关通用标准、协议和规范，国家与部颁标准及规定的要求。从技术和机制上保证信息共享和综合利用，监控系统的操作平台、数据格式通讯接口与协议开放标准或公开，可实现互联互通并支持二次开发和功能调整，保证系统具有良好的可靠性、可扩展性，同时充分发挥有资源的作用。向用户提供所有项目涉及的程序代码、程序流程图线路图，以供用户日后系统扩展、维护。
网络视频监控系统作为一个十分重要的系统，使确保社会安全、提高服务质量的重要手段。网络视频监控系统的设计应该满足安全防范措施和功能集成监控管理、报警处理和联动控制的需要。
根据不同应用场所、环境的具体情况和条件，应本着经济合理确保质量的原则，突出技术*、安全可靠，及满足一般使用要求为原则，以认真负责、科学严谨的态度，制定网络视频监控系统设计及施工方案。在网络视频监控系统设计中运用*的监控系统和传输系统等设备，以确保系统能够稳定、可靠运行，充分发挥其保安监控、安全防卫的功能。
在系统配置中，关键主机选用性能*，价格合理安全可靠的产品，前端设备选用安全可靠、外形美观的适用设备。
4.1建设及功能要求
总体需求：方案设计的总体思路
统一规划设计，充分利用资源，量力分期实施，满足区域，场所安防的基本要求。
视频监控系统设备以国产为主，采用性价比高、技术成熟、性能稳定可靠的设备
在满足技术条件和基本功能使用的前提下，视频监控系统与现有管线和网管后台设备连接，节省投资。
4.2前端设备子系统配置原则
对不同应用场所或区域，前端的设备可采用网络摄像机和模拟摄像机+网络视频服务器相结合的配置形式。
对重点部位、要害部位重点监控主要采用低照度高清晰固定网络摄像机，兼顾到一些区域比较广的地方，采用云台网络摄像机或者中高速球机器+网络视频服务器。
充分考虑室内外监控设备的覆盖，实行合理配置。
某些区域可先预留信息传输接口。
采用功能简单、性能稳定、市场认可的成熟标准化产品。
前端设备选型根据各区域的监控要求确定，以达到基本监控要求。
4.3传输网络系统配置原则
监控信号主干采用光纤干道，末端可采用网络的信道。
充分利用现有管线，少量新增传输线路采用双绞线缆。
如果需要新建传输线路全部采用双绞线缆
4.4 控制设备后台子系统配置原则
监控系统主机采用功能简单、性能稳定、市场认可的成熟标准化产品。
显示设备采用大画面，分屏显示的监控中心显示模式。
系统设备电源与网管中心UPS电源共用。
将监控系统存储的数据可以结合起来建设，这样兼容性、拓展性和灵活性将会更好，也可以节省投资。
对于有现有系统可以预留些信息结借口，预留给上级部门的信息传输接口。
五、监控系统的主要功能
1.系统依据角色、权限、操作管理员、操作员及操作员组等预设有三个群组，分别为系统管理者Admin、系统监看者Monitor以及用户User
2.系统中可设定支持特定账号与锁定的IP网段关联的用户管理功能，并针对操作员提供信息字段包括操作员全名、操作员编号、登陆密码、密码、、操作员、所属操作员组及说明栏可注明其它相关信息。
3.系统支持多维度角色管理，包括角色的新增、查询、编辑、移除、功能隶属以做为角色权限的定义，支持多级别以及不同使用人;操作员在增加角色时须该角色所包含的权限，此权限将跟随角色被赋予给操作员组。
4.系统支持操作员管理权限包括操作员的新增、查询、编辑、移除;一个操作员可以被赋予多个角色，该操作员具有被赋予的所有角色的权限;系统中多个拥有相同权限的操作员可组成一个操作员组，其管理权限包括操作员组的新增、查询、编辑、移除。
5.所有用户采用按客户分区管理的方式进行组织，用户管理包括用户注册管理、用户查询、用户增加和删除、用户访问权限管理、用户资费管理、用户锁定解锁功能、用户分组管理、用户访问记录查看。
6.支持用户组划分、用户账号、密码修改、用户开户及销户、变更、停用等用户基本信息管理及查询，并对用户及用户组设备进行查询权限的划分。
7.支持对平台前端设备的添加、配置及统一管理，并可对相关设备进行数据配置;可对前端设备进行状态浏览、参数设置、支持域间设备的划分。
8.支持控制察看的下行并发流量以控制用户父账号在线数。
9.可于设备选区中选取所需监看设备，并显示实时分割轮跳画面或单一画面;当影像显示区为一屏状况时双击摄像机影像可进行 CIF与 4CIF 的切换，zui大可支持至36个分割画面，并支持字幕迭加反映该段视频时间、地点等信息的字幕。
10.前端设备支持开关量报警输入，如红外线侦测器、门禁、应急铃、烟雾报警器、可燃气体报警器等声光电报警设备;中心平台在收到报警信息后，根据用户配置的报警联动表信息进行联动处理，主要操作包括触发报警录像及图片抓拍、发送报警短信及电子邮件给用户、向用户提供语音报警等。
11.支持用户查询资费使用情况，可选择依客户类型、功能类型模式及出账日期等不同查询条件查询;企业客户可查询在一段时间内使用实时浏览功能的时间、所增加的用户数以及增加警报联动输入点和输出点的点数;公众客户可以查询在一段时间内使用实时浏览的时间。
12.系统支持对云台和镜头的远程实时控制，包含云台的上下左右转动、巡逻功能、预置位设置功能及云台转动的步进值应可设置，同时支持雨刮、辅助灯光开关功能;客户端在全屏显示状态下亦可进行云镜控制，其控制权限可设置为三种状态，分别为争用模式、先来者占用模式及权高者占用模式，系统根据用户的权限决定执行哪位用户的命令，层级高的等级先于层级低的等级，若层级相等的人，则以进入控制的先后顺序，作为控制权取得的判断标准，同级别用户以FIFO方式控制云台，并通过设置软件开关控制其它同级用户对云台的操作。
13.支持编码器前端存储、中心存储、及客户端存储，皆支持定时、手动、报警三种录制启动模式，用户可以按照需求自行选择;可设置用户存储图像容量、预约录像影像储存容量;编码器前端存储可支持DVR / DVS内的录像及Video实时上传，中心存储可支持SAN及NAS等储存方式。
14.支持对编码器编码速率的设置以适应不同的传输平台。
15.提供使用者在观看实时画面时，能够针对重要的影像进行*时间的快照及录像，并支持不同压缩格式MJPEG、MPEG4、H.263、H.264等的影像信息网络存储，存储之后之数据提供有方便的检索、查询方式、支持根据日期、时间、警报信息、位移侦测警报查询相关历史记录，并可根据时间、地点和警报类型等信息检索回放影像，影像回放可支持向前播放1/2/4倍、向后播放1/2/4倍、暂停等显示功能，拨放时影音同步。
16.监看程序设置包括网络选项、本地选项、CU/平台校时、分辨率和轮跳时间及屏保设置等选项，将设置好的数据保存之后，系统会自动记录本次视频信息，下次登陆时自动恢复到该信息状态，用户无须再重复设置。
17.采用HA容错架构，监控主机分为前端AP Server与后端之SQL Server，各监控点之单机主机运作部分，相关警报信息都可回传到监控主机，即使因软硬件问题需重新启动时，也都能在5分钟内完成重开机动作并达到系统功能正常运转。
18.支持用户及系统相关信息之统计，包括用户在线数zui高、zui低及平均值统计;支持透过开关器对服务器端口流量、时延统计、带宽统计利用率的统计，并可对历史统计数据做出分析;支持CPU利用率、内存利用率、存储器利用率等信息的统计。
19.支持用户数据、配置数据备份;支持系统配置管理、系统状态监控、备份、恢复等日志信息管理。
20.支持创建并维护系统信息数据库，包括设备部件以及相应端口、软件、操作级别、负责维护设备的人员等配置信息。
21.支持设备安装时的数据配置，并支持对设备进行删除、复位、启用或禁用配置，并给出配置结果详细信息。
22.支持监视设备及透过开关器监视所有业务性能状况，并进行控制。
23.支持对网络互连信息进行配置和查询，并透过开关器动态地显示当前网络的拓扑状况，管理员可逐级进入进行拓扑信息查询，同时支持对设备服务的IP地址进行接入限制配置，可以某设备为区域的用户提供或拒绝服务。
24.透过开关器支持系统告警等级、过滤配置管理，性能告警及业务服务质量告警门限阈值配置管理，对于关键进程、接口状态、链路故障告警、支持声光告警、告警信息自动弹出等方式，需保留3个月告警记录。
25.支持各类维护操作如负载均衡默认管理、服务默认切换管理、连接控制管理、服务流量与性能调整、自动服务控制预案管理等的系统参数调整与优化，以及业务不中断的热切换、系统拥塞管理、设备远程操作、操作系统服务进程和应用相关软件进程调度服务管理等的日常维护操作，可对维护消息跟踪、统计与故障辅助定位，系统并对各种维护操作进行记录并生成日志，可随时查询系统7天内的操作日志，超过7天的日志将转存入历史日志记录库。
26.故障告警分为即紧急告警、重要告警、普通告警等三个级别，其它各种非告警的信息为系统提示信息，并支持各级别自定义。
27.提供2级门限支持，即预警门限和告警门限。达到预警门*系统给予普通告警指示，达到告警门限系统给予重要告警警示，并依性能参数配置，当性能超过预警或告警门*，网络按照不同级别以告警方式通知网管系统，可对制约系统性能的相关参数如路由表和性能门限等参数进行调整，提高系统性能;告警门限用于系统负载、资源占用和业务服务质量监视。
28.支持设置告警事件，各设备需要告警的事件至少包括CPU占用率越界、硬盘空间越界、硬盘故障、内存占用率越界、网卡故障、网络流量异常、双机切换异常、数据库运行状态异常、软件进程故障及非法操作员登录等，根据预先的设定屏蔽一定级别的告警信息，但不能屏蔽重大告警信息。
29.具有对自身和所承载的业务进行监视的功能，产生故障的设备能发出实时准确告警，确认故障类型、故障级别、故障原因及故障时间等，并对某一设备产生故障引起的连锁告警进行相关分析并过滤，对告警信息进行显示、确认、清除、删除及查询等操作。
30.对发生故障的设备，网管系统能够根据故障监视模块采集到的与故障管理有关的参数确定发生故障的位置定位到设备的端口级;提供当前故障窗口反映设备的当前故障数据，缺省状态进入时显示所有设备当前时刻所有未恢复的告警，并实时刷新，支持历史告警显示，并支持对告警信息的删除、确认、详细告警信息的查看等功能。
31.系统支持根据预先的设定，于故障发生后提供声光告警提示并对告警信息启动相应的处理措施，并对于系统运行出现的故障能够自行尝试恢复，发生错误时，提供声光告警、WEB界面显示、短信及等多种形式的报警，所有系统的运行情况包括出错情况和相关事务日志均进行详细记录。
32.软件可配合网管中心对故障进行测试诊断与定位，并具有故障恢复功能，包括定位并跟踪辨认错误、执行诊断测试、手动/自动纠正错误及排除故障。
33.提供端到端的性能监控及性能统计管理，使用户了解当前网络运行的基本情况和性能状态，预防网络事故的发生，端到端的性能监控包括设备的可利用率、设备的故障率、网络延时、带宽利用率以及其它性能监控等;通过定期采集设备关键性能数据，实时监控设备的运行状态，系统支持采用折线图方式、直方图方式和饼图方式来显示所采集到的性能数据，设备必须是通过SNMP方式提供各自的MIB值。
34.支持历史性能统计，包括各个设备在选定时间内的用户请求数、并发用户数等方面的统计功能，提供设备视图和时间视图两种统计方式，支持折线图方式、直方图等显示方式。
35.系统通过可配置的界面，直观地配置每个用户的权限并加以管理，这些权限参数包括用户所在的管理区域、所要操作的设备、所要启动的应用和所要执行的命令。
36.支持对网管用户权限进行控制，用户在启动网管客户端后，需用已经建立的网管用户登录，并且只能以用户属性中设定的权限执行相关的网管应用、操作相应的设备、执行相应的命令等，通过网管用户权限控制，对用户执行的敏感操作进行记录，同时管理员可通过浏览用户操作日志来取得系统的所有管理操作信息。
37.支持操作日志管理，记录所有的操作人员详细的操作日志，并提供日志过滤与删除等维护功能，管理员可以浏览本网管系统所有已经执行过的用户敏感操作信息;支持系统日志管理，对操作者在操作本系统过程中的历史日志进行管理，提供操作日志审计、删除、查询操作日志、操作日志归档等功能。
38.支持包括文件形式定购关系数据的批量导入/导出，并支持包括文件形式的业务、产品及套餐等数据等重要数据的批量导入/导出。
39.支持数据加密要求、客户帐户登录信息加密及设备控制信息加密，未来支持图像加密。
40.提供通过配置管理可以定期启动业务测试计划，并自动汇总业务测试结果，提供业务全程验证检查、评估。
41.依据网络性能及系统业务能力为统计对象，统计数据为业务成功率、流量、带宽占有率及服务质量等，可支持业务实时流量统计，包括实时接口流量及管理系统到综合网关的实时总流量上、下行数据，以及为及时发现故障而需要采集的数据。
42.支持系统负载能力实时统计功能，包括于瓶颈点时时间段和忙时间段系统整体能力负载统计、时间段和忙时间段系统各部分设备能力负载统计。
43.支持对告警统计资料分析。
44.提供自定义报表模板功能，用户可自定义操作维护报表显示模板，依所需的统计项目做选取，并产生报表;用户并可以自定义例行操作及维护任务执行周期，如日、周、月、季、年，设定例行任务起始、结束时间等条件来建立例行操作维护报表任务，系统自动定时输出这些任务的例行报表，操作员可直接从浏览器下看到已经生成的例行操作维护报表。
45.系统可自动将各报表分类，并在历史报表列表中给出各报表简要描述，供用户选择进行浏览、维护等工作。
46.支持HTML、文本、EXCEL、PDF、XML等报表输出文件格式和打印机，并可生成柱状图、折线图、饼图、点状图、曲线图等图样。
47.支持WEB等实时发布统计信息之报表输出方法，按照运营商管理员定义的人员、组进行不同级别报表的发送，发送方式至少支持与短信方式。
48.系统需能够对异常情况以短信或通知管理员，且异常值需可配置。
49.系统可根据登录的用户所属的机构及权限自动分配用户能够查看的统计数据，提供详细的权限及管理方法。
50.提供主服务器电子地图，可供建立服务器、监控区域、新增客户、电子地图的管理等，当电子地图被新增至系统树状设定区后，可以将所监控设备的图框放置在电子地图功能显示区的适当位置，并且在视觉空间位置上管理所监控的设备。
51.支持智能图像技术，主要包括车牌识别、面部识别、移动目标识别跟踪等识别。
52.支持前端设备采用PPPoE、DHCP及静态IP方式接入网络，并将变动的地址主动、按时提交给平台。
53.支持向私网内的客户端传送视频和交互信令，客户端支持NAT共享、Socket 代理、Http代理等网络接入方式。
54.全系统各设备可实现时钟同步。
55.系统可选择支持用户通过手机、小灵通等移动终端浏览视频。
56.前端可依带宽自动设置图像质量等指针。
五、系统设备
1，网络摄像机 DCS-6620
摄像机参数：
1 采用嵌入式实时多任务操作系统（ RTOS）和嵌入式处理器，*脱离PC平台，系统调度效率高，代码是固化在FLASH中的，系统更加稳定可靠；
2 采用了MPEG4/MJPEG双压缩引擎；
3 自带云台和伸缩镜头（10 倍光学变焦，10 倍数字放大）；
4 可选语音和视频同步以达到效果；
5 3个窗口的视频动态检测；
6 I/O接口；
7 报警前后的图像捕捉；
8 内置网页服务；
9 占用网络带宽可调；
10 自动在事件驱动下通过 或FTP 远程图像获取；
11 固件可在线升级；
2，网络摄像机 DCS-3220
摄像机参数：
1 采用嵌入式实时多任务操作系统（ RTOS）和嵌入式处理器，*脱离PC平台，系统调度效率高，代码是固化在FLASH中的，系统更加稳定可靠；
2 采用了MPEG4压缩；
3 1/3″CCD，镜头可选
4 可选语音和视频同步以达到效果；
5 3个窗口的视频动态检测；
6 报警前后的图像捕捉；
7 内置网页服务；
8 占用网络带宽可调；
9 自动在事件驱动下通过 或FTP 远程图像获取；
10 固件可在线升级；
3，网络视频服务器 DVS-301
服务器参数：
1）采用嵌入式实时多任务操作系统（ RTOS）和嵌入式处理器，*脱离PC平台，系统调度效率高，代码是固化在FLASH中的，系统更加稳定可靠；
2）Mpeg4 压缩引擎；
3）3个动态窗口的移动检测；
4）内置网页服务；
5）外置Modem 可用于ppp 拔入或拔出
6）云台可远程控制；
7）报警前后的图像捕捉；
8）可扩展传感器和报警装置；
