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瑞安捷SITO高清网络监控系统应用设计

  *章建设目标及设计思路
  
  1.1系统建设目标

  
  该系统采用当今成熟的网络、通信、图像编解码等先进技术,实现快速获取全区重点部位、复杂地段、商贸社区的多种报警信息,能准确、直观、快捷,反映和记录现场有关部位的动态情况。系统在满足用户对视频监控和业务管理的需求下实现如下功能:
  
  1.HD高清图像质量
  
  每部高清摄像机不低于130万像素,输出不低于720P高清画质的图像,并提供高清编码功能。
  
  2.远程监控功能

  
  在整个地区范围内,通过视频监控专网,授权用户能远程监控任意监控点的图像,远程操作摄像机进行变焦和转动,可以清晰地查看现场视频或图像。
  
  3.网络传输功能

  
  高清摄像机自带编码网传功能,基于TCP/IP的标准协议实现网络通信,授权用户可以通过网络访问监控系统图像,控制前端高清摄像机。
  
  4.图像显示和回放功能
  
  网络上传输的高清视频信号,通过解码设备,按一定的分割和轮循规则显示在电视墙上,也能显示在客户端上;提供方便的录像检索、查询手段,可根据时间、地点等信息检索并回放图像,回放时可实现、单帧、拖拽、暂停等功能,可选择实现多路图像同步回放功能。
  
  5.资料存储与共享
  
  系统具备高清视频流的存储功能,授权网络用户可以从NVR远程调看、下载视频资料。
  
  6.管理服务功能
  
  通过管理服务器,统一管理NVR等设备的运行状态,远程客户通过CMS中心管理软件登录管理服务器,可实时查看NVR等设备的现场图像、并能对NVR进行远程回放和远程录像下载。
  
  1.2设计原则
  
  根据高清监控系统的技术发展状况,系统的设计应遵循如下原则:
  
  ◇可靠性
  
  在全IP数字监控系统中,可靠性致关重要。它指系统所采用的技术与产品必须是成熟和高质量的,当外界或内部条件发生突变时,系统能够经受住干扰和冲击,或者在尽量短的时间内恢复正常,确保系统在运行期间不间断工作。
  
  ◇先进性
  
  采用先进的技术与设备,不仅仅因为应当采用先进的手段加以“武装”。同时,也是保护投资所必须考虑的。先进性不仅指技术与设备在世界范围内处于状况,而且,应体现在相关技术上具有前瞻性。
  
  目前,由于计算机技术特别是TCP/IP技术的大力发展,IP网以其互联性好,投资成本低,维护简单而逐渐成为一种趋势;面向IP网的终端技术也不断涌现。因此,在选用数字监控的技术与设备时,应结合网络发展特点进行选择,既满足业务现实需求,又符合信息技术“三网融合”的发展方向。
  
  ◇标准性
  
  系统设计时,所采用的技术手段必须遵循业界标准,特别是要提供标准接口,使系统具有较高的灵活性,方便扩展及与其它系统互联;同时,标准性也为今后的升级或引进新技术提供了保障。
  
  ◇可维护性
  
  系统运行后,其管理(如设备的维护)是可操作的。这些管理、维护工作应尽可能简单、方便。这要求提供规范的系统与工程程序,提供智能化的软件或硬件模块。
  
  ◇经济性
  
  系统在满足各项性能指标的情况下,应力求较小成本与开支,追求高的性能与价格比。
  
  1.3设计依据
  
  系统设计遵循以下标准:
  
  ²GB50348-2004《安全防范工程技术规范》
  
  ²GA/T669-2008《城市监控报警联网系统技术标准》
  
  ²GA/T792-2008《城市监控报警联网系统管理标准》
  
  ²GA/T793-2008《城市监控报警联网系统合格评定》
  
  ²GB50395-2007《视频安防监控系统工程设计规范》
  
  ²GB50198-1994《民用闭路监视电视系统工程技术规范》
  
  ²GA/T75-1994《安全防范工程程序与要求》
  
  ²GA308-2001《安全防范系统验收规则》
  
  ²GA/T367-2001《视频安防监控系统技术要求》
  
  ²GA/T70-2004《安全防范工程费用预算编制办法》
  
  ²GB50169-2006《电气装置安装工程施工及验收规范》
  
  ²GB50343-2004《建筑物电子信息系统防雷技术规范》
  
  ²GA/T670-2006《安全防范系统雷电浪涌技术要求》
  
  ²ISO/IEC14496-2《MPEG4视音频编解码标准-视听对象的编码》
  
  ²YD/T1171-2001《IP网络技术要求网络性能参数与指标》
  
  ²RFC2030《简单网络时间协议(SNTP)第四版》
  
  ²RFC2326《RTSP:实时流协议》
  
  ²RFC2976《SIPINFO方法》
  
  ²RFC3261《SIP:会话初始协议》
  
  ²RFC3263《会话初始协议(SIP):定位SIP服务器》
  
  ²RFC3428《会话初始协议(SIP):即时消息扩展》
  
  ²RFC3550《实时传输协议》
  
  ²RFC3725《会话初始协议(SIP)中第三方呼叫控制(3PCC)的当前zui佳实现》
  
  ²RFC4566《SDP:会话描述协议》
  
  第二章设计方案
  
  2.1系统架构
  

  本高清监控系统主要由各监控区域汇集点和监控中心两大部分组成。所有摄像机通过光纤或超五类网络线方式分别接入各区域汇集点;监控中心配置高清机架式解码器或数字矩阵、电视墙、管理服务器、操作终端电脑、千兆交换机等设备。摄像机的主要操控权放在监控中心,控制中心可通过高清解码器调用前端所有图像上电视墙,并可使用控制键盘或CMS管理软件实现对远端室外球机和自动变焦镜头的控制。
  
  2.2系统组成单元功能说明
  
  2.2.1监控中心

  
  监控中心主要由电视墙、高清数字矩阵、管理服务器、控制键盘、光纤收发器、交换机、操作终端电脑等设备组成,其各自功能如下:
  
  Ø电视墙:用来显示前端高清视频
  
  Ø高清数字矩阵:把前端任意一路高清视频切换到电视墙的任意一路显示
  
  Ø管理服务器:负责对各监控区域汇集点NVR上报信息的解析;负责处理监控中心操作终端和远程操作终端对各监控区域汇集点NVR的连接请求。
  
  Ø控制键盘:用来控制数字矩阵的切换和前端球机的PTZ控制
  
  Ø光纤收发器:当监控区域汇集点与监控中心距离超过80米以上时,两者的传输线路采用光纤传输。
  
  Ø操作终端电脑:通过安装CMS中心管理平台客户端软件,可实现对各监控区域NVR的管理、提取前端录像、进行各种网络设置以及高清球机的PTZ控制。通过IPCAM管理软件可对前端摄像机进行各种网络参数设置。通过高清解码器控制软件可对数字矩阵进行菜单编程和切换控制。
  
  2.2.2监控区域汇集点
  
  在本高清系统中,由一台或多台高清NVR、多个前端高清摄像机或高清球机、交换机、光纤收发器组成各个子系统,在这里我们称为监控区域汇集点。设备的各自功能如下:
  
  Ø高清NVR:存储和显示各路前端摄像机的视频,分辨率720P以上
  
  Ø高清摄像机:采集现场图像,视频编码压缩,分辨率720P以上
  
  Ø交换机:连接各前端摄像机和NVR等网络设备
  
  Ø光纤收发器:当设备之间的传输距离超过80米以上时,采用光纤传输,须增加此设备
  
  2.3系统功能

  
  Ø全天候监控功能:通过安装的全天候监控设备,全天候24小时成像,实时监控重要区域的安全状况;
  
  Ø高清视频输出:高清数字矩阵支持1080P(1920*1080)、720P(1280*720)等分辨率解码输出上电视
  
  Ø昼夜成像功能:可见光成像系统的彩色模式非常适合天气晴朗、能见度良好的状况下对监视范围内的观察监视识别;红外模式则具有优良的夜视性能和较高的视频分辨率,对于照度很低甚至0LUX照度的情况下具有良好的成像性能;
  
  Ø高清成像功能:室内大厅部署高清摄像机,利用高清成像技术对区域内实施监控,有利于获取进出大厅人员身体细部特征。
  
  Ø前端设备控制功能:可手动控制镜头的变倍、聚焦等操作,实现对目标细致观察和抓拍的需要;
  
  Ø集中管理指挥功能:监控中心CMS中心平台管理软件和数字矩阵,实现对各监控点多画面实时监控、录像、控制、报警处理和权限分配;
  
  Ø回放查询功能:有突发事件可以及时调看现场画面并进行实时录像,记录事件发生时间、地点、及时报警联动相关部门和人员进行处理,事后可对事件发生视频资料进行查询分析;
  
  Ø设备状态监测功能:对于系统前端节点为网络摄像机,它们与软件平台之间保持IP通信和心跳保活,软件平台能实时监测它们的运行状态,对工作异常的设备可发出报警信号。
  
  Ø报警联动:当周界防区被触发发生报警,系统将自动产生报警信号,并联动周界相对应摄像机(可设置预置位与报警联动)进行图像采集在控制中心用弹跳的方式直观在监视器上显示,方便值班人员对现场环境快速实时观看。
  
  Ø远程配置与管理功能:支持远程获取和配置参数,支持远程导出和导入参数。
  
  Ø用户权限分配功能:完备的用户权限管理,权限可细化到通道。
  
  Ø日志功能:完备的操作、报警、异常及信息日志记录,可远程获取日志信息。
  
  Ø网络功能:支持TCP/IP协议簇,支持TCP、UDP、RTP、PPPoE、DHCP、DNS、DDNS、NTP、SADP、SMTP、NAT等协议。
  
  Ø实时监控:发现情况迅速指挥处置各类突发案件;
  
  Ø案件倒查:翻查目标地点的录像资料,发现破案线索或证据;
  
  Ø远程访问:领导远程观看突发事件的现场实时图像,遥控指挥。
  
  Ø音视频压缩:IP数字摄像机具备编码功能。
  
  Ø音视频本地录像:通过局域网将高清网络摄像机采集的数字图像在各监控区域汇集点的NVR上存储。
  
  Ø云镜控制:控制中心通过CMS软件和控制键盘可对前端摄像机进行控制。IP智能快球内置云台、快球控制协议,可接多种型号的云台解码器和快球,可在本地和远程进行云镜控制、预置位的设置和调用、自动巡航等操作
  
  Ø网络传输:IP网络高清摄像机自带10M/100M自适应网络接口,支持TCP/IP协议(支持ARP、RARP、IP、TCP、PPP、PPPOE、DHCP、SNMP等等);支持组播,支持宽带拨号上网(PPPOE);控制中心及领导可以使用应用软件或浏览器通过网络设置参数、实时浏览任何一路或多达十六路的视频和音频信号、查看;远程下载或实时查看录像文件等操作。
  
  2.4光传输网络
  
  当设备之间的传输距离较远时,本系统的传输主干网络采用光传输,负责将控制中心与前端摄像点及原有监控中心的设备进行连接组网。
  
  2.5图像存储与网络处理
  
  系统录像管理由NVR实现,系统通过网络控制键盘对NVR进行配置,视频流不经过工作站PC,而是直接通过NVR存储。
  
  本系统采用H.264压缩方式的高清数字摄像机,控制中心操作终端或领导可通过CMS客户端软件调用、回放NVR的存贮图像,视频实时存贮时间可达30天以上。
  
  系统采用分布式存储架构,对各监控区域的数字视频信号通过该监控点的NVR设备进行分布式存储。分布式存储的zui大好处在于可大大减少网络带宽的压力,这在大系统中显得尤其重要。
  
  存储容量的计算示例如下:
  
  按照一路30天24小时1080P格式进行存储,1080P大约需要5M码流
  
  容量计算如下:
  
  1路1080P视频流存储30天容量需求为:
  
  1路×((5Mb/s×3600s)/8bit)×24小时×30/1024=1.5TB
  
  考虑硬盘格式化10%的损耗,格式化前容量应为:
  
  1.5TB/(1-10%)=1.7TB
  
  2.6控制软件
  
  2.6.1CMS管理软件

  
  CMS客户端管理软件,将完成以下功能:
  
  1、显示多路视频
  
  可远程连接各监控点的NVR设备,再通一屏幕上显示多个前端视频图像,zui大可显示256路。
  
  2、NVR管理
  
  可同时管理64台32路NVR设备
  
  3、网络回放
  
  通过调用前端NVR的录像数据,在本地回放NVR的录像。
  
  4、网络备份
  
  通过下载前端NVR的录像数据,实现本地备份
  
  5、本地录像
  
  可在本地录制前端传回的视频数据
  
  6、音频对讲
  
  可实现本地与前端的双向对讲功能
  
  2.6.2高清解码器控制软件
  
  高清解码器控制软件担当管理电视墙显示的角色,将完成以下功能:
  
  1、远程修改显示参数
  
  控制软件可远程修改解码分辨率(720P或1080P)
  
  2、远程切换上墙操作
  
  控制软件能任意指定某一路视频源显示在任意显示通道的画面分割区域中,高清数字矩阵直接从前端高清摄像机获取数据流。控制软件也可远程停止某一路视频源的解码显示。
  
  3、主动轮巡解码输出
  
  高清数字矩阵将按照预先配置好的轮巡计划进行轮巡解码输出,能实现单画面按序列轮巡、单画面多分割按组轮巡、多画面按序列轮巡和多画面多分割按组轮巡。抑或仅在部分监视器轮巡,灵活的轮巡策略帮助用户提高监控有效性。
  
  4、实时流解码记忆功能
  
  高清数字矩阵将保存zui后一次解码上墙显示的命令,重启以后能自动获取相应的实时流进行解码上墙操作。
  
  5、实时操控功能
  
  对电视墙上显示的图像,可直接对具有PTZ功能的前端设备进行操控,使其完成八个方向移动、变焦、聚焦等动作。
  
  2.7主要设备技术参数
  
  2.7.1高清红外高速球

  
  品牌:SITO
  
  型号:ST8809
  
  机芯功能
  
  uSONY300万像素CMOS机芯
  
  u18倍高清自动变焦镜头
  
  u支持多种视频格式,zui大支持1920*1080(30fps)
  
  u具有宽动态和低照度功能,支持自动彩转黑
  
  u采用32位处理器以及具有百万像素处理能力的专业视频编解码芯片
  
  u采用H.264视频压缩格式
  
  u支持双码流设置,可以使用双码流同时监控
  
  网络功能
  
  u内置WebServer,全面支持IE浏览器监视、配置和管理
  
  u支持TCP/IP,DHCP,HTTP,UDP,UPnP,FTP,RTSP,RTP多种网络协议
  
  u支持DDNS,UPNP,在路由器上实现自动端口映射;
  
  u动态的码率控制,保证Internet上音视频实时传输
  
  u球机协议支持PELCO-D协议/透明协议
  
  u支持移动侦测
  
  u支持图像抓拍
  
  系统功能
  
  uDC12V/直流供电
  
  u一体化集成设计,结构紧凑,可靠性高.
  
  u精密步进电机驱动,运行平稳,定位准确
  
  u采用阵列式红外灯补光,zui大红外距离120米
  
  u采用EEPROM数据存储方式,断电后存储数据不丢失.
  
  u内置自动识别SONY、HITACHI、LG、SAMSUNG、CNB等品牌摄像机的机芯程序.可根据用户的需求添加其它摄像机程序.
  
  u支持256个预置位的设置及调用
  
  u支持左右扫描,速度可设置
  
  u支持360º自动扫描
  
  u支持看守位功能.
  
  u采用导电滑环设计,水平360°无限制旋转,无监视盲区.
  
  u支持云台自动翻转功能(垂直方向实现180°自动翻转连续监视).
  
  u支持焦距比例控制功能(云台转速根据镜头变倍值自动调整).
  
  2.7.2高清枪机
  
  品牌:SITO
  
  型号:ST-IP8000
  
  系统功能
  
  lH.264编码,1080P高品质视频输出,支持双码流
  
  l1/2.8"300万像素CMOS
  
  l自动增益控制
  
  l自动白平衡
  
  l逆光补偿
  
  l1个10/100M自适应以太网口
  
  l1路报警输入
  
  l标配6MM高清镜头
  
  2.7.3高清红外枪机
  
  品牌:SITO
  
  型号:ST-IP8075R
  
  系统功能
  
  lH.264编码,1080P高品质视频输出,支持双码流
  
  l1/2.8"300万像素CMOS
  
  l自动增益控制
  
  l自动白平衡
  
  l逆光补偿
  
  l1个10/100M自适应以太网口
  
  l1路报警输入
  
  l标配6MM高清镜头
  
  l30米红外补光
  
  2.7.4高清数字矩阵
  
  品牌:SITO
  
  型号:ST-IP6200
  
  系统功能:
  
  ●支持HDMI、VGA、BNC接口解码输出;
  
  ●HDMI输出分辨率zui高支持1920*1080,VGA输出分辨率zui高支持1280*1024
  
  ●通过直连前端设备获取网络实时数据;
  
  ●每个视音频输出板支持1个10/100/1000Mbps自适应以太网口;
  
  ●支持TCP/IP协议簇,支持TCP、UDP、RTP、NTP、DHCP、DDNS等多种网络协议;
  
  2.7.5NVR网络存储设备

  
  品牌:SITO
  
  型号:ST-FID-N1680P
  
  系统功能
  
  l可接驳网络摄像机、网络快球
  
  l支持网络摄像机即插即用;
  
  l支持1080P高清网络视频的接入;
  
  l内建DNS域名
  
  l支持五大手机系统远程监控
  
  l支持冗余录像;
  
  l支持7个SATA接口;
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