校园校园电视监控系统设计方案-校.doc

校园电视监控系统（电子监考）设计方案上海鑫剑信息技术有限公司校园监控系统简介随着经济发展与教育改革的深入，国家对学校的现代化建设提出了更高的要求。其中，应用计算机电视教学监控系统以提高教学质量和管理水平是实现学校教育现代化的有效手段之一。一、原因如下： (1) 通过对主要教学场所的电视监视与观察，可增加教学评估的直观性和客观性，在综合教务管理方面可发挥重要作用，已被证明是提高学校教学质量和教学效率的有效途径； (2)学校的现代化建设，必须兼顾其教学信息交流功能，利用教学电视监控系统可实现校内闭路电视教学或通过Internet网实现校际教学交流； (3) 根据中共中央、国务院加强机关、学校等单位内部安全保卫和技术防范措施的指示，在教学楼内使用电视监控系统能保证对公共场所的连续监视，确保校内的人身财产安全，加强校园治安管理； 闭路电视监控系统是一种先进的、监视能力极强的综合系统，它可以通过遥控摄像机及其辅助设备（镜头、云台等）直接观看被监视场所的一切情况，可以把被监视场所的情况一目了然。是人们在现代化教育管理中一种极为有效的观察工具。 当今的监控系统将朝一体化、计算机化、多媒体化、网络化方向发展，以达到综合多功能、智能、自动及远程传输的目标。数字化技术的广泛应用是监控领域的一次质的飞跃，它融合了当今世界上最高、最新的科技技术，是今后监控领域的发展方向。数字多媒体监控系统完全以计算机为核心，运用最新的数字视频技术、现场总线技术、网络通讯技术建立一套软硬件相互结合、崭新、完整的多媒体监控体系。到目前为止，数字技术应用到监控领域最为成功的产品是硬盘录像机和远程监控系统等设备。最近更是出现了智能网络摄像机，可利用各种标准网络传输实时彩色图像，如以太网、局域网及广域网，公共电话线交换网（PSTN），综合数据业务网以及蜂窝式电话网，其体积虽小，却融合了标准PC机的结构，由此实现了在各种网上传输实时彩色图像所必需的图像捕获、压缩及传输能力。我们结合当今市场的综合情况和现有技术的开发和处理能力，生产了新一代的多媒体监控系统，该系统是有丰富经验的高级技术和科研人员根据安全管理需要专门设计开发的集数字录像、网络监控、远程数字图像传输等于一体的先进的多媒体监控系统。二、电视监控系统的基本组成： 在闭路电视监控系统中，摄像机完成了对所监视现场的景物进行实时拍摄的任务，并借助于监视器将所拍的图像实时显示出来，因而，工作人员在监控室内通过监视器屏幕上显示的画面即完成了对所辖区域现场情况的监视。在实际应用中，为保存重要的历史数据或是在无人值守的场合，有时还需对监视现场的部分或全部画面进行实时录像，以便为以后教学提供素材，这就需要用到录像机。三、数字远程图像传输系统： 在闭路电视监控系统中，视频信号的传输，主要指的是从前端摄像机至监控中心之间的传输，视频信号在传输系统中的流向是由前端摄像机指向控制中心，而不是像有线电视网那样通过有线电视台流向各用户的电视机终端。从这个角度来说，电视监控系统的流程和有线电视网的流程正好相反，因此，这也就导致了电视监控系统在信号传输上有许多的特殊性而与有线电视网不同或不能完全相似。 在局域性的闭路电视监控系统中，由前端摄像机到中心控制室的距离通常在1km以内，因而从前端摄像机到中心端视频设备（如视频主机、画面处理器、监视器或录像机等）的连接大都是由视频电缆直接连接的。在实际应用中，比如实现远程教学，有时从前端摄像机到中心控制室的距离可能远远超过1km，如果此时仍采用视频电缆来传输图像信号，则在中心端的监视屏幕上就不能收到令人满意的图像，甚至干脆什么也收不到，而如果在某些距离特别远，或是不宜布线的特殊区域，则根本不能通过视频电缆来实现图像的传输。在这个时候，就必须采用其它的传输方式（如局域网、电话线传输、微波传输、光纤传输等等）。多个场景的图像能传输到多个目的主机上。系统方案设计条例一、系统设计原则：本系统设计采用当今最先进的技术和我公司多年来从事监控行业同类工程的丰富经验，系统既反应当今监控系统的水平，又具有发展潜力。充分保证了整个系统的质量、安全和现行施工及日后维护的方便，系统设计具有针对性且经济合理。1 兼容性：所采用的设备均能与日后增加的设备进行兼容。2 标准化：所选用的器材及设备均符合监控行业专业产品制造及设计标准。3 实用性：所提供的器材及设备均能满足保安监控系统的实际需要。4 灵活性：所提供的系统设计方案具有足够的灵活性。5 扩展性：所设计的系统能很方便的增加一些新的前端设备，扩充功能强大，多数扩充设备可即插即用。为日后的系统的扩容和功能的扩展提供充分的保障。二、系统设计依据:中华人民共和国国家标准：GB50198-94民用闭路电视监控系统工程技术规范。中华人民共和国安全行业标准：GA/T75-94安全防范工程技术规范民用建筑电气设计规范，根据现场实际安全防范的要求。电视监控系统必须根据具体的实际情况配置和选择合理的设备，以便达到系统的工作稳定可靠，设备档次较高，扩展功能强，且又能满足系统的实际要求。在此基础上，摄像机摄取的图像和录相回放的质量要达到较高水平，力求在最低的价格取得最好的监控效果。根据学院的具体情况和实际需要，结合当前电视监控系统的行情和发展方向，本着更多、更好、更精的思想，我们设计人员特准备了实施方案，用户可根据具体的实际情况加以选择。三、系统设计思想： 设计方案采用传统的模拟监控方式进行配置，力求在最低的价格达到最好的监控效果；在此基础上加上了画面处理、录像、校长分控，并同闭路电视网进行联接；加上了远程监控和联网的功能，在达到较好的监控效果的同时提高了整个监控系统的性能和档次。四、系统设备设计: 系统由前端设备、传输设备及终端设备及远程监控四个部分组成。 前端包括彩色摄像机、镜头、解码器等。 传输设备包括各种线材及放大和转接设备。 终端设备包括彩色监视器、切换矩阵、控制软件、长延时录相机等。远程监控设备包括就地主机、传输系统（LAN）、控制中心（多媒体计算机、打印机及远程监控系统软件）五、系统方案设计:系统由前端、传输、控制和显示、INTERNET网五个主要部分组成，并对图像信号具有分配、切换、记录和重放和校园网连接功能。1、系统前端设计：系统共设置45个图像监控点：根据学校要求一 楼：设置x台彩色一体化摄像机、拾音器、并能控制方位和镜头；二 楼：设置x台彩色一体化摄像机、拾音器、并能控制方位和镜头；等等。 2、控制系统设计：主控室设置12台21寸彩色收监两用机用于主画面监控， 1台主控计算机、1台矩阵控制主机及2个监控适配器、1套主控软件。系统的控制由矩阵切换控制主机、控制软件、解码器组成： (1) 控制系统选用多媒体电脑监控主机一套，P4-1.5G/40G/17，配置相应多媒体监控软件，作为系统的管理中心，可方便地上网，具有较高的开放性和可靠性； (2) 采用微处理器矩阵切换控制单元对视频和音频信号进行切换，并具备能遥控转动摄像机镜头的焦距、聚焦、光圈及控制云台的转动功能。其优点是： 具有多路摄像机的矩阵控制功能； 由微处理器控制的采用大规模音视频切换专用芯片作为视频切换矩阵电路的多路多通道中型切换设备； 具有模块化的插板结构，有视频输入、视频输出、报警输入等多种模块的插板，用户可自由地选择各种插板组合成系统所需容量和功能的切换设备，配置简练，减少了主机的外配套连接设备，便于今后维修； 设置控制操作，通过键盘鼠标，用户可以进行编程，所编程的图像信号显示方式，既可以固定显示，又可以时序方式显示，既可顺时序方式又可逆时序方式，并且参与时序显示的摄像机台数和时间间隔均可进行任意预置。通过键盘还可实现如下功能：摄像机电源开、关；云台左、右、上、下转动；镜头变焦、聚焦、远、近等； (3) 配置媒体播放机调制解调器和混合器等电视设备，实现与闭路电视教学的联网； (4) 满足多点管理需要，校长室设一个分控点，分控电脑选用P4微机，加设图像采集卡、及控制软件，分控人员可在自己的电脑上通过计算机网络进行控制和监视； 3、传输部分的设计系统视频信号传输采用同轴电缆。 系统控制信号传输采用双芯屏蔽信号线。 网络信号采用超5类双绞线。 系统采用基于TCP/IP协议的LAN/WAN形式构建系统网络结构。视频/ 音频传输采用图像压缩传输方式。远程图像传输方式是多样的:包括PSTN电话方式、DDN方式、E1方式和基于ATM的网络方式。这一特点使用户可以根据自己对远程图像的不同要求和预算，选择最佳方案。4、显示与记录部分设计根据系统规模，另外设计一个电视监视墙屏， 12台21寸的电视机组成，对摄像机实行分组监视，在操作控制台上采用多媒体计算机监控，计算机显示器作为主监视器。这样全校45个监控点的画面都可以在监视墙上显示。5、网络功能 监控信号通过视频采集卡和网络计算机和INTERNET连网。系统设备选型及功能说明一、彩色变焦一体化摄像机前端摄像机选用美国Discover新一代高清晰度彩色摄像机DIS-880C，可提供清晰的图像。高清晰数字式一体化(470TVL/400TVL) SONY 1/4高灵敏度CCD，最低照度可达1.0Lux， 白平衡：自动跟踪 ，超级逆光补偿，逆光补偿可编程 ，RS422通讯可控制。 主要性能指标：型 号DIS-880C (PAL)DIS-800C (PAL)摄像元件1/4 彩色 CCD (SONY)分辨率480 线400 线像素752H582V(440,000pixels)500H582V(290,000pixels)视频输出VBS 1.0P-P/75(BNC output) Separated Y/C outputVBS 1.0P-P/75(BNC output)扫描方式625lines,2:1 interlace扫描频率15.625KHz(H),50Hz(V)最低照度3.0Lux(增益关)， 1.0Lux(增益开)信噪比最小50dB(AGC OFF)最小聚焦范围1cm(短焦)，120cm(长焦)镜头X16 变焦镜头(f3.9-63mm)数字变焦X2，X4，Max.X8(on/off Selection)电子快门1/50-1/10，000 (8 Steps)光圈自动 / RS422可控制大小近距离1cm, 120cm(telephoto end)变倍速度3秒模式/6秒模式增益控制自动/手动(8dB-38dB)彩色黑白转换开关正负片功能开关工作温度0C to 40C贮存温度-20C to 60C同步系统内置聚焦方式自动或手动光圈控制自动/手动(光圈大小)白平衡ATW/AWC/MANUAL(Auto white balance range:2800K -8000K)电源Dc 12V2V 4W功耗4 瓦大小尺寸60(W)X62(H)X102(D) mm重量340g二、9寸球形云台本系统中所有全方位摄像机均采用室内半球云台或全球云台，采用吸顶式安装，使摄像机设置既美观又隐蔽，给人一种很舒适的感觉，护罩采用吸顶半球或全球形防护罩，塑胶深色外壳；电子控温；密闭防水。三、解码控制器 采用国防科大研制的WD-PG-2系列室内解码器，它提供的功能及参数规格如下：1 通信方式为RS485总线，一套系统中最多可并接128个解码器；2 云台控制：可控制云台的上、下、左、右等动作；3 镜头控制：对三可变镜头的光圈、聚焦、变焦进行控制；4 报警：可以设置报警输出，报警类型有NO型或NC型两种；5 摄像机电源：DC12V或AC220V可选；6 云台：AC24V或AC220V控制可选；7 镜头：控制电压为8V或12V可选；8 DC12V输出除可作为直流12V摄像机电源外，还可作为拾音器和报警器电源；解码器电源：AC220V，解码器连续通电工作一般不超过72小时四、切换矩阵 采用国防科大研制的WD-SW音视频切换矩阵。矩阵最基本的功能是将任意一路视音频输入信号输出到任意一路视音频输出端口，完成视音频切换。矩阵的切换控制接口为标准的RS232接口，可以直接由计算机串口控制，也可以接监控适配器由远端计算机进行控制。WD-SW音视频切换矩阵有16x16到128X16及32X32到128X32的各种规格，这里我们采用48X16音视频切换矩阵。音视频切换矩阵为视频监控系统的控制和视频切换提供了智能化集成解决方案。其特点为：切换矩阵型号WD-SW-48B (48X16)1紧凑设计2便于扩展3完全无阻塞4易于重新配置5广播级图像质量6高可靠性7低功耗8模块化结构五、监控适配器监控适配器的功能和特点：监控适配器是监控软件的配套设备，计算机不连接监控适配器时，监控软件不能正常使用，因此监控适配器也是监控软件的防盗器；监控适配器是RS232标准信号和RS485信号之间的转换器，它将计算机发出的232信号转换为485信号控制远端的解码器，同时也将分控计算机的控制信号传到主控计算机的监控适配器从而控制矩阵；多台监控适配器通过485控制线连为一体，实现共同控制矩阵和解码器。六、彩色四画面处理器采用韩国三星视频Asie技术的新一代NQC605画面处理器。其主要特点：1速度更快捷，画面更细致；2Vcr单画面回放；3报警及RS232接口远程控制。主要性能指标：型号NQC6051高解析度1024x512（PAL）2实时更新速率50场/秒（PAL）3全屏幕菜单设置4报警图像及提示响应5全屏幕回放（ZOOM）6数字式色彩、亮度、对比度控制7S-VHS输入/输出8时间/日期显示七、数字硬盘录像机WD-DVR 硬盘录像机是当今闭路电视监控领域较为新型的、性能卓越的数字化图像记录设备之一，它可以对监控系统中所有摄像机摄取的画面进行实时数字压缩并录制存档，更可以根据任意检索条件对所记录的图像进行随机检索。并具有系统自动侦测报警录象等功能，实用于广泛的监控领域，是一种性价比较高的数字化视频处理设备（Digital Video Recorder）之一。主要特点： 多通道实时性：系统采用实时并行处理技术、真正实现了1-16路的实时压缩处理。每路视频信号均采用硬件DSP芯片进行压缩编码处理,在标准GIF（352288 PAL）图象格式下，确保每路录像信号为25-30帧秒。每个通道均可独立操作互不干扰，可对每个通道的高度、对比度、色度、饱和度进行调整。 长时间录像存储：系统采用了先进的VBR技术，既可变码流压缩编码技术，在保证图像清晰度和实时性的前提出下，大大地减少了数据流量，担高了录像效率，每路每小时占用的空间为60-100Mbytes。系统标准配置为40G大容量硬盘，4路视频可连续录像100-200小时，系统可扩充置300G硬盘，最大可连续录像1500小时。 智能录像管理：每路均可根据独立的时间表在一周内灵活安排录像日程，每天可在24小时内设置录像时段。系统自动删除过时的录像文件。 精细查询、回放功能：用户可根据摄像枪编号，时间段，事件等条件准确快速查找到所需要的录像文件并回放。回放时可随意快进、慢放、逐帧、逐秒、重复等方式，图像可以全屏放大。 网络传输功能：系统内置网络传输功能，通过网络可实现联网计算机的“中心集中录像”或“网络分布式录像”，充分利用了网络资源，提高了系统的可靠性和可用性。网络传输采用了标准的TCP/IP协议，利用“多播广播”（MultiCast）技术减少了网络占用带宽，实现了“一点对多点”和“多点对多点”的应用。 高效成熟的压缩算法：系统采用ITU标准的MPEG-1和M-JPEG算法，技术成熟通用，方便用户对数据的使用和后处理。MPEG-1和M-JPEG有较强的互补性：MPEG-1压缩比较大，实时性较强，M-JPEG每帧均可为独立清晰的图像，可编辑性强，分辩度高（704576）。用户可根据需要选择不同的压缩方式。 系统稳定性：系统设计时充分考虑了长时间运行的稳定性问题，在硬件和软件中设有“异常检测”和“系统自逾”功能，系统一旦有严重异常故障，会在20秒内复位重新启动并记录下最后的运行信息资料。主要性能指标： 图象清晰度 400TVL 图象存储周期 标准200小时；按照需要可扩充至一个月 录像速度 录像速度可调，最大25帧/秒 显示格式 分辨率最高800600，标准单个画面352288 视频标准 PAL/NTSC兼容 画面检索 日期/时间/地点全检索功能 计算机系统 等同于P同级别的高速计算机系统处理能力系统功能和软件说明一、系统的主要功能: 上述系统是一个集监控、保安、有线电视教学和计算机网络4网合一系统，系统主要功能如下： 1、 系统能选定任一课堂集体听课或考评观查，每个终端都可选一个教室画面观察声像，并可将信号送入校教学电视网； 2、 中心控制室可观看任一教室和前端，进行切换； 3、对校园安全进行监控； 4、通过硬盘录像机可任选多个画面进行录像；5、可将实时视频或已录制的视频发送到网上。由于影像是经过数字处理，大范围的传输又是利用高速的网络传输，不受距离的限制，因而使得在每台工作站上都能以清晰的画面观看或接收远程图像；6、监控分控或实现远程教育的远程信息点均可以通过计算机网络远程控制前端站点的图像切换，云台旋转，镜头变换等，即使远在外地，也如亲临现场；7、主控可任选一个教室和终端变焦、转向、定位等。二、控制软件功能描述:校园监控主控软件界面：系统根据用户需要安装先进的计算机多媒体控制系统软件，它运行于中文Windows 环境，采用