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安全防范系统培训 xxxxxxx有限公司 xxxxxx 培训大纲 1 总述 安全防范定义 安全防范是指在建筑物或建筑群内 包括周边地域 或特定的场所 区域 通过采用人力防范 技术防范和物理防范等方式综合实现对人员 设备 建筑或区域的安全防范 在智能化系统中又称SAS security protectionsystemautomation 智能化安防技术的主要内涵是其相关内容和服务的信息化 图象的传输和存储 数据的存储和处理等等 1 总述 安全防范组成 1 总述 各子系统所占安防市场份额 1 总述 行业背景 随着安防系统在各行各业受到普遍重视 企业 园区 校园 机场 交通 商业建筑等企业级安防系统得到了大力应用 为用户安全防范发挥了积极的作用 纵观当前企业级安防系统的现状 急需解决以下几方面的问题 1 安防子系统如视频监控系统 门禁一卡通系统 报警系统等都是相互独立的 不能满足安防整体管理的需要 迫切需要实现安防系统的 一体化 集成化 的管理 实现整个安防系统的相互联动 使整个安防系统成为一个有机的整体 以充分提高企业级安防的技防水平 2 系统组成模式混杂 模拟 数字到高清等多种监控模式混用很难实现系统融合 企业级安防用户需要从实际应用为向导 需要安防系统具备良好的兼容性 扩展性和稳定性 合理选用构架 并实现各种模式的综合集成和应用管理 3 现有视频监控图像品质分辨率低 重点部位不仅需要解决视频监控系统中 看的见 的问题 更要满足监控图像 看的清 的要求 以获取清晰的人员面部特征 车辆车牌及事件细节等信息 从而提高企业的视频监控的品质 4 目前具备分支机构的企业级用户安防平台大多不能联网管理 各自为政 上级部门不能实时有效地了解各分支机构的安防管理情况和各类紧急事件 迫切需要实现多级平台的联网管理应用 提高整体安防管理水平 5 对重点敏感部位需要更好的安防监控技术手段 需要对各种事件如盗窃 破坏 入侵和其他可疑行为及时发现和处理 需要应用视频智能分析技术使传统的被动监控的模式转化为主动监控 根据自身安防需要设置各种规则 对各种可疑事件和行为进行分析报警 并联动视频图像记录行为过程 提高安防应用水平 2 系统介绍 视频监控系统 传统视频监控系统组成摄像部分 摄像机 镜头等传输部分 电源线 控制线 信号线等记录控制部分 数字硬盘录像机 控制键盘显示部分 显示器 监视器 2 系统介绍 视频监控系统 1 摄像部分摄像机就像整个系统的眼睛一样 把它监视的内容变为图像信号 传送给控制中心的监视器上 对于摄像部分来说 在某些情况下 特别是在室外应用的情况下 为了防尘 防雨 抗高低温 抗腐蚀等 对摄像机及其镜头还应加装专门的防护罩 甚至对云台也要有相应的防护措施 2 传输部分传输部分就是系统的图像信号通路 我们这里所讲的传输部分 通常是指所有要传输的信号形成的传输系统的总和 电源传输 视频传输 控制传输等 在传输方式上 目前电视监控系统多半采用视频基带传输方式 如果在摄像机距离控制中心较远的情况下 也有采用射频传输方式或光纤传输方式 特殊情况下还可采用无线或微波传输 3 控制部分总控制台中主要的功能有 视频信号放大与分配 图像信号的较正与补偿 图像信号的切换 图像信号 或包括声音信号 的记录 摄像机及其辅助部件 如镜头 云台 防护罩等 的控制 遥控 等等4 显示部分显示部分一般由几台或多台监视器 或带视频输入的普通电视机 组成 它的功能是将传送过来的图像一一显示出来 2 系统介绍 视频监控系统 2 系统介绍 视频监控系统 1 视频监控系统 1 视频监控系统 2 系统介绍 视频监控系统 2 系统介绍 视频监控系统 镜头接口分类 CS型 C型在镜头规格及镜头焦距一定的前提下 CS型接口镜头的视场角将大于C型接口镜头的视场角 2 系统介绍 视频监控系统 在镜头规格 镜头规格一般分为1 3 1 2 和2 3 等 一定的情况下 镜头焦距与镜头视场角的关系为 镜头焦距越长 其镜头的视场角就越小 在镜头焦距一定的情况下 镜头规格与镜头视场角的关系为 镜头规格越大 其镜头的视场角也越大 所以由以上关系可知 在镜头物距一定的情况下 随着镜头焦距的变大 在系统末端监视器上所看到的被监视场景的画面范围就越小 但画面细节越来越清晰 而随着镜头规格的增大 在系统末端监视器上所看到的被监视场景的画面范围就增大 但其画面细节越来越模糊 1 镜头的种类 据应用场合分类 广角镜头 视角90度以上 观察范围较大近处图像有变形 松下公司有WV LA2R8C3 WV LA210 标准镜头 视角30度左右 使用范围较广 松下公司有WV LA9C3B 长焦镜头 视角20度以内 焦距可达几十毫米或上百毫米 松下公司有WV LA18A WV LZ62 8等 变焦镜头 镜头焦距连续可变 焦距可以从广角变到长焦 焦距越长则成像越大 松下公司型号有WV LZ61 10 WV LZ61 15等 针孔镜头 用于隐蔽观察 经常被安装在如天花板或墙壁等地方 2 系统介绍 视频监控系统 防护罩 HOUSING 用于保护CAMERA免于水 人为的破坏 室内防护罩具有体积小 外形美观等特点 密封性能一般 功能主要是防尘 防破坏 室外防护罩密封性能好 能有效保证雨水不能进入防护罩内部侵蚀摄像机 有的室外防护罩还带有排风扇 加热板 雨刮器等 可以更好的保护设备 当天气太热时 排风扇自动工作 太冷时加热板自动工作 当防护罩玻璃上有雨水时 可以通过控制系统启动雨刮器 2 系统介绍 视频监控系统 2 系统介绍 视频监控系统 2 系统介绍 视频监控系统 2 系统介绍 视频监控系统 2 系统介绍 视频监控系统 一 核心部件性能不同 CRT监视器采用的是专用的显像管对色彩的识别和辨识能力比CRT显示器强 能更真实的再现采集的源图像 LCD监视器说采用的是专用液晶面板 物理性能比同等显示器更高 比如可视角度 响应时间 亮度等 二 输入信号接口不同 监视器输入AV模拟视频信号 并兼容输入一些其他信号源如VGA YPbPr 电脑显示器一般仅输入RGB三原色的VGA信号 用作接驳电脑 三 分辨率不同 CRT监视器一般可达625线 隔行 1250 逐行 线 CRT扫描线数明显偏低 同等尺寸的LCD监视器分辨率与液晶显示器分辨率相当 四 辐射程度不同 CRT监视器一般采用金属外壳屏蔽电磁辐射 CRT显示器塑料外壳对辐射抑制不强 LCD监视器与显示器基本上均不辐射电磁波 但LCD监视器通常是全金属外壳在屏蔽外部强电场干扰方面效果显著 五 刷新频率不同 普通彩色监视器刷新频率应该在50Hz以下 模拟 一般的电脑显示器轻松到75hz 七 元器件不同 监视器选用的元器件在设计上电流 功耗 温度及抗电干扰 电冲击的能力和冗余度以及平均无故障使用时间更大 因而监视器稳定性更好 八 色彩还原能力 监视器会真实再现所监控的场景 力求真实 显示器会对图像进行渲染 画质更适合观赏 故无法还原真实监控场景 九 尺寸范围 监视器用做监控用途尺寸范围从十几寸到上百寸均有 显示器通常用于接驳电脑尺寸主要集中在30寸以内居多 2 系统介绍 视频监控系统 中间传输部分主要传输介质为电缆 光缆 无线传输信号包括 视频信号和控制信号 在距离过长时可采用 视频放大器视频光端机视频电缆补偿器一般距离超过1公里以上采用光缆 微波光缆 分为单模 20公里 多模 2公里 2 系统介绍 视频监控系统 IP视频监控系统组成摄像部分 摄像机 镜头等传输部分 电源线 信号线等记录控制部分 网络硬盘录像机 管理服务器 流媒体服务器 解码器 控制键盘等显示部分 显示器 监视器 2 系统介绍 视频监控系统 前端采集部分核心为摄像机 将光信号转换为TCP IP信号 通过镜头的选择 摄像机型号的选择实现对现场信号的采集 摄像机清晰度标识 CIF D1 130w 200w 300W 500W 2 系统介绍 视频监控系统 前端采集部分 对于视频监控而言 图像清晰度无疑是最关键的特性 图像越清晰 细节越明显 观看体验越好 智能等应用业务的准确度也越高 所以图像清晰度是视频监控永恒的追求 无论是从分辨率 显示效果还是流畅度来看 高清都比标清更有优势 从分辨率来看 720p的分辨率是CIF分辨率的9倍 1080i 1080p的分辨率是CIF分辨率的20倍 在同样的显示环境下 高清会清晰得多 从显示效果来看 高清既支持大屏显示 又支持16 9宽屏显示 可以大大增强用户的观看体验 2 系统介绍 视频监控系统 系统存储 控制 包含用户注册管理编码器 摄像机接入存储接入解码器接入码流转发用户应用管理等等 主要包括服务器 NVR IPSAN 管理软件 2 系统介绍 视频监控系统 系统存储 控制 软件平台由视频监控平台软件 通用操作系统 数据库软件 通用服务器构成 根据实际需要配置不同的服务器 2 系统介绍 视频监控系统 中间传输部分主要传输介质为双绞线 光缆 无线传输信号包括 视频信号和控制信号 在距离过长时可采用 交换机光纤收发器一般距离超过1公里以上采用光缆 微波光缆 分为单模 20公里 多模 2公里 2 系统介绍 视频监控系统 IP监控和传统监控的比较 模拟矩阵系统的优缺点1 稳定性 技术成熟2 安装 维护简单3 扩展难4 联网弱 IP监控系统的优缺点1 图像清晰度高2 系统的升级 扩容强3 智能分析能力强4 联网能力强5 造价较传统的高 2 系统介绍 视频监控系统 ONVIF OpenNetworkVideoInterfaceForum开放式网络视频接口论坛 AxisCommunications 注二 BoschSecuritySystems及SonyCorporation等三家公司 于2008年5月对外宣示 将致力发展网络视频产品接口标准的构想 其主要目标在于促进不同品牌网络影像设备间的整合 并帮助生产制造商 软件开发商及独立软件供货商确保产品的可互通性 PSIA PhysicalSecurityInteroperabilityAlliance 实体安全互通联盟 该联盟主要由CiscoSystems 注三 Genetec IBM ObjectVideo Panasonic Pelco TexasInstruments及Verint等公司于2008年2月成立 主要目标也是推动网络型安全设备间的可互通性 参与成员包括来自监控摄像机 视频管理软件 门禁控制与系统整合等不同性质的厂商 该团体也同样致力于开放标准的推动 安全防范监控数字视音频编解码技术标准 简称SVAC SurveillanceVideoandAudioCoding SVAC标准将在2011年5月1日正式实施 将成为政府合同的首选协议 适用于参与安全防范监控行业的所有提供商 3 系统设计介绍 视频监控系统 视频监控系统设计注意事项 3 系统设计介绍 视频监控系统 系统设计的场所 小区 银行 大厦等 了解监控对象物 人 了解监控的目的 达到的效果 例如 小区的室外公共场所 围栏 道路及停车场等重点部位大楼的主要出入口 走廊 电梯及楼梯等重点部位特殊行业 特殊地点 特殊需求 校园 医疗 3 系统设计介绍 视频监控系统 焦距的计算 公式计算法 视场和焦距的计算视场系指被摄取物体的大小 视场的大小是以镜头至被摄取物体距离 镜头焦头及所要求的成像大小确定的 1 镜头的焦距 视场大小及镜头到被摄取物体的距离的计算如下 f wL W2 f hL hf 镜头焦距w 图象的宽度 被摄物体在ccd靶面上成象宽度 W 被摄物体宽度L 被摄物体至镜头的距离h 图象高度 被摄物体在ccd靶面上成像高度 视场 摄取场景 高度H 被摄物体的高度ccd靶面规格尺寸 单位mm规格WH1 3 4 83 61 2 6 44 82 3 8 86 61 12 79 6 3 系统设计介绍 视频监控系统 标清网络摄像机存储码流为1 5Mbps 720P网络摄像机存储码流为2Mbps 1080P网络摄像机存储码流为4Mbps 码流大小 单位 kb s 即 比特率 8 3600 单位 秒 1小时的秒数 24 单位 小时 一天的时间长 30 保存的天数 50 监控点要保存摄像机录像的总数 0 9 磁盘格式化的损失10 空间 所需存储空间的大小 注 存储单位换算1TB 1024GB 1GB 1024MB 1MB 1024KB 安防系统需求表 通用解决方案 3 系统设计介绍 视频监控系统 3 系统设计介绍 视频监控系统 3 系统设计介绍 视频监控系统 3 系统设计介绍 视频监控系统 3 系统设计介绍 视频监控系统 案例分析影响视频监控流畅度的因素影响视频清晰度的因素交换机选型依据 主要内容 案例分析 案例 有个园区网 500多个高清摄像机 码流3 4兆 网络结构分接入层 汇聚层 核心层 存储在汇聚层 每个汇聚层对应170个摄像机 问题 如何选择产品 原因 百兆与千兆的差别 通过哪些手段可以保障网络和储存的可靠性 影响图像在网络中传输的原因有哪些 哪些是与交换机相关 拓扑图 监控质量三个要点1 传输2 存储3 监看 摄像机 线路 线路 交换机 交换机 存储 线路 路由器 交换机 摄像机 码流线路 布线质量 延迟 丢包交换机 性能 设置存储 读取带宽 IOPS软件 组播 传输 摄像机交换机线路 摄像机码流 影响清晰度的因素 通常是视频传输的码流设定 包含了编码发送及接收设备的编解码能力等 这是前端摄象机的性能 与网络无关 通常用户认为清晰度不高 认为是网络原因造成的想法实际是个误区 摄像机 码流技术计算 码流 4Mbps接入 24 4 96Mbps 1000Mbps 4435 2Mbps汇聚 170 4 680Mbps 1000Mbps 4435 2Mbps表示 一根千兆链路能够支持数据传输 交换机 性能线性无阻塞传输1 背板带宽2 包转发率QoS组播 交换机性能 一 背板带宽所有端口容量X端口数量之和的2倍应该小于背板带宽 可实现全双工无阻塞的线速交换 证明交换机具有发挥最大数据交换性能的条件 例如 一台最多可以提供48个千兆端口的交换机 其满配置容量应达到48 2G 2 192Gbps 才能够确保在所有端口均在全双工时 提供无阻塞的线速包交换 交换机性能 二 包转发率满配置包转发率 Mbps 满配置GE端口数 1 488Mpps 满配置百兆端口数 0 1488Mpps 其中1个千兆端口在包长为64字节时的理论吞吐量为1 488Mpps 例如 如果一台交换机最多能够提供24个千兆端口 而宣称的包转发率不到35 71Mpps 24x1 488Mpps 35 71 那么就有理由认为该交换机采用的是有阻塞的结构设计 交换机性能 三 一般是两者都满足的交换机才是合格的交换机背板相对大 吞吐量相对小的交换机 除了保留了升级扩展的能力外就是软件效率 专用芯片电路设计有问题 背板相对小 吞吐量相对大的交换机 整体性能比较高 交换机组播 一 组播是一种数据包传输方式 当有多台主机同时成为一个数据包的接受者时 在发送者和每一接收者之间实现点对多点网络连接 只需复制一份的相同数据包 它提高了数据传送效率 减少了骨干网络出现拥塞的可能性 1 组播和单播的区别为了让网络中的多个主机可以同时接受到相同的报文 如果采用单播的方式 那么源主机必须不停的产生多个相同的报文来进行发送 对于一些对时延很敏感的数据 在源主机要产生多个相同的数据报文后 在产生第二个数据报文 这通常是无法容忍的 而且对于一台主机来说 同时不停的产生一个报文来说也是一个很大的负担 如果采用组播的方式 源主机可以只需要发送一个报文就可以到达每个需要接受的主机上 交换机QoS QoS的中文名为 服务质量 QoS是网络的一种安全机制 是用来解决网络延迟和阻塞等问题的一种技术 在正常情况下 如果网络只用于特定的无时间限制的应用系统 并不需要QoS 比如Web应用 或E mail应用等 但是对一些关键应用和多媒体应用就十分必要 当网络过载或拥塞时 QoS能确保重要业务数据不受延迟或丢弃 同时保证网络的高效运行 如果视频监控的网络不是独立网络的 在网络繁忙的情况QoS可以优先保障视频数据的正常传输 影响视频监控流畅度的因素 1 网络延迟 为主要的因素 通常来说网络延迟越低 视频的流畅度也越高 2 网络带宽 为主要的因素 通常来说带宽越高 视频的流畅度也越高 3 网络丢包率 通常这个因素在局域网视频监控中不需要考虑 因为局域网中 通常丢包率是很低的 除非网络本身有问题 4 设备包转发率 通常包转发率越高 转发性能越好 汇聚交换机 在汇聚层需要同时处理170只摄象机的3 4M码流 170 4M 680M 也就意味着汇聚层交换机需要支持同时转发680M以上的交换容量 一般存储都接在汇聚上 所以视频录像是线速转发 但要考虑到实时查看监控的带宽 每个连接占用4M 一条1000M的链路可以支持250个摄像头被调试调用 每台接入交换机接24个摄像头 250 24 相当于网络可以承受每个摄像头同时有10位用户在实时查看的压力 核心交换机 核心交换机 需要考虑交换容量以及到汇聚的链路带宽 因为存储是放置在汇聚层的 所以核心交换机没有视频录像的压力 即只要考虑同时多少人看多少路视频 假设该案内 同时有10人监看 每人看16路视频 即交换容量需要大于10 16 4 640M 基本不用考虑 在局域网内的视频监控进行交换机选择时 接入层和汇聚层交换机的选择通常只需要考虑交换容量的因素就够了 因为用户通常都是通过核心交换机连接并获取视频的 交换机的重点 在局域网内的视频监控进行交换机选择时 因为主要压力是在汇聚层交换机 汇聚层交换机既要承担监控存储的流量 还要承担实时查看调用监控的压力 所以选择适用的汇聚交换机显得非常重要 对于接入交换机来说 下联口接摄像头的端口百兆 千兆没有本质的区别 但是上联必须是千兆 线路 网线材质 一般情况下网线用纯铜的比较好 布线质量 网线中间有折断 网线排序错误 网线未卡紧等 主要表现网络延迟 丢包网络的延迟 为主要的因素 通常来说网络延迟越低 视频的流畅度也越高 网络丢包 丢包越多 视频越不流畅 造成图像卡住等 存储 交换机线路存储 存储数据安全 存储安全的目的是 1 保护机密的数据 2 保证数据的完整性 3 防止数据被破坏或丢失 存储的磁盘阵列模式 1 采取RAID5的模式 可保证读的速度 也有数据容错机制 在一个磁盘数据发生损坏后 利用剩下的数据和相应的奇偶校验信息去恢复被损坏的数据 但由于机制的问题 写入数据相对较慢 2 采取RAID10的模式 既保证读写的速度 也可以数据冗余备份 由于机制的问题 只能利用一半的磁盘用量 价格相对较高 监看 线路 远程监控 链路的上行带宽非常重要 路由器交换机软件 软件 支持组播在多人同时对同一摄像头进行监视或调用同一录像的时候 可以有效的减低交换机和摄像头的压力 解决视频不流畅的办法 1 需要音视频传输的网络协议为面向连接的协议 通常建议基于TCP的协议 若发生丢帧可进行重传 2 视频接收的客户端有预缓存 若缓存很大 则即使发生丢包现象 也通常能在播放之前把丢失的数据帧补回 使得能流畅播放 解决视频不流畅的办法 3 编解码的帧处理技术 数据分B帧 P帧 I帧时 需要客户端接收软件能正常识别接收帧 并能根据相临帧计算出丢失的帧 从而保证流畅度 4 改变视频的单播方式为组播方式 在组播方式下 则需要网络连接设备支持组播协议 以上的解决办法通常都是由软件部分完成 与网络设备关系不大 4 行业现状及将来发展 常见的品牌 国外进口高端 PELCO SONY 国外进口中高端 三星 霍尼韦尔 博世 松下 国内一线 科达 海康 大华 宇世 景阳 艾邦 天地伟业 汉邦 亚安 大立等 2005年以前为模拟监控时代 2005 2008