监控及中心.doc

第一部分 监控及中心 部分第1章 章 1 系统需求 设计标准系统规划设计必须按照国际、国家和本地区的有关标准和规范进行。本设计 将依据和参照以下的设计规范和要求进行： 中华人民共和国公共安全行业标准GA/T75-94。 工业电视系统工程设计规范GBJ115-87 公安部安全技术防范工程标准 电视监控工程程序与要求GA/T 75-94 电视监控工程费用概预算编制办法GA/T 70-94 防盗报警控制器通用技术条件GB12663-90 入侵探测器通用技术条件GB104081-89 智能建筑设计标准 （GB/T50314-2000） 建筑与建筑群综合布线系统工程设计规范(GB/T50311-2000) 建筑与建筑群综合布线系统工程验收规范 （GB/T50312-2000） 电子计算机房设计规范 （GB50174-1993） 民用闭路电视监控系统工程规范 （GB50198-1994） 建筑防雷设计规范 （GBJ1115-87） 火灾自动报警系统设计规范 （GB50116-98） 中华人民共和国公共安全行业标准 2 设计原则根据系统建设目标，系统设计原则如下： 经济性 充分利用成熟的先进技术，采用性能/价格比较高的产品;避免盲目追求最新 技术，同时又要防止系统处理能力不够;整个系统易用、实用、易于维护。 可靠性 系统建设尽量采用主流产品， 选择可靠的软件开发合作伙伴是保证系统可靠 性的关键。系统应最大限度集成世界上稳定且优秀的技术及组件，采用成熟技术 以降低系统的不稳定性；系统应该支持基于集群技术的负载均衡功能，保证系统 核心应用有足够的备份容错，提高系统的可靠稳定性。 开放性 技术方案和软件具有良好的互联、互操作能力及升级能力，遵循最新的国际 标准、 国家标准和行业标准， 遵循开放的原则。 便于被更高层次的管理软件集成。 先进性 系统技术水平保证先进性， 符合当今计算机科学的发展潮流。 系统软件平台、 硬件平台技术代表当今计算机技术发展的方向， 并经实践证明其有很强的实用性; 开发单位有能力进行该项产品的持续性开发， 可以保证该项技术不断地更新并顺 利升级而维持系统的先进性。 可扩展性 系统结构易于扩充，以适应今后可能出现的较大任务负载。硬件平台具有可 升级性， 当需要时可以通过设备扩展以提高系统的处理能力， 从而保护原有投资。 系统软件应具有可扩充性。采用面向对象的结构设计，采用 VC 的开发技术，具 有很强的灵活性、可操作性和可扩展性。完全模块化的软件架构使得在今后业务 发生变化时，模块的增加和对模块的修改不应对其他模块产生影响。可以方便的 在数字图象监控系统功能上扩展安防、门禁和未来环境、电力、GIS、智能视频 分析、信息安全管理等综合监控系统功能。 易用性 尽量采用大家熟悉的易于维护的系统平台。可操作性及界面友好，充分考虑 值班人员的特点，使数据处理工作简单、方便、快捷。业务流程清晰，符合常规 业务处理习惯。基于网络架构，可以远程配置管理，实施方便、维护方便。而系 统软件采用统一风格的软件界面，操作方便,采用中文图形界面,采用多媒体技术, 使系统具有处理声音及图像的能力。 3 视频监控系统网络视频监控系统是基于 IP 网络设计，主要数据传输介质是以太网双绞线， 远距离传输中还会用到光纤传输介质。 网络视频监控系统能很好的集成到现有的 TCP/IP 网络中来，数据传输没有时间、地域的限制。 网络传输 各个图像监控点位的网络汇集采用前端设备到交换机， 由交换机进 1000M 工 业网，然后上传到监控中心进行解码上墙。 4.1 前端监控点设计 前端监控点采用原有摄像机接入嵌入式硬盘录像机， 同时硬盘录像机可以接 入拾音器可以监听、录像前端声音。可在获取协议的情况下接入原有云台控制器 实现对云台摄像机的控制。为了保证机构的安全硬盘录像机可以接入红外对射、 烟感等报警探测器，同时接入报警输出设备，以方便将报警信息及时通过网络传 输至中心，同是本地报警输出可以提示本地人员察看及起到报警作用。前端硬盘 录像机可放置 8 块硬盘，单盘 2T 支持，保证前端录像时间。 4.2 整体监控设计 整体监控设计 总监控中心接入各个分控端， 总监控中心布置两台服务器一台安装一套平台 DSS 管理软件对硬盘录像机及前端设备进行管理，一台作为流媒体转发服务器， 可实现对前端图像的实时监视及录像调看和转发。 4.3 网络带宽设计 1）接入 1 路视频信号，每路图像分辨率可以设置为 CIF/25 帧或 D1/25 帧， 按每路图像码流 CIF500Kbps 计算，传输 1 路图像需要 1*500=500Kbps，按每路 图像码流 D1 2Mbps 计算，高清分辨率，带宽为 4M 计算，传输 1 路图像需要因此 如果需要同时监控 1 路 CIF 图像需要接入网络带宽为 500Kbps 视频监控应用， 如 果采用 1 路 D1 图像需分支机构接入网络带宽为 2Mbps，如果需要监控一个高清 点位需要 4M 带宽 3）监控中心采用冗余设计，需要带宽为 4M*150 路约为 600M 带宽，目前 的 1000M 带宽完全满足要求。 4 典型业务应用实现 典型业务应用实现 5.1 系统实现架构 系统是采用分布式架构实现流媒体的转发及存储服务， 所以整个系统在大数 据量应用时候能体现出速度快，性能可伸缩性强等特点。 系统实现架构示意图如下： 图表 1 系统实现架构示意图 5.2 实现原理 根据上述配置和系统架构，我们可以实现以下典型的业务应用： 5.2.1 实时监控实时监控的原理如下： （1） 客户端向硬盘录像机发出实时监控请求 （2） 控制服务器在验证客户端的请求合法性后， 再将该授权信息转发给流 媒体服务器，同时将流媒体服务的信息转发给客户端。 （3） 客户端根据控制服务器的授权信息及服务信息， 再向流媒体服务发出 请求。 （4） 流媒体服务器根据控制服务器的授权信息及客户端的请求信息， 将相 应的流媒体信息的转发给客户端。 此种架构的好处既能集中控制、集中管理，又能在访问本地资源时提高访问 速度和性能同时，减少上下级之间的网络传输。 客户端在实时监控同一个画面时，系统可以将一份数据拷贝多个，以提高系 统访问网络摄像机的性能。 5.2.2 录像回放录像回放的原理和实时监控大部分是一致的， 其区别在于录像回放时候流媒 体服务器访问的不一定是前端录像机，而是存储服务器。 同时，录像回放支持多个用户同时并发访问（VOD 点播） ，系统能缓存从硬 盘录像机或者存储服务器来的数据， 同时根据用户的访问将缓存的数据转发给用 户，从而减少对视频服务器的访问量，从而减少对网络传输的要求，提高系统的 性能。 5.2.3 系统报警及故障管理系统将远程设备故障纳入到系统报警处理流程中， 并将系统报警分为多个级 别，并根据相应的级别做相应的处理。 系统报警处理支持两种方式，一种是设备主动告知系统，另外一种是系统主 动询检。设备主动告知系统，将通过系统报警转发服务告知相应的客户端，由客 户端做出反应后才能结束报警服务。 另外一种是系统主动巡检，系统支持配置相应的巡检任务，检查某些设备， 如果相应的设备有问题，则可以反馈到相应的客户端或者管理服务器，由客户端 及管理服务器做出处理后，再结束相应的巡检工作。 5 系统功能及实现系统支持以下功能： 6.1 服务功能功能名称客户端管理及认 证 客户端请求转发 将客户端请求转发给设备或者存储服务器。 接受客户端的请求，对 IPC 等前端设备的流媒体进行 转发 负载均衡 多台存储服务器共同担负负载，使得系统扩展性大大 增强 集中存储 根据所设置的参数，对前端的数据进行存储。 提供存储及文件查询服务 将前端设备的报警信号及故障转发给相应的客户端 提供电子地图信息给相应的客户端 功能类别控制服务器功能 功能描述对客户端进行管理，并对客户端信息进行认证 流媒体服务器功 能 流媒体转发 存储服务器功能 报警转发服务器 电子地图服务器 存储服务 报警转发服务 电子地图服务 6.2 系统集中管理功能功能名称创建组织结构 修改组织结构 删除组织结构 功能类别组织结构管理 功能描述添加组织结构以及对应的描述 添加、删除部门节点 删除组织结构以及下属的部门节点 新增系统中的用户角色，并选择此角色对应的系统权限、 角色管理 创建角色 设备权限、摄像机权限等 修改角色 修改角色名和对此角色的描述，此角色对应的系统权限、 设备权限、摄像机权限等 删除角色 用户管理 添加用户 修改用户 删除用户 设备管理 矩阵设备管理 前置机管理 报警设备管理 灯光管理 继电器管理 摄像机管理 布防配置 布防 撤防 系统参数设置 参数设置 删除系统中存在的角色 添加用户以及选择该用户对应的设备权限 修改用户属性以及对应角色、权限 删除系统中存在的用户 添加、修改、删除矩阵设备 添加、修改、删除前置机（NVS、IPC）等设备 添加、修改、删除报警输入设备 在前置机设备上添加、修改、删除灯光设备 在前置机设备上添加、修改、删除继电器设备 摄像机类别设置以及维护功能 对设备进行布防并增加相关布防策略。 对设备进行撤防。 设置备份下限空间，录像存储路径、覆盖期限、透明串 口连接参数等 电子地图管理 地图管理 设备管理 图片管理 系统状态监测 设备状态 客户端状态 添加、删除、修改电子地图 允许在地图上添加、删除设备。 允许在添加、编辑图片。 查看前端设备连接状态、连接时间、断开时间。 查看客户端地址、类型、登陆用户、连接状态、起始时 间等信息。 报警日志 操作日志 查看系统日志。 查看系统操作日志。 6.3 C/S 客户端功能 功能类别视频监控 功能名称电子地图显 示 视频监控 功能描述列表显示中心端设置所需监控的地图，并显示登陆用户 有权限查看的接入通道 按权限实时监控所需的通道，可以按 1/4/9/16 窗口监控， 在一个窗口允许选择不同的比例 100%、 80%、 60%、 40% 查看监控图像。 云镜控制 图像查看 录像报警 抓图控制 录像报警提 示 日志 操作日志查 看 网络流量统计 客户端设置 统计显示 解码画质设 置 重启设备 多画面预览 录像回放控 制 对话 前端设备配置 普通设置 对监控通道控制其云台及镜头 包括抓图、停止等控制 提示录像报警信息 客户端及 IPC 操作日志查看 统计网络流量并显示其信息 用户可以选择不同解码画质，分为普通、好、较好、最 好四档。 允许对设备进行重启。 允许对设备进行多画面预览 在录像或报警查询时结合使用，也可通过该回放控制条 进行图像保存 用户允许与其他客户端或中心管理服务器端进行对话 设置硬盘满时录像文件的保存方式，包括覆盖录像文件 或是停止录像。设置控制一栏中选择通道及所用云台解 码器协议，填写对应的地址，选择波特率大小，实现对 镜头及云台的控制。设置轮巡一栏中选择通道及间隔时 间，实现对通道的轮巡监视。 报警设置 有报警输入信号时可根据用户实际需要选择报警端口、 录像通道和输出端口。 图像设置 按通道选择画质及协议等，允许选择固定码流和可变码 流进行实时监控，提示设置视频丢失报警。 定时设置 可选择不同的通道和日期进行不同时间段的录像，定时 分为普通录像定时、动态检测定时、外部报警定时。定 时分五个时间段供用户设置。 动态检测 可选择区域是否设置动态检测，也可根据需要设置区域 的灵敏度等 视频设置 设置监控录像画面的视频参数如图像的色调、对比度、 亮度、饱和度等 录像查询及 下载 查询提示输入录像时间、通道及查询类型（录像查询和 报警查询） ，查询结果会出现在对话框中，该查询录像可 以下载。 辅助设置 包括报警设置、日志信息、升级程序、系统信息、报警 布防、监控窗口、修改密码、轮巡操作、帮助、关于等 功能。 6.4 Web 客户端功能功能名称电子地图显 示 视频监控 功能类别视频监控 功能描述列表显示中心端设置所需监控的地图，并显示登陆用户 有权限查看的接入通道 按权限实时监控所需的通道，可以按 1/4/9/16 窗口监控， 在一个窗口允许选择不同的比例 100%、 80%、 60%、 40% 查看监控图像。 云镜控制 图像查看 录像查询 抓图控制 录像查询及 下载 对监控通道控制其云台及镜头 包括抓图、停止等控制 查询提示输入录像时间、通道及查询类型（录像查询和 报警查询） ，查询结果会出现在对话框中。 6 系统安全设计 7.1 安全认证 在报警与监控系统中，为了保证信息来源的真实可靠，保证信息使用的合法 有效，需要有一种机制来验证系统中各方的真实身份。安全认证是系统正常运行 的保证，它涉及到访问控制、身份认证、数据完整性和安全审计等过程。 7.2 安全模型 授权数据库 主 体 标识 / 认证 访问控制 完 整 /保 密 传输与存储 资 源 审计 / 抗抵赖 图表 2 各种安全服务之间的逻辑关系 系统的安全模型如上图所示，其中主体包括人、应用程序、系统程序、设备 等；访问客体包括各种软/硬件资源；身份鉴别必要时可采用双向认证；权限管 理主要是访问控制列表或者其他安全访问策略。 下面分别介绍安全认证中的各种 安全服务。 7.3 访问控制策略 系统的访问控制可以表示为一个三元组：主体，客体，操作。 主体是访问的发起者；客体是指资源，是被访问者；而操作则是该主体对客 体发起的访问动作。 用户管理的操作具体包括用户和用户组的添加、修改、删除、查询。 权限管理的操作具体包括为某一个角色添加、删除、修改功能权限，根据角 色的名称实现角色查询。 7.4 数据完整性保护 用户获得访问数据信息的权限后， 在访问信息时须保证信息在客户端和 Web 服务之间传输的完整性，这一点通过如下方式实现： （1）Web 服务器将数据信息返回给客户端时，使用自己的私钥签名（签名 过程含数据完整性保护） ； （2）客户端接收到该信息后，使用 Web 服务器的公钥验证签名，其过程也 就验证了数据信息的完整。 7.5 安全审计 系统安全审计包含以下内容： （1）确定审计事件，包括请求者身份（机构、系统、警员号） ，进行的操作 （例如：打开文件、使用数据库） ，以及其他与安全有关的事件。 （2）记录日志，由 Web 服务器记录相关日志，内容包括：事件的日期和时 间、用户、事件类型、事件是否成功、数据流量等。 第2章 章 系统关键技术解决 由上面我们可以看到，系统针对关键需求实现方法如下： 1 系统平台支撑系统在架构设计上就分为设备层、服务层、开发层及应用层。设备层的任务 就是解决多种设备的接入及兼容性问题。 而开发层的作用就是提供业务逻辑及服 服务连接的 SDK 及相应控件供系统做扩展应用时使用。 因此系统在平台上支撑未来的业务发展， 在开放性及扩展性上完全支持业务 的发展。 2 系统大数据量接入及存储问题系统在架构设计上支持三角形架构， 这种架构在保证系统管理及架构上的统 一同时，系统在访问本地资源不用经过中心服务器转发，从而保证在大数据量接 入及存储在局域网上进行，从而保证了系统稳定性及可靠性。 3 系统前端设备远程管理及接入系统支持设备故障及报警信息管理，并支持设备巡检及报警信息上传，这些 故障及报警信息可以通过短信、声音等方式通知系统管理员。 这种方式使得系统管理员可以随时随地获取系统情况， 并采取相应的措施对 前端设备进行维护，保证整个系统 724 小时无故障运行。 4 系统设备整合系统应根据用户需求建议统一设备采购的功能标准，例如都必须具有 D1 编 码功能（编码的清晰度要求，标准要求以及码流要求等） 、都必须具有一键锁定 功能、都必须支持鼠标操作等等。只有这样，系统管理的设备才能统一为整体， 共同向用户提供相应的服务。 第3章 章 DH-DVRXX04HE-T 系列嵌入式数字硬盘录像机 硬件设备介绍 订货信息： 订货信息： DH-DVR0404HE-T DH-DVR0804HE-T DH-DVR1604HE-T 产品特点 品质全面升级，服务三年质保 支持 VGA、HDMI、TV 数据同时显示 支持 16 路同步回放 4 路支持 4D1 实时录像，8 路支持 8D1 实时录像，16 路支持 16D1 实时录像 支持全球网络即插即用 支持手机直连 3G 监控 支持所有视频通道网络双码流传输 USB、ESATA、网络备份同比录像 80 倍（CIF）速度 后面板 8 路后面板 16 路后面板 产品参数 型 号系统 主处理器 操作系统 视频参数 图像编码标准 视频标准 监视图像质量 回放图像质量 工业级嵌入式微控制器 嵌入式 LINUX 操作系统 H.264 DH-DVRXX04HE-T PAL（625 线，50 场/秒） PAL 制，D1(704576) PAL 制：QCIF（176144） 、CIF（352288） 、HD1（352576） 、D1（704 576） 图像控制 双码流 图像质量可调，可变码流和固定码流可选 每个通道可设置双码流，副码流的设置最高分辨率不超过主码流 图像移动侦测 区域遮挡设置 音频参数 编码标准 语音对讲 录像管理 录像方式 录像保存 录像速度 录像回放 备份方式 接 口 视 频 视频输出 视频输入 每画面可设置 396(2218)个检测区域；可设置多级灵敏度，1-6 档可调 每路支持 4 个区域遮挡块 G.711A 双向语音对讲功能 支持手动， 自动，运动检测，告警触发录像模式 本机硬盘、网络 4CIF 25 fps 支持 1、2、3、4、N 路回放功能（N 代表设备最高路数） 支持硬盘、刻录机、U 盘存储和备份 4/8/16 路 BNC 接口 1 路模拟视频 BNC 接口 (1.0Vp-p, 75ohms)、1 路 VGA 输出支持 1280 1024、 1024768、 1280720、 800600 分辨率、 路 HDMI 输出支持 1280 1 1024、1024768、1280720 分辨率 抓图功能 环通输出 矩阵输出 音 频 音频输出 报 警 报警输出 报警输入 音频输入 支持 JPEG 抓图功能 4/8/16 路模拟视频 BNC 接