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XXXX一中校园数字网络监控方案 XXXX一中IP监控系统方案建议书杭州华三通信技术有限公司2010年 6月目录第1章 需求模型1第2章 规划建议方案22.1 系统设计指导意见22.2 规划依据、规范和标准系统设计依据2第3章 系统架构设计43.1 系统体系架构设计概述43.1.1 基于NGeN的第五代IP网络监控架构43.1.2 系统架构层次43.1.3 系统功能特点53.1.4 与传统视频监控系统的比较63.2 IP监控平台设计73.2.1 IP监控平台概述73.2.2 平台设备概述83.2.3 点数布局概述83.2.4 点数布局说明93.3 系统原理103.4 系统实现功能：103.4.1 监控总控中心实现功能：103.4.2 其它部门实现功能103.5 系统各分项设计113.5.1 系统前端设备部分（监控接入层）113.5.2 系统管理平台部分（控制管理层）123.5.3 系统存储部分（视频应用层）16第4章 产品特性设计194.1 硬件设备194.1.1 H3C ISC3000-E 监控服务器194.1.2 EC1102视频编码器204.1.3 EC2004-HF产品简介224.1.4 EC2016-HC产品简介244.1.5 DC2004-HF多路视频解码器254.2 视频监控管理客户端284.3 存储系统29第5章 设备清单32第 32 页 共 34 页XXXX一中校园数字网络监控方案 第1章 需求模型本方案基于如下假设进行设计：网络规模：校园各大门口、行政办公楼、图书馆、教学楼、实验楼、食堂、学生公寓等重要区域实施监控，对全网监控设备、图像、存储进行统一管理。各摄像头根据各自的位置特点通过已有的校园以太网电口，光口等多种方式与学校内部监控系统相连。通过建设这个网络环境，实现前端现场点监控图像的全数字化（高清晰度、全实时），传输网络化（TCP/IP），图像数据存储可做到集中存储。建成后的全数字视频监控系统以实时监控录像为主，系统不仅在结构上具有扩展能力，而且在业务上也有综合应用能力，包括图像传输、远程监控、数字图像数据远程集中存储，远程实时点播回放（储存数据图像）。XXXX一中校园数字网络监控是建立在校园局域网上的数字网络监控,充分利用校园的网络系统，在校园各大门口、行政办公楼、图书馆、教学楼、实验楼、食堂、学生公寓设置摄像机，使管理人员在指挥控制中心能通过数字网络视频监控主机实时监控学院内各监控点现场的人流和车流情况，并能通过大屏幕显示器放大显示，轮训切换等功能。第2章 规划建议方案2.1 系统设计指导意见XXXX一中IP监控系统的建设应以“实用、可靠、先进、经济、开放、安全”为指导思想。（一）实用：监控覆盖面和图像质量须满足学校、保卫处、其他部门应用的不同需求；图像联网须满足与学校总控中心、各分控制新之间互联互通的需求；数字图像实时监视和图像回放查询界面友好，系统安装、使用、维护简便。（二）可靠：系统采用的主要安防设备须经过具有公安部批准的相应资格产品检测中心的测试，质量达标，性能稳定，能持续有效运行。（三）先进：采用成熟、主流的技术构建系统平台，充分兼顾需求和技术的发展，充分考虑与其他系统的连接，建设可扩展的、开放的平台。主要设备可采用搭积木的模块式方便扩容，保护原有投资。（四）经济：在确保实用性、可靠性、先进性的前提下，注重系统建设成本和投入的阶段性，以技术建设与应用机制的协调发展，确保系统效益。（五）开放：系统应遵循开放系统的原则。系统应符合国家标准和行业规划，能提供软件、硬件、通信、网络、操作系统和数据库管理系统等诸方面的接口和工具，使系统具备良好的灵活性、兼容性、扩展性和可移植性。（六）安全：由于本系统涉及到对于众多类型场所的日常实时监控、数据传输量大、使用人员多，故安全性和保密性十分突出和重要。在考虑系统安全性和保密性时，除应考虑各种外界干扰外，还需在各个环节提供安全、保密措施。2.2 规划依据、规范和标准系统设计依据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：l 视频安防监控系统变速球型摄像机 GA/T645-2006l 视频安防监控系统矩阵切换设备通用技术要求 GA/T646-2006l 视频安防监控系统前端设备控制协议V1.0 GA/T647-2006l 工业电视系统工程设计规范 GBJll587l 远动设备终端通用技术条件 GB/T16435-1996l 中华人民共和国安全行业管理规范l 软件工程国家标准l 中国电气安装工程施工及验收规范l 安全防范工程程序与要求 GA/T75-94l 安全检查防范系统通用图形符号 GA/T74-94l 社会公共场所安全防范工种设计规范l 民用建筑电气设计规范 JGJ/T16-92l 公安部、公安厅技防办有关文件规定。l 中华人民共和国公共行业标准 GA/T70-94l 安全防范工程程序与要求 GA/T75-94l 电气装置安装工程施工及验收规范 BGJ232.90.92l 民用闭路监视电视系统工程技术规范 GB50198-94l 民用工业建筑电气设计规范 GJT16-92l 电视系统视频指标 CCTR RECOMMENDATION 472-3第3章 系统架构设计3.1 系统体系架构设计概述3.1.1 基于NGeN的第五代IP网络监控架构H3C在基于IP的数据传输、数字图像处理以及数据存储等技术的长期积累上，推出基于NGeN架构的iVS第五代网络视频监控系统。H3C iVS网络视频监控系统完全基于IP应用开发，并将控制信令的IP通信概念引入了监控应用，将传统监控的简单连接应用提升到IP通信应用。H3C iVS网络视频监控系统借鉴了NGeN架构，将信令控制与码流交换分离，信令接续与码流承载分离。即使核心服务器出现故障，也不会影响整个监控业务的正常运行。系统中各个部件（视频管理服务器VM、数据管理服务器DM、客户端VC、前端监控媒体终端EC/DC、视频存储设备IP-SAN）如果IP可达，都可以分布化部署，正常运行。H3C iVS网络视频监控系统按照控制管理分为监控接入层、承载交换层、控制管理层和视频应用层四个层次。3.1.2 系统架构层次1. 监控接入层前端监控媒体终端负责把视频源传送过来的模拟图像转换并编码压缩成IP数据流通过IP网络传送，支持UDP组播流和存储iSCSI单播流。2. 承载交换层采用开放式的TCP/IP协议的IP承载网，并利用组播/单播协议把不同的数据码流传送到实际目的地址。同时通过视频/控制网关把原有的监控系统（包括矩阵、光端机、DVR、网络监控系统）的控制信号和码流转换成标准的IP信号并由控制管理层进行处理。3. 控制管理层H3C IVS网络视频监控系统采用信令控制与码流交换分离体系，控制管理层负责整个系统的信令控制。控制管理层是IVS网络视频监控系统的核心部件，系统中所有的设备都通过控制管理层来实现相互的通信和管理。4. 视频应用层视频应用层主要通过web浏览器负责把监控图像进行实时查看，并把历史数据进行回放；通过DC解码器，可以把视频数据还原成模拟信号，输出到监视器、电视墙；H3C iVS网络视频监控系统提供丰富的API接口，提供与专业门禁系统，报警系统，图像识别系统之间方便的联动功能，并可以方便的进行第三方集成开发和功能扩展。3.1.3 系统功能特点1. 图像质量清晰H3C iVS网络视频监控系统采用一次编码，避免传统监控系统因为多级级联造成的图像质量急剧下降的现象，最大限度还原图像的真实情况。并可提供FULL D1高清晰图像分辨率，最高可以提供8M带宽，为用户提供DVD画质的高清晰图像。2. 系统高可靠性系统中音视频流不在数字监控网管服务器上集中处理，而是通过网络的处理交换以分布式的形式分发出去，避免由于视频交换服务器的处理性能而造成的瓶颈问题。监控媒体终端采用嵌入式Linux操作系统，保证设备可靠性。核心管理服务器采用高处理性能服务器，保证整个系统的可靠性。系统采用H3C IP-SAN专业存储设备作为监控数据存储单元，支持RAID 0，1，5，6，10，支持RAID容量在线动态扩展功能；支持硬盘在线热插拔，支持硬盘电源短路保护(5V，12V)，支持系统启动时硬盘顺序加电，提供更全面的硬件保护手段；可选冗余热插拔电源，支持电源自动故障切换，并支持外接UPS，避免电源故障带来的系统异常。其多种可靠性技术的设计保证监控数据最大的可靠性。3. 集中化管理针对不同的用户可以采用域管理、用户管理和云台控制冲突管理等多种权限管理模式。不同用户可以根据指定对应权限对系统进行操作。这种分级分域的多种管理模式非常适合政府、公安行业的管理模式。系统根据用户业务管理模式的特点，采用集中式管理方式。通过视频管理服务器VM和数据管理服务器DM不仅可对前端设备进行集中管理和控制，还可对分布在各区域的存储终端设备进行远程集中管理。用户只需要在一台客户端上就可以对整网设备进行批量配置下发、远程升级、远程操作、业务实现等操作。4. 良好的系统开放性整个系统采用国际标准IP传输协议，提供业界标准设备接口，用户选择设备的灵活性大，升级扩容方便；图像编码和传输协议均采用国际标准，前端设备扩容简单方便，可灵活增减；整个系统可通过第三方开放API接口提供业务应用开发，也可以参与矩阵、光端机、DVR等其他厂家的系统控制。5. 全系统时钟同步不但所有管理服务器之间时间自动同步，监控媒体终端上还有OSD叠加视频时钟，也和系统管理服务器同步，这个功能在视频监控管理和事件发生后查找证据上有重要的实际意义。3.1.4 与传统视频监控系统的比较H3C iVS第五代网络视频监控系统突破了传统监控的瓶颈点，使监控系统具备更好的可扩展性，同时也使监控网络具有了良好的可管理性。有机地将监控前端设备、监控管理软件、网络设备、IP-SAN存储设备融合为一个整体解决方案，有效地将客户监控应用由原先的安防应用提升到IT应用。H3C iVS网络视频监控系统已经广泛应用于“平安城市”、机场监控、城市轨道交通监控、港口码头监控、校园监控、企业园区监控等行业监控市场。传统体系的视频监控系统，虽然实现了从模拟到数字直至支持IP网络的传输，但前端设备功能单一，管理系统相对简单，已难以完成目前监控网络的不断扩大及日益复杂的功能需求。针对用户的实时观看、使用、存储三个方面应用都与IP视频监控系统存在巨大的差距：特点光端机矩阵DVR/DVS视频服务器基于IP架构的视频监控（存储）系统看的清楚支持4CIF视频流，码率最高2Mbps支持高清D1视频流，码率1M12M图像接入DVR/DVS时候图像效果变差，视频多级转换模拟信号衰减摄像机模拟信号在监控点一次编码直接加入网络，传输和存储图像质量不受距离限制变化。用的方便查看某个监控画面的用户数量是有限的基于组播机制，查看某个监控画面的用户数量没有限制单个设备功能强大，功能齐全。NGN架构，软交换业务平台，可支持各类数据应用存的可靠实时视频监控和数据集中存储服务在一起；一旦视频服务器出现问题监控和数据存储都失效实时监控与存储分离，互不影响，监控系统正常运营；IP-SAN可靠性高适合局域网小系统，低码率低存储量较低图像质量。工业级存储设备，支持大数据量实时并发读写，可以应对所有恶劣的突发需求。3.2 IP监控平台设计3.2.1 IP监控平台概述根据XXXX一中IP监控的实际需求，建设的系统构架描述如下：1、 在安防监控中心构建管理总控中心，通过视频管理服务器H3C ISC3000-E 对整个宿舍、食堂等公共场所的监控系统进行业务控制和管理；2、 在大楼安防监控中心配置集中存储中心，通过VX500，对校园各大门口、行政办公楼、图书馆、教学楼、实验楼、食堂、学生公寓等所有重要监控信息进行集中存储或备份； 3、 在安防监控中心，通过WEB浏览器客户端对楼内任意图像进行实时的观看和数据浏览；4、 在安防监控中心，通过DC解码器将图像还原上电视墙显示。5、 通过VC客户端，在各级管理中心通过H3C ISC3000-E 提供的不同用户权限设置，负责对各自管理区域的图像进行实时的观看和历史数据浏览；6、 通过提供VC客户端，各级领导可以在网上通过事先设定的权限级别方便的进行图像实时调阅和历史数据调阅；系统架构图如下：3.2.2 平台设备概述在安防总控中心建设视频监控指挥平台。在校园各大门口、图书馆、教学楼、实验楼、食堂进出口、内部、行政办公楼进出口、宿舍周界部署摄像头，实现整个区域的全面监控覆盖。监控总控中心配置1台H3C ISC3000-E 视频管理服务器。配置3台VX500 IPSAN硬盘视频存储设备，24块1T SATA。配置1台EC2004-HF解码器，将体育场及行政办公楼监控图像编码传输至监控中心。配置3台EC1102-HF解码器，将三个学校大门监控图像编码传输至监控中心。配置5台EC1004-HC解码器，将宿舍、食堂及补习学校监控图像编码传输至监控中心。配置5台EC2016-HC解码器，将宿舍、教学楼、及食堂监控图像编码传输至监控中心。配置3台DC2004-HF解码器，将监控图像解码还原上电视墙显示。配置VC客户端。网管系统采用已有H3C网管系统统一管理，不单独配置。3.2.3 点数布局概述系统共七个区域：教学区域123年级3个区、南大门区域、东大门区域，西大门区域，学校食堂和学生公寓区域1）教学区域(教学楼123号楼和实验楼和教学楼与实验楼之间道路)1年级共安装12个摄像点（12个红外摄像机,1台网络视频采集主机）2年级共安装12个摄像点（12个红外摄像机，1台网络视频采集主机）3年级共安装12个摄像点（12个红外摄像机，1台网络视频采集主机）2）南大门区域（南大门，行政楼，教师公寓）1)南大门共安装2个摄像点（1个红外摄像机，1个红外高速球机，1台网络视频主机）2)行政楼共安装3个摄像点（2个红外摄像机，1个红外高速球机）3) 教师公寓共安装3个摄像点（3个红外摄像机）3) 东大门区域（东大门，东大门广场，篮球场，补习学校）1）东大门共安装2个摄像点（1个红外摄像机，1个红外高速球机，1台网络视频主机）2) 篮球场共安装4个摄像点（1个红外摄像机，3个红外高速球机）3) 补习学校共安装3个摄像点（3个红外摄像机）4) 西大门区域（西大门，学校食堂和学生公寓之间道路）1) 西大门共安装2个摄像点（1个红外摄像机，1个红外高速球机，1台网络视频主机）2) 学校食堂和学生公寓之间道路共安装12个摄像点（10个红外摄像机,2个红外高速球机）5) 学校食堂和学生公寓区域（学校食堂和学生公寓各大门口）1）3个学校食堂共安装12个摄像点（12个红外摄像机， 1台网络视频主机）2）6个学生公寓共安装18个摄像点（18个红外摄像机， 1台网络视频主机）3.2.4 点数布局说明1.校园大门是学校大门口人流复杂，而且校大门临街大道，很容易出现交通事故，在学校门口的内部及外部区域安装智能红外高速球2台，并采用高清D1编码格式保证图像的清晰度，H3C设备对学校进出的车辆进行数量统计及对进出车辆车牌号抓拍，对出入口附近100M范围内的人员、车辆活动情况进行监控，当出现纠纷以及事故，可远程控制球机对局部区域进行重点监控，事后通过视频录像进行取证；2.行政楼出入口及主要通道走廊也是监控的重点区域，采用CIF编码格，在每个出入口及重要通道安装网络红外一体摄像机，监控出入人员情况；3.教学楼出入口及主要通道走廊也是监控的重点区域，采用CIF编码格，在每个出入口及重要通道安装网络红外一体摄像机，监控出入人员情况；3.在学校围墙道路设立监控点，根据距离及面积安装网络红外一体摄像机，进行实时及录像监控，保证了夜晚监控效果，保障公共及个人财产的安全；4.在校园运动场区域，体育运动比较多，人员活动也较多，并采用高清D1编码格式保证图像的清晰度并采用智能网络高速球对操场全景进行监控，当出现纠纷以及事故，可远程控制球机对局部区域进行重点监控，事后通过视频录像进行取证调查；8.在学生公寓及宿舍的出入口及楼道口安装网络红外一体摄像机，对宿舍的出入人员进行监控，预防偷盗事件的发生；9.在学校食堂出入口及楼道口网络红外一体摄像机，对人员活动及设备情况进行监控。3.3 系统原理其主要工作原理为：安装在前端的摄像机把图像信号摄入后，视频信号经EC编码器转换为IP网络信号，通过集团专网将IP网络信号传输至各处分控中心。编码器支持双流，经编码后一路UDP实时组播视频流通过组播方式传输到各个监视设备上，如果监视设备是电视墙，则由数字解码器进行数字向模拟的转换，然后输出给监控电视墙，实时图像格式为D1、4CIF或CIF。另一路是iSCSI存储流直接送入存储设备，存储设备挂在学校监控总控中心，专网内的授权电脑可通过局域网远程查看录像资料，并可以截取或备份，录像资料保存的时间决定SAN存储设备硬盘容量。 3.4 系统实现功能：3.4.1 监控总控中心实现功能：l 管理监控系统所有网络上视频设备，包括：图像编码器、图像解码器所有客户端软件登录计算机用户。l 管理监控系统的视频管理服务器H3C ISC3000-E ，完成数据同步。系统中心时钟。l 集成食堂进出口和内部、办公楼进出口、宿舍区周界的视频监控系统。l 实时监控所有前端监控点图像。l 检索监控总控中心IPSAN存储图像。l 对各监控摄像点的存储设备的数据进行检索。l 通过客户端软件在权限许可情况下，实时显示和历史检索所有的编码器图像，可轮切换。只要网络允许系统不限制解码器数量。l 在用户权限许可的情况下可以控制云台摄像机，高速快球摄像机等。l 通过配置iMC网管软件对网络设备、监控设备和存储设备进行实时管理。3.4.2 其它部门实现功能l 各部门主管可通过VC客户端，从局域网获取各自区域的实时图像资源。l 对各自区域的监控图像进行存储、管理、调阅。l 检索各自区域IPSAN存储图像。l 在用户权限许可的情况下可以控制自己区域的云台摄像机，高速快球摄像机等。3.5 系统各分项设计3.5.1 系统前端设备部分（监控接入层）系统每个前端均由摄像机（云台摄像机或固定枪机）、立杆、室外机箱、视频编码器（EC）、专用电源和防雷接地等设备组成。1. 摄像头摄像头能够把活动景物的光信号转变为图像的电信号，它是电视监控系统中最主要的信号源。摄像机的分类方式有多种方式：按所摄取的图像种类来分：（1） 黑白摄像机；（2） 彩色摄像机；按适用照度来分：（1） 普通摄像机：在白天和较强灯光下才能摄取到满意的图像，最低照度均大于10勒克斯(Lux)以上。（2）低照度摄像机：可以工作在照度较低的环境中(如黎明、黄昏、暗光下)，最低照度为0.10.5Lux。（3）微光摄像机：可以工作在月光、星光甚至伸手不见五指的阴天、漆黑的夜间。一般摄像头支持BNC视频输出接口。l 摄像机云台及支架 云台不仅起到支撑和安装摄像机的作用，更重要的是扩大了摄像机的视野范围。云台可以使摄像机在水平和垂直方向任意转动和俯仰，因而在某种意义上它起到了变一台摄像机为多台摄像机的作用。云台可分为手动式和电动式两种。在监视系统中，电动式云台获得了广泛应用。电动云台多是由中心控制室通过摄像机遥控单元来进行控制的。电动云台是种以微电机为动力，通过传动机构，带动摄像机在水平方向做0350转动和在垂直方向做090俯仰的一种机械装置。电动云台分为交流和直流云台两种类型。l 摄像机防护罩 用于监控系统的摄像机，特别是置于室外的摄像机，一年四季全天候进行工作，环境条件变化无常，有时需要在相当恶劣的条件下工作。例如，风沙、雨、雪、冰雹、烟雾、高温等。为了保证摄像机工作的可靠性，延长其使用寿命，必须给摄像机配装具有多种特殊性保护措施的外罩，称为防护罩。一般防护罩的功能是防尘、防雨雪风霜、自动调节温度等，根据需要，还可以附加防爆、防砸、防腐蚀、防冲击、防烟雾、防辐射等一些特殊的功能。另外为了防止阳光直射摄像机，还应加装防阳光直射的遮光罩。本次设计中，根据应用场所分别选择枪机，球机，带夜视的，不带夜视的。2. 立杆和室外机箱立杆和室外机箱是前端监控点的物理支柱，室外环境的恶劣加上各种不可预测的天气情况，都要求室外立杆一定要具有良好的牢固度；室外机箱内需安装光端机和专用UPS监控电源等设备，并留有空间余量，所以室外机箱在保证防雨耐高温的同时，要具有很强的防撬性能。3. 视频编码器（EC）视频编码器采用MPEG2/MPEG4，H.264编码算法，支持D1分辨率；编码芯片采用支持高码流的ASIC或DSP芯片，视频编码器控制单元支持iSCSI协议，设备可以设置目标地址，支持时钟同步及远程管理功能。4. 防雷设备对于前端摄像机需要在室外进行安装的情况，增加设计安装防雷与接地系统。前端设备防雷与接地由以下几部分组成：电源线入口处安装电源避雷器；视频信号线入口安装信号避雷器；通信控制线入口安装信号避雷器；室外的前端设备的良好接地，接地电阻小于4，高土壤电阻率地区可放宽至 10。3.5.2 系统管理平台部分（控制管理层）1. 系统管理平台的构成系统管理平台由以下单元构成：l 视频编码器（EC）l ISC3000-E监控主机l 视频解码器（DC）l 网络存储设备 （IP-SAN）2. 系统管理平台业务流程l 实况业务高清晰度全数字监控系统采用了高质量的音视频压缩算法，视频编码为MPEG2/4和H.264算法。系统可实现了高质量的DVD画质（720*576 D1格式）和立体声效果。音视频采用混合编码，声音和图像的传送完全同步。采用了专用的硬件编解码芯片，音视频的传送时延小于300ms。实况业务实现过程：EC、DC、VC加电启动完成后，马上向VM进行注册；注册成功后，进行周期性的保活消息上报；如果注册失败，则重新发送注册消息，直到注册成功为止。摄像头采集图像后，由EC编码器进行A/D转换，编码压缩为高带宽、高分辨率(D1格式)的视频媒体流数据，使用组播报文的形式发送到视频监控专网。由专网对IP报文的复制、转发功能，实现对组播报文的传播。接收端的DC(解码器)只要使用IGMP申请加入对应的组播组，就可以接收到特定摄像头的组播媒体流数据，经过解码器的解码，然后进行D/A转换，就可以将现场图像实时的还原到监视器上。如果不使用DC，也可以通过VC（软终端），接收组播媒体流，通过计算机的软解码，直接显示到计算机的显示器上。l 轮切业务轮切业务基于实况业务，是对多路实况进行轮询查看的业务。轮切业务实现过程：在VM上，针对DC进行轮切配置，指定DC轮切的多路摄像头，以及每个摄像头需要逗留的播放时间（一般在3-10s左右）。轮切计划可以设置为计划执行，或者是立即执行。VM根据事先配置好的轮切计划，将轮切命令周期性的下发到指定的DC上，由DC根据接收到的切换指令，决定当前需要接收的摄像头场景实况，从而在监视器上循环显示多路摄像头的实况场景。l 存储业务存储的目的，是为了将来在任何需要的时候，都可以清晰的调阅历史录像。存储业务、回放业务示意图如下：存储业务实现过程：在DM上，按照实际情况，配置存储设备IP-SAN，然后根据各EC的存储计划，配置存储资源。EC启动后，向VM注册，VM向DM获取该EC的存储计划，连同注册成功信息，一起返回给EC。摄像头采集图像后，由EC编码器进行A/D转换，编码压缩为高带宽(4Mpbs以上)、高分辨率(D1格式)的视频媒体流数据，使用单播报文，以iSCSI流的形式发送到视频监控专网，目的地址为DM分配给该EC的IP-SAN地址。EC将媒体流信息写入IP-SAN，同时，每隔一定时间，建立媒体流检索信息，DM定期检查各IP-SAN上的检索信息，记录到DM服务器上的数据库中，以备回放查询。l 回放业务回放业务实现过程：VC启动后，向VM注册，VM返回注册成功。在VC的监控地图上选择要作回放操作的摄像头，并设置好要求回放的时间段。VC通过VM向DM请求该摄像头上述时间段的检索信息，DM查询自己的数据库，根据数据库的记录，DM通过VM返回给VC：当前时间段的媒体流记录情况。VC根据检索到的媒体流时间段记录信息，对有媒体流存储的时间段，向VM请求播放。VM接收请求后，将请求转发到DM，DM为VC分配initiator name，VC通过此initiator name即可读取IP SAN中存储的历史数据，显示到VC的显示器上，实现回放功能。根据回放情况，用户可以在回放的时候进行快进（按照2x、4x、8x）、单帧播放、后退、进度条前后拉动等常见操作。l VC多画面业务VC客户端上，可以实现多画面的显示，多个画面之间的操作相互独立，比如：可以显示多路实况，可以显示多路回放，也可以部分画面显示实况、部分画面显示回放。VC根据所配置的计算机性能的不同，可以支持1画面、4画面、6画面、9画面、16画面和25画面显示方式。l 其他业务EC码率更新、DM存储资源更新：EC码率更新，由VM向EC发送Set命令，修改EC的码率参数。EC回应OK成功后，VM向DM发送Notify消息，通知DM，EC的码率已被更新。DM存储资源更新（或者存储计划更新），在DM上修改了存储资源/存储计划，上报给VM，即可。l 辅助业务：终端注册、告警、保活、配置轮询终端(EC、DC、VC)等，启动后，必须向VM发起注册，注册成功后，才能接入到视频监控专网，进行工作。在设备正常运行的过程中，如果出现任何异常，终端将异常信息保存到本地，也可以将异常向上汇总到VM，或者由VM主动向终端发起查询。当VM管理的域内设备出现故障时，VM需要及时的向VC（告警台）上报故障信息。故障可能来源于VM自身，也可能来源于域内的设备。终端注册成功后，需要周期性的向VM发送保活。保活是为了保证终端与VM服务器之间的通讯正常，类似设备之间的心跳检测，默认10s进行一次保活确认。VM主动发起的配置轮询，是为了保证VM上记录的配置与EC/DC上实际的配置一致。配置轮询的时候，如果出现配置不一致，将以VM记录的配置为准，由VM记录轮询前的终端配置，然后将VM上记录的终端配置，下发到不一致的终端上，强制终端修改当前的配置。如果有重大的配置差异，VM将记录日志，并启动相关的告警提示。l 通过VC控制云台动作通过VC的监控键盘，控制当前摄像头的云台动作。VC的计算机上外接RS323的串口监控专用键盘后，可以通过专用键盘直接控制当前的摄像头的云台动作。实现过程为：键盘发出串口控制指令，VC接收指令后，将控制动作指令封装成IP报文，通过IP网络，发送到摄像头对应的EC编码器，EC编码器收到控制报文后，将报文信息翻译成当前的云台动作，通过EC编码器的RS485串口，发送到对应的云台，由云台执行当前的动作。DC也可以接键盘的，工作原理与VC类似。l 时间同步系统支持域内全部设备均使用NTP服务器作为时间同步来源的配置，也支持域内设备根据VM的系统时间进行域内设备进行时间同步的机制。VC与VM之间的时间同步通过保活消息完成；VC与设备间的时间同步，可以通过保活消息完成，也可以通过INFO消息进行指示。3.5.3 系统存储部分（视频应用层）此次数字视频监控系统中视频图像的存储时间为15天，同时要求图像质量清晰可辨，通过对比CIF图像和D1图像的分辨率，根据对图像的清晰度要求不同，图像的编码形式采用重点区域采用D1格式保存。CIF：图像分辨率为352288 D1：图像分辨率为7205761. 监控系统模式选型：基于存储设备的数据集中存储模式监控数据对应的存储模式随监控模式之发展，大致历经了从模拟监控的模拟录像带式存储、基于DVR的分布式存储，到基于IP网络、存储系统的全数字化集中存储三代发展历程。 基于DVR的存储模式中，将监控录像存储于分布式的DVR设备中，利用其内置的IDE硬盘进行存储。该种监控模式面临如下问题：l 存储容量问题，导致监控画质清晰度降低，事后监控、取证的效果难以保证：DVR的存储容量小于2T，常常被迫采用低画质质量换空间的做法；画质降低后导致事后的调查、取证困难，即使调用出历史监控录像，也常因画质不清晰，而无法达到预期效果。另外，由于低容量原因，必须缩短监控录像的存储周期，无法长期保存与存档。l 监控数据安全性较低：DVR设备一般采用低端的IDE等硬盘，并且无RAID保护，常因硬盘故障导致录像数据丢失，监控系统运行的连续性、监控数据的安全性不高，历史录像的调阅、取证无法保证。l 突发事件实时监控困难：当有突发事件发生时，而有大量远程客户端需同时监控事发当地的监控录像时，会由于DVR存储设备的支撑能力有限，导致众多客户端无法登陆DVR而无法实时监控。DVR可支持的远程监控链路数量一般低于6路，因此，无法满足突发事件的并发远程监控需求，因而无法支撑时间的远程决策支撑业务需求。l 日后维护中，故障率偏高，维护性工作量大：大量DVR分散部署于多个地点，硬盘故障率较高，分散的管理与维护的工作量大。l 设备扩容的兼容性风险：DVR设备的兼容性较差，厂商的私有协议、非标准协议较多，日后系统的扩容存在兼容性风险。l 业务模式风险：监控录像分散存储于各个地点的DVR中，属于分散性的监控模型，从业务模式上未能做到监控数据的集中，无法解决监控数据集中与统一管理等业务需求。随着监控业务的发展，在监控系统中，监控录像数字化并进行集中存储逐渐成为主流应用模式。采用专业存储设备，进行集中监控与存储的数字化集中监控模式，有如下优点：l 监控画质清晰：由于采用专业海量存储设备存储监控录像，不受到DVR设备的最大2T容量限制，可根据实际业务需要提高画质质量，实现高清晰的监控。可选D1、MPEG4、MPEG2（DVD）、H.264等多种不同清晰度监控画质，实时监控画质、还原历史监控画质完全相同，并可支持高清，达到清清楚楚监控、事后取证准确、精准支撑决策的监控效果，真正实现监控系统部署的意义。l 事后取证保障-业务可靠性高，监控数据安全性高：采用专业存储设备集中存储监控录像，保障监控数据安全、系统安全。存储容量不受限制，无限扩展，监控录像保存周期可随需延长。存储系统采用企业级SATA硬盘，其安全性远高于IDE硬盘，可保障监控数据的安全性，事后监控、调阅、调查有充分保障。硬盘可实现RAID保护，并采用热备盘进行二级保护，进一步保障监控数据的安全性。l 标准开放性高：存储系统多采用标准化协议，系统兼容性风险较低。l 维护简便，集中管理：在统一监控模式下，可统一监控整个监控系统的设备运行状态，实现集中管理。另外，由于采用专业存储设备，降低了分布式DVR带来的维护工作量大、数据丢失频繁等问题，降低了日常维护工作量。l 集中监控模式： 从业务模式上，采用了全集中的监控数据存储，统一监控管理。将来也可在集中数据基础上，建设图像分析等业务系统。第4章 产品特性设计4.1 硬件设备4.1.1 H3C ISC3000-E 监控服务器1. 概述H3C ISC3000-E 视频管理服务器是H3C公司推出的新一代基于IP网络的视频监控管理服务器，是H3C iVS（IP Video Surveillance）IP智能监控解决方案的核心组件。H3C ISC3000-E满足专业监控对高性能、高可靠性的要求。H3C ISC3000-E 具备很高的性能，单机最大可支持128个监控点的管理。2. 功能特点：易操作的Web客户端 支持对VX500的管理 支持目录树方式的组织结构，方便用户在熟悉的组织结构下配置和管理业务 设备管理，支持对EC、DC、自主IPC等前端设备的统一管理，支持设备分组 用户管理，支持对用户的分组以及角色的概念，灵活方便给用户设置权限 支持云台控制和抢占，云台预置位的设置和巡航，巡航计划的制定 支持硬解轮切、软解轮切、组轮切、轮切计划 支持Web客户端（对讲台）和前端设备之间的双向语音对讲和语音广播 支持Web GIS （电子地图） 支持前端直存、备份存储等多种存储方式 支持存储数据的查询，点播回放以及回放控制 支持告警管理，告警联动，防区设置以及布防撤防 支持专业键盘 支持遵循SIPXML国际标准信令互通协议的多个平台之间的互联和级联 支持前端、客户端的NAT穿越 提供详细的日志和日志管理功能4.1.2 EC1102视频编码器1. 概述H3C EC1102视频编码器（以下简称EC1102）是新一代网络视频编码终端，集音视频编码压缩和数据传输为一体，主要是为远程视频监控设计，适用于监视远端实时图像、监听远端现场声音和异步数据上下传送的场合，可以广泛应用于安防、交通、电力及其它实时监控环境。EC1102的主要功能是将实时音视频信号进行编码压缩，并封装为IP数据包后传送到IP网络。EC1102采用嵌入式结构设计，结构紧凑，功能强大，具有完善的音频视频处理电路。支持MPEG-2、MPEG-4、H.264等多种图像压缩格式，图像分别率最高可达PAL720576，最高支持8M传输带宽，端到端延时小于0.3秒，为用户提供DVD画质的高清晰图像。EC1102采用全IP网络传输，支持点对点的单播及组播传输方式，组网灵活拓展性强；EC1102集成iSCSI模块，通过iSCSI协议在网络上传输视频数据并保存在IP网络存储系统中，从而实现视频数据的集中存储和管理。此外，H3C EC1102还可以提供EPON（Ethernet Passive Optical Network，无源光网络）接口，将编码压缩后的视频流直接通过光纤发送到远端网络上，从而充分利用EPON网络，提供高效、可靠、低成本的网络通信。2. 功能特点l 高品质图像采用先进的视频压缩算法，实现了高质量的DVD画质（分辨率最高达到720576）；帧率最高达到PAL制25帧/秒，NTSC制30帧/秒高码率是图像清晰的保障，编码器支持最高8M码流编码，传输码率可按实际需求调节视频编码参数可调节，支持视频亮度、对比度、色度和饱和度等参数调节。l 高清晰音质支持单声道、双声道、立体声音频编码模式；音频编码速率范围为16Kbps40Kbps；音频采样速率最高达到8KHz。l 全IP网络传输支持多种网络协议：TCP/UDP/RTP，HTTP，iSCSI，IGMP，telnet，ICMP，ARP。支持IP协议的单播(Unicast)、组播(Multicast)传输方式。可同时发送实时音视频数据流和基于iSCSI的存储音视频数据流。l 低传输延迟采用了专用的音视频硬件编码芯片。端到端传输时延小于300ms，适合交通监控等实时性要求较高的交互性场合。l 支持软解码支持视频软解压方式，可以在安装了H3C iVS VC视频管理客户端的计算机上显示任意一路图像。l 便捷的维护管理支持HTTP WEB配置和服务器自动配置两种模式。可灵活配置编码器网络参数以及编码图像分辨率、码流格式等参数，以适应各种应用场合。支持本地升级和远程升级。支持用户名密码方式的Telnet登录。支持事件日志记录。l 丰富的接口提供一个视频输出接口、一个视频输入接口、一个音频输入（MIC）接口以及一个音频输入（预留输出）接口，最大程度满足用户的音视频使用需求。提供多种网络接口，包括以太网电口、SFP（Small Form Pluggable，小型可插拔器件）接口以及EPON接口，适应多种组网环境，节省用户线路投资。提供RS232串口用于调试维护设备。提供RS422/485串口作为编码器与外挂设备交互控制命令的接口，可外接云台摄像机和道路口交通信号控制器等设备。提供报警（ALARM）接口，可传送现场各种报警信号。l OSD显示OSD（On Screen Display，屏幕显示）提供灵活的屏幕显示方式，可选显示内容包括：日期、时间、自定义OSD信息等等。用户可根据喜好选择屏幕显示的内容和风格。l 高可靠性视频编码器采用实时嵌入式系统，系统可长时间稳定运行，支持7X24小时工作方式，并且系统不易受到黑客、病毒的入侵和攻击。l 外型美观实用采用屏蔽电磁辐射的标准1U机箱，不仅造型流畅，体积小巧，而且可有效屏蔽各种电磁干扰，工作性能更加稳定可靠。4.1.3 EC2004-HF产品简介EC2004-HF视频编码器（以下简称EC2004-HF）是新一代网络媒体终端，集音视频编码压缩和数据传输为一体，主要为远程视频监控设计，适用于监视远端实时图像、监听远端现场声音，可以广泛应用于安防、交通、电力及其它实时监控环境。EC2004-HF的主要功能是进行实时音视频信号的编码压缩，并封装为IP数据包，通过IP网络传送到指定的目的地址。 H3C EC2004-HF视频编码器外观EC2004-HF采用嵌入式操作系统，结构紧凑，功能强大，具有完善的音频视频处理电路。支持H.264、MJPEG、MPEG4、MPEG2等多种图像压缩格式，图像分辨率可达720576，能够为用户提供DVD画质的高清晰图像。EC2004-HF采用全IP网络传输，支持点对点的单播和点对多点的组播传输方式，组网灵活，拓展性强。EC2004-HF集成iSCSI和NAS客户端模块，可通过iSCSI或NFS协议在网络上传输音视频数据并保存至IP网络存储系统（IP SAN或NAS存储）中，从而实现音视频数据的集中存储和管理。EC2004-HF提供以太网电口、RS485串口、RS232串口等多种接口，能够适应多种组网环境。 产品特点高品质图像：支持H.264、MJPEG、MPEG4、MPEG2图像压缩格式；支持PAL和NTSC图像制式；图像分辨率最高可达720576（PAL制），支持D1、4CIF、2CIF、CIF、QCIF分辨率；高码率是图像清晰的保障，对于H.264，编码器支持最高4Mbps码流编码，对于MPEG4，编码器支持最高8Mbps码流编码，对于MPEG2，编码器支持最高16Mbps码流编码。传输码率可按实际需求调节；视频编码参数可调节，支持视频亮度、对比度、色调和饱和度等参数调节。高清晰音质：单声道语音传输；支持双向语音对讲；音频编码速率为64kbps；音频采样速率8kHz。双流/三流输出：一路模拟信号输入，两条视频编码流输出。采用不同的编码格式（如一条编码流采用H.264、另一条编码流采用MJPEG）和视频参数；双流模式：一条编码流作为实况流（如H.264），另一条编码流作为存储流（如MJPEG）；复制双流模式：实况流和存储流可以通过相同的一条编码流复制产生（都是H.264或都是MPEG4）；三流模式：两条不同的视频编码流都作为实况输出，同时选择其中 一条码流作为存储流。满足网络中不同接入带宽的用户对实况的需求。全IP网络传输：支持固定IP、PPPoE方式接入网络；支持多种网络协议：TCP/IP、RTP、UDP、HTTP、IGMP、Telnet、ICMP、ARP；支持IP协议的单播（Unicast）、组播（Multicast）传输方式；实况流可以采用TCP方式进行传输，也可以采用UDP方式进行传输，可灵活配置；可同时发送实时音视频数据流和基于iSCSI或NFS协议的存储音视频数据流。iSCSI存储：支持标准的iSCSI协议；根据预先定制的存储计划，系统自动将视频流封装在IP报文中，直接写入IP SAN存储系统，简化系统框架，节省用户投资。NAS存储：支持标准的NFS协议；根据预先定制的存储计划，系统自动将视频流封装在IP报文中，直接写入NAS存储系统，简化系统框架，节省用户投资。本地缓存：编码器支持本地缓存功能，缓存设备可以使用外置的CF卡；在网络或网络存储设备（IP SAN或NAS）发生故障的情况下，编码器能将音视频数据临时保存在本地缓存设备（CF卡）中。在故障恢复后，可以通过手动的方式将编码器缓存中的数据下载到客户端本地，进行播放。低传输延迟：采用专用的音视频硬件编码芯片；端到端传输时延小于400ms，适合交通监控等实时性要求较高的交互性场合。便捷的维护管理：支持HTTP Web配置和服务器配置两种模式；可灵活配置编码器网络参数以及编码图像分辨率、编码格