幼儿园安全监控系统设计书

1、大连海事大学Dalian Maritime University信息系统分析与设计实验报告学生姓名：赵冲专业班级：电商 1班学生学号：2220113179指导教师：牟向伟实验成绩：幼儿园安全监控系统设计书一、项目简介针对幼儿教育中相关部门需要实时掌握教育细节、 据此改进教育方案以及家长担忧的孩子的安全问题设计幼教监控系统。二、项目背景及概述1. 需求背景小学及幼儿园是儿童智力开发的重要阶段， 所以对于校园建设， 无论是教育师资水平还是校园教育设施也都成为全社会关注的焦点。教育部门了解幼儿教育基本情况的传统方式是委派调研组实地调查或听取各校代表提交的成果报告，这种方式有如下缺点：1.耗费人力物力

2、较大2.无法实时了解最新教育情况，具有很大的滞后性3.人为调查主观性较强，调查结果参杂调查人员的个人观点4.人为调查容易遗漏细节，无法做到全方位调查随着家长对校园的要求不断提高， 孩子在学习期间的安全也成了每一个家长在选择校园时的必备条件。给孩子一个安全的学习、生活、娱乐环境，可以解除家长的后顾之忧，减轻家长的精神负担。 近来幼儿教育频频发生的安全事故问题也给人们敲响了警钟，使人们认识到幼儿安全问题的严重性。幼儿园网络监控系统解决方案不仅确保了孩子的安全，也提升了校园的形象，更让家长放心！2. 技术背景在当今信息的代的背景下，网络视频监控技术已十分成熟并被大量使用，大数据分析以及云存储也发展地

3、如火如荼，解决了视频监控量大、难分析、存储费用高的问题。3. 项目概述根据以上需求及技术，针对幼儿园网络监控系统的特点，提出基于网络视频服务器的幼儿园图像联网监控系统解决方案。其主要的原理是：网络视频服务器采用64 位高速 DSP 芯片，嵌入式实时操作系统，摄像机传送来的视频信号数字化后由高速DSP 压缩，通过无线网桥传或网络（TCP/IP ）总线传送监控主机。网络上用户也可以直接在工作站上观察图像，授权用户还可以控制摄像机云台镜头的动作或对系统配置进行操作。由于把视频压缩集成到一个体积很小的设备内，可以直接连入以太网，达到即插即看，省掉各种复杂的电缆，安装方便（仅需设置一个IP 地址），用户

4、的使用也简单，仅需操作软件。通过对系统的分析，产品选用YW 嵌入式网络视频服务器，YW 嵌入式网络视频服务器可以将每个监控区的视频图像通过局域网或者INTERNET 进行传输。YW 嵌入式网络视频服务器可以将每个监控区的视频图像通过网络进行传输，然后通过网络传输到监控中心。YW 嵌入式网络视频服务器是通过网络实时传送高画质数字图像和音频的双通道网络视频服务器设备。YW 嵌入式网络视频服务器可通过LAN 或互联网同时传送，并同时支持远程控制和双向音频频道，因此可实时收听远距离声音。因为内置了网站服务器(Web Server)，所以无需额外的服务器设备，可直接连接网络并独立执行传输功能。利用本产品

5、可用低廉的费用在区域内方便地构筑基于 VLAN 的监控系统。该数字监控系统易维护，同时不受距离限制。根据要求，在每个监控区域安装一台YW嵌入式网络视频服务器，通过网络连接至控制中心；监控室通过集中管理软件可以同时浏览和记录所有监控区域的视频图像.基于 YW网络视频服务器的远程图像监控系统，对于纳入监控范围的数量没有限制，主要视其应用环境的网络状况， 因此基本上系统规模可根据范围大小自由组合定义。 同时系统可按多级组网的方式，形成大规模的监控网络。系统的拓扑简图如图一所示：教育部门家长学校管理中心Internet/Intranet网络视频服务器网络视频服务器网络视频服务器音频设备摄像头摄像头摄像

6、头三、系统功能1、家长远程探看、上级主管部门实时查看每位孩子家长都想了解自己的孩子在学校的学习、生活情况，特别是对于寄宿的孩子，家长多少还是有些不放心的。 利用幼儿远程视频系统， 孩子家长无论是在本地、 外地或者是国外， 只要能上网， 便可通过系统客户端登录到探视点， 看到孩子的实时情况，拍到孩子日常生活中珍贵的视频资料， 同时，还可以通过系统设置的通话功能， 与探视点进行通话交流。这样一来，真正解决了家长的后顾之忧，让家长更加放心地把孩子交给学校。2、提高教学质量、管理水平：幼儿远程视频系统可以对探视点的场景进行实时录像，并将录像资料存储。 利用该功能，幼儿园可以将孩子的一些日常学习、生活等

7、情况录制下来，进行一系列的分析，并制订出适合孩子们的教育方式，积极地开发孩子们的内在潜能，提高师资水平和教学质量。同时也帮助园长掌握幼师的教学情况。3、汇总成长资料：通过幼儿远程视频系统， 学校可以将实时的情况进行录像并保存， 可用以真实再现孩子的学习、成长历程。家长也可以通过录象留住孩子童年学习和生活。4、加强教学交流：对于拥有多个园区的幼儿园来说， 利用该系统， 可以实现园区与园区之间相互交流， 相互提供教学实例， 实现真正的教学资源的共享。 这种教学交流可以是任意时间的， 不受其他条件的限制，不必通过一些传统的方式（如：电话沟通、召集在某一地方开展会议） ，提高了教学效率，也避免了不必要

8、的时间、费用的浪费。5、增添宣传途径、彰显学校实力：幼儿园可以将一些相关的监控点公开到一些宣传媒体中，让家长不必亲临幼儿园就可以看到到学校的具体情况，增添了家长了解学校的途径，并且也可以减少过多接待学生家长的参观而带来的对园区教学的影响。实施该系统方案，也无形中显现出学校的实力，增添了学校的美誉度。6、常规的园区监控和安全防范功能孩子的安全问题是家长迫切关心的问题。有了该系统， 孩子离开学校门口、是否有家人接送都可以时时录象，即使意外发生（如被陌生人带走）也有录象可查。7、防盗报警功能在幼儿园、 小学的要害部门或位置安装报警探测器，当有警情发生时，报警探测器触发报警主机， 报警主机输出的声光报

9、警信号即发出警报，通知值班保安、 行政主管或公安110。报警系统还可以和监控系统实现联动功能，在报警触发的同时，控制中心监视器立即切换到现场画面，并进行录像。还可配备消防报警。8、校园广播功能校园广播系统由电脑自动控制运行，可实现无人值守全自动广播。在以音乐 （或音乐铃声）代替学校上下课铃声的同时，可以进行名歌名曲欣赏，从事英语听力学习，转播广播电台节目等，从而陶冶学生情趣，营造良好校园环境。人工广播、自动广播、分区广播、遥控广播等。四、可行性分析与运营模式1、设备要求(1) 云台云台就是两个交流电组成的安装平台，可以水平和垂直的运动。我们所说的云台区别于照相器材中的云台，照相器材的云台一般来

10、说只是一个三脚架，只能通过手来调节方位；而监控系统所说的云台是通过控制系统在远端可以控制其转动方向的。云台有多种类型：按使用环境分为室内型和室外型，主要区别是室外型密封性能好，防水、防尘，负载大。按安装方式分为侧装和吊装，即云台是安装在天花板上还是安装在墙壁上。按外形分为普通型和球型， 球型云台是把云台安置在一个半球形、球形防护罩中， 除了防止灰尘干扰图像外，还隐蔽、美观、快速。在挑选云台时要考虑安装环境、安装方式、工作电压、负载大小，也要考虑性能价格比和外型是否美观。DC12V普天视pts-326 室外防水迷你全金属云台详细参数如下：型号PTS-326输入电压DC12V预置位132旋转角度旋

11、转速度0355 度04.8 度 /秒控制方式线扫方式RS-485键盘控制防水等级IP65负载8kg外形尺寸108mm*108mm*111mm重量1.6kg工作温度单价-1055 摄氏度100 元(2) 支架如果摄像机只是固定监控某个位置不需要转动，那么只用摄像机支架就可以满足要求了。普通摄像机支架安装简单，价格低廉，而且种类繁多。普通支架有短的、长的、直的、弯的， 根据不同的要求选择不同的型号。室外支架主要考虑负载能力是否合乎要求，再有就是安装位置， 因为从实践中我们发现，很多室外摄像机安装位置特殊，有的安装在电线杆上，有的立于塔吊上，有的安装在铁架上 , 由于种种原因，现有的支架可能难以满足

12、要求，需要另外加工或改进，这里就不再多说了。这里使用睿威仕607 型号的支架就能满足基本需求，价格为15 元/ 只。(3) 防护罩防护罩也是监控系统中最常用的设备之一，主要分为室内和室外两种。室内防护罩主要区别是体积大小，外形是否美观，表面处理是否合格。功能主要是防尘、防破坏。室外防护罩密封性能一定要好，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，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。挑选防护罩时先看整体结构， 安装孔越少越利于防水， 再看内部线路是否便于联接， 最后还要

13、考虑外观、重量、安装座等等。现在的监控摄像头基本都是自带防护罩，与监视器是一体的，基本都能达到以上要求。(4) 监视器监视器是监控系统的标准输出，有了监视器我们才能观看前端送过来的图像。监视器分彩色、黑白两，尺寸有9、10、12、14、15、17、 21 英寸等，常用的是14 英寸。监视器也有分辨率， 同摄像机一样用线数表示，实际使用时一般要求监视器线数要与摄像机匹配。另外，有些监视器还有音频输入、S-video 输入、 RGB 分量输入等，除了音频输入监控系统用到外，其余功能大部分用于图像处理工作，在此不作介绍。考虑到室内和室外监控距离的差别，使用的监视器分为室内室外两种：室内海康威视DS-

14、2CE1672P-IT3P 详细参数如下：型号DS-2CE1672P-IT3P传感器类型1/4”DIS信号系统PAL有效像素640（水平） *480 （垂直）最低照度0.1Lux （F1.2， AGC ON ）， 0 Lux with IR快门1/25s1/15000s镜头3.6mm， 6mm 可选镜头接口类型M12日夜转换模式ICR 红外滤片式水平解析度580TVL同步方式内同步视频输出1Vp-p Composite Output信噪比大于 52dB工作温度和湿度-4060 摄氏度，湿度小于90%（无凝结）电源供应DC12V+/-10%功耗5W MAX （当 ICR 切换时， 8.5W MA

15、X ）防护等级IP66红外照射距离25 米尺寸（ mm）94.6*83*139.7重量500g单价148 元室外乔安JA-516KRB-T详细参数如下：型号JA-516KRB-T感光元件镜头大小乔安（ 8249 方案标配 8mm（可选1080 线）4mm，6mm，12mm ，16mm ）信号制式PAL颜色色彩彩转黑白（白天彩色，红外启动后为黑白）防水等级IP66供电DC12V+/-1红外灯六灯阵列型红外距离50M信噪比=52dB最大功率12W最低照度视频输出OLUX （红外灯开启）1.0Vp-p ， 75 欧自动增益控制白平衡方式自动自动跟踪逆光补偿方式曝光模式自动电子曝光伽马校正0.45同步

16、方式内同步工作温度-2050 摄氏度重量0.85kg单价119(5) 视频放大器当视频传输距离比较远时，最好采用线径较粗的视频线，同时可以在线路内增加视频放大器增强信号强度达到远距离传输目的。视频放大器可以增强视频的亮度、色度和同步信号，但线路内干扰信号也会被放大，另外，回路中不能串接太多视频放大器，否则会出现饱和现象，导致图像失真。采用今可视视频放大器型号 : JK-101A，单价 65 元。(6) 视频分配器一路视频信号对应一台监视器或录像机，若想一台摄像机的图像送给多个管理者看，最好选择视频分配器。因为并联视频信号衰减较大，送给多个输出设备后由于阻抗不匹配等原因，图像会严重失真，线路也不

17、稳定。 视频分配器除了阻抗匹配，还有视频增益，使视频信号可以同时送给多个输出设备而不受影响。采用杰特康视频分配器型号 : JTK-V-1016，单价 165 元。(7) 视频切换器多路视频信号要送到同一处监控，可以一路视频对应一台监视器，但监视器占地大， 价格贵， 如果不要求时时刻刻监控，可以在监控室增设一台切换器，把摄像机输出信号接到切换器的输入端，切换器的输出端接监视器，切换器的输入端分为2、 4、 6、8、 12、 16 路，输出端分为单路和双路，而且还可以同步切换音频 （视型号而定） 。 切换器有手动切换、自动切换两种工作方式，手动方式是想看哪一路就把开关拨到哪一路；自动方式是让预设的

18、视频按顺序延时切换， 切换时间通过一个旋钮可以调节，一般在 1 秒到 35 秒之间。 切换器的价格便宜（一般只有三五百元），联接简单，操作方便，但在一个时间段内只能看输入中的一个图像。要在一台监视器上同时观看多个摄像机图像，就需要用画面分割器。采用 Tycom 八路视频切换器型号 : 608，详细参数如下：视频输入1Vp-p/75 欧8个BNC 座视频输出1Vp-p/75 欧1个BNC 座视频增益0.8Vp-p 1.4Vp-p信号频宽2MHz 3%影像分离度40dB 以上最大信号输入2Vp-p转换时间间隔1秒45秒环境温度-20 +60机身尺寸253 长 210 宽 60 高 (毫米 )功耗3

19、W重量0.96Kg单价50 元(8) 画面分割器画面分割器有四分割、九分割、十六分割几种，可以在一台监视器上同时显示4、 9、16 个摄像机的图像，也可以送到录像机上记录。四分割是最常用的设备之一，其性能价格比也较好， 图像的质量和连续性可以满足大部分要求。九分割和十六分割价格较贵，而且分割后每路图像的分辨率和连续性都会下降，录像效果不好。另外还有六分割、八分割、双四分割设备，但图像比率、清晰度、连续性并不理想，市场使用率更小。大部分分割器除了可以同时显示图像外，也可以显示单幅画面，可以叠加时间和字符， 设置自动切换画面等。采用五星盾视频分割器型号 : WXD-801V，详细参数如下：视频标准

20、PAL： 50 场/秒NTSC ： 60 场 /秒解像度PAL ： 720X576NTSC ： 720X480视频输入1.0Vp-p75 BNC录像输入1.0Vp-p75 输入录像输出1.0Vp-p75 输出报警方式视频丢失报警，外部触发方式，移动侦测报警视频输出方式全屏，电子放大，八分割，四分割，画中画，自动切换工作电压DC12V/1A环境温度-30 -60单价253 元(9) 传输介质：视频传输使用SYV 75-5 软同轴电缆。2、资金需求（投入）设给一所 200 平方米教室和300 平方米活动空地的幼教中心安装此系统。室内教室前后各一只，走廊一只对准门窗，男女厕所门外各一只监视进出人员，

21、共5 只，148*5=740 元。活动空地四角各一只监控围栏，屋外墙一只监控空地，共5 只， 119*5=595 元。同轴电缆较为便宜（ 5 元一大捆），估计约 500 元。10 只云台1000 元。10 个支架150 元。视频放大器2 个， 65*2=130 元。视频分配器2 个， 165*2=330 元。视频切换器2 个， 50*2=100 元。画面分割器2 个， 253*2=506 元。46 寸监控大屏 15000 元，学校教育部门各一个，共30000 元。视频网站域名租用费用每年38 元。网站设计费1000 元。视频数据云存储阿里云每月0.6 元 /GB ，一只摄像头采用4CIF 格式

22、存储一天的数据量约1.1GB，则一个月的云存储费用为1.1*10*30*0.6=198元。监控人员两名月工资共4000 元。小计固定费用 35051 元，每月可变费用 4200 元，在可接受范围内。3、资金来源（收入）教育部门为鼓励校方安装监控系统应给予一定的补贴，假设补贴20%，再由家长每6 个月缴纳监控费用，每人半年600 元，设学校每年招生量为30 人，则每月收入为 3000元。五、总体业务规划（一）职能域划分职能域业务过程监控系统规划研究规划门禁系统规划考勤系统规划设备购买计划设备购置管理设备安置计划设备维护计划监控计划管理监控管理监控方案改进管理日常监控管理监控实验点管理财务管理经费

23、管理会计核算保安人事管理人事管理劳资管理维修管理后勤管理能源管理（二）优化的C-U 矩阵主题数监门考购设维监监日 实经资财招保维能据库控禁勤买备护控控常验费金务收安修源规规规计安数计方监点信账报保信信信划划划划装据划案控效息目表安息息息主主主主主信主改数果库主主计库库库题题题题题息题进据主题 题 划库库库库库库库主主题库 库 主业务过程题题 库题库库库监控系统规划门禁系统规划考勤系统规划设备购买计划设备安置计划设备维护计划监控计划管理监控方案改进管理日常监控管理监控实验点管理经费管理会计核算保安人事管理劳资管理维修管理能源管理CC U U CUCUUUUCUUUCUCUUUUCUUUUUCUU

24、CUUUUU U CCCU C CUCCUUUUCC六、业务流程根据以上C-U 矩阵分析其业务流程，针对监控管理系统得出如下的3 层业务流程图以及相应的数据流程图：安保人员安保部门学生保安教师监控改进草案安保计划学生登记表监控事务报告日常学生活动报告3.2监控改进方案管理安保计划3.1监控计划管理学生安全事务记录3.3日常监控管理监控改进方案方案管理员3.4安保计划监控实验点管理实验点计划管 管理员理员日常监控执行计划安保秘书学生安全档案高层业务流程图3.3.1下达监控执行计划制定日程保安执行计划安保制定日程保安负责教师安保人秘书3.3.23.3.3保安监控事务报监控执行计审核监控审核后监控执

25、告汇总监控划草案行计划执行计划事务报告草案安保安保秘书秘书3.3.53.3.6教监控任务分全校监控日师日常监控监控任务配表程安排表安保负日程安排分配责人处理安保保秘书安监控日程安排表3.3.73.3.83.3.9学生登记表学生安全事务学生安全档日常监控组织学生记录学籍安保案调度安全活动管理教工保安教师学生3.3.4正式监控执下达正式行计划监控执行计划学生中层业务流程图3.3.7.1组织安保安保人员日常工作报告人员监控3.3.7.3工作保监控日程安排表安日常监控教日常监控调度汇总书调度汇总3.3.7.2师组织教师教师日常安全指导报告指导学生安保活动工作秘书3.3.7.4突发情况处突发情况理报告安

26、全处理安保秘书底层业务流程图3.2安保人监控改进草案监控改进方员案管理方案管理员DB_Plan3.1监控计划管理计划管理员学生登记表学生3.3监控事务信息保安日常监控管理日常学生活动教师信息安保秘书DB_Scheme监控改进方案安保计划3.4监控实验点管理实验点管理员DB_Execute日常监控执行计划DB_Record日常监控记录高层数据流程图DB_DayPlan日常监控计划3.3.1输入日常监DB_Execute控执行计划安保秘书3.3.4学生日常安DB_Student全活动学生3.3.5学生安全活动情况录入教师3.3.2修改监控执行计划安保秘书日常监控执行计划3.3.3打印监控执监控执行

27、计划保安行计划安保秘书3.3.6全校监控日程安排表保安日常监控日程安排处理安保负责人安保秘书教师DB_DayArrange日常安全活动安排表3.3.9学生安全事务记录学籍安保管DB_StudentFile学生安全档案理教工中层数据流程图3.3.7.1组织安保人员监控工作DB_Arrange监控日程安排表保安3.3.7.3DB_Work日常安全工作报告日常监控调3.3.7.2度汇总组织教师指安保秘书导学生活动工作教师3.3.7.4突发情况安DB_Emergency突发情况处理报告全处理安保秘书DB_Conclusion日常监控调度汇总书底层数据流程图七、用例模型根据以上流程图画出的相应用例图如下

28、：监控计划管理监控改进方案管理计划管理员方案管理员日常监控管理监控实验点管理安保秘书实验点管理员高层用例模型审核监控执行计划草案汇总监控事务报告下达正式监控执行计划下达监控执行计划制定日程安保秘书日常监控日程安排处理监控任务分配审核监控执行计划草案日常监控调度保安教师组织学生安全活动日常监控调度中层用例模型保安组织安保人员监控工作教师组织教师指导学生活动工作日常监控调度汇总安保秘书突发情况安全处理底层用例模型八、活动图与状态图以底层模型为例， “保安日常监控调度”活动图与状态图如下：安保秘书保安安保负责人下发监控日程组织安保人员安排表监控工作形成安保人员审核安保监控日常监控报告报告审核判断通过

29、不通过日常监控调度审核通过审核不通过汇总形成日常监控调度汇总书“保安日常监控调度”活动图下发监控日程安排表安保人员监控组织安保人员监控工作安保人员日常监形成安保监控报告安保监控报工作待组织控报告待撰写告待审审核通过审核不通过形成日常监控日常监控调度汇总审核通过审核不通过调度汇总报告“保安日常监控调度”状态图九、情景描述版十、时序图与类分析模型“突发情况安全处理”的时序图如下：: 安保秘书突发情况安全处突发情况处理编理主页面辑页面打开主页面显示页面信息查询操作输入查询条件单击 “查询 ”获得查询条件值发送查询条件值返回查询结果显示查询结果新增操作单击 “新增 ”打开编辑页面输入突发事件信息单击“

30、保存 ”突发情况安全处突发事件实体理操作执行查询操作返回执行结果发送编辑页面中的突发事件信息验证突发事件信息执行新增操作退出操作单击 “退出 ”关闭主页面“突发情况安全处理”用例的时序图: 安保秘书突发情况安全处理主页面 : 突发情况突发情况处理编辑页面 : 突发情况处突发情况安全处理操作 :突发事件实体 : 突发事安全处理主页面类理编辑页面类突发情况安全处理操作类件实体类打开主页面 ()显示页面信息 ()查询操作输入查询条件单击 “查询”获得查询条件值 ()发送查询条件值 ()执行查询操作 ()返回执行结果返回查询结果显示查询结果 ()新增操作单击 “新增”打开编辑页面 ()输入突发事件信息

31、单击“保存”发送编辑页面中的突发事件信息()验证突发事件信息 ()插入操作 ()退出操作单击 “退出”关闭主页面 ()“突发情况安全处理”时序向类与方法的映射结果类分析模型：（ 1）突发情况安全处理主页面类：打开主页面（）显示页面信息（）获得查询条件值（）显示查询结果（）关闭主页面（）（ 2）突发情况处理编辑页面类：（ 3）突发情况安全处理操作类：发送查询条件值（）发送编辑页面中的突发事件信息（）验证突发事件信息（）（ 4）突发事件实体类：查询操作（）插入操作（）十一、交互界面设计主要代码如下：privateJ Labeljlabel1;privateJ Labeljlabel2;privat

32、eJ Labeljlabel3;privateJ Labeljlabel4;privateJ Labeljlabel6;privateJ Labeljlabel5;privateJ TextFieldjTextField4;privateJ TextFieldjTextField3;privateJ Labeljlabel9;privateJ TextFieldjTextField7;privateJ TextFieldjTextField6;privateJ TextFieldjTextField5;privateJ Labeljlabel8;privateJ Labeljlabel7;pr

33、ivateJ TextFieldjTextField1;privateJ TextFieldjTextField2;privateJ ButtonjButton1;privateJ ButtonjButton2;private JButton getJButton1() if (jButton1 = null) jButton1 = new JButton();jButton1.setText(清除 );jButton1.addActionListener(this);return jButton1;private JButton getJButton2() if (jButton2 = nu

34、ll) jButton2 = new JButton();jButton2.setText(提交 );jButton2.addActionListener(this);return jButton2;private JLabel getJLabel7() if (jLabel7 = null) jLabel7 = new JLabel();jLabel7.setText(申请原因 );return jLabel7;private JLabel getJLabel9() if (jLabel9 = null) jLabel9 = new JLabel();jLabel9.setText(申请人与

35、学生关系);return jLabel9;private JLabel getJLabel8() if (jLabel8 = null) jLabel8 = new JLabel();jLabel8.setText(申请人姓名 );return jLabel8;private JTextField getJTextField7() if (jTextField7 = null) jTextField7 = new JTextField();return jTextField7;private JTextField getJTextField4() if (jTextField4 = null) jTextField4 = new JTextField();return jTextField4;private JTextField getJTextField1() if (jTextField1 = null) jTextField1 = new JTextField();return jTextField1;private JTextField getJTextField6() if (jTextField6 =