宝丽来学校教室视频监控系统方案(NEWEST)

1、学校教室视频监控系统方案深圳宝丽来科技有限公司2010年4月目 录1、概述32、数字化视频管理系统介绍621 数字化视频管理系统结构622视频管理系统及监控系统设备配置95、视频管理系统的整体功能特点介绍116、整体设备选型1361、网络匀速球机1362中心管理服务器1563 文件服务器1564 流媒体服务器（选配）1665 图像工作组（选配）167、系统设计方案依据和指导思想177.1软件设计177.1.1 数据库软件DB SOFT177.1.2 服务器管理软件177.1.3 文件服务器软件187.1.4 流媒体服务器软件1972设计依据2073设计指导思想208、系统应用优势及特点2181

2、、功能集成，充分利用校园网络资源2182、高度智能化、自动化的教学环境2183、高度的开放性218 4、经济性2285、维护的简单化2286 、优秀的图像品质2287、低带宽占用2288、低延时性2289、无限制位点远程实时监控录像23810、系统结构灵活23811、可扩容性强23812、易操作性23813、自主开发239、系统网络结构238、系统组成及各部分配置要求249、系统的性能指标及主要参数2510、设备清单以及价格26101、前端设备报价261、概述 校园数字化视频管理系统是目前国际上最新的基于网络的第三代全数字视频监控系统产品，完全克服了传统的模拟监控系统的种种缺陷，并且

3、在功能和性能上更胜一筹。本系统主要利用最新的计算机处理技术，将前端教室的视音频信号编码压缩成数字信号通过网络传输到监控中心，再在监控中心将数字信号还原成视音频信号并显示。由于目前在校园里，随着国家"校校通"工程的推进，越来越多的学校拥有了高带宽局域网环境，并逐渐接入互联网，因此量子教室集中监控系统仅需通过该网络就可以实现教室集中监控功能。深圳宝丽来科技有限公司依托多年的网络监控技术，结合先进的温湿度远程采集、人脸识别、身份验证、远程语音/广播等技术，开发出了一套音、视频相结合的、针对校园监控、多媒体教学为一体的大型管理系统，使数字化视频管理系统不仅在日常学生考试中能发挥功效

4、，而且在大部分时间内可发挥其它作用，充分利用现有资源，缩减学校投入成本，同时创造出更大价值。学校数字化视频管理系统采用相同的管理服务器，因此对于这个系统的管理始终可以保持同步，针对于该系统，整体方案实现的原理图如下图所示：由上图可以清晰的看到视频管理系统系统的前端设备由网络恒速球机构成，后端监控中心是由中心管理服务器、文件服务器、流媒体服务器、电视墙构成。前端部分与后端部分最终通过核心交换机构成，这里网络传输方式可以选择光纤方式或者百兆网络方式。数字化视频管理系统系统最终都连接到学校校园网，可以同时在校园内部被学生老师们访问，同时，也可以通过校园网与互连网之间的互联，被学校外面的家长或者其他人

5、员来访问，“眼睛是心灵的窗口”，通过该系统可以展现学校教育现代化的同时让网络成为“心”的沟通方式。教室布局如下图所示：由上图可见，每一个教室由课桌、讲台、室内型网络恒速球机、背投显示器、控制台、无线麦克风、音响组成。结构图如下：2、数字化视频管理系统介绍数字化视频管理系统由宝丽来网络恒速球机、中心监考管理服务器、巡查指挥客户端组成。宝丽来网络恒速球机安装在前端教室，主要执行将摄像机抓取的视频图像编码压缩成IP数据包并上传网络的功能；中心监考管理服务器负责将接收所有数据，并进行显示、转发、存储、查询的工作；而教室巡查指挥客户端安装在各个监控分点，如监控中心副控、校长办公室等，负责巡视各个教室考生

6、应试情况，了解当前教室温湿度等环境状况，并可向前端发出指挥命令，通报当前情况等。21 数字化视频管理系统结构视频管理系统的前端音、视频采集部分是以网络恒速球机及网络摄像机为核心设备来进行采集压缩传输的。网络恒速球机（PU）主要负责现场音视频数据的采集，并可以通过输出开关信号，对现场外围设备进行控制，达到收集现场数据并实时解决危情的目的。网络恒速球机的辅助设备接入图如下所示：网络恒速球机外部设备接口图教室等区域的监控系统是数字化视频管理系统的重要组成部分。由上图，每一个教室中接1个室内型网络恒速球机，由球机直接采集到模拟音、视频信号并且将模拟视频信号转换为数字音、视频信号，通过校园网或者专用网络

7、传输到学校视频管理系统中心监控服务器中。同时，如果在其他监控点上，将网络摄像机作为前端音、视频采集设备，原理同上。中心监控服务器并不是简单由一台服务器构成，因为要充分考虑到学校中的教室的数量规模。中心监控服务器是由一台监控管理服务器、一台文件服务器和一台流媒体服务器组成。如下图所示：由上图可以看到，中心监控服务器由三台服务器组成，管理服务器、文件服务器、流媒体服务器，前端网络球机（PU）或者网络摄像机将编码后的音、视频数据通过校园网络传输到文件服务器，由文件服务器进行暂时性保存，之后传输给流媒体服务器的同时传输到管理服务器，可直接在管理服务器中进行音、视频的直接监看。流媒体服务器将收到的视频文

8、件流转换为视频数据流，传输给每一个监控终端，如下图所示：同时，管理服务器可对教室进行存储、管理、监看过程的管理，同时管理服务器还具有控制解码器组的功能，能够协调图像服务器的工作，图像服务器通过网络可以接受到前端网络摄像机的视频进行解码输出到电视墙上。前端网络摄像机及网络恒速球机直接将模拟的视频信号转化为数字信号后，通过校园网络传输到学校监控管理中心。监控人员对于查询这些监控画面，如果只是通过电脑软件来进行查询，对于细节的扑抓将会比较困难。因此在监控管理中心需要配置对应的监视器组成监控电视墙。而控制和显示视频到监视器上的设备则采用网络视频解码器。如果在管理中心中需要扩充电视墙的数目，只需要采用网

9、络视频解码器来进行处理即可，通过网口输入获取到网络中的音、视频数据，经过DSP硬件解码之后还原成模拟的视频信号直接输出到监视器上。监控管理人员只需要操作网络视频解码器的管理软件或者外接入键盘即可实现控制电视墙的切换视频，轮巡显示的功能。解码器外接键盘如下图所示：22视频管理系统及监控系统设备配置A、 网络恒速球机： 负责前端音、视频的编码和传输B、管理服务器：负责数字化视频管理系统的所有服务器之间的管理协调、监看浏览、解码控制C、文件服务器：负责数字化视频管理系统中文件的存储和分配、传输，同时将在一定时期内的文件进行暂存D、流媒体服务器：负责数字化视频管理系统中文件流与数据流之间的转换，网络传

10、输E、图像服务器：负责将软件中的视频以VGA方式输出大型LCD显示屏上（选配）随着学校教学系统现代化的普及，学校视频管理系统已经成为多媒体教学的重要组成部分，同时也是整个电子化教学系统的核心单元，该系统的核心设备是一台大型数字视频网络管理服务器（中心服务器）、数据库服务器、文件服务器、流媒体服务器共同组成的。下图中简单的描述了数据交换处理层的主要设备，本文后续会专门讲述各个设备的用途及相互关系。5、视频管理系统的整体功能特点介绍 监视功能 通过校园网络，直接可以在教室监控中心电脑上看到各教室的情景，也可以将各教室的情况切换到电视墙上来观察。画面分割轮巡功能 无须画面分割器、切换控制矩阵设备，通

11、过中心监考管理服务器设定，就可以实现多视频画面同屏分割显示（1、4、9、16路）、多组画面轮巡显示。教室监控     通过中心监考管理服务器设定，将各个教室的场景分别切换到电视墙上监视，或向前端发出控制指令，调整摄像机焦距或云台进行局部细节观察。海量存储   可以对所有教室的场景进行实时或定时录像，或手工启停录像、报警触发录像，录像存储媒介为电脑硬盘、阵列、NAS等，录像的磁盘容量空间可设置，并具备自动覆盖功能。智能化检索回放   可以按时间、教室号、摄像机号、报警事件等条件智能化快速检索回放记录的录像资料，回放有逐帧、慢放、常速、快速及放大/

12、缩小等多种方式，并可以将任意一副回放图像存放成JPEG或BMP格式的图像，供数据交换使用或打印输出。字符叠加     在每路视频上，可以实时叠加时间、教室号、考试科目、监考老师等信息，使调阅时一目了然。场景抓拍     在区域监控中心主控电脑或校园网内各分控点电脑查看过程中，可以随时对窗口图像的突发场景图片抓拍保存。 网络广播 随时可通过网络进行英语听力语音的播放，防止校园广播突然损坏，以防突发事件对重要考试的影响电子广播可通过管理软件对远程指定的教室进行电子广播，通过电子广播能够对设定的范围进行语音广播。温室度叠加可将各考点温湿度远

13、程传回中心，当温度超过设定最高（低）温度时，系统便报警给管理员，确保考生在舒适的环境中进行应试   权限管理     实行操作权限分级管理，按工作性质对每个用户赋予不同权限等级，系统登录、操作均进行权限查验，保证系统的安全性。 校长专控   校长通过教室巡查指挥客户端即可在屏幕上选看任一教室纪律情况。     远程网络巡考      各级招考管理部门都可通过校园网或广域网远程调看现场视频，随时把控全局 学校监控具备所有传统监控的功能，报警处理、视频显示、录像存储、电

14、子地图、语音对讲等等，其基于数字处理的技术，让转发也变得轻而易举多媒体教学无须增加任何成本，利用本系统可以提供远程教学示范功能。我们知道，为了推广优秀教师的先进教学经验，或者考察教师的教学水平，学校经常需要安排进行教学示范课，但是传统的教学示范是把听课人安排在授课进行的教室里，不仅限制了听课的人数，还对正常的授课造成影响，而且传统的教学示范也只能在本地进行，对于外地观摩的教师更是不便。本系统除了可以对教学示范课进行直播外，还可以进行实时录像，听教学示范课的人员不需要进入授课现场就可以看到教学示范的实况，异地的观摩教师可以通过互联网（或广域网）方便地观看整个教学示范课的情况。6、整体设备选型61

15、、网络匀速球机BC8300-QH-420/480性能参数·采用嵌入式设计，产品体积小，集成度高，可安装于多种场所，便于组网·自润滑铁基齿轮，不抱死、耐磨，支架材料SPCC，钢性好，弹性好，不易变形·室内，可吊装或壁装，防尘IP66级·支持PAL/NTSC复合视频·H.264压缩(BC8301H，BC8301HW)、Mpeg4压缩(BC8301M, BC8301MW)·Sony 520线 1/3 CCD （可选配其他）·支持D1高清晰H.264/MPEG4视频压缩，向下支持CIF、HalfD1格式·通过网络进行人脸识

16、别、截取、存储，大大增强后期取证时的判断准确度·系统集成Web Server,使用Web页面便可轻松实现远程监看、控制、设置·支持多种网络的远程升级，使维护轻松简便·支持动态IP地址，支持局域网、Internet（ADSL、有线通）·支持多种无线传输，802.11g无线局域网、CDMA、GPRS ·网络自适应技术，根据网络带宽自动调整视频帧率·视频码率16Kbps-4Mbps连续可调，帧率1-30 (1-25)连续可调·画面延迟小于200毫秒（局域网）·视频遮挡、移动侦测、探头等报警功能(可设区域和灵敏度)

17、3;RS-422/485透明串口，支持外接数字型报警探头设备、温湿度传感器设备等·支持多用户同时访问，多级用户密码权限管理·录像文件可直接使用Microsoft Media Player播放·异常自动恢复功能，网络中断后可自动连接·支持PTZ控制·支持USB接口·前端支持Jpeg抓拍技术指标参数内容BC8300旋转旋转范围水平：0355°/垂直：090°，最小水平转角：12°转动速度水平/垂直：12°./S、6°/S 球机协议通讯协议PELCO-D/PELCO-P/KRE-301/RM

18、110等，波特率1200/2400/4800/9600可选镜头CCD模块1/3 CCD，520线（可选配其他）镜头自动白平衡、电子快门、自动光圈、自动增益控制、自动背光补偿视频视频制式支持NTSC或PAL格式视频压缩方式H.264帧率25帧/秒（PAL制式），30帧/秒（NTSC制式）,向下可调图像调节亮度、对比度、色度、饱和度，图像质量级别调节支持的分辨率PAL格式D1：704×576 (高清晰)、Half D1：704×288、CIF：352×288NTSC格式D1：704×480 (高清晰)、Half D1：704×240、CIF：352

19、×240平均占用带宽200 kbps(分辨率352×288，25帧每通道)画面延迟小于200毫秒(局域网)音频音频输入线性输入音频压缩标准G.722, 音频采样率 8kbps网络网络接口RJ-45 10/100M性能输出帧率最大为30fps，网络带宽占用最小为32Kbps动态域名内置动态域名客户端，配置成为二级域名方便动态IP用户使用建议远程监看用户数量10网络监控方式IE浏览、配置、升级报警触发事件时间/报警输入/视频移动侦测/视频丢失动作报警输入接口四路报警输入(采用门限电压3.1-4.1) 触发后动作继电器输出控制外围设备。报警输出接口四路继电器报警输出(1A 120

20、VAC 1A 24VDC) 控制I/O及控制接口一个RS-485端口，支持透明通道传输无线WiFi无线802.11g/b 其它CPU高性能DSP操作系统实时嵌入式Linux操作系统安全性3层密码保护工作温度环境温度：-35+65（无温控）温控：-50C-+450C启动温控作用/湿度：90%工作湿度20 80%输入电压DC12V，最大工作电流3A（包括摄像机电流）功率<20W，温控25W整机尺寸167mm×138mm×174mm 62中心管理服务器处理器 INTEL至强四核X3210 内存 1GB ECC DDR2-667内存 显

21、示 ATI显示控制器，独立16MB显存 光驱 标配COMBO光驱配套软件IMAGINEWORLD-RVS CONFIGIMAGINEWORLD-RVS SERVERIMAGINEWORLD-RVS CLIENTIMAGINEWORLD-RVS APS63 文件服务器 处理器 最大支持四颗Intel Xeon 四核7300或双核7200系列CPU，1066MHZ前端总线 内存最大支持256GB FBD DDR2 667内存（单条8G）；  四块内存板，每块可支持8个DIMM槽，标配带一个内存板； 支持内存镜

22、像, 内存热备技术 显示 集成32MB ATI显示控制器 光驱 标配Slim COMBO配套软件IMAGINEWORLD-RVS RVSIIMAGINEWORLD-RVS APS64 流媒体服务器（选配）处理器 INTEL至强四核X3210 内存 1GB ECC DDR2-667内存 显示 ATI显示控制器，独立64MB显存 光驱 标配COMBO光驱配套软件IMAGINEWORLD_RVS RVSII65 图像工作组（选配）处理器 INTEL至强四核X3210 内存

23、 1GB ECC DDR2-667内存 显示 ATI显示控制器，独立256MB显存（3片） 光驱 标配COMBO光驱配套软件IMAGINEWORLD_RVS RVSII7、系统设计方案依据和指导思想 7.1软件设计在电子监考和视频点播系统中，监控与教学两大功能在相同系统结构中实现，其核心的部分就是软件。7.1.1 数据库软件DB SOFT在电子监考系统中的主要软件有数据库建立软件IMAGINEWORLD-RVS-DB-CREATOR_V2.00.01，数据库查询工具软件IMAGINEWORLD-RVS-DB-QUERY。这两个软件均安装在管理服

24、务器中，如下图所示：7.1.2 服务器管理软件IMAGINEWORLD-RVS-SERVER软件安装在中心管理服务器中，该软件以系统服务的方式应用在Windows Server2003下面，与SQL SERVER SP4数据库进行通讯，并且通过自身强大的软件管理能管理控制SERVER CONFIG软件。界面如下图：IMAGINEWORLD-RVS-CONFIG软件是中心管理服务器的核心软件，如下图所示：CONFIG软件负责对所有的前端设备进行管理，对每一个终端用户的权限进行分配和管理，对每一个转发终端进行管理，同时对电子地图进行管理，及录像管理等工作。7.1.3 文件服务器软件IMAGINEW

25、ORLD-RVS-FILETIP软件是进行文件管理的软件，由服务器软件CONFIG分配了录像事件和录像任务之后，该软件贯彻执行该任务。如下界面：7.1.4 流媒体服务器软件IMAGINEWORLD-RVS-RVSCONFIG软件是专用控制流媒体服务器的软件，该软件可以管理流媒体的发送和接受，同时可连接到中心管理服务器进行数据验证等工作。支持大量用户同时访问机制，可优化系统资源。流媒体服务器中含有网络负载平衡功能。可对网络情况进行判断，如下图：整套系统运行起来还有一些其他软件，例如在终端访问用户有IMAGINEWORLD-RVS-CLIENT软件，在现实视频到电视墙上的时候需要使用IMAGINE

26、WORLD-RVS-MATRIX软件来作为管理电视墙。控制网络存储设备的时候使用IMAGINEWORLD-RVS-APS软件。72设计依据 主要依据教育行业的实际需求，以及本产品在教育系统多次应用过程中实际经验，各招标文件技术部分中所提出的整体建设目标、系统功能、技术性能指标等，在设计时着重参考工业电视系统工程设计规范、MPEG4视音频编解码标准-视听对象的编码（6部分）、100BASE-TX快速以太网接口标准、电视监控工程程序与要求等标准。 73设计指导思想 本解决方案以满足实际应用为出发点，在视频传输方面尽量利用校园现有的网络以求最大程度降低系统造价。 性能、功能先进：设备选型要保证技术领

27、先，性能可靠，操作简便、实用，维护简单，性能价格比最优，并留有扩展余地。设备采用均采用目前领先技术和生产工艺制造，系统建成后，三至五年不会落后淘汰。     系统功能完善：可以实现各种实际应用中所需要的功能。     操作简单实用：采用高科技手段，进行智能化设计，尽量减少系统操作的复杂性。并作到系 统工作稳定可靠，维护简单。     外观效果美观：前端装置安装均考虑安全性、隐蔽性及美观性。     系统稳定性、可靠性 所选硬件均选用先进、成熟、可靠的产品，且具备良好运行业绩。

28、     系统先进性：采用目前最先进的软硬件组合，使系统兼容性、升级、扩展更容易，并采取 模块结构维护简单化。     易操作性和实时性：所有操作均采用WINDOWS标准窗口操作，并使信号实时上传，真正做到实时性。     低维护性：通过模块化、层次化的设计可基本实现系统的免维护。 可扩容性：可根据需要方便地进行网络逐级汇接，增减各类前端设备等。8、系统应用优势及特点数字化视频管理系统系统不仅功能强大，在性能上也超过常规的视频监控系统及传统的点播。本系统优势主要表现在以下几方面： 81、功能集成，充分利用

29、校园网络资源     常规的解决方案都是将上述的功能利用多个系统来实现，造价高且以后的扩充和升级不方便。本方案利用现代计算机网络技术的先进性，将多个功能集成起来，不仅充分利用了校园网高速准确的优点，同时也容易将各种服务需求集成于Intranet，体现了先进性和经济性。 82、高度智能化、自动化的教学环境     充分利用现有软、硬件设备，极大地改善了教学条件，同时节约了老师与学生的许多时间，使得教学工作达到数字化。  83、高度的开放性     由于校园网采用开放的网络技术，而本系统的各种应用服

30、务均基于现有网络软硬件平台，系统的扩充仅需在前端增加宝丽来网络摄像机硬件设备或在监控中心增加电脑设备而无须任何复杂的过程，做到真正高度的开放性。 8 4、经济性 利用校园网络，无须费时费力铺设复杂的传输线路，其系统造价在同等设备配置与功能要求情况下，比常规系统模式节省30%左右投资。 85、维护的简单化     常规的解决方案一般是利用多个系统、各种复杂设备集合解决，其维护也就需要不同的专业人员。本系统基于校园网络，利用计算机系统处理技术，由于系统强大的网络功能，更可实行远程操作维护，使得系统的维护简单化,更是降低了后续的维护费用。 86 、优秀的图像品

31、质     采用先进的H.264编解码技术，图像清晰、自然。标准分辨率352×288像素，最高达704×576像素，并可自定义。图像无闪烁，连续性好，标准图像帧率25帧/秒（PAL 制式）、30帧/秒（NTSC制式）。特别适用于对教室进行细节观测的应用。 87、低带宽占用     采用独特的自适应P帧及B帧压缩技术，进一步加强了H.264压缩算法的压缩比，配合IP组播功能，大大降低了浏览图像时占用的网络带宽。传输图像在25帧/秒、分辨率352×288像素时，平均占用带宽仅为250kbps，使用户在同样的网

32、络条件下可传输的视频路数提高了数倍，无形中节约了用户的网络资源投入。   88、低延时性     H.264加强标准编码技术，远程视频传送延时不到一秒，极大改善了远程实时监控效果。 89、无限制位点远程实时监控录像     采用独特流技术，突破了传统的数字监控方式的局限性（注：传统的数字监控方式采用硬盘录像机或工控机加视频压缩卡作为站端视频处理单元，虽然比模拟监控更胜一筹，但无法将多路压缩后的视频信号同时上传到监控中心。），可同时对无限制多个监控位点图像实施远程实时监控录像。 810、系统结构灵活  &#

33、160;  采用标准的组网方式，支持IP单播、组播功能，可以组成点对点的监控系统，又可以组成一个中心对各站点的系统；在网络上可以设置多个分控图像工作站，满足多个用户的需要，也可以用WEB方式组成多级监控系统。 811、可扩容性强     采用模块化设计，能够平滑实现端局扩容、中心扩容和分控台扩容。无论单级扩容或多级扩容都可以充分利用前期资源，降低扩容投入成本。 812、易操作性 数字化视频管理系统管理软件的操作平台是LINUX系统，控制界面为图形方式，界面、菜单全为中文，用户可以非常迅速地熟悉操作软件的使用。 813、自主开发   &

34、#160; 系统的核心硬件设备和管理软件均属自主开发，能够及时提供良好的售后服务，响应用户的特殊需求，针对用户的要求进行功能方面的量身定做。 9、系统网络结构     视频管理系统集中监控系统对于纳入遥视监控范围的教室数量是没有限制的，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需监控教室数量自由组合定义，同时系统可按多级组网的方式，形成大规模的远程集中监控网络。 视频点播系统在使用流媒体网络传输协议下，同时可支持100位以上的同学或者家长进行访问，保证了视频传输的流畅度。同时，点播系统中支持权限管理功能，根据不同的权限只能在该权限范围内进行点播，不能越权

35、点播，大大增加了该系统的使用安全性。8、系统组成及各部分配置要求如前所述，根据教室监控的应用特点及管理模式，视频管理系统集中监控系统基本上分为远程教室集中监控、教室巡视调度和前端教室系统。     其中，远程教室集中监控和教室巡视调度功能基本一致，主要包括监控管理主机、显示设备、录像资料存储设备以及电子网络视频集中监控系统软件。前端教室系统包括摄像机及配件、语音设备、网络摄像机、报警设备（可选）等。     视频、音频、告警信息，由网络摄像机压缩编码后，通过网络上传到监控中心，完成实时监控，掌握教室场景情况。监控中心可实施对教室监控设备的管理、告警信息的查询、图像浏览和控制等功能。     考虑到教室监控系统建设的特点，视频管理系统集中监控系统具备良好的可扩展性。各功能部分采用模块化结构，非常易于扩容、组网方便、配置灵活，并具有良好的用户接口。