1、工业园网络视频监控系统工程设计方案工业园网络视频监控系统工程设计方案第一章 技术方案 31.1 项目概述与需求 31.2 设计原则 31.3 设计依据 51.4 系统总体设计方案 51.4.1 系统结构图 51.4.2 前端设备 61.4.3 传输网络 91.4.4 中心设备 121.5 集中管理软件平台 171.5.1 软件概述 181.5.2 软件特点 181.5.1 系统组成 191.5.2 平台功能 21第二章 设备参数介绍 272.1 智能小型高速球（BL-520PCB） 272.2 红外摄像机（BL-702AMC-N） 282.3 四路网络编码器（BL-E704FD） 292.4
2、网络服务器矩阵（BL-DVR4016A264） 302.5 （19寸）液晶监视器（BL-CM19ACC） 322.6 （42寸）彩色液晶监视器(BL-CM42ACC) 33第四章 设备清单 37第一章 技术方案一.1 项目概述与需求智能安全联网管理系统的建设根本目标是提高园区安全、生产与管理水平，及时有效控制生产安全隐患，综合提高生产、工作效率，及时处理工人操作中容易出现的问题。结合园区信息化建设总目标及和安全生产总体要求，建设先进的视频生产调度管理平台。该系统作为一个基于IP 网络的可视化综合通信系统，是园区高层对各分厂、科研所及工房管理的高效技术手段。 工业园可视管理信息系统是基于网络平台
3、的有关园区安防、生产管理的音视频数据的管理系统，它是传统视频监控系统在功能上的延伸和扩展，在通讯手段上的升级和进步，是未来工业电视、闭路电视系统的发展方向。 系统可实现的主要功能分为四大部分: 一是满足安全保卫的需求:对园区、大门、围墙、办公室、运输等的视频实时监控；结合库房、车间等环境的传感联动报警，防范意外事故的发生。 二是是企业领导以及各部门需要随时了解员工工作情况，车间生产情况、流水线运作情况等，对安全突发事件需要进行即时处理，需要进行视频监控及双向语音通信。 三是企业生产部调度中心对各分厂调度室、科研所及工房生产现场视频监控及生产调度;各分厂调度室、科研所对本厂工房生产现场视频监控及
4、生产调度;需要进行双向语音通信。 四是用于企业对各厂区管理，通过视频会议功能，为公司会议、生产会议、日常管理等提供高科技手段。一.2 设计原则在系统设计和设备选型方面，遵循以下原则：先进性：选用设备注重其技术领先，采用实时性强、压缩比高的音视频服务器，彩色高清晰低照度摄像机，既可以保证网上传输占用较小的带宽，又可以保证较高的图像传输质量。系统应是满足可靠性和实用性要求前提下的最先进的系统。系统应是一个符合集散系统发展趋势；特别是符合计算机技术和网络通信技术最新发展潮流并且应用成熟。安全性：由于通过网络传输监控图像，因此其安全性也极为重要。接收发送服务器要具有多级密码登陆功能，传输的图像格式通过
5、通用软件来浏览，不能对其进行修改。远程监控端具有权限设置功能和密码登陆功能，并能对各分支及中心的主机进行工作状态检测，这样来确保系统的安全性。稳定性：应采用成熟稳定的产品，视频采集和编解码设备采用嵌入式产品，应能够保证系统7X24小时不间断运行。可靠性：具有设计独到的视频流量管理功能，保证网络通畅。可实行多级操作权限管理，保证统一、规范管理。系统具有自诊断功能。系统的平均无故障工作时间MTBF10000小时。标准化：应遵循国内和国际的通用标准。网络视频监控系统就是要实现在网络系统上的音视频传输和共享。本系统采用的产品均遵循网络协议（TCP/IP）和传输标准的要求。兼容性：因全区网络情况不尽相同
6、，系统应具备很好的兼容性，同时能与已建成的监控点监控系统很好的融合。开放性：软件可以与第三方系统相融合，可以读取第三方系统的相关数据，也可以为第三方系统提供其需要的相关数据，提供SDK（二次开发包），具有开放式结构。易用性：可远程调节视频图像质量与带宽占用，可以根据需要调节帧数、分辨率、图像质量等，支持64K-2048Kbps的传输码率，支持多种图像浏览方式。软件系统应基于B/S和C/S架构的组网技术，可以方便灵活的使用。实时性：视频延时小于1S。完善性：功能完善的录像管理体系。系统可选用手动、移动侦测、报警、定时录像等多种录像方式；提供指定周期的滚动删除功能，有效防止存储空间耗尽。可扩展性：
7、采用实时监控调度网络架构，内部采用可配置方式进行集中管理，当增加分支点进行扩展系统时，只需要看作增加网络上的一个新的外部结点即可，即只要增加前端设备，不用添加其他附加设备，以保护用户的投资。系统中控制部件（软、硬件）采用集中式结构、嵌入式等技术措施，可以方便灵活的进行扩充，充分保证系统在将来的适应性。经济性：在确保完成系统功能的前提下，尽可能选择性价比高的产品，降低系统总体造价。易维护性：由于各监控点作为网络上的一个外部结点，之间是相互独立的，当某一个分支出现系统故障时并不影响整个远程网络集中监控，增强了系统的易维护性。一.3 设计依据1 GB50198民用闭路监视电视系统工程技术规范2 GB
8、50348-2004安全防范工程技术规范3 GBJ115-87工业电视系统工程设计规范4 GBJ42-81工业企业通信设计规范 5 JGJ/T16-92民用建筑电气设计规范6 GB/T50314-2000智能建筑设计标准7 GB50174-93电子计算机机房设计规范8 EIA/TIA-568 建筑线缆标准9 EIA/TIA-569 建筑通信通道和空间标准10 EIA/TIA-607 建筑有关通信接地标准11 EIA/TIA-606 建筑通信管理标准12 GB50057-94建筑物防雷设计规范13 GBJ232-92电气装置安装工程施工及验收规范14 GB4943-95信息技术设备（包括电气事务
9、设备）的安全15 GB/T75-94安全技术防范规范工程技术规范16 多种广域网通讯协议：Frame Relay、TCP/IP、IPX、NetBIOS、HSSI、PPP一.4 系统总体设计方案一.4.1 系统结构图园区视联网监控系统的前端设备包括红外摄像机、智能快球、双鉴探测器等设备，这些设施根据不同的功能安放在相应的位置。视频信号、音频信号和控制信号通过建设监控专网络进行传输，园区内各大楼实现千兆连接，中间设置网络安全系统保护监控专网的安全，用户可以在任意地点通过网络输入用户名和密码查看监控图像和历史录像。系统网络拓扑图如下：系统拓扑图一.4.2 前端设备 园区边界、园区主干道、楼宇周边鉴于
10、工业园区大楼，要做到安全防范监控无漏洞，本项设计彩高速智能球机对工业园区进行全面监控。要求在平时球机经人工编程设置自动巡航扫描，使监控面更广阔，一旦发生案情时，球机自动旋转至报警区域，对该区域进行图像画面放大特写，并在几个重要路口设置跟踪球摄像机联动追踪，让入侵者无藏身之地。根据以上需求分析，故此本项目设计采用美电贝尔公司专业生的智能高速球机（BL-520PCB）。彩色4智能超小型防暴力高速球1/4SONY EXview HAD CCD, SSNR数码降噪功能，清晰度彩色540TVL转黑白600TVL，最低照度彩色为0.1Lux/F1.4转黑白0.01Lux./F1.4双滤光片切换日夜转换功能
11、，内置10倍光学变焦镜头（3.8-38mm），10倍电子放大功能，自动光圈,自动聚焦，水平0-400/秒,垂直0-120/秒,360连续旋转, 防雷设计。128个预置点,内置解码器,RS-485通信，隐私区域遮蔽, 防暴力外观设计，防护等级IP66， 电源DC12V2A。美电贝尔智能球机是集高清晰度彩色摄像机、万向变速云台和多功能解码器于一体的高科技监控产品。最大限度地减少了系统部件之间的连接、安装过程，提高了系统的可靠性。同时该类高速智能球机也便于安装和维护，具有外形美观、轻巧灵便、操作简单等优点，灵活室内外安装四种方式可选。智能球区别与传统的摄像机+云台+解码器的模式在于具有快速定位，快速
12、响应的能力，性价比更高，调试、安装、操作更方便等诸多优点，得到了广泛的运用。美电贝尔智能球机具有“功能选择菜单”功能，也是本智能球的一大特点。考虑到用户对智能球操作的直观性和方便性，智能球增加了On-Screen Display（OSD 功能选择菜单）菜单功能。与该智能球相关的信息可以通过OSD功能显示给用户，通过字符、图标等显示方式，用户可以直观地对智能球进行操作，对需要处理的事件进行编程，在某种程度上使人机信息交换界面更加友好。通过该功能，可以设定智能球标题，便于用户选取所需要控制的对象；对摄像机软地址进行编码，修改控制对象地址（ID），该操作可以增加系统安全性，防止非操作人员进行误操作；
13、可以对智能球预置位置情况编程，显示预置位置基本信息，将当前所处状态反馈给用户，使用户在第一时间进行相关处理。当然，还可以通过该功能对智能球功能进行设定操作，对一些特殊功能进行编程控制等等。 美电贝尔智能球机预置点巡视功能也是本智能球的一大特色，以往有的监控系统，需对多点监视就使用多个固定摄像机实现多点监视，由于智能球的全方位功能，所以以往的多点监视往往可能会被一个智能球所替代。需被监视的多点可以设置成为预置点，通过调用预置点来观察各个点的情况。智能球带有128个预置点，所谓巡视功能，是指球机在指定的预置点之间巡回扫描，其中包括扫描速度，每个预置点的停留时间。由于常规的巡视方式有其局限性，主要体
14、现在：巡视过程为点到点的运动，是在三维空间进行的球面运动，即走最短的曲线。如果用户希望智能球还原用户在每个点之间的操作过程，或者重复实现一些特定的简单动作，那么很难使用常规的巡视功能来还原。因此，智能球增加了人性化的自学习功能。使用该功能，在特定的时间内用户对球机进行的所有操作都可以被原版地记忆和还原。从而使对于某些复杂的、特定的、往复的轨迹运动，通过自学习功能，能够有效的重复实现。 园区主干道、楼宇主出入口、楼内房间、各楼层走廊实施监控系统设计时，为达到24小时实进监视，设计采用美电贝尔专业生产的彩色日夜型红外线摄像机BL-702AMC-N。采用1/3SONY Super HAD CCD与D
15、SP数字信号处理器，是集摄像机、防护罩、镜头、红外线等于一体，外观时尚的红外线摄像机。具有双滤光片功能，彩色黑白自动切换。利用先进的BELL DSP数字信号处理器对图像进行有效的处理，提供优质的图像。高性能的镜头与红外灯的完美结合，在夜晚光线不足的情况下也可保证图像的质量,具有良好的图像还原性。具有OSD菜单功能，适用于各种场合。如商场、地下车库、小区、金融、机关单位政府日夜监控等场所。前端设备清单：区域名称楼层室内智能球 BL-520PCB红外摄像机BL-701AMC-N双鉴探测器1号科研楼1F4342F3363F3342号科研楼半地下室2221F4352F3443F2433号科研楼半地下室
16、4321F9572F7583F660行政楼地下一层61F5222F217143F21544F215综合楼1F41122F61合计(610)6854220一.4.3 传输网络一.4.3.1 安全防范系统传输概述传输系统包括视频信号、电源、控制信号、报警信息的传输。在安防系统中，监控图像的传输是整个系统的一个至关重要的环节，选择何种介质和设备传送图像和其它控制信号将直接关系到监控系统的质量和可靠性。目前，在监控系统中用来传输图像信号的介质主要有同轴电缆、双绞线和光纤，对应的传输设备分别是同轴视频放大器、双绞线视频传输设备和光端机。要组建一个高质量的监控网络，就必须搞清楚这三种主要传输方式的特点和使
17、用环境，以便针对实际工程需要采取合适的传输介质和设备。一.4.3.2 楼层传输系统设计楼层传输系统指：前端摄像机到层间弱电房之间的传输系统，主要有：视频传输、摄像机控制传输、报警线路传输、电源传输。 视频信号传输：各会集点至前端监控点主要使用同轴电缆，采用SYV-75-5/7电缆，在符合系统的传输范围，图像质量非常好，价格低。 摄像机控制传输：在各会集点引出一条RVVP*1.5屏蔽控制线至前端各可控监控点，通过握手的方式连接下一个可控摄像机。 摄像机电源传输：从各弱电房引出220V电源一条至该区域各监控点，采用三芯绝缘线，利用原已有强电线槽引到各监控点，在监控点建立一个接线箱，从接线箱再引出R
18、VV21.5摄像机电源线各一条，分别引至相应信息点预留所用线2米，并扎捆好。 红外对射报警器电源传输：在就近的监控点配箱做低压转换，一路供给本地摄像机，一路供给附近的红外对射报警器，使用一条.专用电源线提供12直流电源通过弱电槽引至各报警信息点位置，预留所用线2米，并扎捆好。 双鉴报警器电源传输：采用集中供电方式，从各管辖区设备间使用一条.专用电源线提供12直流电源通过弱电槽引入到各建筑物出入口，通过一条条线路引到双鉴报警信息点位置，预留所用线米，并扎捆好。 报警信号：在各会集点设备间分别使用一条*1.0探测器报警线一条，通过线槽引至前端报警信息点位置，预留所用线米，并扎捆好。一.4.3.3
19、楼间水平网络传输系统设计楼宇间信号传输采用光纤方式，控制中心到各大楼配线间之间采用8芯光纤连接。其中，一号科研楼配线间为2楼1号、2号配线间，二号科研楼配线间为2楼1号、2号和3号配线间，三号科研楼配线间为1楼和2楼的1号、2号和3号配线间，行政楼配线间为1楼、3楼西侧配线间，综合楼配线间在控制中心内。每个配线间需配置DVS数量如下：区域名称楼层4路网络编码器BL-E704FD1号科研楼1F102F103F102号科研楼半地下室61F102F123F123号科研楼半地下室91F172F173F17行政楼地下一层21F72F53F44F4综合楼1F42F2合计(610路)158一.4.3.4 数
20、据传输随着联网监控需求的兴起，模拟系统联网的局限性凸显出来，基于IP网的联网监控成为主流趋势。与模拟传输系统相比，IP网络受干扰的可能性较小，因此IP网综合布线在此不再累述，请参见工程商的综合布线文档。下文将描述网络视频监控系统对网络提出的要求，以及部分与用户息息相关的网络技术对网络视频监控的影响。 带宽和吞吐量对网络视频监控而言，带宽是最基本的要求，带宽表示运输数据的电路容量，通常以比特/秒来表示。考虑IP包涉及包头包尾开销，按25%计算，单路CIF画质按512Kbps0.75=683Kbps预留带宽，单路D1画质按1.5Mbps0.75=2Mbps预留带宽。 网络设计及规划一个良好的网络设
21、计和长期规划将对持续的视频监控系统产生深远影响。网络至下而上建设应该是具备层次化的，能清晰明了地辨别接入层设备、会聚层设备、核心层设备。网络平面应该是折叠式的，分支与分支之间的建设是相同的，以便维护人员到任何一个点都能迅速开展配置维护工作。网络核心层部分应该是具备冗余的，以防止断链后服务器停止响应。出于安全考虑，网络设计是应该没有后门的，以防止恶意侵袭。网络规模是可扩展的，新入设备只影响与其挂接的交换设备，规模扩展至23倍，核心设备是无需变更的。一.4.4 中心设备一.4.4.1 监控设中心建设概述监控中心负责管理控制全园区的安防系统，接收处理前端的各类型信息，包括视频图像、报警信息，根据各类
22、信息作相应处理预案。监控中心是安全防范系统的“心脏”和“大脑”，也是实现整个系统功能的指挥中心，负责前端各信息管理、编制、报警信息的记录和处理等，从而达到对监视内容的实时录像、管理。本方案设计时，是以视频图像监控系统的建设作为本次项目建设的重点部分,配套各类红外报警设备作护助，建设成一个较为的安全防范系统。监控中心设计以足够接收前端610个监控点来进行全程规划；同时，充分考虑以后系统扩容问题及系统整合管理问题来进行整个监控中心设计。根据第某某研究所联网监控管理中心对安全防范系统的需求，监控系统监控中心需实现以下功能：A. 指控中心管理、录像平台系统实现功能如下： 统一供给网络解码矩阵、监视器屏
23、幕墙及其他设备所需电力，并由监控室操作通电断电； 输出各种控制信号对前端监控摄像机的各种动作进行遥控，包括：遥控电动变焦镜头的焦距、聚焦、光圈，遥控云台的水平垂直方向动作，预置位设置及自动巡航设置，遥控前端监控摄像机的电源及摄像机防护外罩的除霜、雨刷等； 对前端监控现场实时24小时的监看，对前端摄像点进行全方位的云台操作和镜头变焦控制，图像传输实时无延迟，便于对特定目标跟踪监视。 能够保证系统中的视频信息、控制信息、系统信息等可以进行交互控制和传输。 实时监视观察及同步多路录像存储/转储备份冗灾； 监控中心能够将经过数字硬盘录像机压缩的数字视频图像信号接入工业园内部网络，实现本地或远程授权用户
24、（单位）通过客户端进行实时监控和调看保存的录像文件。 权限管理功能：系统拥有统一的用户权限管理，每一级的用户只要在自己所属的监控中心开设帐号、分配权限即可。跨区域的调用通过报警与监控系统监控中心之间的互连注册来实现，可以设立级联权限（可细分为图像浏览、控制、语音、流量控制等权限），具有级联权限的用户可以实现跨区域的视频监控资源共享。 随着监控系统的完善，前端监控点也会将相应的增加，因此监控中心预留多种通讯端口，满足系统随时的扩容。一.4.4.2 监控中心设备选型监控中心主要由视频核心交换机、650路平台管理系统软件，3台流媒体服务器、3台IPSAN存储柜、1台认证服务器、1台管理服务器、2台1
25、6路网络解码矩阵。等设备组成。摄像头信号通过编码后通过千兆光纤网络传送至监控中心后，通过平台管理软件认证服务器统一对前端所以DVS进行登记，管理服务器对前端DVS进行配置，通过流媒服进行转发和录像，将图像信息存储在IPSAN里面，图像通网络解码矩阵切换上电视墙，进行实进监视与管理。系统的难点在于实现610图像的转发与存储，系统设计采用美电贝尔大型管理平台软件BL-ISMP-E2，实现对前端编码的统一管理，用户权限的统一管理，显示与录像的统一管理。其中重要的一个环节流媒体转发技术：相比大规模重建网络，购买昂贵的网络设备，我们更推荐用户购买一台或几台性价比高的服务器，搭建流媒体传输网络。这是一个高
26、弹性的网络架构，它已经广泛应用于网络视频点播、IPTV等民用系统，经过成千上万的用户实验，是一个更加可靠的传输方式。流媒体传输方式典型示意图如下所示：将数据源从繁重的访问压力中解脱出来，把数据流复制分发的工作交给流媒体服务器完成，同时降低了数据源端高带宽的要求。通常用户网络的核心层与会聚层之间的带宽、吞吐量是足有而富裕的，因此流媒体服务器配置千兆或双千兆网卡是能满足并发访问需求的。关键是它并不需要大规模改建现有网络，节约成本。一.4.4.3 显示系统显示系统设置由彩色监视器、高清晰液晶监视器、拼接墙等组成，用于在操作台近距离浏览控制视频信号，对重要部位选择性实时监控及录像回放时的细节观察，对辖
27、区的视频信号通过矩阵输出到电视墙监看。本系统电视墙由30台19彩色液晶监视器及2台42彩色液晶监视器组成，可通过控制设备随意切换任何图像至电视墙显示，及对球机的方位、镜头进行控制以获取精确的细节图像，实时监控各个场所的动态情况，实现图像统一浏览。电视墙效果图如下所示：一.4.4.4 控制系统使用“工控机+解码卡”组成解码矩阵，经软件平台的统一管理，构成显示系统的解码部分，即解码子系统。解码子系统对用户呈现为一套M进N出的IP矩阵系统，用户可通过控制器切换任意一路视频源解码显示在任意一台监视器上，解码卡支持解码显示16路D1图像；可完成对前端可控摄像机的控制，即可实现对前端摄像机的变焦、旋转、光
28、圈等控制，并可实现对前端设备的编程控制。用报警接口单元接入防盗报警信号可完成系统所有摄像机与报警系统探测器的点对点、点对多点的报警联动功能，在监控中心监视墙上可切换显示出报警点所对应的摄像机图像，并可用报警跟随器输出报警信息到录像机实现报警录像。主控操作界面如下图所示：同时，分控设置操作客户端，控制台通常运用的监控功能包括：1) 切换图像上墙显示，含轮巡切换等2) 实时监视所属范围内的图像3) 对云台执行PTZ控制等4) 回放录像文件，控制回放进度5) 接受并处理报警信息，含按应急预案执行处理过程等6) 监测监控设备，及时处理工作异常的监控设备7) 查询日志信息，包括操作日志、系统日志和报警日
29、志8) 对监控系统进行维护一.4.4.5 存储容量计算监控系统管理平台利用“存储服务器+IP SAN”作为所有数据备份中心，对所有前端图像进行集中存储，易于空间管理和数据搜索以及数据备份，总体上提高了工作效率同时也降低了管理的成本；这种模式有非常良好的扩展性，整个系统可以按照比例扩展，增加相应比例的网络存储服务器存储容量，实施快捷高效。视频信号通过数字视频压缩技术转换为H.264或者MPEG 4格式的码流，经过压缩，D1 采用2Mbps码流，CIF采用512Kbps码流，每路视频所需硬盘容量计算方式如下：视频码流8（转换为字节）3600（得到一小时存储容量）24（得到一天存储容量）1（得到1天
30、存储容量）1024（转化单位为GB）0.9（考虑到格式化后的硬盘损失10%）每路D1视频每天产生的数据量为2 Mbps8360024110240.9=23.4375GB 主控设备清单:序号设备名称型号设备参数品牌数量单位516路解码服务器主机BL-DVR4016A26416路CIF或D1逆向解码、上电视墙、录像、远程控制AEBELL2台619寸液晶监视器BL-CM19ACCAEBELL30台742液晶监视器BL-CM42ACCAEBELL2台8硬盘录像机专用硬盘(100G)7200rad/s,SATA接口希捷64块9iSCSI网络磁盘系统（存储容量:15T）威视数据3套10流媒体/存储服务器CPU：双核，Intel Xeon 3.0 以上 内存： 4G EccDDR硬盘：320G联想/HP/DELL3台11管理服务器同上联想/HP/DELL1
