基于網(wǎng)絡(luò)的智能化安防監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計與實(shí)現(xiàn)

摘 要:本文對某城市某區(qū)教育局所轄中小學(xué)視頻監(jiān)控系統(tǒng)，進(jìn)行了整體設(shè)計和實(shí)現(xiàn)。采用了以IP網(wǎng)絡(luò)傳輸為特征的新型安防設(shè)計理念，充分體現(xiàn)了數(shù)字監(jiān)控的網(wǎng)絡(luò)化、智能化、集成化、易管理的特點(diǎn)。建成后的系統(tǒng)經(jīng)運(yùn)行表明:完全達(dá)到了設(shè)計要求，性能穩(wěn)定，圖像清晰，管理方便。為創(chuàng)建平安校園提供了一種全新的、直觀的管理手段。

關(guān)鍵詞:網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控傳輸控制

中圖分類號:X924文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1674-098X(2011)09(c)-0015-02

本設(shè)計根據(jù)用戶要求的使用功能，結(jié)合某區(qū)平安城市電子監(jiān)控系統(tǒng)已有基礎(chǔ)，對某區(qū)教育局所轄中小學(xué)平安校園監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行了系統(tǒng)設(shè)計。設(shè)計時遵循了實(shí)用性和易用性、先進(jìn)性和成熟性、開放性和標(biāo)準(zhǔn)性、可靠性和穩(wěn)定性、經(jīng)濟(jì)性等原則。

1 前端設(shè)備

前端設(shè)備主要由高清攝像機(jī)、紅外高速智能球機(jī)、紅外網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)以及改造校園內(nèi)部所使用的視頻服務(wù)器前端設(shè)備組成，其功能主要負(fù)責(zé)現(xiàn)場音視頻數(shù)據(jù)的采集(可外加拾音器設(shè)備)，并可以通過輸出開關(guān)信號，對監(jiān)控范圍內(nèi)情況進(jìn)行控制，達(dá)到采集現(xiàn)場數(shù)據(jù)并實(shí)時監(jiān)控目的。攝像單元的好壞以及它產(chǎn)生的圖像信號的質(zhì)量將影響著整個系統(tǒng)的質(zhì)量。

此外，前端設(shè)備供電供電，根據(jù)該項目的實(shí)際情況，采用了三種方式:校外的高清攝像機(jī)供電由各學(xué)校的獨(dú)立供電線路供電;校內(nèi)視頻監(jiān)控點(diǎn)在原有的視頻監(jiān)控點(diǎn)基礎(chǔ)上，增加視頻編碼器在后端，從而編碼器供電由原有的機(jī)房供電;新校舍監(jiān)控點(diǎn)采用就近取電的原則，視頻監(jiān)控系統(tǒng)其供電原則上采用獨(dú)立的供電回路，從而保證其運(yùn)行可靠性。

選用的網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)產(chǎn)品使用標(biāo)準(zhǔn)的24/12V直流電源，所有網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)采用電源同步方式，以保證圖像實(shí)時一致。

2 信號傳輸

該區(qū)教育局校園監(jiān)控及報警系統(tǒng)是依靠區(qū)教育網(wǎng)、區(qū)平安城市原有部分監(jiān)控系統(tǒng)基礎(chǔ)之上建立的，在保證視頻監(jiān)控系統(tǒng)傳輸網(wǎng)絡(luò)的安全與穩(wěn)定，確保圖像清晰穩(wěn)定、視頻數(shù)據(jù)的無阻塞、無延遲。建立視頻監(jiān)控專網(wǎng)的同時，充分考慮與該區(qū)教育網(wǎng)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)結(jié)合，利用了數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)資源，從而節(jié)約系統(tǒng)投資。

全數(shù)字化IP網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)[1]視頻數(shù)據(jù)的傳輸線路好壞是視頻監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)的關(guān)鍵，線路傳輸?shù)氖侨珨?shù)字化IP網(wǎng)絡(luò)圖像信號，采用TCP/IP協(xié)議，因此在選擇視頻數(shù)據(jù)傳輸介質(zhì)及互聯(lián)設(shè)備時，選用了能能優(yōu)越的超五類雙絞線，高性能網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)等，以保證視頻圖像信號在傳輸信號時不出現(xiàn)延時和丟包現(xiàn)象。

根據(jù)該項目的整體規(guī)劃，系統(tǒng)要求，最終把視頻數(shù)據(jù)融合在區(qū)平安城市監(jiān)控系統(tǒng)中，在平安城市的同一平臺下實(shí)施監(jiān)控、錄像[2]等操作;與此同時，另一路信號組建成區(qū)教育局校園監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，實(shí)行區(qū)教育網(wǎng)的大監(jiān)控平臺。根據(jù)原有監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)、需要完善的監(jiān)控部分及新建學(xué)校待建的監(jiān)控部分，區(qū)別組網(wǎng)，最終達(dá)到設(shè)計要求

2.1 校外高清攝像機(jī)組網(wǎng)

在該系統(tǒng)中，充分利用已建設(shè)的“平安城市”監(jiān)控平臺，結(jié)合全數(shù)字化IP網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)的優(yōu)勢，在學(xué)校內(nèi)和周邊重要部位部署高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)，一路視頻信號傳輸?shù)揭呀ㄔO(shè)的“平安城市”監(jiān)控平臺上(傳輸?shù)剿鶎俚呐沙鏊O(jiān)控中心);一路視頻信號傳輸?shù)綄W(xué)校，經(jīng)學(xué)校的區(qū)教育城域網(wǎng)傳輸至區(qū)教育局，并以標(biāo)準(zhǔn)TCP/IP協(xié)議進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)傳輸[3，4]。其組網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖1所示。

2.2 校內(nèi)升級改造組網(wǎng)

原來區(qū)屬學(xué)校合計有246臺模擬攝像機(jī)，需采用246臺視頻編碼器，將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。使用視頻線連接模擬攝像機(jī)BNG接口和視頻編碼器BNC接口，使用超五類網(wǎng)線連接視頻編碼器至學(xué)校的交換機(jī)。

但校內(nèi)新增網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的連接，直接通過RJ45接口，使用超五類網(wǎng)線接入學(xué)校交換機(jī)。利用已有教育城域網(wǎng)光纖，學(xué)校交換機(jī)連接至匯聚交換機(jī)。匯聚交換機(jī)到核心交換機(jī)之間，目前有一條光纖，為保證視頻質(zhì)量以及減少對原有教育教學(xué)應(yīng)用的影響，需要增加一條光纖。一共有五個匯聚點(diǎn)，共需要增加五條光纖。同時，在核心交換機(jī)上增加一塊業(yè)務(wù)板，專門處理視頻信息[5]。其組網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖2所示。

2.3 新校區(qū)組網(wǎng)

在區(qū)教育局校園監(jiān)控及報警系統(tǒng)中，有最近全新建設(shè)的5所學(xué)校，這5所學(xué)校的視頻監(jiān)控系統(tǒng)，同樣采用全數(shù)字化方式建設(shè)，并融入?yún)^(qū)教育局教育城域網(wǎng)中，從而形成一套相對獨(dú)立的視頻監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)。

3 視頻監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃

系統(tǒng)建設(shè)一個視頻監(jiān)控中心(即區(qū)教育局視頻監(jiān)控中心)，36個視頻分控中心(各學(xué)校設(shè)分控中心)，區(qū)教育局局域網(wǎng)內(nèi)的計算機(jī)均可作為分控中心使用，根據(jù)視頻監(jiān)控點(diǎn)情況分布分析，按照科學(xué)合理、節(jié)省投資的原則來設(shè)計線路帶寬及匯聚點(diǎn)，將附近的視頻監(jiān)控點(diǎn)匯聚至匯聚點(diǎn)，此線路的鋪設(shè)采用新建的方式敷設(shè)。從匯聚點(diǎn)到視頻監(jiān)控中心線路主干線路租用電信鋪設(shè)的光纖鏈路，建成整個視頻監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)[6]。

4 IP地址規(guī)劃

網(wǎng)絡(luò)中的每臺設(shè)備均以IP地址標(biāo)識其網(wǎng)絡(luò)位置，因此在組建網(wǎng)絡(luò)之前，要為網(wǎng)絡(luò)中的所有設(shè)備，包括服務(wù)器、操作計算機(jī)等分配唯一的IP地址。其中網(wǎng)絡(luò)設(shè)備接口地址，包括環(huán)回地址(LOOPBACK)、物理接口地址、邏輯接口地址均采用固定的地址;服務(wù)器、管理設(shè)備、重要用戶工作站也采用固定地址。

IP地址分配，與網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋵哟谓Y(jié)構(gòu)相適應(yīng)，既要采用CIDR和可變長子網(wǎng)掩碼技術(shù)，有效地利用地址空間，又要體現(xiàn)出網(wǎng)絡(luò)的可擴(kuò)展性和靈活性，同時能滿足路由協(xié)議的要求，以便于網(wǎng)絡(luò)中的路由匯總和聚類，減少路由器中路由表的長度，減少對路由器CPU、內(nèi)存的消耗，提高路由算法的效率，加快路由變化的收斂速度，同時還要考慮到網(wǎng)絡(luò)地址的可管理性。

5 視頻控制顯示

全數(shù)字化IP網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)圖像控制顯示[7，8]主要任務(wù)是接收從前端IP攝像機(jī)傳輸過來的圖像數(shù)字信號進(jìn)行控制、存儲的過程。一部分是圖像信號的控制，是由服務(wù)器完成的，安裝了控制平臺軟件后，由它進(jìn)行對前端設(shè)備進(jìn)行定位控制。另外一部分是圖像信號的存儲，考慮到圖像信號存儲必須24小時不間斷，在監(jiān)控中心設(shè)置了錄像存儲系統(tǒng)，以確保數(shù)據(jù)安全存儲，便于事后追查。

6 結(jié)語

該監(jiān)控系統(tǒng)，信號流采用基于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的TCP/IP協(xié)議進(jìn)行傳輸，加之運(yùn)用了功能完整的軟件平臺進(jìn)行管理，系統(tǒng)性能完全達(dá)到了設(shè)計要求。該設(shè)計方案對諸如平安城市、平安校園等大型的監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計，有很好的參考作用。系統(tǒng)經(jīng)過近半年運(yùn)行，結(jié)果表明:該系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，圖像清晰，特別是管理方便。該系統(tǒng)的投入，為創(chuàng)建平安校園發(fā)揮了重要作用。

參考文獻(xiàn)

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