小型網絡視頻監控系統實驗裝置設計與實現

李月蘭

（寧夏工商職業技術學院，寧夏 銀川 750001）

小型網絡視頻監控系統實驗裝置設計與實現

李月蘭

（寧夏工商職業技術學院，寧夏 銀川 750001）

網絡視頻監控系統產品已占領市場，取代之前兩代產品。本文針對實驗室監控功能的需求,對小型網絡視頻監控系統實驗裝置進行結構設計、硬件配置、軟件配置、安裝和調試，總結出網絡視頻監控系統和半模擬半數字視頻監控系統的主要區別。建立小型網絡視頻監控系統實驗裝置不僅能完善實驗室設備，而且使學生在兩代設備中對比學習，提升了學生的實踐技能。

網絡視頻監控；半模擬；半數字；視頻監控系統

1 引言

視頻監控系統目前歷經了三代，第一代視頻監視系統是以VCR(Video Cassette Recorders)為代表的傳統CCTV系統即模擬視頻監控系統，系統主要由模擬攝像機、專用電纜、視頻切換矩陣、模擬監視器、模擬錄像設備和盒式錄像帶等構成；第二代是以DVR(Digital Video Recorder)為代表的半模擬半數字視頻監控系統，即DVR可以將模擬的視頻信號進行數字化，并存儲在電腦硬盤而不是盒式錄像帶上；第三代是目前正在蓬勃發展的網絡化視頻監視系統，又稱為IP監視系統，它是完全數字化的系統，它基于標準的TCP/IP協議，能夠通過局域網、無線網、互聯網傳輸，布控區域大大超過了前兩代系統。本實驗室視頻監控系統設備處于半模擬半數字時代，嚴重落后于市場，達不到新技術新產品的理論學習和實際應用，從而使得學生不能夠對接實際和適應社會。為此，建立小型網絡視頻監控系統實驗裝置不僅可以完善實驗室設備，而且使學生在兩代設備中對比學習，提升了學生的實踐技能，更好地適應社會的需求。

2 小型網絡視頻監控系統實驗裝置設計

2.1 系統功能

系統實現的主要功能有：⑴實驗室門口既樓道24h不間斷監控；⑵實驗室內窗口24h不間斷監控；⑶實驗室內24h不間斷監控；⑷實時錄像和顯示達到4路視頻；⑸視頻回放和錄像；⑹錄像存儲時間15天；⑺視頻移動探測報警錄像；⑻手機或計算機終端能夠遠程監控。

2.2 設計依據

《民用建筑電氣設計規范》（JGJ/T16-92）

《智能建筑工程質量驗收規范》（GB 50399-2003）

《建筑智能化系統工程設計規范》（DGJ32/D01-2003）

《建筑智能化系統工程檢測規程》（DB32/365-1999）

《安全防范工程程序與要求》（GA/T75-94）

《民用閉路監視電視系統工程技術規范》（GB50198-94）

《10/100/1000BASE-T以太網接口標準》（IEEE802.3/U）

2.3 設計原則

對弱電系統的深化設計及設備配置，必須遵循國家有關標準、規范和規定，做到技術先進、安全可靠、使用方便、實用性強和性價比高。弱電技術系統的設計應具有可擴展性、靈活性，為系統集成、升級及增容預留空間。

2.4 系統原理圖

根據系統功能要求，小型網絡視頻監控系統實驗裝置原理圖如圖1所示。

圖1 小型網絡視頻監控系統實驗裝置原理圖

2.5 系統構成

小型網絡視頻監控系統實驗裝置由前端攝像機、傳輸媒介、后端控制設備、遠程監控部分及電源構成。

(1)前端設備

前端部分由攝像機構成，系統以防范為目的，根據中華人民共和國公安部《安全防范工程程序與要求》（GA/T75-94）的有關規定，攝像機重點安裝在人群主要活動區域，如主要的路口、車庫和管理死角等場所，同時應利于圖像采集，便于事后取證和核查。此外，攝像機及固定設備位置的設置應在滿足技術的條件下，盡量與周邊建筑物、景觀協調一致。根據本實驗室內外環境監控的要求，具體安排是，實驗室門口安裝1臺半球網絡攝像機，實驗室窗口安裝1臺網絡紅外球機，實驗室后墻安裝1臺互聯網云臺攝像機。

(2)后端控制部分

控制部分設在實驗室內，功能及設備具體是：提供系統設備所需電源，包括前端攝像機供電；監視和錄像并能顯示時間、位置信息；通過硬盤錄像機NVR輸出控制云臺和鏡頭的指令信號和報警信號；通過顯示器顯示。

(3)遠程監控部分

遠程監控子系統主要由接入外網的路由器、手機和個人PC機構成，在手機和PC機上安裝視頻監控客戶端軟件。

(4)傳輸部分

傳輸部分主要由超5類雙絞線、RVV2×1.0電源線和RVVP2×1.0信號控制線構成，所有傳輸電纜符合國家行業標準和相關規定。

(5)電源部分

一般控制室向前端設備采用集中供電，這樣能夠保證監控前端穩定，本實驗室由于攝像機點數少，選用的交換機支持POE供電，所以攝像機可以通過交換機直接供電，從而確保電源穩定且布線方便簡單。

3 小型網絡視頻監控系統實驗裝置實現

依據系統的功能要求，本實驗室裝置主要設備選擇海康威視子系統螢石云系列產品。

3.1 系統硬件配置

(1)攝像機的配置，本實驗室選擇的3臺攝像機是網絡攝像機，具體型號如下：

①網絡紅外球機：型號為DS-2DE4120IW-DE，具有130萬1/3"Progressive Scan CMOS圖像傳感器；分辨率為1280× 720；彩色，0.05Lux@(F1.6，AGC ON)；黑白，0.01Lux@(F1.6，AGC ON)，0 Lux with IR最低照度；100米紅外照射距離；區域入侵偵測、越界偵測、音頻異常偵測(僅-E型號支持)、移動偵測、視頻遮擋偵測、SMART偵測；DC12V；支持POE+(802.3at)供電；H.265/H.264/MJPEG視頻壓縮；支持海康螢石云協議。

②2系列半球型網絡攝像機：型號為DS-2CD2325FSKI，具有200萬1/2”CMOS圖像傳感器；分辨率為1920×1080；最小照度0.01 Lux@(F1.2,AGC ON),0 Lux with IR；紅外照射距離20-30米；DC12V；H.265/H.264/MJPEG視頻壓縮；支持海康螢石云協議。

③互聯網云臺攝像機：型號為CS-C6-21WFR-B具有130萬像素1/3”CMOS圖像傳感器；分辨率為1280×960；紅外照射距離10米；DC12V；H.264/MJPEG視頻壓縮；螢石云私有協議。

(2)硬盤錄像機配置：型號為DS-7608N-K1；1U標準機架式IP存儲，嵌入式處理器，8路H.265、H.264混合接入，60M接入、60M存儲、80M轉發，4路1080P解碼，4路1080P H.265、H.264混合解碼，1個千兆網口。

硬盤：型號為ST1000VX001-520；容量1TB。

硬盤容量的計算，三路攝像機，分辨率分別是1280×720、1920×1080、1280× 960，碼流分別是，2048Kbps,4096Kbps,2048Kbps。每路攝像機在15天里占用的空間為：2048÷8×3600×24×15÷1024÷1024÷1024÷2=0.16T；

4096÷8×3600×24×15÷1024÷1024÷1024÷2=0.31TB；

2048÷8×3600×24×15÷1024÷1024÷1024=0.31TB；

總的空間：0.16+0.31+0.31=0.78TB。

(3)交換機配置：DS-3E0109P-S；DS-3E0109P-S非網管POE交換機支持8口百兆PoE電口，可通過網線直接供電，PoE自適應802.3af（15.4W）和802.3at（30W）標準，整機PoE最大輸出功率為120W，通過普通的5類雙絞線即可為AP、IP攝像頭、IP電話等PoE受電設備同時傳輸電力和數據。設備支持網絡延長模式，開啟后，使用超五類及以上網線時，對應端口的數據傳輸和供電距離最遠可達250米。攝像機碼流為4 Mbps一個、2Mbps兩個，接入層交換機上傳端口滿足8Mbps/S的傳輸速率要求，考慮到交換機實際傳輸速率通常為標稱值的30%，再者因為后期攝像機可能擴展要求預留，所以接入層交換機應選用具有1000 M上傳口的交換機。

3.2 系統安裝

系統的安裝流程如圖2所示。

圖2 系統安裝流程圖

3.3 系統調試

系統調試步驟首先是通過NVR設置監控功能，其次通過手機下載軟件設置遠程監控功能。

(1)通過NVR設置監控功能：打開顯示器和NVR，①設置網段內的IP地址和服務器地址，掌握了路由器IP地址和DNS地址后，選擇網絡配置的自適應操作，NVR對接入的攝像機IP地址進行自動檢索和配置，此處NVR和攝像機的IP地址與路由器IP地址的網段必須相同，在通道管理中激活攝像機并添加到NVR中，使其處于在線狀態；②在網絡配置中啟用整個平臺，并在硬盤管理中將硬盤初始化；③通道管理中針對3路通道攝像機分別設置其偵測參數。以上操作也可在WEB網頁中設置。

(2)手機下載螢石云軟件，①注冊用戶并添加設備，通過掃描NVR上的二維碼添加；②針對3路通道攝像機分別設置監控參數。

4 總結

網絡視頻監控系統與半模擬半數字視頻監控系統的區別有以下兩點：

(1)攝像機：網絡攝像機可以達到100w、200w，甚至300w、500w、800w像素圖像的輸出；模擬攝像機只能做到d1，cif輸出。網絡攝像機內置WEB，使用一臺PC上的標準WEB瀏覽器，就能夠管理和查看圖像，能夠遠程管理和查看圖像。網絡攝像機可將圖像資料存在遠程的硬盤上，易于搜尋，易于存儲，不會被破壞；模擬攝像機只能通過DVR硬盤錄像機察看和遠程傳輸。

(2)布線：網絡攝像機只需要一根雙絞線與設備連接，布線及維護簡單方便；模擬攝像機需要視頻同軸電纜、信號控制線和電源線三種線纜與設備連接，布線及維護復雜。

小型網絡視頻監控系統實驗裝置的優點在于：架構簡單，布線施工容易，造價低廉；系統安裝方便，維護簡單；可實現實時監控和區域性監控等。該裝置為學生對視頻監控的設計、安裝、調試等相關知識的掌握與實踐技能的提升提供非常必要的條件。

[1]林火養．智能小區安全防范系統[M]．北京：機械工業出版社，2015．

[2]張立鑒．網絡視頻監控系統設計與實現[J]．無線互聯科技，2012(05)：107-108．

Design and Implementation of Experimental Device of Small Network Video Surveillance System

Li Yuelan
(Ningxia Vocational Technical College of Industry and Commerce,Yinchuan 750001,Ningxia)

Network video surveillance system products have taken over the market,replacing the previous products.According to the requirements of the laboratory monitoring function,this paper explores the structure design,hardware configuration,software configuration,installation and commissioning of the experimental device of small network video surveillance system;sums up the main difference between network video surveillance system and semi analog and semi digital video surveillance system.This device can not only improve the laboratory equipment,but also can let students learn by contrasting the two generations of equipment,enhancing the students'practical skills.

network video surveillance;semi analog;semi digital;video surveillance system

TP368.1

A

1008-6609(2017)08-0055-03

李月蘭（1976-），女，寧夏人，研究生，講師，研究方向為電路與系統。