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      1. 準格爾旗興隆科技電子工程有限責任公司

        校園

        COMMUNITY

        一、背景分析

        校園安防已經在各大中小學逐漸普及開來。目前校園安防主要由教學辦公區和學生學習生活區兩部分組成。而大中小學由于學校面積、學員年齡的不同,所需安防系統又有很大差別。各地高校的開放度高,人員雜,流動大,因而增加了校園安防工作的難度;中小學校雖然實行封閉式管理,但中小學生自控力相對較差,自我保護能力也較弱,因而中小學校所需視頻輻射區域更大。因此,安防在大中小學校里面,其側重點有所不同。然而,無論其側重點有多大的差異,其對這群受保護人群的安全防范的重要程度則是毋庸置疑的,因此,校園監控逐漸走向高清網絡視頻領域。

        幼兒園:由于其監控對象是受保護的弱小兒童,更重要的是對外部入侵的安全防范工作。而其擴展應用主要體現在家長遠程觀看幼兒園的情況,包括活動期間和上課期間;

        中小學:中小學其監控對象是受保護的發育期青少年,安全防范工作還是學校安防的主要目的之一,除了包括外部入侵之外,還包括內部校園暴力。而其擴展應用更多的體現在電子監考這一應用;

        高校:高校里面基本為成年人群,對外部入侵、校園內部自身安全防范固然重要,但其擴展應用占用比例加重,重點體現在遠程教學這一方面的應用。

        二、項目分析

        視頻監控區域:為了保障學校的正常工作、生活秩序及校內安全,避免學校財產損失,保證校內師生的安全,避免非法的人員闖入等需要對整個學校的安全進行有效的防范。通過在圖書館、學校門口、操場、停車場、校道、廣場、周界、飯堂、部分樓層走道等諸多重要的區域和點位進行全天候的、實時的、高清晰的視頻監控。

        點位分布要求:整個視頻監控要求能夠滿足全天候本地24小時監控。前端必須采用目前最先進、最穩定的攝像機。在學校出入口等重要的地方需采用云臺攝像機或高清固定攝像機,在校道、操場、飯堂等一些寬闊的公共場所安裝高清球型攝像機或者是高清槍式攝像機,在學校周界等一些區域安裝固定高清攝像機,樓層走道安裝高清晰網絡半球等。

        報警聯動:通過監控管理軟件和報警接口軟件,監控系統可以響應區域聯網報警系統,區域聯網報警系統的用戶報警后,區域聯網報警主機通過報警接口軟件自動調用相關圖像到大屏或主監視器顯示,同時啟動既定的預案系統。主控中心的大屏幕可以顯示監控圖像、計算機網絡信息、GPS、GIS系統等各種信息,作為各種信息的綜合顯示平臺。

        聯網監控:通過學校局域網,上級部門和相關領導可以調用任意的圖像、授權的用戶可以聯網調用錄像資料等。

        三、系統特點及拓撲圖

        利用現有的校園網絡資源,同時借助校園網絡富余光纖進行網絡數據傳輸,實現校園網絡視頻監控系統的全部功能。視頻接入以就近接入為原則,達到無盲區高清晰全網絡的效果。

        拓撲圖:

        四、前端圖像采集設備

        監控系統主要分為四個部分:前端圖像采集系統、傳輸系統、存儲系統、顯示系統,任何一個監控系統都離不開這四部分,那我們就前端圖像采集系統開始。

        視頻監控系統設計中前端點位的布置是否合理,以及所采用的設備是否恰當都是整個系統的關鍵所在。因此本次設計中,前端點位全部部采用高清網絡攝像機,電梯由于不能布置網線,所采用電梯專用模擬攝像機,每臺電梯攝像機配置一臺單路的網絡視頻服務器進行模數轉換后接入視頻監控網絡。

        學校門口、操場、校道、廣場等:學校門口、操場、校道、廣場等地方因為晚上燈光比較暗而且寬廣,所以安裝紅外高清高速球。

        圖書館、飯堂等區域:這些區域比較大而且人流較多,所以采用室內網絡高清球型攝像機。

        校道、周界、校門口等區域:在這些地方安裝高清網絡攝像機高清網絡攝像機。

        樓層走道等區域:在這些地方安裝高清網絡半球攝像機。

        電梯:采用半球電梯專用攝像機。

        其他區域:根據現場具體情況采用合適的攝像機類型。

        在進行點位位置確定時,根據監視區域的規劃來合理安排攝像機的安裝位置,盡量滿足重點區域無盲區監視,其他區域兼顧考慮等原則。

        五、傳輸系統

        整個學??傆蠿X路網絡視頻圖像,1080P每路視頻圖像需要的上傳帶寬不低于6Mbps,720P每路視頻圖像需要的上傳帶寬不低于4Mbps,D1每路視頻圖像需要的上傳帶寬不低于2Mbps,網路傳輸系統采用水平子系統匯聚后再用光纜傳輸到監控中心,我們建議采用全千兆局域網來架構視頻傳輸系統。

        1、遠程聯網集中管理平臺的組成模塊

        2、管理平臺模塊部署解決方案

        集中管理控制模塊:用于前端網絡攝像機遠程管理、圖像調用、云臺控制、高清解碼器控制、錄像設置、資料查詢回放等,是一臺綜合性操作服務器,比如視頻處理、多任務運行等有較高要求;整個系統配置一臺這樣集中管理服務器,我公司針對高清視頻監控所推出的集中管理平臺服務器具備強大的處理能力和可靠的穩定性。

        用戶目錄驗證服務:用于用戶信息的集中管理、集中驗證、前端設備和后端各個軟件模塊之間的信息交換等,是整個平臺的核心,其穩定性要求相當高,所以針對這類核心的特殊的服務器,我們設計采用國際知名專業服務器廠商提供的硬件服務器,本臺服務器基本的要求是要求多核心高主頻處理器、不低于3GB的內存資源、可擴展雙千兆網卡、整體性能穩定。

        流媒體轉發服務:大型高清網絡視頻監控還有一個比較重要的模塊就是轉發服務器,其他相關業務終端都要從這臺服務器獲取視頻數據,而這太服務器也需要長時間的穩定運行,對網卡和內存資源有較大消耗,因此這臺服務器我們根據需要建議配置專業服務器,并提升內存為3GB,同時采用雙網卡。由于整套系統為XX多路高清網絡視頻傳輸和轉發,一臺轉發服務器負荷太大,不利于穩定運行,因此可配置XX臺來分別轉發,減輕單臺服務器的壓力。

        集中存儲服務:由于整個系統共有XX個攝像機,其中高清攝像機有XX臺,對于這些攝像機的視頻存儲我們建議采用IP-SAN存儲方式,存儲服務器從穩定性的角度考慮我們也建議配置美電貝爾專業存儲服務器,服務器要求具備雙網卡負載均衡、2GB以上內存資源、多核重要處理器、雙冗余服務器電源。

        報警電子地圖服務模塊:報警電子地圖模塊在學校網絡視頻監控系統中主要用于學校監控點位平面分布圖,系統拓撲結構瀏覽,同時還可通過集成開發將其他諸如報警系統或者是門禁系統之類的其他安防系統集成進來,實現聯動處理。

        高清解碼器:高清DVI接口輸出,可以實現H.264、h.265、MPEG4、MPEG2(DVD)、MPEG1(VCD)、M-JPEG、格式的視頻解碼,支持1080P、720P、D1、Half-D1、CIF、QCIF等各種分辨率的顯示輸出。通過與支持高清分辨率顯示的大屏幕液晶監視器連接就組成了高清網絡數字電視墻,這種顯示模式不需要對網絡視頻信號進行模擬還原,直接顯示數字視頻信號,減輕了因解碼還原成模擬信號后所產生的延時現象,而且整體造價更低,減少了處理環節顯示系統更加靈活也更加穩定。

        六、存儲系統

        1、兩種視頻監控常用存儲方案的比較

        直接存儲方式:這里的直接存儲方式是指通過架設一臺專業的存儲服務器,在服務器里面直接安裝磁盤來做存儲服務器,存儲容量將根據服務器上的盤位來配置,根據具體需要可以選擇是否做RAID。目前單塊硬盤的容量越來越大,單臺傳統存儲方式可以解決一些小規模的網絡監控存儲系統,其特點是:造價低,適用于各類型網絡視頻監控存儲系統,具備一定的靈活性和可擴展性。

        IP SAN存儲技術:顧名思義是在傳統IP以太網上架構一個SAN存儲網絡把服務器與存儲設備連接起來的存儲技術。IPSAN其實在FC SAN的基礎上再進一步,它把SCSI協議完全封裝在IP協議之中。簡單來說,IP SAN就是把FC SAN中光纖通道解決的問題通過更為成熟的以太網實現了,從邏輯上講,它是徹底的SAN架構,即為服務器提供數據塊級服務。iSCSI是實現IP SAN最重要的技術。在iSCSI出現之前,IP網絡與塊模式(主要是光纖通道)是兩種完全不兼容的技術。有意思的是,iSCSI是運行在TCP/IP之上的塊模式協議,將兩者的優勢很好地結合起來。這種方式適合于一些對存儲數據安全性要求比較高,數據流量比較大的一些大型的集中聯網項目,如大型樓宇網絡視頻監控、金融、電力以及平安城市等領域,其整體性價比較高。

        2、本系統存儲方案

        據需求分析和相關要求,我們本套解決方案采用IP-SAN存儲方式來解決網絡視頻的存儲任務。通過在學校監控中心機房內部署SAN存儲陣列和集中存儲服務器對整個學校網絡視頻數據進行集中存儲。

        由于本方案所選用的平臺服務器、IPSAN每臺可安裝16塊硬盤,目前監控系統使用的磁盤陣列備份方式主要為RAID5,因而每臺IPSAN需要配置一塊冗余盤,相當于每臺IPSAN用于存儲錄像數據的硬盤為15塊,所以IPSAN需配置XX臺??偣残枰挠脖P數量為XX塊(根據項目監控的總容量來配置硬盤的數量)。

        IPSAN存儲整體架構示意圖如下:

        3、流媒體轉發設計

        對于高清網絡視頻監控系統來說,如何解決多路數視頻管理、多用戶訪問、多業務終端承載一直是網絡視頻面臨的難題,

        所以可以采用一個穩定性極強的集流媒體轉發與存儲于一體的NVR服務器,可提供大型網絡視頻監控系統的視頻數據訪問服務,采用多核處理器,雙千兆網卡負載均衡,2GB以上內存級別的專業服務器的網絡吞吐能力在300Mbps左右,最好可實現峰值64路高清視頻轉發服務,針對前端的高清攝像機數目,本設計方案建議配置幾臺轉發服務器來進行流量均衡,保證整個系統的訪問流暢穩定。

        七、顯示系統設計

        在本設計方案中我們根據用戶的實際使用需要和場地情況,采用 LCD超窄邊液晶拼接組成的顯示大墻來實現其顯示功能。信號控制系統可對信號源進行完善的處理,包括轉接、分配、切換、倍頻、分割、多屏拼接等等,達到信號資源共享的目的,使顯示系統能輕易地獲取任意一個或多個所需的信號,滿足各種不同功能的需要。各種視頻信號和計算機信號通過 AV 或 RGB 兩種矩陣進行共享連接,分別顯示在 LCD 顯示拼接墻及不同的顯示終端上。

        1、系統結構示意圖:

        拼接系統拓撲圖如下所示

        拼接液晶墻尺寸

        中心就要有管理平臺,需要配置綜合監控一體化平臺,解碼能力強,功能更強大,上墻預覽的數量看需求,不需要全部上完,可以做輪巡。

        2、什么是綜合監控一體化平臺

        綜合監控一體化平臺可以理解為:編碼器+解碼器+視頻矩陣+智能分析模塊,把它的功能拆開來看是很簡單,但要幾個簡單的部件聯接起來、互通互用,就是它的技術所在。

        這個視頻綜合處理平臺,自身是不帶存儲功能的,支持集中存儲管理,是指它可以跟軟件管理平臺對接,實現集中存儲而已。

        它的功能作用?

        那么這個平臺具體有些什么功能,我們可以分點來了解。

        (1)接入視頻方面,它可以接入模擬攝像機(BNC)、HDCVI攝像機(BNC)、HD-SDI攝像機(BNC)、網絡攝像機(網線)、DVI線、VGA線、光纖等傳遞過來的視頻信號。

        (2)有視頻接入,就當然有輸出了,輸出端口包括BNC、VGA、DVI、HDMI等,這是給視頻顯示或上墻用的;提到上墻,那它當然是包括了視頻矩陣的切換控制功能了。

        (3)網絡端口除了可以接入視頻以外,當然也可以連接其他網絡設備,實現網絡互通了。

        (4)監控系統上除了視頻,也包括音頻、報警、控制(如云臺)等信號,這個平臺也是支持的。

        (5)智能分析功能,這個就類似一些前端網絡攝像機里面加的智能分析模塊;主要就是有檢測越線、跨區域、物品丟失、視頻遮擋和報警聯動等功能。

        八、監控管理平臺軟件

        視頻監控管理平臺是以物聯網為基礎,通過傳感器技術、無線通信、嵌入式技術及圖像處理和傳輸技術等來進行跨區域、大范圍統一資源管理和共享的專業級報警視頻監控管理平臺。對信息采集、存儲、傳輸、控制、維護的全過程進行管理。

         
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