1、 目 录 第 1 章 绪论 . 2 第 2 章 系统设计原则 . 3 第 3 章 系统概述 . 4 3.1 摄像部分 . 4 3.2 光缆传输部分 . 5 3.3 控制部分 . 5 3.4 显示系统 . 5 3.5 记录系统 . 6 第 4 章 HDCVI 技术介绍 . 6 4.1 HDCVI 简介 . 6 第 5 章 系统总体设计 . 8 5.1 系统概述 . 8 5.2 存储容量计算 . 9 第 6 章 主要设备清单与预算 . 10 第 7 章 结论与展望 . 10 参考文献 . 12 1 四季风景苑小区视频监控的 设计与实现 作者：张效天 指导老师：都依林 【摘 要】 本文介绍了小区综合
2、安防系统的组成，并重点论述了智能化小区安防系统的建立。小区安防系统的组成主要包括信息采集、信息传输和信息处理三个主要部分。智能化小区的监控系统包括摄像部分，光缆传输部分，控制部分，显示系统和记录系统。 本文从项目管理的总体知识体系出发，重点分析了项目质量管理的全程，详细的介绍了系统的总体，系统改造具体分析和系统改造具体功能，对系统总体设计中涉及到的系统概述，方案特点，监控中心设计，前端监控点设计、存储容量设计、网络系统 设计与大屏显示子系统设计等问题，进行了分析与研究。最后通过实际设备参数对浙江小区安防系统的安全性能进行了系统分析研究 。 【关键字】 视频设备；监控系统；安防工程 2 第 1
3、章 绪论 近年来，随着 社区居 民经济的快速发展 ，社区建筑 设施的不断改善和 社区出租人员流动日益增多 ， 社区的智能化管理 已成为民众 生活 中不可或缺的 重要 部分。 社区的 发展失控也带来 了 弊端，由于 社区内建筑物繁多，出租人员流动快速而繁多，社区内业主以及租户的财物贵重，火灾安全隐患等原因， 一旦发生 抢劫 、偷盗 、 火灾等事件时 ，不仅 社区内的户主或者租户受损失 ， 为日后 公安机关内的案件侦破也不能带来有效证据， 且随着 社区内入住 人员的不断 改变 及素质所限，消防安全问题日趋严重，成为城镇发展的新隐患。另外，随着 社区 外部条件的变化， 环境 、 交通 、 安全 等方
4、面暴露出了较多的问题， 需一套完整的视频监控系统的解决方案来规避上述问题 。 本视频监控系统是 实现对 社区主要出入口 情况 以及周边环境 情况进行实时监视 。作为杭州下沙社区的日常运行维护工作中的其中一项建设内容，该项目是杭州下沙社区日常运行维护工作中的关键系统，是一个集日常生产管理、安全防范、事故防范以及事故发生时应急救援指挥为一体的综合动态安全 系统。能提升危险源监测预警和事故隐患排查、治理能力，把事故隐患消灭在萌芽状态，从而达到杜绝及防范事故的发生；同时为安全隐患的防范工作提供及时、准确的现场信息，大大提升社区的运行维护能力。 四季风景苑小区地处下沙物美旁边，属于商业住宅小区 ，由五幢
5、高楼 6 个单元、三幢小高层 9 个单元和一幢公寓组成。小区东边是 5 号大街，南边是 6号大街，西边是三号大街，北边是 4 号大街。该小区的容积率是 4.2 绿化率是30%，得房率为 78%，总户数是 923 户，建筑面积 98577 平方米，占地面积为 23717平方米。该小区拥有 531 个停车位 ，其中地上停车位 89 个，地下停车位 442 个。小区的入住人口为 5213 人，其中租户比较多。 四季风景苑的监控系统建成已有多年时间，因近几年社区周边的环境不断的改变，社区周边的住宅区、商业区也越来越多，导致人员流动越来越大。因此社区原有的监控系统已满足不了社区的安全防范，因多年前，公共
6、安全防范监控系统并不是很成熟，原有的设备存在系统复杂、清晰度不够、存储容量不大、扩展性差等一些列的问题。现我根据下沙的实际情况，提出对整个监控系统的改造方案，通过社区的物防、人防和技防的三大防范措施，来保证整个社区业主的安全。 本次系统建设主要是视频监控系统改造视频监控系统 :本系统改造针对社区范围进行安防、监控部署，主要为高清视频监控系统：根据业主的管理需要，对外围道路，周界，出入口等进行有效防范。 3 第 2章 系统设计原则 根据小区环境特点以及用户需求，结合国家相关规范和标准，制定以下设计规则： 1.实用性：重点考虑系统的实用性，注重系统的综合能力和总体性能。 2.稳定性、可靠性：选用先
7、进、成熟、可靠并在小区监控项目运行业绩良好的硬件设备，操作系统软件、应用软件和网络拓扑方式及先进、可靠的数据通信规约。图像监控系统的采用不应影响被监控设备的 正常运行。图像监控系统的局部故障不应影响整个监控系统的正常工作。监控系统应具有较强的抗干扰和防雷功能。系统具有自诊断功能。 3.开放性：考虑到系统投资的长期效益，设计与选型注重开放性，图像监控系统中各产品符合国际标准以及有关国家标准和行业规约等，满足系统的可扩性和可移植性，使其他计算机网络用户便于浏览和查询。图像监控系统的软、硬件应采用模块化结构，便于图像监控系统的扩容和升级。 4.先进性：系统采用先进的图像压缩技术 H.264技术（目前
8、市场上是有 H.264和 H.265 两种技术，这个是编码格式的不同，相对来说 H.265 先进一点，可以有存储减半的效果，但是因为价格的原因，目前市面是用 H.264 的较多，将来的趋势肯定是用 H.265 的） ，能反映当今技术的先进水平，有监控前端采用专用芯片完成实时图像压缩，保证系统的稳定运行。系统可以很方便进行软件升级，保证用户投资。 5.追求最优化的系统设备配置 ： 在满足用户对功能、质量、性能、价格和服务等各方面要求的前提下，追求最优化的系统设备配置，以尽量降低系统造价。 6.保留足够的扩展容量 ： 该项目设备的控制容量上保留一定的余地，以便在系统中改造新的控制点；系统中还保留与
9、其他计 算机或自动化系统连接的接口；也尽量考虑未来科学的发展和新技术的应用。 7.提高监管力度与综合管理水平 ： 本项目 监控 系统设备控制需要高效率、准确及可靠。本系统通过中央控制系统对系统运行情况进行综合监控，时时动态撑握监视及报警情况。闭路电视监控大大减少劳动强度，减少设备运行维护人员；另外，系统的综合统筹管理可使设备按最优组合运行，在最佳情况下运行，既可节能，又可大大减少设备损耗，减少设备维修费用，从而 提高监管力度与综合管理水平。 4 第 3章 系统概述 本着不断创新，不断完善的理念，结合自身的技术积累，结合摄像机技术向数 字化和高清化发展趋势，在提高设备整体性能，加强网络传输能力，
10、结合监控软件综合管理能力的基础上，组合实现了一整套完善的安防改造解决方案。系统实现了信号的采集、传输、数据存储、管理功能，为用户贴心打造一整套安防改造解决方案。 本系统采用 同轴高清视频技术，即 在调制方面采用基带调制与正交调幅调制技术 ，将视频调制为模拟电信号再进行传输 ，从实际需要出发，结合系统的安全性和保密性，系统构建在视频专用网络上。同轴高清摄像机的图像通过传输高清信号就近汇集到光端机。视频信号采用先进的 H.264 编码方式进行编码，通过视频专线存储 到同轴高清硬盘录像机中，实现实时存储、实时调用。平台统一实现功能调用、设备控制、存储管理等。本方案是一套易于部署、易于扩展、易于管理、
11、易于维护、并具备多级联网功能的综合性解决方案。 同轴高清监控系统应该说是跨学科跨行业的系统工程，以功能要求的不同可分为以下五个方面： 1、前端摄像系统。前端摄像部分是视频监控系统的前端部分，是整个系统的“眼睛”，它把监视的内容变为图像信号，传送控制中心的监视器上，摄像部分的好坏及它产生的图像信号质量将影响整个系统的质量。 2、传输系统。传输部分是系统的图像信号通道。传输电缆质 量的好坏不但会影响图像画质的好坏同时还会影到整个系统的抗干扰能力。 3、视频控制系统。控制部分是整个系统的“心脏”和“大脑”，是实现整个系统功能的指挥中心。 4、视频显示系统。显示部分一般是由几台或多台监视器或者大屏拼接
12、组成，它的功能是将传送过来的图像通过解码器一一显示出来。 5、视频记录系统。记录部分一般采用硬盘录像机 +硬盘来实现前端图像的录像，他的功能是将传送过来的图像通过硬盘录像机一一记录下来，方便日后查询。 3.1 摄像部分 前端摄像部分它布置在被监视场所的某一位置上，使其视场角能覆盖整个被监视的 各个部位。有时，被监视场所面积较大，为了节省摄像机所用的数量、简5 化传输系统及控制与显示系统，把普通红外枪型摄像机改为红外高速智能球，使摄像机所能观察的距离更远、更清楚，还可以通过控制器的控制，可以智能球进行水平和垂直方向的旋转，从而使摄像机能覆盖到的角度、面积更大。总之，摄像机就像整个系统的眼睛一样，
13、把它监视的内容变为图像信号，传送给控制中心的监视器上。为了能更好的监视小区内各个部位的情况，本方案采用分辨率将达到 720P 的同轴高清摄像作为摄像部分， 前端摄像机的选择应从实用 ,易安装和图像效果与环境的因素以及 安装的美观性 ,可靠性 ,安全性 ,稳定性 ,和不损坏原建筑物等方面考虑。 3.2 光缆传输部分 传输部分就是系统图像信号、控制信号等的通道。目前同轴高清监控系统多半采用视频基带传输方式。如果在摄像机距离控制中心较远的情况下，采用视频线 +光端机 +光纤的传输方式。 对图像信号的传输重点要求在图像信号经过传输系统后，不产生明显的噪声、失真（色度信号与亮度信号均不产生明显的失真），
14、保证原始图像信号（从摄像机输出的图像信号）的清晰度和灰度等级没有明显下降等。因本小区大部分摄像机点位距离监控中心都比较远，为了保证最清晰的图 像信号，本方案设计采用 SYV75-5 的视频线 +光端机 +光纤传输。 3.3 控制部分 控制部分是整个系统的“心脏”和“大脑”，是实现整个系统功能的指挥中心。控制部分主要由视频综合平台组成。视频综合平台中主要的功能有：视频信号分配、图像信号的校正与补偿、图像信号的切换、图像信号的记录等；对智能球变焦镜头、上下左右移动等进行控制，以完成对被监视场所全面、详细的监视或跟踪监视。为了便于集中管理和根据本小区的有关要求，视频综合平台设在监控中心机房里。本方案
15、设计采用强大的平台软件 +硬件服务器为一体的视频综合平台 +控制 键盘，以节省客户成本，实现最全面的功能。 3.4 显示系统 显示部分一般是由几台或多台监视器或者大屏拼接组成，它的功能是将传送过来的图像通过解码器一一显示出来。为了能更好的显示实时图像和回放上墙，6 本方案设计采用监视器 +解码器来实现实时图像和录像回放上墙。 3.5 记录系统 记录部分一般采用硬盘录像机 +硬盘来实现前端图像的录像，他的功能是将传送过来的图像通过硬盘录像机一一记录下来，方便日后查询。为了能更好的，更长的存储前端摄像机的图像，本方案设计采用 8 盘位的同轴高清硬盘录像机+2T 的监控专用硬盘来 进行存储。存储时间
16、将达到 1 个月。 第 4 章 HDCVI 技术介绍 4.1 HDCVI简介 2012 年 11 月，大华技术股份有限公司发布了具有自主知识产权的模拟高清传输接口技术 HDCVI。 HDCVI 技术是一种基于已有 SYV75-3 或 SYV75-5 同轴电缆的高清视频传输方法，能够在低成本和较低质量的同轴电缆上实现超长距离高清视频信号的可靠传输。相比较 HD-SDI 子系统在实际应用中对传输介质的高要求，HDCVI 可以适应长距离、低成本的传输介质以及复杂的部署场合。 HDCVI 在调制方面采用基带调制与正交调幅调制技术 ，将 视频调制为模拟电信号再进行传输，也因此得名 HDCVI，即高清复合
17、视频接口。该技术避免 CVBS的色度串扰现象，将亮度和色度信号进行彻底分离，进一步提升画面品质。 HDCVI 包括 1920H 和 1280H 两种规范，兼容标准的 1080P 和 720P 的分辨率，并使用针对性的自动信号补偿专利技术，保证长距离传输下极低的信号畸变。HDCVI 技术同样采用模拟摄像机加 DVR 的系统组合，以 DVR 作为节点设备，配合摄像机采用星型拓扑部署，摄像机与 DVR 间使用同轴线缆点对点传输。根据传输线缆，在 500 米点对点传输距离以内可以使用 75-3、 75-5 等同轴线缆传输，超过 500 米传输距离可以使用 75-5 等级以上的同轴线缆传输。点对点的传输
18、线缆中途可以使用连接器或是焊接接驳。实际施工阶段， HDCVI 产品安装、布线、接线与模拟标清产品的施工完全一致，其在户外、室内施工均无特殊要求，对外界有较强的抗干扰能力。 为了实现多信号共缆传输， HDCVI 在消隐区中同时嵌入了音频信号与双向数据通信信号。音频信号复合于行消隐中，以增加与视频信号的同步性，并通过自动补偿技术，最高支持 44.1kHz 采样率。正向和反向数据信道复合于帧消隐中，7 通过双向传输控制信号，实现 接收端和发送端之间传输信息，支持如相机变焦、云台转动、实时报警等控制命令。其中正向发送数据由于发送时刻和电信号波特率可预测，且接收端具备高性能的自动补偿技术，可以支持较高
19、的传输波特率。而反向发送数据由于存在阻抗匹配和信道传输不确定性的影响因素，信号频率较低且每次发送的数据量有限，因此支持的波特率较低。当然，反向信道也采用了自动补偿技术，对电信号的远距离传输信号进行一定的恢复。 因此 HDCVI 是一种低成本、长距离、无延时、高效率、抗干扰且易实施的百万像素级高清视频传输技术。 表 1 常见高清传输技术性能对比 HDCVI HDSDI 传统 CVBS IP-CAM 分辨率 720P/1080P 720P/1080P 最高 55W 像素 (960H) 不受限制 图像质量 高清 ,无损 高清 ,无损 标清 ,无损 高清 ,有损 同轴控制 支持 需外加设备 需外加设备
20、 支持 同轴音频 支持 支持 不支持 支持 传输延时 无 无 无 网络延时 传输介质 SYV75-3同轴线 SYV75-5 以上同轴线 SYV75-3 同轴线 超 5 类网线 无中继传输距离 500m 100m 300m 以上 100m 施工部署 简单 简单 简单 较 复杂 抗干扰能力 较强 弱 较强 强 传输可靠性 高 低 高 低 8 成本 低 高 低 中等 第 5 章 系统总体设计 5.1 系统概述 前端摄像机全部使用 HDCVI 摄像机，通过同轴电缆将视音频信号和控制信号，汇聚到编码存储设备；编码存储设备则使用 HDCVI 硬盘录像机 (HCVR)；使用光纤进行传输，并采用专用的 HDC
21、VI 光端机来实现监控信号的转换和传输；由于HDCVI 技术可以实现信号的复合传输，包括视频信息、音频信号、报警信号、控制信号，因此音频、报警等信号可以直接接入到前端摄像机上而不需要单独拉线缆进行传输，降 低了成本和施工复杂度。 平台统一实现功能调用、设备控制、存储管理、报警直观展示等。 大 屏客 户 端解 码 器光 纤 外 网 网 络中 央 控 制 室光 纤模 拟V G A图 例 ：大 华 视 频 综 合管 理 服 务 器大 华 视 频 综 合管 理 服 务 器网 络 控制 键 盘核 心交 换 机H D C V I光 端 机球 机半 球枪 机枪 机半 球H D C V I光 端机H D C
22、V I硬 盘 录 像 机大 于 5 0 0 米H D C V I光 端 机球 机半 球枪 机 枪 机半 球H D C V I光 端机H D C V I硬 盘 录 像 机大 于 5 0 0 米9 图 1 系统拓扑结构图 方案的示意图如上图所示。 各子系统之间，利用光纤专网做为传输通道组成树型传输网络，利用数字多业务平台，提供全网的多业务传输和共享。 监控中心管理平台服务器采用分布式部署，一台服务器架设中心管理服务器模块，其余分别架设设备管理服务器模块、流媒体转发服务器模块、存储服务器模块、报警服务器模块。监控中心主要实现信令控制、媒体交换、业务管理、用户管理、设备管理、网络管理、认证鉴权等方面的
23、功能。中 心管理平台对前端摄像机采集视频流、使用麦克风采集音频流、使用控制口采集报警信息、对摄像机云台镜头进行操作。监控客户端负责将前端采集到的视频流、音频流、报警信息提交给监控用户，并根据监控用户要求操纵前端设备，如云台、镜头等。 5.2 存储容量计算 视频图像存储采用中心存储结构，各监控点上传视频图像、报警、语音、备份存储相结合，按部门需求分别存储。 监控点录像格式及存储时间：高清视频图像采用 720P 格式 4M 或者 2M码流存储，布署在监控中心。 分辨率 码流(Mbps) 单路视频每小时录 像文件大小 (GB) 单路视频 每天录像文件大小(GB) 单路视频 30 天录像文件大小 (TB) 720P 2 0.875 21 0.63 根据视频存储格式及保存时间，计算所需的存储容量。 经验算法： 200 万摄像头一天存储容量 42G，一个月 30 天， 1T 硬盘 1024G，总硬盘数：摄像头个数 *42*30/1024/2。例如： 10 个 200 万的摄像头存储 1 个月需要几块硬盘。 因为一个 200 万的摄像头一天存储 42G，所以 10 台设备一个月的存储量为：10*42*30=12600G， 1T 硬盘为 1024 个 G，所以总共需要： 12600/1024=13T，所以需要 2T 的硬盘块。
