智慧农场视频监控设计方案.docx

1、智慧农场视频监控设计方案2014 年 6 月智慧农场视频监控系统设计方案 第2页, 共 40页目录农场监控设计方案 .11. 项目概述 .51.1. 项目建设背景 .51.2. 工程建设内容 .51.3. 视频监控系统建设要求 .51.4. 系统设计原则 .61.4.1.1. 合理性原则 .61.4.1.2. 先进性原则 .61.4.1.3. 易维护原则 .61.4.1.4. 开放性原则 .61.4.1.5. 实用性原则 .71.4.1.6. 可靠性原则 .71.4.1.7. 可扩展原则 .81.4.1.8. 安全性原则 .82. 系统设计依据 .93. 系统总体架构设计 .103.1. 系统

2、总体设计框架图 .104. 系统前端设计 .104.1. 网络数字摄像机 IPC 选型设计 .104.1.1. 设计要求简述 .104.1.2. IPC 选型 .114.1.2.1. TOPZEN IPC2108S 系列网络摄像机 .114.1.2.2. TOPZEN IPC3008S 系列红外一体高速球机 .114.1.3. 性能特点 .114.1.4. 连接说明 .124.2. 安装部署设计 .124.3. 户外机箱及稳压电源 .124.4. 供电系统设计 .134.5. 红外报警系统 .134.6. 前端防雷与接地设计 .154.6.1. 设备防雷 .154.6.2. 传输线路 .15智

3、慧农场视频监控系统设计方案 第3页, 共 40页5. 监控中心图像显示系统设计 .165.1. 监控中心 .165.2. 指挥大厅建设 .166. 系统管理平台设计 .166.1. 系统管理平台建设需求分析 .176.2. TOPZEN VSMC 视频监控系统管理平台 .186.2.1. 系统管理平台的构成 .186.3. 系统平台的部署 .187. 承载网络系统设计 .187.1. 网络建设需求分析 .187.2. IP 地址及 VLAN 规划 .197.2.1. IP 地址分配 .197.2.2. VLAN 规划 .197.3. 组播设计 .197.3.1. 组播技术介绍 .197.3.2

4、. 组播网络设计 .207.4. 网络安全设计 .207.4.1. 网络系统安全设计 .208. 车辆门禁管理系统 .219. 应用系统接入设计 .219.1. GIS 系统的融合与对接 .219.2. 智能系统的融合与对接 .219.3. 手机图像业务调度 .229.4. 报警系统及第三方接入 .229.4.1. 实现功能 .229.4.1.1. 告警及事件类型 .229.4.1.2. 告警联动及处理 .229.4.2. 第三方报警系统接入方案 .2410. 机房设计 .2410.1. 机房工程 .2410.2. 机房装修要求 .2510.3. 机房总体设计 .2510.3.1. 机房建设方

5、案的指导思想 .2510.3.2. 机房建设方案依据标准 .26智慧农场视频监控系统设计方案 第4页, 共 40页10.3.3. 机房设计思路 .2610.4. 电力供配电系统 .2610.4.1. 机房供配电设计要求 .2710.4.2. 供配电系统设计说明 .2710.4.2.1. 线路的布线方式 .2710.4.2.2. 导线的选择 .2710.4.3. UPS 供电设计 .2710.5. 机房防雷设计 .3110.5.1. 接地系统 .3310.5.2. 等电位连接 .3610.5.3. 防雷实施原则 .3710.6. 机房空调净化系统（建议方案） .3710.6.1. 机房专用空调

6、.3710.6.2. 机房专用空调特点 .3810.6.3. 新风系统 .3810.7. 防静电地板 .3810.8. 天花、墙、柱面功能 .3910.8.1. 天花 .3910.8.2. 墙、柱面 .3911. 售后服务计划 .3911.1. 服务措施及服务方法 .39智慧农场视频监控系统设计方案 第5页, 共 40页1. 项目概述1.1. 项目建设背景为预防、震慑犯罪，减少财产损失，完善农场安全防范体系、提高农场整体防控能力，创建一个文明、安全、和谐、美丽的农场环境，项目将建设成一套以打击、预防违法犯罪为目的，在周界设立视频监控点，将监控图像实时传输到监控中心和其它相关部门，通过对图像的浏

7、览、记录等方式，使各级机关和其它相关职能部门直观地了解和掌握监控区域的治安动态，有效提高农场治安管理水平的视频监控系统。1.2. 工程建设内容1， 高清视频监控系统2， LED 电视墙显示系统3， 农场周界防范系统1.3. 视频监控系统建设要求1、前端摄像机的基本要求：室外高清网络枪型摄像机采用 200 万像素 1080p；2、系统接入能力要求：为了避免部署大量的管理服务器硬件,造成运行不稳定、维护困难、占用大量机房空间以及造成大量能耗。要求平台软件部署最多不超过 3 台硬件服务器，并可以支持单机平台集成视频管理、数据管理、媒体交换功能于一体，提供易操作的 Web 客户端。 3、系统架构设计要

8、求：采用基于 iSCSI 协议的端到端存储架构方式，以数据块的形式进行存储，有效提高读写效率，不生成文件碎片，提高视频检索效率，能够实现秒级检索、能够实现立即回放基于当前时间前一秒录像的功能；4、系统开放性要求：为了保证系统的开放性，根据教育厅要求，系统需满足公安部门需求的GB/T28181-2011 国家标准，提供认证证书；5、管理维护要求：为方便对系统的管理和维护，要求高清摄像机、编解码器、网络设备、存储设备等 IP 设备可被管理平台统一配置管理并在管理平台中自动生成网络拓扑图，不依赖于第三方介质，方便直观维护管理；6、稳定性要求：为保证监控系统的稳定性和录像完整不丢失，摄像机需支持双码流

9、技术，可同时提供实时流和存储流，实时流不需经过服务器转发而是直接传输至解码端（软件客户端、解码器上墙） 、存储流不经服务器转存而直接存储到磁盘阵列中，要求当中心管理服务器宕机或网络断线时不影响正在使用的实时图像和录像存储，既当前监控视频业务不中断（监视墙和客户端的视频监控业务不中断） 、当前录像业务不中断；7、监控管理平台要求：监控管理平台应具有自愈能力，当意外掉电、网络故障等问题修复后，服务器自动恢复到故障发生前的状态继续运行；平台各管理服务器应支持向 NTP 服务器进行时钟智慧农场视频监控系统设计方案 第6页, 共 40页同步的功能。8、存储要求：采用 IP SAN 网络存储方式，录像保存

10、 15 到 30 天，高清图像不低于 720P3M码流、1080P4M 码流，24 小时不间断全实时存储1.4. 系统设计原则为了达到国内领先的目标，系统设计应该充分考虑系统的合理性、先进性、易维护性、开放性、实用性、可靠性、可扩展性和安全性的原则1.4.1.1. 合理性原则为了保证整个系统从设备配置到系统构成的合理性，视频监控系统设计根据本单位的实际状况和建设治安防控系统的具体要求，充分满足用户在使用中的各项功能要求。为了保证系统的顺利使用以及与已建成系统集成的顺利进行，本系统的建设需要提供开放的软件接口，从而为将来开发出实用而简易的集成软件，完成系统集成打好基础。1.4.1.2. 先进性原

11、则当前，计算机及通信技术高速发展，使得系统的设计不但要考虑充分利用当前的最新技术，而且还必须考虑随着技术的进一步发展，能在系统中不断溶入新技术，使系统始终充满活力，始终保持一定的先进性。各功能组件可根据组网规模灵活选择集中或者分布式部署，VSMC-MD、VSMC-VOD 等负荷大的数据面组件支持集群部署，有效支撑不同组网规模的业务负荷，通过增加相应组件数量，在不影响已有业务的同时，可实现组网规模的弹性扩展。对于几千上万路的大型、超大型视频监控系统，根据组织架构及监控点的物理分布，通过多级多域组网划分，实现业务流和存储的分布式合理部署，高达 12 级的上下级域组网能力，充分保证了整个监控系统组网

12、架构与用户组织架构、组织权限划分的符合性，并能根据后续组网及业务发展情况持续可扩展。这一技术路线保证了系统具有先进的设计、完全实时的网络监控功能等诸多特点，采用了先进的数字图像技术，为系统扩展应用打好基础，系统建成后在很长时间内不会被淘汰。1.4.1.3. 易维护原则具备完善的日志体系，支持系统报表功能，查询手段丰富。支持批量配置功能，升级手段丰富，支持并行或串行批量升级模式，支持设备上线自动升级等，从而最大限度减少维护工作量。上级域对下级域的强可管理性，使得集中维护变得简单。客户端操作界面根据用户使用习惯优化，符合业务配置和调度习惯，方便易用，降低学习成本。1.4.1.4. 开放性原则除自有

13、系列化高标清前端设备外（编解码器、IPC 等） ，本次建设的视频监控平台兼容业界主流厂商的前端设备接入（编解码器、DVR、IPC 等） ，可通过 DB33 等联网标准，实现与第三方设备、平台的对接，同时对外提供完善的 SDK 开发包，供对接（模数互控、第三方平台） 、二次开发智慧农场视频监控系统设计方案 第7页, 共 40页使用。系统架构设计时就充分考虑了与其它业务系统对接的需求，专用接口模块及资源抽象层的架构设计极大方便后续对行业接口标准的扩充，使得系统具备良好的互联开放性。1.4.1.5. 实用性原则系统的建设应以实用性为基本原则。系统功能必须满足监、控、存、查、管、用的基本要求，硬件和软

14、件平台界面友好、易学易用、使用方便、图像清晰；采用统一的系统标准和通信协议，使整个系统中各个子系统间能互联互控，充分发挥整个系统的功能。具备干线流量控制功能，避免所需网络带宽超过实际网络带宽，从而各路业务流互相影响的情况发生。信令和媒体流的智能路由功能，自动解决路径可达性，避免了繁琐的手工配置，并能实现可用路径的负荷分担。具备组播能力，对于不支持组播的网络，支持组播到单播的转换，从而可以保证业务正常运行的同时，最大限度的节省网络带宽。支持 NAT 穿越功能，通过组件在内外网的灵活部署，避免了协议无 ALG 时的 NAT 穿越难题。 1.4.1.6. 可靠性原则本系统的规模无论在网络、系统平台，

15、还是在系统应用方面都具有相当的规模，系统的运行可靠性是主要性能之一。保证对系统提供 24 小时不间断服务。视频监控管理平台在系统架构设计上，控制、管理平面和数据平面分离，避免了大流量媒体流对控制、管理信息的冲击，隔离了各平面故障间的互相影响。完善的异常处理机制，保证了系统的稳定运行，同时在系统各组件部署方式上，对于负载轻的控制、管理平面组件，可以通过双机方式进行可靠性保证，对于负载重的数据平面组件，可以通过分布式、集群方式进行可靠性保证，不同部署方式同时兼顾了性能、效率和部署成本。系统各组件可独立升级、扩容，操作过程不会影响已有业务。采用最适合视频监控业务的 iSCSI 裸盘存储技术，前端摄像

16、机或者编码器通过 iSCSI 协议直接将存储码流写入 IPSAN 存储阵列，满足持续大流量媒体流的长期可靠读写操作。裸盘存储技术，去除了文件系统的开销，提供更高的存储性能，同时避免了复杂的文件系统处理机制，稳定性更高。裸盘存储技术完全避免了文件系统的碎片问题，长期运行中系统性能不受影响。系统的可靠性主要表现在以下几个方面： 前端摄像系统的可靠性 信号传输系统的可靠性 数字编解码系统的可靠性 视频存储系统的可靠性 视频管理服务器的可靠性 网络系统的可靠性 软件系统的可靠性智慧农场视频监控系统设计方案 第8页, 共 40页系统在设计上采用以下容错办法： 后备电源系统 主要设备的备品、备件 RAID

17、 5 容错机制1.4.1.7. 可扩展原则可扩展性原则主要体现在系统横向和纵向的扩展能力上。在系统横向扩展方面，智能视频监控系统在满足当前视频监控需求的基础上，应该非常方便的扩展容量，可方便实现更大容量的视频监控系统。在纵向扩展方面，视频监控系统具有良好的兼容性和通用的软硬件接口，用户可在其基础上进行二次功能开发（如图像智能分析等） 。随着系统以后的扩展，用户容量将会不断扩大，新的业务功能的要求将会层出不穷。这要求系统具备良好的可扩展性，所以在系统建设的初期，首先立足于近期的应用需求进行系统配置，而以系统的可扩展性来保证今后多年内的发展需求。系统的各个组成部件选用标准的硬件和软件，各个子系统的

18、设计模块化，使系统可以通过模块堆叠的方式进行扩展；各部分、各小系统的接口规范化，从而使软、硬件能够平滑升级或更新，网络节点的增减对网络性能的影响不大。系统的可扩展性主要表现在以下几个方面： 视频管理系统的可扩展性 视频存储系统的可扩展性 网络系统的可扩展性 数据库系统的可扩展性 外围设备的可扩展性 应用软件系统的可扩展性1.4.1.8. 安全性原则整个信息系统安全的问题，是系统建设中一个优先考虑的关键，所以整个系统数据要充分安全，要严格实行操作按级管理，对关键数据实施特殊保护，各种操作要做好记录，便于查找。由于本系统涉及到对于公共场所的日常实时监控、数据传输量大及使用人员多，故安全性和保密性就

19、显得十分突出和重要。在考虑系统的安全性和保密性时，除应考虑各种外界干扰外，还需在各个环节提供安全、保密措施。系统的安全性和保密性可从以下方面加以保证。网络的安全性数字图像网络借助于单位数据专网，因此不允许与其他非内部专网进行物理链接。应用程序级的安全性对用户接入采用细致的权限控制，通过定义全面的角色，并将用户归属于不同的角色或者角色集合，系统性地进行用户权限控制，支持高达 64 级控制权限划分。业务的安全性保障上，通过系统平台与前端设备的通信校验机制，保护系统免受外来设备非法接入与攻击。系统平台智慧农场视频监控系统设计方案 第9页, 共 40页基于 Linux 操作系统开发，极大降低了病毒攻击

20、的危害。2. 系统设计依据系统规划设计必须按照国际、国家和本地区的有关标准和规范进行。本设计将依据和参照以下的设计规范和要求进行： 安全防范工程技术规范 （GB 50348-2004） ； 安全防范工程程序与要求 （GA/T75-94） ； 安全防范系统验收规则 （GA308-2001） ； 安全防范系统通用图形符号 （GA/T74-2000） ； 安全防范系统 （DB33/T334-2001） ； 民用闭路电视监控系统工程技术规范 （GB50198-94） ； 工业电视系统工程设计规范 （GBJ115-87） ； 音频、视频及类似电子设备安全要求 （GB8898-2001） ； 测量、控制和

21、试验室用电气设备的安全要求 (GB4793-2001)； 信息技术设备的安全 （GB4943-2001） ； 邮电通信网光纤数据传输系统工程施工及验收技术规范 。 EIA/TIA568A，EIA/TIA569A 国际电子工业协会通信线缆、通讯路径和空间标准 ISO/ICE/IS11801 结构化布线标准 ISO TCP/IP 协议标准 ISO/IEC 13818 MPEG-2 协议标准 ISO IGMP/CGMP 协议标准 10BASE-T，100BASE-TX 标准 IEEE802.3，IEEE802.3U 中华人民共和国通信行业标准 （YD/T926） 防盗报警控制器通用技术条件GB501

22、98-94 电视系统视频指标CCTR RECOMMENDATION 472-3 电气指标标准ELA-422 ELA-485 电子设备雷击保护导则GB7450-87 智慧农场视频监控系统设计方案 第10页, 共 40页3. 系统总体架构设计3.1. 系统总体设计框架图4. 系统前端设计对于监控工程来说，前端产品的选型直接关系到整个系统的效果，直接影响到用户的最后使用，前端设备主要包含模拟摄像机/ 数字摄像机以及音视频编码器、网络数字摄像机 IPC、拾音器（如有音频） 、立杆、支架护罩、云台、解码器、防雷器（见后续章节整体防雷部分） 、机箱等。4.1. 网络数字摄像机 IPC 选型设计4.1.1. 设计要求简述监控前端设备包括室外 1080P 高清红外网络智能球型摄像机、室外 1080P/720P 高清网络枪式摄像机以及监控立杆、横臂、摄像机电源、监控机箱等设备及材料。