1、本科毕业论文论文题目： 校园监控系统的设计与安装 学生姓名： 学 号： 专 业： 通信工程 指导教师： 学 院： 信息科学与工程学院 2011 年 5 月 10 日毕业论文（设计）内容介绍论文（设计）题 目校园监控系统的设计与安装选题时间 2010.11.8 完成时间 2011.5.10论文（设计）字数6806关 键 词 校园监控；校园安全；监控系统 ；数字化论文（设计）题目的来源、理论和实践意义：前一段时间，全国各地校园安全事故频发，老师和学生的人身安全受到严重的威胁，为了有效的保障学校教学、科研和生活的正常秩序，在学校重要场所布建视频监控设备，以达到防止、阻止突发安全事故的平安校园建设已经
2、获得了各类学校、各级教育主管机构以及公安部门的极大重视。因此研究校园监控系统的设计及安装有着非常重要的现实意义。目前，不少学校都已经建设了各自的校园监控以实现安全防范，但这些传统的监控系统往往仅以学校为独立的建设主体，系统性能上也仅能实现简单的浏览和录像，不仅不能及时防范突发安全事故，甚至事故发生了都不能及时获知，或者获知了也无法应对，监控系统能做的就只是在事后提供录像，而有些模拟监控的录像质量又极差，根本无法从中获得有效的信息。显然，这些校园监控系统是无法满足平安校园建设需求的。对于平安校园而言，最重要的是：通过视频监控、报警等手段对突发安全事故起到有效的防范，以将事故带来的损害降低到最小，
3、只有这样，平安校园才是有意义的。论文（设计）的主要内容及创新点：本次课题的研究目标是将平安校园解决方案应用于教育主管部门、公安部门、学校三个机构，以保证事故发生时不仅学校和教育主管部门这些主体单位能获知信息，同时还让公安部门也能在第一时间做出应对，从而能够阻止或防止事故的发生。附：论文（设计） 本人签名： 年 月 日目 录摘要-1Abstract-11.引言-22.校园监控系统现状分析-23.数字化监控方案-33.1 方案概述-33.2 视频信号采集设备-43.3 传输系统-63.4 网管中心-63.5 监控中心-74.数字化监控系统的优势-75.监控系统发展趋势展望-86.结束语-9参考文献
4、-91校园监控系统的设计与安装（山东师范大学信息科学与工程学院通信工程 2007 级 1 班）摘要：随着安防行业的不断发展，校园监控在各地的推广应用。越来越多的学校选择了科学、有效，且节约人力物力的监控设施作为保护校园安全的重要手段。本文结合当今的安防技术、计算机网络技术、多媒体技术为校园设计一套一体化、计算机化、多媒体化、网络化、数字化应用系统。校园监控系统不但保障了学校广大师生的人身安全，降低了各类治安事件的发生，而且还可以成为学校各级管理者有效管理教室和学生的有力工具，为校园提供一个舒适安全的学习环境。 关键词：校园监控；校园安全；监控系统；数字化中图分类号：TN919.85The De
5、sign and Installation Campus Monitoring(School of Information Science and Engineering, Shandong Normal University) Abstract: With the development of the Security and Protection, campus monitoring is widely popularized. More and more schools choose monitoring apparatus which is scientific, useful and
6、 effective as the most important method to protect campus security. This paper aims to design an integration, computerization, multi-mediation and webified application system which combines with the modern Security and Protection tech, computer network and multi-media for campus security. The campus
7、 monitoring apparatus is not only ensuring the personal security of teachers and students which can reduce the public security event, but also becoming the effective tool to manage classrooms and students which can afford a comfortable and safe study environment.Key words: Campus Monitoring; Campus
8、Safety; Monitoring System; Digital21. 引 言21 世纪人类社会步入信息时代，随着多媒体技术和网络技术的迅猛发展，在全球数字化浪潮的影响之下，数字化校园建设受到广泛的重视，全国各地的学校借助当前科技的发展，正在从各个方面开始建设数字化校园。近年来， “平安建设” 日益成为人们所熟悉的话题，如平安城市、平安区县、平安社区等，成为安防行业关注的主题。在这些平安建设中，平安校园建设也越来越受到社会各界的关注。学校发生盗抢骗和校园暴力事件，如何加强校园的安全防范管理，成为了学校管理者重点考虑的问题。 “百年大计，教育为本”科技兴则国兴，教育强则国强。随着国家相关政策
9、的出台，“平安校园”建设相继展开，校园监控系统的推广和应用，为校园的安全防范管理带来了完善的解决办法。随着安防行业的不断发展，越来越多的学校选择了科学、有效，且节约人力物力的监控设施作为保护校园安全的重要手段，而部分城市更是做出了强制性的规定，以保障校园安全。校园与社会的分界日渐模糊，周边的环境也越来越复杂。而管理规范不健全；安全防范意识差；学生自我保护意识、能力差；外来人员流动性增大；安全管理人员少；巡检范围大；意外事件预警机制不健全，响应时间长；处理不及时责任无法界定；这些潜在的因素使得学校需采用高科技防范手段，通过人防、技防、物防三结合的方式平安校园综合建设安防体系已成为必然!校园监控系
10、统结合当今的安防技术、计算机技术、多媒体技术，现在的平安校园正朝着一体化、计算机化、多媒体化、网络化、数字化、智能化应用系统概念发展 1。平安校园安防系统不但保障了学校广大师生的人身安全，降低了各类治安事件的发生，而且还可以成为学校各级管理者有效管理教室和学生的有力工具，为校园提供一个舒适安全的学习环境。 2.校园监控系统现状分析当前的各地学校建设的视频监控系统，大部分都是模拟视频监控系统或模拟-数字混合视频监控系统，以来模拟摄像机、同轴电缆、录像机和监视器等专用设备。例如，摄像机通过专用同轴电缆输出视频信号。电缆连接到专用模拟视频设备，如视频画面分割器、矩阵、录像机及视频监视器。模拟视频监控
11、系统结合管理方使用的现状，存在以下几点不足之处：3(1) 通常适合于小范围的区域监控：模拟视频信号的传输工具主要是同轴电缆，而同轴电缆只适合近距离传输图像信号，距离在 300 米以下的一般不考虑信号衰减问题。为了延长距离就必须采用放大器或光端机，导致安装复杂、增加成本。(2) 布线复杂：需要在每个摄像机上单独安装线缆到录像机，而且同轴电缆只能传视频信号，如果系统中需要同时传输控制数据、音频等信号时，则需要另外布线，导致布线复杂性。(3) 系统的扩展能力差：对于已经建好的系统，如要增加新的监控点，往往是牵一发而动全身，新的设备也很难添加到原有的系统之中 2。 (4) 灵活性不足：传统的模拟信号监
12、控，具有极强的地域性，监控不可以随着管理者的移动进行随时的监控，限制了管理者的活动，使得监控成为了一对一的“死”监控。(5) 联网方面不足：不能与教育部门和公安局联网，使上级部门对学校的管理具有局限性，发生事件后只能事后反应。根据以上现状分析，如果学校建设数字化网络视频监控系统，将能很好地满足解决这些问题。网络视频监控系统将系统中信息流（包括视频、音频、控制等）从模拟状态转为数字状态，从根本上改变视频监控系统信息采集、数据处理、传输与转储、系统控制等过程的方式和结构形式。它是采用了以网络为传输媒介，基于 TCP/IP 协议。以计算机技术为核心的数字视频图像监视系统，其特点是现场摄像机的模拟视频
13、信号及控制信号在现场即被转换为数字信号发送、接收、控制、存储与显示，是全数字化、网络化的系统，在统一的管理平台上管理和控制，从而达到网络化、数字化、多级别管理模式。3.数字化监控系统方案3.1 方案概述本系统由摄像机、嵌入式网络录像机、传输网络、网络数字矩阵、液晶电视墙等组成。摄像机用来采集监控现场的视频。嵌入式网络像机有硬件和软件两个部分，详4细结构和功能将在下面作介绍。每个摄像机和网络录像机有自己的 IP 地址，在校园网内经过授权电脑可通过浏览器查看监控画面。在远程的教育局和公安局、校领导也可以用浏览器通过域名访问监控系统，从而第一时间了解学校内的情况，有异常情况时能及时做出反应。系统主要
14、构成如图 1 所示图 1 校园监控方案结构图3.2 视频信号的采集设备视频信号的采集设备是监控系统的前沿部分，是整个系统的眼睛，其定位设置、设备质量及图像可辨识度决定着整个系统的功能与性能水平 3。这里采用 IP 网络摄像机，它将监视内容变为视频信号，所有视频信号经过处理后转化为基于 TCP/IP 的数据包。（1）前端监控设备安装必须遵从的原则学校出入大门、操场等学生聚集较多的地方是整个监控的重中之重，需要大范围、24 小时监控，同时要求设备可控性强。选用具有 18 倍变焦能力的高速球，可以实现 360 度全方位监控。由于需要夜间摄像，所采用的设备还必须具有彩色转黑白低照度功能 4。主干道路也
15、需要多角度监控，同时对设备的可控性相对较低，可以采用具有18 倍变焦恒速球。5对于教学楼、学生宿舍出入口可采用固定式枪式摄像机，固定式枪式摄像机应具有高清晰、低照度、彩色转黑白的功能特点。对于办公室、机房等地方的监控可采用红外一体化枪式摄像机，红外枪式摄像机应具有高清晰、夜间监控的功能特点，对重要设备和财务进行实时保护。对于教学楼各个教室可采用 18 倍变焦的壁挂式半球机。该类型设备美观隐秘，不会让学生产生强烈的抵触感，采用 180 度水平旋转，可以无盲点监控整个教室。（2）摄像机选型参数要求摄像机清晰度。摄像机的图像水平分辨率要达到或大于 420 线。摄像机灵敏度。应全面比较取得的最低照度指
16、标的条件。摄像机信噪比。在光线良好的情况下，摄像机的信噪比很好，图像上无噪波点;在光线较暗时，信噪比指标好的摄像机图像依然清晰，噪波点少。原则上，摄像机的信噪比应大于 46db5。摄像机数字降噪技术。在黑暗的环境下，由于照度的问题，摄像机噪点将会不可避免的增多，摄像机要求具备数字降噪技术，在低照度条件下的图像也可保持清晰。摄像机调试的方便性。摄像机除了质量可靠，还要便于安装调试，否则会给施工和工程带来很大成本，并影响正常使用 6。摄像机要做好防水、防尘措施，防止漏水、漏电等情况引起摄像机的提前老化。摄像机配套的支架采用不锈钢或铝合金材料，安装后不易晃动，保证提供良好的图像。（3）安装施工要求摄
17、像机安装在监视目标附近不易受外界损伤的地方，安装位置不应影响现场设备运行和人员正常活动。摄像机镜头应避免强光直射，镜头视场内，不得有遮挡监视目标的物体。摄像机镜头应从光源方向对准监视目标，并应避免逆光安装;当需要逆光安装时，应降低监视区域的对比度。6摄像机的云台护罩要具有防水防尘功能。摄像机的安装高度根据安装地区的实际情况选择相应的高度并考虑将人为破坏因素减到最低，摄像机应安装在监视目标附近不易受外界损伤的地方，安装位置不应影响现场设备运行和人员正常活动。安装的高度应距地面 3.510m ，原则上不得低于 3.5m。安装于室外的摄像机要做防雷处理，监控杆要求配备地笼、螺栓，国标厚度4.0mm，
18、户外防锈喷涂，采用能承受日晒雨淋的热镀锌管。横臂的长度宜大于80cm，以减少监控死角。3.3 校园监控传输系统传输系统的任务是将前端设备得到的图像视频信号、音频信号，利用有线信道或无线信道传送到控制中心。同时还把控制前端设备动作的控制信号、指令代码由控制中心传送到前端设备 7。监视现场和控制中心总有一定距离，从监视现场到控制中心需要图像信号传输图像信号，同时从控制中心的控制信号要传送到现场，所以传输系统包括视频信号和控制信号传输两部分。校园监控系统传输方式：采用网络传输，此种传输方式布线简单、费用较低而且使用数字信号传输抗干扰能力强能得到较好的图像效果 8。具体实施为通过无线微波或者 RJ-4
19、5 以太网口直接传送到校园网，如果摄像机与校园网交换机距离比较远可采用光纤传输。在监控中心，通过以太网端口将数字视频信号进行监控和存储。3.4 网管中心网管中心作为一个高权限的监控中心，总监控指挥中心的视频采集是将分散的各监控点视频集中管理控制。网管中心主要由网络录像机(NVR)和嵌入式 WEB 服务器组成。网络录像机是一台带有存储功能的嵌入式服务器，能够查看和管理前端监控设备。将网络录像机通过网线接入校园网交换机，通过本机可以为各个网络前端摄像机配置IP 地址。该设备支持对所有接入的网络前端进行高清录像，可内置硬盘，支持eSATA 和 IPSAN 扩展存储，保证能够查询一个月内的录像；支持7
20、1080p、720p、D1、CIF、QCIF 分辨率；支持双码流、支持双屏显示；支持19201080 的高清图像显示 ；具备人性化 GUI 图形界面，录像资料利用时间轴进行查询；支持 DHCP、DDNS、PPPoE 、NAT 穿越。嵌入式 WEB 服务器主要为监控提供远程 WEB 访问页面。嵌入式 WEB 服务器远程监控就是通过一个嵌入式芯片，利用实时操作系统和精工简化了的 TCP/IP 协议结果造一个专用 WEB 服务器，把摄像机送来的数字信号进行压缩，并通过内部总线送到 WEB 服务器。网上用户可以直接用浏览器观看 WEB 服务器上的摄像机图像，授权用户还可以控制摄像机云台镜头的动作或对系
21、统配置进行操作。将服务器接入校园网，并设置好 IP 地址和 DDNS 服务。 DDNS 是将用户的动态 IP 地址映射到一个固定的域名解析服务上，用户每次连接网络的时候客户端程序就会通过信息传递把该主机的动态 IP 地址传送给位于服务商主机上的服务器程序，服务器程序负责提供 DNS服务并实现动态域名解析 9。这样远程计算机比如教育局、公安局可以用域名通过web 页面浏览监控画面。网管中心要安装空调以及防静电地板。空调用于防止机房温度过高，防静电地板接地处理能使静电荷漏泄至地，防止静电导致机房设备损坏。3.5 监控中心监控中心主要由电视墙、网络数字矩阵组成。网络数字矩阵输入端接入校园网，输出端得到 VGA 数字信号接入电视墙。液晶电视墙：监控中心的显示设备，使用电视墙进行监控有直观，方便的特点，便于监控人员实时发现被监控目标的异常状况。监控电视墙采用液晶电视作为显示设备支持 VGA 数字信号输入，配以钢板钣金喷塑墙体构成，有些还带有强制排风散热装置 10。网络数字矩阵：可以实现任意图像链接，自由群组、轮巡、切换组合，通过 VGA端口输出数字信号接入液晶电视墙，完成监控画面在电视墙上的转换。网络数字矩阵还具有网络存储功能，可以对录像进行备份存储。监控中心也要安装空调以及防静电地板。4.数字化监控系统的优势
