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学校高清视频监控系统设计方案

千家网2022-07-06 15:34:424636

最近有许多朋友问到关于学校监控方案如何设计，随着对教育的不断重视，学校高清监控的项目现在越来普遍，这里我们就一起来看下这校监控项目如何设计。

一、背景分析

校园安防已经在各大中小学逐渐普及开来。目前校园安防主要由教学办公区和学生学习生活区两部分组成。而大中小学由于学校面积、学员年龄的不同，所需安防系统又有很大差别。各地高校的开放度高，人员杂，流动大，因而增加了校园安防工作的难度;中小学校虽然实行封闭式管理，但中小学生自控力相对较差，自我保护能力也较弱，因而中小学校所需视频辐射区域更大。因此，安防在大中小学校里面，其侧重点有所不同。然而，无论其侧重点有多大的差异，其对这群受保护人群的安全防范的重要程度则是毋庸置疑的，因此，校园监控逐渐走向高清网络视频领域。

幼儿园：由于其监控对象是受保护的弱小儿童，更重要的是对外部入侵的安全防范工作。而其扩展应用主要体现在家长远程观看幼儿园的情况，包括活动期间和上课期间;

中小学：中小学其监控对象是受保护的发育期青少年，安全防范工作还是学校安防的主要目的之一，除了包括外部入侵之外，还包括内部校园暴力。而其扩展应用更多的体现在电子监考这一应用;

高校：高校里面基本为成年人群，对外部入侵、校园内部自身安全防范固然重要，但其扩展应用占用比例加重，重点体现在远程教学这一方面的应用。

二、项目分析

视频监控区域：为了保障学校的正常工作、生活秩序及校内安全，避免学校财产损失，保证校内师生的安全，避免非法的人员闯入等需要对整个学校的安全进行有效的防范。通过在图书馆、学校门口、操场、停车场、校道、广场、周界、饭堂、部分楼层走道等诸多重要的区域和点位进行全天候的、实时的、高清晰的视频监控。

点位分布要求：整个视频监控要求能够满足全天候本地24小时监控。前端必须采用目前最先进、最稳定的摄像机。在学校出入口等重要的地方需采用云台摄像机或高清固定摄像机，在校道、操场、饭堂等一些宽阔的公共场所安装高清球型摄像机或者是高清枪式摄像机，在学校周界等一些区域安装固定高清摄像机，楼层走道安装高清晰网络半球等。

报警联动：通过监控管理软件和报警接口软件，监控系统可以响应区域联网报警系统，区域联网报警系统的用户报警后，区域联网报警主机通过报警接口软件自动调用相关图像到大屏或主监视器显示，同时启动既定的预案系统。主控中心的大屏幕可以显示监控图像、计算机网络信息、GPS、GIS系统等各种信息，作为各种信息的综合显示平台。

联网监控：通过学校局域网，上级部门和相关领导可以调用任意的图像、授权的用户可以联网调用录像资料等。

三、系统特点及拓扑图

利用现有的校园网络资源，同时借助校园网络富余光纤进行网络数据传输，实现校园网络视频监控系统的全部功能。视频接入以就近接入为原则，达到无盲区高清晰全网络的效果。

拓扑图：

学校高清视频监控系统设计方案

四、前端图像采集设备

监控系统主要分为四个部分：前端图像采集系统、传输系统、存储系统、显示系统，任何一个监控系统都离不开这四部分，那我们就前端图像采集系统开始。

视频监控系统设计中前端点位的布置是否合理，以及所采用的设备是否恰当都是整个系统的关键所在。因此本次设计中，前端点位全部部采用高清网络摄像机，电梯由于不能布置网线，所采用电梯专用模拟摄像机，每台电梯摄像机配置一台单路的网络视频服务器进行模数转换后接入视频监控网络。

学校门口、操场、校道、广场等：学校门口、操场、校道、广场等地方因为晚上灯光比较暗而且宽广，所以安装红外高清高速球。

图书馆、饭堂等区域：这些区域比较大而且人流较多，所以采用室内网络高清球型摄像机。

校道、周界、校门口等区域：在这些地方安装高清网络摄像机高清网络摄像机。

楼层走道等区域：在这些地方安装高清网络半球摄像机。

电梯：采用半球电梯专用摄像机。

其他区域：根据现场具体情况采用合适的摄像机类型。

在进行点位位置确定时，根据监视区域的规划来合理安排摄像机的安装位置，尽量满足重点区域无盲区监视，其他区域兼顾考虑等原则。

五、传输系统

整个学校总有XX路网络视频图像，1080P每路视频图像需要的上传带宽不低于6Mbps，720P每路视频图像需要的上传带宽不低于4Mbps，D1每路视频图像需要的上传带宽不低于2Mbps，网路传输系统采用水平子系统汇聚后再用光缆传输到监控中心，我们建议采用全千兆局域网来架构视频传输系统。

1、远程联网集中管理平台的组成模块

2、管理平台模块部署解决方案

集中管理控制模块：用于前端网络摄像机远程管理、图像调用、云台控制、高清解码器控制、录像设置、资料查询回放等，是一台综合性操作服务器，比如视频处理、多任务运行等有较高要求；整个系统配置一台这样集中管理服务器，我公司针对高清视频监控所推出的集中管理平台服务器具备强大的处理能力和可靠的稳定性。

用户目录验证服务：用于用户信息的集中管理、集中验证、前端设备和后端各个软件模块之间的信息交换等，是整个平台的核心，其稳定性要求相当高，所以针对这类核心的特殊的服务器，我们设计采用国际知名专业服务器厂商提供的硬件服务器，本台服务器基本的要求是要求多核心高主频处理器、不低于3GB的内存资源、可扩展双千兆网卡、整体性能稳定。

流媒体转发服务：大型高清网络视频监控还有一个比较重要的模块就是转发服务器，其他相关业务终端都要从这台服务器获取视频数据，而这太服务器也需要长时间的稳定运行，对网卡和内存资源有较大消耗，因此这台服务器我们根据需要建议配置专业服务器，并提升内存为3GB，同时采用双网卡。由于整套系统为XX多路高清网络视频传输和转发，一台转发服务器负荷太大，不利于稳定运行，因此可配置XX台来分别转发，减轻单台服务器的压力。

集中存储服务：由于整个系统共有XX个摄像机，其中高清摄像机有XX台，对于这些摄像机的视频存储我们建议采用IP-SAN存储方式，存储服务器从稳定性的角度考虑我们也建议配置美电贝尔专业存储服务器，服务器要求具备双网卡负载均衡、2GB以上内存资源、多核重要处理器、双冗余服务器电源。

报警电子地图服务模块：报警电子地图模块在学校网络视频监控系统中主要用于学校监控点位平面分布图，系统拓扑结构浏览，同时还可通过集成开发将其他诸如报警系统或者是门禁系统之类的其他安防系统集成进来，实现联动处理。

高清解码器：高清DVI接口输出，可以实现H.264、h.265、MPEG4、MPEG2(DVD)、MPEG1(VCD)、M-JPEG、格式的视频解码，支持1080P、720P、D1、Half-D1、CIF、QCIF等各种分辨率的显示输出。通过与支持高清分辨率显示的大屏幕液晶监视器连接就组成了高清网络数字电视墙，这种显示模式不需要对网络视频信号进行模拟还原，直接显示数字视频信号，减轻了因解码还原成模拟信号后所产生的延时现象，而且整体造价更低，减少了处理环节显示系统更加灵活也更加稳定。

六、存储系统

1、两种视频监控常用存储方案的比较

直接存储方式：这里的直接存储方式是指通过架设一台专业的存储服务器，在服务器里面直接安装磁盘来做存储服务器，存储容量将根据服务器上的盘位来配置，根据具体需要可以选择是否做RAID。目前单块硬盘的容量越来越大，单台传统存储方式可以解决一些小规模的网络监控存储系统，其特点是：造价低，适用于各类型网络视频监控存储系统，具备一定的灵活性和可扩展性。

IP SAN存储技术：顾名思义是在传统IP以太网上架构一个SAN存储网络把服务器与存储设备连接起来的存储技术。IPSAN其实在FC SAN的基础上再进一步，它把SCSI协议完全封装在IP协议之中。简单来说，IP SAN就是把FC SAN中光纤通道解决的问题通过更为成熟的以太网实现了，从逻辑上讲，它是彻底的SAN架构，即为服务器提供数据块级服务。iSCSI是实现IP SAN最重要的技术。在iSCSI出现之前，IP网络与块模式（主要是光纤通道）是两种完全不兼容的技术。有意思的是，iSCSI是运行在TCP/IP之上的块模式协议，将两者的优势很好地结合起来。这种方式适合于一些对存储数据安全性要求比较高，数据流量比较大的一些大型的集中联网项目，如大型楼宇网络视频监控、金融、电力以及平安城市等领域，其整体性价比较高。

2、本系统存储方案

据需求分析和相关要求，我们本套解决方案采用IP-SAN存储方式来解决网络视频的存储任务。通过在学校监控中心机房内部署SAN存储阵列和集中存储服务器对整个学校网络视频数据进行集中存储。

由于本方案所选用的平台服务器、IPSAN每台可安装16块硬盘，目前监控系统使用的磁盘阵列备份方式主要为RAID5，因而每台IPSAN需要配置一块冗余盘，相当于每台IPSAN用于存储录像数据的硬盘为15块，所以IPSAN需配置XX台。总共需要的硬盘数量为XX块（根据项目监控的总容量来配置硬盘的数量）。

IPSAN存储整体架构示意图如下：

3、流媒体转发设计

对于高清网络视频监控系统来说，如何解决多路数视频管理、多用户访问、多业务终端承载一直是网络视频面临的难题，

所以可以采用一个稳定性极强的集流媒体转发与存储于一体的NVR服务器，可提供大型网络视频监控系统的视频数据访问服务，采用多核处理器，双千兆网卡负载均衡，2GB以上内存级别的专业服务器的网络吞吐能力在300Mbps左右，最好可实现峰值64路高清视频转发服务，针对前端的高清摄像机数目，本设计方案建议配置几台转发服务器来进行流量均衡，保证整个系统的访问流畅稳定。

七、显示系统设计

在本设计方案中我们根据用户的实际使用需要和场地情况，采用 LCD超窄边液晶拼接组成的显示大墙来实现其显示功能。信号控制系统可对信号源进行完善的处理，包括转接、分配、切换、倍频、分割、多屏拼接等等，达到信号资源共享的目的，使显示系统能轻易地获取任意一个或多个所需的信号，满足各种不同功能的需要。各种视频信号和计算机信号通过 AV 或 RGB 两种矩阵进行共享连接，分别显示在 LCD 显示拼接墙及不同的显示终端上。

1、系统结构示意图：

拼接系统拓扑图如下所示

拼接液晶墙尺寸

中心就要有管理平台，需要配置综合监控一体化平台，解码能力强，功能更强大，上墙预览的数量看需求，不需要全部上完，可以做轮巡。

2、什么是综合监控一体化平台

综合监控一体化平台可以理解为：编码器+解码器+视频矩阵+智能分析模块，把它的功能拆开来看是很简单，但要几个简单的部件联接起来、互通互用，就是它的技术所在。

这个视频综合处理平台，自身是不带存储功能的，支持集中存储管理，是指它可以跟软件管理平台对接，实现集中存储而已。

它的功能作用？

那么这个平台具体有些什么功能，我们可以分点来了解。

（1）接入视频方面，它可以接入模拟摄像机（BNC）、HDCVI摄像机（BNC）、HD-SDI摄像机（BNC）、网络摄像机（网线）、DVI线、VGA线、光纤等传递过来的视频信号。

（2）有视频接入，就当然有输出了，输出端口包括BNC、VGA、DVI、HDMI等，这是给视频显示或上墙用的；提到上墙，那它当然是包括了视频矩阵的切换控制功能了。

（3）网络端口除了可以接入视频以外，当然也可以连接其他网络设备，实现网络互通了。