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1、海康威视解决方案全数字视频监控系统解决方案（第一稿）1概述31.1项目概况31.2设计原则31.3总体目标31.4设计依据32系统总体设计42.1总体设计思路42.2系统定位42.3系统架构42.4系统关键业务流程53系统详细设计103.1前端子系统103.2存储子系统133.3解码子系统183.4显示控制子系统214应用软件平台244.1中心服务模块264.2存储服务模块274.3流媒体服务模块284.4电视墙服务模块294.5报警服务模块314.6配置客户端模块324.7操作客户端模块365附录415.1海康威视简介415.2成功案例425.3产品规格书431 概述1.1 项目概况1.2
2、设计原则1.3 总体目标l 构建一套全数字网络视频监控系统；l 实现D1以上高清晰图像质量；l 提供海量数据存储系统和数据防丢失机制；l 建设数字化监控中心；l 建成的系统具备高可管理性、高可扩展性、易维护易升级。1.4 设计依据2 系统总体设计2.1 总体设计思路全数字网络视频监控系统由监控专网、监控设备和应用软件组成。建成以后是一套综合性网络视频监控系统。按照“抓应用、求先进、上台阶”的思路，在可靠运行的前提下借助先进的视频监控技术提升系统的先进性，满足未来5-10年的发展要求；完善监控系统的管理和运用，使监控系统对安保、业务的作用最大化；完善系统之间的联动和应用软件的功能，使用户在运用本
3、套系统时能充分感受到稳定、实用和便利。充分利用监控资源，发挥整体效益，做到系统具有可持续发展特性。2.2 系统定位全数字网络视频监控系统建设我们提出以下定位：l 高起点的设计系统，系统具有先进性和可持续发展特性；l 强调系统的实战性，一切围绕用户业务和安全防范展开，系统服务于实战；l 强调系统的联动，将报警系统与监控系统结合起来，在一个平台上实现报警联动的功能；l 强调系统资源的共享，让本次建设的系统成为一个立体的、多层次的、全方位的、具备防御层概念的视频监控系统，开放式平台为系统资源二次利用、共享提供基石；l 强调录像图像画面的有效性和实时监控的有效跟踪；l 强调系统的稳定性和简单操作性；l
4、 确保系统是一个安全可靠的信息系统。2.3 系统架构目前监控系统联网架构模式主要有全数字和数模结合模式两种，前者的典型标志是采用网络摄像机和数字矩阵，后者的典型标志是采用模拟摄像机加视频编码器。通过实地调研对比分析，我们认为全数字更符合本次项目，原因如下：l 全数字网络视频监控系统是当前网络视频监控最先进的架构，是网络视频监控今后的发展方向，其它网络监控模式会逐步过渡到全数字模式；l 全数字网络视频监控系统是实现高性价比的高清视频监控的基石；l 全数字网络视频监控系统易于扩容，易于开发应用新功能，是一套符合发展规律的、具有可持续性的、先进的网络视频监控系统；l 全数字网络视频监控系统运作于监控
5、专网内，对未来跨公网网络监控系统改造具有指导意义。故此，本系统架构按全数字模式设计网络视频监控系统。2.4 系统关键业务流程全数字网络视频监控系统按安防规范分作几个部分：采集部分（网络摄像机）、传输部分（IP视频专网、流媒体模块）、存储部分（存储模块）、显示部分（电视墙模块）和管理控制部分（中心服务模块、客户端），并单独设计一个报警服务模块来接收、转发报警信号。各服务模块因信令交互构成一套有机整体，在网络上合理部署服务模块，优化信令（数据流）流程，使监控系统更好地运作，整体效能得以最大限度地发挥。系统关键业务流程如下图所示：图2.1 系统关键业务流程图图2.1呈现以下几类信令、数据交互：1、
6、注册、管理、控制信令包含注册信令、管理信令和配置信令。前端设备和服务模块都注册到中心服务模块上，接受中心服务模块的统一管理和资源调度。统一管理：指只有在中心服务模块上注册成功的组件才能使用，重要性尤其体现在对复杂前端设备的接入管理和后端客户端的权限管理。资源调度：指主要体现在存储服务的调度、流媒体服务的调度等。2、 实时流（预览）前端设备的实时流送至流媒体服务模块，再转发给1个（或多个）客户端解码显示在PC显示屏，亦可转发给电视墙服务模块解码输出到电视墙显示。采用流媒体服务模块一方面能减轻前端设备接入带宽的压力和设备的处理压力，另一方面能将用户与设备隔离，确保系统的安全性。通常前端设备的接入带
7、宽较少，所处环境也较恶劣；使用流媒体模块以后，后端多路并发预览也只需从前端获取1次码流即可，相应地降低了前端处理输出多路码流带来的压力和功耗。其次，用户若能直接访问前端设备，会存在系统风险，存在用户恶意破坏前端设备的可能。将它们隔离开，能从根本上杜绝这种风险。3、 存储流前端设备根据录像计划将视频流写入存储服务模块。如前文所述，合理设计存储系统能确保录像过程高效、稳定、可靠。4、 检索指令、回放流客户端向存储服务模块发起录像检索请求，后者从存储介质中检索出指定录像并返回给客户端解码显示，客户端也可将回放流推给电视墙服务模块解码上墙回放。5、 告警信令可能存在的11O报警、视频丢失报警、遮蔽报警
8、、移动侦测报警、智能分析报警、设备运行状态报警都将上传到报警服务模块，由它判断报警归宿和报警优先级，将报警信息转发给合理的客户端去处理。系统组网示意图：图2.2 系统拓扑示意图图2.2以功能模块方式呈现全数字网络视频监控系统的系统拓扑架构。从图可知系统分为4大块，分别是：已有监控资源、新建监控资源、中心机房和监控中心。新建监控资源指本项目的前端子系统，散布在各监控点。中心机房设置在监控中心旁，内部包含了存储子系统、管理控制子系统和集成联动部分。是整个监控系统的核心，是软件平台的核心。监控中心一般分3大块，总控中心、分控中心和查询室，体现在解码显示部分、控制台和操作位。前端采集部分采用网络摄像机
9、（或/和）网络半球作为主要的图像采集设备，特点为图像清晰度达到全实时高清晰质量，分辨率为4CIF、HD720p甚至1600*1200；夜间照度较差又无补光措施的位置选用红外网络摄像机，复杂环境选用1只网络高速球供机动监控使用。所有摄像机都采用6类线直接接入大楼监控专网。网络存储部分采用支持国际标准iSCSI/NFS传输协议的磁盘阵列作为核心存储设备。支持国际标准的iSCSI/NFS传输协议的网络摄像机，能直接将视频数据写入磁盘阵列。其它网络摄像机需借助网络视频存储模块（NVR）来辅助完成写入视频数据的操作，NVR通过SDK+API获取网络摄像机的视频数据，再以iSCSI/NFS传输协议写入磁盘
10、阵列。管理控制部分包含了管理服务器、流媒体服务器、报警服务器和控制（配置客户端）。管理服务器对全网监控设备和服务器实行统一的注册管理功能，包括对前端网络摄像机的巡检、配置、维护，工作异常的网络摄像机将在平台产生报警；监视存储系统的工作状态，监视电视墙服务器的工作状态，设备工作异常产生报警信息，并产生相关的日志；管理控制中心和客户端的登陆用户名/密码，并为每个用户分配对应的权限，用户只能在授权范围内操控监控资源。流媒体服务器将视频数据转发给分控客户端使用；控制（配置客户端）对整套网络视频监控系统执行配置操作。多系统联动部分，管理控制部分的报警服务器能接收来自报警主机和门禁主机的报警信号，通信基础
11、为互通协议。根据提前设置好的联动策略，报警服务器会在收到报警信号之后，完成转发功能，由监控中心执行接警处警工作，属于预案体系中级别较高的报警信号来临时，平台将自动弹出报警点的图像和报警点对应电子地图的位置，并以“应急预案”的方式提示处警人员如何采取下一步动作。显示部分采用高清解码器构建高清数字矩阵，输出高清图像到高清电视墙，向下兼容解码D1图像，兼具传统模拟矩阵的切换、轮巡等功能。每1U的高清解码器可同时解码输出4路全实时720p的高清图像。控制台部分由操控客户端和控制键盘组成，能完成：调看实时监控图像，回放录像文件，切换电视墙的显示方式等等。操作位部分由多台PC客户端组成，主要用于监控、追溯
12、非杭州地区的监控点。多级联网部分，软件平台支持将已建监控系统的视频图像都接入该平台。选择一套易于接入现有DVR的软件平台，一方面可保护用户投资，实现可持续发展，另一方面可充分减小互联对接的难度，避免利用视频网关等二次编解码对图像造成的损失。3 系统详细设计3.1 前端子系统1、 简述全数字网络视频监控系统的前端子系统包含了图像采集和编码服务两种功能。主要满足各级监控中心对各监控点图像的调用和观看。都将采用网络摄像机提供数字图像，网络摄像机部署在监控点位，通过视频监控专网汇集到各区域中心，并完成数据转发，供各部门调用。2、 组成及选型原则前端部分主要包括：摄像机、护罩、防雷器、补光灯、立杆等。本
13、项目总共包括xx个监控点，选型原则是网络摄像机（含网络高速球）。摄像机选型原则：序号位置分辨率选型1普通监控点D1（704*576）网络摄像机2要求高清监控点HD720p（1280*720）高清网络摄像机3开阔区域HD1200p（1600*1200）4光照不良区域D1红外网络摄像机5要求跟踪的复杂区域D1网络高速球6难于布线的监控点D1无线网络摄像机点位表：单元楼功能区网络摄像机高清网络摄像机红外网络摄像机网络高速球号楼层层层电梯号楼层层层电梯号楼层层层层电梯N号楼层层层电梯室外地下室总计3、 前端工作方式网络摄像机（含网络高速球）采集的视频图像在网络摄像机内已完成视频压缩，通过六类线接入监控
14、专网，直接输出IP码流（包含视频、音频、控制、报警等）。基于实时流与存储流分离的原则，实时流送往流媒体交换并转发给客户端、数字矩阵等解码显示，存储流直接写入网络存储系统。网络摄像机采用MPEG4/H.264等先进编码方式，标清摄像机输出码流为变码率1.5Mbps，图像分辨率为4CIF；高清摄像机输出码流为变码率3Mbps，图像分辨率为HD 720p。网络摄像机还提供报警输入、输出接口，靠近网络摄像机的报警点可以开关量形式直接送入网络摄像机，并能在本地产生报警联动输出，如：打开射灯、蜂鸣器响。报警信号也能经过IP专网上传至软件平台，并在监控平台产生一系列的联动功能，比如：自动弹出现场图像、电子地图上对应报警点和监控点图标闪烁等。用户能远程控制网络高速球，能远程配置网络摄像机的参数和对其升级。软件平台还能通过IP网对网络摄像机校时以及监测其工作状态。若用户配备PoE交换机，网络摄像机还可选配PoE模块，实现以太网线对网络摄像机的供电。网络摄像机可内置SD卡，当与网络存储设备之间无法通信时，产生的录像文件将缓存在SD卡内。4、 对比其它前端组成方式
