校园视频监控系统设计报告1

计算机网络技术教研室

目录

第1章概述 (1)

1.1 课程设计的核心任务 (2)

1.2 课程设计工作进程 (2)

第2章需求分析 (3)

2.1 用户需求

2.2 可行性分析 (3)

2.2.1 技术可行性 (3)

2.2.2 经济可行性 (4)

2.3 系统功能................................................................................................... 错误！未定义书签。第3章概要设计. (6)

3.1 系统设计思想 (7)

3.2 系统（或网络）总体结构 (7)

3.3 系统规划或总体设计 (8)

第4章详细设计 (10)

3.2 产品详情

第5章设备组成及工程价格

5.1 产品简介

5.2 设备清单

第6章课程设计总结

参考文献 (22)

第1章概述

我国正处在一个高速发展的历史时期，教育兴国是我国的一项基本国策，全社会都对教育事业投入了极大关注和巨大的人力物力。传统的人力巡查已不能满足校园安全管理的需求，越来越多的学校开始考虑通过校园网络视频监控系统的实施来建设平安校园。近年来，校园监控得到了各类学校以及各级教育主管机构越来越多的重视，为加强学校的视频监控系统，实时监控可视区域，做到控制现场实际工作现状，实时快速的反映所发生的一切事件，便于校方及时应付处理突发事件。

随着校园网建设的日益完善，基于网络的视频监控系统在学校应用中日益表现出优势。它完全摒弃了传统模拟监控的工程布线。实现了大规模的网络级联。系统采用了先进的音视频压缩技术H.264.视频产品可以在较小的带宽下传输更清晰的画面质量。基于网络技术、音视频技术、数据库技术实现了大规模系统的灵活应用和方便扩充。

1.1 课程设计的核心任务

针对xx中小学的“地广、人多、网络条件好”等特点，要实现分散校区的监控系统，需要将网络技术、音视频技术、数据库技术完美的统一起来，需要实现所有设备，所有用户的统一管理和权限分配。使得管理人员可以统一管理庞大的监控网络。同时为用户提供更能强大的C/S结构软件和方便的B/S结构的访问方式。为此，我们按照XX中小学的特点、楼群特点提供分层设计，包括：监控前端设计方案

总控中心设计方案

具体实现的措施和功能如下：

1.在学校门口安装高清摄像机三星SIR-4150P,确保安保人员能准确辨别监控，对出入口附近30M范围内的人员、车辆活动情况进行监控，当出现纠纷以及事故，可远程控制球机对局部区域进行重点监控，事后通过视频录像进行取证；

2．在学生公寓楼楼道内设立监控点，公寓管理员可通过监控副控对公寓楼内人员的出、进进行监看，特别是在夜间和学生上课期间，免去了管理人员扫楼查看的麻烦也大大节省了人力；安装报警器在有意外发生时可及时的报警（如火灾）；

3．在图书馆存包处设立监控点，并做录像记录。用于在遇到突发事件时立即防范或作为事后分析处理的客观依据；

4．在车棚出入口设立监控点，并做录像记录，用于防盗以及日后的查看；

5．在实验室设立监控点，并做录象记录。实验室管理老师通过监控副控可坐在机房内对每个实验室进行监看，方便了管理；

6．在餐厅、运动场设立监控点、监听头和报警器，这些地方的人流量都比较大，管理人员通过监控副控可随时掌握现场情况；

7．根据学院的具体情况在一些特殊的位置设立监控点、监听头、报警器和副控点，完善学院的技防设施。

8．设立监控管理中心，所有监控信号都回综在这里，通过电视墙监看所有监控点的现场动态，对需要记录的监控点进行硬盘录像，作为事后分析处理的客观依据。

1.2 课程设计工作进程

1.找学校平面图

2.需求分析

3.可行性分析,

4.总体设计

5.绘制视频监控拓扑图

4.校园视频监控系统详细设计

5.进行设备选型

6.列出设备清单与价格

第2章需求分析

2.1 用户需求

经济的发展，犯罪分子日益猖獗，胆大妄为，日趋狡猾，为了使您的生命财产不受损失，安全防范工作因该提到第一日程。就各大校来说，都有个共同地特点：场地分散、面积大、管理人员少，学生人数众多、生性好动、防范意识差。高校的实验室、学生活动中心、运动场、图书馆、学生宿舍、餐厅、教学楼等公共场合都存在安全隐患：

1.学生由于用电常识差、或是半夜点蜡烛等原因引发火灾；

2.学生宿舍被盗事件（CD、相机、电脑）时常发生

3.高校自行车丢失事件时常发生，一般是车棚无人管理；

4.图书馆存包架上偷窃钱包事件时常发生；

5.实验室财物被盗事件时常发生；

6.餐厅、运动场发生骚乱事件时常发生；

7.学校大门口人流复杂，而且有的学校大门临街建设，很容易出现交通事故。

安装防盗可视监控与消防监控设施，做到人防与技防相结合是势在必行的。

2.2 可行性分析

本项目方案设计遵循技术先进、功能齐全、性能稳定、节约成本的原则。并综合考虑施工、维护及操作因素，并将为今后的发展、扩建、改造等因素留有扩充的余地。本系统设计内容是系统的、完整的、全面的；设计方案具有科学性、合理性、可操作性。其具有以下原则：

2.2.1 技术可行性

1、先进性与适用性

系统的技术性能和质量指标应达到国际领先水平；同时，系统的安装调试、软件编程和操作使用又应简便易行，容易掌握，适合中国国情和本项目的特点。该系统集国际上众多先进技术于一身，体现了当前计算机控制技术与计算机网络技术的最新发展水平，适应时代发展的要求。同时系统是面向各种管理层次使用的系统，其功能的配置以能给用户提供舒适、安全、方便、快捷为准则，其操作应简便易学。

2、可靠性与安全性

系统的设计应具有较高的可靠性，在系统故障或事故造成中断后，能确保数据的准确性、完整性和一致性，并具备迅速恢复的功能，同时系统具有一整套完成的系统管理策略，可以保证系统的运行安全。

3、开放性

以现有成熟的产品为对象设计，同时还考虑到周边信息通信环境的现状和技术的发展趋势，可以消

防、防盗、聚光系统实现联动，具有RJ-45网络通讯口，可实现远程控制。

4、可扩充性

系统设计中考虑到今后技术的发展和使用的需要，具有更新、扩充和升级的可能。并根据今后该项目工程的实际要求扩展系统功能，同时，本方案在设计中留有冗余，以满足今后的发展要求。

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各子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。

2.2.2 经济可行性

经济性与实用性

系统的设备器材品种繁多，性能、价格差别很大。在确保系统可靠、先进的基础上，充分考虑用户实际需要和信息技术发展趋势，根据用户现场环境，设计选用功能和适合现场情况、符合用户要求的系统配置方案，通过严密、有机的组合，实现最佳的性能价格比，以便节约工程投资，同时保证系统功能实施的需求，经济实用

1、产品主流

系统是否采用当今主流产品，关系到系统的整体质量和未来能否得到良好技术支持以及完整的技术文档资料。

在设备选型时，我们将主要依据校方提出的具体需求，我们选用具有国际先进技术的产品。系统整体技术含量在今后十年内不落后，并能随着科技的发展不断升级、完善，在一个较长时期内业主不必重复投资。

2、低成本低维护量

指力争有良好的性能价格比，所采用的产品应是简单，易操作，易维护，高可靠度的。

2.3 系统功能

1.所有通道都在监控画面之中，无死角。

2.实现24小时不间断监视。（根据工作人员作业时间来制定时间）

3.夜晚显示效果清晰。

4.指定区域出现活动目标可以提醒。（方便保安观察）

5.系统具有可升级性和可扩容性。

6.系统具有可设置性，管理人员可根据需要对系统进行设置。

7.系统基于B/S体系构成。（使用WEB浏览器可直接访问）

8.中心可进行实时视频和音频预览、配置、控制。

9.多用户管理功能。

10.当前端网络断开、视频丢失、视频被遮挡能自动报警，上传中心。

11.外接双鉴红外探头、烟感探头、应急按钮等多种报警探头

12.在报警时能自动切换录像。

13.系统具有故障自我诊断、及简单故障恢复功能。

14. 学校领导有副控，可在远距离用电脑便可以监督校园情况，而保卫处则实时监测校园动态；

2.4 设计依据

_ 《智能建筑设计规范》（GB/T50314-2000）

_ 《民用建筑电气设计规范》（JGJ/T16-92）

_ 《建筑及建筑群智能化工程设计规范》（EBD-03-95）

_ 《电气装置安装工程施工及验收规范》（GBJ23-90，92）

_ 《商用建筑线缆标准》（EIA/TIA-569）

_ 《工业电视系统工程设计规范》（GBJ115-87）

_ 《民用闭路监视系统工程技术规范》（GB50198-94）

_ 《安全防范工程程序与要求》（GA/T75-94）

_ 《安全防范系统通用图形符号》（GA/T74-94）

_ 《质量体系：设计、开发、生产、安装和服务的质量保证模式》（GB/T19001）

第3章概要设计

图3某中小学校园平面图

3.1 系统设计思想

以数字传输，通过IP方式进行监控点的查看、管理。监控点的摄像头通过网线连接各个聚交换机，通过校园网（主干光纤数据网络）传送到监控中心。数据分为两路，一路进入解码主机进行解码，送到显示设备进行实时显示，另一路进入计算机中心的存储设备已数字形式进行录像的存储。

任何一个设计方案的最根本前提是用户的需求，而先进、成熟的技术，可靠、灵活的应用，技术发展的趋势和良好的性能/价格比是设计方案的最基本依据。应该在不失先进性、成熟性、可靠性、可扩展性的基础上，充分考虑用户的需求，照顾长远利益，最大限度地保护用户投资。

数字音视频网络监控系统正日益受到人们的广泛重视和应用，其产品的种类和档次也越来越多。根据教育系统的要求，本着高水准、高质量，提高产品的性能价格比，在设计上充分体现当前数字化趋势，同时考虑到今后用户的使用、维护、保养的方便性。

在信息化进程中，计算机网络设备已经广泛应用于教育系统的各项管理和业务活动，所以，对于音视频监护方案的设计，首先必须选择能无缝接入现有计算机网络的监控设备。基于TCP/IP协议的先进的数字化音视频监控设备，是首选产品。

其次，由于监控系统的搭建，往往不能一蹴而就，而要分期投入，要随着教学环境的改进、教学设备的不断引进，而不断扩大。因此，要选择可扩展性高的监控设备。将来需要扩容时原有的设备继续使用，只需增加新设备，原有设备无须废弃。

第一，设备升级换代时，不破坏原有的结构。

第二，设备维护、保养方面，操作简单、用户界面友好，不过多耗费人力、物力。

第三，基于单一网络基础架构，节省费用，即插即看，便于升级扩容。

第四，采用先进的音视频处理技术，图像传输具有极佳的清晰度、较小的系统容量占用、完全实时、流畅的网传功能等诸多特点，是当前国内外一流的产品和解决方案，系统建成后在较长的一段时间里具有领先水平

第五，采用监控行业最新技术和高品质设备，国内安防行业一流厂家的产品

3.2 系统（或网络）总体结构

方案是以数字传输，通过IP方式进行监控点的查看、管理。监控点的摄像头通过网线连接各个聚交换机，通过校园网（主干光纤数据网络）传送到监控中心。数据分为两路，一路进入解码主机进行解码，送到显示设备进行实时显示，另一路进入计算机中心的存储设备已数字形式进行录像的存储。

方案优势：灵活的可扩展性：随着监控的未来的增加，不需要对主干数据网络进行改动，就可以实现。方便的设备搬迁：未来监控中心的设备调动灵活，不需要对线路做太多的改造就可以实现设备的转移。管理方便：通过数据网络，监控管理系统可以方便的将各个监控点进行职能分配，通过权限管理，每个部门、人员可以实时监控自己的区域情况。

图3.21监控系统网络拓扑图

3.3 系统规划

设立32个摄像点，其中校园门外和校区主通道采用高清摄像机三星SIR-4150P,确保安保人员能准确辨别监控范围内的人员活动情况。

在通道增加11个摄像点，做到出入口，校园周界没有盲区，在食堂厨房增4个摄像点，监控学生的食品卫生情况。在学生宿舍增加3个、操场增加3个确保学生的安全。在教学楼、科技楼和图书馆等教学区域增加8个摄像点，车棚出入口增加1个摄像点，全面监控。系统采用红外一体摄像机XXX 采用2台16路光纤光端机，2台16路硬盘录像机。8台监控显示器.

图

3.3视频监控拓扑图

图3.4摄像机安装图

第4章详细设计

本方案设立32个摄像点，其中2个安装在校园门外和校区主通道采用高清一体化摄像机三星SIR-4150P,确保安保人员能准确辨别监控范围内的人员活动情况。

在通道增加11个摄像点，做到出入口，校园周界没有盲区，在食堂厨房增4个摄像点，监控学生的食品卫生情况。在学生宿舍增加3个、操场增加3个确保学生的安全。在教学楼、科技楼和图书馆等教学区域增加8个摄像点，车棚出入口增加1个摄像点，全面监控。系统统一采用红外一体摄像机采用2台16路光纤和光端机传输，光端机就是在借助光纤进行光信号传输过程中实现电光/光电信号转换的设备，其具有传输距离远、信号损耗小、可有效抗干扰和判别故障等优点。我们选用的和16路视频防雷数字光端机，2台海康16路录像机，2块希捷网硬盘，8台监控显示器14寸彩色监视器，32个拾声音器。

4.1 主产品详情

注：产品外型以实物为准。三星SIR-4150P：如图4.1

图4.1高清一体摄像机

产品简介：

1/3 super HAD CCD

520线(彩色)/570线(黑白)

内置3.8-9.5MM手动变焦镜头

红外灯开时0LUX,红外灯关时0.3LUX(彩色)/0.002(senx-up)/F1.2,

室内/外红外线30M,

防水防尘等级IP65,

背光补偿低/中/高/关可选

SSNR低/中/高/关可选

技术规格

品牌三星

型号SIR-4150P

电源DC12V, 450毫安, 5.5瓦(红外发光管开)

CCD 1/3 SONY SUPER HAD CCD

总像素795(垂直)×596(水平)

有效像粟752(垂直)×582(水平)

扫描系统2:1隔行扫描

同步内同步

扫描频率垂直15.625KHZ,水平50HZ

分辨率520线(彩色)/570线(黑白)

视频输出CVBS1.0Vp_p 75欧

信噪比(Y信号) 50DB(AGC OFF/预加重开)

最低照度红外灯开时0LUX, 红外灯关时0.3LUX(彩色)/0.002(Senx-up)/F1.2 可视距离(红外灯开) 室内/外30M

红外灯数量24颗

防水防尘等级IP65

日夜切换(ICR) 自动/彩色/黑白

增益控制正常/高/关可选

白平衡自动追踪白平衡(1800K~10500K)/自动白平衡/手动电子快门速度1/50固定/防闪烁

背光补偿低/中/高/关可选

SSNR 低/中/高/关可选

感光度自动/关(可选范围X2~X128)

OSD RS-485控制

摄象机名称关/开(15个字符可显示)

摄象机ID 255

ID 可选

动态侦测开/关(4个区域可设置)

通讯RS-485 (9600,19200,38400,57600BPS可选)只支持PELCO-D协议镜像开/关

隐私遮挡开/关(4个区域可设置)

锐利度开/关(多级可调)

镜头X 2.5 F1.2(3.8~ 9.5mm)

操作温湿度﹣10℃~ 50℃/30℅~80℅

尺寸74(W) ×74(H)×134.5(D)

重量585G

红外一体摄像机：如图4.2

如图4.2红外一体摄像机

产品简介：

采用SONY最新高线低照1/3"CCD；

采用最新红外技术，夜视距离30-40米；

内置进口光学镜头，外置调焦，方便灵活；

高清晰画面，图像清晰亮丽；

全铝合金密封防暴外壳，前端为钢化双玻璃；

附带支架，外观新颖、时尚；

外置手动调焦，第一个调变倍，第二个调聚焦。

产品参数：

品牌乐荣

型号RL-8830

制式PAL/NTSC

图像传感器1/3″SONY Super HAD CCD

水平分辨率彩色480线

红外距离30～40米

红外波长48 unit 850nm IR LED

防水等级Ip65

红外灯寿命平均使用寿命20000小时以上

最低照度0Lux（红外灯开启IR On）

信噪比大于等于52dB

内置镜头4～9mm

视频输出复合视频输出(1.0Vp-p 75Ω)

工作环境-20～+50℃RH95%MAX

聚焦方式手动调焦

电子快门自动

背光补偿自动

工作电压DC12V （±15％）

光端机：如图4.3

图4.3光端机

产品简介：

SN-16V01-1U系列为数字式十六路视频光端机，支持全制式视频信号,可在一根光纤上传输十六路单向视频信号。视频信号采用8bit/13.5MHz数字采样技术，全数字光传输通道，确保高质量的信号传输。面板上有电源指示灯、光信号指示灯和视频信号指示灯，可以直观的检测电源、光信号、视频信号状态。SN-16V01-1U数字式视频光端机是高可性能、高可靠性的长距离视频传输系统。

产品特性：

● 8/10bit视频信号数字采样

●高速同步数字传输技术

●模块结构设计（视频卡可选择配置）

●超级光学动态范围，使用时无需调节

●电源、光信号、视频状态指示

●带电热拔插（插卡结构）

●无电磁干扰、无射频干扰、无地电流

●保障恶劣电磁环境安全传输

●表面贴装技术

● BNC视频连接器

● ST/FC光学连接器

●视频直流恢复

●单模光纤允许最大链损为18dB

品牌YOUAN

型号SN-16V01A-1U

●视频通道：12路●传输波长：1310nm

●视频带宽：0–6.5MHz ●光接口：ST/FC

●微分增益：< 1%（典型值）●发射光功率：-10dB

●微分相位：<0.8°（典型值）●接收灵敏度：-28dB

●场倾斜：< 0.5%（最大值）●光学动态范围：20dB

●信噪比：> 67dB ●光学允许最大链损：18dB

●输入/输出阻抗：75Ω（非平衡）应用领域

●输入输出电压： 1.0Vpp（典型值）●闭路电视监控系统

技术指标●智能交通监控系统

●工作温度：-10℃- +50℃定货信息

●工作湿度：0 - 95%（无冷凝）● HOE85121-T 光发射机

●功耗：8.5W @ DC5V ● HOE85121-R 光接收机

●外型尺寸：（mm）181*131*55

海康16路录像机DS-7016H-S 2700.00元：图4.3

图4.3 16路录像机

功能特点

采用高性能DSP实现H.264视频编码压缩；

支持视频环通输出;

支持事件压缩功能；

本地信号量报警，支持E.mail联动发送报警信息及截图，支持PTZ联动；

支持DDNS、NTP功能；

支持多种解码器协议；

支持通过网络设置参数、预览图像及云台控制；

支持键盘控制；

支持USB设备、SATA刻录机对录像手动备份，支持SATA硬盘自动备份；

支持USB鼠标；

支持水印（WA TER-MARK）技术。

特别说明

每个视频输入通道最高支持CIF分辨率编码，也可以选择QCIF。

4路机的报警为4进2出，其余机型的报警为16进4出。

4路机的支持4个SA TA接口，其余机型支持8个SATA接口，其中的第1个SATA接口可用于eSA TA，作高速备份或外接盘库。

仅支持单路回放。

不支持双码流。

硬件接口

DS-8004HS-S:

1－VIDEO IN视频输入接口，LOOP VOUT视频环通输出接口；

2－VIDEO OUT监视输出接口；

3－VGA输出接口；

4－RS-232、LAN网络接口、KEYBOARD键盘接口；

5－eSATA备份/扩展存储接口（可选）；

6－RS-485匹配电阻开关；

7－RS-485串行接口，ALARM OUT报警输出，ALARM IN报警输入；

8－接地端，多台设备级联时，一定要先通过该接地点共地，再与控制键盘和电源输入保护地连接；

9－AC 220V电源。

注：USB接口位于前面板。

DS-8008HS-S、DS-8016HS-S:

1－VIDEO IN视频输入接口，LOOP OUT视频环通输出接口；

2－VIDEO OUT监视输出接口；

3－VGA输出接口；

4－RS-232、LAN网络接口；

5－eSATA备份/扩展存储接口（可选）；

6－RS-485匹配电阻开关；

7－RS-485串行接口，KB键盘接口，ALARM OUT报警输出，ALARM IN报警输入；

8－接地端，多台设备级联时，一定要先通过该接地点共地，再与控制键盘和电源输入保护地连接；

9－AC 220V电源。

注：USB接口位于前面板。

品牌海康威视

型号DS-7016H-S

视频压缩标准H.264

实时监视图像

PAL：704*576 NTSC：704*480

分辨率

回放分辨率QCIF/CIF

视频输入路数4/8/16

视频输入接口BNC（电平：1.0Vp-p，阻抗：75Ω），支持PAL、NTSC制

视频输出1路，BNC（电平：1.0Vp-p，阻抗：75Ω）

视频环通输出4/8/16

视频帧率PAL：1/16--25帧/秒，NTSC：1/16--30帧/秒

码流类型视频流

压缩输出码率32K--2M可调，也可自定义。（上限8M，单位：bps）

通讯接口1个RJ45 10M/100M自适应以太网口，1个RS232口，1个RS485口

键盘接口1个（支持级联，其中DS-8004HS-S有2个）

硬盘接口4/8个SATA硬盘，每个硬盘容量支持高达2000GB

USB接口1个，支持U盘，USB硬盘，USB刻录机，USB鼠标

VGA接口1个，分辨率：800×600/60Hz，1024×768/60Hz，1280×1024/60Hz

报警输入/输出4/16路/2/4路

电源220V AC，50HZ

功耗（不含硬

≤70W

盘）

工作温度-10℃--＋55℃

工作湿度10％--90％

机箱19英寸标准机箱

尺寸（mm）90mm(高)×441mm(宽)×470mm(深)

重量（不含硬

≤8Kg

盘）

网络硬盘：图4.3

图4.3网络硬盘

容量: 2TB

品牌: Seagate/希捷

希捷型号: ST32000641AS

盘体尺寸: 3.5英寸

接口类型: SATA2

转速: 7200转

缓存: 64M

传输规范: SATA600

外部传输速度: 600M/S

主要优势

SATA 6Gb/秒接口可轻松连接运算速度最高的新式硬盘控制器，以及传统的SATA 1.5Gb/秒和3Gb/秒控制器。

领先的磁密度技术3碟容量2T，其中667G单碟，以较少的机械部件显著提高性能和可靠性。

启动电流不超过2 安培，允许使用最节能以及低温运行的电源。

具有ATA-7 流化命令，可为视频或元数据内容优化纠错能力和性能。

具有温度报告和记录功能，允许监视和控制系统温度，进一步优化了可靠性和性能。

旋转控制功能可启用待机模式下保持通电或硬盘转速降低功能，以节省功耗并提高可靠性。

专为全天候运行而设计，具有预计100 万小时的平均故障间隔时间和

完美应用

监控数字录像机(DVR)

网络监控录像机(NVR）

直连式和网络附加式JBOD 监控系统

14寸彩色监视显示器：图4.4

图4.3监视显示器

采用全新北京松下管，N/P制，最新数码电路控制，梳状滤波器电路，中英文菜单内置1W扬声器

数码彩色专业视频监视器

产品型号FC-14CA3 FC-14CAH

显像管14“松下高清彩色显像管

分辨率480TYL 650TVL

扫描频率场频：50/60HZ 行频：15.625KHZ

视屏制式PAL/NTSC自动转换

视频输入/输出1vp-p composite BNC Line S-terminal input/output

音频输入350mv,Rms RCA Link

电源输入AC110-240/50-60HZ

功耗65W

重量13KG

外观尺寸355（W）X365（D）X325（H）mm

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