淺析大型住宅小區(qū)監(jiān)控系統(tǒng)

劉洪宇

（ 黑龍江化工建設(shè)有限責(zé)任公司哈爾濱 15001）

0 引言

隨著近年來(lái)智能化行業(yè)的飛速發(fā)展，安防系統(tǒng)已由原來(lái)特殊待業(yè)，專門應(yīng)用逐漸普及到各行各業(yè)。目前如果有新項(xiàng)目上馬，“言必談智能”可以說(shuō)是現(xiàn)狀一個(gè)真實(shí)寫照。現(xiàn)階段各類電子技術(shù)蓬勃發(fā)展，CPU芯片性能飆升，通信條件和速率不斷革新和完善，也為新的技術(shù)推廣提供最廣闊的技術(shù)平臺(tái)。在廣東地區(qū)，目前幾乎所有的新住宅樓盤都預(yù)裝了樓宇對(duì)講及監(jiān)控系統(tǒng)，同時(shí)已經(jīng)禁止安裝防盜網(wǎng)。防盜網(wǎng)留下來(lái)的安全因素，將由電子系統(tǒng)設(shè)備(技防)和保安人員(人防)共同來(lái)完成。

為了進(jìn)一步規(guī)范住宅小區(qū)智能化建設(shè)，建設(shè)部特別制定了智能化小區(qū)的等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，按照其要求，智能化小區(qū)必須有安全防范、信息管理、物業(yè)管理、信息網(wǎng)絡(luò)等各子系統(tǒng)組成，而作為最基本的安全需求，監(jiān)控系統(tǒng)在技防上面有著舉足輕重的作用。閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)作為安全防范系統(tǒng)最基本、最重要的子系統(tǒng)，在各種領(lǐng)域里得到了廣泛的應(yīng)用，也是目前預(yù)防和制止犯罪最為有效的措施。它不僅可以對(duì)社區(qū)周邊及內(nèi)部進(jìn)行全天24小時(shí)不間斷實(shí)時(shí)監(jiān)控，也可在事后進(jìn)行某些案件回放分析，重要時(shí)也可作為呈堂證供。因此，在社區(qū)建立一套完善的閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)，是非常必要的。

1 主要設(shè)計(jì)原則及依據(jù)

(1)實(shí)用性和經(jīng)濟(jì)性。

(2)先進(jìn)性和成熟性。

(3)可靠性和穩(wěn)定性。

(4)安全性和保密性。

(5)可擴(kuò)展性和易維護(hù)性。

2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1 系統(tǒng)分析

閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)主要是通過(guò)電纜或光纜在閉合的環(huán)路內(nèi)傳輸電視信號(hào)，并人攝像到圖像顯示獨(dú)立完整的電視系統(tǒng)。目前，在我國(guó)各行業(yè)中廣泛使用的閉路監(jiān)控系統(tǒng)主流為硬盤錄像機(jī)加視頻矩陣的數(shù)模組合方式。矩陣用于監(jiān)控，DVR用于模擬信號(hào)的數(shù)字存儲(chǔ)。在選擇終端設(shè)備時(shí)，客戶重視圖像質(zhì)量還是實(shí)時(shí)性需求高，這一點(diǎn)在網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控時(shí)矛盾顯得特別突出，即網(wǎng)絡(luò)傳輸和本地存儲(chǔ)之間的根本區(qū)別。網(wǎng)絡(luò)傳輸要求占用帶寬小，實(shí)時(shí)性高，而監(jiān)控的根本目的就是有清晰的存儲(chǔ)圖像，為日后查證提供第一手資料。解決這一問(wèn)題的措施就是將網(wǎng)絡(luò)傳輸和本地存儲(chǔ)分開。網(wǎng)絡(luò)傳輸以MPEG－4格式以獲得流暢的速率和較好的圖像質(zhì)量;現(xiàn)場(chǎng)存儲(chǔ)時(shí)則使用高清晰度格式的畫面，即采用MPEG－4+D1方式，這也是以后監(jiān)控行業(yè)的發(fā)展方向。

所以，本系統(tǒng)結(jié)合了目前主流系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)，選擇了模擬/數(shù)字集散式網(wǎng)絡(luò)分布系統(tǒng)。采用現(xiàn)在領(lǐng)先的組網(wǎng)模式，由模擬攝像機(jī)、工控式硬盤錄像機(jī)、監(jiān)視器、電腦顯示器、視頻矩陣等設(shè)備組成，考慮到大型小區(qū)的綜合作用，以光端機(jī)將各個(gè)分監(jiān)控中心連接起來(lái)，并可進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)控制。系統(tǒng)圖像清晰、功能強(qiáng)大，操作簡(jiǎn)單且性能成熟穩(wěn)定。

2.2 系統(tǒng)配置

監(jiān)控系統(tǒng)主要由三大部分組成:前端攝像部分、中間傳輸部分、終端視頻處理部分。

2.2.1 前端攝像機(jī)安裝位置及配置

前端圖像采集部分設(shè)計(jì)在小區(qū)的各類進(jìn)出口(如入門大廳和停車場(chǎng)出入口等)、小區(qū)由部的主要走廊和公用設(shè)施(如電梯轎箱、停車場(chǎng)內(nèi)等)、小區(qū)內(nèi)人群密度較大的流動(dòng)區(qū)域和集散地(如首層大堂、電梯前室等)。在這些地方安裝監(jiān)控探頭進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)監(jiān)視錄像，以保證小區(qū)警力可以有效地杜絕隱患或發(fā)生突發(fā)事件時(shí)可以及時(shí)處理。

(1)在小區(qū)主、次出入口設(shè)置彩色/黑白高速一體化球形攝像機(jī)，用于監(jiān)視車輛及人員的進(jìn)出情況。

(2)小區(qū)地下停車場(chǎng)出入口設(shè)置彩色高解攝像機(jī)，用于監(jiān)控車輛的出入情況;停車場(chǎng)內(nèi)部設(shè)計(jì)低照度彩色攝像機(jī)。用于監(jiān)視地下停車場(chǎng)內(nèi)的的狀況。

(3)小區(qū)周界及公共區(qū)域采用高質(zhì)量的彩色一體化攝像機(jī)，并與小區(qū)周界報(bào)警系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)控制，一旦有入侵報(bào)警信號(hào)發(fā)生，攝像機(jī)將自動(dòng)旋轉(zhuǎn)至報(bào)警區(qū)域，自動(dòng)跟蹤監(jiān)控，同時(shí)在監(jiān)控中心，系統(tǒng)將自動(dòng)切換報(bào)警現(xiàn)場(chǎng)畫面至指定監(jiān)視器，硬盤錄像機(jī)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控錄像。

(4)小區(qū)樓棟首層大堂安裝彩色半球攝像機(jī)，因?yàn)檫@個(gè)地區(qū)是大樓內(nèi)人群必經(jīng)通路，進(jìn)行監(jiān)視和合理的干預(yù)對(duì)保證小區(qū)秩序和人群流動(dòng)安全有積極的作用。

(5)每部電梯轎廂內(nèi)鍵盤的對(duì)角處安裝吸頂式彩色半球攝像機(jī)，作于監(jiān)視和記錄電梯內(nèi)的實(shí)時(shí)情況，以備發(fā)生突發(fā)事件能及時(shí)得到警處理。

2.2.2 現(xiàn)場(chǎng)傳輸

傳輸部分就是系統(tǒng)圖像信號(hào)、聲音信號(hào)、控制信號(hào)等的通道。傳統(tǒng)監(jiān)控系統(tǒng)通過(guò)同軸電傳輸視頻信號(hào)，通過(guò)2芯線傳輸控制信號(hào)及其他信號(hào)?，F(xiàn)在主流的傳輸方式基本上是同軸電纜、光纖、雙絞線、電信公用傳輸網(wǎng)絡(luò)和微波等。具體選擇哪種傳輸方式要根據(jù)自己需求和現(xiàn)場(chǎng)情況而定:圖像質(zhì)量、實(shí)時(shí)性、布線條件、傳輸距離、工程造價(jià)等。

目前電視監(jiān)視控系統(tǒng)多半采用視頻基帶傳輸方式。如果在攝像機(jī)距離控制中心較遠(yuǎn)的情況下，也有采用射頻傳輸方式或光纖傳輸方式。一般小區(qū)要求傳輸?shù)木嚯x都比較近，可采用基帶傳輸方式，也就是75 Ω的視頻同軸電纜。由于模擬視頻信號(hào)包括許多不同頻率，頻帶范圍達(dá)到6 MHz，高頻部分基本上是彩色占用。而同軸視頻電纜的物理特性是對(duì)不同頻率分量的信號(hào)具有不同比例的衰減量。頻率低衰減小，頻率高衰減大(即頻率失真特性)，因而傳輸距離越長(zhǎng)，彩色質(zhì)量明顯越差，色彩變淡或是變成黑白都是常見現(xiàn)象。所以，同軸電纜一般傳輸距離最大為300 m～500 m。如果用視頻放大器，可以適當(dāng)延長(zhǎng)傳輸距離，但是因?yàn)樗前聪嗤谋壤糯笏械念l率分量，由電纜產(chǎn)生的原信號(hào)各種頻率分量之間比例關(guān)系的變化并沒(méi)有得到有效恢復(fù)。所以也就無(wú)法補(bǔ)償彩色信號(hào)的頻率失真，因此并不能顯著提升傳輸性能。

500 m～2000 m之間的傳輸距離可以選用雙絞線。在這段距離用同軸電纜達(dá)不到要求，而用光纖造價(jià)又太貴。選擇雙絞線時(shí)主要要注意兩個(gè)參數(shù);一個(gè)是分布電容要小于60 PF/m，電容越大對(duì)低頻信號(hào)抑制作用越強(qiáng)烈。另一個(gè)是雙絞線對(duì)的環(huán)路電阻應(yīng)小于18 Ω/100 m。這兩全參數(shù)直接影響到傳輸距離以及圖像的色彩。

2000 m以上一般就只能使用光纖了。注意光纖傳輸設(shè)備的選擇也很關(guān)鍵，一般分為數(shù)字光端機(jī)和模擬光端機(jī)兩類。模擬光端機(jī)主要采用視頻和控制信號(hào)的模擬調(diào)頻或調(diào)幅方式。數(shù)字光端機(jī)則多采用時(shí)分復(fù)用方式或波分復(fù)方式。因?yàn)閿?shù)字光端機(jī)是以光的有無(wú)來(lái)發(fā)送信號(hào)，所以，其信號(hào)衰減與距離無(wú)關(guān)。模擬光端機(jī)一般最多傳輸64路視音頻信號(hào)。因此，在長(zhǎng)距離多路復(fù)用傳輸系統(tǒng)中一般采用數(shù)字光端機(jī)。

對(duì)于大型小區(qū)，其周邊長(zhǎng)度可能達(dá)到幾公里，因此，主干傳輸介質(zhì)采用光纖，沿著外圍監(jiān)控路線布線?？拷鞲删W(wǎng)的監(jiān)控點(diǎn)可以就近通過(guò)同軸電纜連到附近的光端機(jī)，靠近監(jiān)控中心的監(jiān)控點(diǎn)可直接聯(lián)入中視頻矩陣或DVR。

2.2.3 監(jiān)控中心

監(jiān)控室調(diào)協(xié)硬盤錄像機(jī)、視頻矩陣、畫面分割器、監(jiān)視器、顯示呂、遠(yuǎn)傳設(shè)備(如視頻網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器、光端機(jī))等設(shè)備。監(jiān)控點(diǎn)信號(hào)回到控制室以后，將信號(hào)進(jìn)行分配，其中一路通過(guò)視頻矩陣后通過(guò)電視墻進(jìn)行監(jiān)看，中一路通過(guò)同軸電纜接入16路硬盤錄像機(jī)并顯示在顯示器上，經(jīng)過(guò)音視頻還原處理，然后以不同存儲(chǔ)格式進(jìn)行硬盤錄像作為記錄。設(shè)計(jì)整個(gè)硬盤錄像系統(tǒng)可以連續(xù)保存錄像資料1個(gè)月，硬盤錄像系統(tǒng)支持與回放全雙工工作。

2.2.4 功能

整個(gè)系統(tǒng)的控制采用計(jì)算機(jī)軟件進(jìn)行管理與控制，RS485總線控制方式，自動(dòng)巡址，管理方便靈活，操作簡(jiǎn)單。根據(jù)監(jiān)控點(diǎn)地址，可以對(duì)監(jiān)控點(diǎn)電動(dòng)鏡頭進(jìn)得焦距調(diào)整、光圈調(diào)整、景深調(diào)整操作等，以適應(yīng)不同的監(jiān)控要求。

在網(wǎng)絡(luò)可通的任何計(jì)算機(jī)上，能夠?qū)崟r(shí)的顯示現(xiàn)場(chǎng)的圖像和聲音，同時(shí)可以控制云臺(tái)移動(dòng)和鏡頭焦距，可以支持多臺(tái)客戶機(jī)同時(shí)顯示。根據(jù)每客戶端登錄的用戶的不同權(quán)限，可以選擇性的給不同用戶監(jiān)控不同的地點(diǎn)。而且對(duì)同一個(gè)監(jiān)控點(diǎn)可以根據(jù)不同用戶的優(yōu)先級(jí)別來(lái)控制攝像機(jī)。

系統(tǒng)能與報(bào)警、門禁系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)監(jiān)控。當(dāng)門禁或報(bào)警系統(tǒng)有告警信號(hào)傳上來(lái)時(shí)，監(jiān)控系統(tǒng)能自動(dòng)聯(lián)動(dòng)并開始錄像。在特定場(chǎng)所進(jìn)行視頻移動(dòng)報(bào)警設(shè)定。當(dāng)有移動(dòng)物體時(shí)，發(fā)出報(bào)警信號(hào)，并打開燈光，攝像機(jī)立即轉(zhuǎn)到報(bào)警點(diǎn)，硬盤錄像機(jī)開始記錄重要畫面的全幅視頻信號(hào)，同時(shí)控制室自動(dòng)彈出現(xiàn)場(chǎng)電子地圖和報(bào)警位置，并將監(jiān)控畫面自動(dòng)切換到相應(yīng)的攝像機(jī)上。

這樣，保安人員可以在最快速度下了解現(xiàn)場(chǎng)情況。這一系列工作都通過(guò)主機(jī)自動(dòng)完成。在接收?qǐng)?bào)警信號(hào)的同時(shí)，報(bào)警信號(hào)的性質(zhì)也在屏幕上顯示出來(lái)，記錄功能可以顯示報(bào)警時(shí)間及處置方案，并可打印記錄。本系統(tǒng)具有視頻追溯功能，能夠記錄報(bào)警發(fā)生前30S的所有動(dòng)作畫面，保證了日后事件處理有據(jù)可查。

系統(tǒng)具有視頻信號(hào)檢測(cè)功能，任何前端視頻信號(hào)的丟失均能在任意一臺(tái)監(jiān)視器上顯示出來(lái)。所以當(dāng)有攝像機(jī)損壞后，立即會(huì)通知控制中心。系統(tǒng)將攝像機(jī)記錄的畫面全自動(dòng)數(shù)字壓縮保留在計(jì)算機(jī)硬盤上，硬盤錄像機(jī)可以進(jìn)行全實(shí)時(shí)錄像、移動(dòng)偵測(cè)錄像告示方式錄像，在以后檢索時(shí)，可根據(jù)圖像存儲(chǔ)時(shí)間、日期以及鏡頭號(hào)進(jìn)行查找和回放，亦可將所需畫面以壓縮或硬盤。

廣泛兼容性，能與大多數(shù)智能化系統(tǒng)無(wú)縫集成。監(jiān)控系統(tǒng)的控制主機(jī)可與其他弱電系統(tǒng)主機(jī)聯(lián)網(wǎng)，滿足系統(tǒng)的控制主機(jī)可與其他弱電系統(tǒng)主機(jī)聯(lián)網(wǎng)，滿足信息共享、協(xié)調(diào)工作的要求。通過(guò)系統(tǒng)集成，監(jiān)控系統(tǒng)能作為中央管理系統(tǒng)一個(gè)子系統(tǒng)與其他系統(tǒng)在同一個(gè)界面上操作，實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一集中管理。

監(jiān)控系統(tǒng)作為安全防范技術(shù)體系不可缺少的重要組成部分，已成為住宅小區(qū)管理重要設(shè)施，被廣泛的應(yīng)用于各住宅小區(qū)。

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