小型網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

李月蘭

（寧夏工商職業(yè)技術(shù)學(xué)院，寧夏 銀川 750001）

小型網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

李月蘭

（寧夏工商職業(yè)技術(shù)學(xué)院，寧夏 銀川 750001）

網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)產(chǎn)品已占領(lǐng)市場，取代之前兩代產(chǎn)品。本文針對實(shí)驗(yàn)室監(jiān)控功能的需求,對小型網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、硬件配置、軟件配置、安裝和調(diào)試，總結(jié)出網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)和半模擬半數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)的主要區(qū)別。建立小型網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)裝置不僅能完善實(shí)驗(yàn)室設(shè)備，而且使學(xué)生在兩代設(shè)備中對比學(xué)習(xí)，提升了學(xué)生的實(shí)踐技能。

網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控；半模擬；半數(shù)字；視頻監(jiān)控系統(tǒng)

1 引言

視頻監(jiān)控系統(tǒng)目前歷經(jīng)了三代，第一代視頻監(jiān)視系統(tǒng)是以VCR(Video Cassette Recorders)為代表的傳統(tǒng)CCTV系統(tǒng)即模擬視頻監(jiān)控系統(tǒng)，系統(tǒng)主要由模擬攝像機(jī)、專用電纜、視頻切換矩陣、模擬監(jiān)視器、模擬錄像設(shè)備和盒式錄像帶等構(gòu)成；第二代是以DVR(Digital Video Recorder)為代表的半模擬半數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)，即DVR可以將模擬的視頻信號進(jìn)行數(shù)字化，并存儲(chǔ)在電腦硬盤而不是盒式錄像帶上；第三代是目前正在蓬勃發(fā)展的網(wǎng)絡(luò)化視頻監(jiān)視系統(tǒng)，又稱為IP監(jiān)視系統(tǒng)，它是完全數(shù)字化的系統(tǒng)，它基于標(biāo)準(zhǔn)的TCP/IP協(xié)議，能夠通過局域網(wǎng)、無線網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)傳輸，布控區(qū)域大大超過了前兩代系統(tǒng)。本實(shí)驗(yàn)室視頻監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備處于半模擬半數(shù)字時(shí)代，嚴(yán)重落后于市場，達(dá)不到新技術(shù)新產(chǎn)品的理論學(xué)習(xí)和實(shí)際應(yīng)用，從而使得學(xué)生不能夠?qū)訉?shí)際和適應(yīng)社會(huì)。為此，建立小型網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)裝置不僅可以完善實(shí)驗(yàn)室設(shè)備，而且使學(xué)生在兩代設(shè)備中對比學(xué)習(xí)，提升了學(xué)生的實(shí)踐技能，更好地適應(yīng)社會(huì)的需求。

2 小型網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)

2.1 系統(tǒng)功能

系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的主要功能有：⑴實(shí)驗(yàn)室門口既樓道24h不間斷監(jiān)控；⑵實(shí)驗(yàn)室內(nèi)窗口24h不間斷監(jiān)控；⑶實(shí)驗(yàn)室內(nèi)24h不間斷監(jiān)控；⑷實(shí)時(shí)錄像和顯示達(dá)到4路視頻；⑸視頻回放和錄像；⑹錄像存儲(chǔ)時(shí)間15天；⑺視頻移動(dòng)探測報(bào)警錄像；⑻手機(jī)或計(jì)算機(jī)終端能夠遠(yuǎn)程監(jiān)控。

2.2 設(shè)計(jì)依據(jù)

《民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》（JGJ/T16-92）

《智能建筑工程質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》（GB 50399-2003）

《建筑智能化系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)規(guī)范》（DGJ32/D01-2003）

《建筑智能化系統(tǒng)工程檢測規(guī)程》（DB32/365-1999）

《安全防范工程程序與要求》（GA/T75-94）

《民用閉路監(jiān)視電視系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范》（GB50198-94）

《10/100/1000BASE-T以太網(wǎng)接口標(biāo)準(zhǔn)》（IEEE802.3/U）

2.3 設(shè)計(jì)原則

對弱電系統(tǒng)的深化設(shè)計(jì)及設(shè)備配置，必須遵循國家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范和規(guī)定，做到技術(shù)先進(jìn)、安全可靠、使用方便、實(shí)用性強(qiáng)和性價(jià)比高。弱電技術(shù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)具有可擴(kuò)展性、靈活性，為系統(tǒng)集成、升級及增容預(yù)留空間。

2.4 系統(tǒng)原理圖

根據(jù)系統(tǒng)功能要求，小型網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)裝置原理圖如圖1所示。

圖1 小型網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)裝置原理圖

2.5 系統(tǒng)構(gòu)成

小型網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)裝置由前端攝像機(jī)、傳輸媒介、后端控制設(shè)備、遠(yuǎn)程監(jiān)控部分及電源構(gòu)成。

(1)前端設(shè)備

前端部分由攝像機(jī)構(gòu)成，系統(tǒng)以防范為目的，根據(jù)中華人民共和國公安部《安全防范工程程序與要求》（GA/T75-94）的有關(guān)規(guī)定，攝像機(jī)重點(diǎn)安裝在人群主要活動(dòng)區(qū)域，如主要的路口、車庫和管理死角等場所，同時(shí)應(yīng)利于圖像采集，便于事后取證和核查。此外，攝像機(jī)及固定設(shè)備位置的設(shè)置應(yīng)在滿足技術(shù)的條件下，盡量與周邊建筑物、景觀協(xié)調(diào)一致。根據(jù)本實(shí)驗(yàn)室內(nèi)外環(huán)境監(jiān)控的要求，具體安排是，實(shí)驗(yàn)室門口安裝1臺半球網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)，實(shí)驗(yàn)室窗口安裝1臺網(wǎng)絡(luò)紅外球機(jī)，實(shí)驗(yàn)室后墻安裝1臺互聯(lián)網(wǎng)云臺攝像機(jī)。

(2)后端控制部分

控制部分設(shè)在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)，功能及設(shè)備具體是：提供系統(tǒng)設(shè)備所需電源，包括前端攝像機(jī)供電；監(jiān)視和錄像并能顯示時(shí)間、位置信息；通過硬盤錄像機(jī)NVR輸出控制云臺和鏡頭的指令信號和報(bào)警信號；通過顯示器顯示。

(3)遠(yuǎn)程監(jiān)控部分

遠(yuǎn)程監(jiān)控子系統(tǒng)主要由接入外網(wǎng)的路由器、手機(jī)和個(gè)人PC機(jī)構(gòu)成，在手機(jī)和PC機(jī)上安裝視頻監(jiān)控客戶端軟件。

(4)傳輸部分

傳輸部分主要由超5類雙絞線、RVV2×1.0電源線和RVVP2×1.0信號控制線構(gòu)成，所有傳輸電纜符合國家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和相關(guān)規(guī)定。

(5)電源部分

一般控制室向前端設(shè)備采用集中供電，這樣能夠保證監(jiān)控前端穩(wěn)定，本實(shí)驗(yàn)室由于攝像機(jī)點(diǎn)數(shù)少，選用的交換機(jī)支持POE供電，所以攝像機(jī)可以通過交換機(jī)直接供電，從而確保電源穩(wěn)定且布線方便簡單。

3 小型網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)裝置實(shí)現(xiàn)

依據(jù)系統(tǒng)的功能要求，本實(shí)驗(yàn)室裝置主要設(shè)備選擇?？低曌酉到y(tǒng)螢石云系列產(chǎn)品。

3.1 系統(tǒng)硬件配置

(1)攝像機(jī)的配置，本實(shí)驗(yàn)室選擇的3臺攝像機(jī)是網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)，具體型號如下：

①網(wǎng)絡(luò)紅外球機(jī)：型號為DS-2DE4120IW-DE，具有130萬1/3"Progressive Scan CMOS圖像傳感器；分辨率為1280× 720；彩色，0.05Lux@(F1.6，AGC ON)；黑白，0.01Lux@(F1.6，AGC ON)，0 Lux with IR最低照度；100米紅外照射距離；區(qū)域入侵偵測、越界偵測、音頻異常偵測(僅-E型號支持)、移動(dòng)偵測、視頻遮擋偵測、SMART偵測；DC12V；支持POE+(802.3at)供電；H.265/H.264/MJPEG視頻壓縮；支持?？滴炇茀f(xié)議。

②2系列半球型網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)：型號為DS-2CD2325FSKI，具有200萬1/2”CMOS圖像傳感器；分辨率為1920×1080；最小照度0.01 Lux@(F1.2,AGC ON),0 Lux with IR；紅外照射距離20-30米；DC12V；H.265/H.264/MJPEG視頻壓縮；支持?？滴炇茀f(xié)議。

③互聯(lián)網(wǎng)云臺攝像機(jī)：型號為CS-C6-21WFR-B具有130萬像素1/3”CMOS圖像傳感器；分辨率為1280×960；紅外照射距離10米；DC12V；H.264/MJPEG視頻壓縮；螢石云私有協(xié)議。

(2)硬盤錄像機(jī)配置：型號為DS-7608N-K1；1U標(biāo)準(zhǔn)機(jī)架式IP存儲(chǔ)，嵌入式處理器，8路H.265、H.264混合接入，60M接入、60M存儲(chǔ)、80M轉(zhuǎn)發(fā)，4路1080P解碼，4路1080P H.265、H.264混合解碼，1個(gè)千兆網(wǎng)口。

硬盤：型號為ST1000VX001-520；容量1TB。

硬盤容量的計(jì)算，三路攝像機(jī)，分辨率分別是1280×720、1920×1080、1280× 960，碼流分別是，2048Kbps,4096Kbps,2048Kbps。每路攝像機(jī)在15天里占用的空間為：2048÷8×3600×24×15÷1024÷1024÷1024÷2=0.16T；

4096÷8×3600×24×15÷1024÷1024÷1024÷2=0.31TB；

2048÷8×3600×24×15÷1024÷1024÷1024=0.31TB；

總的空間：0.16+0.31+0.31=0.78TB。

(3)交換機(jī)配置：DS-3E0109P-S；DS-3E0109P-S非網(wǎng)管POE交換機(jī)支持8口百兆PoE電口，可通過網(wǎng)線直接供電，PoE自適應(yīng)802.3af（15.4W）和802.3at（30W）標(biāo)準(zhǔn)，整機(jī)PoE最大輸出功率為120W，通過普通的5類雙絞線即可為AP、IP攝像頭、IP電話等PoE受電設(shè)備同時(shí)傳輸電力和數(shù)據(jù)。設(shè)備支持網(wǎng)絡(luò)延長模式，開啟后，使用超五類及以上網(wǎng)線時(shí)，對應(yīng)端口的數(shù)據(jù)傳輸和供電距離最遠(yuǎn)可達(dá)250米。攝像機(jī)碼流為4 Mbps一個(gè)、2Mbps兩個(gè)，接入層交換機(jī)上傳端口滿足8Mbps/S的傳輸速率要求，考慮到交換機(jī)實(shí)際傳輸速率通常為標(biāo)稱值的30%，再者因?yàn)楹笃跀z像機(jī)可能擴(kuò)展要求預(yù)留，所以接入層交換機(jī)應(yīng)選用具有1000 M上傳口的交換機(jī)。

3.2 系統(tǒng)安裝

系統(tǒng)的安裝流程如圖2所示。

圖2 系統(tǒng)安裝流程圖

3.3 系統(tǒng)調(diào)試

系統(tǒng)調(diào)試步驟首先是通過NVR設(shè)置監(jiān)控功能，其次通過手機(jī)下載軟件設(shè)置遠(yuǎn)程監(jiān)控功能。

(1)通過NVR設(shè)置監(jiān)控功能：打開顯示器和NVR，①設(shè)置網(wǎng)段內(nèi)的IP地址和服務(wù)器地址，掌握了路由器IP地址和DNS地址后，選擇網(wǎng)絡(luò)配置的自適應(yīng)操作，NVR對接入的攝像機(jī)IP地址進(jìn)行自動(dòng)檢索和配置，此處NVR和攝像機(jī)的IP地址與路由器IP地址的網(wǎng)段必須相同，在通道管理中激活攝像機(jī)并添加到NVR中，使其處于在線狀態(tài)；②在網(wǎng)絡(luò)配置中啟用整個(gè)平臺，并在硬盤管理中將硬盤初始化；③通道管理中針對3路通道攝像機(jī)分別設(shè)置其偵測參數(shù)。以上操作也可在WEB網(wǎng)頁中設(shè)置。

(2)手機(jī)下載螢石云軟件，①注冊用戶并添加設(shè)備，通過掃描NVR上的二維碼添加；②針對3路通道攝像機(jī)分別設(shè)置監(jiān)控參數(shù)。

4 總結(jié)

網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)與半模擬半數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)的區(qū)別有以下兩點(diǎn)：

(1)攝像機(jī)：網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)可以達(dá)到100w、200w，甚至300w、500w、800w像素圖像的輸出；模擬攝像機(jī)只能做到d1，cif輸出。網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)內(nèi)置WEB，使用一臺PC上的標(biāo)準(zhǔn)WEB瀏覽器，就能夠管理和查看圖像，能夠遠(yuǎn)程管理和查看圖像。網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)可將圖像資料存在遠(yuǎn)程的硬盤上，易于搜尋，易于存儲(chǔ)，不會(huì)被破壞；模擬攝像機(jī)只能通過DVR硬盤錄像機(jī)察看和遠(yuǎn)程傳輸。

(2)布線：網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)只需要一根雙絞線與設(shè)備連接，布線及維護(hù)簡單方便；模擬攝像機(jī)需要視頻同軸電纜、信號控制線和電源線三種線纜與設(shè)備連接，布線及維護(hù)復(fù)雜。

小型網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)裝置的優(yōu)點(diǎn)在于：架構(gòu)簡單，布線施工容易，造價(jià)低廉；系統(tǒng)安裝方便，維護(hù)簡單；可實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控和區(qū)域性監(jiān)控等。該裝置為學(xué)生對視頻監(jiān)控的設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試等相關(guān)知識的掌握與實(shí)踐技能的提升提供非常必要的條件。

[1]林火養(yǎng)．智能小區(qū)安全防范系統(tǒng)[M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2015．

[2]張立鑒．網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J]．無線互聯(lián)科技，2012(05)：107-108．

Design and Implementation of Experimental Device of Small Network Video Surveillance System

Li Yuelan
(Ningxia Vocational Technical College of Industry and Commerce,Yinchuan 750001,Ningxia)

Network video surveillance system products have taken over the market,replacing the previous products.According to the requirements of the laboratory monitoring function,this paper explores the structure design,hardware configuration,software configuration,installation and commissioning of the experimental device of small network video surveillance system;sums up the main difference between network video surveillance system and semi analog and semi digital video surveillance system.This device can not only improve the laboratory equipment,but also can let students learn by contrasting the two generations of equipment,enhancing the students'practical skills.

network video surveillance;semi analog;semi digital;video surveillance system

TP368.1

A

1008-6609(2017)08-0055-03

李月蘭（1976-），女，寧夏人，研究生，講師，研究方向?yàn)殡娐放c系統(tǒng)。